JPH05214331A - サーモクロミック材料および該材料で構成されるサーモクロミック膜 - Google Patents

サーモクロミック材料および該材料で構成されるサーモクロミック膜

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JPH05214331A
JPH05214331A JP4176214A JP17621492A JPH05214331A JP H05214331 A JPH05214331 A JP H05214331A JP 4176214 A JP4176214 A JP 4176214A JP 17621492 A JP17621492 A JP 17621492A JP H05214331 A JPH05214331 A JP H05214331A
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JP
Japan
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formula
thermochromic
thermochromic material
film
compound
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JP4176214A
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Masao Yoshikawa
雅夫 吉川
Tetsuo Suzuki
哲郎 鈴木
Hiroshi Ikuno
弘 生野
Kazukiyo Nagai
一清 永井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、色変化が大きく、耐久性が高く、
低コストなサーモクロミック材料、特に気相法で成膜し
た膜状のサーモクロミック材料の提供を目的とする。 【構成】 次式(I) 【化1】(式中、nおよびn′は0〜4の整数、mおよ
びm′は0〜5の整数、R1およびR2はアルキル基、ア
ルコキシ基、ハロゲン原子を表わす。また、nとn′、
mとm′およびR1とR2とは互いに同一あるいは異なっ
ていてもよい。)で表わされるペリレンテトラカルボン
酸ビスイミド化合物よりなるサーモクロミック材料。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、サーモクロミック現象を利用し
た記録体や熱書込み型の光メモリ等に利用可能な、熱に
より色変化を示す膜に関するものである。
【0002】
【従来技術】サーモクロミック現象は熱により、物質の
色が変化する現象である。この現象は、感熱記録紙や示
温装置等の機能創製に利用されてきた。サーモクロミッ
ク現象を形作る原理、機構には、1分子の変化、即ち化
学反応を利用した化学的な機構と、分子の凝集状態の変
化を利用した物理的な機構が存在していることが理解さ
れる。前者の例として、感熱記録紙を挙げることができ
る。熱により、2つの材料の分子レベルでの混合確率が
増大し、化学反応を起こして発色分子が形成される。感
熱記録紙では、発色前後の保存安定性に問題がある。後
者の例として、コレステリック液晶を挙げることができ
る。温度によりコレステリックピッチが変化し、透過あ
るいは反射光の波長が変わることで色変化をきたす。周
知のように、この色変化のコントラストはかなり低い。
さらに、後者の例として一度書き込み型の光メモリを挙
げることができる。この場合、例えばカルコゲン元素が
アモルファスから結晶へと変化し色変化あるいは反射率
の変化をきたす。本材料系でも色変化のコントラストは
かなり低い。また、カルコゲン元素の毒性や、光メモリ
ディスクが有機色素系に較べて高価である欠点も有して
いる。この様に、サーモクロミック現象には種々の利用
形態が存在しているが、ほとんどのデバイスを眺めて
も、色変化の度合の大きさ、色変化の安定性、低コスト
が求められている。また、色変化温度のしきい値の存在
もデバイスによっては求められる重要な機能である。こ
の様な観点から、上述したサーモクロミック機能及びそ
れを創製する材料について検討すると、全てのものに1
つ以上の重大な欠点があることが理解される。即ち、化
学的変化に基づくものでは、保存安定性、色変化温度の
しきい値等の問題が、物理的変化に基づくものでは色変
化の度合の大きさ、高価等の問題が存在している。
【0003】
【本発明の目的】本発明の目的は、物理的変化を利用
し、色変化に優れ、耐久性が高く、低コスト、特に半導
体レーザ光波長でも活性なサーモクロミック材料を提供
することにある。
【0004】
【本発明の構成】本発明者等は、上記課題を解決すべく
鋭意検討した結果、特定のペリレン化合物を利用するこ
とにより前記目的が達成されることを見いだし本発明に
至った。
【0005】本発明のサーモクロミック材料は、次式
(I)
【化3】 (式中、nおよびn′は0〜4の整数、mおよびm′は
0〜5の整数、R1およびR2はアルキル基、アルコキシ
基、ハロゲン原子を表す。また、nとn′、mとm′お
よびR1とR2とは互いに同一あるいは異なっていてもよ
い。)で表わされるペリレンテトラカルボン酸ビスイミ
ド化合物よりなる。前式(I)で示される化合物の内で
も特に下式(II)の化合物で非常に大きな吸収スペクト
ル変化と半導体レーザ光波長域での光吸収能を見いだし
た。
【化4】 (式中、Rは同一、あるいは異なっていてもよく、フッ
素、塩素および臭素よりなる群から選ばれるハロゲン原
子を示す。)本発明のサーモクロミック材料は、加熱前
の色は赤色である。吸収スペクトルを調べると、化合物
に係わらず、475nm、505nm、545nm付近
にピークを持つ同等のスペクトルが与えられる。これを
熱処理すると、スペクトルの変化をきたす。変化後のス
ペクトルは化合物毎に異なり一様ではないが、共通する
ことは前述の3つのピークが減少し、新たな吸収ピーク
が出現する点である。この原理は、具体的に明らかでな
いが以下のように推定される。熱処理前のCu−Kα線
によるX線回折を見ると、2θ=5〜50度の間で回折
ピークは見られない。従って、熱処理前の膜はアモルフ
ァス状態であると推定される。熱処理すると2θ=5〜
30度の間で回折がみられる。従って、結晶が生じたも
のと推定される。Graserらはペリレン化合物の色
は分子間の重なり度が大きく変化すると報告(Lieb
igs Ann.Chem.,1980,1994)し
ているため、結晶化により、分子間の重なり度が変化し
スペクトル変化をきたしたことが考えられる。前式(I
I)の化合物から形成された加熱後の膜は、680nm
の発振波長を持つ半導体レーザに対し活性となり、加熱
処理後の吸収ピーク波長が特に長波長にシフトすること
で特異的である。
【0006】前式(I)または(II)の化合物は、nが
1〜4までのものについては、例えば長尾らの方法(日
化誌,1979,528)により合成できる。例えば、
3,4:9,10−ペリレンテトラカルボン酸無水物と
該当するアラルキルアミンを反応させることにより得ら
れる。また、nが0のものについては、ペリレンテトラ
カルボン酸二無水物を所定のアニリン中でリフラックス
することにより合成できる。
【0007】本発明のペリレンテトラカルボン酸ビスイ
ミドの具体例としては、表−1、表−2に示すものがあ
げられる。
【表1】
【0008】
【表2】 (表中、R1,R2、n,n′、m,m′は式Iの化合物
の基である)
【0009】本発明の化合物は種々の形態として利用し
得るが、蒸着やスパッタリング等の気相法によって成膜
して膜として利用するのが好適である。スパッタリング
はターゲットの作製や、成膜条件を適切に選択しないと
成膜中に化学反応が生じる等の問題があり、蒸着法が特
に好ましい。蒸着は、所定の化合物をタンタルやモリブ
デンのボートあるいはアルミナのルツボ等に投入し、通
常、10-5〜10-7Torrの真空下でボートを加熱す
ることで容易に行える。このとき、基板の温度は室温程
度に、またはそれ以下に保つのが好ましい。基板温度が
高過ぎると色変化を生じた膜が形成されてしまう。膜の
厚さは、ペリレン化合物や適用するデバイスの形態で異
なるが、一般に20nm程度で色変化は目視により判定
できる程度となる。
【0010】本発明の化合物の膜を形成できる基板材料
としては、紙、プラスチック、金属、セラミック等のほ
とんどの固体が利用でき、デバイスに応じて特に制限な
く利用できる。また、基板の形態としては、例えばシー
ト、プレート、ベルト、ドラム等が挙げられる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、これらのものに本発明が限定されるものではな
い。 実施例1 ペリレンテトラカルボン酸ビスベンジルイミドの合成
(化合物No2) ペリレンテトラカルボン酸二無水物5gを水100gに
分散した後、ベンジルアミン10gを加えて24時間撹
拌した。反応液に希塩酸を加えて撹拌した後濾過した。
濾過物に対し、1%の熱KOH溶液による洗浄を繰り返
した後、水洗し、最後にテトラヒドロフランで洗浄し
た。溶媒を乾燥後、真空昇華により精製し、茶褐色の結
晶粉末を得た。
【0012】実施例2 ペリレンテトラカルボン酸ビス(3−クロルベンジル)
イミドの合成(化合物No7) 実施例1のアミンを3−クロルベンジルアミンに変えた
以外は実施例1と同様に所定のアミンを合成し、真空昇
華により精製して、黒色の結晶粉末を得た。3−クロル
ベンジルアミンに代え、3−ブロモベンジルアミンおよ
び3−フロロベンジルアミンを使用しても同様に黒色の
結晶粉末が得られた。
【0013】実施例3 ペリレンテトラカルボン酸ビスフェネチルイミドの合成
(化合物No3) 実施例1のアミンをフェネチルアミンに変えた以外は実
施例1と同様に所定のアミンを合成し、真空昇華により
精製して、黒色の結晶粉末を得た。
【0014】実施例4 実施例1で得た粉末を真空蒸着し、室温に保ったガラス
板上に約200nmの膜を作製したところ図1(b)に示
される吸収スペクトルを得た。本蒸着膜を減圧下にて1
60℃で20分間熱処理したところ図1(a)に示される
吸収スペクトルに変化した。本膜を明るい室内で1カ月
放置したが顕著なスペクトル変化は生じなかった。
【0015】実施例5 実施例2で得た粉末を真空蒸着し、室温に保ったガラス
板上に約200nmの膜を作製したところ図2(b)に示
される吸収スペクトル、すなわち475nm、505n
m、545nm吸収ピークを有する赤色膜を得た。本蒸
着膜を減圧下にて160℃で20分間熱処理したところ
図2(a)に示されるように、前記3つのピークが減少
し、新たに670nmに吸収ピークが現われた。本膜を
明るい室内で1カ月放置したが顕著なスペクトル変化は
生じなかった。フッ素または臭素が置換した他の2種の
化合物も上記塩素置換化合物と同一の結果を示した。
【0016】実施例6 実施例3で得た粉末を真空蒸着し、室温に保ったガラス
板上に約200nmの膜を作製したところ図3(b)に示
される吸収スペクトルを得た。本蒸着膜を減圧下にて1
20℃で20分間熱処理したところ図3(a)に示される
吸収スペクトルに変化した。本膜を明るい室内で1カ月
放置したが顕著なスペクトル変化は生じなかった。
【0017】
【効果】色変化に優れ、耐久性が高く、低コストなサー
モクロミック材料が提供された。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の化合物No2の加熱前(b)および加熱
後(a)の吸収スペクトルを示す。
【図2】本発明の化合物No7の加熱前(b)および加熱
後(a)の吸収スペクトルを示す。
【図3】本発明の化合物No3の加熱前(b)および加熱
後(a)の吸収スペクトルを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永井 一清 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次式(I) 【化1】 (式中、nおよびn′は0〜4の整数、mおよびm′は
    0〜5の整数、R1およびR2はアルキル基、アルコキシ
    基、ハロゲン原子を表す。また、nとn′、mとm′お
    よびR1とR2とは互いに同一あるいは異なっていてもよ
    い。)で表わされるペリレンテトラカルボン酸ビスイミ
    ドからなるサーモクロミック材料。
  2. 【請求項2】 次式(II) 【化2】 (式中、Rは同一あるいは異なっていてもよく、フッ
    素、塩素および臭素よりなる群から選ばれるハロゲン原
    子を示す。)で表わされるペリレンテトラカルボン酸ビ
    スイミドからなるサーモクロミック材料。
  3. 【請求項3】 前記式(I)または(II)のペリレンテ
    トラカルボン酸ビスイミド化合物の膜からなるサーモク
    ロミック材料。
  4. 【請求項4】 前記式(I)または(II)のペリレンテ
    トラカルボン酸ビスイミド化合物を気相法により成膜し
    た膜からなるサーモクロミック材料。
  5. 【請求項5】 前記式(II)のペリレンテトラカルボン
    酸ビスイミド化合物を気相法により成膜した膜を熱処理
    したもので構成される475nm、505nm、545
    nmおよび670nm付近に吸収ピークを有する半導体
    レーザ活性サーモクロミック材料。
JP4176214A 1991-11-01 1992-06-10 サーモクロミック材料および該材料で構成されるサーモクロミック膜 Pending JPH05214331A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003035407A1 (fr) * 2001-10-22 2003-05-01 Mitsui Chemicals, Inc. Composes imide et support d'enregistrement optique fabrique a l'aide de ces composes
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