JPH04344638A - 光応答性膜を備えた色変化マイクロカプセル含有物とその色変化制御方法 - Google Patents
光応答性膜を備えた色変化マイクロカプセル含有物とその色変化制御方法Info
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- JPH04344638A JPH04344638A JP11766091A JP11766091A JPH04344638A JP H04344638 A JPH04344638 A JP H04344638A JP 11766091 A JP11766091 A JP 11766091A JP 11766091 A JP11766091 A JP 11766091A JP H04344638 A JPH04344638 A JP H04344638A
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- substance
- light
- microcapsule
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- Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【発明の技術分野】この発明は、物質透過性を光刺激に
よって制御可能な光応答性複合膜を備える色変化マイク
ロカプセル含有物とその色変化制御方法に関し、より詳
細には、カプセル膜に含ませたコンホメーション異性化
物質と有機色素の光応答性を利用する色変化マイクロカ
プセル含有物とその色変化制御方法に関するものである
。
よって制御可能な光応答性複合膜を備える色変化マイク
ロカプセル含有物とその色変化制御方法に関し、より詳
細には、カプセル膜に含ませたコンホメーション異性化
物質と有機色素の光応答性を利用する色変化マイクロカ
プセル含有物とその色変化制御方法に関するものである
。
【0002】
【従来技術とその問題点】近年、物質の分子レベルでの
分離や選択透過機能を有する合成高分子膜が注目されて
おり、更に進んで、高分子膜の物質透過性を外部刺激に
よってコントロールできるものが提案されている。上述
の様な機能を高分子膜に付与する方法としては、合成高
分子膜を化学修飾したり何等かの複合化を図る方法が試
みられている。そして、機能のコントロール手段として
は、温度変化、光照射、超音波照射、電場、酸化還元、
pH変化等がある。具体的には、「ポリマー側鎖部に官
能基や異性化基を導入」したり、「高分子膜に2分子膜
を固定化」したり、「表面処理としてグラフトポリマー
を利用」したり、「高分子ゲルを利用」する等の方法が
ある。
分離や選択透過機能を有する合成高分子膜が注目されて
おり、更に進んで、高分子膜の物質透過性を外部刺激に
よってコントロールできるものが提案されている。上述
の様な機能を高分子膜に付与する方法としては、合成高
分子膜を化学修飾したり何等かの複合化を図る方法が試
みられている。そして、機能のコントロール手段として
は、温度変化、光照射、超音波照射、電場、酸化還元、
pH変化等がある。具体的には、「ポリマー側鎖部に官
能基や異性化基を導入」したり、「高分子膜に2分子膜
を固定化」したり、「表面処理としてグラフトポリマー
を利用」したり、「高分子ゲルを利用」する等の方法が
ある。
【0003】一方、マイクロカプセルに上記の様な物質
透過機能を付与する試みがある。ここで、マイクロカプ
セルとは、直径が数ミクロンから数百ミクロンの間の微
小な容器であり、インクや薬剤の包袋材として実用され
ている。この容器の内部に封じ込まれた物質は、容器を
構成するカプセル膜によって外部の環境から保護されて
いる。この様なマイクロカプセルのカプセル膜を高分子
膜で形成し、前述した機能性高分子膜の場合と同様に、
カプセル膜を化学修飾する方法で物質透過機能を付与す
る試みがなされている。例えば、2分子膜のラメラ層を
多孔質な高分子カプセル膜の中に形成したり、直鎖型ポ
リマーを高分子壁膜の表面にグラフト重合させることに
より、カプセル内相物質をカプセル外へ透過させる例が
ある。このカプセル内相物質の透過速度をコントロール
する手段としては、上記高分子膜の場合と同様に、温度
変化、光照射、超音波照射、電場、酸化還元、pH変化
等があり、これらを調整することにより上述した2分子
膜やグラフト・ポリマーは一種の分子バルブとして働く
ことが知られている。
透過機能を付与する試みがある。ここで、マイクロカプ
セルとは、直径が数ミクロンから数百ミクロンの間の微
小な容器であり、インクや薬剤の包袋材として実用され
ている。この容器の内部に封じ込まれた物質は、容器を
構成するカプセル膜によって外部の環境から保護されて
いる。この様なマイクロカプセルのカプセル膜を高分子
膜で形成し、前述した機能性高分子膜の場合と同様に、
カプセル膜を化学修飾する方法で物質透過機能を付与す
る試みがなされている。例えば、2分子膜のラメラ層を
多孔質な高分子カプセル膜の中に形成したり、直鎖型ポ
リマーを高分子壁膜の表面にグラフト重合させることに
より、カプセル内相物質をカプセル外へ透過させる例が
ある。このカプセル内相物質の透過速度をコントロール
する手段としては、上記高分子膜の場合と同様に、温度
変化、光照射、超音波照射、電場、酸化還元、pH変化
等があり、これらを調整することにより上述した2分子
膜やグラフト・ポリマーは一種の分子バルブとして働く
ことが知られている。
【0004】図12に、光照射によって物質透過性をコ
ントロールするマイクロカプセルの一例を模式的に示す
。マイクロカプセルMCのカプセル膜Cfは多孔質高分
子材料から成り、その細孔部Hにラメラ層をなす2分子
膜F1を埋め込んである。細孔部を拡大した部分拡大図
に示す様に、2分子膜F1は両親媒性化合物から成り、
その中にアゾベンゼン基を含む脂質F2を光異性化物質
として混在させてある。カプセル膜Cfの内側(カプセ
ル内相)と外側(カプセル外相)には、夫々、液状物質
Mi、Moを配してある。
ントロールするマイクロカプセルの一例を模式的に示す
。マイクロカプセルMCのカプセル膜Cfは多孔質高分
子材料から成り、その細孔部Hにラメラ層をなす2分子
膜F1を埋め込んである。細孔部を拡大した部分拡大図
に示す様に、2分子膜F1は両親媒性化合物から成り、
その中にアゾベンゼン基を含む脂質F2を光異性化物質
として混在させてある。カプセル膜Cfの内側(カプセ
ル内相)と外側(カプセル外相)には、夫々、液状物質
Mi、Moを配してある。
【0005】上述の様な構成のマイクロカプセル含有物
に、紫外線を照射するとカプセル膜Cfの物質透過性が
増大し、紫外線成分を含まない可視光線を照射すると元
の物質透過性に戻ることが知られている。これは、紫外
線照射によって、2分子膜F1に分散会合させた光異性
化物質F2中のアゾベンゼン基が直線的なトランス型か
ら屈曲したシス型に変化し、分子が整然と並んだ秩序的
な2分子膜F1の膜構造を乱す為と考えられる。可視光
線の照射によって、アゾベンゼン基は元のトランス型に
戻り、2分子膜F1は秩序的な膜構造を取り戻す。この
場合、アゾベンゼン基を、2分子膜F1部分ではなく、
カプセル膜Cfの壁W部分に共有結合により組み込んだ
場合は、上述と同様に紫外線と可視光線を照射しても、
物質透過性は殆ど変化しない。このことから、光異性化
分子は、流動性のある2分子膜F1部分に存在すること
が重要とされている。
に、紫外線を照射するとカプセル膜Cfの物質透過性が
増大し、紫外線成分を含まない可視光線を照射すると元
の物質透過性に戻ることが知られている。これは、紫外
線照射によって、2分子膜F1に分散会合させた光異性
化物質F2中のアゾベンゼン基が直線的なトランス型か
ら屈曲したシス型に変化し、分子が整然と並んだ秩序的
な2分子膜F1の膜構造を乱す為と考えられる。可視光
線の照射によって、アゾベンゼン基は元のトランス型に
戻り、2分子膜F1は秩序的な膜構造を取り戻す。この
場合、アゾベンゼン基を、2分子膜F1部分ではなく、
カプセル膜Cfの壁W部分に共有結合により組み込んだ
場合は、上述と同様に紫外線と可視光線を照射しても、
物質透過性は殆ど変化しない。このことから、光異性化
分子は、流動性のある2分子膜F1部分に存在すること
が重要とされている。
【0006】然るに、マイクロカプセルのカプセル膜に
は上述した様な微妙な光応答機能が要求され、この様な
要求を満たす光異性化物質の種類は、自ずと限られてく
る。従って、マイクロカプセル含有物を色変化反応に応
用する際に、そのカプセル膜中に分散会合させる光応答
性膜材料として利用できる物質の種類が限定され、所望
の品質を備えた色変化マイクロカプセル含有物を安価に
製造することが難しくなる。
は上述した様な微妙な光応答機能が要求され、この様な
要求を満たす光異性化物質の種類は、自ずと限られてく
る。従って、マイクロカプセル含有物を色変化反応に応
用する際に、そのカプセル膜中に分散会合させる光応答
性膜材料として利用できる物質の種類が限定され、所望
の品質を備えた色変化マイクロカプセル含有物を安価に
製造することが難しくなる。
【0007】
【発明の目的】この発明は、上述した従来技術の問題点
に鑑みなされたものであって、光応答性膜材料の選択範
囲が広い為に所望の色変化マイクロカプセルを安価な材
料で容易に製造でき、色変化反応を容易且つ緻密に制御
できる安価な色変化マイクロカプセル含有物とその色変
化制御方法を提供することを目的とする。
に鑑みなされたものであって、光応答性膜材料の選択範
囲が広い為に所望の色変化マイクロカプセルを安価な材
料で容易に製造でき、色変化反応を容易且つ緻密に制御
できる安価な色変化マイクロカプセル含有物とその色変
化制御方法を提供することを目的とする。
【0008】
【発明の要点】この発明の要点は二点あり、その内の一
点は、上述した目的が、光の照射を受けて物質透過性を
変化させるカプセル膜から成るマイクロカプセルを含有
するマイクロカプセル含有物であって、前記カプセル膜
が酸化還元反応により立体構造を変化させるコンホメー
ション異性化物質と分光増感特性を備えた有機色素を含
む2分子膜を有し、前記カプセル膜の内相と外相の何れ
か一方に染料前駆体を他方に顕色剤を夫々配し、前記2
分子膜が特定波長の光の照射を受けて物質透過性を増大
させ、前記染料前駆体と前記顕色剤が相互に拡散混合し
て発色することを特徴とする光応答性膜を備えた色変化
マイクロカプセル含有物を提供することにより、達成さ
れる点である。
点は、上述した目的が、光の照射を受けて物質透過性を
変化させるカプセル膜から成るマイクロカプセルを含有
するマイクロカプセル含有物であって、前記カプセル膜
が酸化還元反応により立体構造を変化させるコンホメー
ション異性化物質と分光増感特性を備えた有機色素を含
む2分子膜を有し、前記カプセル膜の内相と外相の何れ
か一方に染料前駆体を他方に顕色剤を夫々配し、前記2
分子膜が特定波長の光の照射を受けて物質透過性を増大
させ、前記染料前駆体と前記顕色剤が相互に拡散混合し
て発色することを特徴とする光応答性膜を備えた色変化
マイクロカプセル含有物を提供することにより、達成さ
れる点である。
【0009】この発明の要点の他の一点は、上述した目
的が、特定波長の光を受けて物質透過性を変化させる2
分子膜を備えたカプセル膜から成るマイクロカプセルを
含有し、前記カプセル膜の内相と外相の何れか一方に染
料前駆体を他方に顕色剤を夫々配し、前記2分子膜が酸
化還元反応により立体構造を変化させるコンホメーショ
ン異性化物質と分光増感特性を備えた有機色素を含み、
特定波長の光照射を受けて分子立体構造を変化させ物質
透過性を増大させる光応答性を備えた色変化マイクロカ
プセル含有物の色変化制御方法であって、物質透過性の
小さい状態に在る前記カプセル膜に前記特定波長の光を
照射して物質透過性を増大させる際に、前記特定波長の
光の照射光量を調節して前記染料前駆体と前記顕色剤と
の相互拡散によるマイクロカプセル含有物全体の色変化
を制御することを特徴とする光応答性膜を備えた色変化
マイクロカプセル含有物の色変化制御方法を提供するこ
とにより、達成される点である。
的が、特定波長の光を受けて物質透過性を変化させる2
分子膜を備えたカプセル膜から成るマイクロカプセルを
含有し、前記カプセル膜の内相と外相の何れか一方に染
料前駆体を他方に顕色剤を夫々配し、前記2分子膜が酸
化還元反応により立体構造を変化させるコンホメーショ
ン異性化物質と分光増感特性を備えた有機色素を含み、
特定波長の光照射を受けて分子立体構造を変化させ物質
透過性を増大させる光応答性を備えた色変化マイクロカ
プセル含有物の色変化制御方法であって、物質透過性の
小さい状態に在る前記カプセル膜に前記特定波長の光を
照射して物質透過性を増大させる際に、前記特定波長の
光の照射光量を調節して前記染料前駆体と前記顕色剤と
の相互拡散によるマイクロカプセル含有物全体の色変化
を制御することを特徴とする光応答性膜を備えた色変化
マイクロカプセル含有物の色変化制御方法を提供するこ
とにより、達成される点である。
【0010】
【発明の実施例】以下、この発明を第1実施例乃至第4
実施例に基づき具体的に説明する。 <第1実施例>図1は、第1実施例としての色変化高分
子マイクロカプセル含有物の構成とそのカプセル膜を介
した物質拡散に基づく発色反応を光照射により制御する
方法(以下、色変化制御方法と言う)の概念を示す模式
的説明図である。マイクロカプセルMCのカプセル膜C
fを構成する壁材1は、多孔質材料から成り、多数の微
細な細孔2を有している。本例では、壁材1の材料とし
て合成高分子材料を用い、多孔質なスポンジ状の壁材1
を形成してある。壁材1の膜厚は、数十ミクロン(μm
)〜数十ナノメートル(nm)程度に設定してある。 壁材1を形成する高分子材料としては、ポリアミド、ポ
リエステル、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレート
、ポリウレア、ポリスチレン、ポリビニールアルコール
等の一般的な高分子材料を好適に使用できる。
実施例に基づき具体的に説明する。 <第1実施例>図1は、第1実施例としての色変化高分
子マイクロカプセル含有物の構成とそのカプセル膜を介
した物質拡散に基づく発色反応を光照射により制御する
方法(以下、色変化制御方法と言う)の概念を示す模式
的説明図である。マイクロカプセルMCのカプセル膜C
fを構成する壁材1は、多孔質材料から成り、多数の微
細な細孔2を有している。本例では、壁材1の材料とし
て合成高分子材料を用い、多孔質なスポンジ状の壁材1
を形成してある。壁材1の膜厚は、数十ミクロン(μm
)〜数十ナノメートル(nm)程度に設定してある。 壁材1を形成する高分子材料としては、ポリアミド、ポ
リエステル、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレート
、ポリウレア、ポリスチレン、ポリビニールアルコール
等の一般的な高分子材料を好適に使用できる。
【0011】壁材1の細孔2内には、両親媒性化合物か
ら成る2分子累積膜3を埋め込んである。この2分子累
積膜3は、後述する析出による簡便な方法によって作製
できるが、このときに得られる層構造は、図2に示す様
な多層構造のラメラ層である。又、本例の2分子累積膜
3は、常温下である程度の流動性をもった液晶状態とな
る様に、液晶状態から結晶状態に転移する相転移温度を
低く設定してある。この様に、2分子累積膜3でマイク
ロカプセルMCの微細孔2を被閉すると、分子量の低い
物質に対しても高い透過バリアー性を持たせることがで
きる。
ら成る2分子累積膜3を埋め込んである。この2分子累
積膜3は、後述する析出による簡便な方法によって作製
できるが、このときに得られる層構造は、図2に示す様
な多層構造のラメラ層である。又、本例の2分子累積膜
3は、常温下である程度の流動性をもった液晶状態とな
る様に、液晶状態から結晶状態に転移する相転移温度を
低く設定してある。この様に、2分子累積膜3でマイク
ロカプセルMCの微細孔2を被閉すると、分子量の低い
物質に対しても高い透過バリアー性を持たせることがで
きる。
【0012】2分子累積膜3を構成する分子としては、
リン脂質の例えば、
リン脂質の例えば、
【0013】
【化1】
【0014】
【化2】
【0015】ジアルキル化合物の例えば、
【0016】
【化3】
【0017】
【化4】
【0018】
【化5】
【0019】
【化6】
【0020】
【化7】
【0021】トリアルキル化合物の例えば、
【0022
】
】
【化8】
【0023】液晶型モノアルキル化合物の例えば、
【0
024】
024】
【化9】
【0025】フルオロカーボン化合物の例えば、
【00
26】
26】
【化10】
【0027】等、種々の両親媒性化合物を使用できる。
【0028】図2に示す様に、2分子累積膜3中には、
コンホメーション異性化物質4を分散会合させてある。 コンホメーション異性化物質4は、酸化還元反応により
分子鎖の立体構造を変化させる物質である。コンホメー
ション異性化物質4としては、図3に示すフェロセン化
合物が好適に用いられる。図3において、フェロセン化
合物が酸化することにより、フェロセン基を有するアル
キル長鎖部が大きくコンホメーション変化してそのアル
キル長鎖部が折れ曲った分子形態となる。この屈曲状コ
ンホメーションのフェロセン化合物を還元すれば、元の
直線状コンホメーションに戻る。尚、コンホメーション
異性化物質4としては、上述のフェロセン化合物に限ら
ず同様のコンホメーション異性化特性を有する種々の物
質を利用できる。
コンホメーション異性化物質4を分散会合させてある。 コンホメーション異性化物質4は、酸化還元反応により
分子鎖の立体構造を変化させる物質である。コンホメー
ション異性化物質4としては、図3に示すフェロセン化
合物が好適に用いられる。図3において、フェロセン化
合物が酸化することにより、フェロセン基を有するアル
キル長鎖部が大きくコンホメーション変化してそのアル
キル長鎖部が折れ曲った分子形態となる。この屈曲状コ
ンホメーションのフェロセン化合物を還元すれば、元の
直線状コンホメーションに戻る。尚、コンホメーション
異性化物質4としては、上述のフェロセン化合物に限ら
ず同様のコンホメーション異性化特性を有する種々の物
質を利用できる。
【0029】図4の〔a〕に示す様に、2分子累積膜3
の中に分散させたコンホメーション異性化物質4は、ラ
メラ層を成す2分子累積膜3の規則正しい分子配列状態
の影響を受けて直線状コンホメーションをとり、2分子
累積膜3全体としては密な層構造をなしている。
の中に分散させたコンホメーション異性化物質4は、ラ
メラ層を成す2分子累積膜3の規則正しい分子配列状態
の影響を受けて直線状コンホメーションをとり、2分子
累積膜3全体としては密な層構造をなしている。
【0030】而して、2分子累積膜3には、図2に示す
様に、分光増感特性を有する有機色素5を分散会合させ
てある。これにより、2分子累積膜3は、有機色素5が
感応する特定波長の光の照射を受けて電気的特性が大き
く変わり、電子移動が可能となる。尚、有機色素5を2
分子累積膜3中に特定の規則性をもって会合(例えばJ
会合)させれば、2分子累積膜3全体としての分光吸収
スペクトルが大幅に長波長側にシフトされることが知ら
れている。
様に、分光増感特性を有する有機色素5を分散会合させ
てある。これにより、2分子累積膜3は、有機色素5が
感応する特定波長の光の照射を受けて電気的特性が大き
く変わり、電子移動が可能となる。尚、有機色素5を2
分子累積膜3中に特定の規則性をもって会合(例えばJ
会合)させれば、2分子累積膜3全体としての分光吸収
スペクトルが大幅に長波長側にシフトされることが知ら
れている。
【0031】上述の様な有機色素5としては、
【003
2】
2】
【化11】
【0033】
【化12】
【0034】
【化13】
【0035】等のシアニン色素が好適である。有機色素
5としてシアニン色素を2分子累積膜3に会合させた場
合、図2に示す様に、シアニン色素5は、2分子累積膜
3中の親水基と親水基との間に会合する傾向がある。
5としてシアニン色素を2分子累積膜3に会合させた場
合、図2に示す様に、シアニン色素5は、2分子累積膜
3中の親水基と親水基との間に会合する傾向がある。
【0036】図1に戻り、マイクロカプセルMCのカプ
セル膜Cfは、上述した様に、高分子物質から成る壁材
1の微細孔2内に、コンホメーション異性化物質を分散
会合させた両親媒性化合物から成る2分子累積膜3を埋
め込み、複合的に構成されている。このカプセル膜Cf
の膜厚は数十ミクロンから数十ナノメートルと薄く、又
、膜の骨格をなす高分子物質の壁材1と2分子累積膜3
を構成する両親媒性化合物との光学屈折率を十分に近づ
けることで、カプセル膜Cfは略透明な状態となる。 従って、マイクロカプセルMCの色は、カプセル膜Cf
内側の相(内相)中に存在するカプセル内相物質(芯物
質)の色に見える。
セル膜Cfは、上述した様に、高分子物質から成る壁材
1の微細孔2内に、コンホメーション異性化物質を分散
会合させた両親媒性化合物から成る2分子累積膜3を埋
め込み、複合的に構成されている。このカプセル膜Cf
の膜厚は数十ミクロンから数十ナノメートルと薄く、又
、膜の骨格をなす高分子物質の壁材1と2分子累積膜3
を構成する両親媒性化合物との光学屈折率を十分に近づ
けることで、カプセル膜Cfは略透明な状態となる。 従って、マイクロカプセルMCの色は、カプセル膜Cf
内側の相(内相)中に存在するカプセル内相物質(芯物
質)の色に見える。
【0037】而して、マイクロカプセルMCの内相には
、染料前駆体6を配してある。染料前駆体6は、通常は
無色であるが、酸性物質と反応して発色する性質をもつ
色素である。この様な物質としては、ロイコ染料が広く
知られており、その内の一般的なフタリド系、フルオラ
ン系、トリフェニルメタン系、フェノチアジン系、スピ
ロピラン系を好適に用いることができる。具体的には、
一般的な感圧紙や感熱紙等に広く用いられている、クリ
スタルバイオレットラクトン、カルバゾリルブルー、イ
ンドリルレッド、ピリジンブルー、ローダミンBラクタ
ム、マラカイトグリーン、3−ジアルキルアミノ−7−
ジアルキルアミノフルオラン、ベンゾイルロイコメチレ
ンブルー、等が挙げられる。
、染料前駆体6を配してある。染料前駆体6は、通常は
無色であるが、酸性物質と反応して発色する性質をもつ
色素である。この様な物質としては、ロイコ染料が広く
知られており、その内の一般的なフタリド系、フルオラ
ン系、トリフェニルメタン系、フェノチアジン系、スピ
ロピラン系を好適に用いることができる。具体的には、
一般的な感圧紙や感熱紙等に広く用いられている、クリ
スタルバイオレットラクトン、カルバゾリルブルー、イ
ンドリルレッド、ピリジンブルー、ローダミンBラクタ
ム、マラカイトグリーン、3−ジアルキルアミノ−7−
ジアルキルアミノフルオラン、ベンゾイルロイコメチレ
ンブルー、等が挙げられる。
【0038】又、カプセル内相には、他に、染料前駆体
6の化学的性質を調整する為の各種の補助的物質7も配
してある。例えば、染料前駆体6がロイコ染料の場合、
補助的物質7として、ロイコ染料を溶解・分散させる為
の溶媒である蒸留水やベンゼン、トルエン、アルキルナ
フタレン、ビフェニル類、パラフィン類等の有機溶剤が
使用できる。更に、カプセル内相の溶液に適切な粘性を
付与する為、市販の各種ワックスや樹脂ポリマーを混入
してある。
6の化学的性質を調整する為の各種の補助的物質7も配
してある。例えば、染料前駆体6がロイコ染料の場合、
補助的物質7として、ロイコ染料を溶解・分散させる為
の溶媒である蒸留水やベンゼン、トルエン、アルキルナ
フタレン、ビフェニル類、パラフィン類等の有機溶剤が
使用できる。更に、カプセル内相の溶液に適切な粘性を
付与する為、市販の各種ワックスや樹脂ポリマーを混入
してある。
【0039】以上の様に、マイクロカプセルMCは、染
料前駆体6とその補助的物質7及びその他の物質を混合
して成るカプセル内相物質をカプセル膜Cfの内相に封
入して構成してある。
料前駆体6とその補助的物質7及びその他の物質を混合
して成るカプセル内相物質をカプセル膜Cfの内相に封
入して構成してある。
【0040】ここで、上述したマイクロカプセルMCの
製造方法について説明する。先ず、殻状をなす壁材内に
染料前駆体を含むカプセル内相物質を内包したマイクロ
カプセル中間体を製造する。この中間体製造方法として
は、界面重合法、in−situ(インサイチュ)重合
法、コア・セルベーション法等が利用できる。
製造方法について説明する。先ず、殻状をなす壁材内に
染料前駆体を含むカプセル内相物質を内包したマイクロ
カプセル中間体を製造する。この中間体製造方法として
は、界面重合法、in−situ(インサイチュ)重合
法、コア・セルベーション法等が利用できる。
【0041】次に、2分子累積膜材料の両親媒性化合物
とコンホメーション異性化物質を溶かしたアルカン溶液
を加熱し、この溶液中に上述のマイクロカプセル中間体
を投入する。数分間放置して自然冷却させると、壁材内
のカプセル内相物質を含む水相と壁材外のアルカン相と
の界面に2分子膜が析出し、壁材の微細孔部に累積した
2分子膜が埋め込まれる。尚、壁材中の微細孔に予め両
親媒性化合物で2分子累積膜を形成しておき、これにコ
ンホメーション異性化物質を吸着させる方法によっても
、同様に2分子累積膜を微細孔部に埋め込むことができ
る。
とコンホメーション異性化物質を溶かしたアルカン溶液
を加熱し、この溶液中に上述のマイクロカプセル中間体
を投入する。数分間放置して自然冷却させると、壁材内
のカプセル内相物質を含む水相と壁材外のアルカン相と
の界面に2分子膜が析出し、壁材の微細孔部に累積した
2分子膜が埋め込まれる。尚、壁材中の微細孔に予め両
親媒性化合物で2分子累積膜を形成しておき、これにコ
ンホメーション異性化物質を吸着させる方法によっても
、同様に2分子累積膜を微細孔部に埋め込むことができ
る。
【0042】次いで、上述の2分子累積膜が埋め込まれ
たマイクロカプセルを有機色素を分散混合した水溶液中
に浸して2分子累積膜に有機色素を吸着させた後、抽出
・洗浄すれば、本例のマイクロカプセルが完成する。
たマイクロカプセルを有機色素を分散混合した水溶液中
に浸して2分子累積膜に有機色素を吸着させた後、抽出
・洗浄すれば、本例のマイクロカプセルが完成する。
【0043】図1において、マイクロカプセルMCの外
相には、顕色剤8を配してある。顕色剤8は、上述した
染料前駆体6と化学反応してそれを発色させる機能を有
する物質である。ロイコ染料の顕色剤としては、αナフ
トール、βナフトール、ビスフェノールA等のフェノー
ル類、サリチル酸亜鉛誘導体、芳香族カルボン酸金属塩
等の酸性物質が使用できる。
相には、顕色剤8を配してある。顕色剤8は、上述した
染料前駆体6と化学反応してそれを発色させる機能を有
する物質である。ロイコ染料の顕色剤としては、αナフ
トール、βナフトール、ビスフェノールA等のフェノー
ル類、サリチル酸亜鉛誘導体、芳香族カルボン酸金属塩
等の酸性物質が使用できる。
【0044】又、カプセル外相には、内相と同様に、顕
色剤8の物性を調整する為の各種補助的物質9や、粘性
調整物質(不図示)も混入してある。補助的物質9とし
ては、顕色剤8を溶解・分散させる為の溶媒である蒸留
水やベンゼン、トルエン、アルキルナフタレン、ビフェ
ニル類、パラフィン類等の有機溶媒が使用できる。カプ
セル外相の溶液に適切な粘性を与える為の粘性調整物質
としては、市販の各種ワックスや樹脂ポリマーを使用で
きる。この様に、顕色剤8とその補助的物質9及びその
他の粘性調整物質等を混合・分散してカプセル外相溶液
を調製してあり、このカプセル外相溶液中にマイクロカ
プセルMCを配して本例のマイクロカプセル含有物を構
成してある。
色剤8の物性を調整する為の各種補助的物質9や、粘性
調整物質(不図示)も混入してある。補助的物質9とし
ては、顕色剤8を溶解・分散させる為の溶媒である蒸留
水やベンゼン、トルエン、アルキルナフタレン、ビフェ
ニル類、パラフィン類等の有機溶媒が使用できる。カプ
セル外相の溶液に適切な粘性を与える為の粘性調整物質
としては、市販の各種ワックスや樹脂ポリマーを使用で
きる。この様に、顕色剤8とその補助的物質9及びその
他の粘性調整物質等を混合・分散してカプセル外相溶液
を調製してあり、このカプセル外相溶液中にマイクロカ
プセルMCを配して本例のマイクロカプセル含有物を構
成してある。
【0045】上述の様な構成のマイクロカプセル含有物
を透明の容器10に投入し、この容器10外には、第1
光源11と第2光源12を夫々配置してある。第1光源
11は、2分子累積膜3中の有機色素が感応する波長が
ν1の成分光を含む第1の光R1を照射する。従って、
第1の光R1の照射を制御することにより、2分子累積
膜3中の電子移動性を制御できる。第2光源12は、2
分子累積膜3中のコンホメーション異性化物質4を励起
させる波長がν2の成分光を含む第2の光R2を照射す
る。 尚、各光R1,R2は、夫々、単色光が望ましい。
を透明の容器10に投入し、この容器10外には、第1
光源11と第2光源12を夫々配置してある。第1光源
11は、2分子累積膜3中の有機色素が感応する波長が
ν1の成分光を含む第1の光R1を照射する。従って、
第1の光R1の照射を制御することにより、2分子累積
膜3中の電子移動性を制御できる。第2光源12は、2
分子累積膜3中のコンホメーション異性化物質4を励起
させる波長がν2の成分光を含む第2の光R2を照射す
る。 尚、各光R1,R2は、夫々、単色光が望ましい。
【0046】次に、上述の様に構成したマイクロカプセ
ル含有物の色変化制御方法を図5に基づき説明する。図
5において、透明の容器10内には、染料前駆体6を内
包するマイクロカプセルMCと顕色剤8及びその補助的
物質等を混合して成る本例のマイクロカプセル含有物が
投入されている。熱的に安定した初期状態段階(ST1
)では、図4の〔a〕に示す様に、2分子累積膜3中に
分散会合させてあるコンホメーション異性化物質4が、
2分子累積膜3の表面圧を緩和する様な分子形態で安定
している。本例ではコンホメーション異性化物質4とし
てフェロセン化合物を用いており、このフェロセン化合
物は、初期状態においては図3に示す還元状態の分子形
態、即ち直線を折り返して重ねた様な状態の分子形態で
安定している。この様に、初期状態においては、2分子
累積膜3は液晶状態であるから表面圧が比較的低く、且
つ、コンホメーション異性化物質4のフェロセン化合物
が上述した還元状態にあるから、図示する様に2分子累
積膜3中のどの場所も平均的に緻密な膜構造をなしてい
る。従って、初期状態における2分子累積膜3の物質透
過性は低く、カプセル内、外相の染料前駆体6と顕色剤
8はカプセル膜Cfを介して隔離されている。
ル含有物の色変化制御方法を図5に基づき説明する。図
5において、透明の容器10内には、染料前駆体6を内
包するマイクロカプセルMCと顕色剤8及びその補助的
物質等を混合して成る本例のマイクロカプセル含有物が
投入されている。熱的に安定した初期状態段階(ST1
)では、図4の〔a〕に示す様に、2分子累積膜3中に
分散会合させてあるコンホメーション異性化物質4が、
2分子累積膜3の表面圧を緩和する様な分子形態で安定
している。本例ではコンホメーション異性化物質4とし
てフェロセン化合物を用いており、このフェロセン化合
物は、初期状態においては図3に示す還元状態の分子形
態、即ち直線を折り返して重ねた様な状態の分子形態で
安定している。この様に、初期状態においては、2分子
累積膜3は液晶状態であるから表面圧が比較的低く、且
つ、コンホメーション異性化物質4のフェロセン化合物
が上述した還元状態にあるから、図示する様に2分子累
積膜3中のどの場所も平均的に緻密な膜構造をなしてい
る。従って、初期状態における2分子累積膜3の物質透
過性は低く、カプセル内、外相の染料前駆体6と顕色剤
8はカプセル膜Cfを介して隔離されている。
【0047】ところで、2分子累積膜3は、一般に相転
移特性を有しており、相転移温度Tc以上では流動性の
ある液晶状態であるのに対し、相転移温度Tc以下では
ゲル(結晶)状態となる。よって、2分子累積膜3は相
転移温度Tc以下においてより高い物質透過に対するバ
リアー性を示す。本例では、2分子累積膜3が常温環境
下において液晶状態をなしている様に、その相転移温度
Tcを環境温度より低く設定してある。従って、2分子
累積膜3は、常時液晶状態に在って物質透過に対するバ
リアー性が低い為、光を照射しない初期状態(ST1)
においても小さい物質透過性を示す。尚、両親媒性化合
物から成る2分子累積膜3の相転移温度Tcは15℃か
ら60℃である。
移特性を有しており、相転移温度Tc以上では流動性の
ある液晶状態であるのに対し、相転移温度Tc以下では
ゲル(結晶)状態となる。よって、2分子累積膜3は相
転移温度Tc以下においてより高い物質透過に対するバ
リアー性を示す。本例では、2分子累積膜3が常温環境
下において液晶状態をなしている様に、その相転移温度
Tcを環境温度より低く設定してある。従って、2分子
累積膜3は、常時液晶状態に在って物質透過に対するバ
リアー性が低い為、光を照射しない初期状態(ST1)
においても小さい物質透過性を示す。尚、両親媒性化合
物から成る2分子累積膜3の相転移温度Tcは15℃か
ら60℃である。
【0048】初期状態にあるマイクロカプセル含有物に
対し、第1の光R1と第2の光R2を、図1に示す透明
容器10外に設置してある第1の光源11と第2光源1
2により夫々照射する(ST2)。第1の光R1は波長
がν1のスペクトル成分光を含む光であり、その波長が
ν1の成分光を2分子累積膜中の有機色素が吸収して電
子移動性を増大させる。本例で用いているシアニン色素
の場合、波長ν1に相当する光は、可視領域光である。 第2の光R2は波長がν2のスペクトル成分光を含む光
であり、2分子累積膜中のコンホメーション異性化物質
がその波長がν2の成分光を吸収して励起し、電子を放
出し安い状態となる。コンホメーション異性化物質がフ
ェロセン化合物の場合、波長ν2に相当する光は紫外領
域光となる。
対し、第1の光R1と第2の光R2を、図1に示す透明
容器10外に設置してある第1の光源11と第2光源1
2により夫々照射する(ST2)。第1の光R1は波長
がν1のスペクトル成分光を含む光であり、その波長が
ν1の成分光を2分子累積膜中の有機色素が吸収して電
子移動性を増大させる。本例で用いているシアニン色素
の場合、波長ν1に相当する光は、可視領域光である。 第2の光R2は波長がν2のスペクトル成分光を含む光
であり、2分子累積膜中のコンホメーション異性化物質
がその波長がν2の成分光を吸収して励起し、電子を放
出し安い状態となる。コンホメーション異性化物質がフ
ェロセン化合物の場合、波長ν2に相当する光は紫外領
域光となる。
【0049】上述の様な第1の光R1と第2の光R2を
同時に照射した場合、コンホメーション異性化物質が第
2の光R2を受けて励起し電子を放出し易い(酸化し易
い)状態となり、第1の光R1を受けて電子移動性が増
した有機色素を通じてコンホメーション異性化物質の電
子が移動する。電子を放出したコンホメーション異性化
物質は、その分子立体構造を変化させる。コンホメーシ
ョン異性化物質がフェロセン化合物の場合、図3におい
て、フェロセン部位が電子を失う(酸化される)ことに
より、その部位がコンホメーション異性化して直線状の
分子形態から屈曲した分子形態に変化する。放出された
電子は、有機色素5が会合して形成するチャンネル(図
2参照)を移動した後に、酸化された(電子を放出した
)状態の他のフェロセン化合物と再結合する。その結果
、酸化状態に在ったフェロセン化合物が還元され、元の
立体構造に戻る。
同時に照射した場合、コンホメーション異性化物質が第
2の光R2を受けて励起し電子を放出し易い(酸化し易
い)状態となり、第1の光R1を受けて電子移動性が増
した有機色素を通じてコンホメーション異性化物質の電
子が移動する。電子を放出したコンホメーション異性化
物質は、その分子立体構造を変化させる。コンホメーシ
ョン異性化物質がフェロセン化合物の場合、図3におい
て、フェロセン部位が電子を失う(酸化される)ことに
より、その部位がコンホメーション異性化して直線状の
分子形態から屈曲した分子形態に変化する。放出された
電子は、有機色素5が会合して形成するチャンネル(図
2参照)を移動した後に、酸化された(電子を放出した
)状態の他のフェロセン化合物と再結合する。その結果
、酸化状態に在ったフェロセン化合物が還元され、元の
立体構造に戻る。
【0050】図5において、第1の光R1と第2の光R
2を継続して照射することにより、2分子累積膜中のコ
ンホメーション異性化物質が電子の放出と再結合を繰り
返す。その結果、コンホメーション異性化物質全体とし
ては、一定割合のコンホメーション異性化物質が酸化さ
れ屈曲した分子形態をとる状態に保持される。フェロセ
ン化合物の場合、図4の〔b〕に示す様に、フェロセン
化合物4が屈曲した分子形態(酸化状態)をとると、2
分子累積膜3中においてフェロセン化合物4が占有する
スペースが増し、付近の分子層が圧縮されて2分子累積
膜3の表面圧が上昇する。これにより、2分子累積膜3
の膜構造がフェロセン化合物4の周辺で大きく乱れた形
態となる。その結果、2分子累積膜3のカプセル内外相
の物質分子に対する透過性が大きくなる。これは、物質
分子が膜構造の乱れた部分、即ちフェロセン化合物4の
周辺を通過し易くなる為と考えられる。
2を継続して照射することにより、2分子累積膜中のコ
ンホメーション異性化物質が電子の放出と再結合を繰り
返す。その結果、コンホメーション異性化物質全体とし
ては、一定割合のコンホメーション異性化物質が酸化さ
れ屈曲した分子形態をとる状態に保持される。フェロセ
ン化合物の場合、図4の〔b〕に示す様に、フェロセン
化合物4が屈曲した分子形態(酸化状態)をとると、2
分子累積膜3中においてフェロセン化合物4が占有する
スペースが増し、付近の分子層が圧縮されて2分子累積
膜3の表面圧が上昇する。これにより、2分子累積膜3
の膜構造がフェロセン化合物4の周辺で大きく乱れた形
態となる。その結果、2分子累積膜3のカプセル内外相
の物質分子に対する透過性が大きくなる。これは、物質
分子が膜構造の乱れた部分、即ちフェロセン化合物4の
周辺を通過し易くなる為と考えられる。
【0051】ここで、光照射の強度若しくは時間の制御
により、2分子累積膜3中に含まれる全てのコンホメー
ション異性化物質分子の内で実際にコンホメーション異
性化を起こす分子の量を制御することができる。即ち、
光照射の強度や時間を制御することにより、2分子累積
膜3の乱れの度合いを制御し、2分子累積膜3の物質透
過性を自在に制御できる。これにより、後述する様に、
カプセル内、外相の染料前駆体6と顕色剤8のカプセル
膜Cfを介した相互拡散速度を制御することができる。 尚、第1の光R1の単独照射或いは第2の光R2の単独
照射では、電子が移動せず、コンホメーション異性化物
質の分子立体構造は変化しない。又、波長がν1或いは
ν2の各成分光を含まない光が照射されても上述のコン
ホメーション異性化は進行しないから、波長がν1,ν
2の成分光を含まない光の照明の下でも、上述の光照射
による物質透過制御を手際良く実施できる。
により、2分子累積膜3中に含まれる全てのコンホメー
ション異性化物質分子の内で実際にコンホメーション異
性化を起こす分子の量を制御することができる。即ち、
光照射の強度や時間を制御することにより、2分子累積
膜3の乱れの度合いを制御し、2分子累積膜3の物質透
過性を自在に制御できる。これにより、後述する様に、
カプセル内、外相の染料前駆体6と顕色剤8のカプセル
膜Cfを介した相互拡散速度を制御することができる。 尚、第1の光R1の単独照射或いは第2の光R2の単独
照射では、電子が移動せず、コンホメーション異性化物
質の分子立体構造は変化しない。又、波長がν1或いは
ν2の各成分光を含まない光が照射されても上述のコン
ホメーション異性化は進行しないから、波長がν1,ν
2の成分光を含まない光の照明の下でも、上述の光照射
による物質透過制御を手際良く実施できる。
【0052】図5において、第1、2の光R1、R2の
照射を開始した後、この光照射を継続すると、カプセル
膜Cfの物質透過性が高くなり、カプセル内外相の染料
前駆体6と顕色剤8が相互に拡散し始める(ST3)。 そして、時間の経過と共に、相互に拡散する染料前駆体
6と顕色剤8の量が多くなり、接近した両者が発色反応
を起こして染料13が生成する(ST4)。
照射を開始した後、この光照射を継続すると、カプセル
膜Cfの物質透過性が高くなり、カプセル内外相の染料
前駆体6と顕色剤8が相互に拡散し始める(ST3)。 そして、時間の経過と共に、相互に拡散する染料前駆体
6と顕色剤8の量が多くなり、接近した両者が発色反応
を起こして染料13が生成する(ST4)。
【0053】ここで、内、外相の染料前駆体6と顕色剤
8の拡散量は、2分子累積膜を透過する分子のサイズや
カプセル内外の圧力値等によって異なるが、2分子累積
膜の乱れの度合いによっても異なる。従って、光照射の
強度又は時間を変えることによって染料前駆体6と顕色
剤8の相互拡散速度から延いては染料前駆体6と顕色剤
8が混合されて起きる発色反応の速度をも制御すること
ができる。図5では、第1,2の光R1,R2を強く照
射した場合を上段に、弱く照射した場合を下段に夫々示
し、同一段階における状態を上下に並べ対比してある。 これから、発色反応の進行段階(ST4)では、上段の
光を強照射した場合の方が生成した染料13の量が多く
なっていることが分かる。
8の拡散量は、2分子累積膜を透過する分子のサイズや
カプセル内外の圧力値等によって異なるが、2分子累積
膜の乱れの度合いによっても異なる。従って、光照射の
強度又は時間を変えることによって染料前駆体6と顕色
剤8の相互拡散速度から延いては染料前駆体6と顕色剤
8が混合されて起きる発色反応の速度をも制御すること
ができる。図5では、第1,2の光R1,R2を強く照
射した場合を上段に、弱く照射した場合を下段に夫々示
し、同一段階における状態を上下に並べ対比してある。 これから、発色反応の進行段階(ST4)では、上段の
光を強照射した場合の方が生成した染料13の量が多く
なっていることが分かる。
【0054】マイクロカプセル含有物の発色反応が進行
し所望の発色濃度が得られたら、第1の光R1と第2の
光R2の双方の光の照射を停止する(ST5)。これに
より、コンホメーション異性化物質が新た励起せず、既
に励起して電子を放出していた(酸化状態の)コンホメ
ーション異性化物質に、既に放出されていた電子が供与
され、このコンホメーション異性化物質が元の分子立体
構造(還元状態)に戻る。フェロセン化合物の場合、図
3において、酸化状態に在る屈曲状態の分子形態から、
直線状の分子形態に還元される。これにより、図4にお
いて、2分子累積膜3が元の分子が全体的に整然と並ぶ
乱れのない緻密な層構造(〔a〕の還元状態)に復帰す
る。その結果、カプセル膜Cfの物質透過性が低くなり
、内、外相の染料前駆体6と顕色剤8の相互拡散が阻止
されて発色反応が停止する。
し所望の発色濃度が得られたら、第1の光R1と第2の
光R2の双方の光の照射を停止する(ST5)。これに
より、コンホメーション異性化物質が新た励起せず、既
に励起して電子を放出していた(酸化状態の)コンホメ
ーション異性化物質に、既に放出されていた電子が供与
され、このコンホメーション異性化物質が元の分子立体
構造(還元状態)に戻る。フェロセン化合物の場合、図
3において、酸化状態に在る屈曲状態の分子形態から、
直線状の分子形態に還元される。これにより、図4にお
いて、2分子累積膜3が元の分子が全体的に整然と並ぶ
乱れのない緻密な層構造(〔a〕の還元状態)に復帰す
る。その結果、カプセル膜Cfの物質透過性が低くなり
、内、外相の染料前駆体6と顕色剤8の相互拡散が阻止
されて発色反応が停止する。
【0055】以上の様に、本例ではマイクロカプセル含
有物の色が、初期状態の無色透明から光照射停止段階に
おいて生成した染料13による色に変化し、この色濃度
を光照射の強度及び時間により緻密に制御することがで
きる。尚、初期状態におけるマイクロカプセルMCの内
相に予め任意の色彩の色素物質を添加しておけば、マイ
クロカプセル含有物の色彩をその任意の色素物質の色彩
から染料13と内相色素物質が混色した色彩に変化させ
ることができる。
有物の色が、初期状態の無色透明から光照射停止段階に
おいて生成した染料13による色に変化し、この色濃度
を光照射の強度及び時間により緻密に制御することがで
きる。尚、初期状態におけるマイクロカプセルMCの内
相に予め任意の色彩の色素物質を添加しておけば、マイ
クロカプセル含有物の色彩をその任意の色素物質の色彩
から染料13と内相色素物質が混色した色彩に変化させ
ることができる。
【0056】<第2実施例>図6は、第2実施例として
の色変化制御方法を実施する装置の概念とこの方法で用
いるマイクロカプセル含有物の構成を示す模式的説明図
である。本例では、3種類のマイクロカプセルMC1,
MC2,MC3を使用する。尚、使用するマイクロカプ
セルMCの種類は複数種類とし、従って4種類以上でも
よい。而して、これら3種類のマイクロカプセルMC1
,MC2,MC3の光応答性、即ち、各カプセル膜Cf
1,Cf2,Cf3の物質透過性を変化させる照射光の
各波長を異ならせてある。各カプセル膜の応答光波長を
異ならせるには、各カプセル膜の2分子累積膜中に導入
する有機色素分子の光応答性、即ち、各有機色素分子の
電子移動性を変化させる為に照射する光の各波長、を次
の様にして異ならせればよい。
の色変化制御方法を実施する装置の概念とこの方法で用
いるマイクロカプセル含有物の構成を示す模式的説明図
である。本例では、3種類のマイクロカプセルMC1,
MC2,MC3を使用する。尚、使用するマイクロカプ
セルMCの種類は複数種類とし、従って4種類以上でも
よい。而して、これら3種類のマイクロカプセルMC1
,MC2,MC3の光応答性、即ち、各カプセル膜Cf
1,Cf2,Cf3の物質透過性を変化させる照射光の
各波長を異ならせてある。各カプセル膜の応答光波長を
異ならせるには、各カプセル膜の2分子累積膜中に導入
する有機色素分子の光応答性、即ち、各有機色素分子の
電子移動性を変化させる為に照射する光の各波長、を次
の様にして異ならせればよい。
【0057】一般に、2分子累積膜中における有機色素
分子の吸光スペクトルは、通常の吸光スペクトルに比べ
鋭い(幅の狭い)ピークを備えていることが知られてい
る。例えば、色素を分散した溶液やキャストしたフィル
ムの吸光スペクトルは、色素分子が様々な会合状態で凝
集している為に幅の広い吸光スペクトルを示すが、2分
子累積膜中に色素を導入した場合の吸光スペクトルは、
これより吸収波長領域が狭くなった鋭いピークを示す。 これは、色素分子が2分子累積膜の規則的な配向の影響
を受け、ある一定の配向で会合する為とされている。
分子の吸光スペクトルは、通常の吸光スペクトルに比べ
鋭い(幅の狭い)ピークを備えていることが知られてい
る。例えば、色素を分散した溶液やキャストしたフィル
ムの吸光スペクトルは、色素分子が様々な会合状態で凝
集している為に幅の広い吸光スペクトルを示すが、2分
子累積膜中に色素を導入した場合の吸光スペクトルは、
これより吸収波長領域が狭くなった鋭いピークを示す。 これは、色素分子が2分子累積膜の規則的な配向の影響
を受け、ある一定の配向で会合する為とされている。
【0058】上述の鋭いピークを備える有機色素分子の
吸光スペクトルは、2分子累積膜の相状態がゲル状態か
又は液晶状態かに依るだけでなく、2分子累積膜中の有
機色素分子の会合状態を左右する会合分子の量等によっ
ても、その吸光スペクトルが長、短両波長側に顕著に変
化(シフト)する。従って、2分子累積膜中に導入する
有機色素分子の会合分子量を3通りに変化させれば、そ
の物質透過性を変化させる際の光応答性が鋭敏で互いに
応答光の波長が異なる3種類のカプセル膜Cf1,Cf
2,Cf3を構成することができる。本例では、各カプ
セル膜Cf1,Cf2,Cf3の2分子累積膜中にコン
ホメーション異性化物質として互いに応答する光の波長
が異なる3種類のフェロセン化合物を分散会合させると
共に、有機色素としてのシアニン色素を導入量を3通り
に変えて会合させ、カプセル膜Cf1,Cf2,Cf3
の各応答光の波長を互いに異ならせてある。尚、各カプ
セル膜Cf1,Cf2,Cf3の2分子累積膜中に同一
のコンホメーション異性化物質と互いに光応答性が異な
る様に有機色素を夫々導入する構成としても、各カプセ
ル膜Cf1,Cf2,Cf3の光応答性を異ならせるこ
とができる。又、本例においてコンホメーション異性化
物質や有機色素として利用可能な物質は、上述したもの
等に限らない。
吸光スペクトルは、2分子累積膜の相状態がゲル状態か
又は液晶状態かに依るだけでなく、2分子累積膜中の有
機色素分子の会合状態を左右する会合分子の量等によっ
ても、その吸光スペクトルが長、短両波長側に顕著に変
化(シフト)する。従って、2分子累積膜中に導入する
有機色素分子の会合分子量を3通りに変化させれば、そ
の物質透過性を変化させる際の光応答性が鋭敏で互いに
応答光の波長が異なる3種類のカプセル膜Cf1,Cf
2,Cf3を構成することができる。本例では、各カプ
セル膜Cf1,Cf2,Cf3の2分子累積膜中にコン
ホメーション異性化物質として互いに応答する光の波長
が異なる3種類のフェロセン化合物を分散会合させると
共に、有機色素としてのシアニン色素を導入量を3通り
に変えて会合させ、カプセル膜Cf1,Cf2,Cf3
の各応答光の波長を互いに異ならせてある。尚、各カプ
セル膜Cf1,Cf2,Cf3の2分子累積膜中に同一
のコンホメーション異性化物質と互いに光応答性が異な
る様に有機色素を夫々導入する構成としても、各カプセ
ル膜Cf1,Cf2,Cf3の光応答性を異ならせるこ
とができる。又、本例においてコンホメーション異性化
物質や有機色素として利用可能な物質は、上述したもの
等に限らない。
【0059】マイクロカプセルMC1,MC2,MC3
の各内相には、夫々、発色能が夫々異なる染料前駆体1
4a,14b,14cと同一の補助的物質15を配して
ある。そして、これらマイクロカプセルMC1,MC2
,MC3の外相には、各カプセル内相の染料前駆体14
a,14b,14cと発色反応を起こす顕色剤16とそ
の補助的物質17を配してある。尚、各カプセル膜Cf
1,Cf2,Cf3を構成する2分子累積膜、カプセル
内、外相の各補助的物質15、17に用いる各具体的物
質としては、第1実施例で挙げた物質で好適なものを選
定して用いることができる。
の各内相には、夫々、発色能が夫々異なる染料前駆体1
4a,14b,14cと同一の補助的物質15を配して
ある。そして、これらマイクロカプセルMC1,MC2
,MC3の外相には、各カプセル内相の染料前駆体14
a,14b,14cと発色反応を起こす顕色剤16とそ
の補助的物質17を配してある。尚、各カプセル膜Cf
1,Cf2,Cf3を構成する2分子累積膜、カプセル
内、外相の各補助的物質15、17に用いる各具体的物
質としては、第1実施例で挙げた物質で好適なものを選
定して用いることができる。
【0060】上述の様な構成のマイクロカプセル含有物
を透明の容器18に投入し、この容器18外には、各3
個の第1光源19a,19b,19cと第2光源20a
,20b,20cを夫々配置してある。各第1光源19
a,19b,19cは、カプセル膜Cf1,Cf2,C
f3中に夫々含む3種類のコンホメーション異性化物質
を夫々励起させる波長ν1a,ν1b,ν1cの各成分
光を含む第1の光R1a,R1b,R1cを夫々照射す
る。又、第2光源20a,20b,20cは、3種類の
有機色素の各電子移動性を夫々増大させる波長ν2a,
ν2b,ν2cの各成分光を含む第2の光R2a,R2
b,R2cを夫々照射する。 尚、各光R1,R2は、夫々、単色光が望ましい。
を透明の容器18に投入し、この容器18外には、各3
個の第1光源19a,19b,19cと第2光源20a
,20b,20cを夫々配置してある。各第1光源19
a,19b,19cは、カプセル膜Cf1,Cf2,C
f3中に夫々含む3種類のコンホメーション異性化物質
を夫々励起させる波長ν1a,ν1b,ν1cの各成分
光を含む第1の光R1a,R1b,R1cを夫々照射す
る。又、第2光源20a,20b,20cは、3種類の
有機色素の各電子移動性を夫々増大させる波長ν2a,
ν2b,ν2cの各成分光を含む第2の光R2a,R2
b,R2cを夫々照射する。 尚、各光R1,R2は、夫々、単色光が望ましい。
【0061】次に、上述の様な構成のマイクロカプセル
含有物の色変化制御方法について説明する。本例の方法
も、図7に示す様に、第1実施例(図5参照)と同様、
熱的に安定な初期段階(ST1)、光照射開始段階(S
T2)、物質拡散開始段階(ST3)、発色反応進行段
階(ST4)及び光照射停止段階(ST5)の5段階か
らなる。初期段階(ST1)におけるマイクロカプセル
含有物の状態は、第1実施例の場合と同様の状態であり
、マイクロカプセルMC1,MC2,MC3の各2分子
累積膜は液晶状態となっている。
含有物の色変化制御方法について説明する。本例の方法
も、図7に示す様に、第1実施例(図5参照)と同様、
熱的に安定な初期段階(ST1)、光照射開始段階(S
T2)、物質拡散開始段階(ST3)、発色反応進行段
階(ST4)及び光照射停止段階(ST5)の5段階か
らなる。初期段階(ST1)におけるマイクロカプセル
含有物の状態は、第1実施例の場合と同様の状態であり
、マイクロカプセルMC1,MC2,MC3の各2分子
累積膜は液晶状態となっている。
【0062】ところで、各カプセル膜Cf1,Cf2,
Cf3が応答する光の波長は、そのカプセル膜に独自の
ものであり、例えば波長がν1aの第1の光R1aに応
答するカプセル膜はCf1だけで、これを他のカプセル
膜Cf2,Cf3に照射しても応答しない。従って、第
1の光R1a,R1b,R1c及び第2の光R2a,R
2b,R2cの6種類の光を同時に照射しても、各カプ
セル膜Cf1,Cf2,Cf3の物質透過性を夫々独立
して制御できる。
Cf3が応答する光の波長は、そのカプセル膜に独自の
ものであり、例えば波長がν1aの第1の光R1aに応
答するカプセル膜はCf1だけで、これを他のカプセル
膜Cf2,Cf3に照射しても応答しない。従って、第
1の光R1a,R1b,R1c及び第2の光R2a,R
2b,R2cの6種類の光を同時に照射しても、各カプ
セル膜Cf1,Cf2,Cf3の物質透過性を夫々独立
して制御できる。
【0063】図7では、上述の6種類の光を同時に照射
し、且つ、第1の光R1a,R1b,R1cの照射強度
を変えてある。この様に光の照射強度を制御することに
より、2分子累積膜中に含まれる全てのコンホメーショ
ン異性化物質分子の内の実際にコンホメーション異性化
を起こす分子の量を制御することができる。即ち、照射
光の強度を制御することにより、各2分子累積膜の乱れ
の度合いを制御し、各カプセル膜Cf1,Cf2,Cf
3の物質透過性に基づくカプセル内、外相の各染料前駆
体14a,14b,14cと顕色剤15の相互拡散速度
を容易に制御することができる。本例では、カプセル膜
Cf3中に会合させてある有機色素の電子移動性を変化
させカプセル膜Cf3の物質透過性を制御する第1の光
R1cの強度を最も強く、同様にしてカプセル膜Cf2
の物質透過性を制御する第1の光R1bの強度を最も弱
く設定してある。尚、本例のコンホメーション異性化物
質を励起させる第2の光R2a,R2b,R2cの照射
強度は、全て同一に設定してある。
し、且つ、第1の光R1a,R1b,R1cの照射強度
を変えてある。この様に光の照射強度を制御することに
より、2分子累積膜中に含まれる全てのコンホメーショ
ン異性化物質分子の内の実際にコンホメーション異性化
を起こす分子の量を制御することができる。即ち、照射
光の強度を制御することにより、各2分子累積膜の乱れ
の度合いを制御し、各カプセル膜Cf1,Cf2,Cf
3の物質透過性に基づくカプセル内、外相の各染料前駆
体14a,14b,14cと顕色剤15の相互拡散速度
を容易に制御することができる。本例では、カプセル膜
Cf3中に会合させてある有機色素の電子移動性を変化
させカプセル膜Cf3の物質透過性を制御する第1の光
R1cの強度を最も強く、同様にしてカプセル膜Cf2
の物質透過性を制御する第1の光R1bの強度を最も弱
く設定してある。尚、本例のコンホメーション異性化物
質を励起させる第2の光R2a,R2b,R2cの照射
強度は、全て同一に設定してある。
【0064】初期状態(ST1)のマイクロカプセル含
有物に対し、第1の光R1a,R1b,R1c及び第2
の光R2a,R2b,R2cの照射を開始し(ST2)
、この光照射操作を継続する(ST3)。これにより、
各マイクロカプセルMC1〜MC3における2分子累積
膜の物質透過性が大きくなり、各カプセル内相の染料前
駆体14a,14b,14cと外相の顕色剤15が各カ
プセル膜Cf1,Cf2,Cf3の2分子累積膜を透過
して互いに拡散し始める(ST3)。
有物に対し、第1の光R1a,R1b,R1c及び第2
の光R2a,R2b,R2cの照射を開始し(ST2)
、この光照射操作を継続する(ST3)。これにより、
各マイクロカプセルMC1〜MC3における2分子累積
膜の物質透過性が大きくなり、各カプセル内相の染料前
駆体14a,14b,14cと外相の顕色剤15が各カ
プセル膜Cf1,Cf2,Cf3の2分子累積膜を透過
して互いに拡散し始める(ST3)。
【0065】光照射を継続すると、時間の経過と共にカ
プセル内、外相の各染料前駆体14a,14b,14c
と顕色剤15の相互に拡散した分子の量が増し、接近し
た両者が発色反応を起こして3種類の染料21a,21
b,21cが生成する(ST4)。この際のマイクロカ
プセルMC1,MC2,MC3の各カプセル膜Cf1,
Cf2,Cf3を介して相互に拡散する物質分子の量は
、第1の光R1a,R1b,R1cの照射強度に対応し
て異なり、照射強度を最も強くした第1の光R1cに応
答するカプセル膜Cf3を介した物質拡散量が最も多く
、従ってこれにより生成した染料21cの量が最も多い
。又、第1の光R2に応答するカプセル膜Cf2を介し
た物質拡散量が最も少なく、従ってそれにより生成した
染料21bの量が最も少ない。ここで、マイクロカプセ
ル含有物全体の色は、生成した3種類の染料21a,2
1b,21cが混じり合った色となる。このマイクロカ
プセル含有物全体の色は、上述した様に光の照射強度を
調節することにより自在に制御できる。
プセル内、外相の各染料前駆体14a,14b,14c
と顕色剤15の相互に拡散した分子の量が増し、接近し
た両者が発色反応を起こして3種類の染料21a,21
b,21cが生成する(ST4)。この際のマイクロカ
プセルMC1,MC2,MC3の各カプセル膜Cf1,
Cf2,Cf3を介して相互に拡散する物質分子の量は
、第1の光R1a,R1b,R1cの照射強度に対応し
て異なり、照射強度を最も強くした第1の光R1cに応
答するカプセル膜Cf3を介した物質拡散量が最も多く
、従ってこれにより生成した染料21cの量が最も多い
。又、第1の光R2に応答するカプセル膜Cf2を介し
た物質拡散量が最も少なく、従ってそれにより生成した
染料21bの量が最も少ない。ここで、マイクロカプセ
ル含有物全体の色は、生成した3種類の染料21a,2
1b,21cが混じり合った色となる。このマイクロカ
プセル含有物全体の色は、上述した様に光の照射強度を
調節することにより自在に制御できる。
【0066】カプセル内外相の各染料前駆体14a,1
4b,14cと顕色剤15の相互拡散が夫々の速度で進
行し、マイクロカプセル含有物が所望の色彩と濃度に色
変化したら、第1の光R1a,R1b,R1c及び第2
の光R2a,R2b,R2cの全ての光照射を停止する
。これにより、各マイクロカプセルMC1,MC2,M
C3の2分子累積膜に分散会合してあるコンホメーショ
ン異性化物質が還元され元の分子立体構造に戻る。その
結果、各2分子累積膜が元の整然として緻密な膜構造に
戻り、カプセル内外相の各物質の相互拡散が阻止されて
発色反応が停止する(ST5)。この様にして、所望の
色彩と濃度に色変化したマイクロカプセル含有物を容易
且つ正確に得ることができる。
4b,14cと顕色剤15の相互拡散が夫々の速度で進
行し、マイクロカプセル含有物が所望の色彩と濃度に色
変化したら、第1の光R1a,R1b,R1c及び第2
の光R2a,R2b,R2cの全ての光照射を停止する
。これにより、各マイクロカプセルMC1,MC2,M
C3の2分子累積膜に分散会合してあるコンホメーショ
ン異性化物質が還元され元の分子立体構造に戻る。その
結果、各2分子累積膜が元の整然として緻密な膜構造に
戻り、カプセル内外相の各物質の相互拡散が阻止されて
発色反応が停止する(ST5)。この様にして、所望の
色彩と濃度に色変化したマイクロカプセル含有物を容易
且つ正確に得ることができる。
【0067】<第3実施例>第1実施例の方法(図5参
照)では、2分子累積膜が初期状態から既に液晶状態に
なっていたが、本例の方法ではマイクロカプセルを構成
する2分子累積膜を初期段階で結晶状態にしておく。こ
の為には、前述した様に、2分子累積膜を構成する両親
媒性化合物の相転移温度Tcを環境温度より高く設定す
ればよい。マイクロカプセルのその他の構成は、第1実
施例と同一である。これにより、2分子累積膜は初期段
階からゲル状態(結晶状態)となって分子透過に対しよ
り高いバリアー性を発揮する為、図8に示す様に、初期
状態段階(ST1)におけるカプセル膜Cfの物質透過
性は極めて小さい。従って、カプセル膜Cfの内相に存
在する染料前駆体6と外相に存在する顕色剤8がより確
実に隔離され、光照射のない初期状態段階において各カ
プセル膜Cfを微量の物質分子が透過する“漏れ”によ
る発色反応をより確実に防止することができる。
照)では、2分子累積膜が初期状態から既に液晶状態に
なっていたが、本例の方法ではマイクロカプセルを構成
する2分子累積膜を初期段階で結晶状態にしておく。こ
の為には、前述した様に、2分子累積膜を構成する両親
媒性化合物の相転移温度Tcを環境温度より高く設定す
ればよい。マイクロカプセルのその他の構成は、第1実
施例と同一である。これにより、2分子累積膜は初期段
階からゲル状態(結晶状態)となって分子透過に対しよ
り高いバリアー性を発揮する為、図8に示す様に、初期
状態段階(ST1)におけるカプセル膜Cfの物質透過
性は極めて小さい。従って、カプセル膜Cfの内相に存
在する染料前駆体6と外相に存在する顕色剤8がより確
実に隔離され、光照射のない初期状態段階において各カ
プセル膜Cfを微量の物質分子が透過する“漏れ”によ
る発色反応をより確実に防止することができる。
【0068】結晶状態の2分子累積膜を有するマイクロ
カプセルMCに対し、第1実施例と同様に第1の光R1
と第2の光R2を照射する(ST2)。この光照射によ
り、2分子累積膜中に分散会合させてあるコンホメーシ
ョン異性化物質が酸化(電子を放出)して分子立体構造
の変化を起こそうとするが、結晶状態にある2分子累積
膜により規制され、膜構造の乱れが十分に発生しない。 その為、2分子累積膜の物質透過性が殆ど増大せず、カ
プセル膜Cfを内外相の染料前駆体6と顕色剤8が透過
しない。この状態は、第1の光R1及び第2の光R2の
各強度を増しても略々変らない。
カプセルMCに対し、第1実施例と同様に第1の光R1
と第2の光R2を照射する(ST2)。この光照射によ
り、2分子累積膜中に分散会合させてあるコンホメーシ
ョン異性化物質が酸化(電子を放出)して分子立体構造
の変化を起こそうとするが、結晶状態にある2分子累積
膜により規制され、膜構造の乱れが十分に発生しない。 その為、2分子累積膜の物質透過性が殆ど増大せず、カ
プセル膜Cfを内外相の染料前駆体6と顕色剤8が透過
しない。この状態は、第1の光R1及び第2の光R2の
各強度を増しても略々変らない。
【0069】次に、マイクロカプセル含有物を2分子累
積膜の相転移温度Tc以上に加熱し、その2分子累積膜
を液晶状態に相転移させる。これにより、2分子累積膜
による規制力が消失してコンホメーション異性化物質の
分子立体構造が屈曲状(図3参照)に変化し、2分子累
積膜の膜構造が乱される(ST3)。その結果、カプセ
ル膜Cfの物質透過性が増大し、カプセル内相に存在す
る染料前駆体6と外相に存在する顕色剤8が夫々カプセ
ル膜Cfを透過して互いに拡散し始める(ST4)。こ
の後、第1、第2の光R1,R2の照射を継続すると共
に、マイクロカプセル含有物の加熱を継続して系温度を
相転移温度Tc以上に保持すれば、物質の相互拡散が進
行し、発色反応が起こって染料13が生成する(ST5
)。
積膜の相転移温度Tc以上に加熱し、その2分子累積膜
を液晶状態に相転移させる。これにより、2分子累積膜
による規制力が消失してコンホメーション異性化物質の
分子立体構造が屈曲状(図3参照)に変化し、2分子累
積膜の膜構造が乱される(ST3)。その結果、カプセ
ル膜Cfの物質透過性が増大し、カプセル内相に存在す
る染料前駆体6と外相に存在する顕色剤8が夫々カプセ
ル膜Cfを透過して互いに拡散し始める(ST4)。こ
の後、第1、第2の光R1,R2の照射を継続すると共
に、マイクロカプセル含有物の加熱を継続して系温度を
相転移温度Tc以上に保持すれば、物質の相互拡散が進
行し、発色反応が起こって染料13が生成する(ST5
)。
【0070】やがて、マイクロカプセル含有物の物質相
互拡散が所望の度合いまで進行したら、第1、第2の光
R1,R2の照射を停止する。これにより、2分子累積
膜中のコンホメーション異性化物質が還元されて直線状
態の分子立体構造(図3参照)に戻り、2分子累積膜が
元の層構造に戻る。その結果、カプセル膜Cfの物質透
過性が、2分子累積膜は液晶状態のままであるから図5
に示す第1実施例の初期段階(ST1)程度まで低下し
、カプセル内、外相の染料前駆体6と顕色剤8の相互拡
散が阻止され発色反応が停止する(ST6)。尚、発色
反応を停止させるには、光照射を停止する他、環境温度
を2分子累積膜の層転移温度以下に下げる方法によって
も可能である。この様に、本例の方法によれば、光照射
だけでなく環境温度を調節することによってもマイクロ
カプセル含有物の色変化を制御できるから、マイクロカ
プセル含有物の色変化をより緻密に制御することが可能
である。前述した複数種類のマイクロカプセルを含有す
る第2実施例においても、図9に示す様に、本例と同様
にマイクロカプセル含有物の温度を調節することにより
、初期状態における“漏れ”による物質拡散を確実に防
止でき、より緻密な物質拡散制御効果を容易に得ること
ができる。
互拡散が所望の度合いまで進行したら、第1、第2の光
R1,R2の照射を停止する。これにより、2分子累積
膜中のコンホメーション異性化物質が還元されて直線状
態の分子立体構造(図3参照)に戻り、2分子累積膜が
元の層構造に戻る。その結果、カプセル膜Cfの物質透
過性が、2分子累積膜は液晶状態のままであるから図5
に示す第1実施例の初期段階(ST1)程度まで低下し
、カプセル内、外相の染料前駆体6と顕色剤8の相互拡
散が阻止され発色反応が停止する(ST6)。尚、発色
反応を停止させるには、光照射を停止する他、環境温度
を2分子累積膜の層転移温度以下に下げる方法によって
も可能である。この様に、本例の方法によれば、光照射
だけでなく環境温度を調節することによってもマイクロ
カプセル含有物の色変化を制御できるから、マイクロカ
プセル含有物の色変化をより緻密に制御することが可能
である。前述した複数種類のマイクロカプセルを含有す
る第2実施例においても、図9に示す様に、本例と同様
にマイクロカプセル含有物の温度を調節することにより
、初期状態における“漏れ”による物質拡散を確実に防
止でき、より緻密な物質拡散制御効果を容易に得ること
ができる。
【0071】<第4実施例>図10は、第4実施例とし
てのマイクロカプセル含有物の色変化制御方法を示す模
式的説明図である。本例の方法は、第3実施例の構成を
ベースとし、更に、カプセル内、外相に配する補助的物
質の内の粘度調整物質として、環境温度の上昇と共に粘
度が急激に低下するポリマーレジンやワックスを用いる
ものである。ここでは、カプセル内相に粘度調整物質を
配した場合を例にとり説明する。そして、その粘度調整
物質の粘度が急激に低下する温度を2分子累積膜の相転
移温度Tc近辺に設定する。
てのマイクロカプセル含有物の色変化制御方法を示す模
式的説明図である。本例の方法は、第3実施例の構成を
ベースとし、更に、カプセル内、外相に配する補助的物
質の内の粘度調整物質として、環境温度の上昇と共に粘
度が急激に低下するポリマーレジンやワックスを用いる
ものである。ここでは、カプセル内相に粘度調整物質を
配した場合を例にとり説明する。そして、その粘度調整
物質の粘度が急激に低下する温度を2分子累積膜の相転
移温度Tc近辺に設定する。
【0072】これにより、通常の環境温度の下(ST1
からST2)では、カプセル膜Cfの2分子累積膜が結
晶状態である上にカプセル内相の粘度が高い為、そこに
含まれている染料前駆体6が外相へ極めて拡散し難く、
又、外相に含まれている顕色剤8も粘度の高い内相へ極
めて拡散し難い状態となっている。この為、カプセル内
、外相の染料前駆体6と顕色剤8は、第3実施例の場合
より更に確実に分離される。よって、光を照射しない初
期段階(ST1)にカプセル膜Cfを物質分子が微量透
過する“漏れ”による発色反応を、より完全に防止する
ことができる。
からST2)では、カプセル膜Cfの2分子累積膜が結
晶状態である上にカプセル内相の粘度が高い為、そこに
含まれている染料前駆体6が外相へ極めて拡散し難く、
又、外相に含まれている顕色剤8も粘度の高い内相へ極
めて拡散し難い状態となっている。この為、カプセル内
、外相の染料前駆体6と顕色剤8は、第3実施例の場合
より更に確実に分離される。よって、光を照射しない初
期段階(ST1)にカプセル膜Cfを物質分子が微量透
過する“漏れ”による発色反応を、より完全に防止する
ことができる。
【0073】第1、第2の光R1,R2の照射(ST2
)した後、第3実施例と同様にマイクロカプセル含有物
を2分子累積膜の相転移温度Tc以上に加熱する(ST
3)。これにより、2分子累積膜が液晶状態に転移する
と共に、カプセル内相に含まれている上述した粘度調整
物質の粘度が急激に低下する。その結果、内相の染料前
駆体6と外相の顕色剤8が第1実施例と同様に互いに拡
散し始める(ST4)。そして、内、外相の染料前駆体
6と顕色剤8の相互拡散が進行して発色反応が起こり、
所望の発色濃度が得られたら(ST5)、第1、第2の
光R1,R2の照射を停止し、且つ温度を初期状態(S
T1)と同温度に低下させる(ST6)。これにより、
マイクロカプセル含有物の状態が初期状態(ST1)に
復帰する。即ち、カプセル内相が元の高粘度となり、且
つ2分子累積膜が結晶状態に戻ると共にコンホメーショ
ン異性化物質が還元されて層構造に戻る。これにより、
カプセル膜Cfの物質透過性が初期状態(ST1)と同
程度まで低下し、発色反応が確実に停止する。尚、温度
低下と光照射の停止の何れかを実施するだけでも発色反
応は停止する。
)した後、第3実施例と同様にマイクロカプセル含有物
を2分子累積膜の相転移温度Tc以上に加熱する(ST
3)。これにより、2分子累積膜が液晶状態に転移する
と共に、カプセル内相に含まれている上述した粘度調整
物質の粘度が急激に低下する。その結果、内相の染料前
駆体6と外相の顕色剤8が第1実施例と同様に互いに拡
散し始める(ST4)。そして、内、外相の染料前駆体
6と顕色剤8の相互拡散が進行して発色反応が起こり、
所望の発色濃度が得られたら(ST5)、第1、第2の
光R1,R2の照射を停止し、且つ温度を初期状態(S
T1)と同温度に低下させる(ST6)。これにより、
マイクロカプセル含有物の状態が初期状態(ST1)に
復帰する。即ち、カプセル内相が元の高粘度となり、且
つ2分子累積膜が結晶状態に戻ると共にコンホメーショ
ン異性化物質が還元されて層構造に戻る。これにより、
カプセル膜Cfの物質透過性が初期状態(ST1)と同
程度まで低下し、発色反応が確実に停止する。尚、温度
低下と光照射の停止の何れかを実施するだけでも発色反
応は停止する。
【0074】以上の様に、本例によれば、第3実施例と
同様に光だけでなく温度によっても物質の相互拡散に基
づく発色反応を容易に制御でき、且つ、初期段階におけ
る物質分子の“漏れ”透過による発色をより完全に防止
できる利点が得られる。尚、同様な粘度調整物質をカプ
セル外相物質として配しても、同様な効果を得ることが
できる。又、第2実施例と同様に複数種類のマイクロカ
プセルを含有する場合にも、図11に示す様に、本例と
同様の方法を適用可能である。
同様に光だけでなく温度によっても物質の相互拡散に基
づく発色反応を容易に制御でき、且つ、初期段階におけ
る物質分子の“漏れ”透過による発色をより完全に防止
できる利点が得られる。尚、同様な粘度調整物質をカプ
セル外相物質として配しても、同様な効果を得ることが
できる。又、第2実施例と同様に複数種類のマイクロカ
プセルを含有する場合にも、図11に示す様に、本例と
同様の方法を適用可能である。
【0075】以上、この発明を4通りの実施例に基づき
詳細に説明したが、この発明は、これらの特定の実施例
等に限定されるものではなく、この発明の技術的範囲に
おいて種々の変形が可能であることは勿論である。例え
ば、上記実施例等ではカプセル内相に染料前駆体、カプ
セル外相に顕色剤、を夫々配してあるが、逆に、カプセ
ル内相に顕色剤、カプセル外相に染料前駆体を配しても
よい。又、第2実施例では、図7に示す様に、第2の光
R2a,R2b,R2cの強度を一定にし、第1の光R
1a,R1b,R1cの強度のみを変えて各マイクロカ
プセルMC1,MC2,MC3に係わる物質拡散速度を
個々に制御しているが、これに限らない。逆に、第1の
光R1a,R1b,R1cの強度を一定にし、第2の光
R2a,R2b,R2cの各強度を変化させることによ
っても、各マイクロカプセルMC1,MC2,MC3の
物質拡散を独自に制御できる。更に、第2実施例では、
光応答性が異なる複数種類のマイクロカプセルに夫々異
なる発色能を有する染料前駆体を配したが、異なる種類
のマイクロカプセルに同一の発色能を有する染料前駆体
を配してもよい。即ち、図6において、マイクロカプセ
ルMC1とマイクロカプセルMC2の各内相に同一染料
前駆体14aを配してもよい。
詳細に説明したが、この発明は、これらの特定の実施例
等に限定されるものではなく、この発明の技術的範囲に
おいて種々の変形が可能であることは勿論である。例え
ば、上記実施例等ではカプセル内相に染料前駆体、カプ
セル外相に顕色剤、を夫々配してあるが、逆に、カプセ
ル内相に顕色剤、カプセル外相に染料前駆体を配しても
よい。又、第2実施例では、図7に示す様に、第2の光
R2a,R2b,R2cの強度を一定にし、第1の光R
1a,R1b,R1cの強度のみを変えて各マイクロカ
プセルMC1,MC2,MC3に係わる物質拡散速度を
個々に制御しているが、これに限らない。逆に、第1の
光R1a,R1b,R1cの強度を一定にし、第2の光
R2a,R2b,R2cの各強度を変化させることによ
っても、各マイクロカプセルMC1,MC2,MC3の
物質拡散を独自に制御できる。更に、第2実施例では、
光応答性が異なる複数種類のマイクロカプセルに夫々異
なる発色能を有する染料前駆体を配したが、異なる種類
のマイクロカプセルに同一の発色能を有する染料前駆体
を配してもよい。即ち、図6において、マイクロカプセ
ルMC1とマイクロカプセルMC2の各内相に同一染料
前駆体14aを配してもよい。
【0076】
【発明の効果】以上、詳細に説明した様に、この発明に
よれば、多孔質材料で形成したカプセル膜の微細孔に光
応答性物質としてコンホメーション異性化物質と有機色
素を含ませた2分子累積膜を埋め込んで光の照射に応じ
て物質透過性を変化させる光応答性カプセル膜を構成し
、このカプセル膜の内相と外相の何れか一方に染料前駆
体を配し他方に顕色剤を配してマイクロカプセル含有物
を構成することにより、このマイクロカプセル含有物に
対してコンホメーション異性化物質を酸化還元可能な特
定波長の光と有機色素の電子移動性を変化させる特定波
長の光を照射するだけで染料前駆体と顕色剤の相互拡散
に基づく発色反応の進行度合いを容易且つ緻密に制御す
ることができる。この場合、2分子累積膜中に2種類の
光応答性物質を含有させるから、2分子累積膜材料の選
択範囲が広くなり、所望の光応答性を備えたマイクロカ
プセルの製造が容易となる。そして、照射光の強度を調
節することにより、染料前駆体と顕色剤がカプセル膜を
透過する透過拡散速度から延いては発色反応の進行度合
いをより緻密に制御し、所望の色彩と濃度に正確に色変
化したマイクロカプセル含有物を容易に得ることが可能
となる。又、上記特定波長以外の波長の光では2分子累
積膜の物質透過性は変化しないので、例えば通常光の照
明下においても発色反応を緻密に制御でき、実用上極め
て好都合である。更に、光照射はパルス光を照射する程
度の極めて短い時間で十分であるから、発色反応の高速
光制御が可能となる。
よれば、多孔質材料で形成したカプセル膜の微細孔に光
応答性物質としてコンホメーション異性化物質と有機色
素を含ませた2分子累積膜を埋め込んで光の照射に応じ
て物質透過性を変化させる光応答性カプセル膜を構成し
、このカプセル膜の内相と外相の何れか一方に染料前駆
体を配し他方に顕色剤を配してマイクロカプセル含有物
を構成することにより、このマイクロカプセル含有物に
対してコンホメーション異性化物質を酸化還元可能な特
定波長の光と有機色素の電子移動性を変化させる特定波
長の光を照射するだけで染料前駆体と顕色剤の相互拡散
に基づく発色反応の進行度合いを容易且つ緻密に制御す
ることができる。この場合、2分子累積膜中に2種類の
光応答性物質を含有させるから、2分子累積膜材料の選
択範囲が広くなり、所望の光応答性を備えたマイクロカ
プセルの製造が容易となる。そして、照射光の強度を調
節することにより、染料前駆体と顕色剤がカプセル膜を
透過する透過拡散速度から延いては発色反応の進行度合
いをより緻密に制御し、所望の色彩と濃度に正確に色変
化したマイクロカプセル含有物を容易に得ることが可能
となる。又、上記特定波長以外の波長の光では2分子累
積膜の物質透過性は変化しないので、例えば通常光の照
明下においても発色反応を緻密に制御でき、実用上極め
て好都合である。更に、光照射はパルス光を照射する程
度の極めて短い時間で十分であるから、発色反応の高速
光制御が可能となる。
【図1】この発明の一実施例としての色変化マイクロカ
プセル含有物の構成とその色変化制御方法の概念を示す
模式的説明図である。
プセル含有物の構成とその色変化制御方法の概念を示す
模式的説明図である。
【図2】上記マイクロカプセル含有物におけるカプセル
膜の詳細構成を示す模式的断面図である。
膜の詳細構成を示す模式的断面図である。
【図3】上記カプセル膜中のコンホメーション異性化物
質の異性化反応を示す説明図である。
質の異性化反応を示す説明図である。
【図4】上記異性化物質を含む2分子累積膜の変遷を示
す説明図である。
す説明図である。
【図5】上記色変化マイクロカプセル含有物の色変化制
御方法の一実施例を示す模式的説明図である。
御方法の一実施例を示す模式的説明図である。
【図6】この発明の他の実施例としての色変化マイクロ
カプセル含有物とそれを用いる色変化制御方法の概念を
示す模式的説明図である。
カプセル含有物とそれを用いる色変化制御方法の概念を
示す模式的説明図である。
【図7】図6の色変化マイクロカプセル含有物を用いる
色変化制御方法の一実施例を示す模式的説明図である。
色変化制御方法の一実施例を示す模式的説明図である。
【図8】この発明の更に他の実施例としての色変化制御
方法を示す模式的説明図である。
方法を示す模式的説明図である。
【図9】図8の実施例の変形例を示す模式的説明図であ
る。
る。
【図10】この発明の又更に他の実施例としての色変化
制御方法を示す模式的説明図である。
制御方法を示す模式的説明図である。
【図11】図10の実施例の変形例を示す模式的説明図
である。
である。
【図12】従来のマイクロカプセル含有物を示す模式的
断面図である。
断面図である。
1 壁材
2 細孔
3 2分子累積膜
4 コンホメーション異性化物質
5 有機色素
6,14a,14b,14c 染料前駆体7,9,1
5,17 補助的物質 8,16 顕色剤 10,18 容器
5,17 補助的物質 8,16 顕色剤 10,18 容器
Claims (12)
- 【請求項1】 光の照射を受けて物質透過性を変化さ
せるカプセル膜から成るマイクロカプセルを含有するマ
イクロカプセル含有物であって、前記カプセル膜が酸化
還元反応により立体構造を変化させるコンホメーション
異性化物質と分光増感特性を備えた有機色素を含む2分
子膜を有し、前記カプセル膜の内相と外相の何れか一方
に染料前駆体を他方に顕色剤を夫々配し、前記2分子膜
が特定波長の光の照射を受けて物質透過性を増大させ、
前記染料前駆体と前記顕色剤が相互に拡散混合して発色
することを特徴とする光応答性膜を備えた色変化マイク
ロカプセル含有物。 - 【請求項2】 前記2分子膜の応答する前記特定波長
が互いに異なる複数種類のマイクロカプセルを含有し、
生成する色素が異なる染料前駆体を複数種類の前記マイ
クロカプセルの各内相に夫々配し、外相に顕色剤を配す
る請求項1記載の色変化マイクロカプセル含有物。 - 【請求項3】 前記2分子膜の材料として常温で液晶
状態となる相転移温度を備えた材料を選定する請求項1
又は2記載の色変化マイクロカプセル含有物。 - 【請求項4】 前記2分子膜の材料として常温で結晶
状態となる相転移温度を備えた材料を選定し、前記2分
子膜に前記特定波長の光を照射すると共に加熱すること
によって物質透過性を増大させる請求項1又は2記載の
色変化マイクロカプセル含有物。 - 【請求項5】 温度の上昇と共に粘度が急激に低下す
る温度が各前記2分子膜の相転移温度と十分に近い物質
を各前記マイクロカプセルの内相又は外相に添加する請
求項4記載の色変化マイクロカプセル含有物。 - 【請求項6】 前記マイクロカプセルの内相に予め任
意の色彩の色素物質を配し、該色素物質と前記光照射に
よる発色反応で生成する色素とが混合した色彩に変色す
る請求項1乃至5記載の色変化マイクロカプセル含有物
。 - 【請求項7】 特定波長の光を受けて物質透過性を変
化させる2分子膜を備えたカプセル膜から成るマイクロ
カプセルを含有し、前記カプセル膜の内相と外相の何れ
か一方に染料前駆体を他方に顕色剤を夫々配し、前記2
分子膜が酸化還元反応により立体構造を変化させるコン
ホメーション異性化物質と分光増感特性を備えた有機色
素を含み、特定波長の光照射を受けて分子立体構造を変
化させ物質透過性を増大させる光応答性を備えた色変化
マイクロカプセル含有物の色変化制御方法であって、物
質透過性の小さい状態に在る前記カプセル膜に前記特定
波長の光を照射して物質透過性を増大させる際に、前記
特定波長の光の照射光量を調節して前記染料前駆体と前
記顕色剤との相互拡散によるマイクロカプセル含有物全
体の色変化を制御することを特徴とする光応答性膜を備
えた色変化マイクロカプセル含有物の色変化制御方法。 - 【請求項8】 前記2分子膜の応答する前記特定波長
が互いに異なる複数種類のマイクロカプセルを含有し、
生成する色素が異なる染料前駆体を複数種類の各前記マ
イクロカプセルの各内相に夫々配し外相に顕色剤を配す
る請求項7記載の色変化制御方法。 - 【請求項9】 前記2分子膜の材料として常温で液晶
状態となる相転移温度を備えた材料を夫々選定する請求
項7又は8記載の色変化制御方法。 - 【請求項10】 前記2分子膜の材料として常温で結
晶状態となる相転移温度を備えた材料を選定し、前記2
分子膜に前記特定波長の光を照射すると共に加熱するこ
とによって物質透過性を増大させる請求項7又は8記載
の色変化制御方法。 - 【請求項11】 温度の上昇と共に粘度が急激に低下
する温度が各前記2分子膜の相転移温度と十分に近い物
質を各前記マイクロカプセルの内相又は外相に添加する
請求項10記載の色変化制御方法。 - 【請求項12】 前記マイクロカプセルの内相に予め
任意の色彩の色素物質を添加し、該色素物質と前記光照
射による発色反応で生成する色素とが混色した色彩へ変
色制御する請求項7乃至11記載の色変化制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11766091A JPH04344638A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 光応答性膜を備えた色変化マイクロカプセル含有物とその色変化制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11766091A JPH04344638A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 光応答性膜を備えた色変化マイクロカプセル含有物とその色変化制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04344638A true JPH04344638A (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=14717140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11766091A Pending JPH04344638A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 光応答性膜を備えた色変化マイクロカプセル含有物とその色変化制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04344638A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107138104A (zh) * | 2017-05-22 | 2017-09-08 | 天津晶润锐拓科技发展有限公司 | 一种共同包覆受阻胺类稳定剂、受阻酚类稳定剂和有机染料的微胶囊的制备方法 |
| CN109331752A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-02-15 | 东华大学 | 一种温敏中空聚乳酸变色微球及其制备方法和应用 |
-
1991
- 1991-05-22 JP JP11766091A patent/JPH04344638A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107138104A (zh) * | 2017-05-22 | 2017-09-08 | 天津晶润锐拓科技发展有限公司 | 一种共同包覆受阻胺类稳定剂、受阻酚类稳定剂和有机染料的微胶囊的制备方法 |
| CN107138104B (zh) * | 2017-05-22 | 2019-10-29 | 天津晶润锐拓科技发展有限公司 | 一种共同包覆受阻胺类稳定剂、受阻酚类稳定剂和有机染料的微胶囊的制备方法 |
| CN109331752A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-02-15 | 东华大学 | 一种温敏中空聚乳酸变色微球及其制备方法和应用 |
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