JP4481479B2 - 不可逆的に特定温度を発色により表示する方法及び特定温度表示記録媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は特定温度を不可逆的、且つ視覚により認識可能にする特定温度を発色で表示する方法及びそれに用いる記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特定温度を視覚的に表示する方法として、従来から無機系色素が広く使用されているが、それらは一般に可逆的変化をするものが多く、又、高温での幅の広い温度変化を表示するものが殆どである。有機系色素を用いる方法もあるが、その場合には、ロイコ色素と顕色剤を用いるものが一般的であり、低温で微小範囲を表示することは可能であるが、可逆的変化をするものが多い。又、色素と顕色剤との接触による発色を防ぐため、隔膜を設けたり、カプセル化しておく必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、隔膜を用いる方法はその素材と膜厚の関係が非常に微妙であり、そのコントロールが難しい。又、基材上に下塗り層、隔膜及び上塗り層を形成するために３回の塗工が必要になる。一方、カプセル化した成分を用いる方式では、全く別工程で必要成分をカプセル化しなければならず、少なからぬコストアップにつながる。又、使用できる色素、顕色剤が限られるため色相も制約されてしまう。
【０００４】
従って、本発明の目的は、特定温度を不可逆的に、多種多様な色相で表示可能な簡便且つ安価な方法及びそれに使用する記録媒体を提供することである。
本発明者は上記目的を達成するために種々検討した結果、下塗り層と上塗り層とで記録媒体を構成し、いずれか一方の層に発色成分を、他層に発色助剤等をそれぞれ別々に含有させることにより、所定温度において、一方より他方へ成分が移行するか、両層の成分が混合することにより発色し、所定の温度を不可逆的に表示することができることを見いだし、本発明を完成するに至った。又、この方法を用いることにより、ロイコ色素の他に金属錯体色素、油溶染料や蛍光色素等の使用が可能となった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、特定温度を記録媒体の発色により表示する方法において、記録媒体は基材上に、特定温度で軟化又は溶融する固形媒体とバインダーからなる下層と上層が積層されてなり、下層にはラウリン酸と油溶性染料との色素固溶体と、酸化チタンと、スチレン−メタクリレート系共重合体とを、上層には下層の着色を隠蔽する酸化チタン顔料と、ラウリン酸と、スチレン−メタクリレート系共重合体とをそれぞれ含有させ、上記固形媒体が軟化又は溶融する温度で下層より上層へ油溶性染料を移行させることにより上層を着色させることを特徴とする不可逆的に特定温度を発色により表示する方法並びに特定温度を発色により表示する記録媒体である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
本発明の特徴は、記録媒体を二層に分離しておき、下層には油溶性染料を、上層には下層の着色を隠蔽する酸化チタン顔料を含有させたことである。
このような構成により、所定温度において、下層から油溶性染料が上層に移行することにより表示が完結する。
【０００７】
即ち、特定温度で軟化又は溶融する固形媒体と、油溶性染料を組合わせることで、例えば、任意の物体に貼り付けた上記構成の記録媒体の発色又は着色の有無から、その物体がその固形媒体の軟化又は溶融温度近辺又はそれ以上の熱履歴を受けたか否かが分かる。又、この発色又は着色は不可逆的であり、上記の特定温度以下の熱履歴を受けた後もこの発色又は着色は保持される。
【０００８】
それ自体色相を呈する色素として油性染料を用いる場合、記録媒体（特定温度の表示体）は、例えば、基材上に設ける下層を油性染料とバインダーと特定の低温度で軟化又は溶融する固形媒体とともにに酸化チタンから構成し、その上層をバインダー、酸化チタン及び上記の固形媒体から構成する。所定温度で固形媒体が軟化又は溶融すると、これに油性染料が溶解し、下層から上層へ油性染料が移行し着色（発色）が始まる。
【０００９】
上記のような本発明の記録媒体を構成する基材としては、例えば、紙、化学繊維混抄紙、合成紙、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のプラスチックフィルム又はシート等の従来公知の記入或いは記録可能な基材はいずれも使用でき、特に限定されない。
【００１０】
本発明における基材上に設ける上層及び下層は、バインダーの非水性系又は水性系溶液や油性系又は水性系エマルジョン等に、前記の色素及び特定の温度で軟化又は溶融する固形媒体を溶解又は分散させてなる塗布剤を、基材に所定の乾燥厚さに印刷や塗布等の従来公知の方法で順に塗工及び乾燥することにより形成される。塗布剤の形態（水性系であるか非水性系であるか、溶液であるかエマルジョンであるか等の）及び使用する溶剤等は、下層形成後に上層形成用塗布剤を塗工した際に下層を溶解したり、下層中の油性染料を上層に溶出、移行させないものであれば、特に限定されない。
【００１１】
塗布剤に使用されるバインダーとしては、インキや塗料等のバインダーとして使用されている従来公知のバインダー樹脂がいずれも使用でき、特に限定されない。例えば、水性系用樹脂としては、カゼイン、アルギン酸ソーダ、アラビアゴム、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルアルコール、スチレン−マレイン酸エステル系共重合体の水溶性塩、（メタ）アクリルエステル系（共）重合体の水溶性塩、スチレン−（メタ）アクリルエステルラテックスの水溶性塩、水溶性アルキッド系樹脂等の樹脂や、樹脂自体は水不溶性であるが、その形態がラテックスや水系分散体であるスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックス、（メタ）アクリル酸エステル系共重合体ラテックス、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル系共重合体ラテックス、スチレン−酢酸ビニル共重合体ラテックス、ポリエチレン系水性ディスパージョン、エチレン系共重合体系水性ディスパージョン等が挙げられる。
【００１２】
又、油性系用樹脂としては、例えば、セルロースアセテートブチレート系樹脂、ニトロセルロース系樹脂、酢酸ビニル系（共）重合体、スチレン系（共）重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体、エチレン−酢酸ビニル系共重合体、ポリビニルブチラール系樹脂、アルキッド系樹脂、フェノール変性アルキッド系樹脂、スチレン化アルキッド系樹脂、アミノアルキッド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリルポリオールウレタン系重合体、可溶性ポリアミド系重合体、フェノール系樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂等が挙げられる。
これらのバインダー樹脂の塗布剤中の含有割合は、樹脂の種類によって異なるが、通常、固形分で５〜７０重量％程度の範囲である。
【００１３】
本発明において特定温度の表示に使用する発色助剤を必要としない、それ自体色相を呈する色素としては、従来公知の色素を使用することができる。
油溶性色素としては、例えば、C.I.ソルベントイェロー２、同６、同１４、同１５、同１６、同１９、同２１、同３３、同５６、同６１、同８０等の黄色染料；C.I.ソルベントオレンジ４０、同４４、同４５等のオレンジ色染料；C.I.ソルベントレッド１、同３、同８、同２３、同２４、同２５、同２７、同３０、同８１、同８２、同８３、同８４、同１００、同１２１等の赤色染料；C.I.ソルベントバイオレット８、同１３、同１４、同２１、同２７等の紫色染料；C.I.ソルベントブルー２、同１１、同１２、同２５、同３０、同５５、同７３、同９０等の青色染料；C.I.ソルベントグリーン３等の緑色染料；C.I.ソルベントブラウン３、同５、同２０、同３７等のブラウン色染料；C.I.ソルベントブラック３、同５、同７、同２２、同２３、同１２３等の黒色染料等の染料が使用できる。これらは１種又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００１４】
塗布剤中の油溶性色素の含有割合は、その種類及び記録媒体の使用目的によって異なるが、通常、０．０１〜２０重量％が所望の特性を与えるのに適し、好ましくは０．１〜１０重量％である。尚、いずれの色素も、表示のための発色とは直接関係しない非移動性の色素として、酸化チタン等の白色顔料、カーボンブラックに代表される黒色顔料等の各種の有彩色顔料と併用することもできる。
【００１５】
特定温度で軟化又は溶融する固形媒体としては、例えば、従来公知のワックス類、脂肪族カルボン酸類或い脂肪族カルボン酸エステル類が使用できる。例えば、ワックス類としては、常温で固体の油脂、ロウ、鉱油、合成ワックス、羊毛ロウ、モンタンロウ、ペトロラタム、マイクロワックス、石油セレシン、セレシン、固形パラフィン、カルナバロウ、蜜蝋、鯨ロウ、硬化ロウ、イボタロウ、セラックロウ、水ロウ等が挙げられる。
【００１６】
脂肪族カルボン酸類及びエステル類としては、例えば、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸及びイソステアリン酸等の脂肪族カルボン酸類が、脂肪族カルボン酸のエステル類としては、例えば、ステアリン酸メチル、ステアリン酸ステアリル、１２−ヒドロキシステアリン酸メチルエステル等が挙げられる。
これらから軟化温度又は溶融温度の異なるものを適宜選択し、これらと色相の異なる色素とを組み合わせ、発色の色相から任意物体が受けた特定温度の熱履歴を知ることができる。塗布剤中の固形媒体の含有割合は、通常、５〜８０重量％の範囲である。
【００１７】
上記の成分からなる塗布剤（固形分は、塗布方法によって異なるが、通常、１０〜８０重量％程度）を印刷方法を利用して基材に塗布する場合には、例えば、凸版印刷、平版印刷、凹版印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、熱転写印刷及びドットインパクト印刷等の従来公知の印刷方法が使用でき、又、コーティング方法を利用する場合には、例えば、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクィーズコーター、エアドクター、グラビアコーター、スプレイコーティング等の従来公知の方法が使用できる。上記の方法を、第一層と第二層（上層と下層）の塗布で使い分けることも可能である。本発明においては、塗布剤の塗布方法は、上記の方法に限定されず、上記以外の方法も使用できる。
【００１８】
以下に本発明の記録媒体の構成例を示す。
色素として油溶性染料を用いる例としては、基材上に下層として色素、固形媒体及びバインダーの他に酸化チタン、カーボンブラック又は有彩色顔料からなる塗布剤を塗工し、その上に上層として固形媒体及びバインダーと酸化チタンからなる塗布剤を塗工する。所定温度で固形媒体が軟化或いは溶融し、色素は下層から上層に移行することにより発色表示が可能となる。移行速度の異なる複数の色素を併用することにより多段階に発色表示することも可能である。
【００１９】
以上の如き本発明の特定温度を表示する記録媒体は、ある雰囲気の温度変化や任意物体の熱履歴等を調べるために使用され、特定温度が異なる複数の記録媒体を用意し、これらを雰囲気中に吊るしたり、任意の物体に貼り付ける等により、記録媒体の発色の色相によって温度変化や熱履歴を確認することができる。
【００２０】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。尚、文中で部又は％とあるのは特に断りのない限りは重量基準である。
【００２１】
実施例１
ラウリン酸（融点４４℃）１００部にオイル スカーレット＃３０８（オリエント社製）２部を加熱溶解して調整した色素固溶体３０部、酸化チタン４０部を、スチレン−メタクリレート系共重合体１０部及び水酸化カリウム０．０２部を含む水４６部とを常法に従い混練して塗布剤を作製した。これをメイヤバーコーターを用いて７μｍの厚さに紙に塗工し、３０℃以下の室温で放置乾燥した。
一方、ラウリン酸３０部、酸化チタン８０部を、上記と同じスチレン−メタクリレート系共重合体２０部及び水酸化カリウム０．０２部を含む水４６部とを混練して塗布剤を作製し、同様にして上記塗布層上に７μｍの厚さに塗工し、室温で充分乾燥させ、白色の印刷物（記録媒体）を得た。
この印刷物の３ｃｍ×３ｃｍの小片を４０℃の恒温室に２時間静置するとピンク色に変化した。
【００２２】
【発明の効果】
以上の如き本発明によれば、非常に簡便な方法で特定温度を不可逆的に表示することが可能になり、種々の目的に応じた鮮明な表示が可能となる。

Claims (2)

1. 記録媒体の発色により特定温度を表示する方法において、記録媒体は基材上に、特定温度で軟化又は溶融する固形媒体とバインダーからなる下層と上層が積層されてなり、下層にはラウリン酸と油溶性染料との色素固溶体と、酸化チタンと、スチレン−メタクリレート系共重合体とを、上層には下層の着色を隠蔽する酸化チタン顔料と、ラウリン酸と、スチレン−メタクリレート系共重合体とをそれぞれ含有させ、上記固形媒体が軟化又は溶融する温度で下層より上層へ油溶性染料を移行させることにより上層を着色させることを特徴とする不可逆的に特定温度を発色により表示する方法。
2. 特定温度を発色により表示する記録媒体において、上記記録媒体は基材上に、特定温度で軟化又は溶融する固形媒体とバインダーからなる下層と上層が積層されてなり、下層にはラウリン酸と油溶性染料との色素固溶体と、酸化チタンと、スチレン−メタクリレート系共重合体とを、上層には下層の着色を隠蔽する酸化チタン顔料と、ラウリン酸と、スチレン−メタクリレート系共重合体とをそれぞれ含有させたことを特徴とする不可逆的に特定温度を発色により表示する記録媒体。