JPH01500740A - フォトクロミック化合物による物品の標識 - Google Patents
フォトクロミック化合物による物品の標識Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
フォトクロミック化合物による物品の標識マークを物品もしくは基板にラベルす
ることに関する。
多くの産業分野においては、物品もしくは書類に対し確認もしくは安全性の標識
を付与して偽造または模造をより困難にすることが望ましい。その例はレコード
もしくはテープ、自動車もしくは装置用のスペア部品、小切手、銀行通帳、クレ
ジットカードおよびその他の安全具である。
たとえば確認カードのような安全具の偽造をより困難にするための各種の方法が
提案されている。米国特許第3、755.935号公報は、複合カード中ヘラミ
ネートさせかつ上層の安全性プリントを有する両面写真を備えた確認カードの製
造を記載している。開示されたインキは蛍光性インキを含んでいる。たとえばこ
の米国特許公報に記載されたようなカードは製造が極めて高価となり、かつその
価格はたとえば小切手もしくはクレジットカードのような確認ラベルおよび安全
性書類の製造には許容しえない。ざらに、紫外光においてのみ蛍光を発するイン
キは、標準的な光学増白剤を用いて容易に処方することができかつ偽造者に対し
相当な問題を与えることができない。
本発明によれば、U、V、光に露出した際に可視化されまたは増進されるマーク
もしくはデバイスを備えた物品もしくは基板の製造方法が提供され、この方法は
U、V、光に露出した際に着色型に可逆変換されかつU、V、光の不存在下では
実質的に無色型まで逆行するフォトクロミック化合物を含有するフォトクロミッ
クインキを前記物品もしくは基板上へ印刷すると共に、大気の水分および酸素に
よる劣化に対し前記フォトクロミック化合物を保護する表面保護層を前記マーク
もしくはデバイスに施こすことを特徴とする。
ざらに本発明は、U、V、成分を含有しない光に対し部分的もしくは全体的に見
えないマークもしくはデバイスを備えたラベル、ドキュメントもしくはカードの
形態の安全装置にも関し、この装置はフォトクロミックインキを用いてマークも
しくはデバイスが上部にプリントされかつ大気の水分および酸素による劣化に対
しフォトクロミック化合物に保護を与える透明な表面保護層を前記マークもしく
はデバイスの上に備えた基板からなり、前記フォトクロミック化合物はU、V。
光に露出した際に着色型まで変換されかっU、V、光の不存在下に淡色もしくは
実質的に無色の形態まで逆行することを特徴とする。
U、V、光において可逆的に着色しかつ人工光もしくは濾過日光にて漂白するフ
ォトクロミック化合物の選択は、偽造者により確認マークもしくは安全性マーク
を再現するのを困難にする。マークは、種々異なる吸収スペクトルを有するフォ
トクロミック化合物の混合物を用いることにより、或いは種々異なるフォトクロ
ミック化合物を含有した1種もしくはそれ以上のインクを用いてデバイスをプリ
ントすることにより、違法に再生産するのを一層困難にすることができる。
本発明に使用するのに適したフォトクロミック化合物は、約350〜400nm
の波長のU、V、光にて急速に着色しかつこの種の照射線の不存在下に無色型ま
で逆行することができねばならない。約60秒間までの着色速度および2〜3分
間以内の退色速度が望ましい。たとえばクレジットカードのような成る種の用途
には、フォトクロミック化合物はたとえば数100回という複数回の可逆性着色
−退色変化を受けることができねばならず、かつたとえば約2年間というような
通常のクレジットカードの寿命にわたり操作に対し充分安定でなければならない
。たとえばレコード、テープおよびスペア部品のような製品に対する確認ラベル
などの他の用途には、要求性がより低いであろう。
本発明に使用するのに特に適したフォトクロミック化合物は、英国特許第1,4
64,603号、第2,002,752号および英国特許第2.143.327
号公報に記載された種類のフルギド類およびフルギミド類、並びに英国特許出願
第8711511号および第8713930号に記載されたようなフォトクロミ
ック性スピロピラン化合物を包含する。
上記特許公報および特許出願に記載された化合物は、U、V、光またはU、V、
成分を有する光に露出した際、多数回の可逆性色変化を受けることができる。こ
の色変化は黄色、赤色もしくは青色まで、或いは中間色までとすることができる
。1種もしくはそれ以上の化合物を混合することにより、その他の色も生せしめ
ることができる。上記化合物の幾種かはU、■、光または極めて多母のU、V、
成分を有する光に′対し感光性であるが、たとえば日光におけるようなU、V、
成分を有する白色光では無色に留まる。一般に、上記特許公報の最初の2つに記
載された化合物は主としてU、V、よりなる光において着色する一方、後者の3
種の明細書に記載された化合物はざらに日光においても着色する。
全ての場合、一般にU、V、成分を持たない白色光において、或いはこれら化合
物を加熱した場合に漂白が生ずる。
本発明に好適に使用されるフtトクロミック性フルギド類もしくはフルギミド類
は無水コハク酸もしくはスクシンイミド誘導体であって、これらは一般式(I>
、(IA)および[式中、Xは酸素もしくは>NReを示し、ここでR6は水素
、アルキル、アリールもしくはアラルキルであり、R1は水素、アルキル、アリ
ールもしくはアラルキルを示し、
YおよびYlは同一もしくは異なるものであって水素、アルキル、ハロゲンもし
くはアルコキシを示し、Zは水素、ハロゲン、アルキル、アルコキシもしくはア
リールオキシを示し、
R5は水素、アルキル、アルコキシもしくはアリールオキシを示し、
R4はアルキル、アリールもしくはアラルキルを示し、かつ
R2およびR3は同一もしくは異なるアルキルもしくはアリール基を示すか、ま
たはR2およびR3の一方が水素を示しかつ他方がアルキル、アリールもしくは
アラルキルであり、ただしZもしくはYがアルコキシもしくはアリールオキシで
あればRは水素以外のものである]によって示すことができる。
一般式(I>の化合物およびその#A造は英国特許第1.442,628号公報
に記載されている:上記式中、Xは酸素もしくはNR6を示し、ここでR6は水
素、1〜20個の炭素原子を有するアルキル、5〜12個の炭素原子を有するシ
クロアルキル、7〜9個の炭素原子を有するアラルキル、6〜14個の炭素原子
を有するアリール(これは1個もしくはそれ以上のハロゲンまたは1〜20個の
炭素原子を有するアルコキシ基により置換すことができる)または7〜22個の
炭素原子を有するアルカリールを示し;Bは酸素もしくは硫黄を示し:R1は水
素原子、1〜20個の炭素原子を有するアルキル基または6〜14個の炭素原子
を有するアリール基を示し:R2およびR3は同一もしくは異なる1〜20個の
炭素原子を有するアルキル基であるか、或いはR2およびR3の一方が水素であ
りかつ他方が1〜20個の炭素原子を有するアルキル基であり、または6〜14
個の炭素原子を有するアリール基(これは1個もしくはそれ以上のハロゲン原子
および/または1〜20個の炭素原子を有する次のアルコキシ基から選択される
基の任意の組合せで置換することができる)または7〜22個の炭素原子を有す
るアルカリールであり、或いはメチレンジオキシ基であり;Zは水素、1〜20
個の炭素原子を有するアルキル基、6〜14個の炭素原子を有するアリール基ま
たは7〜20個の炭素原子を有するアラルキル基を示し:各Yは同一もしくは異
なるものであって、水素もしくはハロゲン原子、1〜20個の炭素原子を有する
アルキルもしくはアルコキシ基または6〜14個の炭素原子を有するアリールも
しくアリールオキシ基を示す。
一般式(IA>および(IS>の化合物およびその製造については、英国特許第
1,464,630@公報に記載されている。
上記化合物の色変化は、一般に366nmでの照射に際し照色から赤色もしくは
青色までである。白色光においては逆行が生ずる。
一般式(IA>および(IB>のフルギド類がこの種の化合物に好適である。何
故なら、これらは疲労製品を形成する傾向が少ないからである。
一般式(IA>および(IB>の化合物における成る種のT−ラクトン同族体も
使用することができる。この種のフォトクロミックラクトン類は英国特許出願第
8712902@に記載されており、次の一般式:
1式中、Xは〉CH2もしくは〉C(CH3)2を示し;R1、R2およびR4
は独立して水素、アルキル、アラルキルもしくはアリール(置換アリールを含む
)から選択される基を示し、ただしR1およびR2の一方は常に水素であり:R
3は3−チェニル、3−フリル、3−ベンゾチ:にニルもしくは3−ベンゾフリ
ル基であってその2−位置はアルキル、アラルキルもしくはアリール基(置換ア
リールを含む)で置換される]
を有する。チェニル環もしくはフリル環の5−位置も、たとえばアルキル、アリ
ールもしくはアラルキル基で置換することができる。
一般式(IA>および(IB>の化合物は、一般にたとえば芳香族炭化水素類お
よびアルコキシアルカノール類(たとえば2−エトキシエタノール)のようなス
クリーン印刷に一般に使用される溶剤、並びにたとえばポリメチルメタクリレー
ト(pmma)のような成る種の田合体に高度に溶解性である。
本発明の目的に有効なフォトクロミック性の第2の群のフルギド類はフォトクロ
ミック性アダマンチリデン−熱水コハク酸およびスクシンイミド化合物であって
、英国特許第2,002.752号公報に記載されている。これらの化合物は−
[式中、Xは酸素または:;NReを示し、ここでR6は水素またはアルキル、
アリールもしくはアラルキル基であり;Rは水素またはアルキル、アリール、ア
ラルキルもしくは複素環式基を示し:
コキシもしくはアリールオキシ置換基を有するフェニル基を示し:
Adはアダマンチリド基を示す]
によって示すことができる。
これらの化合物は劣化に対し優秀な安定性を示すが、上記した化合動程には溶剤
および重合体に可溶性でない。
さらに、英国特許第2.146.327@公報に記載されたようなフォトクロミ
ック性フルギド化合物も使用することができる。
これらの化合物は日光にて着色し、かつ白色光にて無色型まで逆行する。これら
は一般式(3):
マンチリデン基を示し:
R1は水素、アルキル、アリール、アラルキルもしくは複素環式基を示し:
Xは酸素もしくは〉NR2を示し、ここでR2は水素、アリール、アルキルもし
くはアラルキルを示し、かっは芳香族基、不飽和複素環式基またはベンゼン化し
た複索環式基を示す]
によって示すことができる。
本発明の方法および製品には、成る種のフォトクロミック性スピロピラン化合物
も使用することができる。
これらのスピロピラン化合物は、一般的に次式(4)、(4A)および(4B)
によって示すことができ、ここで式(4)は2日−ベンゾビラン系を示し、かつ
式(4A)および(4B)は異性型ナフトピラン系を示す:ベンゾピラン環また
はナフトピラン環には、広範な秤類の置換基が可能である。たとえば、これらの
環はR3−R8(またはR3〜R1o)で示された位置をアルキル、アリール(
置換フェニル、たとえばアルコキシフェニルおよびハロ)工二ルを含む)、アル
コキシ、ヒドロキシ、アルキルもしくはジアルキルアミノ(たとえばジメチルア
ミノ)、アルキルアミノ−フェニル、ハロゲンまたは複素環式基で置換すること
ができ、ただしヒドロキシまたはアルコキシ或いはアルキル−もしくはジアルキ
ル−アミノはR3もしくはR4位置において置換基とすることができない。好適
置換基は低級アルキル(たとえばメチルもしくはエチル)、塩素、臭素、ヒドロ
キシ、フェニル、メトキシもしくはメトキシフェノール基である。ざらに、基礎
ベンゾピラン核もしくはナフトピラン核がアリール環もしくは複素ff1(たと
えばチオフェンもしくはフラン環と融合したような化合物の関連シリーズを生成
させることもできる。この種の化合物については、後記に一層詳細に説明する。
上記一般式(4)、(4A)および(4B)の化合物は日光またはU、V、光に
おいて黄色まで着色する。これはフォトクロミック化合物につき異常な色変化で
あり、かつ極めて確実なフォトクロミック標識インキとして良好な能力を与える
。
上記化合物およびその製造は、英国特許出願第8711511@に記載されてい
る。
さらに、本発明によるデバイスの製造には、一般式(5):[式中、RおよびR
1は独立して水素、アルキル、アルコキシ、クロル、アルキルもしくはジアルキ
ルアミノまたはヒドロキシから選択することができ、かつR2およびR3は好ま
しくはアルキルもしくはアリールであるが、これらは−緒になってスピロ複素環
を示すこともできる]のフォトクロミック性ベンゾ−およびナフトピラン類であ
る。
フォトクロミック性ピランおよびその製造方法は、本出願人による特許出願第8
713930号に開示されている。
一般式(4)、(4A)および(4B)の化合物と共通して式(5)の化合物は
天然色であるが、これらはU、V、光において赤色もしくは青色まで着色する傾
向を有する。
式(4)、(4A)、(4B>および(5)の化合物の一般的製造方法は、クラ
イセン転位反応の改変を含む。この反1式中、(A>は任意のフェノールとする
ことができ、かつ(B)はプロパルギルアルコールまたはたとえばプロパルギル
アセテートのようなプロパルギルアルコール誘導体とすることができる]。
この反応はアルミナによって触媒され、かつ認めうる副反応の存在なしに比較的
低温度で進行する。アセテートの代りに、脂肪族もしくは芳香族カルボキシレー
ト、たとえばプロピオネートもしくはベンゾエートを使用することもできる。
上記範囲のフォトクロミック化合物の各種の性質および吸収スペクトルを利用す
ることにより、実質的に偽造不可能な独特のデザインもしくはマークを作成する
ことができる。
成る種の用途において、このマークもしくはデザインはたとえばフォトクロミッ
クインキから直接に物品またはドキュメントに施すことができる。たとえばフォ
トクロミックマークは、たとえばスクリーン印刷、グラビア印刷もしくは彫込印
刷(好ましくはスクリーン印刷)のような印刷技術により作成することができ、
その際ワニスもしくは樹脂に溶解されかつ有機溶剤で希釈されたフォトクロミッ
ク化合物を含むインキを使用する。
或いは、フォトクロミック化合物をフォトクロミック顔料としてインク中へ混入
することもでき、このフォトクロミック顔料はフォトクロミック化合物を微細な
重合体粉末に混入して得られる。適する重合体はCR39(PPGリミテッド社
の重合されたジエチレングリコールごスアリルカーポネート)およびpmmaを
包含する。このフォトクロミック顔料をインキワニス゛に懸濁させ、かつこのイ
ンキの粘度を溶剤の添加により調節することができる。
スクリーン印刷が、基板上へマークもしくはデバイスをプリントするのに好適な
方法である。何故なら、これはたとえば厚さ約15〜60卯から一般に30〜6
0IBRの比較的厚い乾燥インキフィルムを容易に得ることができ、かつ高粘度
のインキ(より高い固形物含有量を有する)を印刷しうるからである。
たとえばセルロース誘導体、アルキド樹脂、ポリビニル、ポリアミド、エポキシ
ドおよびアクリル樹脂のような慣用のシルクスクリーン用のインキ組成物も使用
することができる。
プラスチック与板上へ印刷する場合、インキがプラスチック表面へ充分に付着す
る程度までプラスチック材料を「侵食」するような溶剤をインキに混入すること
が望ましい。さらに、インキ樹脂またはその成分として塩素化ゴム(たとえば「
アロプレン」、1.C,1,plc社により製造)を含ませるのも有利である。
何故なら、塩素化したゴム樹脂はフォトクロミック重合体の可使寿命を増大させ
るからであり、これは恐らく酸素もしくは水分に対する乾燥インキフィルムの透
過性を低下させるか或いはインキフィルムに透過する日光中の短波長U、V、光
の量を制限することにより得られると思われる。
一般に、このインキは約40〜70%、たとえば60〜70%の固形物含有量を
有し、かつフォトクロミック化合物はインキ中に約1〜5%、好ましくは1.5
〜3%の濃度で存在する。
フォトクロミックマークには1種もしくはそれ以上の他のインキ(これはフォト
クロミックであってもなくても良い)を上層プリントして、より複雑なデザイン
を構成することもできる。酸素および水蒸気に対しより低い透過性を有する保護
層が、マークの保存寿命を保持するのに重要である。
この保護層は、乾燥したフォトクロミックインキ層の上に透明層をスクリーン印
刷して形成することができる。この保護層はたとえば約50迦以上のように比較
的厚くすることが好ましく、酸素および水分に対し透過性の減少した樹脂、たと
えばビニル樹脂または塩素化ゴム樹脂を含有するのが好ましい。
しかしながら、製品を相当な使用および取扱いにかける、たとえばクレジットカ
ードのような用途には、乾燥インキフィルムの上に透明プラスチックフィルムを
ラミネートするのが好適である。一般に、クレジットカードはP、V、C,の基
板で構成される。この基板には永久に見えるデータがプリントもしくはエンボス
され、かつフォトクロミックインキ組成物がスクリーン印刷されて安全性マーク
を生成する。次いで、たとえば可塑化したP、V、C,のような透明プラスチッ
クフィルムを加熱および圧力下で乾燥インキの上に加熱ラミネートされる。一般
に、数秒間にわたる100〜200℃の温度でラミネートを行なうのに充分であ
る。一般に、基板および保護層はほぼ同じ厚さ、たとえば約0.25〜0.5m
mである。
物品上へ直接に安全マークもしくはデバイスを印刷する代りに、フォトクロミッ
クインキをラベル上に印刷し、次いでこれをたとえば標識すべき物品に接着剤で
固定することもできる。
以下、特定実施例により本発明を説明する。
実施例 1
トルエン中のα−(2,5−ジメチル−3−フリル)エチリデン−(イソプロピ
リデン)コハク酸無水物(下記構造X)(0,2g>を「ユニプラス」スクリー
ンワニス(10o )と混合した。「ユニプラス」はユニバーサル・カラース・
リミテッド社(ノーサンツ州、コルピー在)の登録商標である。この混合物をア
ルミニウム接着剤で裏打ちされたラベルにスクリーン印刷し、かつ得られたラベ
ルにポリエステルをラミネートした。このラベルに紫外光(γ=366nm )
を照射すると、画像において黄色から赤色への変化をもたらした。
このラベルの構造を添付図面に示す。これらの図面において、第1図はラベルの
平面図であり、第2図はラベルの中心線による断面図である。このラベルは一般
に参照符号2で示され、かつアルミニウムもしくはポリエステルフィルムの基板
4からなり、その頂表面には好ましくはフォトクロミックインキを用いるスクリ
ーン印刷によってフォトクロミックマーク6をプリジンすると共にその下面には
接着剤層7を設ける。このマーク6は、フォトクロミックインキで上層印刷され
た文字[validJを有する背景領域よりなっている。
U、V、光を照射すると、この文字[validJは10〜15秒以内に見える
ようになる。U、V、光から外すと、この文字は約30秒以内に退色する。この
マーク6を保護重合体フィルム8で覆って、酸素または水蒸気による劣化から化
合物を保護すると共に物理的損傷に対し成る程度の保護を与える。
接着剤は感圧接着剤としたり、或いは熱もしくは溶剤により施こすこともできる
。
実施例 2
トルエンにおける4−メチル−7,7−(2’ 、2’−アダマンチル)−6,
7−シヒドロベンゾ(b)−チオフェン−5,6−ジカルボン酸無水物(下記構
造Y) (0,2g>をユニプラス・スクリーンワニスと混合し、かつ得られた
混合物を接着剤裏打ちされたポリエステルフィルムにスクリーン印刷した。日光
に露出すると、無色の画像が青色になった。
この画像は、暗所に置くと無色に逆行した。
夫塵医一旦
スクリーン印刷用インキをユニプラス・スクリーンワニス(10q >と天然色
顔料(2g)とから作成し、この天然色顔料はCR39粉末へこの粉末がスピロ
−ナフトピランで飽和されるまでスピロ−(2日−ナフト(1,2−b)ピラン
−2゜2′−トリシクロデカン(C)を吸収させて得られた。この得られたイン
キを厚さ1/2mmのP、V、C,基板にスクリーン印刷した。インキを乾燥さ
せた後、印刷された基板を透−ン印刷した。インキを乾燥させた後、印刷された
基板を透明なP、V、C,シートの保護フィルムで覆い、かつ150℃の温度に
て10秒間にわたり加熱ラミネートさせてクレジットカードデバイスを作成した
。得られた画像は日光に露出すると無色から黄色まで変化し、かつ暗所に置くと
無色まで逆行上記実施例に記載したフォトクロミックラベルの可能な用途の特定
例は、立証が必要とされる場合のみマークを適当な光に露出するようなビデオカ
セットに使用しうる製品証明マ上記のフォトクロミックインキは、フォトクロミ
ック作用を記載した慣用の印刷指針と、たとえば[この製品は文字「valid
Jが日光に露出した際に青色に見えれば真正量でである」というスクリーン印刷
されたフォトクロミックマークとの混合マークを有するラベルにつ型使用するの
に適している。
国際調査報告
にDIE:’、フ0τ三= 工:r:心JAτ”0NAL SEA:ItJ R
三?ORT ON
Claims (8)
- 1.U.V.光に露出した際に可視化されまたは増進されるマークもしくはデバ イスを備えた物品もしくは基板を製造するに際し、U.V.光に露出した際に着 色型に可逆変換されかつU.V.光の不存在下では実質的に無色型まで逆行する フォトクロミック化合物を含有するフォトクロミックインキを前記物品もしくは 基板上へ印刷すると共に、大気の水分および酸素による劣化に対し前記フォトク ロミック化合物を保護する表面保護層を前記マークもしくはデバイスに施こすこ とを特徴とするマークもしくはデバイスを備えた物品もしくは基板の製造方法。
- 2.フォトクロミック化合物がフォトクロミック性フルギドもしくはフルギミド またはピランもしくはナフトピランである請求の範囲第1項記載の方法。
- 3.フォトクロミックインキがフォトクロミック化合物と、ワニスもしくは樹脂 成分と、前記フォトクロミック化合物およびワニスもしくは樹脂成分のための溶 剤とからなり、インキを物品もしくは基板上にスクリーン印刷しかつ乾燥させて 厚さ約20〜60μmのフイルムを形成させる請求の範囲第2項記載の方法。
- 4.透明な無色のインキを乾燥されたフォトクロミツクインキフィルムの上にス クリーン印刷して保護層を形成させる請求の範囲第3項記載の方法。
- 5.U.V.成分を含有しない光にて部分的もしくは全体的に見えないマークも しくはデバイスを備えたラベル、ドキュメントもしくはカードの形態の安全装置 において、フォトクロミックインキを用いてマークもしくはデバイスが上部に印 刷されかつ大気の水分および酸素による劣化に対しフォトクロミック化合物に保 護を与える透明な表面保護層を前記マークもしくはデバイスの上に備えてなり、 前記フォトクロミック化合物はU.V.光に露出した際に着色型まで変換されか つU.V.光の不存在下に淡色もしくは実質的に無色の形態まで逆行することを 特徴とする安全装置。
- 6.フォトクロミックインキがフォトクロミック性フルギド、フメギミドまたは ベンゾもしくはナフトピランを含み、かつ乾燥インキフィルムが約1〜5%のフ ォトクロミック化合物を含有する請求の範囲第5項記載の安全装置。
- 7.乾燥インキフィルムが厚さ約10〜60μmである請求の範囲第5項または 第6項記載の安全装置。
- 8.保護フィルムが、乾燥インキフィルム上に施されかつ基板に対しラミネート された透明重合体フィルムである請求の範囲第7項記載の安全装置。
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