JPH07121977B2 - フォトクロミック性ポリマ−微粒子 - Google Patents

フォトクロミック性ポリマ−微粒子

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JPH07121977B2
JPH07121977B2 JP62186307A JP18630787A JPH07121977B2 JP H07121977 B2 JPH07121977 B2 JP H07121977B2 JP 62186307 A JP62186307 A JP 62186307A JP 18630787 A JP18630787 A JP 18630787A JP H07121977 B2 JPH07121977 B2 JP H07121977B2
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郁夫 萩原
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、フォトクロミック性を有するポリマー微粒子
に関するもので種々の分野で利用可能な有用なものであ
る。
[従来の技術] ポリマー微粒子およびその分散液は、種々の分野で用途
展開が行なわれている。例えば、樹脂の改質剤、コーテ
ィング材、粉体塗料、粉末接着剤、化粧品基材、分離・
吸着剤、酵素固定化担体、診断薬、電子写真用トナー、
熱転写型のインキ等、工業的に有用な微粒子が開発され
ている。
一方、光によって色変化を示す化合物として、フォトク
ロミック化合物が多種知られ、G.H.Brown著「フォトク
ロミズム」に記載されている。とくに有機系フォトクロ
ミック化合物は、色のバラエティーに富み多くの種類が
報告され、従来ポリマー中にフォトクロミック化合物を
分散させた組成物やフィルムが広く使用されている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、従来のフォトクロミック化合物をポリマ
ー中に分散し作成したフィルムでは、ポリマー中にフォ
トクロミック化合物を高濃度に添加しなければ充分な着
色濃度を得られなかった。これは、フィルム中のごく表
面部のフォトクロミック化合物のみがフォトクロミック
反応を起こし、大部分を占めるフィルム内部のフォトク
ロミック化合物はフォトクロミック反応を起こさないこ
とによるもので、たいへん効率が悪いものであった。フ
ォトクロミック反応を効率良く行なわせるためにはフォ
トクロミック反応に関与する表面積を増大させる必要が
ある。表面積を増大させる最良の方法は、微粒子化する
ことである。しかしながら、従来、フォトクロミック化
合物を含有するポリマーを微粒子化する試みは全くなさ
れていなかった。
本発明は、効率良くフォトクロミック性を発現すること
ができる、フォトクロミック性ポリマー微粒子を提供す
ることを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、上記目的を達成するために下記の構成を有す
る。
「フォトクロミック化合物を共有結合により含有してな
るポリマーであり、該ポリマーが、0.1μm以上、100μ
m以下の平均粒子径を有する微粒子であることを特徴と
するフォトクロミック性ポリマー微粒子。」 本発明におけるフォトクロミック性ポリマー微粒子中に
含有されるフォトクロミック化合物とは、有機化合物、
無機化合物、どちらでも良いが、ポリマーとの相溶性の
良さから有機化合物が好ましい。かかる具体例として
は、スピロベンゾピランなどのスピロピラン化合物、ス
ピロナフトオキサジン、スピロピリドベンゾオキサジ
ン、スピロベンゾオキサジンなどのスピロキサジン化合
物、ビオローゲン、トリアリールメタン、フルギド化合
物等が挙げられる。
これらフォトクロミック化合物のポリマー中に含有され
る状態としては種々考えられるが、その1つとして、単
にポリマーマトリックス中に分散させた状態でポリマー
微粒子として用いられる場合が挙げられる。かかるマト
リックスを構成するポリマーとしては、スチレン系樹
脂、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹
脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、セルロース誘
導体等が挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。これらのポリマーは、単独あるいは二種以上を混合
して用いてもよい。
また、高分子中にフォトクロミック化合物を共有結合に
よって含有させた状態のものも好ましく本発明において
は、この方法が使用される。かかる目的には、重合性不
飽和官能基を有した上記フォトクロミック化合物が好ま
しく用いられる。かかる化合物の具体例としては、6′
−ニトロ−1−(メタ)アクリロキシエチル−3,3−ジ
メチルインドリノスピロベンゾピラン、8′−(メタ)
アクリロキシメチル−66′−ニトロ−1,3,3−トリメチ
ルインドリノスピロベンゾピラン、6′−ニトロ−1−
(メタ)アクリルアミドエチル−3,3−ジメチルインド
リノスピロベンゾピラン、1−(メタ)アクリロキシエ
チル−3,3−ジメチルインドリノスピロナフトオキサジ
ン、1−(メタ)アクリアミドエチル−3,3−ジメチル
インドリノスピロナフトオキサジン、1,3,3−トリメチ
ル−9′−(メタ)アクリロキシインドリノスピロナフ
トオキサジン、1,3,3−トリメチル−5′−(メタ)ア
クリロキシメチルインドリノスピロナフトオキサジン、
1,3,3−トリメチル−9′−ビニルベンゾイロキシイン
ドリノスピロナフトオキサジン、ビニルビオローゲン等
が挙げられる。
重合性不飽和官能基を有するフォトクロミック化合物は
それ単独でも重合可能であるが、他の重合可能なモノマ
ーを一種以上共重合させてもよい。
重合性不飽和官能基としては、共重合が容易であり、安
定性に優れていることからビニル基が好ましい。ビニル
基を有するフォトクロミック化合物と、共重合が可能な
モノマーの具体例としては、スチレン、スチレン誘導
体、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)ア
クリル酸ヒドロキシアルキルエステル、(メタ)アクリ
ル酸、(メタ)アクリルアミド、アルキル置換(メタ)
アクリルアミド、N−置換マレイミド、無水マレイン
酸、(メタ)アクリロニトリル、メチルビニルケトン、
酢酸ビニル、塩化ビニリデン、ジビニルベンゼン、エチ
レングリコールジ(メタ)アクリレート、その他多官能
(メタ)アクリル酸エステル化合物等が挙げらる。
上記のフォトクロミック化合物を共重合によって含有せ
しめたポリマーは、それ単独でもポリマー微粒子として
適用可能であるが、他のポリマーと混合して微粒子化し
てもよい。かかるポリマーとしては、前述の非重合性フ
ォトクロミック化合物に適用されたポリマーと同様のも
のを用いることができる。
以上のフォトクロミック性ポリマー微粒子の中で、フォ
トクロミック化合物を共有結合によって含有した微粒子
は、微粒子中からのフォトクロミック化合物の溶出が抑
制され、耐久性の向上という点で特に好ましい。該ポリ
マー微粒子中のフォトクロミック化合物の含有量は、目
的とする特性によって異なるが、通常0.1wt%〜50wt%
が好ましい。
本発明のフォトクロミック性ポリマー微粒子の形状は、
特に限定されるものではないが、粒子特性を考慮すると
球形が好ましい。
該ポリマー微粒子は、その平均粒子径が、0.1μm以
上、100μm以下の範囲にあることが必要である。ここ
で平均粒子径とは各粒子の粒子径の平均値であり、粒子
径は、球形の場合にはその直径、また鱗片状、直方体や
立方体状などの場合にはその長軸長と短軸長の平均長で
表わされるものである。平均粒子径が、0.1μm未満で
は微粒子化が困難であるばかりでなく、化粧品などに使
用した場合の安全性に問題があり、微粒子化することの
メリットが失われる。
一方、100μmを越える平均粒子径になると、フォトク
ロミック反応の効率が低下し、着色時の色濃度が低くな
る恐れがある。さらには、その微粒子中に含まれる粒子
の最大径については、特に限定されないが、本発明が微
粒子によって、そのフォトクロミック特性をより大きく
発現させるものであり、品質の高品位化を保つことを目
的とすることから、最大粒子径は500μm以下であるこ
とが好ましい。
このような粒子径を有するポリマー微粒子の製造は、従
来から公知の技術が適用可能である。物理的な力を利用
する方法としては、該フォトクロミック化合物を含有す
るポリマーを機械的粉砕法もしくはスプレードライ法に
よって微粒子化することができる。化学的なプロセスを
用いる方法としてはモノマーを重合する方法(尾見 信
三著 粉体と工業11頁 24巻1986年)と化学的粉砕法
(特開昭50−6652号公報、特開昭58−219236号公報、特
公昭59−51566号、特開昭60−197734号公報、特公昭61
−17851号公報、特公昭61−28688号公報)が挙げられ
る。モノマーを重合する方法としては、フォトクロミッ
ク化合物(非重合性化合物あるいは重合性化合物)を主
成分として、他モノマーと混合し、そののちに乳化重
合、ソープフリー乳化重合、非水系分散重合、シード乳
化重合もしくは懸濁重合する方法が挙げられる。化学的
粉砕法としては、フォトクロミック化合物を分散させた
ポリマーもしくはフォトクロミック化合物を共重合した
ポリマーを高温で溶剤に溶解後、冷却することによって
析出させる方法、ポリマーを溶剤に溶解後、該ポリマー
の貧溶媒であり、かつポリマーの溶剤と相溶性のある溶
剤を添加混合することによってポリマー微粒子を晶析さ
せる方法およびポリマーを有機溶剤に溶解して得られた
ポリマー溶液を、該ポリマーの貧溶剤でかつ該有機溶剤
と非相溶性の溶剤中に添加混合し、さらに該有機溶剤を
加熱、減圧等によって除去し、ポリマー微粒子の分散液
を得た後、取り出す方法である。これらの方法は、目的
とする粒子径あるいはフォトクロミック化合物の特性に
応じて適宜選択される。
また、該ポリマー微粒子に耐久性、着色濃度の向上等を
付与する目的から、該ポリマー微粒子中に酸化防止剤、
増感剤等を添加することも好ましい方法である。更に
は、分散状態および/または乾燥状態での該ポリマー微
粒子の表面に、シリカやアルミナ等の超微粉末を吸着あ
るいはまぶして、ブロッキング防止や流動性を向上させ
ることも可能である。
本発明フォトクロミック化合物を含有するポリマー微粒
子は、種々の応用が考えられる。微粒子化することによ
って、フォトクロミック反応が効率良く行なえ、着色時
の色濃度が高い。一般に、フォトクロミック化合物は、
紫外線を吸収して色変化を起こすことから、紫外線の吸
収効率を大きく高めることが可能である。従って、本発
明のポリマー微粒子を化粧品に応用した場合、人間の肌
を効率良く紫外線から保護し、さらには色変化を呈する
といったファッション性にも富んだ有用なものとなりう
る。その他、フォトクロミック性を効率良く発現させる
ことから、種々の塗料、添加剤、コーティング剤、玩
具、化粧品等に応用可能な有用なものである。
[実施例] 以下に本発明の実施例を挙げるが、本発明はこれらに限
定されるものではない。
実施例1 スチレン46重量部、1,3,3−トリメチル−5′−メタク
リロキシメチルインドリノスピロナフトオキサジン4重
量部をポリビニルピロリドンが溶解したエタノール450
重量部中に添加し、アゾ系重合開始剤を用いて窒素雰囲
気下70℃、16時間重合を行なった。得られた分散液をろ
別後、メタノールでくり返し洗浄し、乾燥してフォトク
ロミック性ポリマー微粒子を得た。得られたポリマー微
粒子は、平均粒子径が2.0μmで最大粒子径が13μmで
あった。また、このポリマー微粒子に紫外光を照射する
と短時間で深青色に着色して、良好なフォトクロミズム
を示した。
実施例2 6′−ニトロ−1−メタクリロキシエチル−3,3−ジメ
チルインドリノスピロベンゾピラン3重量部、2−ヒド
ロキシエチルメタクリレート5重量部およびメチルメタ
クリレート42重量部を4級アンモニウム塩およびポリビ
ニルピロリドンが溶解したメタノール450重量部中に添
加し、アゾ系重合開始剤を用いて窒素雰囲気下60℃、15
時間重合を行なった。得られた分散液をろ別し、メタノ
ールで繰り返し洗浄し、乾燥してフォトクロミック性ポ
リマー微粒子を得た。得られたポリマー微粒子は、平均
粒子径が4.5μmで、最大粒子径が5.5μmであった。ま
た、このポリマー微粒子に紫外光を照射すると短時間で
青紫色に着色して、良好なフォトクロミズムを示した。
[発明の効果] 本発明のフォトクロミック性ポリマー微粒子は、以下の
ような効果を有していた。
(1) 微粒子であることから表面積が大きく、効率良
くフォトクロミック性を発現できる。
(2) 効率良く紫外線を吸収する。
(3) ポリマー微粒子として、種々用途に利用し易
い。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−198450(JP,A) 特開 昭61−53387(JP,A) 特開 昭62−299966(JP,A) 特公 昭61−28688(JP,B2)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フォトクロミック化合物を共有結合により
    含有してなるポリマーであり、該ポリマーが、0.1μm
    以上、100μm以下の平均粒子径を有する微粒子である
    ことを特徴とするフォトクロミック性ポリマー微粒子。
  2. 【請求項2】フォトクロミック化合物が、スピロピラン
    化合物、スピロオキサジン化合物、ビオローゲン化合
    物、トリアリールメタン化合物およびフルギド化合物か
    ら選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする特許
    請求の範囲第(1)項記載のフォトクロミック性ポリマ
    ー微粒子。
  3. 【請求項3】共有結合が、ビニル重合によってなされて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の
    フォトクロミック性ポリマー微粒子。
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