JPH0843197A - 紫外線センサー - Google Patents

紫外線センサー

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JPH0843197A
JPH0843197A JP6192684A JP19268494A JPH0843197A JP H0843197 A JPH0843197 A JP H0843197A JP 6192684 A JP6192684 A JP 6192684A JP 19268494 A JP19268494 A JP 19268494A JP H0843197 A JPH0843197 A JP H0843197A
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JP
Japan
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ultraviolet
sensor
sensitive layer
layer
absorbing layer
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Withdrawn
Application number
JP6192684A
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English (en)
Inventor
Takeshi Sukegawa
健 助川
Norihiro Funakoshi
宣博 舩越
Kenichi Tanaka
賢一 田中
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Tomoegawa Co Ltd
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Tomoegawa Paper Co Ltd
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Publication date
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の紫外線センサーになかった特定波長域
の紫外線のみを検出する機能を持つ紫外線センサーを提
供する。 【構成】 基材上に、紫外線照射時に着色状態となり、
紫外線非照射時に消色状態となるホトクロミック材料を
含んだ紫外線感応層が積層された紫外線センサーにおい
て、該紫外線感応層を特定波長域の紫外線を吸収する紫
外線吸収層で被覆してなる紫外線センサー。基材上に複
数の紫外線感応層が積層され、該複数の紫外線感応層
が、相異なる特定波長域の紫外線を吸収する紫外線吸収
層で被覆されてなる紫外線センサー。これら紫外線感応
層の積層及び赤外線感応層の紫外線吸収層による被覆
は、印刷により行うことが好ましい。 【効果】 屋外での長期連続使用に耐え、任意の基材、
構造物の上に任意のデザインで作製できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基材、構造物の平面及
び凹凸面、曲面部分に任意のデザインで作製でき、波長
320〜400nm域(以下、紫外線Aと略記する)、
波長280〜320nm(以下、紫外線Bと略記する)
等の特定波長域の紫外線を識別検出する長期間繰返し使
用可能な紫外線センサーに関する。
【0002】
【従来の技術】太陽光に含まれる紫外線はオゾン層が存
在しているために紫外線A、紫外線Bが地球上に降り注
いでいる。紫外線A及びBは生物学的影響を考慮して分
類されている。紫外線Aはサンタン効果により日焼けを
促進させ、ビタミンDの形成に直接関与し、人体に良い
効果をもたらすが、紫外線Bはサンバーン状態(皮膚の
内面深いところまで日焼けしてしまう)を引き起こし、
シミ・ソバカスなどの原因となり、人体に有害である。
海や山などの野外活動で特に人間は紫外線Bの影響を受
け易い。従来、日焼けセンサーとして、可視光線や赤外
線の影響をなくして紫外線A、紫外線Bを測定するセン
サーが開発されてきた〔東レテクノ(株)販売カタロ
グ〕。また、太陽光の紫外線測定が目的ではなく、主と
して紫外線硬化樹脂の紫外線量のモニターなど紫外線応
用産業用として、紫外線A、紫外線Bを区別して計測で
きるマルチバンド紫外線光量計・照度計が開発されてい
る〔オーク製作所(株)販売カタログ〕。更にコンパク
トでハンディなものに薄型紫外線光量計がある。これは
紫外線波長320nmから390nmの紫外線Aの部分
のみを計測するセンサーである。これらの紫外線センサ
ーはセンサー部として、接合半導体素子を使用し、その
入光部にバンドパスフィルターを装着した構造となって
いる。一方、ホトクロミックインキを使った簡易な紫外
線検出センサーとしては、「最新特殊機能インキ」(C
MC社刊)の第159〜165頁に記述されているもの
は、スピロピラン系化合物を主成分としたインキが印刷
されたもので、紫外線で変色し、紫外線を遮断すると元
に戻るものであって、紫外線を波長によって識別するこ
となく、単に紫外線感応層のみで紫外線チェッカーとし
て使用されるものである。すなわち、これらのセンサー
はいずれも紫外線Aと紫外線Bを区別するものではな
い。また、使用寿命も1回〜20回程度で極めて短く、
継続使用に耐えるものではない。医療分野では、紫外線
アレルギーへの応用を目的としたホトクロミック材料を
使ったセンサーが報告されている〔ジャーナル オブ
ジ アメリカン アカデミー オブ ダーマトロジー
(Journal of the American Academy ofDermatology)
、第9巻、第5号、第714〜723頁(198
3)〕。これは、ホトクロミック材料にアジリデンを使
っており、消色応答が遅いため紫外線の蓄積量検出であ
り、使用寿命が8〜10回程度である。また、胸等に着
用するバッチとして用いられるほか、太陽光に面する反
対側から観測するため、任意の基材、構造物の上に作製
することはできない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の紫外
線センサーになかった特定波長域の紫外線のみを検出す
る機能を持つ紫外線センサーを提供することを課題とし
ている。そのなかでも特に紫外線A域のみ、あるいは紫
外線B域のみを検出する紫外線センサーや、紫外線全域
を検出でき、かつ検出された紫外線がA域かB域かを識
別できるセンサーを提供することを課題としている。従
来のホトクロミックインキを使用した紫外線センサー
は、1回あるいは20回程度の使用で紫外線に応答しな
いため、屋外での長期連続使用に耐えなかった問題の解
決も課題としている。更に、サングラス、コンパクト、
椅子などの任意の基材、構造物の上に任意のデザインで
作製できる紫外線センサーの提供も課題としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明の第1の発明は紫外線センサーに関する発明であっ
て、基材上に、紫外線照射時に着色状態となり、紫外線
非照射時に消色状態となるホトクロミック材料を含んだ
紫外線感応層が積層された紫外線センサーにおいて、該
紫外線感応層を特定波長域の紫外線を吸収する紫外線吸
収層で被覆してなることを特徴とする。本発明の第2の
発明は、第1の発明におけるホトクロミック材料が1,
3,3−トリメチルインドリノナフトスピロオキサジン
であり、かつ前記紫外線感応層が5重量%以上の1種又
は複数種のヒンダートアミン系光安定剤を含有し、かつ
該紫外線感応層の厚さが5μm以上であることを特徴と
する。本発明の第3の発明は、前記第2の発明における
ヒンダートアミン系光安定剤が、ピペリジン誘導体化合
物であることを特徴とする。本発明の第4及び第5の発
明は、紫外線A検出センサーにかかり、第4の発明で
は、前記第1〜第3の発明における特定波長域の紫外線
が、紫外線Bであることを特徴とし、第5の発明は、そ
の際の紫外線吸収層が、2−エチルヘキシル−4−メト
キシシンナメート、3−(4−メチレンジリデン)カン
フル、2−エチルヘキシル−4−ジメチルアミノベンゾ
エート、3,3,5−トリメチルシクロヘキシルサリチ
ル酸エステル、2−フェニルベンズイミダゾール−5−
スルホン酸、4−アミノ安息香酸から選ばれる1種又は
複数種からなる紫外線吸収剤を含有してなることを特徴
とする。本発明の第6及び第7の発明は、紫外線B検出
センサーにかかり、第6の発明では、前記第1〜第3の
発明における特定波長域の紫外線が、紫外線Aであるこ
とを特徴とし、第7の発明は、その際の紫外線吸収層
が、波長320〜400nmの光を吸収するアゾ系の黄
色の染料から選ばれる1種又は複数種からなる紫外線吸
収剤を含有してなることを特徴とする。本発明の第8の
発明は、前記第1〜第3の発明の紫外線センサーにおい
て、基材上に複数の紫外線感応層が積層され、該複数の
紫外線感応層が、相異なる特定波長域の紫外線を吸収す
る紫外線吸収層で被覆されてなることを特徴とする。そ
して第9の発明は、当該第8の発明において、前記第4
又は第5の発明の紫外線センサーと、第6又は第7の発
明の紫外線センサーが同一基材上に積載されていること
を特徴とする。本発明の第10の発明は、前記第1〜第
9の発明の紫外線センサーにおいて、紫外線感応層の積
層及び紫外線感応層の紫外線吸収層による被覆を、印刷
により行ってなることを特徴とする。
【0005】以下、本発明を詳細に説明する。まず、本
発明の紫外線センサーの構成について概略説明する。図
1及び図2は、本発明の紫外線センサーの概略構成図で
ある。各図において、符号1は基材、2は紫外線感応
層、3は特定波長域の紫外線を吸収する紫外線吸収層、
4は紫外線A域を吸収する紫外線吸収層、5は紫外線B
域を吸収する紫外線吸収層である。これを作製するには
基材1上にホトクロミック材料を含むインキを用いて、
スクリーン印刷法等で任意の文字、絵柄を印刷し、紫外
線感応層2を作製する。なお、絵柄によっては印刷以外
に種々の塗工方法で作製することもできる。また、紫外
線感応層2は、印刷手法で通常用いられるように、べた
印刷で作製する以外に、ドットの集合体やストライプの
集合体にしても良い。次に、該紫外線感応層2の上に紫
外線吸収層3あるいは、紫外線吸収層4及び5を同様に
して印刷することによって作製できる。この時、紫外線
A、紫外線B各検出部を同時に1枚の基材の上に作製す
るほか、用途や使用目的によっては紫外線Aのみ、ある
いは紫外線Bのみで単独でも作製できる。このようにし
て作製された紫外線センサーは通常の印刷と同様に任意
の基材上に任意のデザインで作ることができ、紫外線に
よる発色で検知するため即時に紫外線A、紫外線Bの量
を概略判別することができる。
【0006】該紫外線感応層を作製するには、該ホトク
ロミック材料を含む印刷用インキが必要であるが、イン
キの構成については、該ホトクロミック材料の紫外線の
吸収を著しく遮蔽しないこと、また、該ホトクロミック
材料の着色の視認性を著しく阻害するような着色がない
こと、センサーを印刷する基材を溶解することがないこ
と等を満足すれば、印刷の方法や条件により、適宜、組
成や粘度等の物性を調整することができる。また、市販
のメジウムインキ(透明インキ)や該紫外線感応層の発
色の視認性を阻害しなければ有色インキにホトクロミッ
ク材料を混合して利用しても良い。
【0007】紫外線吸収層Aや紫外線吸収層Bを作製す
るには、各々紫外線吸収剤を含むインキが必要である
が、本インキの作製も該紫外線感応層の作製に用いるイ
ンキの作製と同様にして適宜行って良い。また、紫外線
Aあるいは紫外線Bの透過を著しく遮蔽するもの、該紫
外線感応層の発色の視認性を阻害するものでなければ市
販のメジウムインキや有色インキも利用して良い。この
ような市販のメジウムインキを例示すれば、帝国インキ
製造(株)の塩ビ・アクリル樹脂の13−メジウムイン
キや、アクリル樹脂のNANメジウムインキを挙げるこ
とができる。この両者のインキは、共に可視部に吸収が
なく、紫外線感応層の発色の視認性を阻害することがな
かった。また、紫外線Aや紫外線Bに対しても十分な透
過性を持つほか、該フィルタ材料を良く溶解した。ま
た、スクリーン印刷で、該紫外線感応層の上に積層して
印刷する際にも、該紫外線感応層を破壊することがなか
った。しかしながら、市販メジウムはこれに限定するも
のではない。該紫外線吸収剤の含有量は、期待する紫外
線A及び紫外線Bの遮蔽の程度を勘案して行えば良い
が、通常はインキに数重量%含有することで十分な効果
が得られる。通常、印刷では、印刷面の光沢を調節する
ためにマット剤が用いられるが、本発明の該フィルター
層ではマット剤の含有がセンサーの特性に大きな影響を
与えることはなく、センサーを作製する際のデザインに
より適宜、光沢を調整できる。
【0008】これらのインキを用いて、紫外線感応層と
紫外線吸収層を基材上に積層してセンサーを作製するに
は、好ましくは通常の印刷手法が用いられるが、膜厚の
制御や印刷の容易性から、スクリーン印刷法を用いるこ
とが最も好適である。また、本発明のセンサーの作製で
は、他の絵柄や文字の印刷を交えても良い。本発明のセ
ンサーを作製するには、何らかの基材、構造物の上に印
刷することになるが、基材や構造物の種類や形状につい
てはなんら制限されなく、通常の印刷で用いられる基材
や構造物の上であれば本発明のセンサーを作製すること
ができる。
【0009】本発明の第3の発明は、本発明の紫外線セ
ンサーであって特に紫外線感応層に関するものである。
本発明で用いるホトクロミック材料は、スピロピラン、
フルギド、スピロオキサジン、無機系材料が使用できる
が、なかでも耐光性、繰返し特性が勝るスピロオキサジ
ンの1つである1,3,3−トリメチルインドリノナフ
トスピロオキサジンがこの用途に最も適している。該紫
外線感応層における該ホトクロミック材料の含有量は、
期待する発色濃度により適宜調整すれば良いが、標準的
にはインキ固形分に対して数%の含有量で十分視認性の
良い発色性が得られる。
【0010】本発明では、該紫外線感応層に耐光性の向
上のため、好ましくは光安定剤が含まれ、プラスチック
の光安定剤として公知なヒンダートアミン系材料を用い
ることができる。本発明で用いる光安定剤は、同時に含
まれるスピロオキサジン等の紫外線A及び紫外線Bの吸
収を著しく遮蔽しないことが必要であるが、市販されて
いるヒンダートアミン系の光安定剤の多くはこの条件を
満足する。このような光安定剤を例示すれば、ビス
(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セ
バケート(三共社;サノールLS−770)、ビス
(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジ
ル)セバケート(三共社;サノールLS−765)、3
−ドデシル−1−(2,2,6,6−テトラメチル−4
−ピペリジル)ピロリジン−2,5−ジオン〔ザンドツ
(SANDOZ)K,K; SANDUVOR 3055〕、N−メチル
−3−ドデシル−1−(2,2,6,6−テトラメチル
−4−ピペリジル)ピロリジン−2,5−ジオン(ザン
ドツK,K; SANDUVOR 3056)、N−アセチル−3
−ドデシル−1−(2,2,6,6−テトラメチル−4
−ピペリジル)ピロリジン−2,5−ジオン(ザンドツ
K,K; SANDUVOR 3058)、ポリ〔{6−(1,
1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5
−トリアジン−2,4−ジイン}{(2,2,6,6−
テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレ
ン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジ
ル)イミノ}〕〔チバ−ガイギー(CIBA-GEIGY)社; C
HIMASSORB 944LD〕等が挙げられる。なお、上記の
もののいくつかと、その他の光安定剤の構造式と、市販
会社名、及び商品名を以下に表により例示する。
【0011】
【表1】
【0012】
【表2】
【0013】
【表3】
【0014】光安定剤は、1種又は複数種の材料を含有
させても良い。例示した光安定剤は、いずれもホトクロ
ミック材料、特にスピロオキサジンの紫外線吸収を著し
く遮蔽することはなく、かつ該ホトクロミック材料の光
安定化の効果も顕著であり、本発明のセンサーの長期繰
返し使用を可能とした。光安定剤の含有量は、該ホトク
ロミック材料、特にスピロオキサジンに対して5重量%
以上であれば効果が認められるが、より好適には、20
重量%以上の含有量が適当である。本発明に用いられる
光安定剤は、該ホトクロミック材料、特にスピロオキサ
ジンの紫外線吸収を著しく阻害しない限り溶解性を満足
すれば含有量は制限されない。
【0015】本発明の紫外線感応層の膜厚は5μm以上
にすることで用いられる。5μm未満の膜厚でも紫外線
に対する応答は得られるが、センサーの使用寿命が低下
する。該紫外線感応層の膜厚は5μm以上で、長寿命の
効果が得られるが、より好適には8〜20μm前後の膜
厚が選ばれる。これは、この範囲では膜厚が増加するほ
ど長寿命の効果が顕著であることに因っている。より以
上の膜厚にすることもできるが、効果の度合が小さいこ
と、印刷外観上や取扱い上あまり厚い層は好ましくない
こと(例えば、シールやカード等の用途)から、この範
囲が好適である。ただし、膜厚が厚くても良い用途に対
してはこの限りでない。
【0016】本発明に用いられる紫外線感応層を作製す
るインキは、該ホトクロミック材料、特にスピロオキサ
ジンと該光安定剤を含み、該ホトクロミック材料の紫外
線吸収を遮蔽しなければ良く、インキの組成は適宜調合
しても良く、市販のメジウムインキ(透明インキ)等を
利用しても良いが、市販のスクリーン印刷用インキであ
るホトクロミックインキを利用しても作製でき、該スピ
ロオキサジンを主成分としたセリコールPTM−125
−SNO〔商品名:帝国インキ製造(株)製〕に該光安
定剤を含有させることでも紫外線感応層を作製できる。
光安定剤としては、公知のヒンダートアミン系光安定剤
のいずれも効果が認められるが、特に、該市販ホトクロ
ミックインキを用いる際にはサノールLS−765で顕
著な効果が得られた。
【0017】本発明の第4及び第5の発明は、紫外線A
検出センサーにかかわるものであり、本発明の第1〜第
3の発明の紫外線センサー(光感応層)上に積層する紫
外線吸収層に含有させる紫外線吸収剤を特定したもので
ある。紫外線Aを検出するセンサーの紫外線吸収剤とし
ては、2−エチルヘキシル−4−メトキシシンナメート
(商品名 PARSOL MCX:ジボダン社製)、3−(4−
メチレンジリデン)カンフル、2−エチルヘキシル−4
−ジメチルアミノベンゾエート、3,3,5−トリメチ
ルシクロヘキシルサリチル酸エステル、2−フェニルベ
ンズイミダゾール−5−スルホン酸、4−アミノ安息香
酸から選ばれる1種又は複数種からなる紫外線吸収剤を
用いることができる。本発明者らが検討した限りでは、
これらの中では、 PARSOL MCXが紫外線の吸収波長や
使用寿命の点で最も好適であった。紫外線Aを検出する
ための紫外線吸収材料は、紫外線Aを透過して紫外線B
を遮蔽すること、紫外線に対する安定性の高いこと、下
地となる紫外線感応層の特性を劣化させないこと、イン
キ材料と安定に混合すること等の性質が必要であるが、
これらの材料は紫外線感応層と組合せても何ら使用寿命
等の問題はなかった。基材の上への紫外線感応層や紫外
線吸収層の作製は、既に説明した第1、及び第2の発明
と同様にして行える。
【0018】本発明の第6及び第7の発明は、紫外線B
検出センサーにかかわるものであり、本発明の第1〜第
3の発明の紫外線センサー(光感応層)上に積層する紫
外線吸収層に含有させる紫外線吸収剤を特定したもので
ある。紫外線Bを検出するセンサーの紫外線吸収剤とし
ては、アゾ系黄色染料が使用できるが、 OIL COLOR YEL
LOW 3G、又は OPLAS YELLOW #130〔共に商品名:
オリエント化学工業(株)製〕から選ばれる、1種又は
2種からなる紫外線吸収剤を含有してなることを特徴と
する。本発明に用いられる紫外線吸収剤は、紫外線Aを
吸収遮蔽して紫外線Bを透過するほか、太陽光の紫外線
では量の多い紫外線Aを吸収しても長期にわたって化学
的変化等の劣化を起こさないことが必要である。本発明
に用いられるフィルター材料2種は、この条件を満足
し、かつ該紫外線感応層と組合せても何ら使用寿命等の
問題はなく、紫外線Aを効果的に遮蔽して紫外線Bを透
過する適当な吸収スペクトルを持つ上、紫外線による劣
化も生じなかった。また、紫外線B検出センサーを作製
する紫外線感応層や紫外線吸収層及び基材上への作製方
法は、紫外線吸収剤が変わるだけで概略紫外線A検出セ
ンサーの作製と同様にしてできる。
【0019】本発明の第8の発明は、特定の波長域の紫
外線を検出する紫外線センサーを複数組合せ、複数の波
長域の紫外線を識別し得る紫外線センサーに関するもの
である。本発明の第9の発明は、前記第8の発明の中で
も、特に紫外線Aと紫外線Bを識別し得る紫外線センサ
ーに関するものである。本発明の第10の発明は、本発
明の第1〜第9の発明を簡単に実現するための発明で、
紫外線感応層の積層及び紫外線感応層の紫外線吸収層に
よる被覆を印刷により行うことを特徴とする。
【0020】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
【0021】実施例1 紫外線感応層を形成するインキとして、以下の組成のス
クリーン印刷用インキ6種を調整した。 セリコールPTM−125−SNO〔帝国インキ製造(株)〕 ポリエステル樹脂 50 重量部 有機溶剤(ケトン系) 80 スピロピラン 2 印刷適性付与剤 3 光安定剤 0.5〜1.0 (光安定剤は、サノールLS−765、サノールLS−770、SANDUVOR 3055、 SANDUVOR 3056、 SANDUVOR 3058、 SANDUVOR 30 51をそれぞれ用いた) 一方、紫外線吸収層Bを形成するインキとして、以下の
組成のスクリーン印刷用インキを調整した。 13メジウム〔帝国インキ製造(株)〕 塩ビ・アクリル樹脂 20 重量部 有機溶剤(ケトン系) 40 印刷助剤 2 PARSOL MCX 2.5 まず、白色ポリエチレンテレフタレート(白色PET)
の基材を用意し、この上に225メッシュのスクリーン
で2cm角の紫外線感応層を作製した(各紫外線感応層
のインキに応じて6種類)。膜厚は、10μmとした。
これを十分乾燥した後、この上に同様にして紫外線吸収
層Bを重ねて印刷した。なお、この時の大きさは2cm
角よりも大きくして紫外線感応層の端面も紫外線吸収層
Bで覆われるようにした。このようにして作製したセン
サーを晴天の屋外で観察したところ、約10秒で十分な
青色発色が認められた。これを、屋内に戻したところ直
ちに消色し、約1分後には元の白色に戻った。次に、キ
セノンランプ(500W、ケンコー社製)を用いて、紫
外線量を、70W/m2 、50W/m2 、25W/
2 、10W/m2 として視認性を調べたところ、発色
濃度の差から紫外線量を概略視認できた。これらの結果
は、各6種類のセンサー共同じであった。更に、同じ紫
外線量の条件で、光源と作製したセンサーの間に紫外線
カットフィルター〔東芝硝子(株)製UV−35、カッ
トオフ波長315nm〕を置き、紫外線カットフィルタ
ーの挿入有無による発色の差を同様にして調べたが、目
視では全く差は見られず、紫外線Bによる影響は見られ
なかった。これは、紫外線吸収層Bが有効に働いている
ことを示している。次に、これら6種類のセンサーにつ
いて太陽光による劣化の程度を調べるため、フェードメ
ーター(スガ試験機製 FAC−SH−C型)による加
速試験を行った。なお、加速試験の加速係数は30倍で
ある。結果を表4にまとめる。太陽光に晒されている時
間で約500〜600時間の使用が可能である。なお、
表4において、光安定剤の種類の欄における括弧内の数
字はインキへの含有量を示す。また、センサー動作が確
保される時間とは、暴露後、紫外線で青発色が認められ
る暴露時間を意味する。
【0022】
【表4】
【0023】実施例2 実施例1と同様にして紫外線感応層を形成するインキを
作製した。ただし、光安定剤には、サノール765(含
有量:0.5重量部)を用いた。一方、3−(4−メチ
レンジリデン)カンフル、2−エチルヘキシル−4−ジ
メチルアミノベンゾエート、3,3,5−トリメチルシ
クロヘキシルサリチル酸エステル、2−フェニルベンズ
イミダゾール−5−スルホン酸、4−アミノ安息香酸の
各紫外線吸収剤を使って紫外線吸収層B用のインキを作
製した。 13メジウム〔帝国インキ製造(株)〕 塩ビ・アクリル樹脂 20 重量部 有機溶剤(ケトン系) 40 印刷助剤 2 紫外線吸収剤 2〜12.5 (各紫外線吸収剤の添加量は表5に示す) これを使って実施例1と同様にして紫外線A検出センサ
ーを作製して、識別発色能を調べたところ実施例1と同
様に良好な結果が得られた。次に、これらの耐光性を調
べた結果を表5に示す。実施条件は、実施例1と同じで
ある。なお、表5中の各意味は表4と同義である。
【0024】
【表5】
【0025】実施例3 実施例1で作製した紫外線吸収層Bを作製するインキ
で、実施例1と同じ条件で1mm厚さのアクリル板上に
5μmの厚さになるように印刷し、フェードメーターで
吸収スペクトルの変化を観察したが、20時間後でも吸
収スペクトルに差異は見られなく、紫外線A検出用フィ
ルターとして機能していることがわかった。
【0026】実施例4 紫外線感応層を形成するインキとして、以下の組成のス
クリーン印刷用インキ6種類を調整した。 セリコールPTM−125−SNO〔帝国インキ製造(株)〕 ポリエステル樹脂 50 重量部 有機溶剤(ケトン系) 80 スピロオキサジン 2 印刷適性付与剤 3 光安定剤 0.5〜1.0 (各光安定剤の含有量は、実施例1と同様とした) 一方、紫外線吸収層Aを形成するインキとして、以下の
組成のスクリーン印刷用インキ2種を調整した。 13メジウム〔帝国インキ製造(株)〕 塩ビ・アクリル樹脂 20 重量部 有機溶剤(ケトン系) 40 印刷助剤 2 OIL COLOR YELLOW 3G 2.5 13メジウム〔帝国インキ製造(株)〕 塩ビ・アクリル樹脂 20 重量部 有機溶剤(ケトン系) 40 印刷助剤 2 OPLAS YELLOW #130 2 まず、白色PETの基材を用意し、この上に225メッ
シュのスクリーンで2cm角の紫外線感応層を作製した
(各紫外線感応層のインキに応じて6種類)。膜厚は、
8μmとした。これを十分乾燥した後、この上に同様に
して紫外線吸収層Aを重ねて印刷した。なお、この時の
大きさは2cm角よりも大きくして紫外線感応層の端面
も紫外線吸収層Aで覆われるようにした。作製したセン
サーは12種である。このようにして作製したセンサー
を晴天の屋外で観察したところ、約10秒で十分な緑色
発色が認められた。これを、屋内に戻したところ直ちに
消色し、約1分後には元の色に戻った。次に、キセノン
ランプ(500W、ケンコー社製)を用いて、紫外線量
を、70W/m2 、50W/m2 、25W/m2 、10
W/m2 として視認性を調べたところ、発色濃度の差か
ら紫外線量を概略視認できた。これらの結果は、各12
種類のセンサー共同じであった。更に、同じ紫外線量の
条件で、光源と作製したセンサーの間に紫外線カットフ
ィルター〔東芝硝子(株)製 UV−35、カットオフ
波長315nm〕を置き、同様にして発色を調べた。発
色は、70W/m2 、50W/m2 の時に注意深い観察
でわずかに認められる程度であった。次に、紫外線カッ
トフィルター〔東芝硝子(株)製 UV−37、カット
オフ波長300nm〕を換えて同様にしたところ、全く
発色が認められなかった。次に、これら12種類のセン
サーについて太陽光による劣化の程度を調べるため、フ
ェードメーター(スガ試験機製)による加速試験を行っ
た。なお、加速試験の加速係数は30倍である。結果
は、12種共30時間の試験を経てもセンサーの動作が
確保された。太陽光に晒されている時間で約900時間
以上の使用が可能である。
【0027】実施例5 実施例4で作製した紫外線吸収層Bを作製する2種のイ
ンキで、実施例4と同じ条件でアクリル板上にスクリー
ン印刷し、フェードメーターで吸収スペクトルの変化を
観察したが、20時間後でも吸収スペクトルに差異は見
られなく、紫外線B検出フィルターとして機能している
ことがわかった。
【0028】実施例6 紫外線感応層を形成するインキとして、以下の組成のス
クリーン印刷用インキを調整した。 セリコールPTM−125−SNO 100 重量部 (スピロオキサジンを固形分に対して約4重量%含む) サノールLS−765 1 一方、紫外線吸収層Bを形成するインキとして、以下の
3種の組成のスクリーン印刷用インキを調整した。 13クリヤメジウム 100 重量部 PARSOL MCX 3.5 13マットメジウム 100 重量部 (マット剤を10重量部含む) PARSOL MCX 3.5 NANクリヤメジウム 100 重量部 PARSOL MCX 3.5 まず、白色塩ビの基材を用意し、この上に225メッシ
ュのスクリーンで2cm角の紫外線感応層を作製した。
膜厚は、15μmとした。これを十分乾燥した後、この
上に同様にして紫外線吸収層Bを重ねて印刷した。な
お、この時の大きさは2cm角よりも大きくして紫外線
感応層の端面も紫外線吸収層Bで覆われるようにした
(全部で3種を作製)。このようにして作製したセンサ
ーを晴天の屋外で観察したところ、約10秒で十分な青
色発色が認められた。これを、屋内に戻したところ直ち
に消色し、約1分後には元の白色に戻った。次に、キセ
ノンランプ(500W、ケンコー社製)を用いて、紫外
線量を、70W/m2 、50W/m2 、25W/m2
10W/m2 として視認性を調べたところ、発色濃度の
差から紫外線量を概略視認できた。これらの結果は、各
3種類のセンサー共同じであった。次に、これら3種類
のセンサーについて太陽光による劣化の程度を調べるた
め、フェードメーター(スガ試験機製)による加速試験
を行った。なお、加速試験の加速係数は30倍である。
3種共20時間の加速試験後でもセンサー動作が確保さ
れ、太陽光に晒されている時間で約600時間の使用が
可能である。また、マット剤の有無による発色濃度やセ
ンサー寿命への影響は観察されなかった。
【0029】実施例7 実施例6で作製した紫外線吸収層Bを作製する3種のイ
ンキで、実施例6と同じ条件でアクリル板上にスクリー
ン印刷し、フェードメーターで吸収スペクトルの変化を
観察したが、20時間後でも吸収スペクトルに差異は見
られなく、紫外線A検出フィルターとして機能している
ことがわかった。
【0030】実施例8 紫外線感応層を形成するインキとして、以下の組成のス
クリーン印刷用インキを調整した。 セリコールPTM−125−SNO 100 重量部 (スピロオキサジンを固形分に対して約4重量%含む) サノールLS−765 1 一方、紫外線吸収層Aを形成するインキとして、以下の
2種の組成のスクリーン印刷用インキを調整した。 13クリヤメジウム 100 重量部 OIL COLOR YELLOW 3G 3 13クリヤメジウム 100 重量部 (マット剤を10重量部含む) OPLAS YELLOW #130 3 まず、白色塩ビの基材を用意し、この上に225メッシ
ュのスクリーンで2cm角の紫外線感応層を作製した
(各インキに応じて5種類)。膜厚は、12μmとし
た。これを十分乾燥した後、この上に同様にして紫外線
吸収層Aを重ねて印刷した。なお、この時の大きさは2
cm角よりも大きくして紫外線感応層の端面も紫外線吸
収層Aで覆われるようにした。作製したセンサーは2種
である。このようにして作製したセンサーを晴天の屋外
で観察したところ、約10秒で十分な緑色発色が認めら
れた。これを、屋内に戻したところ直ちに消色し、約1
分後には元の色に戻った。次に、キセノンランプ(50
0W、ケンコー社製)を用いて、紫外線量を、70W/
2 、50W/m2 、25W/m2 、10W/m2 とし
て視認性を調べたところ、発色濃度の差から紫外線量を
概略視認できた。これらの結果は、各10種類のセンサ
ー共同じであった。次に、これら2種類のセンサーにつ
いて太陽光による劣化の程度を調べるため、フェードメ
ーター(スガ試験機製)による加速試験を行った。な
お、加速試験の加速係数は30倍である。結果は、2種
共45時間の試験を経てもセンサーの動作が確保され
た。太陽光に晒されている時間で約1300時間の使用
が可能である。
【0031】実施例9 実施例8で作製した紫外線吸収層Aを作製する2種のイ
ンキで、実施例8と同じ条件でアクリル板上にスクリー
ン印刷し、フェードメーターで吸収スペクトルの変化を
観察したが、20時間後でも吸収スペクトルに差異は見
られなく、紫外線B検出フィルターとして機能している
ことがわかった。
【0032】実施例10 (ABセンサーを同一シートに施し、波長識別の実施を
挙げる)光感応層のインキとして以下の配合で調整し
た。 セリコールPTM−125−SNO〔帝国インキ製造(株)〕 ポリエステル樹脂 50 重量部 有機溶剤(ケトン系) 80 スピロピラン 2 印刷適性付与剤 3 サノールLS−765 1 実施例1と同様に白色PETの基材にスクリーン印刷に
より2cm角、10μm厚さの光感応層を2cm離して
2つ設けた。この上に下記の2つのインキを別々に膜厚
7μmになるように印刷し、紫外線A、及びBセンサー
を並列して作った。 紫外線Aセンサー用インキ 13メジウム〔帝国インキ製造(株)〕 塩ビ・アクリル樹脂 20 重量部 有機溶剤(ケトン系) 40 印刷助剤 2 PARSOL MCX 2.5 紫外線Bセンサー用インキ NANメジウム 100 重量部 アクリル樹脂 30 有機溶剤 50 印刷助剤 3 OIL COLOR YELLOW 3G 3.5 キセノンランプ(500W、ケンコー製)で紫外線全域
で暴露したところ、紫外線Aセンサーは青色に、紫外線
Bセンサーは緑色に変化した。またランプに紫外線カッ
トフィルターを介在させ、315nm以上の波長をカッ
トしたところ紫外線Aセンサーは変色せず、紫外線Bセ
ンサーは緑色に変色した。同様に300nm以上の波長
をカットした場合は、AB両センサー共変色はなかっ
た。このことから、戸外の太陽光の紫外線Aと紫外線B
の識別ができる。
【0033】比較例1 実施例6において、光感応層に光安定剤を添加せず、そ
のまま用いて同様の紫外線A検出センサーを作製した。
このようにして作製したセンサーはいずれも作製直後に
は、実施例6と変わらない紫外線A検出性能を示した。
しかし、フェードメーターでの劣化の加速試験では、い
ずれも4時間以内に劣化して、発色性を失った。
【0034】比較例2 実施例6において、紫外線感応層の膜厚を4μmにした
以外は同様にして紫外線A検出センサーを作製した。こ
のようにして作製したセンサーはいずれも作製直後に
は、実施例6と変わらない紫外線A検出性能を示した。
しかし、フェードメーターでの劣化の加速試験では、い
ずれも8時間以内に劣化して、発色性を失った。
【0035】比較例3 実施例8において、紫外線感応層の膜厚を4μmにした
以外は同様にして紫外線B検出センサーを作製した。こ
のようにして作製したセンサーはいずれも作製直後に
は、実施例8と変わらない紫外線A検出性能を示した。
しかし、フェードメーターでの劣化の加速試験では、い
ずれも10時間以内に劣化して、発色性を失った。
【0036】比較例4 実施例8において、紫外線吸収剤に PARSOL 1789
(ジボダン社製)を用いた以外は同様にして紫外線B検
出センサーを作製した。このようにして作製したセンサ
ーは、400nm〜380nmの紫外光にも感応して発
色し、紫外線B検出センサーとしては性能は不十分であ
った。
【0037】比較例5 紫外線吸収剤に PARSOL 1789を用いて、実施例9と
同様な試験を行った。この紫外線吸収層Aは、4時間以
内に紫外線Aに相当する部分の吸収が減少して、紫外線
B検出センサーの紫外線吸収層としては不十分な性能で
あった。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の紫外線セ
ンサーは紫外線Aと紫外線Bを区別して検出することが
でき、また長期間の使用に耐える。また、スクリーン印
刷法で作製するため、センサーを印刷する基材や構造物
についても、材質、凹凸、曲面の有無によらず作製でき
る。また、デザインも自由であり、各種の印刷と交えて
印刷することもできる。このため、各種アメニティ商
品、カード類、スポーツ用品、レジャー用品、看板、シ
ール類、各種日用品、建築物、窓、車両等、あらゆると
ころにセンサーを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の紫外線センサーの1例の概略構成図で
ある。
【図2】本発明の紫外線センサーの他の1例の概略構成
図である。
【符号の説明】
1:基材、2:紫外線感応層、3:特定の波長域の紫外
線を吸収する紫外線吸収層、4:紫外線A域を吸収する
紫外線吸収層、5:紫外線B域を吸収する紫外線吸収層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 賢一 東京都中央区京橋1丁目5番15号 株式会 社巴川製紙所内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基材上に、紫外線照射時に着色状態とな
    り、紫外線非照射時に消色状態となるホトクロミック材
    料を含んだ紫外線感応層が積層された紫外線センサーに
    おいて、該紫外線感応層を特定波長域の紫外線を吸収す
    る紫外線吸収層で被覆してなることを特徴とする紫外線
    センサー。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の紫外線センサーにおい
    て、前記ホトクロミック材料が1,3,3−トリメチル
    インドリノナフトスピロオキサジンであり、かつ前記紫
    外線感応層が5重量%以上の1種又は複数種のヒンダー
    トアミン系光安定剤を含有し、かつ該紫外線感応層の厚
    さが5μm以上であることを特徴とする紫外線センサ
    ー。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の紫外線センサーにおい
    て、前記ヒンダートアミン系光安定剤が、ピペリジン誘
    導体化合物であることを特徴とする紫外線センサー。
  4. 【請求項4】 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の
    紫外線センサーにおいて、前記特定波長域の紫外線が、
    波長280〜320nmの紫外線Bであることを特徴と
    する紫外線センサー。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の紫外線センサーにおい
    て、請求項1に記載の紫外線吸収層が、2−エチルヘキ
    シル−4−メトキシシンナメート、3−(4−メチレン
    ジリデン)カンフル、2−エチルヘキシル−4−ジメチ
    ルアミノベンゾエート、3,3,5−トリメチルシクロ
    ヘキシルサリチル酸エステル、2−フェニルベンズイミ
    ダゾール−5−スルホン酸、4−アミノ安息香酸から選
    ばれる1種又は複数種からなる紫外線吸収剤を含有して
    なることを特徴とする紫外線センサー。
  6. 【請求項6】 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の
    紫外線センサーにおいて、前記特定波長域の紫外線が、
    波長320〜400nmの紫外線Aであることを特徴と
    する紫外線センサー。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の紫外線センサーにおい
    て、請求項1に記載の紫外線吸収層が、波長320〜4
    00nmの光を吸収するアゾ系の黄色の染料から選ばれ
    る1種又は複数種からなる紫外線吸収剤を含有してなる
    ことを特徴とする紫外線センサー。
  8. 【請求項8】 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の
    紫外線センサーにおいて、基材上に複数の紫外線感応層
    が積層され、該複数の紫外線感応層が、相異なる特定波
    長域の紫外線を吸収する紫外線吸収層で被覆されてなる
    ことを特徴とする紫外線センサー。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の紫外線センサーにおい
    て、請求項4又は請求項5に記載の紫外線センサーと、
    請求項6又は請求項7に記載の紫外線センサーが同一基
    材上に積層されていることを特徴とする紫外線センサ
    ー。
  10. 【請求項10】 請求項1〜請求項9のいずれかに記載
    の紫外線センサーにおいて、紫外線感応層の積層及び紫
    外線感応層の紫外線吸収層による被覆を、印刷により行
    ってなることを特徴とする紫外線センサー。
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