JPH09105692A - 水濡れインジケーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 乾燥時には白色で、含水した湿潤時には着色
して、外部から濡れたことが容易に視認出来る水濡れイ
ンジケータの開発。 【解決手段】 着色層２の上に被覆層３を重ね、乾燥時
には被覆層３に含有される光散乱性粉末の作用で生じる
白色によって色が隠蔽され、含水した際に光透過性とな
って発色するようにされたものにおいて、着色層２にも
光散乱性粉末を分散させて、乾燥時の色調を低下させ
る。 【効果】 着色層と被覆層の双方に含有分散された光散
乱性粉末の作用が両々相俟って、被覆層だけによる従来
品に比して、乾燥時と水濡れ時の色差が著しく増大され
る。濡れた時の変色度合いが著しく大きいので、被覆層
の外側に半透明の防水性プラスチックフィルムを重ねて
も十分視認できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乾燥時には白色を
呈し、湿潤時には透明になるような光散乱粉末を紙、不
織布、フィルム等の基材に接着性の良い樹脂バインダー
で接着した被覆層と、その下に施した非水溶性の染顔料
（着色成分）により着色された着色層とからなる、水濡
れ時に発色して水濡れを視認させる為の水濡れインジケ
ーターに関する。

【０００２】

【従来の技術】外部から水濡れの有無を確認する手段と
しては、実際に手で触れて外部からの手触りによって内
部の様子を予測しなければならなかった。しかし、雨漏
りを調べるために設置した天井部材や漏電防止のための
防水容器に使用した場合等では実際に手で触れることは
危険が伴うため現実には不可能に等しいものであった。
これらの用途では、水濡れの検知は早いほど有効である
が実際には、雨漏りがするとか漏電したという現象が現
れて初めて確認されるものであった。

【０００３】近年になって外部から水濡れの有無を判別
する他の方法として実際に手で触る以外の方法が種々考
案されている。これらの技術を分類すると、 （１）ｐＨ指示薬によるもの （特開昭５６ー４３４０
２号等） （２）電気的なエネルギーを利用したもの （特公昭５
５ー２２０１７号等） （３）水溶性染料を用いたもの （特開昭５５ー３６３
２６号等） （４）染料プリントの上を湿潤度の違いによって光散乱
度の異なる無機微粒子で覆ったもの （特開昭５９ー２
１７０２号等） がある。

【０００４】（１）では浸透水のＰＨにより発色の程度
が変わることが問題である。どのようなｐＨ値の水であ
っても一定の変色を示すことが肝要である。また、保存
中に酸やアルカリの雰囲気に合っていると変色してしま
うことも問題である。（２）は水に濡れることによって
２つの離れた電極間に電流が流れるようにし、ブザーを
鳴らすとか電灯を灯すという方法であるが、これでは大
量の水に浸されなければならず少量の水では検知できな
い。また、電解質を溶解した水溶液であれば電気伝導度
も大きく電流を流しやすいが、蒸留水のような水では電
気伝導度が低く電流を流しにくいため水濡れの検知能力
が低下する。（３）は水溶性の染料が水と接したときに
溶けて広がるため染料で描いた図柄がぼやけるため水の
存在が判るというものである。しかし、この方法では水
量が多いときには染料が滲んで見た目が汚いという欠点
がある。また、染料は水溶性が高いために保存中に空気
中の湿度によって色が広がってしまう可能性がある。こ
れらの欠点を考え合わせると、（４）の方法が最も良い
ように考えられるが、水に濡れて光散乱能の低下する物
質は一般に乾燥状態でもその隠蔽性は良くなく、水に濡
れての急激な色変化は期待できない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、乾燥時
には完全に白色であり、湿潤時には変色したことが容易
に視認できる水濡れインジケーターを開発することを課
題とした。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、このよう
な状況に鑑みて鋭意研究した結果、乾燥時には白色を呈
すが、湿潤時には透明になるような着色層と被覆層の組
合せを見いだし、それを紙、不織布、フィルム等に印刷
および／または塗工することによって本水濡れインジケ
ーターを完成するに至った。

【０００７】即ち、本発明により完成された水濡れイン
ジケーターを使用すれば、水が本水濡れインジケーター
の被覆層に達すると直ぐに、被覆層が白色から透明に変
化するというものである。本発明者等が見い出した、着
色層Ｂと被覆層Ｃとの組み合わせとは、湿潤度の相違に
より透明性の異なる光散乱性粉体を着色顔料と一緒に分
散させた着色層Ｂと光散乱性粉体のみを分散させた被覆
層Ｃとの組み合わせである。このように、被覆層Ｃのみ
だけでなく、着色層Ｂにも光散乱性粉体を分散させるこ
とによって、本水濡れインジケーターの外部からの視認
度は大きく向上する。

【０００８】本発明によって完成された水濡れインジケ
ーターを作成する場合には、その発色機構上、３層構造
をとらなければならない。即ち、本発明の着色層Ｂおよ
び被覆層Ｃとこれらを支える基材層Ａである。本水濡れ
インジケーターのどちらの面から水が接近してくるかに
よって基材層Ａの性質は異なるが被覆層Ｃの側から接近
してくるのであれば材質は関係なく紙、不織布、プラス
チックフィルム及び／又は金属等問題はないが、基材層
Ａの側から接近してくるのであれば紙、不織布及び／又
は布のような透水性のものである必要がある。２層目が
有色層である着色層Ｂであり、そして、３層目が光散乱
性粉末を用いた被覆層Ｃである。

【０００９】第２層目の着色層Ｂについてであるが、こ
の層の構成成分は、(１)水に接しても色が滲まない色
材、(２)色材を紙、不織布、フィルム等の基材に固定さ
せる為のバインダー、および(３)水濡れインジケーター
としての機能を視認するのに十分な迄に拡大する光散乱
性粉体である。特開昭５９ー２１７０２号では着色層Ｂ
にこの第３成分である光散乱性粉体を分散させていない
ために視認するのに十分な色変化が得られない。本発明
者等は色材として水溶性の染料ではなく水不溶性の顔料
を使用することによって水に接しても滲まない着色層Ｂ
を得た。次に、(２)のバインダーであるが、バインダー
成分としてはポリビニルアルコール、カルボキシメチル
セルロースナトリウム、デンプン等の水溶性樹脂、ポリ
エステル系、ポリアミド系、ポリウレタン系等の縮合系
樹脂、ポリオレフィン系、アクリル系等の付加重合系樹
脂のいずれでも良いが、有機溶剤系の樹脂を使用すると
水透過性が劣るため基材層Ａ及び／又は被覆層Ｃを通過
してきた水が光散乱性粉体と接しないため乾燥時と湿潤
時で光透過性能が異なるという機能が発現できない。さ
らに、有機溶剤の残留等による環境汚染の危険性を考慮
に入れると水系である、アクリルエマルジョン樹脂が最
適である。

【００１０】特に、本水濡れインジケーターの最外層に
第４層目として防水フィルムＤを付加して使用する場合
には、着色層Ｂの被覆度合いが増すので、本発明の方法
により色変化の増大を図らなければ、実際には色変化を
判別できる程度の十分な変色を期待できない。

【００１１】次に、被覆層Ｃについてであるが、その構
成成分は、(１)アルミナシリケート、二酸化珪素、硫酸
バリウム、タルク、亜鉛華、二酸化チタン、および／ま
たは炭酸カルシウムという隠蔽性があり、かつ乾燥時と
湿潤時で光透過性能が異なる光散乱性粉末、(２)光散乱
性粉末(１)を着色層Ｂの上に接着するためのバインダ
ー、(３)作業安定性を良くするための遅乾剤、(４)光散
乱性粉体をバインダー中へ分散させるための分散剤、お
よび(５)紙に加工したときに光散乱性粉末の紙中への浸
透を押さえるためのポリビニルアルコール、カルボキシ
メチルセルロースナトリウム等の水溶性樹脂である。

【００１２】乾燥時と湿潤時の光透過性能の差という点
だけでは上記記載の光散乱性粉末のうちで二酸化珪素が
最適であるが、乾燥時の隠蔽力の絶対的な値を考慮すれ
ばアルミナシリケートとの併用が良い。使用用途、使用
場所等の条件によって他の上記光散乱性粉末を複数種類
併用する。

【００１３】被覆層Ｃに使用するバインダー(２)として
は、着色層に使用するものと同様、水溶性樹脂、縮合系
樹脂、及び／又は付加重合系の樹脂のいずれでも良い
が、被覆層Ｃの最大の役割の１つに着色層Ｂに水を伝え
ることがある。そのためには、透水性の大きいアクリル
エマルジョン樹脂が最適である。また、本被覆層Ｃは透
明フィルムに上記光散乱性粉末を塗工あるいは印刷して
作成したシートを使用することも可能である。

【００１４】着色層Ｂを基材層Ａの上に加工するには、
(１)グラビア方式による印刷、(２)スクリーン印刷方式
によるプリント加工等がある。グラビア方式による場合
には、その方式において要求される分散体の適性粘度の
関係から、高粘度化をもたらす光散乱性粉体を多量に使
用することは出来ず、そのため乾燥時と湿潤時の色変化
の拡大には限界がある。グラビア方式(１)では、その限
界粘度が４０００ｃｐｓ程度であり、適性粘度は５００
ｃｐｓ以下である。そのためには光散乱性粉体含有量は
３５％以下好ましくは５％以下である。反面グラビア方
式では印刷スピードを上げることが出来る。しかし、水
系であるため乾燥に時間がかかり次の被覆層の加工に問
題が出てくる。この乾燥性の改良のために、着色層Ｂの
中には前述の構成成分の他にイソプロピルアルコールの
ような速乾性の成分を使用してもかまわない。

【００１５】一方、スクリーン方式(２)では、高粘度で
も充分対応可能であり、かつ、プリント量が多いために
乾燥時と湿潤時の色変化を大きく出来る。しかし、スク
リーン方式ではグラビア方式に比べ、印刷スピードが出
せないという問題がある。両者とも光散乱性粉体の分散
体を使用することによって、グラビアロールの版詰まり
またはスクリーンの目詰まりを生じることは否めない。
これを防止するために、前記事項とは相反することであ
るが、エチレングリコール及び／又は尿素のような遅乾
剤の適量を構成成分に添加して作業性を上げることが有
意義である。

【００１６】着色層Ｂの印刷を終えた原紙は、被覆層Ｃ
の印刷／塗工へと順次ラインを流れる。被覆層Ｃでは出
来るだけ多くの光散乱性粉末を着色層Ｂの上に載せるこ
とが目的である。従って、最適な加工方法はコーターに
よる塗工であり、ついでスクリーン印刷である。しか
し、プリント量が多くなると言うことは乾燥しにくくな
ることである。少量の塗工量で十分な隠蔽性が得られる
場合にはグラビア印刷でも可能である。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明を実施する場合、基材層Ａ
としては通常の紙を用いることが好適で、光散乱性粉末
が分散含有された着色層Ｂを、その表面に印刷又は塗布
により形成し、好適にはこの着色層Ｂに接して被覆層Ｃ
を形成する。被覆層Ｃは、親水性バインダー中に光散乱
性粉末が分散されていて乾燥状態では不透明であり、且
つ含水状態で光散乱性が低下して透明性が増加する様
に、印刷又は塗布によって形成する。

【００１８】この様にして本発明水濡れインジケーター
を得ることができるが、着色層Ｂはそれ自体親水性で、
光散乱性粉末の作用で乾燥状態では着色成分によって生
じる筈の色調が低下されており、含水状態になると光散
乱が低下して本来の色調を発色する様にされている。着
色層Ｂ及び被覆層Ｃにおいて、光散乱性粉末として好適
にはシリカ粉末及び／又はアルミナシリケート粉末を用
いること、及びバインダーとしてアクリルエマルジョン
樹脂を用いることによって本発明の効果が遺憾なく発揮
される。

【００１９】着色層Ｂ及び被覆層Ｃを形成するには印刷
が好適であるが、とりわけグラビア印刷方式又はスクリ
ーン印刷方式が好ましい。グラビア方式は、大量生産を
高速で能率良く実施するのに適し、スクリーン方式は、
生産性が低いが、高濃度（高粘度）のインキで各層を厚
く形成するのに適し、印刷版の製作に時間とコストが掛
からない利点があるので少量生産に適する。被覆層Ｃの
形成のみに就いてみれば、コーターによる塗工が最適で
ある。

【００２０】

【実施例】以下に参考例、実施例及び比較例を示して本
発明を更に具体的に説明する。尚、例中の％は重量基準
である。

【００２１】参考例１ ＜着色層Ｂ用インキの作成＞着色層Ｂに使用する光散乱
性粉体の分散体を次の処方によって作成した。この分散
体をカラー（Ｒ／Ｗ ＳＫＹ ＢＬＵＥ ＦＦＧ 大日
本インキ化学工業（株）商品名）に９０％添加して着色
層Ｂ用のインキを得た。

【００２２】 アクリルバインダー（ＳＰ−７１０ＮＦ） ２９．２ ％ アルミナシリケート １４．２ 二酸化珪素、 ６．８５ ８０％−エチレングリコール ５．３５ イソプロピルアルコール ８．２５ ポリアクリル酸ナトリウム ２．０ ホ゜リオキシエチレンアルキルフェニルエーテル誘導体 １．３ イオン交換水 ３２．８５ 合 計 １００ ％ 但し、アクリルバインダー（ＳＰ−７１０ＮＦ）は商品
名で、大日本インキ化学工業（株）製。

【００２３】実施例１〜実施例６ 被覆層Ｃ用の光散乱粉体の分散体（インキ）を下記の表
１に示す３種類の処方で作成した。

【００２４】次いで実施例１で得られたインキを用いて
基材層Ａとなる紙の上に印刷して着色層Ｂを形成し、そ
の乾燥後にこの分散体をスクリーン方式（実施例１〜実
施例３）およびグラビア方式（実施例４〜実施例６）に
よりその着色層Ｂの上から印刷して本発明の水濡れイン
ジケーターを得た。

【００２５】このインジケーターを水で濡らしたときの
色の変化を色差計（ミノルタ（株）製 ＣＲ−２００
型）を用いて測定し色差値を得た。その結果を表２及び
表３に示す。

【００２６】参考例２ ＜比較着色層Ｂ用インキの作成＞比較着色層に使用する
インキとして光散乱性粉体の分散体を添加せず、カラー
（Ｒ／Ｗ ＳＫＹ ＢＬＵＥ ＦＦＧ 大日本インキ化
学工業（株））をそのままで着色層Ｂ用のインキとし
た。

【００２７】比較例１〜比較例６ 参考例２のインキを用いて着色層Ｂを形成したこと以外
は全て実施例１〜６と同様にして比較用インジケーター
を作成し、同様に性能評価を行った。その結果を表２及
び表３に併せて示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】

【発明の効果】本発明の水濡れ変色シートを用いれば、
変色度合いが従来に比べ大きくなり、実用上必要とされ
るのに十分な色差が得られ、被覆層の側に半透明の防水
性プラスチックフィルムを配しても、それが通常の厚み
である限り、変色を視認出来、しかも変色感度の低下も
見られない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明水濡れインジケーターの一例を概念的に
示す縦断面である。

【符号の説明】

矢印ａ … 水の接近してくる方向 矢印ｂ … 外部からの視認方向 １ … 基材層Ａ ２ … 着色層Ｂ ３ … 被覆層Ｃ ４ … 防水層Ｄ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着色層Ｂが形成された基材層Ａと、その
   少なくとも片面に形成された、光散乱性粉末が分散され
   ており乾燥状態では不透明であり、含水状態で光散乱性
   が低下して透明性が増加する被覆層Ｃとよりなる水濡れ
   発色シートにおいて、各層Ａ、Ｂ、Ｃが親水性を有する
   と共に、着色層Ｂに光散乱性粉末が分散されており乾燥
   状態で色調低下されていることを特徴とする水濡れイン
   ジケーター。
2. 【請求項２】 着色層Ｂが、非水溶性の染顔料よりなる
   着色成分と光散乱性粉末とを含有する塗膜、印刷膜又は
   シートである請求項１記載の水濡れインジケーター。
3. 【請求項３】 被覆層Ｃが、光散乱性粉末を含有する塗
   膜または印刷膜である請求項１記載の水濡れインジケー
   ター。
4. 【請求項４】 被覆層Ｃが、光散乱性粉末を含有するシ
   ートである請求項１記載又は２記載の水濡れインジケー
   ター
5. 【請求項５】 光散乱性粉末が、シリカ粉末またはアル
   ミナシリケート粉末である請求項１〜４のいずれか１つ
   に記載の水濡れインジケーター。
6. 【請求項６】 被覆層Ｃの外側に透明ないし半透明の防
   水層Ｄが積層された請求項１〜５のいずれか１つに記載
   の水濡れインジケーター。