JPS63115795A - 変色シ−ト材 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は変色シート材に係り、特に形状記憶合金の形状
記憶効果を利用して、温度変化により変色するシート材
に関する。

［従来の技術］ 色の変化を利用した温度測定の応用分野は言うまでもな
く、身のまわりの温度変化に応じて変色する楽しく意外
性のある新しい機能をもった素材を、ファッションやイ
ンテリア分野へ提供できるようになフた。そして更に、
食品、医薬品、化粧品、精密部品等の分野に対して、温
度インジケーター機能付の包装材を提供するなど、産業
用、家庭用の幅広い分野へ応用されている。

現在実用化されている温度で色が変化する材料、即ちサ
ーモクロミック材料には、金属塩及び金属錯塩系、コレ
ステリック液晶系、メタモカラー系の３　ｆｍ類がある
。

［発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記従来のサーモクロミンク材料は、い
ずれも一長一短があり、サーモクロミック材料として、
優れた性能を満足しているものはない。

［問題点を解決するための手段コ 本発明は、温度感度が良好で優れたサーモクロミズムを
示す変色シートを提供するものであって、 形状記憶合金のシート材の表面に干渉層を設けたシート
材であって、該形状記憶合金の変態温度を境として、該
シートがシート面方向に伸縮可能としたことを特徴とす
る変色シート材、を要旨とするものである。

［作用コ 型性変形させた合金をある変態温度以上とすると変形以
前の形状に戻る性質を有する形状記憶合金は既に知られ
ている。

本発明のシート材は、この形状記憶合金の形状記憶効果
を利用したものであって、該合金の変態温度を境とする
シート材の面方向の伸縮により、シート材表面に形成し
た干渉層や形状記憶合金の面の反射光が変化し、色変化
が起こるようにしたものである。

［実施例コ 以下、図面を参照して本発明の実施例につき詳細に説明
する。

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の変色シート材１を示す
斜視図であって、それぞれ（ａ）は変態温度以下の状態
、（ｂ）は変態温度以上の状態を示す。

図示の如く、本発明の変色シート材１は、可逆形状記憶
合金の薄板ないし箔等の薄材２の表面に干渉層３を形成
してなるものであって、幅（ｉ＋Δ℃）に成形したもの
をシート面方向にひずみを加えて幅ｌに加工されている
。

このようなシート材１では、例えば、使用した形状記憶
合金の変態温度が２０℃である場合、；囲気温度が２０
℃以下では第１図（ａ）に示す幅ａのシート材であるが
、２０℃を超えると第１図（ｂ）の如く、その合金の形
状記憶能により成形時の幅（１＋Δｌ）のシート材に伸
びる。しかして、温度が２０℃以下になると、再び第１
図（ａ）の幅℃のシート材となる。

このように、シート材１の幅が温度変化により１から１
＋Δλへ変化すると、これに密着している干渉層３も伸
縮して該干渉層３の層厚さが変わる。そのため、入射光
４に対する干渉層３の干渉作用による干渉波長が変化す
るため、反射光５により呈色するシート材１の色調が変
化する。このため、本発明のシート材はサーモクロミズ
ムを示す。

本発明のシート材１においては、また、形状記憶合金自
体の伸縮による色変化によって、シート材１の色調が変
化する場合もある。例えばＮｉ−Ｔｉ系形状記（，２合
金ではΔλが０．５〜２％伸縮することにより呈する色
調は大きく変化する。

このような本発明のシート材を製造するには、まず形状
記憶合金の薄板ないし箔等の薄材を作製する。形状記憶
合金の薄材の作製方法としては、次の■〜■の方法が挙
げられる。

■　圧延又は急冷法により薄帯を作製する。

■　高分子フィルム又はＡｆＬ等の金属のホイル上に形
状記憶合金のスパッタリング膜を形成する。その後、必
要に応じて、高分子フィルム又は金属ホイルを除去する
。

■　形状記憶合金の成分金属のシートに成分金属ないし
合金をスパッタリング又は蒸着し、含有二を調整する。

例えば、Ｎ　ｉ　−Ｔ　ｉ合金であれば、Ｎｉシート又
はＴｉシートの表面に所定量のＴｉ又はＮｉをスパッタ
又は蒸着して所定のＮ　ｉ　−Ｔ　ｉ含有二のシートと
する。

次いで、得られた薄材の表面に蒸着等により干渉層を形
成する。干渉層は、干渉作用を奏する物質のコーテイン
グ膜であ）て、伸縮可能な膜であれば良く、その材質、
厚さ等には特に制限はない。例えば、高分子フィルムの
ポリエチレン等を０．３〜１００μｍ程度にコーティン
グして形成する。

なお、本発明のシート材の形状記憶合金薄材の厚さは、
あまりに厚すぎると形状記憶合金の良好な形状記干、キ
性能や温度温度が十分に得られない。

このため、形状記憶合金薄材の厚さは１ｍｍ以下、好ま
しくは０．０５〜０．２ｍｍ程度とするのが良い。

なお、本発明において、用いる形状記憶合金は、シート
材の使用目的に応じて、必要とする変色温度に変態温度
を有する形状記憶合金を選定する。形状記憶合金は、特
に可逆的に変化する可逆形状記憶合金を用いるのが有利
である。

現在、提案されている形状記憶合金としては、例えばＮ
ｉ−Ｔｉ系、Ｃｕ−Ｚｎ−ＡＪ：ｌ系、その他Ｃｕ−Ｚ
ｎ％Ｃｕ−Ａ、Ｑ−Ｎｉ系等の合金が挙げられる。代表
的な形状記憶合金とその変態温度は第１表に示す通りで
ある。

第　　１　　表 ＊１工ｗｔ％ ＊２：Ｍｓ＝冷却冷却度態開始温度 ＊３：Ａｓ＝加熱時の変態開始温度 なお、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａ４２３元合金の形状記憶を示す濃
度範囲はＣｕ６８〜８０％で、残りの２０〜３２％は種
々の組成比のＺｎとＡｆＬからなっており、組成をわず
かに変化するだけで、変態温度は大きく変化し、−１０
５〜３８０℃の範囲に調節することができる。

これらの形状記憶合金のうち、本発明においては、特に
Ｎｉ−Ｔｉ合金を用いるのが好ましい。

即ち、Ｎ　ｉ　−Ｔ　ｉ合金は耐食性が極めて良く、ま
た形状記憶能も優れる上に、超弾性的性質も有するため
、本発明の変色シート材として最適である。

なお、以上の説明では、成形により得られた幅（ｊＺ＋
ΔＪ２）のシート材にひずみを加えてシート面方向に縮
め、変態温度以下で幅ｐ、変態温度以上で幅（ｆｌ＋Δ
２）となることにより異なる色調を呈するシートについ
て説明したが、本発明の変色シートは、形状記憶合金の
形状記憶能により、温度変化でシート面方向に伸縮変形
するものであれば良く、変態温度以下では幅（λ＋Δ℃
）、変態温度以上では幅１となるシート材であっても良
い。

［発明の効果コ 以上詳述した通り、本発明の変色シート材は、形状記憶
合金のシート材の表面に干渉層を設けたシート材で、該
形状記憶合金の変態温度を境として、該シートがシート
面方向に伸縮可能としたものであって、温度変化による
伸縮により、干（渉波長を変化させて色調が変わるもの
である。このような本発明の変色シート材は、形・状記
憶合金の優れた形状記憶能及び温度感度により、従来に
ない高特性サーモクロミック材料を提供するものであっ
て、その工業的な有用性は著しく高い。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の変色シート材を示す断
面図であって、それぞれ（ａ）は変態温度以下の状態、
（ｂ）は変態温度以上の状態を示す。 １・・・変色シート材、 ２・・・形状記憶合金シート材２． ３・・・干渉層。 代理人　　　弁理士　　　重　野　　剛第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）形状記憶合金のシート材の表面に干渉層を設けた
   シート材であって、該形状記憶合金の変態温度を境とし
   て、該シートがシート面方向に伸縮可能としたことを特
   徴とする変色シート材。