複数成分複合材料、その製造法および使用法
本発明は、適用された刺激に反応して変化を受ける形状変化成分および光学変化成分を含む複合材料を提供する。さらに、本形状変化材料を含有する物品、ならびにその製造法および使用法も提供する。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願の相互参照
米国特許法§119(e)によって、本出願は、2003年9月17日に出願された米国仮特許出願第60/504,180号の優先権を主張し、前記出願の開示は参照により本明細書に組み入れられる。
【０００２】
序論
発明の背景
複合材料は、互いに異なる成分から構成された構造物または存在物（entity）である。種々のタイプの複合材料が開発され、多種多様な用途に使用されている。複合材料の実用性により、新規複合材料の開発に常に関心が持たれている。
【０００３】
関連文献
例えば、米国特許第4,950,258号、同第5,665,822号、同第5,918,981号、同第6,465,791号、同第6,612,739号、同第6,669,444号、同第6,675,610号、同第6,740,094号、同第6,759,481号、同第6,720,402号、同第6,790,395号および同第6,790,916号を参照。
【発明の開示】
【０００４】
発明の概要
本発明は、適用された刺激に反応して変化を受ける形状変化性成分および光学的変化性成分を含む複合材料を提供する。本形状変化性材料を含有する物品、ならびにその製造法および使用法も提供する。
【０００５】
従って、本発明の態様は、複数成分固有複合材料に関係し、前記複合材料は、形状、記憶および構造適合組成物、ならびに複数の独立した変色および/または光学シフト組成物、例えば、熱変色性、写真用、光互変性、タクトクロミック(tactochromic)、ソルベートクロミック(solvate chromic)、pH感受性指示変色性物質、光ルミネセンス材料、真珠光沢材料、複屈折材料、光学導波/導光および/または関連材料を有し、それらを組み合わせている。複数成分固有複合組成物は、独特に、かつ所定の様式で、同時または逐次に、形状および光学/可視変化を受けることができる。構成組成物および態様は、それらが暴露された環境条件を感知し、報知し(report)、反応することができる。
【０００６】
複数成分複合の形状/記憶/色の光学シフト/変化性材料は、同時にまたは所定のヒステレシスで、温度のような環境パラメータに反応して、その光学特性も瞬時に変化させながら形状を変化させる新規多重作用を示す。組み合わせた形状および光学シフト成分は、単独の色変化性材料または形状変化性材料と比較して、新規かつ独特な特徴、特性、作用、使用法、娯楽価値(play-value)、新規性および有用性を提供する。
【０００７】
具体的態様の説明
本発明は、適用された刺激に反応して変化を受ける形状変化性成分および光学変化性成分を含む複合材料を提供する。本形状変化性材料を含有する物品、およびその製造法および使用法も提供する。
【０００８】
本発明をさらに説明する前に、本発明は、記載される具体的態様に限定されず、従って、当然、変更し得るものと理解すべきである。さらに、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ限定される故に、本明細書において使用される用語は、具体的態様の説明を目的とするにすぎず、限定するものではないと理解すべきである。
【０００９】
数値の範囲が示されている場合、特に指定されなければ下限の単位の小数第1位までの、その範囲の上限と下限の間の、かつその指定範囲における任意の他の指定されたまたは介在する数値である各介在値（intervening value）が、本発明の範囲に含まれるものと理解される。これらのより狭い範囲の上限および下限は、指定範囲における任意の特定除外限度を条件として、独立して、より狭い範囲に含まれてよく、これらも本発明の範囲に含まれる。指定範囲が一方または両方の限度を含む場合、それら包含される限度の一方または両方を除外する範囲も本発明に含まれる。
【００１０】
本明細書に記載する方法は、記載されている事象順序は言うまでもなく、論理的に可能な、記載事象の任意順序で行ってもよい。
【００１１】
特に指定しなければ、本明細書において使用されている全ての技術用語および科学用語は、本発明に属する当業者に一般に理解されているのと同様の意味を有する。本明細書に記載するものに類似した、または相当する任意の方法および材料も、本発明の実施または試験に使用できるが、好ましい方法および材料を以下に記載する。
【００１２】
本明細書に記載する全ての刊行物は、前記刊行物が引用されている方法および/または材料を開示し説明するために、参照により本明細書に組み入れられる。
【００１３】
本明細書および添付の特許請求の範囲において使用されているように、単数形「1つの（a）」、「1つの（an）」および「その（the）」は、特に指定されなければ、複数の指示対象を含むことを注目しなければならない。特許請求の範囲は、任意選択成分を除くように記載し得ることにも注目すべきである。従って、この記述は、請求請求の範囲の要素の記載に関する「単独で」、「唯一つの」というような排他的用語の使用、または「否定的」限定の使用のための前提としての役割をするものである。
【００１４】
本明細書に記載される刊行物は、本出願の出願日前のそれらの開示についてのみ提供される。本発明が、先行発明によって、そのような刊行物に先行する権利がないことを認めるものと決して解釈すべきではない。さらに、示されている刊行物の日付は、実際の発行日と異なる場合もあり、その日付を個別に確認することが必要な場合もある。
【００１５】
先に概説したように、本発明は、形状変化性成分および色変化性成分を含有する複合材料、ならびに、本複合材料を含有する物品、ならびにその製造法および使用法を提供する。本発明の種々の局面をさらに記載する場合、先ず、複合材料についてより詳しく記載し、次に、代表的物品およびその使用法について記載する。
【００１６】
複合材料
色シフト/変化性材料は、以下の材料を包含するがそれらに限定されるわけではない：光ルミネセンス材料、例えば、暗がりで光る(glow-in-the dark)鉄錯体、ポリジアセチレン、ポリチオフェン、ロイコ色素、スチルベン化合物、水銀錯体、溶融ワックス、カプセル色素、液体結晶質、スピレン材料、水銀塩色素、錫錯体、熱変色性/光互変性材料の組合せ、光互変性材料、暗がりで光る材料（例えば、銅を添加した硫化亜鉛）、複屈折材料、微光材料（化粧品、ホログラフィック媒体またはホログラフィック印刷物に使用される）、温度に基づいて構造を変化させる熱成形性材料、天然熱変色性材料（例えば、マメにおける顔料）、圧力変色性色素、摩擦変色性色素、光伝導性色素、有機発光ダイオードに使用される色素、または熱変化を報知する能力を有するかまたは光刺激されるあらゆる許容される熱変色性材料等。
【００１７】
固有光学特性を有する形状/記憶材料は、以下の作用を包含するがそれらに限定されるわけではない1つのまたは多くの光学効果と組み合わされた多くの形状/記憶変化を示すことができる。熱変色効果、光互変効果、タクトクロミック効果と熱変色効果の組合せ、ホログラフィック効果とサーモグラフィック効果の組合せ、熱変色効果と光互変効果の組合せ、光ルミネセンス効果と熱変色効果の組合せ、種々に組み合わされた熱変色効果、例えば、液晶効果およびポリジアセチレンまたは選択的熱変色性材料からの固有変色効果、機械変色および熱変色効果、単独かまたは他の光学作用と組み合わされたpH感受性色変化、ならびに形状/記憶変化法との相乗効果を示す種々の関連した組合せ光学効果。
【００１８】
コロイドジアセチレン組成物は、熱重合および紫外線光重合によって容易に重合し得る。得られるポリマーは、広範囲の有機および水性溶媒において極めて安定な状態のままである。熱変色性温度遷移(thermochromic temperature transition)は、ヘキサン、クロロホルム、アセトン、およびエタノール等の刺激の強い有機溶媒を包含する種々の溶媒系において、強い熱変色可逆性を示す。熱変色性遷移は、脂肪酸連鎖結合によって決まる。連鎖結合は、合成、二量体化および重合ジアセチレン成分を有するC8脂肪酸〜C40脂肪酸を形成する。熱変色性遷移は、純粋な二量体化ポリジアセチレンポリマー、ならびに、ジアセチレンポリマーをパラフィン、ワックス、ブロックコポリマー、プラスチック、およびシリコンゴム等の熱反応性組成物と混合した複数成分組成物を使用して得られる。複数成分固有組成物は、優れた安定性、熱可逆性および製造工程能力を示す。
【００１９】
屈折率シフトおよび真珠光沢材料ならびに複屈折材料を、形状/色変化態様における添加剤として使用できる。薄マイカおよびガラス粒子を使用して、形状変化過程中に微光効果を生じさせることもできる。
【００２０】
ホログラフィックフィルム、スタンプ(stamp)、ラベル、包含物(inclusion)または層を、形状/記憶材料に貼り合わせるか、付着させるかまたは組み込んで、形状/記憶変化過程中に、付加的な新規光学効果を生じさせることができる。光学屈折率変化効果と組み合わせた物理的形状変化効果を使用して、物理的接触せずに、新規かつ予想外のアニメーション効果を生じさせることができる。形状変化は、変化が生じた際に、目的とするホログラフィック変化効果を伝達する。その効果は、局在化させるか、または態様全体に伝達させることができる。ホログラフィック効果は、実際の物理的形状/記憶変化に相関させ得るか、または形状変化/形状記憶過程中に予想外かつ面白い光学効果を生じさせることができる。
【００２１】
半透明ホログラフィック画像を、熱または冷貼合せ用フィルムを使用して直接熱貼り合わせによって形状記憶材料に埋め込むか、形状/記憶材料に直接的に刷り込むか、レーザーエッチング法を使用して前記材料に導入または印刷するか、感圧性接着材料を使用して表面に付着させるか、ダイスタンピングホログラフィックラベリング法を使用して型押し(stamp)するか、前記材料にロールプレス(roll press)するか、前記材料に直接的もしくは間接的に流延もしくは熱プレス、または熱型押し等をする。
【００２２】
形状/記憶/光学材料を新規形式で使用して、平板スクリーンディスプレイデバイスの限界を除去する柔軟ディスプレイを形成することができる。例えば、コンピュータおよび電子デバイスに使用される平板パネルディスプレイ成分は、正方形または長方形の平板形態に限定される。統合形状/記憶材料を使用して、ディスプレイが柔軟に変化して非平板形状を呈するように、ディスプレイ成分間の連係(interconnection)を構成することができる。例えば、液晶または選択的ディスプレイを、連係を使用して設計して、立方体または測地構造物に折りたたむことができる。個別の六角形および五角形区分を使用して、正二十面体形状を構成することができる。このようにして、ディスプレイパネルを折りたたみ、展開し、対象となる用途に応じて種々の形状で使用し得る。形状/記憶過程のトリガリングは、形状/記憶材料に接触する統合加熱成分を使用して誘発させることができ、それによって、適切な電圧をかけて導電加熱を開始させた際に所定形状を呈し得る。
【００２３】
形状/記憶/色変化性接着剤を使用することができ、その場合、形状/特性および/または色を同時に変化させる特徴的グルーまたは接着剤を製造することができる。特に、ポリジアセチレン顔料または他の熱変色性材料を、その接着特性または強度において温度依存性の接着成分と共に、配合することができる。
【００２４】
種々の形および大きさの粒子添加剤を、形状/記憶材料と組み合わせて、付形、変形、再形成（reshaping）または形状記憶過程中に、魅力的な興味深い視覚作用を生じさせることができる。添加剤としての光沢材は、金属化フィルム、真珠光沢フィルム、金属粒子、薄い真珠光沢ガラスフレーク、および種々の着色プラスチックフィルム粒子から構成し得る。他の粒子添加剤は、種々の色のレーキ色素、屈折率整合粒子、蛍光粒子、蛍光ミクロビーズ、磁性および常磁性粒子、光学的偏光粒子よびフィルムを包含し得る。
【００２５】
使用される形状/記憶材料組成物および関連した光学/変化性組成物に依存して、構成組成物が、使用中にそれ自体に粘着するかまたは不都合に付着しないようにすることが望ましい場合がある。潤滑剤または界面活性剤を使用して、非粘着または付着特性を助長することができる。例えば、人工頭髪に使用される形状/記憶変色フィラメントを、標準ヘアコンディショナーで処理して、付形過程中にもつれを軽減し、もつれをほどくことを促進することができる。
【００２６】
自己構成または形態変化態様は、形状/記憶/光学変化性組成物を使用して形成できる。例えば、形状/記憶および/または色シフト材料を使用して構成した平板または変形層は、初期形状を呈することができる。形状/記憶成分は、組成物に事前設定した固有形状を保護する(harbor)リリーフ(relief)材料または添加剤を含有する。加温した際に、物体がその最初の状態または形態（例えば、工場成形玩具形態）を維持する。
【００２７】
形/色シフト複合材料からなる織布は、標準製織法、編成法、および縫製法等を使用して製造できる。形状/記憶組成物、および色/光学変化性材料を組み込んだ形状/記憶組成物の織物または生地形態は、衣料品、水着、玩具または人形被服、履物、軍用衣料品、運動用の衣服および衣料品、室内および屋外スポーツ衣料品、パッチ、パッド、衣装、ならびに使用に伴う温度に依存性の形状/記憶変化および/または色シフトを有することが所望される関連態様に使用することができる。
【００２８】
光ファイバーおよび光導波路も形状/記憶変化性材料に組み込むことができ、それによって、複合材料態様が有意な構造または形状変化を受けた場合でも、光ファイバーおよび/または光導波路材料を含む光学特性および作用を維持することができる。例えば、一連の細い光ファイバーストランドを、形状/記憶複合材料の平面に沿って平行に配置し得る。ストランドは、先端および末端のみが自由であり埋め込まれていないように、形状/記憶材料に貼り合わすかまたは埋め込み得る。光を、一端から光ファイバーに伝送し、他端から放射し得る。形状記憶材料が1つの形状から他の形状に移行すると共に、放射末端からの照射光パターンを変化させて、そのパターンおよび形を変化させることができる。独特の光学効果を、放射光パターンから得ることができる。
【００２９】
他の例として、人形の頭髪を、ストランドの長さに沿った光ファイバー内部コアから構成し得る。頭髪ストランドの各末端が光ファイバー内部コアの両端を露出させるように、光ファイバーストランドを形状記憶材料の外装で被覆し得る。
【００３０】
光ファイバーおよび導波路材料は、光を誘導し方向付ける光ガイド特性、および初期形状に戻るための増分力(incremental force)を、態様に付与するリリーフ材料としての光ガイド特性の両方を有するように選択し得る。
【００３１】
発光ダイオードが適用態様の形状または形状変化に依存してオンまたはオフになるように、小型発光ダイオードおよび関連回路を、多成分複合物に含有させるかまたは埋め込むことができる。発光ダイオードは特定の形状を呈した際に点滅を開始する。
【００３２】
複数の形状および光学効果の複合性は、一つまたは複数の変色成分および他の光学的認識可能成分を、漸進的に添加することによっても得られる。例えば、形状記憶材料を、熱変色性材料、ならびに微粒マイカのような屈折率変化性材料と混合することができる。形状/色/光学効果は、逐次性にすることができる。最初に、構成組成物は、形状/記憶材料の軟化温度下に、初期の色および形状を有する。同様に、微粒マイカの光屈折率も初期可視反射率を有する。温度が上昇すると共に、熱変色性材料の色変化を、最初に変化するものとして選択できる。形状/記憶変化性材料の形状変化が、二番目に変化するように設定できる。最終形状変化の際、および形状変化過程中に、微粒材料の反射率を引き続いて変化させる。逐次作用は、物理的および光学的効果の連続変化を生じさせる。同様に、冷却および/または再加熱および再付形(reshaping)の際、および次に初期形状および開始温度に戻る際に、作用を逆にすることもできる。
【００３３】
複数成分複合材料を、同時配合、同時押出、同時混合、貼り合わせ、塗布または被覆、印刷、または溶融等を行って、所望の生成物を形成することができる。射出成形法を使用して、明確な初期形態を有する高容量アプリケーション(application)を好都合に成形することができる。シート押出および成形を使用して、明確な平板シート厚みおよび質感を形成することができる。フィラメント押出および延伸を使用して、細いストランドおよび頭髪様の太さおよび特性を形成するのに好都合に使用できる。吹込成形を使用して、立体エンクロージャのような空洞成形形態を形成することができる。熱成形を使用して、空洞開放立体態様を形成することができる。加圧成形および二次成形(forming)を使用して、簡単な固体形態を形成することができる。任意の二次成形および成形法を使用して、形状/記憶変色性複数成分複合物の初期形状を形成することができる。
【００３４】
形状記憶プラスチックは、1%〜500%変形することができる。より一般的には、それらは10%〜400%変形し、一般的用途は100%〜300%の変形を必要とする。所望変形の程度は、対象となる用途、および具体的態様のために選択された形状/記憶組成物の能力に依存する。
【００３５】
形状記憶変化性複合物は、種々の温度作用、および=50°F〜約500°Fより高い温度の温度設定のために配合することができる。代表的態様において、望ましい形状/記憶変化が、約10°F〜約300°Fに設定されるように配合される。代表的態様において、温度は約32°F〜約200°F、より一般的には約50°F〜約130°Fに設定される。
【００３６】
形状/記憶材料は、BASF、DuPont、またはBay Materials等のような販売会社から購入できる。形状/記憶複合物は、形状/記憶プラスチック、ビニル、種々の工業用途に使用される高および低衝撃性プラスチックエキゾチックポリマー、エポキシと硬化剤との種々の比率を使用し得るエポキシ樹脂、金属および合金、温度計に使用されるバイメタル材料を使用して形成でき、それらは、以下の材料を包含する成分を使用して構成できる。ゴム、シリコンを基剤とする材料、特定セラミック材料、感圧材料、スタンパブル材料、生物学的適合性材料、炭水化物を基剤とする材料、有機親油性材料、ワックス、生物学的活性材料、筋肉、皮膚または毛髪のような特定組織、生物吸収性材料、ガラス組成物、経口摂取可能材料、樹脂、エポキシを基剤とする複合材料および樹脂、グルーおよび接着剤組成物、ポリウレタンおよび誘導体（Mitsubishi Heavy Industries, Japan）、形状記憶合金、形状記憶プラスチック（mnemoScience, Aachen, Germany）、オリゴジメタクリレート、n-ブチルアクリレートおよび関連ポリマープラスチック、熱可塑性エラストマー、網状結合ポリマー系、種々のポリエステル、L,L-ジラクチド、ジグリコリドおよびp-ジオキサノンで構成されたモノマーを基剤とするポリマー、熱可塑性マルチブロックコポリマー、マクロジオール、ラクチドまたはグリコリド組成物のホモポリマー、またはラクチドおよびグリコリド類のコポリマー、キラルおよび非キラルポリマー、ポリビニルクロリド組成物、ポリエチレンテレフタレートおよび類似体、ならびに形状/記憶特性を有する関連材料。
【００３７】
気泡体を基剤とする組成物を配合でき、その場合、独立または連続気泡組成物が、低温おける硬質形態、高温における海綿状可撓性気泡様形態を構成する。形状変化性組成物は、混合、差圧注入、および起泡剤（例えば、射出成形に使用される起泡剤）の添加等の際の空気封入(air inclusion)によって、空気で発泡させることができる。形状変化性組成物は、対象となる用途に依存して0%〜90%の空気を含有し得る。
【００３８】
気泡体を基剤とする組成物は、ポンド当たりのコストベースで、増加した容量を提供するという利点を有する。気泡体を基剤とする組成物は、種々の玩具およびゲーム用途に使用でき、その場合、封入空気のスプリングバックが、多くの遊びおよび成形選択肢(play and molding option)を提供する。気泡体を基剤とする組成物は、温度依存性作動手段に使用でき、その場合、圧縮された気泡は所定温度に達するまで膨張しない。所望の温度に達した際に、組成物材料が所望の寸法に再配向する。
【００３９】
パッキング材料に使用されているような空気ポケット積層品を製造できる。窪み領域が所望量の空気を閉じこめるように、一定間隔で窪みを有する形状変化性材料シートを貼り合わすことによって、空気ポケット積層品を製造できる。加圧ヒートシーリングを、上層を底層に貼り合わす手段として使用できる。前記方法において、空気を気密密閉することができる。空気ポケット積層品は、種々の有用性および用途を見出すことができる。色/形状/記憶空気ポケット積層品は、子供用のモデリング(modeling)、成形(forming)および遊び(free play)に使用できる。同様に、空気ポケット積層品は、輸送される物品の包装および保管にも使用できる。積層品は、周囲輸送条件より高い加温状態において、物品の周囲に正確に固定するのに使用できる。冷却した際に、積層品は、輸送される物品の周囲にぴったりと堅固に適合する(form a snug solid fit)。前記方法は、一旦放出されると物品を解放するように逆転できる。
【００４０】
有機ポリマー類は、分子量約1000g/mol未満〜約10,000,000g/molまでの範囲にあることができる。選択される形状/記憶プラスチック、ポリマー組成、および重合度は、対象となる用途に依存する。
【００４１】
形状変化性材料は、1つの形態から別の形態に可逆的に変化し、元に戻るか、1つの形態から別の形態に不可逆的に変化し、その最終形状を維持する組成物によって構成され得るか、または初期または最終形態の記憶を有しておよび有さずに種々の変更を受ける固有の能力を有するように配合し得る。
【００４２】
絶対形状/記憶変化設定は、対象となる製品用途に依存する。例えば、約100°Fに温められた場合に、色および形状/色を変化させる浴室玩具が製造されている。室温またはそれ未満で、その玩具は、固体プラスチック様の感触を有する。色または色相は、玩具に望ましい視覚的魅力に調和するように調節することができる。玩具が触られるか、または体温に近い温度（例えば、75〜90°F）に暴露した際に、対応する色および形が変化し始める。プラスチック態様は、軟化し、変形し始める。同様に、形状/記憶プラスチックと共に組成物を含む熱変色性材料は、温度の上昇に対応して、視覚的に変色する。形状/記憶材料の軟化温度より高い温度に完全に温められた際に、玩具は、どのような所望形態にも完全に変形する。室温またはそれ以下に再冷却された際に、プラスチック形状/色変化態様は、その変形した形態に硬化する。さらに、玩具は可逆的に元の色に変化する。
【００４３】
対象となる所望の態様に依存して、可逆性および不可逆性変色剤を使用できる。可逆性変色剤は、多角的使用効果を有するかまたは変色効果を再使用することが望ましい場合に使用される。例えば、連続および反復遊戯価値を有する玩具製品は、最終態様を含む可逆性変色成分を使用し得る。この場合、使用中に繰り返すことができる可逆性熱変色または発光材料を使用することが望ましい。他の例において、1回の変色を永久に記録することが望ましい場合もある。この場合、1つの色から別の色に変化して、永久情報を生じる熱変色的不可逆性材料を使用することが望ましい。
【００４４】
形状は、リリーフ層複合物、埋め込みスプリング、可撓性ステーまたはリリーフ添加剤を付加することによって、ゆっくりかまたは迅速反応時間で変化させることができる。リリーフ層または添加剤は、形状/記憶効果を高める作用をする。例えば、硬化プラスチック糸を形状記憶材料で被覆することができ、それによって、ある温度設定において被膜が成形可能である。一旦成形され冷却されて所望形状にされたら、固定形状ストランドは、組み込まれた組成物の軟化温度より高い温度に温められるまで、その形態を維持する。軟化した形状/記憶材料は、硬化プラスチック糸が元の構造を再び呈し、元の位置に拡がることを可能にする。
【００４５】
形状/記憶材料および関連リリーフ層材料は、（95%リリーフ材料）対（5%形状/記憶材料）で配合できる。より一般的には、50%リリーフ材料および50%形状/記憶材料で配合される。一般に、形状/記憶材料は、組成物の60%〜100%を含む。（形状/記憶材料）対（リリーフ材料）の正確な比率は、対象となる態様または用途に所望される最終特性に依存する。構成、形状/記憶組成物、リリーフ組成物、および各成分を添加する方法は、最終態様を設計する際に考慮すべきである。
【００４６】
形状/記憶/光学材料はエラストマー材料を使用して構成でき、それによって、エラストマーの弾性を利用してスプリングまたはゴムバンド様機能を得ることができる。形状/記憶材料の軟化温度より高い温度で、関連エラストマーを全構成組成物に沿って伸張させることができる。形状/記憶/光学材料の軟化温度より低い温度で一旦組成物が硬化すると、ある形状をとることができる。組成物の温度が軟化および/または光学変化転移温度より高い温度に上昇した際に、全組成物は、その元の形態および光学的外観に弾性的に反応する。
【００４７】
形状/記憶/光学材料は、可撓性金属またはプラスチックスプリングを使用して構成することもでき、それによって、前記スプリングは、複数成分固有複合物が受ける形態変化を助長し得る。複数成分固有形状/記憶/光学変化性組成物に初期および最終形態を付与する補助手段として、あらゆる他の種々の可撓性、半硬質、ゴム弾性、耐力性、耐ねじれ性、耐摩擦性材料または関連材料を使用し得る。例えば、海綿様気泡体を、形状/記憶/光学変化性材料の外殻で被覆するかまたはその中に収容し、それによって、目的とする形状で加熱および冷却することによって形状を付与し硬化させることができる。次の加熱および軟化は、閉じこめられた気泡体ラチス(lattice)からのスプリング作用によって補助される初期成形形状への再付形を生じる。
【００４８】
色シフト報知成分と組み合わされた熱切り換え/反応性材料の類似組成物は、物理的特性、例えば、固相から液相への転移、粘性、硬度および関連した物理的性質、ならびに目視的色外観、例えば、色相、色濃度、不透明度および関連した光学的性質を変化させる固有の能力を有する新規組成物を提供する。これらの複数成分組成物は、以下の領域を包含する領域において多くの用途を有する。接着剤、医用インプラント、工学技術および電気工学用の工業用組成物、新規色シフト玩具用のゲーム用途、家庭および商業用途を包含する新規建築組成物用の材料用途、ならびに他の小売りおよび工業用途。
【００４９】
温度変化は、以下のものによって導入できる。水、空気、導電性回路、熱ランプ、放射熱源、形状/記憶材料がマイクロ波反応性成分を含有する場合のマイクロ波加熱、摩擦熱誘導、化学誘導加熱、レーザー光学誘導加熱、半導体レーザー光学誘導加熱、抵抗加熱素子、ペルチエプレート誘導加熱、液体循環加熱源、太陽放射加熱、直火または裸火、点火(burning)ロケット推進剤、種々の形態の接触および伝導加熱、および加熱体接触(heating body contact)等。
【００５０】
導電性および/または抵抗加熱インキを種々のまたは特定の図柄に印刷して、態様における所望の局在化または図柄化加熱位置を得る場合に、導電性発熱体を使用することができる。
【００５１】
形状/記憶および/または色変化性材料は、態様の0.01%〜100%を含む。より一般的には、形状/記憶および/または色変化性材料は、0.1%〜100%、典型的には1%〜100%を含む。
【００５２】
形状/記憶および/または色変化性構成材料の局在部分を有する最終態様は含まれることができ、それによって、ヒンジ、局在変形、曲がり、突起部、膨れ、図柄、デザイン、および延長部等が得られ、一方、最終態様の残り部分は形状/記憶および/または色変化過程によって影響を受けない。
【００５３】
形状/記憶材料は、不活性プラスチック、歪み木材(strained wood)、高分子複合材料、食品、食品層に付着したリフトオフ層（それによって、形状/記憶材料が変形する場合に食品が変形する）を使用して構成することができる。例えば、砂糖層、可食紙層、またはフォンダン層等を、熱反応性形状/記憶材料にコーティングすることができる。可食層は、単色であるか、または食用色素で着色することもできる。または、スクリーン印刷またはインクジェット印刷法を使用して、可食層にグラフィック画像、図柄、またはメッセージ等を印刷することができる。積層品を熱に暴露した場合に、形状/記憶材料がそれに反応して、所望の形態に変形する。可食層に印刷されたグラフィックは、形状変化が起きた後にそれらが正確に表示されるように、最初に形成することができる。形状変化の前は、グラフィックは、不明瞭、無秩序または歪んでいてもよい。形状/記憶変化過程は、新しい相互作用的(interactive)食品類を形成する興味ある手段を提供する。
【００５４】
変色または光学変化材料は、所定温度設定における所望の変色に適合するように配合できる。形状および/または色変化を包含する2つの作用は、相乗的に作用して所望の製品効果を得ることができる。色および形状変化のための温度設定は、色および形状変化が同じ温度または異なる温度で起こるように、対象となる態様に設計することができる。温度上昇過程中に、色変化が形状変化前に起こることが望ましい場合がある。または、温度上昇過程中に、形状変化が色変化前に起こることが望ましい場合もある。
【００５５】
色または光学変化過程に使用される物質は、1〜2℃以内で急激な変色を有することができるか、または実質的により広い温度範囲において色相変化連続を有することもできる。約1°F〜約200°F範囲を包含する約0.1°F〜約400°Fの範囲内、および例えば5°F〜100°Fの範囲内で変色が起こるように配合することができる。
【００５６】
形状/記憶複合物は、透明、不透明であってもよく、または所定レベルの不透明度を有していてもよい。複合物は、所定の初期呈色を形成するために付加される不変色または固定色を有してもよい。使用されている形状/記憶材料について達成された異なる温度ならびに異なる物理的状態を、色変化が反映し得るように、単一または多重色変化および/または色相変化を利用し得る。
【００５７】
複数成分固有形状/記憶/光学シフト組成物は、以下の用途を見出す：温めるかまたは冷却して得られた形状および色の両方の玩具変化と共に玩具を使用する玩具用途、ゲーム、人形、人形部品、玩具および人形アクセサリー、サイズ変更可能および再構成可能なアクション玩具、室内および戸外玩具、浴室玩具、美術品および工芸品用途、臨時型の形成用の過渡的成形材料、身体ケア製品、温度監視装置、家庭用品、器具、包装材料、工業用監視装置、スイッチおよびヒューズ、子供用安全製品、滅菌表示器、調理器、再使用可能温度計、生理温度計、プロセス制御モニター、運動器具、医療用具（例えば、可逆性の形状変化または拡張を必要とする心臓ステントおよびカテーテル）、商品ディスプレイ、接着メカニズム、水泳プール付属品、飲料ボトル、食品保存および一般保存用の組み立て式容器、所望の高い色/形状変化を利用する料理道具、スキー板のような成形可能運動器具、水泳用具、成形可能身体アクセサリー（例えば、種々の目的に応じて再構成するかまたは付形することができる宝石、アイウェア、かぶり物および履物）、流動が温度によって影響される場合に流動を表示する気体および液体流動用の管およびパイプ、身体労作を増加または減少させるために硬化または軟化を調節することができる運動トレーニング用具、形状および光学変化によって電力レベルを表示することができるバッテリー試験装置、および耐火装置等。
【００５８】
種々の形状および色を、種々の用途のために事前設定することができる。玩具については、玩具遊び中に一般に遭遇する生理的条件下または周囲条件近くで色および形を変化する色/形状変化性複数成分複合物を使用するのが望ましい。その例は、室内および戸外遊具、温水および冷水作用を有する浴室玩具、水性プール玩具、誘導加熱用の弱発熱体または光熱オーブンを有する玩具を包含する。
【００５９】
特定の玩具、ゲーム、手工芸、娯楽、操作、プロトタイピングおよび関連用途については、明確な構造、特徴、模様、付形、起伏または立体の物品を形成するために、形状/記憶/光学変化性材料と組み合わせた鋳型固定装置(mold fixture device)を使用するのが望ましい。例えば、玩具製造会社は、シート状の形状/記憶/光学変化性材料ならびに使用が容易な成形ステーションの両方を提供し販売して、以下のものを形成することができる。楽しい形状/色変化性のデザイン、図柄、プレーフィギュア(play figure)、人形、アクションフィギュア、おもちゃのトラックまたは自動車、ヘッド、おもちゃのロボットおよび/または部品、おもちゃの飛行機、学習ピース、立体パズルピース、帽子、皿、コップ、積み木ピース、動物または鳥造形品、花または昆虫造形品、または任意の限定しない種々の玩具例。
【００６０】
形状/記憶/色変化性キットは、形状/記憶/色変化性シートのプレカットピースを包含する。シートは、無地または前もって印刷し、型抜きし得る。種々の印刷物は、指定されたまたは意図した形に成形されるまで、平坦かまたは歪んで見える画像を含み得る。型抜きされた図柄または形は、成形および輪郭削り工程を助長することを意図したきりきず、平削りきずおよび切り口を含み得る。プレカットピースは、成形ステーションと共に使用される製造会社仕様書に従った大きさにできる。
【００６１】
成形ステーションは、プレカットシートを挿入領域に挿入し得るようにする手段を含み得る。挿入領域は、シートの配向を補助し得る。付形または成形型(form)をシート挿入領域の下に配置し、下側型と同様に付形された適合する上側成形型を、シート挿入領域の直ぐ上に配置し得る。その形態は、上側型、形状/記憶/色変化性シート、および下側成形型を含有するサンドイッチを形成する手段を提供する。このシステムは、シートを迅速に加熱し、シートを挟んで圧縮して平面二次元形から起伏のある三次元形にする手段、および形状/記憶/色変化性材料を所望のデザインに凝固させる冷却手段を提供し得る。
【００６２】
対象となる種々の用途に依存して、熱空気および/または冷空気、温水および/または冷水、冷却手段を伴う放射熱、または任意の種々のコスト効率のよい信頼できる加熱および冷却手段を使用し得るように、成形ステーションを様々に設計することができる。成形ステーションは、種々の物品を所望通りに形成し得るように、上側および下側成形型を容易に取り外し、交換することもできる。この形態は、製造会社に、製品ライン拡張の継続源を提供する。
【００６３】
玩具または工芸品のような物品を、付形し、焼きなまし、凝固させて指定の形状にし、使用のためにその状態を維持するか、または、そのシステムを使用する人によって再平板化し、付形することもできる。玩具は、例えば、付形し、それで遊び、次に、保管のために再び平板化し得る。
【００６４】
態様は、加熱/形状/色変化を誘発するための導電性発熱体を包含し得る。導電性回路を、対象となる態様または用途において配置し、それによって、電圧を適用した際に回路が熱を生じるようにでき；適用された熱は、玩具の色および形の変化を誘発するのに必要な温度を生じる。一体化した所定発熱体を形成する導電性材料は、銀導電性インキおよびペースト、金属基剤インキ、炭素基剤インキ、またはインジウムスズ酸化物を導電性材料として含有するインキ等を包含する。
【００６５】
発熱体は、付着、接触、型押し、エッチング、フォトリソグラフィーを使用する適用、蒸着、コーティング、押出、貼り合わせ、感圧適用、テープでの貼り付け、塗布、成形、吹き付け、スクリーン印刷、パッド印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、流し(flood)印刷、または製造法に適合した都合のよい任意の手段で適用できる。
【００６６】
以下に例を示すような感知素子を使用するこができる。圧電装置および基材、受容または伝送を調整するために形および形態を使用することができる電波周波数デバイス（受動および能動）、ひずみゲージ、熱電対、共振デバイス、受容および伝送デバイス、ガルヴァニック監視素子、およびマイクロエロクトロニックデバイス。
【００６７】
複合物がスタイロフォーム様形態になるように、形状/記憶/光学シフト/変化性組成物の発泡形態を製造できる。複合物の発泡形態は、標準発泡/強制空気法を使用して製造できる。
【００６８】
硬質固体/軟化可撓性、硬質固体/液体溶融、軟化可撓性/液体溶融、硬質固体伸長/軟化弛緩形態、および広範囲の都合のよい形態を、特定の性質および特性が必要とされる種々の製品態様に使用できる。
【００６９】
形状変化性プラスチック/光学成分添加剤の種々の組合せおよび交換を、多様な製品用途に使用できる。1つの光学物質を単独で、形状変化性プラスチックと共に使用するか、または一つまたは複数の付加的な選択的光学物質と組み合わせて使用することができる。同時にまたは逐次的に生じるように設計することができる広範囲な複数特性変化を得ることができる。
【００７０】
形状記憶ポリマーは、ポリノルボレン、ポリイソプレン、スチレン、ブタジエン、およびポリウレタンを基剤とする材料およびビニルアセテート、およびポリエステルを基剤とする化合物を包含し得る。種々の配合物および誘導物を配合できる。例示的ポリエチレンおよびポリプロピレンビニルアセテート（Du Pont Corporation, Atofina Corporation, Canada）を、充填剤組成物として使用して、ゴム様特性を付加すること、弾性を付加すること、および転移温度を上昇または低下させること等を行うことができる。ポリエチレンおよびポリプロピレンビニルアセテートは、広範囲な組成物と容易に混合される（300°Fまたはそれ以下）。
【００７１】
限定するものではないが、例えば、基剤熱可塑性ポリウレタン、ポリエステル、および貼合せ用接着剤および被覆剤に一般に使用される関連組成物（Mor-Ester(商標)49000-Pポリエステル、Rohm And Haas Corp.，Estane(商標)溶液および熱融解適用組成物 (5703、5719、5714、5701、5708、5714、5707、5715および5778を含む)、およびTecothane(商標)脂肪族化合物OPシリーズOP600(Noveon Corp.)）を、低温形状変化性プラスチック用の基剤として使用できる。
【００７２】
中程度に高い温度でパテ様特性を有するカペロ-ラクトン(Capero-lactone)および関連熱可塑性樹脂（例えば、Protoplast(商標)、WFR Aquaplast Corp.）、およびより低い温度でパテ様特性を有するゴム基剤（例えば、Dreyco基剤および関連ゴム基剤、L. A. Dreyfus Corp.）を、高温（140°Fまたはそれ以上）および低温（140°Fまたはそれ以下）パテ基剤の出発原料として使用できる。
【００７３】
ポリマー組成物は、高い温度設定、耐久性、構造強度、ならびにポリマー構造および特性に所望の効果を付与する関連特性のために、さらに架橋させることができる。架橋、照射、反復熱アニーリングおよび配合法を使用することができる。
【００７４】
添加プラスチックとして使用できる熱可塑性組成物は、以下のものを包含するが、それに限定されるわけではない：ポリ塩化ビニル（PVC）、種々のポリオレフィン、例えばポリプロピレンおよびポリエチレン、架橋高密度ポリエチレン（XLPE）、軟化アクリル樹脂、ポリカーボネート、ABS、厚いKapton(商標)テープ材料、Teflon（商標）（テトラフルオロエチレンTFEおよび弗素化エチレンポリプロピレンFEP）を基剤とする材料（商標名、例えばKydex）、ポリスチレン、熱可塑性ポリエステル、ナイロン、スチレン-ブタジエン、エポキシキャスト(cast)、ポリブチレン、TPX（ポリ(メチルペンテン）)、PETE、PETF、ポリエチレンテレフタレートGコポリマー（PETG）、ポリスルホン（PSF）、ポリウレタン（PUR）、Thermanox(商標)（TMX）、およびポリメチルメタクリレート等。
【００７５】
特殊ポリマー組成物は、特定の目的のために、注文製造し、開発することができる。特殊化され注文製造された材料および配合組成物の設計および配合を、委託し供給することができる(Bay Materials Ltd., CA,Landec Corp., CA）。注文合成出発材料、架橋剤、配合材料、配合混合物、添加剤、処理技術、処理、コンディション調整方法、加工、加工装置、および加工法等を、新規形態の形状および記憶プラスチックおよびパテの作製に使用することができる。
【００７６】
硬化/軟化パテ特性の調整
色/形状/記憶パテの軟化/硬化特性は、熱可塑性樹脂とゴム基剤の比率を変化させることによって調整できる。規定濃度の光学顔料、例えば、熱変色性顔料、光互変性顔料、光ルミネセンス顔料、光沢材または他の着色剤(color)/光学色素/物質を、所望の光学効果のために規定比率で添加する。
【００７７】
硬化性/ゴム化パテ特性の調整：
色/形状/記憶パテの軟化/ゴム化特性は、熱可塑性樹脂とゴム基剤の比率を変化させることによって調整できる。規定濃度の光学顔料、例えば、熱変色性顔料、光互変性顔料、光ルミネセンス顔料、光沢材または他の着色剤(color)/光学色素/物質を、所望の光学効果のために規定比率で添加する。
【００７８】
プラスチック/パテ特性の調整：
色/形状/記憶組成物のプラスチック様/パテ様特性は、熱可塑性樹脂とパテ基剤の比率を変化させることによって調整できる。規定濃度の光学顔料、例えば、熱変色性顔料、光互変性顔料、光ルミネセンス顔料、光沢材または他の着色剤(color)/光学色素/物質を、所望の光学効果のために規定比率で添加する。
【００７９】
付加的色変化物質および光学成分材料：
色/形状/記憶プラスチックまたはパテは、種々の濃度の光学変化性物質を含有するように改変し得る。光学変化性物質および刺激物質は、練り歯磨きマトリックスに50%を超える量から0.01%という低い量までにおいて存在し得る。より一般的には、前記物質は50%〜0.1%で存在する。典型的には、前記物質は、25%〜0.5%、最も頻繁には10%〜1%で添加される。対象となる用途、所望の着色、色素または顔料密度および光学密度、光学変化性物質の種類、および経費検討は、使用すべき濃度の決定を助ける。
【００８０】
以下の物質を包含するがそれに限定されるわけではない選択的熱変色性物質を使用し得る。熱変色性銅(II)錯体の光誘導準安定状態（Chem. Commun., 2002, (15), 1578-1579）は、熱変色性錯体［Cu(ジエテン)2］(BF4)2（ジエテン＝N,N-ジエチレンエチレンジアミン）について赤色から紫色への変色を受ける；Omega Engineering Inc.からのカプセル化着色物質；ビス(2-アミノ-4-オキソ-6-メチル-ピリミジニウム)テトラクロロクプラート（II）；ビス(2-アミノ-4-クロロ-6-メチルピリミジニウム)ヘキサクロロジクプラート(II)；塩化コバルト；3,5-ジニトロサリチル酸；ロイコ色素；スピロピレン、ビス(2-アミノ-4-オキソ-6-メチルピリミジニウム)テトラクロロクプラート(II)；ビス(2-アミノ-4-クロロ-6-メチルピリミジニウム)ヘキサクロロジクプラート(II)；塩化コバルト；3,5-ジニトロサリチル酸；ロイコ色素；スピロピレン、ビス(2-アミノ-4-オキソ-6-メチルピリミジニウム)テトラクロロクプラート(II)およびビス(2-アミノ-4-クロロ-6-メチルピリミジニウム)ヘキサクロロジクプラート(II)；ベンゾ-およびナフトピラン（Chromenes）、ポリ(キシリルビオロゲン)ジブロミド、ジ-β-ナフトスピロピラン、フェロセン改質ビス(スピロピリドピラン)、ならびに1-イソプロピリデン-2-[1-(2-メチル-5-フェニル-3-チエニル)エチリデン]琥珀酸無水物の異性体および光化学反応生成物7,7a-ジヒドロ-4,7,7,7a-テトラメチル-2-フェニルベンゾ[b]チオフェン-5,6-ジカルボン酸無水物等。カプセル化ロイコ色素は、種々の方式で、容易に処理してプラスチックまたはパテマトリックスに添加できるので関心対象の物質である。液晶材料は、塗料またはインキとして、色/形状/記憶複合物の表面に都合よく適用できる。
【００８１】
光互変性色素は、種々の色変化媒質および方式に使用できる。光互変性材料は以下の物質を包含するが、それに限定されるわけではない：1,3-ジヒドロ-1,3,3-トリメチルスピロ[2H-インドール-2,3’-[3H]フェナントラ[9,10-b](1,4)オキサジン]；ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2,5-ジエン；ベンジルビオロゲンジクロリド；4,4’-ビピリジル；6-ブロモ-1’,3’-ジヒドロ-1’,3’,3’-トリメチル-8-ニトロスピロ[2H；5-クロロ-1,3-ジヒドロ-1,3,3-トリメチルスピロ[2H-インドール-2,3’-(3H)ナフタ[2,1-b](1,4)オキサジン]；6,8-ジブロモ-1’,3’-ジヒドロ-1’,3’,3’-トリメチルスピロ[2H；1,1’-ジヘプチル-4,4’-ビピリジニウムジブロミド；1’,3’-ジヒドロ-5’-メトキシ-1’,3’,3’；1’,3’-ジヒドロ-8-メトキシ-1’,3’,3’-トリメチル-6-ニトロスピロ[2H]；1’,3’-ジヒドロ-1’,3’,3’-トリメチル-6-ニトロスピロ [2H-1-ベンゾピラン-2,2’-(2H)-インドール]；1,3-ジヒドロ-1,3,3-トリメチルスピロ [2H-インドール-2,3’-[3H]ナフタ[2,1-b][1,4]オキサジン；1,1’-ジメチル-4,4’-ビピリジニウムジクロリド；5-クロロ-1,3-ジヒドロ-1,3,3-トリメチルスピロ[2H-インドール-2,3’-(3H)フェナントラ[9,10-b](1,4)オキサジン]；5-メトキシ-1,3,3-トリメチルスピロ[インドリン-2,3’-[3H]ナフト[2,1-b]ピラン]；および2,3,3-トリメチル-1-プロピル-3H-インドリウムヨージド等。
【００８２】
光ルミネセンス化合物は、種々の色変化媒質および方式に使用できる。光ルミネセンス化合物は、以下の物質を包含するが、それに限定されるわけではない。グリーン、グリーンブルーおよびバイオレットは、希土類イオンによって活性化されたアルカリ土類アルミン酸塩を使用して作製できる。例えば、ユーロピウムを使用してアルミン酸ストロンチウムを活性化できる（SrAl03:Eu）。可視波長は、以下の波長を包含する。520nmにおけるグリーン、505nmにおけるブルーグリーン、および490nmにおけるブルー。レッドおよび橙色は、硫化亜鉛を使用して作製できる。
【００８３】
蛍光色素は、種々の製品用途および媒体および方式に使用できる。蛍光色素化合物は、以下化合物を包含するが、それに限定されるわけではない：フルオレセイン、フルオレセイン、レゾルシノールフタレイン、ローダミン、イミダゾリウム陽イオン、ピリドイミダゾリウム陽イオン、ジニトロフェニル、およびテトラメチルローダミン等。種々の波長で活性化でき、より低い波長で発光する種々の蛍光色素を、Sigma-Aldrich（Saint Louis, MO）またはMolecular Probes（Eugene, Oregon）から購入できる。
【００８４】
光学変化性物質は、微粒粉末形態、ペレット配合形態、スラリー形態、添加しようとする材料に予備混合しそれで濃縮された配合形態で添加でき、マスターバッチ形態の着色剤として添加でき、形状変化性プラスチックの成形面に溶液型インキとして適用でき、紫外線インキとして表面に適用し、紫外線で硬化させることができ、接着剤として適用でき、耐久性ラベル形態で適用でき、貼合せでき、コーティングでき、塗装でき、吹付けでき、インキまたは被覆組成物中で浸漬被覆でき、または、任意の種々の印刷、被覆または着色剤添加法で適用できる。いかに様々な組合せおよび置換えが使用できるかについて以下に例示するが、それに限定されるわけではない。
【００８５】
添加剤：
容量、重量または膨張量を増加し、色/形状/記憶プラスチックまたはパテから製造された製品のコストを低減させる付加的添加剤は、以下の物質を包含するが、それに限定されるわけではない：シリケート、珪藻土、おが屑、木粉、セラミック粉、ゴム粉末、ガラス繊維ウェブ(webbing)、非晶質物、ガラス繊維、織物、布、チーズクロス、網、スクリーン、切抜き模様付き材料、フィルム、砂、玉石、紙、ナイロン粉末、プラスチック粉末、カーボン、タルク粉末、金属粉、鉄粉、アルミニウム粉末、磁性粒子、常磁性粒子、プラスチック微粒子、マイクロカプセル、チョーク粉末、高溶融温度プラスチック粒子、不溶性無機および有機粉末、黒鉛、不溶性有機化合物、着色剤ペレット、不溶性無機塩、均質セルロース粉末、コーンスターチ、およびセルロース粉末等。
【００８６】
粒状不活性増量剤は、物理的性質または形状変化性材料を変化させるものではない。増量剤は、透明または不透明であってよく、熱変色性、光互変性または発光特性のような独立した光学的性質を有する。ナイロンまたはポリエステルのような高温プラスチックは、粉末形態で使用でき、増量剤として使用できる。増量剤は、高容量の閉じこめられた空気を発生し得る起泡剤を包含し得る。
【００８７】
または、添加剤は、色/形状/記憶組成物の特性を変更または改質するのに使用できる。例えば、油、潤滑剤、界面活性剤、またはワックス等をパテに添加して、粘着性を減少させることができる。乳化剤は、コンシステンシーを向上させるため、および混合を補助するものとして、添加することができる。芳香剤は、使用中の嗅覚を変化させるために添加できる。ゴム基剤は、可撓性を増加させるために添加し得る。カプセル封入成分は、非混和性材料を添加するためのキャリヤー手段を提供するために添加し得る。
【００８８】
形状変化性/色変化性プラスチックおよびパテは、種々の生地、編物材料、フェルト、フランネル、金網、網篩、プラスチック篩、布テープ、織布および不織布、多孔性平面および可撓性基材、伸縮性ナイロン、耐水性生地、デニム、帆布、またはナイロンウェブ等に、含浸するか、貼り合わせるか、結合させるか、浸透させるか、処理するか、分散させるか、熱溶融させるか、またはその他の方法で一体化し得る。そうすることによって、形状/記憶/変化性材料が、準拠の基材のいくつかの付加特性を呈し得る。例えば、色/形状/記憶プラスチックを、編まれたナイロン生地に熱貼り合わせることができる。前記プラスチックはナイロン生地を使用せずに色/形状/記憶プラスチックを構成した場合より、含有ナイロンによって強化され、かつ、より準拠する。着色し模様を付けたレース様材料を、色/形状/記憶プラスチックで被覆または含浸して、その生地の色、模様またはレース様特性を呈することができる。生地または可撓性基材との一体化は、価格設定を下げ、しかも固有強度を増加させるという付加的利点を有し得る。
【００８９】
添加剤は、添加剤およびその目的とする用途に依存して、組成物に同時混合するか、組成物に被覆するか、または局所処理剤として適用する等ができる。例えば、添加剤は、強化によって構造保全性を付与し得る。添加剤は、強い光のような環境作用からの保護を付与し得る。紫外線は早期変色を生じ得る。パラアミノ安息香酸またはナノ粒子酸化亜鉛のような紫外線防止剤を添加して、光退色を減少させ、より長い戸外寿命を助長する。耐薬品性物質を添加して、耐溶剤性または耐薬品性を向上し得る。高衝撃から保護する添加剤を、強化剤として添加し得る。増白剤を添加して、色対比および外観を向上し得る。離型剤を添加して、加工の際の二次成形型からの離型を向上させることができる。
【００９０】
添加剤は、目的とする要求条件を満たすのに好適な濃度およびパーセントで使用される。さらに、所定の光学/形状/記憶変化性組成物の目的とする機能に否定的な影響を与えないレベルで、補助的物質を添加することも重要である。添加剤は、組成物の全質量の0%〜95%を占める。一般に、添加剤は、全質量の0.01%〜90%を占める。より一般的には、添加剤は0.1%〜75%で使用される。典型的には、添加剤は全質量の1%〜50%で使用される。
【００９１】
成形法：
圧縮成形は、耐高温プラスチック鋳型、アルマイト鋳型、非粘着性被覆アルミニウム、研磨ステンレス鋼、Kapton(商標)、Teflon(商標)、セラミック、鋳型にコーティングした離型剤、離型剤でコーティングした鋳型を含有する鋳型を使用して、行うことができる。一個取りまたは多数個取り鋳型、立て鋳型、横鋳型、単一構成(single compositon)または多成分(multi-component)鋳型、複合インターロック(complex interlocking)鋳型、ホットランナー鋳型、またはコールドランナー鋳型等が使用できる場合に、射出成形を使用し得る。都合がよければ、吹込成形、回転式成形、熱成形、組合せ圧縮熱成形および関連成形法を使用し得る。スタンピング、心引きまたはフィラメント引き、押出、またはその他の方法を使用してもよい。種々の慣例プラスチック成形法ならびに外注成形法も使用し得る。
【００９２】
光学的光誘導適用：
光学的スクリーンおよび光源を、光伝送形状変化性プラスチック付形ピースに関して使用することができる。直接的光結合を、対象となる光源と光伝送形状変化性プラスチックとの間に形成することができる。光源は、白熱、蛍光、紫外線、発光ダイオード、太陽光、電場発光、陰極線管、バックライト液晶ディスプレイ、高精細度テレビスクリーン、共通コンピュータ端末(common computer terminal)、および種々の他の投光源(projected light source)を包含し得る。
【００９３】
プリズムの中または外に誘導される光を、光学的形状変化性プラスチック物品を使用している人または子供が調節し得る形状変化性プリズムを使用することができる。光学的形状変化性プラスチックで製造したレンズの焦点作用を変化させるのに直接的または間接的に使用できるレンズを形成することができる。光および像を導き、効果または光学的出力を最大限にするために対象となる形状に物理的に軟化または硬化させることができる光ファイバーロッド(rod)を形成することができる。光学的に透明な形状変化性プラスチックを使用して、形状変化性導波管を構成することができる。導波管は、電子および光電子用途に使用できる。
【００９４】
ホログラフィックインプリントを、光学的に透明な形状変化性プラスチックの表面に形成することができる。ホログラムは、平面ピース、起伏ピース、またはピースの周縁に印刷することができる。ホログラムを形成して、形状変化性プラスチック基材の形状変化特性による広範囲の歪み下に、外観を変化させることができる。
【００９５】
加熱/冷却源：
加熱源は、以下のものを包含するが、それに限定されるわけではない：太陽光加熱、手による加熱、息による加熱、水での加熱、マイクロ波加熱、放射熱での加熱、一体化発熱体での加熱、ヘアドライヤーでの加熱、化学的に発生される熱での加熱、およびペルティエプレート等での加熱。加熱法は、プラスチック複合物中の発熱性顔料を光学源が励起し得る光発熱を包含し得る。光が吸収されると共に、顔料から熱が放出されて、照射されている組成物を局所的に加熱する。非光学的に発生する熱を放射するナノ複合物は、熱変色性顔料において二次光学効果を生じるのに使用し得る。
【００９６】
以下の実施例は、例示するものであって、限定するものではない。
【００９７】
実験例
パートA
1．インキ基剤への添加、または形状/記憶組成物への直接添加用の、熱変色性顔料：
予備重合したポリジアセチレン系二量体アミドを添加することによって、熱変色性顔料組成物を調製した。前記二量体アミドは、2個の酸基が1個のエチレンジアミンと結合するように、ジアセチレン系酸である5,7-ドデカジイン酸(dodecadiynoic acid)をエチレンジアミンと共に二量体化して、ジアミドを形成することによって生成した。二量体アミドを精製し、紫外線（254ナノメートル）を使用して安定顔料に重合させた。その物質は、標準高速ブレードグラインダーを使用して容易に粉末にされた。その粉末形態は、形状/記憶複合物の処理の様々な段階で容易に添加できた。
【００９８】
2．形状/記憶材料の被覆用の熱変色性インキ組成物：
予備重合ポリジアセチレン系二量体アミドを添加することによって、シルクスクリーン印刷インキ組成物を調製した。前記二量体アミドは、2個の酸基が1個のエチレンジアミンと結合するように、ジアセチレン系酸である5,7-ドデカジイン酸をエチレンジアミンと共に二量体化して、ジアミドを形成することによって生成した。二量体アミドを精製し、紫外線（254ナノメートル）を使用して安定顔料に重合させた。その予備重合ジアミドを、汎用シルクスクリーンインキ基剤（Nazdar Ink Corp.）に10wt%で添加した。混合物を均質に混合し、使用のために保存した。室温で、配合インキは赤紫色を呈していた。冷却した際に、インキはその光学特性を紫/青色に変化した。加熱した際に、インキは赤/橙色に変化した。配合湿潤溶液型インキは、安定な状態のままであり、室温で可逆性熱変色特性を示し、150Fより高く加熱した場合にのみ不可逆的に変色した。乾燥した場合のインキ基剤は、その可逆性熱変色性変色能力を250Fまで保持した。
【００９９】
3．形状/記憶/色変化性シート：
30℃形状/記憶プラスチックシート（厚さ0.015）をBay Materials, Corp.（Menlo Park, CA）から購入した。シートを6インチ×9インチででカットし、使用するまで平らに保った。そのシートを、上記実施例2のように調製した熱変色性汎用インキ組成物を使用してスクリーン印刷した。240メッシュのシルクスクリーンを使用し、8インチ×10インチのウィンドサイズでマルチプルスクリーンコーティングパスを使用して、不透明被膜を得た。被膜をシートの片面のみで行った。次に使用する前に、被膜を一晩乾燥させた。
【０１００】
乾燥した形状/記憶/色変化性シートは、30℃より高い温度および低い温度の繰り返し温度によって、強い熱変色性変色および熱可逆性を示した。シートは、加温した場合に、充分に可撓性であり準拠していた。さらに、30°より高い温度に加温した場合は、シートは室温における赤紫色から赤/橙色に変化した。25℃に冷却した場合に、シートは硬化および凝固ならびに濃い赤紫色への変色を開始した。冷却中、シートは、それが有していたどのような形状も保持していた。20℃で、シートは硬くなり、硬質プラスチック様特性を示すまでに硬化し、より濃い紫色を呈した。
【０１０１】
形状および色変化は、温度設定値を超えるおよびそれより低い値で完全に可逆性であった。形状は、多数回、設定および再設定できた。付随した色変化は、軟化が直ぐに起こることを示す優れた指標としての役割をし、かつ、組成物に娯楽価値を付加する相互作用的かつ魅力的な光学効果を付与する。
【０１０２】
4．形状/記憶/色変化性繊維：
30℃形状/記憶プラスチック繊維を、直径0.02インチで作製した。高分子ラクチド組成物の細長いフィラメントを融解物から引き上げた。フィラメント（直径0.02インチ）の長尺物が得られるように、フィラメントを定常速度および張力で融解物から引き取った。その材料は、融解物から引き取った後すぐに、硬化した。フィラメントを、保存のためにリールに巻き取った。フィラメントを、実施例2に記載のように調製した可逆性熱変色性インキでコーティングした。コーティングし乾燥した後、被覆繊維の形状および色の両方が、室温より高い温度への暴露によって変化した。
【０１０３】
5．形状/記憶/色変化性人形頭髪：
30℃形状/記憶プラスチック繊維（直径0.015）を、Bay Materials, Corp.（Menlo Park, Ca）から購入した。その繊維を、10インチのセグメントにカットし、8インチ×10インチの木枠に、フォーム基剤両面テープ(double stick foam-based tape)で並列に固定した。ストランドを約3ミリメートルの間隔で配置し、ピンと張った状態に維持した。実施例2のように調製したインキ基剤を使用して、希薄不透明被覆剤でストランドをコーティングした。1つの面をコーティングし、次に、枠を裏返してもう1つの面にコーティングすることによって、繊維の両面をブラシでコーティングした。室温で6時間乾燥させた後、付着点のすぐ近くで切ることによってストランドを取り外した。最終被覆繊維ストランドは、長さ7.5インチであった。
【０１０４】
約400本のストランドの束をまとめ、加熱したTeflon被覆面（350°F）を使用して隣接ストランドを溶融させることによって1つの端で付着させた。そのストランド群は、人形の頭髪の外観を有していた。その頭髪は、90°Fより高い温度への暴露によって形および色が変化した。硬いストランドが直ぐに軟化し、室温での赤紫色から赤/橙色に変色した。暴露温度が100°Fより高くなった場合に、連続軟化および橙黄色への明色化が生じた。
【０１０５】
加温し操作した場合に、頭髪束は、容易に、任意の形状または編んだ形に成形することができた。その形状または編んだ形は、周囲温度を70Fまたはそれ以下に下げることによって、形を固定することができた。形状固定は、束に冷気を通すか、または束を冷水に浸すことによって行うことができた。加温および冷却した際に、形状および色の両方が同時に変化した。形状および色の変化は、繰り返しのサイクルにわたって完全に可逆性であった。
【０１０６】
6．形状、記憶および色変化性の織布：
上記実施例5に記載のように作製した形状/記憶/色変化性繊維を使用して、形状/記憶/色変化性織物を作製した。単純(simple)織機を使用して、織物を作製した。6インチ×6インチ織物シートを作製し、4つの各辺に沿ってステッチシールした。織物シートの4つの各辺に沿ったオーブン(oven)ストランドを熱融着することによって、形状/記憶/色変化性織物シートをさらにしっかりしたものにした。
【０１０７】
織物シートは、加温し操作した場合に、どのような形状または形態にも容易に成形できた。形状または形態は、周囲温度を70Fまたはそれ以下に下げることによって、形を固定することができた。形状固定は、織物シートに冷気を通すか、または織物シートを冷水に浸すことによって行うことができた。加温および冷却した際に、形状および色の両方が同時に変化した。形状および色の変化は、繰り返しのサイクルにわたって完全に可逆性であった。
【０１０８】
7．形状/記憶/色変化性エポキシ樹脂：
5wt%顔料および95wt%エポキシ（Devcon 5 Minute Epoxy, All Purpose, ITW Performance Polymers Consumer Division）の比率で、実施例1に記載した熱変色性顔料を添加することによって、形状/記憶/色変化性エポキシ樹脂を調製した。熱変色性顔料を、高度粉末化形態の速乾エポキシ成分に直接添加した。顔料を充分に混合させた。混合物は、樹脂硬化剤成分との混合前に、室温で無期限に保存することができた。使用のために、エポキシ樹脂の2つの成分を同量で添加し、充分に混合した。
【０１０９】
2つの成分を混合した際に、熱変色性顔料は、混合過程にある混合物の均質性の指標として機能した。2つの成分を混合した際、エポキシ樹脂内に発熱性重合反応が生じたのに伴って、熱変色性顔料が赤紫色から赤色に変化した。その色は、エポキシ樹脂製造会社によって指定された規定の5分間にわたって、変化しつづけて明るい橙色になった。樹脂凝固の直前に、混合物中に明るい黄橙色が生じた。凝固および冷却後に、複合物の色が室温（72F）で赤紫色に戻り、60F未満で可逆的に青/紫色になった。
【０１１０】
エポキシ対硬化剤の比率の調節を、重合樹脂の最終剛性の調節に使用できた。50%硬化剤より高い硬化剤対エポキシの比率は、速い形状記憶特性を有するより高い剛性の複合物を生じた。50%硬化剤未満の硬化剤対エポキシの比率は、より遅い形状記憶特性を有するより低い剛性の複合物を生じた。
【０１１１】
多成分形状/記憶/色変化性エポキシ樹脂は、様々な初期形状、形態、形状寸法、シート形態、ロッド形態、ストランド形態、およびパターン等に成形することができた。各形状は、初期形状に関して前もって設計することができ、前記初期形状は、加熱時に再形成することができ、その形状を保持し、次に冷却された。再加熱時に、エポキシ樹脂は原形状にもどる。
【０１１２】
8．形状/記憶/色変化性の頭髪および体を有する人形：
体および頭髪の形状/記憶/色変化特性を有する人形を作製した。市販されている室温加硫成形材料を使用して鋳型を作製した。鋳型は、高さ3インチ、幅0.5インチの小さいプラスチック人形から形成した。人形は、上記実施例7に記載した熱変色性の形状/記憶/色変化性エポキシ樹脂を使用して成形した。エポキシ樹脂は、50%硬化剤/50％エポキシの比率で使用した。一旦硬化された成形人形を、その人形頭部の頂部に直径0.25インチの穴を有するように修正した。
【０１１３】
実施例5に記載した束ねた形状/記憶/色変化性頭髪の7.5インチセグメントを、人形に取り付けた。頭髪束の連結鈍端を、人形頭部に開けた穴の内側の鈍端に取り付けることによって所定位置に接着させた。
【０１１４】
頭髪束および人形は、加温し操作した場合に、容易に、任意の形状または編んだ形に成形することができた。その形状または編んだ形は、周囲温度を70Fまたはそれ以下に下げることによって、形を固定することができた。形状固定は、頭髪束および人形に冷気を通すか、または冷水に浸すことによって行うことができた。加温および冷却した際に、形状および色の両方が同時に変化した。形状および色の変化は、繰り返しのサイクルにわたって完全に可逆性であった。
【０１１５】
9．形状/記憶/色変化性の歯ブラシの柄：
形状変化性材料、形状記憶を強化するリリーフ材料、および温度遷移を表示する熱変色性材料を含有する歯ブラシの柄を、成形型で作製した。30C形状記憶材料を、Bay Materials, LLC.（Menlo Park, Ca）から購入した。温度変色性顔料は、実施例1に従って調製した。優れたスプリングバック特性を有するリリーフ材料は、0.30インチの厚さのポリエステルシート素材で作製した。
【０１１６】
歯ブラシヘッドを標準小売歯ブラシから除去した。切った歯ブラシヘッドに、形状/記憶/色変化性の柄に取り付けやすくするための溝をつけた。標準機械加工法を使用して、アルミニウム金型を作製した。成形後に成形品を除去するための突き出しピンを、金型に付けた。歯ブラシヘッドと成形した柄とを固定する位置に歯ブラシヘッドを適合させるように、金型を構成した。金型は、最終の歯ブラシの柄と同じ形にされたリリーフ材料の打抜型を受容する設計も含んでいた。リリーフ材料は、成形された形状変化性材料がリリーフ材料を完全に覆うように、金型より30%小さい異形材(profile)で打抜きされた。打抜リリーフ材料を歯ブラシヘッドと共に金型に正確に配置した。
【０１１７】
成形前に、実施例1に記載したポリジアセチレン系顔料を、粒状形態の30C形状変化性材料とブレンドした。顔料は、形状変化性材料の2wt%の濃度で添加した。熱変色性顔料と混合した形状記憶材料を、予熱し、280Fでブレンドした。ブレンドした材料を金型に入れ、材料を加圧し、鋳型キャビティ全体に流し込んだ。加熱/成形工程中、2000ポンド/平方インチの圧力を加えた。取り出す前に、金型および複合物を室温に冷却した。突き出しピンを使用して、完成した形状/記憶/色変化性歯ブラシを取り出した。最終製品は、室温で赤紫色を有する標準的歯ブラシの外観を呈していた。
【０１１８】
歯ブラシは、室温（+/-2°F）でその形状および色を維持した。形状は、周囲温度を70°Fまたはそれ以下に下げることによって、形を固定することができた。形状固定は、歯ブラシに冷気を通すか、または歯ブラシを冷水に浸すことによって行うことができた。温かい水道流水によって歯ブラシの柄を温めた際に、形状および色の両方が同時に変化した。形状および色の変化は、繰り返しのサイクルにわたって完全に可逆性であった。
【０１１９】
形状/記憶/色変化性の柄は、柄が自立性になるように撓み付形するという付加的利点を有していた。柄の末端を温め、ひねることによって、歯ブラシの長さに垂直な小円形パターンが形成され、形を固定することができる。形状変化した末端は、歯ブラシがそれ自体で立つことができるスタンドを提供し、従って歯ブラシホルダーを必要としない。
【０１２０】
10．市販の接着樹脂（Landecからの39% C0472）を使用して、可逆熱変色性C14EDAC14を含有する接着剤を調製した。重合赤紫色C14EDAC14を、0.01wt%〜50wt%の濃度で混合した。その樹脂を、紙および固体基材に塗布し、乾燥させて、重合C14EDAC14から生じる明確な熱変色性色変化特性を有する感圧接着剤を作製した。接着樹脂は、室温で、または220°Fまでの温度で乾燥させた。熱変色性接着剤は、室温で赤紫色、室温以下で青色であり、約90〜100°Fで赤色に変わった。色変化は、120°Fで橙色、次に、200°Fで黄色にさらに進んだ。乾燥した接着性熱変色性組成物は、250〜290°Fまで可逆特性を示した。接着剤を他の種々の組成物と混合して、特殊な感圧接着剤用途を付与することができる。
【０１２１】
11．形状/記憶/色変化性頭髪およびたてがみを有するプラスチック製おもちゃの馬：
12．頭髪および織物用の、導電性の形状/色変化性繊維：
13．平面物品から立体物品に色および形を誘導するための熱電パターン成形：
14．透明な形状/記憶材料に埋め込まれた半透明ホログラフィック画像：
15．打抜き形状/記憶/色変化性浴室玩具：
16．誘導用の熱電発熱体による熱収縮性の形状/記憶変化性フィルム：
17．電熱反応性の形状/色変化性の玩具形態：
18．熱収縮性フィルム上の、電熱反応性の印刷された色/形状変化性図柄：
19．色変化性の二方向熱収縮性プラスチック（例えば、Shrinky Dink(商標)パターン）：
20．前もって成形された形状変化性プラスチックに重ねた、印刷された食用砂糖積層品：
21．色/形状/記憶変化性頭髪において色/形状変化を誘発するための、電熱ヘアブラシ：
22．熱焼きなましたシートから形成された形状/記憶/色変化性の食器：
23．温水カップを載せた際に、形状および色を変化させる熱形成包装上の領域：
24．眼鏡および視覚効果用の、光学品質自己調節性レンズ：
25．加熱時に、形状および図形を変化させる食用砂糖層：
26．導電取外し可能、損傷または組織手当用品：
27．建材および補助栓用の熱収縮物(Heat shrink for building materials and facilitating closure)：
28．色/形状変化/溶融Crayons(商標)：
29．冷蔵庫、折りたたみ式保存容器、折りたたみ式消費者製品：
30．複数成分組成物の形状/記憶成分として使用し得るエポキシ基剤樹脂：
31．色/形状/記憶変化性の飛び出し絵本。
【０１２２】
パートB
実施例1：熱変色性の色/形状/記憶プラスチック組成物
組合せ形状記憶特性を有する熱変色性の色および形状変化性プラスチック組成物を、熱可塑性ポリウレタンEstane(商標)5778（Noveon Corporation, Cleveland OH）および2.5wt%粉末熱変色性顔料（Keystone Aniline Corporation, Chicago IL）を使用して配合した。
【０１２３】
250g熱可塑性樹脂および6.25g熱変色性顔料を使用して、少量バッチを調製した。丸底Pyrex(商標)容器（容量1000mL）を混合に使用した。容器を潤滑油でコーティングして、容器面への付着を減少させることができた。圧縮成形用途のために、熱可塑性樹脂を電子オーブンで2〜4分間溶融させ、混合して、粘性流動コンシステンシーにした。均一不透明度に混合しながら、熱変色性粉末を添加した。数分間で充分な混合が得られた。30〜60秒間にわたるマイクロ波による繰り返しの加熱を行って、溶融コンシステンシーを確実にした。
【０１２４】
熱可塑性樹脂/熱変色性顔料の上記と同じ比率を使用して、多量バッチを調製した。加熱した工業用混合容器中で、25kgバッチを調製した。混合容器に、均一加熱ジャケットおよび工業銘柄混合器を取り付けた。熱可塑性樹脂の予備乾燥ペレット素材を、予熱した混合容器に入れた。350°F〜400°Fの温度を維持した。均一溶融状態が得られた後に、混合を開始した。混合を、ゆっくりだが定常状態に維持した。625g熱変色性顔料を混合バッチにゆっくり添加し、混合を10〜30分間維持した。大きいヘラを使用する付加的な物理的転置によって、粘性溶融混合物を定期的にコンディション調整した。
【０１２５】
仕上溶融混合物は、付随する生産成形用金型および装置へのインライン移送によって、溶融状態で直接的に使用できるか、または混合物を使用可能部分に分離し、凝固させ、貯蔵、在庫および後の使用のために都合のよいインゴットに予備形成することができた。
【０１２６】
実施例2：光互変性の色/形状/記憶プラスチック組成物
組合せ形状記憶特性を有する光互変性の色および形状変化性プラスチック組成物を、熱可塑性ポリウレタンEstane(商標)5778（Noveon Corporation, Cleveland OH）および2.5wt%粉末光互変性顔料（Color Change Corporation, Streamwood,IL）を使用して配合した。
【０１２７】
250g熱可塑性樹脂および6.25g光互変性顔料を使用して、少量バッチを調製した。丸底Pyrex(商標)容器（容量1000mL）を混合に使用した。容器を潤滑油でコーティングして、容器面への付着を減少させることができた。圧縮成形用途のために、熱可塑性樹脂を電子オーブンで2〜4分間溶融させ、混合して、粘性流動コンシステンシーにした。均一不透明度に混合しながら、光互変性粉末を添加した。数分間で充分な混合が得られた。30〜60秒間にわたるマイクロ波による繰り返しの加熱を行って、溶融コンシステンシーを確実にした。
【０１２８】
熱可塑性樹脂/光互変性顔料の上記と同じ比率を使用して、多量バッチを調製した。加熱した工業用混合容器中で、25kgバッチを調製した。混合容器に、均一加熱ジャケットおよび工業銘柄混合器を取り付けた。熱可塑性樹脂の予備乾燥ペレット素材を、予熱した混合容器に入れた。350°F〜400°Fの温度を維持した。均一溶融状態が得られた後に、混合を開始した。混合を、ゆっくりだが定常状態に維持した。625g光互変性顔料を混合バッチにゆっくり添加し、混合を10〜30分間維持した。大きいヘラを使用する付加的な物理的転置によって、粘性溶融混合物を定期的にコンディション調整した。
【０１２９】
仕上溶融混合物は、付随する生産成形用金型および装置へのインライン移送によって、溶融状態で直接的に使用できるか、または混合物を使用可能部分に分離し、凝固させ、貯蔵、在庫および後の使用のために都合のよいインゴットに予備形成することができた。
【０１３０】
実施例3：複式(multi-format)光互変性/熱変色性の色/形状/記憶プラスチック組成物
組合せ形状記憶特性を有する光互変性/熱変色性の色および形状変化性プラスチック組成物を、熱可塑性ポリウレタンEstane(商標)5778（Noveon Corporation, Cleveland OH）、2.5wt%粉末光互変性顔料（31℃赤紫色Color Change Corporation, Streamwood, IL）および2.5wt%粉末熱変色性顔料（Keystone Aniline Corporation, Chicago IL）を使用して配合した。
【０１３１】
250g熱可塑性樹脂、6.25g光互変性顔料および6.25g熱変色性顔料を使用して、少量バッチを調製した。丸底Pyrex(商標)容器（容量1000mL）を混合に使用した。容器を潤滑油でコーティングして、容器面への付着を減少させることができた。圧縮成形用途のために、熱可塑性樹脂を電子オーブンで2〜4分間溶融させ、混合して、粘性流動コンシステンシーにした。均一不透明度に混合しながら、光互変性粉末および熱変色性粉末を添加した。数分間で充分な混合が得られた。30〜60秒間にわたるマイクロ波による繰り返しの加熱を行って、溶融コンシステンシーを確実にした。
【０１３２】
熱可塑性樹脂と光互変性顔料および熱変色性顔料との、前記と同じ比率を使用して、多量バッチを調製した。加熱した工業用混合容器中で、25kgバッチを調製した。混合容器に、均一加熱ジャケットおよび工業銘柄混合器を取り付けた。熱可塑性樹脂の予備乾燥ペレット素材を、予熱した混合容器に入れた。350°F〜400°Fの温度を維持した。均一溶融状態が得られた後に、混合を開始した。混合を、ゆっくりだが定常状態に維持した。625g光互変性顔料および625g熱変色性顔料を混合バッチにゆっくり添加し、混合を10〜30分間維持した。大きいヘラを使用する付加的な物理的転置によって、粘性溶融混合物を定期的にコンディション調整した。
【０１３３】
仕上溶融混合物は、付随する生産成形用金型および装置へのインライン移送によって、溶融状態で直接的に使用できるか、または混合物を使用可能部分に分離し、凝固させ、貯蔵、在庫および後の使用のために都合のよいインゴットに予備形成することができた。最終組成物を構成し、それは、予期された全ての形状変化、熱変色性および光互変性特性を示した。
【０１３４】
実施例4：光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物
組合せ形状記憶特性を有する光ルミネセンスの色および形状変化性プラスチック組成物を、熱可塑性ポリウレタンEstane(商標)5778（Noveon Corporation, Cleveland OH）および15wt%粉末光ルミネセンス顔料（Glow Incorporated, Severn MD）を使用して配合した。
【０１３５】
250g熱可塑性樹脂および37.5g光ルミネセンス顔料を使用して、少量バッチを調製した。丸底Pyrex(商標)容器（容量1000mL）を混合に使用した。容器を潤滑油でコーティングして、容器面への付着を減少させることができた。圧縮成形用途のために、熱可塑性樹脂を電子オーブンで2〜4分間溶融させ、混合して、粘性流動コンシステンシーにした。均一不透明度に混合しながら、光ルミネセンス粉末を添加した。数分間で充分な混合が得られた。30〜60秒間にわたるマイクロ波による繰り返しの加熱を行って、溶融コンシステンシーを確実にした。
【０１３６】
熱可塑性樹脂/光ルミネセンス顔料の上記と同じ比率を使用して、多量バッチを調製した。加熱した工業用混合容器中で、25kgバッチを調製した。混合容器に、均一加熱ジャケットおよび工業銘柄混合器を取り付けた。熱可塑性樹脂の予備乾燥ペレット素材を、予熱した混合容器に入れた。350°F〜400°Fの温度を維持した。均一溶融状態が得られた後に、混合を開始した。混合を、ゆっくりだが定常状態に維持した。3.75kg光ルミネセンス顔料を混合バッチにゆっくり添加し、混合を10〜30分間維持した。大きいヘラを使用する付加的な物理的転置によって、粘性溶融混合物を定期的にコンディション調整した。
【０１３７】
仕上溶融混合物は、付随する生産成形用金型および装置へのインライン移送によって、溶融状態で直接的に使用できるか、または混合物を使用可能部分に分離し、凝固させ、貯蔵、在庫および後の使用のために都合のよいインゴットに予備形成することができた。
【０１３８】
実施例5：複式光互変性/光ルミネセンスの光学/形状/記憶プラスチック組成物
組合せ形状記憶特性を有する光互変性および光ルミネセンスの光学および形状変化性プラスチック組成物を、熱可塑性ポリウレタンEstane(商標)5778（Noveon Corporation, Cleveland OH）、2.5wt%粉末光互変性顔料（31℃赤紫色Color Change Corporation, Streamwood, IL）および10wt%粉末光ルミネセンス顔料（Glow Incorporated, Severn MD）を使用して配合した。
【０１３９】
250g熱可塑性樹脂、6.25g光互変性顔料および37.5g光ルミネセンス顔料を使用して、少量バッチを調製した。丸底Pyrex(商標)容器（容量1000mL）を混合に使用した。容器を潤滑油でコーティングして、容器面への付着を減少させることができた。圧縮成形用途のために、熱可塑性樹脂を電子オーブンで2〜4分間溶融させ、混合して、粘性流動コンシステンシーにした。均一不透明度に混合しながら、光互変性粉末および光ルミネセンス粉末を添加した。数分間で充分な混合が得られた。30〜60秒間にわたるマイクロ波による繰り返しの加熱を行って、溶融コンシステンシーを確実にした。
【０１４０】
熱可塑性樹脂と光互変性顔料および熱変色性顔料との、前記と同じ比率を使用して、多量バッチを調製した。加熱した工業用混合容器中で、25kgバッチを調製した。混合容器に、均一加熱ジャケットおよび工業銘柄混合器を取り付けた。熱可塑性樹脂の予備乾燥ペレット素材を、予熱した混合容器に入れた。350°F〜400°Fの温度を維持した。均一溶融状態が得られた後に、混合を開始した。混合を、ゆっくりだが定常状態に維持した。625g光互変性顔料および3.75kg光ルミネセンス顔料を混合バッチにゆっくり添加し、混合を10〜30分間維持した。大きいヘラを使用する付加的な物理的転置によって、粘性溶融混合物を定期的にコンディション調整した。
【０１４１】
仕上溶融混合物は、付随する生産成形用金型および装置へのインライン移送によって、溶融状態で直接的に使用できるか、または混合物を使用可能部分に分離し、凝固させ、貯蔵、在庫および後の使用のために都合のよいインゴットに予備形成することができた。最終組成物を構成し、それは、予期された全ての形状変化、光互変性および光ルミネセンス特性を示した。昼間、紫外線（例えば、約400ナノメートル発光ダイオードペンライト）で照射された領域は、無色プラスチックバックグラウンドから、照射領域において濃く着色した図柄になる。光互変性効果は1〜2分以内に消失し、前記照射領域は、暗い条件下に光輝(optical glow)を発する。
【０１４２】
実施例6：低温熱変色性の色/形状/硬化性パテ組成物
組合せた可逆性形状硬化特性を有する熱変色性の色および形状変化性パテ組成物を、ゴム基剤Dreyco(商標)基剤（L.A. Dreyfus Company, Edison NJ）、熱可塑性組成物Protoplast(商標)（WRF/Aquaplast Corporation, Wyckoff NJ）および4wt%粉末熱変色性顔料（Keystone Aniline Corporation, Chicago IL）を使用して配合した。
【０１４３】
Dreyco(商標)基剤 2.5：Protoplast(商標)熱可塑性樹脂 1：全重量の1%の粉末熱変色性顔料の比率を使用して、バッチを調製した。Dreyco(商標)基剤のペレットを温水で濯ぎ、水中120°Fで10分間軟化させた。バルクを凝集させ、混合して、均一生地様コンシステンシーにした。温めたDreyco(商標)基剤の粘性コンシステンシーに匹敵する粘性コンシステンシーが得られるまでProtoplast(商標)熱可塑性樹脂ペレットをマイクロ波で加熱している間、Dreyco(商標)基剤のバルクを温かい状態に維持した。粉末熱変色性顔料を溶融熱可塑性樹脂に直接的に添加し、均一に分散するまで混合した。Dreyco(商標)基剤ならびに混合した熱可塑性樹脂および熱変色性顔料を合わせ、均一に混合した。マイクロ波または120°Fの水で混合物を定期的に温めて、混合中の軟化状態を確実にした。
【０１４４】
仕上軟化混合物は、付随する生産成形用金型および装置へのインライン移送によって、軟化状態で直接的に使用できるか、または混合物を使用可能部分に分離し、凝固させ、貯蔵、在庫および後の使用のために都合のよいインゴットに予備形成することができた。
【０１４５】
実施例7：低温光互変性の色/形状/硬化性パテ組成物
組合せた可逆性形状硬化特性を有する光互変性の色および形状変化性パテ組成物を、ゴム基剤Dreyco(商標)基剤（L.A. Dreyfus Company, Edison NJ）、熱可塑性組成物Protoplast(商標)（WRF/Aquaplast Corporation, Wyckoff NJ）および4wt%粉末光互変性顔料（Color Change Corporation, Streamwood IL）を使用して配合した。
【０１４６】
Dreyco(商標)基剤 2.5：Protoplast(商標)熱可塑性樹脂 1：全重量の1%の粉末光互変性顔料の比率を使用して、バッチを調製した。Dreyco(商標)基剤のペレットを温水で濯ぎ、水中120°Fで10分間軟化させた。バルクを凝集させ、混合して、均一生地様コンシステンシーにした。温めたDreyco(商標)基剤の粘性コンシステンシーに匹敵する粘性コンシステンシーが得られるまでProtoplast(商標)熱可塑性樹脂ペレットをマイクロ波で加熱している間、Dreyco(商標)基剤のバルクを温かい状態に維持した。粉末光互変性顔料を溶融熱可塑性樹脂に直接的に添加し、均一に分散するまで混合した。Dreyco(商標)基剤ならびに混合した熱可塑性樹脂および光互変性顔料を合わせ、均一に混合した。マイクロ波または120°Fの水で混合物を定期的に温めて、混合中の軟化状態を確実にした。
【０１４７】
仕上軟化混合物は、付随する生産成形用金型および装置へのインライン移送によって、軟化状態で直接的に使用できるか、または混合物を使用可能部分に分離し、凝固させ、貯蔵、在庫および後の使用のために都合のよいインゴットに予備形成することができた。
【０１４８】
実施例8：低温光ルミネセンスの色/形状/硬化性パテ組成物
組合せた可逆性形状硬化特性を有する光ルミネセンスの色および形状変化性パテ組成物を、ゴム基剤Dreyco(商標)基剤（L.A. Dreyfus Company, Edison NJ）、熱可塑性組成物Protoplast(商標)（WRF/Aquaplast Corporation, Wyckoff NJ）および15wt%粉末光ルミネセンス顔料（Glow Incorporated, Stevern MD）を使用して配合した。
【０１４９】
上記実施例「低温光互変性の色/形状/硬化性パテ組成物」と同様に、バッチを調製した。仕上軟化混合物は、付随する生産成形用金型および装置へのインライン移送によって、軟化状態で直接的に使用できるか、または混合物を使用可能部分に分離し、凝固させ、貯蔵、在庫および後の使用のために都合のよいインゴットに予備形成することができた。
【０１５０】
実施例9：高温熱変色性、光互変性または光ルミネセンスの色/形状/硬化性パテ組成物
組合せた可逆性形状硬化特性を有する熱変色性、光互変性または光ルミネセンスの色および形状変化性パテ組成物を、熱可塑性組成物Protoplast(商標)（WRF/Aquaplast Corporation, Wyckoff NJ）および4wt%粉末熱変色性顔料（Keystone Aniline Corporation, Chicago IL）；4wt%粉末光互変性顔料（Color Change Corporation, Streamwood IL）；または15wt%粉末光ルミネセンス顔料（Grow Incorporated, Stevern MD）を使用して配合した。
【０１５１】
上記実施例「低温熱変色性の色/形状/硬化性パテ組成物」と同様に、バッチを調製した。仕上軟化混合物は、付随する生産成形用金型および装置へのインライン移送によって、軟化状態で直接的に使用できるか、または混合物を使用可能部分に分離し、凝固させ、貯蔵、在庫および後の使用のために都合のよいインゴットに予備形成することができた。
【０１５２】
実施例10：加圧成形光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチックシートおよび表面図柄付き物品
前記実施例「熱変色性の色/形状/記憶プラスチック組成物」、「光互変性の色/形状/記憶プラスチック組成物」または「光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物」に従って、光学効果色/形状/記憶プラスチックバッチを調製した。
【０１５３】
所定量の各光学/形状/記憶プラスチック配合混合物を、軟質半溶融状態にした。溶融所定量を、くっつかない鋳型面に入れた。鋳型面は、最終製品に刻印される表面浮彫模様で模様を付けられているか、または前記表面は、平板作製用の平面であった。内部発熱体を使用して、鋳型を前もって300°Fに温めた。第二予熱鋳型面を、下部取付板面に直接配置し、30トン空気作動プレスで所定位置に配置した。
【０１５４】
作動空気プレスを使用して、半溶融プラスチックを圧縮した。鋳型およびプレスは、上側成形面と下側成形面とが完全接触するように設計した。過剰の溶融プラスチックは、誘導トラフを通って出られるようにした。圧縮は、30秒間の成形サイクルを使用して行うことができた。圧縮後、上部および下部鋳型取付板および圧縮プラスチックを、プレスから取り外し、流水または冷空気流で迅速に冷却させた。鋳型取付板を分離し、成形プラスチック物品を取り出し、トリミングした。
【０１５５】
実施例11：直接加圧成形光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチック構造物
前記実施例「熱変色性の色/形状/記憶プラスチック組成物」、「光互変性の色/形状/記憶プラスチック組成物」または「光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物」に従って、光学効果色/形状/記憶プラスチックバッチを調製した。
【０１５６】
所定量の各光学/形状/記憶プラスチック配合混合物を、軟質半溶融状態にした。上記実施例「加圧成形光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチックシートおよび表面図柄付き物品」のように、溶融所定量をくっつかない鋳型面に入れた。鋳型取付板が下部取付板と正確に重なるように、立体鋳型取付板を機械で作製した。各圧縮構造物全体において、上部取付板と下部取付板の間に25/1000インチの間隔を与えるように、鋳型キャビティを形成した。成形面に流出路を形成して、過剰溶融プラスチックが流出できるようにした。内部発熱体を使用して、金型を前もって300°Fに温めた。鋳型取付板を、30トン空気作動プレスで所定位置に配置した。
【０１５７】
作動空気プレスを使用して、半溶融プラスチックを圧縮した。鋳型およびプレスは、上側成形面と下側成形面とが完全接触するように設計した。過剰の溶融プラスチックは、誘導流出路を通って出られるようにした。圧縮は、30〜60秒間の成形サイクルを使用して行うことができた。圧縮後、上部および下部鋳型取付板および圧縮プラスチックを、プレスから取り外し、流水または冷空気流で迅速に冷却させた。鋳型取付板を分離し、成形プラスチック物品を取り出し、トリミングした。
【０１５８】
人形、顔、キャラクター、ディメンショナルシェイプ(dimensional shape)、アクションフィギュア、アニメフィギュアおよび造形品等を成形用に機械で作製した。重複繰返しの成形品(molded feature)を、機械で鋳型にして、1サイクルにつき最大数の成形品が作製されるようにした。鋳型キャビティに正確に充填するよう注意した。最初に、上部および下部成形部品(mold piece)を、溶融プラスチックに接触させ、圧縮中、所定の速度でゆっくり圧縮して、キャビティ充填を確実にした。
【０１５９】
最終熱成形品は、それらの熱変色活性、光互変活性または光ルミネセンス活性を保持していた。熱成形後、成形品を手によってまたは打抜き法によって切抜きした。最終物品は、使用された代表的シート材料の、完全な、意図した複数形状および光学特性を示した。
【０１６０】
実施例12：平面シートを使用した、熱成形熱変色性の色/形状/記憶変化性プラスチック浴室玩具、フィギュアおよび遊びピース(play piece)
光学効果色/形状/記憶プラスチックシートを、前記実施例「熱変色性の色/形状/記憶プラスチック組成物」、「光互変性の色/形状/記憶プラスチック組成物」または「光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物」、および「加圧成形光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチックシートおよび物品」に従って調製したバッチから作製した。
【０１６１】
平面加圧成形シート（厚さ20/1000インチ）を、標準熱成形法を使用して形成した。熱成形金型は、アルミニウム金型製作素材を使用して機械で作製した。人形、顔、キャラクター、ディメンショナルシェイプ(dimensional shape)、アクションフィギュア、アニメフィギュアおよび造形品等を、成形用に機械で作製した。重複繰返しの成形品を、機械で鋳型にして、1サイクルにつき最大数の成形品が作製されるようにした。4反復ユニット金型(unit mold)を使用して、12インチ×12インチシートを熱成形して、1サイクル当たり4個の成形品を得た。シートを250Fでコンディション調整し、迅速に熱成形して、たるみが生じないようにした。
【０１６２】
最終熱成形品は、それらの熱変色活性、光互変活性または光ルミネセンス活性特性を保持していた。熱成形後、成形品を手またはダイ打抜き法によって切抜きした。最終物品は、使用された代表的シート材料の、完全な、意図した複数形状および光学特性を示した。
【０１６３】
実施例13：複数の形状変化特性、光学的透明度および光拡散特性を有する光輝性ロッド
熱可塑性ポリウレタンEstane(商標)5778（Noveon Corporation, Cleveland OH）を使用して、形状記憶特性を有する平面シート（厚さ2〜8mm；1mm刻みで増加）を作製した。0.01〜0.05wt%微粒マイカ（微光粉末）を添加するかまたは添加せずに光拡散を増加させた。前記実施例「加圧成形光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチックシートおよび表面図柄付き物品」に記載のような平面鋳型形状を使用して、成形を行った。
【０１６４】
平滑な上面および底面を有するシートを作製した。完成シートを、打抜きするかまたはホットナイフで切って、特定シートと同じ厚さのストリップを得た。上面および底面における平滑仕上げと同様の平滑研磨縁を有するように、切片を仕上げした。ストリップを6インチ、8インチ、10インチまたは12インチの長さに切った。様々な強度および焦点の光源を使用したストリップの末端、側面または上面の照射によって、ストリップ全体に一過性の輝きが生じた。低いパーセントの光学効果顔料を含有するストリップは、顔料を含有しないストリップより均一かつ強い輝きを生じた。
【０１６５】
成形品または押出を使用して、他の形を形成した。断面円状、角状、三角形、五角形、六角形または他の幾何学的断面デザインを成形した。それぞれの場合に、指向性ロッドは、それらの形状変化および光学効果を維持した。本質的にあらゆる角度で指向する光を使用して、ロッド型に特徴的な光輝様特性を生じることができた。
【０１６６】
実施例14：形状変化性光学プラスチック品の中を通る光伝送用の照射面
上記実施例「複数の形状変化特性、光学的透明度および光拡散特性を有する光輝性ロッド」において作製した光輝性ロッドで、照射系を構成した。バックライトおよび不透明面カバーを有する照射パッド(illumination pad)を開発した。乾燥状態において光を遮断する屈折率を有する不透明面を設計した。水または屈折率整合媒体で水和した際に、背後から照明を当てられたパネルから光が漏出できた。インデキシング媒体（indexing medium）（水）に接触していた不透明面カバーの領域だけで、光が漏出できた。
【０１６７】
照射は、不透明面カバーに配置した湿潤光輝性ロッドを使用して強化し指向させることができる。湿潤ロッド面は、不透明層からロッドに光を直接的に伝導させ、その結果、ロッドが輝くように見える。形状変化性光輝ロッドは、種々の模様、形状、メッセージおよびデザインに付形し成形できる。形状変化性光輝ロッドは、先ず、所望の平面形態に成形することができる。ロッドの面が湿潤し、不透明暗色化面に配置されている際に、光が、水の屈折率整合によって層に伝送され、ロッドが、成形された所定の形状において、選択的に照射される。
【０１６８】
形状変化性光輝ロッドは、照射パッドに立体リリーフ外観を与える。光学効果は、形状変化性光伝送光輝ロッドを再位置決めまたは再成形することによって調整できる。光輝ロッドは、蛍光色素、光沢材、ロッドの色を変化させるための光学透明度を有する色素、暗がりで光る顔料、および真珠光沢顔料等を包含する種々の光学成分と共に使用できる。
【０１６９】
実施例15：延伸光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチックストランド、フィラメントおよび人形頭髪
光学効果色/形状/記憶プラスチックバッチを、前記実施例「熱変色性色/形状/記憶プラスチック組成物」、「光互変性色/形状/記憶プラスチック組成物」または「光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物」に従って調製した。
【０１７０】
所定量の各光学/形状/記憶プラスチック配合混合物を、温度制御加熱ジャケットにおいて軟質半溶融状態にした。均一な粘度および混合を確実にするように、温度を調節した。溶融混合物を300°F〜350°Fに維持した。先ず混合物面に接触し、フィラメントをスピンドルに引っ張り、スピンドルがフィラメントを引き取るように一定回転速度を維持することによって、繊維を混合物から引き出した。スピンドルを、溶融プラスチック面から定距離（3フィート）に維持した。その距離は、スピンドルに束ねるためにプラスチックを硬化するのに充分な時間を与えた。一般に、引き取り速度は10〜100フィート/分に維持された。引き取り速度、溶融温度、冷却距離および関連パラメータは、細いまたは太いストランド、フィラメントまたは頭髪製品を製造するように調節できた。
【０１７１】
最終延伸フィラメント組成物は、その熱変色活性、光互変活性または光ルミネセンス活性を保持していた。成形後、フィラメント物品を束ね、人形頭髪用にカットし、プラスチック人形頭部に植え付けるために巻き戻しするか、または種々の玩具用途に保存した。完成フィラメントおよび頭髪物品は、使用した代表的シート材料の、意図した完全な複数の形状および光学特性を示した。
【０１７２】
光学硬化熱変色性、光互変性、光ルミネセンスのストランド、フィラメントおよび人形頭髪組成物の物理的特性は、特定用途のために改質することができた。例えば、増加した引張り強度を付与する他のプラスチックを添加して、人形頭髪植え付け過程における付加的安定性を与えることができた。潤滑剤を添加して、ストランド同士の粘着を減少させることができた。加工、製造および官能性に関係した他の物理的特性は、目的とする用途によって調整することができる。
【０１７３】
実施例16：光学効果熱変色性、光互変性または光ルミネセンスの色/形状/記憶変化特性を有する砂/プラスチック組成物
光学効果色/形状/記憶プラスチックバッチを、前記実施例「熱変色性色/形状/記憶プラスチック組成物」、「光互変性色/形状/記憶プラスチック組成物」または「光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物」に従って調製した。
【０１７４】
所定量の各光学/形状/記憶プラスチック配合混合物を、温度制御加熱ジャケットにおいて軟質半溶融状態にした。洗浄した細粒砂を、全容量の1vol%〜50vol%で添加した。砂をゆっくり添加し、充分に混合して、全ての砂微粒子が熱可塑性性組成物で完全に覆われるようにした。
【０１７５】
最終組成物は、その熱変色活性、光互変活性または光ルミネセンス活性を保持していた。添加した砂は、ざらざら仕上げを付与した。被包された砂は、被包しているプラスチックまたは光変化性物質の特性に不利な影響を与えなかった。形成後、所定量の最終配合物を、前記実施例「加圧成形光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチックシートおよび表面図柄付き物品」と同様の成形用途に使用するために配分した。
【０１７６】
実施例17：インプレッション(impression)形成用途用の容器入り熱変色性、光互変性および光ルミネセンスの低温色/形状/記憶パテ
ビニル容器入り低温パテを、再形成可能な色変化性成形パッドとして開発した。低温色/形状/記憶パテを、前記実施例「低温光互変性の色/形状/硬化性パテ組成物」、「低温熱変色性の色/形状/硬化性パテ組成物」および「低温光ルミネセンスの色/形状/硬化性パテ組成物」のように調製した。
【０１７７】
Dreyco(商標)ゴム基剤および色変化性物質だけを使用して組成物を調製し、熱可塑性樹脂Protoplast(商標)は使用しなかった。熱可塑性樹脂を使用せずにパテ組成物を調製して、熱可塑性樹脂を使用した例（110〜120°F）よりかなり低い温度のパテ形態（90〜100°F）を得た。硬化した色/形状/記憶パテ品（25g）を、部分的に熱融着したビニルパウチ（厚さ10/1000インチの透明柔軟性ビニル素材）に入れた。パウチを3辺でシールした。パテを温め、捕捉空気を防止するためにパウチ全体に均一に広げ、次に、ビニルパウチラミネートの中に完全に熱融着した。最終充填パウチを平らにし、室温に冷却した。最終サイズは、厚さ約3mmおよび10x10cmの正方形の平面形状であった。
【０１７８】
最終容器入りパテ組成物は、加温および冷却の際に、その熱変色活性、光互変活性または光ルミネセンス活性ならびに形状記憶特性を保持していた。インプレッション形成は、充填封止パウチを、マイクロ波または温水（100°Fで3分間）で温めることによって行われた。充填平面パウチを手または成形用具で加圧して形模様を形成した際に、インプレッションが得られた。取り出した色変化パテは、インプレッション領域に明瞭なウインドーを残した。冷却後、インプレッション領域はその成形形態を保持し、周囲パテ充填領域は元の可逆性色変化状態に戻った。その成形品は、継続的なインプレッション形成および使用に、充分に再使用可能および再成形可能であることが見出された。
【０１７９】
様々なインプレッション形成品を使用して、以下のものを包含する所定の造形品を作製した：動物造形品、昆虫造形品、顔、フィギュア、数字、文字、メッセージ、絵、図形、サイン、記号、ストリーボード、アニメ、アニメキャラクターおよび様々なブランド品および非ブランド品。最終インプレッションは、遊びおよび使用中に、変化させることができるかまたは再形成できた。
【０１８０】
実施例18：容器入り熱変色性、光互変性または光ルミネセンスの粘性色/形状/記憶液体および書く方法
熱変色性、光互変性または光ルミネセンス光学効果顔料および粘性水溶液を含有する透明ビニル容器入り粘性液体を、ライティング、メッセージおよびアクティビティユニットとして調製した。2.5wt%粉末熱変形性顔料（Keystone Aniline Corporation, Chicago IL）を、熱変形タイプに使用した。3wt%粉末光互変性顔料（Color Change Corporation, Streamwood IL）を、光互変タイプに使用した。10wt%粉末光ルミネセンス顔料（Glow Incorporated, Severn MD）を、暗がりで光るタイプに使用した。微粉コーンスターチを使用してタイトレートした(titrated)濃厚水溶液を使用して、粘性水溶液を調製した。
【０１８１】
コーンスターチおよび水の調節流動粘性混合物を含有する溶液を、熱変色性顔料、光互変性顔料または光ルミネセンス顔料の粉末形態と混合した。混合物を、3辺でシールされた透明柔軟性ビニルパウチに入れた（液体約20mL、厚さ10/1000インチの透明柔軟性ビニル）。パウチから空気を除去し、標準包装ヒートシーラーを使用して完全密封した。
【０１８２】
最終の容器入り熱変色性、光互変性および光ルミネセンス粘性溶液は、それぞれ、それらの全ての光学特性を保持していた。容器入り溶液は、加圧するかまたは曲げた場合に、形状変化可能な可撓性および展性を保持していた。変形および動揺させずにさらに置いた後(after distortion and left further un-perturbed)、パウチの原形は元の平面形態にゆっくり戻った。光学変化タイプは、数分間で現れて消えるようにすることができるメッセージ、記号、および標識等を形成したり書いたりするのに都合のよい面を与えた。例えば、光互変性容器入りタイプは、400ナノメートル発光ダイオードペンライトを使用して都合よく書くことができた。容器入りタイプの表面上をペンライトが通ると共に、書いたものが直ぐに現れる。形状を変化させるかまたはパウチ表面をゆがめることによって、書いたものは、1〜2分以内または直ぐに消える。いずれの場合も、方法および容器は、完全に元に戻り、意図的に再使用することができる。
【０１８３】
実施例19：前もって成形したプラスチック人形頭部における、色/形状/記憶パテ積層コーティング
高温熱変形性、光互変性または光ルミネセンスの色/形状/硬化性パテを含有する成形可能コーティング/ラミネーティング層を、予備成形プラスチック人形頭部に適用した。前記実施例「高温熱変色性、光互変性または光ルミネセンスの色/形状/硬化性パテ組成物」に記載の色/形状/硬化性パテを使用して、被覆剤を調製した。
【０１８４】
長さ5インチのプラスチック人形頭部を、高温色/形状/記憶パテの加熱可撓性シートを使用して、圧縮積層した。シートを0.24インチの厚さにした。ホットプレスシートを、人形の顔の正確な輪郭に合わせた。パテ組成物の溶融転移温度より低い温度に冷却した際に、プラスチックパテが硬化して、剛性プラスチック特性を示した。ヘアドライヤー、熱水、またはマイクロ波で加熱した際に、溶融転移温度より高い温度でパテが軟化し、変色し、可撓性パテ様特性を示した。可撓状態において、パテ積層品を成形し、変形し、再輪郭付けして、新しい人形の顔の外観を得ることができる。冷却後、変色が元に戻り、パテが硬化して最終的な顔の外観を得た。
【０１８５】
実施例20：光学/形状/記憶変化性プラスチック被覆インプレッション形成フォームおよびスポンジ
光学効果色/形状/記憶プラスチックバッチを、前記実施例「熱変色性色/形状/記憶プラスチック組成物」、「光互変性色/形状/記憶プラスチック組成物」または「光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物」に従って調製した。光学/形状/記憶フォームおよびスポンジの形成用のプラスチックシートを、前記実施例「加圧成形光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチックシートおよび表面図柄付き物品」のように作製した。
【０１８６】
光学効果色/形状/記憶プラスチックの薄いシートを、独立気泡フォームおよび連続気泡フォームおよびスポンジの両方に加熱積層した。第一下部シートをTeflon被覆パンに載せた。長方形のフォームまたはスポンジ切片をシートの中央に載せた。第二切片をスポンジ切片の上に同じく中央に載せた。上部シートがスポンジを均一に覆って、サンドイッチ状物の下部シートに接触するまで、サンドイッチ状物を300°Fで10分間加熱した。溶融上部シートが下部シートに融着し、下部シートに永久的にプレス融合されて、スポンジのまわりに気密シールが形成された。過剰シート材料をトリミングして、完全に封入されたスポンジまたはフォーム物品を形成した。
【０１８７】
室温またはそれ以下で、封入被覆フォーム品は硬質であり、単色状態(one colored state)であった。前記物品を、温かい水道水またはヘアドライヤーからの温かい空気で加熱した際に、前記物品は封入されたスポンジのスポンジ様特性を示した。前記物品を新しい形状で冷却した場合に、様々なインプレッション、変形および彫刻形状を硬化させることができた。熱変色性、光互変性、光ルミネセンス顔料に予期された全ての光学特性および効果が保持され、熱サイクルにおいて完全に可逆性であった。形状変化性の再構成または成形インプレッションは、物品を再び加温した際に完全に可逆性であった。内在化させたスポンジまたはフォーム材料は、加温された際に、元の成形長方形形態への急激なスプリングバックを生じた。
【０１８８】
実施例21：色/形状/記憶パテおよびプラスチックからなる一般的補修、修理、固定、復元および多目的組成物：
光学効果色/形状/記憶プラスチックバッチを、前記実施例「熱変色性色/形状/記憶プラスチック組成物」、「光互変性色/形状/記憶プラスチック組成物」または「光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物」に従って調製した。高温パテを、前記実施例「高温熱変色性、光互変性または光ルミネセンスの色/形状/硬化性パテ組成物」に従って作製した。使用者が熱傷または火傷しないようにする安全メカニズムとして使用できるようにパテまたはプラスチックの転移温度で変色させるために、熱変色性着色剤を選択した。
【０１８９】
パテおよびプラスチックは、補修、接続、取付け、固定、保持具作製、嵌合、補強、濃厚化、変更；または付加された支持、強度または物品が必要とした関連強化から利益を得た家庭用品およびそれ以外の物品の強化；に使用できた。パテおよびプラスチックの両方が、特定の用途に合うように好都合な外形にでき適合させることができた。熱変色性効果は、火傷および熱傷を防止するのに特に有用であった。製作時間についての情報を提供する内部ガイドとしても有用であった。色が変化しはじめると共に、色の変化は、製作時間がほぼ終了したことを示した。
【０１９０】
実施例22：成形可能な形状変化特性を有する熱変色性二成分エポキシ
二成分5分エポキシを、ジアセチレン系モノマービス-2,2’-エチレン-(5,7-テトラデカジイン酸)ジアミドから生成した熱変色性ビス-ポリジアセチレン化合物で改質した。前記ジアセチレン系モノマーを室温（紫外線、254ナノメートル）で赤紫色に重合し、細粉として調製した。二成分5分エポキシの硬化性溶液（Devcon Corp. Danvers, MA）を2wt%のポリジアセチレン系粉末で着色した。混合物は室温で濃い赤紫色になった。熱変色性に着色した硬化成分は、通常条件下に長時間（1年より長い期間）安定な状態のままであった。
【０１９１】
色/形状/記憶エポキシプラスチックを、25%の着色硬化成分から50%までの着色硬化成分を75%のエポキシ成分〜50%のエポキシ成分へそれぞれ混合することによって調製した。50%未満の硬化成分を含有する組成物を使用して、より軟質、より感温性の形状変化性プラスチックを調製した。全ての場合に、エポキシ混合物は5〜10分以内に硬化した。熱変色性材料は、硬化段階の間、および混合直後に、発熱反応により、高い温度を示した。熱変色性材料は、5分間の時間枠の直前に、橙黄色への最も明るい着色を示し、これは、エポキシが今にも硬化しようとしており、硬化するまでに残っている製作時間が30秒未満であることを示した。硬化した熱変色性エポキシは、可逆性加熱および冷却サイクルの際に、優れた色および形状変化特性を示した。
【０１９２】
実施例23：ストリップ、ロッド、レース、タイルおよび打抜き造形品およびフィギュアを包含する、印刷された熱変色性の色/形状/記憶プラスチック打抜き玩具成形品
熱可塑性ポリウレタン（Rohm and Haas Corp., Philadelphia, PA）を使用して、組合せ形状記憶特性および可逆性熱変色性印刷物を有する形状変化性プラスチック組成物を配合した。180メッシュシルクスクリーンおよび紫外線硬化性熱変色性インキ（Matsui International Inc., Garena, CA）を使用して、画像、メッセージ、記号、キャラクター、アニメキャラクター、フィギュア、グラフィックおよび印刷情報を、スクリーン印刷した。
【０１９３】
厚さ0.01インチ、0.02インチ、0.03インチ、0.04インチ、0.06インチ、0.08インチ、0.1インチおよび0.2インチの形状変化性プラスチックシートを、前記実施例「熱変色性の色/形状/記憶プラスチック組成物」および「加圧成形光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチックシートおよび表面図柄付き物品」のように製造した。熱変色性紫外線硬化インキおよび硬化用の1200ワット/インチ平方の中圧水銀ランプを使用して、平板な12インチx12インチシートにスクリーン印刷した。様々な画像タイプを、低温（10℃、15℃および20℃可逆性熱変色性インキ）または高温（25℃、27℃、29℃、31℃、35℃、37℃のおよびそれより高い温度の可逆性熱変色性インキ）の両方を使用して印刷した。印刷したシート/画像は、予期された全範囲の完全形状および色変化特性を保持していた。
【０１９４】
実施例24：歯ブラシ、結びひも(tie string)/フック、玩具コネクター、写真立て、ヘアバンド、プラスチック家庭用品、折りたたみ式カップおよび皿を包含する成形品用の色/形状/記憶プラスチック
光学効果色/形状/記憶プラスチックバッチを、前記実施例「熱変色性色/形状/記憶プラスチック組成物」、「光互変性色/形状/記憶プラスチック組成物」または「光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物」に従って調製した。熱可塑性ウレタンを使用した（Rohm and Haas Corp., Philadelphia, PAまたはNoveon Corporation, Cleveland OH）。種々の供給源からの熱変色性および光互変性顔料を使用することができた（Color Change Corporation, Streamwool IL, Keystone Aniline Corporation, Chicago IL, B&H Colour Change Limited, London England）。
【０１９５】
成形は、前記実施例「直接加圧成形光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチック構造物」に記載の方法を使用して行った。加工した形物を、打抜きおよび/またはトリミングした。初期成形形状を硬化し、標準品とした。歪んだ一過性の形状は、製品の発売および販売前に工場で、または製品の購入者または使用者によって使用中に、設定することができた。新しい形状を設定するために、成形品を温め、ゆがめ、次に、冷やした。設定形状は、成形品を再び温めてその元の成形形状に戻すまで維持された。成形品の全ての熱変色性、光互変性または他の色および形状変化可逆特性が維持された。
【０１９６】
実施例25：熱変色性、光互変性、光ルミネセンス/形状変化性鉛筆およびペン
光学効果色/形状/記憶プラスチックバッチを、前記実施例「熱変色性色/形状/記憶プラスチック組成物」、「光互変性色/形状/記憶プラスチック組成物」または「光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物」に従って調製した。熱可塑性ウレタンを使用した（Rohm and Haas Corp., Philadelphia, PAまたはNoveon Corporation, Cleveland OH）。種々の供給源からの熱変色性および光互変性顔料を使用することができた（Color Change Corporation, Streamwool IL, Keystone Aniline Corporation, Chicago IL, B&H Colour Change Limited, London England）。軟質芯グラファイト(lead graphite)を、色/形状および記憶鉛筆に使用した。一般的なボールペンプラスチック挿入物を、色/形状および記憶変化性ペンに使用した。
【０１９７】
標準押出法を使用して、光学効果色/形状/記憶変化性プラスチックの管状押出ロッドを作製した。軟質鉛筆芯およびインキペン挿入物直径（それぞれ2mmおよび3mm）に適合するように口径を形成した。ロッド全体の外径を6mmに維持した。鉛筆は、軟質芯を中空プラスチック管に挿入し、消しゴムを収容する金属波形(crimp)を付加し、仕上げのために最終加熱圧縮することによって組み立てた。ペンは、ボールペン挿入物取付け用の金属ホルダーを差し込み、ペン軸の末端に穴を開けたキャップ(vented cap)を配置することによって組み立てた。いずれの場合も、組み立てたペンおよび鉛筆は、調製した配合色/形状/記憶プラスチックの予期された全ての色、形状および記憶特性を示した。比例した色変化が、形状変化に付随した。
【０１９８】
実施例25：高い調理温度に反応して同時または逐次に色および形状変化を示す多重反応性色/形状/記憶変化要素
熱変色性の色変化および熱誘導性の形状変化によって、調理温度を同時に知らせる調理器を開発した。基剤ナイロン材料を25%で熱可塑性形状変化性材料Estane(商標)5778と配合した熱可塑性組成物を調製した。高温可逆性熱変色性色素を調製し、プラスチック組成物に配合した。
【０１９９】
組成物を平面スライスド円板形態に成形した。熱的加熱の際に、円板ブレード(disc blade)が上向きに曲がって、囲われた空洞を形成した。組成物が閉鎖空洞形状になった。加熱および温度監視の際、高温(300°F)に1時間の暴露後に、構成組成物が熱変色可逆性および形状変化特性の両方を示した。色および形状変化の二重効果が、所定温度に達した際の、便利な視覚識別を可能にする。色および形状変化の二重効果は、所定温度に達したことを確認する確信的確認法を提供する。
【０２００】
実施例26：軟質の色/形状/記憶変化性熱可塑性パテを基剤とする高性能歯科用ナイトガード装置
33wt% Protoplast(商標)（WRF Aquaplast Corp.）、66.8wt%ポリビニルアセテートEvatane(商標)33-400（Atofina Chemicals, Inc. Philadelphia, PA）、およびジアセチレン系モノマービス-2,2’-エチレン-(6,8-ノナデカジイン酸)ジアミドから生成した0.2wt%熱変色性ビス-ポリジアセチレン系化合物を含有する熱可塑性混合物を調製した。前記ジアセチレン系モノマーは、室温（紫外線、254ナノメートル）で藍色に重合し、細粉として調製した。先ず、熱可塑性組成物を200°Fに加熱し、ブレンドした。ブレンドし、160°Fに冷却した後、熱変色性ビスポリジアセチレンを粉末形態で添加し、均一に混合した。色/形状/記憶複合物は、高温（150〜155°F）での優れた歯科用印象形成特性、ならびに組み込まれた熱変色性物質によって示される材料の充分な軟化を示す熱変色性表示を示した。
【０２０１】
厚さ30/1000、40/1000、50/1000または60/1000の熱成形可能なプラスチックを使用して、歯科用トレーを熱成形した。上顎鋳型を、中度咬合に適合するように作製した。ポリビニルクロリド、ポリカーボネート、高密度ポリプロピレンおよびDelrin(商標)を、トレー成形用プラスチックとして使用した。薄いトレーデザインを使用した（深さ0.25インチ）。熱可塑性色/形状/記憶組成物をマイクロ波によって160°Fに加熱し、トレーの深さを完全に充填した。充填されたトレーを、使用前に室温に冷却した。熱変色性材料は、軟化温度に極めてよく適合した。準備できた場合に、デバイスは濃い赤色になる。明るい橙色は材料が熱すぎることを示した。紫色は硬化/冷却を示し、青色は完全硬化を示した。
【０２０２】
使用のために、平ナベ(pan)に入れた水を155°Fに加熱した。プラスチックトレーを下（熱材料を上）にしてサンプルを入れた。試料は、紫色から濃い赤色になり、次に、ほぼ1分で赤色になる。1分の時点で、歯科用印象の作製のために試料を直ぐに湯から取り出した。軽度〜中度の咬合が必要とされるだけである。硬化は、試料を2〜3分間口に保持することを必要とする。硬化時間中、口一杯の冷たい水道水を3回交換した(3 mouthfuls of cool tap water were exchanged)。サンプルは、多数回、再成形でき再使用できた。最終成形トレーは、優れた緩衝特性を示した。
【０２０３】
実施例27：中度軟質の色/形状/記憶変化性熱可塑性パテを基剤とする高性能歯科用ナイトガード装置
49wt% Protoplast(商標)（WRF Aquaplast Corp.）、49wt%ポリビニルアセテートEvatane(商標)33-400（Atofina Chemicals, Inc. Philadelphia, PA）、および2wt%熱変色性着色剤（60℃可逆性熱変色性顔料、B&H Colour Change Limited, London England）含有する熱可塑性混合物を調製した。先ず、熱可塑性組成物を200°Fに加熱し、ブレンドした。ブレンドし、160°Fに冷却した後、熱変色性顔料を粉末形態で添加し、均一に混合した。色/形状/記憶複合物は、高温（150〜155°F）での優れた歯科用印象形成特性、ならびに組み込まれた熱変色性物質によって示される材料の充分な軟化を示す熱変色性表示を示した。
【０２０４】
厚さ30/1000、40/1000、50/1000または60/1000の熱成形可能なプラスチックを使用して、歯科用トレーを熱成形した。上顎鋳型を、中度咬合に適合するように作製した。ポリビニルクロリド、ポリカーボネート、高密度ポリプロピレンおよびDelrin(商標)を、トレー成形用プラスチックとして使用した。薄いトレーデザインを使用した（深さ0.25インチ）。熱可塑性色/形状/記憶組成物をマイクロ波によって160°Fに加熱し、トレーの深さを完全に充填した。充填されたトレーを、使用前に室温に冷却した。熱変色性材料は、軟化温度に極めてよく適合した。準備できた場合に、デバイスは濃い赤色になる。明るい橙色は材料が熱すぎることを示した。紫色は硬化/冷却を示し、青色は完全硬化を示した。
【０２０５】
使用のために、平ナベに入れた水を155°Fに加熱した。プラスチックトレーを下（熱材料を上）にしてサンプルを入れた。試料は、1分の時点で、濃い青色から明るいオフホワイトになり、歯科用印象の作製のために試料を直ぐに湯から取り出した。軽度〜中度の咬合が必要とされるだけである。硬化は、試料を2〜3分間口に保持することを必要とする。硬化時間中、口一杯の冷たい水道水を3回交換した。サンプルは、多数回、再成形でき再使用できた。最終成形トレーは、優れた緩衝特性および中度剛性を示した。
【０２０６】
実施例28：硬質の色/形状/記憶変化性熱可塑性パテを基剤とする高性能歯科用ナイトガード装置
66wt% Protoplast(商標)（WRF Aquaplast Corp.）、32wt%ポリビニルアセテートEvatane(商標)33-400（Atofina Chemicals, Inc. Philadelphia, PA）、および2wt%熱変色性着色剤（60℃可逆性熱変色性顔料、B&H Colour Change Limited, London England）含有する熱可塑性混合物を調製した。先ず、熱可塑性組成物を200°Fに加熱し、ブレンドした。ブレンドし、160°Fに冷却した後、熱変色性顔料を粉末形態で添加し、均一に混合した。色/形状/記憶複合物は、高温（150〜155°F）での優れた歯科用印象形成特性、ならびに組み込まれた熱変色性物質によって示される材料の充分な軟化を示す熱変色性表示を示した。
【０２０７】
厚さ30/1000、40/1000、50/1000または60/1000の熱成形可能なプラスチックを使用して、歯科用トレーを熱成形した。上顎鋳型を、中度咬合に適合するように作製した。ポリビニルクロリド、ポリカーボネート、高密度ポリプロピレンおよびDelrin(商標)を、トレー成形用プラスチックとして使用した。薄いトレーデザインを使用した（深さ0.25インチ）。熱可塑性色/形状/記憶組成物をマイクロ波によって160°Fに加熱し、トレーの深さを完全に充填した。充填されたトレーを、使用前に室温に冷却した。熱変色性材料は、軟化温度に極めてよく適合した。準備できた場合に、デバイスは濃い赤色になる。明るい橙色は材料が熱すぎることを示した。紫色は硬化/冷却を示し、青色は完全硬化を示した。
【０２０８】
使用のために、平ナベに入れた水を155°Fに加熱した。プラスチックトレーを下（熱材料を上）にしてサンプルを入れた。試料は、1分の時点で、濃い青色から明るいオフホワイトになり、歯科用印象の作製のために試料を直ぐに湯から取り出した。軽度〜中度の咬合が必要とされるだけである。硬化は、試料を2〜3分間口に保持することを必要とする。硬化時間中、口一杯の冷たい水道水を3回交換した。サンプルは、多数回、再成形でき再使用できた。最終成形トレーは、優れた緩衝特性および中度剛性を示した。
【０２０９】
実施例29：形状および色変化要素を有する料理用温度計
予報形状記憶を有する挿入可能な料理用温度計は、先ず、調理が進行中であることを料理する人に知らせる。形状変化が起きた場合に、料理する人は、調理がほぼ終了する場合を正確に知らせる所定時までに、温度計を取り除くように注意を喚起される。温度計は、調理されている食品の火の通り具合の正確な程度を示す色変化要素も有している。
【０２１０】
温度計は、予め設定された状態から元の成形状態への形状変化を受ける都合のよい形状記憶プラスチックを使用して成形することができる。成形品を構成する組成物は、高温への所定の暴露時間によって決められる。例えば、300°F〜450°Fの温度で、特定形状を30分間、60分間または90分間保持することができる組成物を使用し得る。成形された形状は、高温で再形成され、迅速に冷却されて、室温、および所望調理温度より低い温度で、変形した一過性形状を有することができる。特定の時間および温度で加熱した際に、予め設定された変形形状が元の成形形状に回復する。回復は、調理終了前に起こるように設計することができ、それによって、形状変化事象を、調理が進行中であり終了していないことを示す前表示として使用することができる。
【０２１１】
変形した予め設定された形状から元の成形形状への形状変化の完全回復時に、料理する人は、調理の終了時をより正確に決定する温度計を使用するよう注意を喚起される。温度計は、形状変化末端の遠位において温度特異的熱変色性物質を含有してよい。従って、その装置は、火の通り具合を示す形状変化性前表示器である1つの末端、および正確な火の通り具合を示す正確な感温性色変化要素を有するもう1つの末端を有し得る。
【０２１２】
使用に関して、温度計を、調理前に、調理される食品に挿入する。挿入末端は、食品の火の通り具合を正確に決定するのに必要な熱変色性物質を有する。装置は、調理中、食品中に保持される。調理が進むと共に、かつ、調理終了前の所定時に、食品から突き出た形状変化末端が可視的に形状を変化させる。形状変化が明らかになった場合に、装置は、調理されている食品からそれを抜くことによって温度計として使用できる。食品から温度計を抜いた初期時点で調理が終了している場合、色変化が明らかである。食品がまだ調理し終えていない場合、色変化は調理が未終了であることを示す。温度計末端は、同じ位置に再挿入することができ、それによって調理を再チェックすることができる。料理する人は、色変化および調理が終了するまで、出来具合をチェックし続けることができる。
【０２１３】
その他の用途：
その他の様々な例は、以下を包含するが、それに限定されるわけではない：カスタマイズパテ歯ブラシホルダー、注文製作防弾服、注文製作の鉛筆およびペン用指配置器具；および/または海岸、砂浜および裏庭での遊びおよび活動用の熱変色性の色/形状/記憶戸外遊具；動物、人、昆虫、花、建築物、骨格、料理、宝石を包含する製作および遊びセット、および色/形状/記憶プラスチック品を使用する種々の遊びセット；種々の玩具および家庭用途用の汎用コネクタ；色/形状/記憶プラスチックで製作した立体パズルピース；相互作用的色/形状/記憶プラスチック包装および実物宣伝；同時二重温度反応自動車用子供安全装置；折りたたみ式水容器、液体容器、再使用可能折りたたみ式/形成可能な保存容器、ならびに多くの同時または逐次的な光学、色および形状変化性要素から恩典を受ける他の種々の製品および物品。
【０２１４】
本発明は、以下を包含する多くの利点を提供する。
【０２１５】
光学変化、色変化、形状変化、形状記憶および状態変化を可能にする多くの要素を有する複合組成物は、多種多様な多目的用途、娯楽用途、学習用途、教育用途、整形外科用途、建設用途、住宅建設用途、包装用途、遊び用途を見出し、そのような用途は、以下のものを包含するが、それに限定されるわけではない：「作って遊ぶ」キット、玩具、アクションフィギュア、人形、人形のアクセサリー、人形頭髪取付け部品、植え込める人形頭髪、ゲーム、パズル、既存または将来の他の製品と接続するコネクタ、宝石、美術品および工芸用具、組み立て用具、建築用具、補修用具、家庭用品、小売品、包装用品、ディスプレイおよび宣伝用品、防弾服、補装具および補装具付属品、運動用具、例えば、スキー板、ボールおよび他のスポーツ用品、ハードウエア使用、装具、マウスピース、マウスガード、接着剤、履物、衣類、調理および火の通り具合の報知を包含する種々の用途用の多反応温度監視、ならびに他の消費者、軍隊、工業および商業製品。
【０２１６】
単独の形状または色変化は、魅力的であることが認識されているが、色および形状変化の両特性を有する新規材料の「魔法のような魅力」にはかなり劣る。子供は、色/形状/記憶組成物を使用して作製した単純および複雑な形および物品に興味を示している。同時の色および形状変化、または互いに誘導し合う色または形状変化は、興味のもたれるものである。色/形状/記憶組成物を使用するプレイパターン(play pattern)は、形を次々に渡していき、それが子供一人一人で変化することによって、個人個人でまたはグループで行うことができる。様々な新しい遊びが可能になる。最終の色および対応する形状変化は、感動的、かつ所定温度範囲にすべきである。子供は単純なものを好むが、色/形状/記憶材料で作製した完成玩具に関心を示す。男児および女児のどちらも同様に興味を示すが、色/形状/記憶組成物を基剤とする種々の所望のプレイパターン、玩具および遊戯品を、幼児および乳児またはティーンエイジャーおよびヤングアダルト用にデザインすることができる。学校および学習センターは、色/形状/記憶材料を含む学習玩具および用品への用途を見出し得る。
【０２１７】
複合光学的色/形状/記憶組成物は、特定用途に望ましい一連の特徴を有し得る。それらは、純粋にプラスチック様の特性、純粋にパテ様の特性、または同じ組成物内に特性の混成を有することができる。関心の持たれる市場用途、加工特徴、経費検討および製品仕様が、製造される物品を構成する最終組成物にどの可能要素および物理的特性を使用するかを決定する。
【０２１８】
従って、本発明は当技術分野に有意な貢献をする。
【０２１９】
本発明を、その具体的態様に関して説明したが、本発明の真意および範囲を逸脱せずに、種々の加えることができ、同等物で置き換えることができるものと当業者に理解されるべきである。さらに、特定の状況、材料、目的とする組成物、方法、工程段階を、本発明の目的、意図および範囲に適合させるために、多くの変更を加えてもよい。全てのそのような変更は、特許請求の範囲内であるものとする。
【背景技術】
【０００１】
関連出願の相互参照
米国特許法§119(e)によって、本出願は、2003年9月17日に出願された米国仮特許出願第60/504,180号の優先権を主張し、前記出願の開示は参照により本明細書に組み入れられる。
【０００２】
序論
発明の背景
複合材料は、互いに異なる成分から構成された構造物または存在物（entity）である。種々のタイプの複合材料が開発され、多種多様な用途に使用されている。複合材料の実用性により、新規複合材料の開発に常に関心が持たれている。
【０００３】
関連文献
例えば、米国特許第4,950,258号、同第5,665,822号、同第5,918,981号、同第6,465,791号、同第6,612,739号、同第6,669,444号、同第6,675,610号、同第6,740,094号、同第6,759,481号、同第6,720,402号、同第6,790,395号および同第6,790,916号を参照。
【発明の開示】
【０００４】
発明の概要
本発明は、適用された刺激に反応して変化を受ける形状変化性成分および光学的変化性成分を含む複合材料を提供する。本形状変化性材料を含有する物品、ならびにその製造法および使用法も提供する。
【０００５】
従って、本発明の態様は、複数成分固有複合材料に関係し、前記複合材料は、形状、記憶および構造適合組成物、ならびに複数の独立した変色および/または光学シフト組成物、例えば、熱変色性、写真用、光互変性、タクトクロミック(tactochromic)、ソルベートクロミック(solvate chromic)、pH感受性指示変色性物質、光ルミネセンス材料、真珠光沢材料、複屈折材料、光学導波/導光および/または関連材料を有し、それらを組み合わせている。複数成分固有複合組成物は、独特に、かつ所定の様式で、同時または逐次に、形状および光学/可視変化を受けることができる。構成組成物および態様は、それらが暴露された環境条件を感知し、報知し(report)、反応することができる。
【０００６】
複数成分複合の形状/記憶/色の光学シフト/変化性材料は、同時にまたは所定のヒステレシスで、温度のような環境パラメータに反応して、その光学特性も瞬時に変化させながら形状を変化させる新規多重作用を示す。組み合わせた形状および光学シフト成分は、単独の色変化性材料または形状変化性材料と比較して、新規かつ独特な特徴、特性、作用、使用法、娯楽価値(play-value)、新規性および有用性を提供する。
【０００７】
具体的態様の説明
本発明は、適用された刺激に反応して変化を受ける形状変化性成分および光学変化性成分を含む複合材料を提供する。本形状変化性材料を含有する物品、およびその製造法および使用法も提供する。
【０００８】
本発明をさらに説明する前に、本発明は、記載される具体的態様に限定されず、従って、当然、変更し得るものと理解すべきである。さらに、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ限定される故に、本明細書において使用される用語は、具体的態様の説明を目的とするにすぎず、限定するものではないと理解すべきである。
【０００９】
数値の範囲が示されている場合、特に指定されなければ下限の単位の小数第1位までの、その範囲の上限と下限の間の、かつその指定範囲における任意の他の指定されたまたは介在する数値である各介在値（intervening value）が、本発明の範囲に含まれるものと理解される。これらのより狭い範囲の上限および下限は、指定範囲における任意の特定除外限度を条件として、独立して、より狭い範囲に含まれてよく、これらも本発明の範囲に含まれる。指定範囲が一方または両方の限度を含む場合、それら包含される限度の一方または両方を除外する範囲も本発明に含まれる。
【００１０】
本明細書に記載する方法は、記載されている事象順序は言うまでもなく、論理的に可能な、記載事象の任意順序で行ってもよい。
【００１１】
特に指定しなければ、本明細書において使用されている全ての技術用語および科学用語は、本発明に属する当業者に一般に理解されているのと同様の意味を有する。本明細書に記載するものに類似した、または相当する任意の方法および材料も、本発明の実施または試験に使用できるが、好ましい方法および材料を以下に記載する。
【００１２】
本明細書に記載する全ての刊行物は、前記刊行物が引用されている方法および/または材料を開示し説明するために、参照により本明細書に組み入れられる。
【００１３】
本明細書および添付の特許請求の範囲において使用されているように、単数形「1つの（a）」、「1つの（an）」および「その（the）」は、特に指定されなければ、複数の指示対象を含むことを注目しなければならない。特許請求の範囲は、任意選択成分を除くように記載し得ることにも注目すべきである。従って、この記述は、請求請求の範囲の要素の記載に関する「単独で」、「唯一つの」というような排他的用語の使用、または「否定的」限定の使用のための前提としての役割をするものである。
【００１４】
本明細書に記載される刊行物は、本出願の出願日前のそれらの開示についてのみ提供される。本発明が、先行発明によって、そのような刊行物に先行する権利がないことを認めるものと決して解釈すべきではない。さらに、示されている刊行物の日付は、実際の発行日と異なる場合もあり、その日付を個別に確認することが必要な場合もある。
【００１５】
先に概説したように、本発明は、形状変化性成分および色変化性成分を含有する複合材料、ならびに、本複合材料を含有する物品、ならびにその製造法および使用法を提供する。本発明の種々の局面をさらに記載する場合、先ず、複合材料についてより詳しく記載し、次に、代表的物品およびその使用法について記載する。
【００１６】
複合材料
色シフト/変化性材料は、以下の材料を包含するがそれらに限定されるわけではない：光ルミネセンス材料、例えば、暗がりで光る(glow-in-the dark)鉄錯体、ポリジアセチレン、ポリチオフェン、ロイコ色素、スチルベン化合物、水銀錯体、溶融ワックス、カプセル色素、液体結晶質、スピレン材料、水銀塩色素、錫錯体、熱変色性/光互変性材料の組合せ、光互変性材料、暗がりで光る材料（例えば、銅を添加した硫化亜鉛）、複屈折材料、微光材料（化粧品、ホログラフィック媒体またはホログラフィック印刷物に使用される）、温度に基づいて構造を変化させる熱成形性材料、天然熱変色性材料（例えば、マメにおける顔料）、圧力変色性色素、摩擦変色性色素、光伝導性色素、有機発光ダイオードに使用される色素、または熱変化を報知する能力を有するかまたは光刺激されるあらゆる許容される熱変色性材料等。
【００１７】
固有光学特性を有する形状/記憶材料は、以下の作用を包含するがそれらに限定されるわけではない1つのまたは多くの光学効果と組み合わされた多くの形状/記憶変化を示すことができる。熱変色効果、光互変効果、タクトクロミック効果と熱変色効果の組合せ、ホログラフィック効果とサーモグラフィック効果の組合せ、熱変色効果と光互変効果の組合せ、光ルミネセンス効果と熱変色効果の組合せ、種々に組み合わされた熱変色効果、例えば、液晶効果およびポリジアセチレンまたは選択的熱変色性材料からの固有変色効果、機械変色および熱変色効果、単独かまたは他の光学作用と組み合わされたpH感受性色変化、ならびに形状/記憶変化法との相乗効果を示す種々の関連した組合せ光学効果。
【００１８】
コロイドジアセチレン組成物は、熱重合および紫外線光重合によって容易に重合し得る。得られるポリマーは、広範囲の有機および水性溶媒において極めて安定な状態のままである。熱変色性温度遷移(thermochromic temperature transition)は、ヘキサン、クロロホルム、アセトン、およびエタノール等の刺激の強い有機溶媒を包含する種々の溶媒系において、強い熱変色可逆性を示す。熱変色性遷移は、脂肪酸連鎖結合によって決まる。連鎖結合は、合成、二量体化および重合ジアセチレン成分を有するC8脂肪酸〜C40脂肪酸を形成する。熱変色性遷移は、純粋な二量体化ポリジアセチレンポリマー、ならびに、ジアセチレンポリマーをパラフィン、ワックス、ブロックコポリマー、プラスチック、およびシリコンゴム等の熱反応性組成物と混合した複数成分組成物を使用して得られる。複数成分固有組成物は、優れた安定性、熱可逆性および製造工程能力を示す。
【００１９】
屈折率シフトおよび真珠光沢材料ならびに複屈折材料を、形状/色変化態様における添加剤として使用できる。薄マイカおよびガラス粒子を使用して、形状変化過程中に微光効果を生じさせることもできる。
【００２０】
ホログラフィックフィルム、スタンプ(stamp)、ラベル、包含物(inclusion)または層を、形状/記憶材料に貼り合わせるか、付着させるかまたは組み込んで、形状/記憶変化過程中に、付加的な新規光学効果を生じさせることができる。光学屈折率変化効果と組み合わせた物理的形状変化効果を使用して、物理的接触せずに、新規かつ予想外のアニメーション効果を生じさせることができる。形状変化は、変化が生じた際に、目的とするホログラフィック変化効果を伝達する。その効果は、局在化させるか、または態様全体に伝達させることができる。ホログラフィック効果は、実際の物理的形状/記憶変化に相関させ得るか、または形状変化/形状記憶過程中に予想外かつ面白い光学効果を生じさせることができる。
【００２１】
半透明ホログラフィック画像を、熱または冷貼合せ用フィルムを使用して直接熱貼り合わせによって形状記憶材料に埋め込むか、形状/記憶材料に直接的に刷り込むか、レーザーエッチング法を使用して前記材料に導入または印刷するか、感圧性接着材料を使用して表面に付着させるか、ダイスタンピングホログラフィックラベリング法を使用して型押し(stamp)するか、前記材料にロールプレス(roll press)するか、前記材料に直接的もしくは間接的に流延もしくは熱プレス、または熱型押し等をする。
【００２２】
形状/記憶/光学材料を新規形式で使用して、平板スクリーンディスプレイデバイスの限界を除去する柔軟ディスプレイを形成することができる。例えば、コンピュータおよび電子デバイスに使用される平板パネルディスプレイ成分は、正方形または長方形の平板形態に限定される。統合形状/記憶材料を使用して、ディスプレイが柔軟に変化して非平板形状を呈するように、ディスプレイ成分間の連係(interconnection)を構成することができる。例えば、液晶または選択的ディスプレイを、連係を使用して設計して、立方体または測地構造物に折りたたむことができる。個別の六角形および五角形区分を使用して、正二十面体形状を構成することができる。このようにして、ディスプレイパネルを折りたたみ、展開し、対象となる用途に応じて種々の形状で使用し得る。形状/記憶過程のトリガリングは、形状/記憶材料に接触する統合加熱成分を使用して誘発させることができ、それによって、適切な電圧をかけて導電加熱を開始させた際に所定形状を呈し得る。
【００２３】
形状/記憶/色変化性接着剤を使用することができ、その場合、形状/特性および/または色を同時に変化させる特徴的グルーまたは接着剤を製造することができる。特に、ポリジアセチレン顔料または他の熱変色性材料を、その接着特性または強度において温度依存性の接着成分と共に、配合することができる。
【００２４】
種々の形および大きさの粒子添加剤を、形状/記憶材料と組み合わせて、付形、変形、再形成（reshaping）または形状記憶過程中に、魅力的な興味深い視覚作用を生じさせることができる。添加剤としての光沢材は、金属化フィルム、真珠光沢フィルム、金属粒子、薄い真珠光沢ガラスフレーク、および種々の着色プラスチックフィルム粒子から構成し得る。他の粒子添加剤は、種々の色のレーキ色素、屈折率整合粒子、蛍光粒子、蛍光ミクロビーズ、磁性および常磁性粒子、光学的偏光粒子よびフィルムを包含し得る。
【００２５】
使用される形状/記憶材料組成物および関連した光学/変化性組成物に依存して、構成組成物が、使用中にそれ自体に粘着するかまたは不都合に付着しないようにすることが望ましい場合がある。潤滑剤または界面活性剤を使用して、非粘着または付着特性を助長することができる。例えば、人工頭髪に使用される形状/記憶変色フィラメントを、標準ヘアコンディショナーで処理して、付形過程中にもつれを軽減し、もつれをほどくことを促進することができる。
【００２６】
自己構成または形態変化態様は、形状/記憶/光学変化性組成物を使用して形成できる。例えば、形状/記憶および/または色シフト材料を使用して構成した平板または変形層は、初期形状を呈することができる。形状/記憶成分は、組成物に事前設定した固有形状を保護する(harbor)リリーフ(relief)材料または添加剤を含有する。加温した際に、物体がその最初の状態または形態（例えば、工場成形玩具形態）を維持する。
【００２７】
形/色シフト複合材料からなる織布は、標準製織法、編成法、および縫製法等を使用して製造できる。形状/記憶組成物、および色/光学変化性材料を組み込んだ形状/記憶組成物の織物または生地形態は、衣料品、水着、玩具または人形被服、履物、軍用衣料品、運動用の衣服および衣料品、室内および屋外スポーツ衣料品、パッチ、パッド、衣装、ならびに使用に伴う温度に依存性の形状/記憶変化および/または色シフトを有することが所望される関連態様に使用することができる。
【００２８】
光ファイバーおよび光導波路も形状/記憶変化性材料に組み込むことができ、それによって、複合材料態様が有意な構造または形状変化を受けた場合でも、光ファイバーおよび/または光導波路材料を含む光学特性および作用を維持することができる。例えば、一連の細い光ファイバーストランドを、形状/記憶複合材料の平面に沿って平行に配置し得る。ストランドは、先端および末端のみが自由であり埋め込まれていないように、形状/記憶材料に貼り合わすかまたは埋め込み得る。光を、一端から光ファイバーに伝送し、他端から放射し得る。形状記憶材料が1つの形状から他の形状に移行すると共に、放射末端からの照射光パターンを変化させて、そのパターンおよび形を変化させることができる。独特の光学効果を、放射光パターンから得ることができる。
【００２９】
他の例として、人形の頭髪を、ストランドの長さに沿った光ファイバー内部コアから構成し得る。頭髪ストランドの各末端が光ファイバー内部コアの両端を露出させるように、光ファイバーストランドを形状記憶材料の外装で被覆し得る。
【００３０】
光ファイバーおよび導波路材料は、光を誘導し方向付ける光ガイド特性、および初期形状に戻るための増分力(incremental force)を、態様に付与するリリーフ材料としての光ガイド特性の両方を有するように選択し得る。
【００３１】
発光ダイオードが適用態様の形状または形状変化に依存してオンまたはオフになるように、小型発光ダイオードおよび関連回路を、多成分複合物に含有させるかまたは埋め込むことができる。発光ダイオードは特定の形状を呈した際に点滅を開始する。
【００３２】
複数の形状および光学効果の複合性は、一つまたは複数の変色成分および他の光学的認識可能成分を、漸進的に添加することによっても得られる。例えば、形状記憶材料を、熱変色性材料、ならびに微粒マイカのような屈折率変化性材料と混合することができる。形状/色/光学効果は、逐次性にすることができる。最初に、構成組成物は、形状/記憶材料の軟化温度下に、初期の色および形状を有する。同様に、微粒マイカの光屈折率も初期可視反射率を有する。温度が上昇すると共に、熱変色性材料の色変化を、最初に変化するものとして選択できる。形状/記憶変化性材料の形状変化が、二番目に変化するように設定できる。最終形状変化の際、および形状変化過程中に、微粒材料の反射率を引き続いて変化させる。逐次作用は、物理的および光学的効果の連続変化を生じさせる。同様に、冷却および/または再加熱および再付形(reshaping)の際、および次に初期形状および開始温度に戻る際に、作用を逆にすることもできる。
【００３３】
複数成分複合材料を、同時配合、同時押出、同時混合、貼り合わせ、塗布または被覆、印刷、または溶融等を行って、所望の生成物を形成することができる。射出成形法を使用して、明確な初期形態を有する高容量アプリケーション(application)を好都合に成形することができる。シート押出および成形を使用して、明確な平板シート厚みおよび質感を形成することができる。フィラメント押出および延伸を使用して、細いストランドおよび頭髪様の太さおよび特性を形成するのに好都合に使用できる。吹込成形を使用して、立体エンクロージャのような空洞成形形態を形成することができる。熱成形を使用して、空洞開放立体態様を形成することができる。加圧成形および二次成形(forming)を使用して、簡単な固体形態を形成することができる。任意の二次成形および成形法を使用して、形状/記憶変色性複数成分複合物の初期形状を形成することができる。
【００３４】
形状記憶プラスチックは、1%〜500%変形することができる。より一般的には、それらは10%〜400%変形し、一般的用途は100%〜300%の変形を必要とする。所望変形の程度は、対象となる用途、および具体的態様のために選択された形状/記憶組成物の能力に依存する。
【００３５】
形状記憶変化性複合物は、種々の温度作用、および=50°F〜約500°Fより高い温度の温度設定のために配合することができる。代表的態様において、望ましい形状/記憶変化が、約10°F〜約300°Fに設定されるように配合される。代表的態様において、温度は約32°F〜約200°F、より一般的には約50°F〜約130°Fに設定される。
【００３６】
形状/記憶材料は、BASF、DuPont、またはBay Materials等のような販売会社から購入できる。形状/記憶複合物は、形状/記憶プラスチック、ビニル、種々の工業用途に使用される高および低衝撃性プラスチックエキゾチックポリマー、エポキシと硬化剤との種々の比率を使用し得るエポキシ樹脂、金属および合金、温度計に使用されるバイメタル材料を使用して形成でき、それらは、以下の材料を包含する成分を使用して構成できる。ゴム、シリコンを基剤とする材料、特定セラミック材料、感圧材料、スタンパブル材料、生物学的適合性材料、炭水化物を基剤とする材料、有機親油性材料、ワックス、生物学的活性材料、筋肉、皮膚または毛髪のような特定組織、生物吸収性材料、ガラス組成物、経口摂取可能材料、樹脂、エポキシを基剤とする複合材料および樹脂、グルーおよび接着剤組成物、ポリウレタンおよび誘導体（Mitsubishi Heavy Industries, Japan）、形状記憶合金、形状記憶プラスチック（mnemoScience, Aachen, Germany）、オリゴジメタクリレート、n-ブチルアクリレートおよび関連ポリマープラスチック、熱可塑性エラストマー、網状結合ポリマー系、種々のポリエステル、L,L-ジラクチド、ジグリコリドおよびp-ジオキサノンで構成されたモノマーを基剤とするポリマー、熱可塑性マルチブロックコポリマー、マクロジオール、ラクチドまたはグリコリド組成物のホモポリマー、またはラクチドおよびグリコリド類のコポリマー、キラルおよび非キラルポリマー、ポリビニルクロリド組成物、ポリエチレンテレフタレートおよび類似体、ならびに形状/記憶特性を有する関連材料。
【００３７】
気泡体を基剤とする組成物を配合でき、その場合、独立または連続気泡組成物が、低温おける硬質形態、高温における海綿状可撓性気泡様形態を構成する。形状変化性組成物は、混合、差圧注入、および起泡剤（例えば、射出成形に使用される起泡剤）の添加等の際の空気封入(air inclusion)によって、空気で発泡させることができる。形状変化性組成物は、対象となる用途に依存して0%〜90%の空気を含有し得る。
【００３８】
気泡体を基剤とする組成物は、ポンド当たりのコストベースで、増加した容量を提供するという利点を有する。気泡体を基剤とする組成物は、種々の玩具およびゲーム用途に使用でき、その場合、封入空気のスプリングバックが、多くの遊びおよび成形選択肢(play and molding option)を提供する。気泡体を基剤とする組成物は、温度依存性作動手段に使用でき、その場合、圧縮された気泡は所定温度に達するまで膨張しない。所望の温度に達した際に、組成物材料が所望の寸法に再配向する。
【００３９】
パッキング材料に使用されているような空気ポケット積層品を製造できる。窪み領域が所望量の空気を閉じこめるように、一定間隔で窪みを有する形状変化性材料シートを貼り合わすことによって、空気ポケット積層品を製造できる。加圧ヒートシーリングを、上層を底層に貼り合わす手段として使用できる。前記方法において、空気を気密密閉することができる。空気ポケット積層品は、種々の有用性および用途を見出すことができる。色/形状/記憶空気ポケット積層品は、子供用のモデリング(modeling)、成形(forming)および遊び(free play)に使用できる。同様に、空気ポケット積層品は、輸送される物品の包装および保管にも使用できる。積層品は、周囲輸送条件より高い加温状態において、物品の周囲に正確に固定するのに使用できる。冷却した際に、積層品は、輸送される物品の周囲にぴったりと堅固に適合する(form a snug solid fit)。前記方法は、一旦放出されると物品を解放するように逆転できる。
【００４０】
有機ポリマー類は、分子量約1000g/mol未満〜約10,000,000g/molまでの範囲にあることができる。選択される形状/記憶プラスチック、ポリマー組成、および重合度は、対象となる用途に依存する。
【００４１】
形状変化性材料は、1つの形態から別の形態に可逆的に変化し、元に戻るか、1つの形態から別の形態に不可逆的に変化し、その最終形状を維持する組成物によって構成され得るか、または初期または最終形態の記憶を有しておよび有さずに種々の変更を受ける固有の能力を有するように配合し得る。
【００４２】
絶対形状/記憶変化設定は、対象となる製品用途に依存する。例えば、約100°Fに温められた場合に、色および形状/色を変化させる浴室玩具が製造されている。室温またはそれ未満で、その玩具は、固体プラスチック様の感触を有する。色または色相は、玩具に望ましい視覚的魅力に調和するように調節することができる。玩具が触られるか、または体温に近い温度（例えば、75〜90°F）に暴露した際に、対応する色および形が変化し始める。プラスチック態様は、軟化し、変形し始める。同様に、形状/記憶プラスチックと共に組成物を含む熱変色性材料は、温度の上昇に対応して、視覚的に変色する。形状/記憶材料の軟化温度より高い温度に完全に温められた際に、玩具は、どのような所望形態にも完全に変形する。室温またはそれ以下に再冷却された際に、プラスチック形状/色変化態様は、その変形した形態に硬化する。さらに、玩具は可逆的に元の色に変化する。
【００４３】
対象となる所望の態様に依存して、可逆性および不可逆性変色剤を使用できる。可逆性変色剤は、多角的使用効果を有するかまたは変色効果を再使用することが望ましい場合に使用される。例えば、連続および反復遊戯価値を有する玩具製品は、最終態様を含む可逆性変色成分を使用し得る。この場合、使用中に繰り返すことができる可逆性熱変色または発光材料を使用することが望ましい。他の例において、1回の変色を永久に記録することが望ましい場合もある。この場合、1つの色から別の色に変化して、永久情報を生じる熱変色的不可逆性材料を使用することが望ましい。
【００４４】
形状は、リリーフ層複合物、埋め込みスプリング、可撓性ステーまたはリリーフ添加剤を付加することによって、ゆっくりかまたは迅速反応時間で変化させることができる。リリーフ層または添加剤は、形状/記憶効果を高める作用をする。例えば、硬化プラスチック糸を形状記憶材料で被覆することができ、それによって、ある温度設定において被膜が成形可能である。一旦成形され冷却されて所望形状にされたら、固定形状ストランドは、組み込まれた組成物の軟化温度より高い温度に温められるまで、その形態を維持する。軟化した形状/記憶材料は、硬化プラスチック糸が元の構造を再び呈し、元の位置に拡がることを可能にする。
【００４５】
形状/記憶材料および関連リリーフ層材料は、（95%リリーフ材料）対（5%形状/記憶材料）で配合できる。より一般的には、50%リリーフ材料および50%形状/記憶材料で配合される。一般に、形状/記憶材料は、組成物の60%〜100%を含む。（形状/記憶材料）対（リリーフ材料）の正確な比率は、対象となる態様または用途に所望される最終特性に依存する。構成、形状/記憶組成物、リリーフ組成物、および各成分を添加する方法は、最終態様を設計する際に考慮すべきである。
【００４６】
形状/記憶/光学材料はエラストマー材料を使用して構成でき、それによって、エラストマーの弾性を利用してスプリングまたはゴムバンド様機能を得ることができる。形状/記憶材料の軟化温度より高い温度で、関連エラストマーを全構成組成物に沿って伸張させることができる。形状/記憶/光学材料の軟化温度より低い温度で一旦組成物が硬化すると、ある形状をとることができる。組成物の温度が軟化および/または光学変化転移温度より高い温度に上昇した際に、全組成物は、その元の形態および光学的外観に弾性的に反応する。
【００４７】
形状/記憶/光学材料は、可撓性金属またはプラスチックスプリングを使用して構成することもでき、それによって、前記スプリングは、複数成分固有複合物が受ける形態変化を助長し得る。複数成分固有形状/記憶/光学変化性組成物に初期および最終形態を付与する補助手段として、あらゆる他の種々の可撓性、半硬質、ゴム弾性、耐力性、耐ねじれ性、耐摩擦性材料または関連材料を使用し得る。例えば、海綿様気泡体を、形状/記憶/光学変化性材料の外殻で被覆するかまたはその中に収容し、それによって、目的とする形状で加熱および冷却することによって形状を付与し硬化させることができる。次の加熱および軟化は、閉じこめられた気泡体ラチス(lattice)からのスプリング作用によって補助される初期成形形状への再付形を生じる。
【００４８】
色シフト報知成分と組み合わされた熱切り換え/反応性材料の類似組成物は、物理的特性、例えば、固相から液相への転移、粘性、硬度および関連した物理的性質、ならびに目視的色外観、例えば、色相、色濃度、不透明度および関連した光学的性質を変化させる固有の能力を有する新規組成物を提供する。これらの複数成分組成物は、以下の領域を包含する領域において多くの用途を有する。接着剤、医用インプラント、工学技術および電気工学用の工業用組成物、新規色シフト玩具用のゲーム用途、家庭および商業用途を包含する新規建築組成物用の材料用途、ならびに他の小売りおよび工業用途。
【００４９】
温度変化は、以下のものによって導入できる。水、空気、導電性回路、熱ランプ、放射熱源、形状/記憶材料がマイクロ波反応性成分を含有する場合のマイクロ波加熱、摩擦熱誘導、化学誘導加熱、レーザー光学誘導加熱、半導体レーザー光学誘導加熱、抵抗加熱素子、ペルチエプレート誘導加熱、液体循環加熱源、太陽放射加熱、直火または裸火、点火(burning)ロケット推進剤、種々の形態の接触および伝導加熱、および加熱体接触(heating body contact)等。
【００５０】
導電性および/または抵抗加熱インキを種々のまたは特定の図柄に印刷して、態様における所望の局在化または図柄化加熱位置を得る場合に、導電性発熱体を使用することができる。
【００５１】
形状/記憶および/または色変化性材料は、態様の0.01%〜100%を含む。より一般的には、形状/記憶および/または色変化性材料は、0.1%〜100%、典型的には1%〜100%を含む。
【００５２】
形状/記憶および/または色変化性構成材料の局在部分を有する最終態様は含まれることができ、それによって、ヒンジ、局在変形、曲がり、突起部、膨れ、図柄、デザイン、および延長部等が得られ、一方、最終態様の残り部分は形状/記憶および/または色変化過程によって影響を受けない。
【００５３】
形状/記憶材料は、不活性プラスチック、歪み木材(strained wood)、高分子複合材料、食品、食品層に付着したリフトオフ層（それによって、形状/記憶材料が変形する場合に食品が変形する）を使用して構成することができる。例えば、砂糖層、可食紙層、またはフォンダン層等を、熱反応性形状/記憶材料にコーティングすることができる。可食層は、単色であるか、または食用色素で着色することもできる。または、スクリーン印刷またはインクジェット印刷法を使用して、可食層にグラフィック画像、図柄、またはメッセージ等を印刷することができる。積層品を熱に暴露した場合に、形状/記憶材料がそれに反応して、所望の形態に変形する。可食層に印刷されたグラフィックは、形状変化が起きた後にそれらが正確に表示されるように、最初に形成することができる。形状変化の前は、グラフィックは、不明瞭、無秩序または歪んでいてもよい。形状/記憶変化過程は、新しい相互作用的(interactive)食品類を形成する興味ある手段を提供する。
【００５４】
変色または光学変化材料は、所定温度設定における所望の変色に適合するように配合できる。形状および/または色変化を包含する2つの作用は、相乗的に作用して所望の製品効果を得ることができる。色および形状変化のための温度設定は、色および形状変化が同じ温度または異なる温度で起こるように、対象となる態様に設計することができる。温度上昇過程中に、色変化が形状変化前に起こることが望ましい場合がある。または、温度上昇過程中に、形状変化が色変化前に起こることが望ましい場合もある。
【００５５】
色または光学変化過程に使用される物質は、1〜2℃以内で急激な変色を有することができるか、または実質的により広い温度範囲において色相変化連続を有することもできる。約1°F〜約200°F範囲を包含する約0.1°F〜約400°Fの範囲内、および例えば5°F〜100°Fの範囲内で変色が起こるように配合することができる。
【００５６】
形状/記憶複合物は、透明、不透明であってもよく、または所定レベルの不透明度を有していてもよい。複合物は、所定の初期呈色を形成するために付加される不変色または固定色を有してもよい。使用されている形状/記憶材料について達成された異なる温度ならびに異なる物理的状態を、色変化が反映し得るように、単一または多重色変化および/または色相変化を利用し得る。
【００５７】
複数成分固有形状/記憶/光学シフト組成物は、以下の用途を見出す：温めるかまたは冷却して得られた形状および色の両方の玩具変化と共に玩具を使用する玩具用途、ゲーム、人形、人形部品、玩具および人形アクセサリー、サイズ変更可能および再構成可能なアクション玩具、室内および戸外玩具、浴室玩具、美術品および工芸品用途、臨時型の形成用の過渡的成形材料、身体ケア製品、温度監視装置、家庭用品、器具、包装材料、工業用監視装置、スイッチおよびヒューズ、子供用安全製品、滅菌表示器、調理器、再使用可能温度計、生理温度計、プロセス制御モニター、運動器具、医療用具（例えば、可逆性の形状変化または拡張を必要とする心臓ステントおよびカテーテル）、商品ディスプレイ、接着メカニズム、水泳プール付属品、飲料ボトル、食品保存および一般保存用の組み立て式容器、所望の高い色/形状変化を利用する料理道具、スキー板のような成形可能運動器具、水泳用具、成形可能身体アクセサリー（例えば、種々の目的に応じて再構成するかまたは付形することができる宝石、アイウェア、かぶり物および履物）、流動が温度によって影響される場合に流動を表示する気体および液体流動用の管およびパイプ、身体労作を増加または減少させるために硬化または軟化を調節することができる運動トレーニング用具、形状および光学変化によって電力レベルを表示することができるバッテリー試験装置、および耐火装置等。
【００５８】
種々の形状および色を、種々の用途のために事前設定することができる。玩具については、玩具遊び中に一般に遭遇する生理的条件下または周囲条件近くで色および形を変化する色/形状変化性複数成分複合物を使用するのが望ましい。その例は、室内および戸外遊具、温水および冷水作用を有する浴室玩具、水性プール玩具、誘導加熱用の弱発熱体または光熱オーブンを有する玩具を包含する。
【００５９】
特定の玩具、ゲーム、手工芸、娯楽、操作、プロトタイピングおよび関連用途については、明確な構造、特徴、模様、付形、起伏または立体の物品を形成するために、形状/記憶/光学変化性材料と組み合わせた鋳型固定装置(mold fixture device)を使用するのが望ましい。例えば、玩具製造会社は、シート状の形状/記憶/光学変化性材料ならびに使用が容易な成形ステーションの両方を提供し販売して、以下のものを形成することができる。楽しい形状/色変化性のデザイン、図柄、プレーフィギュア(play figure)、人形、アクションフィギュア、おもちゃのトラックまたは自動車、ヘッド、おもちゃのロボットおよび/または部品、おもちゃの飛行機、学習ピース、立体パズルピース、帽子、皿、コップ、積み木ピース、動物または鳥造形品、花または昆虫造形品、または任意の限定しない種々の玩具例。
【００６０】
形状/記憶/色変化性キットは、形状/記憶/色変化性シートのプレカットピースを包含する。シートは、無地または前もって印刷し、型抜きし得る。種々の印刷物は、指定されたまたは意図した形に成形されるまで、平坦かまたは歪んで見える画像を含み得る。型抜きされた図柄または形は、成形および輪郭削り工程を助長することを意図したきりきず、平削りきずおよび切り口を含み得る。プレカットピースは、成形ステーションと共に使用される製造会社仕様書に従った大きさにできる。
【００６１】
成形ステーションは、プレカットシートを挿入領域に挿入し得るようにする手段を含み得る。挿入領域は、シートの配向を補助し得る。付形または成形型(form)をシート挿入領域の下に配置し、下側型と同様に付形された適合する上側成形型を、シート挿入領域の直ぐ上に配置し得る。その形態は、上側型、形状/記憶/色変化性シート、および下側成形型を含有するサンドイッチを形成する手段を提供する。このシステムは、シートを迅速に加熱し、シートを挟んで圧縮して平面二次元形から起伏のある三次元形にする手段、および形状/記憶/色変化性材料を所望のデザインに凝固させる冷却手段を提供し得る。
【００６２】
対象となる種々の用途に依存して、熱空気および/または冷空気、温水および/または冷水、冷却手段を伴う放射熱、または任意の種々のコスト効率のよい信頼できる加熱および冷却手段を使用し得るように、成形ステーションを様々に設計することができる。成形ステーションは、種々の物品を所望通りに形成し得るように、上側および下側成形型を容易に取り外し、交換することもできる。この形態は、製造会社に、製品ライン拡張の継続源を提供する。
【００６３】
玩具または工芸品のような物品を、付形し、焼きなまし、凝固させて指定の形状にし、使用のためにその状態を維持するか、または、そのシステムを使用する人によって再平板化し、付形することもできる。玩具は、例えば、付形し、それで遊び、次に、保管のために再び平板化し得る。
【００６４】
態様は、加熱/形状/色変化を誘発するための導電性発熱体を包含し得る。導電性回路を、対象となる態様または用途において配置し、それによって、電圧を適用した際に回路が熱を生じるようにでき；適用された熱は、玩具の色および形の変化を誘発するのに必要な温度を生じる。一体化した所定発熱体を形成する導電性材料は、銀導電性インキおよびペースト、金属基剤インキ、炭素基剤インキ、またはインジウムスズ酸化物を導電性材料として含有するインキ等を包含する。
【００６５】
発熱体は、付着、接触、型押し、エッチング、フォトリソグラフィーを使用する適用、蒸着、コーティング、押出、貼り合わせ、感圧適用、テープでの貼り付け、塗布、成形、吹き付け、スクリーン印刷、パッド印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、流し(flood)印刷、または製造法に適合した都合のよい任意の手段で適用できる。
【００６６】
以下に例を示すような感知素子を使用するこができる。圧電装置および基材、受容または伝送を調整するために形および形態を使用することができる電波周波数デバイス（受動および能動）、ひずみゲージ、熱電対、共振デバイス、受容および伝送デバイス、ガルヴァニック監視素子、およびマイクロエロクトロニックデバイス。
【００６７】
複合物がスタイロフォーム様形態になるように、形状/記憶/光学シフト/変化性組成物の発泡形態を製造できる。複合物の発泡形態は、標準発泡/強制空気法を使用して製造できる。
【００６８】
硬質固体/軟化可撓性、硬質固体/液体溶融、軟化可撓性/液体溶融、硬質固体伸長/軟化弛緩形態、および広範囲の都合のよい形態を、特定の性質および特性が必要とされる種々の製品態様に使用できる。
【００６９】
形状変化性プラスチック/光学成分添加剤の種々の組合せおよび交換を、多様な製品用途に使用できる。1つの光学物質を単独で、形状変化性プラスチックと共に使用するか、または一つまたは複数の付加的な選択的光学物質と組み合わせて使用することができる。同時にまたは逐次的に生じるように設計することができる広範囲な複数特性変化を得ることができる。
【００７０】
形状記憶ポリマーは、ポリノルボレン、ポリイソプレン、スチレン、ブタジエン、およびポリウレタンを基剤とする材料およびビニルアセテート、およびポリエステルを基剤とする化合物を包含し得る。種々の配合物および誘導物を配合できる。例示的ポリエチレンおよびポリプロピレンビニルアセテート（Du Pont Corporation, Atofina Corporation, Canada）を、充填剤組成物として使用して、ゴム様特性を付加すること、弾性を付加すること、および転移温度を上昇または低下させること等を行うことができる。ポリエチレンおよびポリプロピレンビニルアセテートは、広範囲な組成物と容易に混合される（300°Fまたはそれ以下）。
【００７１】
限定するものではないが、例えば、基剤熱可塑性ポリウレタン、ポリエステル、および貼合せ用接着剤および被覆剤に一般に使用される関連組成物（Mor-Ester(商標)49000-Pポリエステル、Rohm And Haas Corp.，Estane(商標)溶液および熱融解適用組成物 (5703、5719、5714、5701、5708、5714、5707、5715および5778を含む)、およびTecothane(商標)脂肪族化合物OPシリーズOP600(Noveon Corp.)）を、低温形状変化性プラスチック用の基剤として使用できる。
【００７２】
中程度に高い温度でパテ様特性を有するカペロ-ラクトン(Capero-lactone)および関連熱可塑性樹脂（例えば、Protoplast(商標)、WFR Aquaplast Corp.）、およびより低い温度でパテ様特性を有するゴム基剤（例えば、Dreyco基剤および関連ゴム基剤、L. A. Dreyfus Corp.）を、高温（140°Fまたはそれ以上）および低温（140°Fまたはそれ以下）パテ基剤の出発原料として使用できる。
【００７３】
ポリマー組成物は、高い温度設定、耐久性、構造強度、ならびにポリマー構造および特性に所望の効果を付与する関連特性のために、さらに架橋させることができる。架橋、照射、反復熱アニーリングおよび配合法を使用することができる。
【００７４】
添加プラスチックとして使用できる熱可塑性組成物は、以下のものを包含するが、それに限定されるわけではない：ポリ塩化ビニル（PVC）、種々のポリオレフィン、例えばポリプロピレンおよびポリエチレン、架橋高密度ポリエチレン（XLPE）、軟化アクリル樹脂、ポリカーボネート、ABS、厚いKapton(商標)テープ材料、Teflon（商標）（テトラフルオロエチレンTFEおよび弗素化エチレンポリプロピレンFEP）を基剤とする材料（商標名、例えばKydex）、ポリスチレン、熱可塑性ポリエステル、ナイロン、スチレン-ブタジエン、エポキシキャスト(cast)、ポリブチレン、TPX（ポリ(メチルペンテン）)、PETE、PETF、ポリエチレンテレフタレートGコポリマー（PETG）、ポリスルホン（PSF）、ポリウレタン（PUR）、Thermanox(商標)（TMX）、およびポリメチルメタクリレート等。
【００７５】
特殊ポリマー組成物は、特定の目的のために、注文製造し、開発することができる。特殊化され注文製造された材料および配合組成物の設計および配合を、委託し供給することができる(Bay Materials Ltd., CA,Landec Corp., CA）。注文合成出発材料、架橋剤、配合材料、配合混合物、添加剤、処理技術、処理、コンディション調整方法、加工、加工装置、および加工法等を、新規形態の形状および記憶プラスチックおよびパテの作製に使用することができる。
【００７６】
硬化/軟化パテ特性の調整
色/形状/記憶パテの軟化/硬化特性は、熱可塑性樹脂とゴム基剤の比率を変化させることによって調整できる。規定濃度の光学顔料、例えば、熱変色性顔料、光互変性顔料、光ルミネセンス顔料、光沢材または他の着色剤(color)/光学色素/物質を、所望の光学効果のために規定比率で添加する。
【００７７】
硬化性/ゴム化パテ特性の調整：
色/形状/記憶パテの軟化/ゴム化特性は、熱可塑性樹脂とゴム基剤の比率を変化させることによって調整できる。規定濃度の光学顔料、例えば、熱変色性顔料、光互変性顔料、光ルミネセンス顔料、光沢材または他の着色剤(color)/光学色素/物質を、所望の光学効果のために規定比率で添加する。
【００７８】
プラスチック/パテ特性の調整：
色/形状/記憶組成物のプラスチック様/パテ様特性は、熱可塑性樹脂とパテ基剤の比率を変化させることによって調整できる。規定濃度の光学顔料、例えば、熱変色性顔料、光互変性顔料、光ルミネセンス顔料、光沢材または他の着色剤(color)/光学色素/物質を、所望の光学効果のために規定比率で添加する。
【００７９】
付加的色変化物質および光学成分材料：
色/形状/記憶プラスチックまたはパテは、種々の濃度の光学変化性物質を含有するように改変し得る。光学変化性物質および刺激物質は、練り歯磨きマトリックスに50%を超える量から0.01%という低い量までにおいて存在し得る。より一般的には、前記物質は50%〜0.1%で存在する。典型的には、前記物質は、25%〜0.5%、最も頻繁には10%〜1%で添加される。対象となる用途、所望の着色、色素または顔料密度および光学密度、光学変化性物質の種類、および経費検討は、使用すべき濃度の決定を助ける。
【００８０】
以下の物質を包含するがそれに限定されるわけではない選択的熱変色性物質を使用し得る。熱変色性銅(II)錯体の光誘導準安定状態（Chem. Commun., 2002, (15), 1578-1579）は、熱変色性錯体［Cu(ジエテン)2］(BF4)2（ジエテン＝N,N-ジエチレンエチレンジアミン）について赤色から紫色への変色を受ける；Omega Engineering Inc.からのカプセル化着色物質；ビス(2-アミノ-4-オキソ-6-メチル-ピリミジニウム)テトラクロロクプラート（II）；ビス(2-アミノ-4-クロロ-6-メチルピリミジニウム)ヘキサクロロジクプラート(II)；塩化コバルト；3,5-ジニトロサリチル酸；ロイコ色素；スピロピレン、ビス(2-アミノ-4-オキソ-6-メチルピリミジニウム)テトラクロロクプラート(II)；ビス(2-アミノ-4-クロロ-6-メチルピリミジニウム)ヘキサクロロジクプラート(II)；塩化コバルト；3,5-ジニトロサリチル酸；ロイコ色素；スピロピレン、ビス(2-アミノ-4-オキソ-6-メチルピリミジニウム)テトラクロロクプラート(II)およびビス(2-アミノ-4-クロロ-6-メチルピリミジニウム)ヘキサクロロジクプラート(II)；ベンゾ-およびナフトピラン（Chromenes）、ポリ(キシリルビオロゲン)ジブロミド、ジ-β-ナフトスピロピラン、フェロセン改質ビス(スピロピリドピラン)、ならびに1-イソプロピリデン-2-[1-(2-メチル-5-フェニル-3-チエニル)エチリデン]琥珀酸無水物の異性体および光化学反応生成物7,7a-ジヒドロ-4,7,7,7a-テトラメチル-2-フェニルベンゾ[b]チオフェン-5,6-ジカルボン酸無水物等。カプセル化ロイコ色素は、種々の方式で、容易に処理してプラスチックまたはパテマトリックスに添加できるので関心対象の物質である。液晶材料は、塗料またはインキとして、色/形状/記憶複合物の表面に都合よく適用できる。
【００８１】
光互変性色素は、種々の色変化媒質および方式に使用できる。光互変性材料は以下の物質を包含するが、それに限定されるわけではない：1,3-ジヒドロ-1,3,3-トリメチルスピロ[2H-インドール-2,3’-[3H]フェナントラ[9,10-b](1,4)オキサジン]；ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2,5-ジエン；ベンジルビオロゲンジクロリド；4,4’-ビピリジル；6-ブロモ-1’,3’-ジヒドロ-1’,3’,3’-トリメチル-8-ニトロスピロ[2H；5-クロロ-1,3-ジヒドロ-1,3,3-トリメチルスピロ[2H-インドール-2,3’-(3H)ナフタ[2,1-b](1,4)オキサジン]；6,8-ジブロモ-1’,3’-ジヒドロ-1’,3’,3’-トリメチルスピロ[2H；1,1’-ジヘプチル-4,4’-ビピリジニウムジブロミド；1’,3’-ジヒドロ-5’-メトキシ-1’,3’,3’；1’,3’-ジヒドロ-8-メトキシ-1’,3’,3’-トリメチル-6-ニトロスピロ[2H]；1’,3’-ジヒドロ-1’,3’,3’-トリメチル-6-ニトロスピロ [2H-1-ベンゾピラン-2,2’-(2H)-インドール]；1,3-ジヒドロ-1,3,3-トリメチルスピロ [2H-インドール-2,3’-[3H]ナフタ[2,1-b][1,4]オキサジン；1,1’-ジメチル-4,4’-ビピリジニウムジクロリド；5-クロロ-1,3-ジヒドロ-1,3,3-トリメチルスピロ[2H-インドール-2,3’-(3H)フェナントラ[9,10-b](1,4)オキサジン]；5-メトキシ-1,3,3-トリメチルスピロ[インドリン-2,3’-[3H]ナフト[2,1-b]ピラン]；および2,3,3-トリメチル-1-プロピル-3H-インドリウムヨージド等。
【００８２】
光ルミネセンス化合物は、種々の色変化媒質および方式に使用できる。光ルミネセンス化合物は、以下の物質を包含するが、それに限定されるわけではない。グリーン、グリーンブルーおよびバイオレットは、希土類イオンによって活性化されたアルカリ土類アルミン酸塩を使用して作製できる。例えば、ユーロピウムを使用してアルミン酸ストロンチウムを活性化できる（SrAl03:Eu）。可視波長は、以下の波長を包含する。520nmにおけるグリーン、505nmにおけるブルーグリーン、および490nmにおけるブルー。レッドおよび橙色は、硫化亜鉛を使用して作製できる。
【００８３】
蛍光色素は、種々の製品用途および媒体および方式に使用できる。蛍光色素化合物は、以下化合物を包含するが、それに限定されるわけではない：フルオレセイン、フルオレセイン、レゾルシノールフタレイン、ローダミン、イミダゾリウム陽イオン、ピリドイミダゾリウム陽イオン、ジニトロフェニル、およびテトラメチルローダミン等。種々の波長で活性化でき、より低い波長で発光する種々の蛍光色素を、Sigma-Aldrich（Saint Louis, MO）またはMolecular Probes（Eugene, Oregon）から購入できる。
【００８４】
光学変化性物質は、微粒粉末形態、ペレット配合形態、スラリー形態、添加しようとする材料に予備混合しそれで濃縮された配合形態で添加でき、マスターバッチ形態の着色剤として添加でき、形状変化性プラスチックの成形面に溶液型インキとして適用でき、紫外線インキとして表面に適用し、紫外線で硬化させることができ、接着剤として適用でき、耐久性ラベル形態で適用でき、貼合せでき、コーティングでき、塗装でき、吹付けでき、インキまたは被覆組成物中で浸漬被覆でき、または、任意の種々の印刷、被覆または着色剤添加法で適用できる。いかに様々な組合せおよび置換えが使用できるかについて以下に例示するが、それに限定されるわけではない。
【００８５】
添加剤：
容量、重量または膨張量を増加し、色/形状/記憶プラスチックまたはパテから製造された製品のコストを低減させる付加的添加剤は、以下の物質を包含するが、それに限定されるわけではない：シリケート、珪藻土、おが屑、木粉、セラミック粉、ゴム粉末、ガラス繊維ウェブ(webbing)、非晶質物、ガラス繊維、織物、布、チーズクロス、網、スクリーン、切抜き模様付き材料、フィルム、砂、玉石、紙、ナイロン粉末、プラスチック粉末、カーボン、タルク粉末、金属粉、鉄粉、アルミニウム粉末、磁性粒子、常磁性粒子、プラスチック微粒子、マイクロカプセル、チョーク粉末、高溶融温度プラスチック粒子、不溶性無機および有機粉末、黒鉛、不溶性有機化合物、着色剤ペレット、不溶性無機塩、均質セルロース粉末、コーンスターチ、およびセルロース粉末等。
【００８６】
粒状不活性増量剤は、物理的性質または形状変化性材料を変化させるものではない。増量剤は、透明または不透明であってよく、熱変色性、光互変性または発光特性のような独立した光学的性質を有する。ナイロンまたはポリエステルのような高温プラスチックは、粉末形態で使用でき、増量剤として使用できる。増量剤は、高容量の閉じこめられた空気を発生し得る起泡剤を包含し得る。
【００８７】
または、添加剤は、色/形状/記憶組成物の特性を変更または改質するのに使用できる。例えば、油、潤滑剤、界面活性剤、またはワックス等をパテに添加して、粘着性を減少させることができる。乳化剤は、コンシステンシーを向上させるため、および混合を補助するものとして、添加することができる。芳香剤は、使用中の嗅覚を変化させるために添加できる。ゴム基剤は、可撓性を増加させるために添加し得る。カプセル封入成分は、非混和性材料を添加するためのキャリヤー手段を提供するために添加し得る。
【００８８】
形状変化性/色変化性プラスチックおよびパテは、種々の生地、編物材料、フェルト、フランネル、金網、網篩、プラスチック篩、布テープ、織布および不織布、多孔性平面および可撓性基材、伸縮性ナイロン、耐水性生地、デニム、帆布、またはナイロンウェブ等に、含浸するか、貼り合わせるか、結合させるか、浸透させるか、処理するか、分散させるか、熱溶融させるか、またはその他の方法で一体化し得る。そうすることによって、形状/記憶/変化性材料が、準拠の基材のいくつかの付加特性を呈し得る。例えば、色/形状/記憶プラスチックを、編まれたナイロン生地に熱貼り合わせることができる。前記プラスチックはナイロン生地を使用せずに色/形状/記憶プラスチックを構成した場合より、含有ナイロンによって強化され、かつ、より準拠する。着色し模様を付けたレース様材料を、色/形状/記憶プラスチックで被覆または含浸して、その生地の色、模様またはレース様特性を呈することができる。生地または可撓性基材との一体化は、価格設定を下げ、しかも固有強度を増加させるという付加的利点を有し得る。
【００８９】
添加剤は、添加剤およびその目的とする用途に依存して、組成物に同時混合するか、組成物に被覆するか、または局所処理剤として適用する等ができる。例えば、添加剤は、強化によって構造保全性を付与し得る。添加剤は、強い光のような環境作用からの保護を付与し得る。紫外線は早期変色を生じ得る。パラアミノ安息香酸またはナノ粒子酸化亜鉛のような紫外線防止剤を添加して、光退色を減少させ、より長い戸外寿命を助長する。耐薬品性物質を添加して、耐溶剤性または耐薬品性を向上し得る。高衝撃から保護する添加剤を、強化剤として添加し得る。増白剤を添加して、色対比および外観を向上し得る。離型剤を添加して、加工の際の二次成形型からの離型を向上させることができる。
【００９０】
添加剤は、目的とする要求条件を満たすのに好適な濃度およびパーセントで使用される。さらに、所定の光学/形状/記憶変化性組成物の目的とする機能に否定的な影響を与えないレベルで、補助的物質を添加することも重要である。添加剤は、組成物の全質量の0%〜95%を占める。一般に、添加剤は、全質量の0.01%〜90%を占める。より一般的には、添加剤は0.1%〜75%で使用される。典型的には、添加剤は全質量の1%〜50%で使用される。
【００９１】
成形法：
圧縮成形は、耐高温プラスチック鋳型、アルマイト鋳型、非粘着性被覆アルミニウム、研磨ステンレス鋼、Kapton(商標)、Teflon(商標)、セラミック、鋳型にコーティングした離型剤、離型剤でコーティングした鋳型を含有する鋳型を使用して、行うことができる。一個取りまたは多数個取り鋳型、立て鋳型、横鋳型、単一構成(single compositon)または多成分(multi-component)鋳型、複合インターロック(complex interlocking)鋳型、ホットランナー鋳型、またはコールドランナー鋳型等が使用できる場合に、射出成形を使用し得る。都合がよければ、吹込成形、回転式成形、熱成形、組合せ圧縮熱成形および関連成形法を使用し得る。スタンピング、心引きまたはフィラメント引き、押出、またはその他の方法を使用してもよい。種々の慣例プラスチック成形法ならびに外注成形法も使用し得る。
【００９２】
光学的光誘導適用：
光学的スクリーンおよび光源を、光伝送形状変化性プラスチック付形ピースに関して使用することができる。直接的光結合を、対象となる光源と光伝送形状変化性プラスチックとの間に形成することができる。光源は、白熱、蛍光、紫外線、発光ダイオード、太陽光、電場発光、陰極線管、バックライト液晶ディスプレイ、高精細度テレビスクリーン、共通コンピュータ端末(common computer terminal)、および種々の他の投光源(projected light source)を包含し得る。
【００９３】
プリズムの中または外に誘導される光を、光学的形状変化性プラスチック物品を使用している人または子供が調節し得る形状変化性プリズムを使用することができる。光学的形状変化性プラスチックで製造したレンズの焦点作用を変化させるのに直接的または間接的に使用できるレンズを形成することができる。光および像を導き、効果または光学的出力を最大限にするために対象となる形状に物理的に軟化または硬化させることができる光ファイバーロッド(rod)を形成することができる。光学的に透明な形状変化性プラスチックを使用して、形状変化性導波管を構成することができる。導波管は、電子および光電子用途に使用できる。
【００９４】
ホログラフィックインプリントを、光学的に透明な形状変化性プラスチックの表面に形成することができる。ホログラムは、平面ピース、起伏ピース、またはピースの周縁に印刷することができる。ホログラムを形成して、形状変化性プラスチック基材の形状変化特性による広範囲の歪み下に、外観を変化させることができる。
【００９５】
加熱/冷却源：
加熱源は、以下のものを包含するが、それに限定されるわけではない：太陽光加熱、手による加熱、息による加熱、水での加熱、マイクロ波加熱、放射熱での加熱、一体化発熱体での加熱、ヘアドライヤーでの加熱、化学的に発生される熱での加熱、およびペルティエプレート等での加熱。加熱法は、プラスチック複合物中の発熱性顔料を光学源が励起し得る光発熱を包含し得る。光が吸収されると共に、顔料から熱が放出されて、照射されている組成物を局所的に加熱する。非光学的に発生する熱を放射するナノ複合物は、熱変色性顔料において二次光学効果を生じるのに使用し得る。
【００９６】
以下の実施例は、例示するものであって、限定するものではない。
【００９７】
実験例
パートA
1．インキ基剤への添加、または形状/記憶組成物への直接添加用の、熱変色性顔料：
予備重合したポリジアセチレン系二量体アミドを添加することによって、熱変色性顔料組成物を調製した。前記二量体アミドは、2個の酸基が1個のエチレンジアミンと結合するように、ジアセチレン系酸である5,7-ドデカジイン酸(dodecadiynoic acid)をエチレンジアミンと共に二量体化して、ジアミドを形成することによって生成した。二量体アミドを精製し、紫外線（254ナノメートル）を使用して安定顔料に重合させた。その物質は、標準高速ブレードグラインダーを使用して容易に粉末にされた。その粉末形態は、形状/記憶複合物の処理の様々な段階で容易に添加できた。
【００９８】
2．形状/記憶材料の被覆用の熱変色性インキ組成物：
予備重合ポリジアセチレン系二量体アミドを添加することによって、シルクスクリーン印刷インキ組成物を調製した。前記二量体アミドは、2個の酸基が1個のエチレンジアミンと結合するように、ジアセチレン系酸である5,7-ドデカジイン酸をエチレンジアミンと共に二量体化して、ジアミドを形成することによって生成した。二量体アミドを精製し、紫外線（254ナノメートル）を使用して安定顔料に重合させた。その予備重合ジアミドを、汎用シルクスクリーンインキ基剤（Nazdar Ink Corp.）に10wt%で添加した。混合物を均質に混合し、使用のために保存した。室温で、配合インキは赤紫色を呈していた。冷却した際に、インキはその光学特性を紫/青色に変化した。加熱した際に、インキは赤/橙色に変化した。配合湿潤溶液型インキは、安定な状態のままであり、室温で可逆性熱変色特性を示し、150Fより高く加熱した場合にのみ不可逆的に変色した。乾燥した場合のインキ基剤は、その可逆性熱変色性変色能力を250Fまで保持した。
【００９９】
3．形状/記憶/色変化性シート：
30℃形状/記憶プラスチックシート（厚さ0.015）をBay Materials, Corp.（Menlo Park, CA）から購入した。シートを6インチ×9インチででカットし、使用するまで平らに保った。そのシートを、上記実施例2のように調製した熱変色性汎用インキ組成物を使用してスクリーン印刷した。240メッシュのシルクスクリーンを使用し、8インチ×10インチのウィンドサイズでマルチプルスクリーンコーティングパスを使用して、不透明被膜を得た。被膜をシートの片面のみで行った。次に使用する前に、被膜を一晩乾燥させた。
【０１００】
乾燥した形状/記憶/色変化性シートは、30℃より高い温度および低い温度の繰り返し温度によって、強い熱変色性変色および熱可逆性を示した。シートは、加温した場合に、充分に可撓性であり準拠していた。さらに、30°より高い温度に加温した場合は、シートは室温における赤紫色から赤/橙色に変化した。25℃に冷却した場合に、シートは硬化および凝固ならびに濃い赤紫色への変色を開始した。冷却中、シートは、それが有していたどのような形状も保持していた。20℃で、シートは硬くなり、硬質プラスチック様特性を示すまでに硬化し、より濃い紫色を呈した。
【０１０１】
形状および色変化は、温度設定値を超えるおよびそれより低い値で完全に可逆性であった。形状は、多数回、設定および再設定できた。付随した色変化は、軟化が直ぐに起こることを示す優れた指標としての役割をし、かつ、組成物に娯楽価値を付加する相互作用的かつ魅力的な光学効果を付与する。
【０１０２】
4．形状/記憶/色変化性繊維：
30℃形状/記憶プラスチック繊維を、直径0.02インチで作製した。高分子ラクチド組成物の細長いフィラメントを融解物から引き上げた。フィラメント（直径0.02インチ）の長尺物が得られるように、フィラメントを定常速度および張力で融解物から引き取った。その材料は、融解物から引き取った後すぐに、硬化した。フィラメントを、保存のためにリールに巻き取った。フィラメントを、実施例2に記載のように調製した可逆性熱変色性インキでコーティングした。コーティングし乾燥した後、被覆繊維の形状および色の両方が、室温より高い温度への暴露によって変化した。
【０１０３】
5．形状/記憶/色変化性人形頭髪：
30℃形状/記憶プラスチック繊維（直径0.015）を、Bay Materials, Corp.（Menlo Park, Ca）から購入した。その繊維を、10インチのセグメントにカットし、8インチ×10インチの木枠に、フォーム基剤両面テープ(double stick foam-based tape)で並列に固定した。ストランドを約3ミリメートルの間隔で配置し、ピンと張った状態に維持した。実施例2のように調製したインキ基剤を使用して、希薄不透明被覆剤でストランドをコーティングした。1つの面をコーティングし、次に、枠を裏返してもう1つの面にコーティングすることによって、繊維の両面をブラシでコーティングした。室温で6時間乾燥させた後、付着点のすぐ近くで切ることによってストランドを取り外した。最終被覆繊維ストランドは、長さ7.5インチであった。
【０１０４】
約400本のストランドの束をまとめ、加熱したTeflon被覆面（350°F）を使用して隣接ストランドを溶融させることによって1つの端で付着させた。そのストランド群は、人形の頭髪の外観を有していた。その頭髪は、90°Fより高い温度への暴露によって形および色が変化した。硬いストランドが直ぐに軟化し、室温での赤紫色から赤/橙色に変色した。暴露温度が100°Fより高くなった場合に、連続軟化および橙黄色への明色化が生じた。
【０１０５】
加温し操作した場合に、頭髪束は、容易に、任意の形状または編んだ形に成形することができた。その形状または編んだ形は、周囲温度を70Fまたはそれ以下に下げることによって、形を固定することができた。形状固定は、束に冷気を通すか、または束を冷水に浸すことによって行うことができた。加温および冷却した際に、形状および色の両方が同時に変化した。形状および色の変化は、繰り返しのサイクルにわたって完全に可逆性であった。
【０１０６】
6．形状、記憶および色変化性の織布：
上記実施例5に記載のように作製した形状/記憶/色変化性繊維を使用して、形状/記憶/色変化性織物を作製した。単純(simple)織機を使用して、織物を作製した。6インチ×6インチ織物シートを作製し、4つの各辺に沿ってステッチシールした。織物シートの4つの各辺に沿ったオーブン(oven)ストランドを熱融着することによって、形状/記憶/色変化性織物シートをさらにしっかりしたものにした。
【０１０７】
織物シートは、加温し操作した場合に、どのような形状または形態にも容易に成形できた。形状または形態は、周囲温度を70Fまたはそれ以下に下げることによって、形を固定することができた。形状固定は、織物シートに冷気を通すか、または織物シートを冷水に浸すことによって行うことができた。加温および冷却した際に、形状および色の両方が同時に変化した。形状および色の変化は、繰り返しのサイクルにわたって完全に可逆性であった。
【０１０８】
7．形状/記憶/色変化性エポキシ樹脂：
5wt%顔料および95wt%エポキシ（Devcon 5 Minute Epoxy, All Purpose, ITW Performance Polymers Consumer Division）の比率で、実施例1に記載した熱変色性顔料を添加することによって、形状/記憶/色変化性エポキシ樹脂を調製した。熱変色性顔料を、高度粉末化形態の速乾エポキシ成分に直接添加した。顔料を充分に混合させた。混合物は、樹脂硬化剤成分との混合前に、室温で無期限に保存することができた。使用のために、エポキシ樹脂の2つの成分を同量で添加し、充分に混合した。
【０１０９】
2つの成分を混合した際に、熱変色性顔料は、混合過程にある混合物の均質性の指標として機能した。2つの成分を混合した際、エポキシ樹脂内に発熱性重合反応が生じたのに伴って、熱変色性顔料が赤紫色から赤色に変化した。その色は、エポキシ樹脂製造会社によって指定された規定の5分間にわたって、変化しつづけて明るい橙色になった。樹脂凝固の直前に、混合物中に明るい黄橙色が生じた。凝固および冷却後に、複合物の色が室温（72F）で赤紫色に戻り、60F未満で可逆的に青/紫色になった。
【０１１０】
エポキシ対硬化剤の比率の調節を、重合樹脂の最終剛性の調節に使用できた。50%硬化剤より高い硬化剤対エポキシの比率は、速い形状記憶特性を有するより高い剛性の複合物を生じた。50%硬化剤未満の硬化剤対エポキシの比率は、より遅い形状記憶特性を有するより低い剛性の複合物を生じた。
【０１１１】
多成分形状/記憶/色変化性エポキシ樹脂は、様々な初期形状、形態、形状寸法、シート形態、ロッド形態、ストランド形態、およびパターン等に成形することができた。各形状は、初期形状に関して前もって設計することができ、前記初期形状は、加熱時に再形成することができ、その形状を保持し、次に冷却された。再加熱時に、エポキシ樹脂は原形状にもどる。
【０１１２】
8．形状/記憶/色変化性の頭髪および体を有する人形：
体および頭髪の形状/記憶/色変化特性を有する人形を作製した。市販されている室温加硫成形材料を使用して鋳型を作製した。鋳型は、高さ3インチ、幅0.5インチの小さいプラスチック人形から形成した。人形は、上記実施例7に記載した熱変色性の形状/記憶/色変化性エポキシ樹脂を使用して成形した。エポキシ樹脂は、50%硬化剤/50％エポキシの比率で使用した。一旦硬化された成形人形を、その人形頭部の頂部に直径0.25インチの穴を有するように修正した。
【０１１３】
実施例5に記載した束ねた形状/記憶/色変化性頭髪の7.5インチセグメントを、人形に取り付けた。頭髪束の連結鈍端を、人形頭部に開けた穴の内側の鈍端に取り付けることによって所定位置に接着させた。
【０１１４】
頭髪束および人形は、加温し操作した場合に、容易に、任意の形状または編んだ形に成形することができた。その形状または編んだ形は、周囲温度を70Fまたはそれ以下に下げることによって、形を固定することができた。形状固定は、頭髪束および人形に冷気を通すか、または冷水に浸すことによって行うことができた。加温および冷却した際に、形状および色の両方が同時に変化した。形状および色の変化は、繰り返しのサイクルにわたって完全に可逆性であった。
【０１１５】
9．形状/記憶/色変化性の歯ブラシの柄：
形状変化性材料、形状記憶を強化するリリーフ材料、および温度遷移を表示する熱変色性材料を含有する歯ブラシの柄を、成形型で作製した。30C形状記憶材料を、Bay Materials, LLC.（Menlo Park, Ca）から購入した。温度変色性顔料は、実施例1に従って調製した。優れたスプリングバック特性を有するリリーフ材料は、0.30インチの厚さのポリエステルシート素材で作製した。
【０１１６】
歯ブラシヘッドを標準小売歯ブラシから除去した。切った歯ブラシヘッドに、形状/記憶/色変化性の柄に取り付けやすくするための溝をつけた。標準機械加工法を使用して、アルミニウム金型を作製した。成形後に成形品を除去するための突き出しピンを、金型に付けた。歯ブラシヘッドと成形した柄とを固定する位置に歯ブラシヘッドを適合させるように、金型を構成した。金型は、最終の歯ブラシの柄と同じ形にされたリリーフ材料の打抜型を受容する設計も含んでいた。リリーフ材料は、成形された形状変化性材料がリリーフ材料を完全に覆うように、金型より30%小さい異形材(profile)で打抜きされた。打抜リリーフ材料を歯ブラシヘッドと共に金型に正確に配置した。
【０１１７】
成形前に、実施例1に記載したポリジアセチレン系顔料を、粒状形態の30C形状変化性材料とブレンドした。顔料は、形状変化性材料の2wt%の濃度で添加した。熱変色性顔料と混合した形状記憶材料を、予熱し、280Fでブレンドした。ブレンドした材料を金型に入れ、材料を加圧し、鋳型キャビティ全体に流し込んだ。加熱/成形工程中、2000ポンド/平方インチの圧力を加えた。取り出す前に、金型および複合物を室温に冷却した。突き出しピンを使用して、完成した形状/記憶/色変化性歯ブラシを取り出した。最終製品は、室温で赤紫色を有する標準的歯ブラシの外観を呈していた。
【０１１８】
歯ブラシは、室温（+/-2°F）でその形状および色を維持した。形状は、周囲温度を70°Fまたはそれ以下に下げることによって、形を固定することができた。形状固定は、歯ブラシに冷気を通すか、または歯ブラシを冷水に浸すことによって行うことができた。温かい水道流水によって歯ブラシの柄を温めた際に、形状および色の両方が同時に変化した。形状および色の変化は、繰り返しのサイクルにわたって完全に可逆性であった。
【０１１９】
形状/記憶/色変化性の柄は、柄が自立性になるように撓み付形するという付加的利点を有していた。柄の末端を温め、ひねることによって、歯ブラシの長さに垂直な小円形パターンが形成され、形を固定することができる。形状変化した末端は、歯ブラシがそれ自体で立つことができるスタンドを提供し、従って歯ブラシホルダーを必要としない。
【０１２０】
10．市販の接着樹脂（Landecからの39% C0472）を使用して、可逆熱変色性C14EDAC14を含有する接着剤を調製した。重合赤紫色C14EDAC14を、0.01wt%〜50wt%の濃度で混合した。その樹脂を、紙および固体基材に塗布し、乾燥させて、重合C14EDAC14から生じる明確な熱変色性色変化特性を有する感圧接着剤を作製した。接着樹脂は、室温で、または220°Fまでの温度で乾燥させた。熱変色性接着剤は、室温で赤紫色、室温以下で青色であり、約90〜100°Fで赤色に変わった。色変化は、120°Fで橙色、次に、200°Fで黄色にさらに進んだ。乾燥した接着性熱変色性組成物は、250〜290°Fまで可逆特性を示した。接着剤を他の種々の組成物と混合して、特殊な感圧接着剤用途を付与することができる。
【０１２１】
11．形状/記憶/色変化性頭髪およびたてがみを有するプラスチック製おもちゃの馬：
12．頭髪および織物用の、導電性の形状/色変化性繊維：
13．平面物品から立体物品に色および形を誘導するための熱電パターン成形：
14．透明な形状/記憶材料に埋め込まれた半透明ホログラフィック画像：
15．打抜き形状/記憶/色変化性浴室玩具：
16．誘導用の熱電発熱体による熱収縮性の形状/記憶変化性フィルム：
17．電熱反応性の形状/色変化性の玩具形態：
18．熱収縮性フィルム上の、電熱反応性の印刷された色/形状変化性図柄：
19．色変化性の二方向熱収縮性プラスチック（例えば、Shrinky Dink(商標)パターン）：
20．前もって成形された形状変化性プラスチックに重ねた、印刷された食用砂糖積層品：
21．色/形状/記憶変化性頭髪において色/形状変化を誘発するための、電熱ヘアブラシ：
22．熱焼きなましたシートから形成された形状/記憶/色変化性の食器：
23．温水カップを載せた際に、形状および色を変化させる熱形成包装上の領域：
24．眼鏡および視覚効果用の、光学品質自己調節性レンズ：
25．加熱時に、形状および図形を変化させる食用砂糖層：
26．導電取外し可能、損傷または組織手当用品：
27．建材および補助栓用の熱収縮物(Heat shrink for building materials and facilitating closure)：
28．色/形状変化/溶融Crayons(商標)：
29．冷蔵庫、折りたたみ式保存容器、折りたたみ式消費者製品：
30．複数成分組成物の形状/記憶成分として使用し得るエポキシ基剤樹脂：
31．色/形状/記憶変化性の飛び出し絵本。
【０１２２】
パートB
実施例1：熱変色性の色/形状/記憶プラスチック組成物
組合せ形状記憶特性を有する熱変色性の色および形状変化性プラスチック組成物を、熱可塑性ポリウレタンEstane(商標)5778（Noveon Corporation, Cleveland OH）および2.5wt%粉末熱変色性顔料（Keystone Aniline Corporation, Chicago IL）を使用して配合した。
【０１２３】
250g熱可塑性樹脂および6.25g熱変色性顔料を使用して、少量バッチを調製した。丸底Pyrex(商標)容器（容量1000mL）を混合に使用した。容器を潤滑油でコーティングして、容器面への付着を減少させることができた。圧縮成形用途のために、熱可塑性樹脂を電子オーブンで2〜4分間溶融させ、混合して、粘性流動コンシステンシーにした。均一不透明度に混合しながら、熱変色性粉末を添加した。数分間で充分な混合が得られた。30〜60秒間にわたるマイクロ波による繰り返しの加熱を行って、溶融コンシステンシーを確実にした。
【０１２４】
熱可塑性樹脂/熱変色性顔料の上記と同じ比率を使用して、多量バッチを調製した。加熱した工業用混合容器中で、25kgバッチを調製した。混合容器に、均一加熱ジャケットおよび工業銘柄混合器を取り付けた。熱可塑性樹脂の予備乾燥ペレット素材を、予熱した混合容器に入れた。350°F〜400°Fの温度を維持した。均一溶融状態が得られた後に、混合を開始した。混合を、ゆっくりだが定常状態に維持した。625g熱変色性顔料を混合バッチにゆっくり添加し、混合を10〜30分間維持した。大きいヘラを使用する付加的な物理的転置によって、粘性溶融混合物を定期的にコンディション調整した。
【０１２５】
仕上溶融混合物は、付随する生産成形用金型および装置へのインライン移送によって、溶融状態で直接的に使用できるか、または混合物を使用可能部分に分離し、凝固させ、貯蔵、在庫および後の使用のために都合のよいインゴットに予備形成することができた。
【０１２６】
実施例2：光互変性の色/形状/記憶プラスチック組成物
組合せ形状記憶特性を有する光互変性の色および形状変化性プラスチック組成物を、熱可塑性ポリウレタンEstane(商標)5778（Noveon Corporation, Cleveland OH）および2.5wt%粉末光互変性顔料（Color Change Corporation, Streamwood,IL）を使用して配合した。
【０１２７】
250g熱可塑性樹脂および6.25g光互変性顔料を使用して、少量バッチを調製した。丸底Pyrex(商標)容器（容量1000mL）を混合に使用した。容器を潤滑油でコーティングして、容器面への付着を減少させることができた。圧縮成形用途のために、熱可塑性樹脂を電子オーブンで2〜4分間溶融させ、混合して、粘性流動コンシステンシーにした。均一不透明度に混合しながら、光互変性粉末を添加した。数分間で充分な混合が得られた。30〜60秒間にわたるマイクロ波による繰り返しの加熱を行って、溶融コンシステンシーを確実にした。
【０１２８】
熱可塑性樹脂/光互変性顔料の上記と同じ比率を使用して、多量バッチを調製した。加熱した工業用混合容器中で、25kgバッチを調製した。混合容器に、均一加熱ジャケットおよび工業銘柄混合器を取り付けた。熱可塑性樹脂の予備乾燥ペレット素材を、予熱した混合容器に入れた。350°F〜400°Fの温度を維持した。均一溶融状態が得られた後に、混合を開始した。混合を、ゆっくりだが定常状態に維持した。625g光互変性顔料を混合バッチにゆっくり添加し、混合を10〜30分間維持した。大きいヘラを使用する付加的な物理的転置によって、粘性溶融混合物を定期的にコンディション調整した。
【０１２９】
仕上溶融混合物は、付随する生産成形用金型および装置へのインライン移送によって、溶融状態で直接的に使用できるか、または混合物を使用可能部分に分離し、凝固させ、貯蔵、在庫および後の使用のために都合のよいインゴットに予備形成することができた。
【０１３０】
実施例3：複式(multi-format)光互変性/熱変色性の色/形状/記憶プラスチック組成物
組合せ形状記憶特性を有する光互変性/熱変色性の色および形状変化性プラスチック組成物を、熱可塑性ポリウレタンEstane(商標)5778（Noveon Corporation, Cleveland OH）、2.5wt%粉末光互変性顔料（31℃赤紫色Color Change Corporation, Streamwood, IL）および2.5wt%粉末熱変色性顔料（Keystone Aniline Corporation, Chicago IL）を使用して配合した。
【０１３１】
250g熱可塑性樹脂、6.25g光互変性顔料および6.25g熱変色性顔料を使用して、少量バッチを調製した。丸底Pyrex(商標)容器（容量1000mL）を混合に使用した。容器を潤滑油でコーティングして、容器面への付着を減少させることができた。圧縮成形用途のために、熱可塑性樹脂を電子オーブンで2〜4分間溶融させ、混合して、粘性流動コンシステンシーにした。均一不透明度に混合しながら、光互変性粉末および熱変色性粉末を添加した。数分間で充分な混合が得られた。30〜60秒間にわたるマイクロ波による繰り返しの加熱を行って、溶融コンシステンシーを確実にした。
【０１３２】
熱可塑性樹脂と光互変性顔料および熱変色性顔料との、前記と同じ比率を使用して、多量バッチを調製した。加熱した工業用混合容器中で、25kgバッチを調製した。混合容器に、均一加熱ジャケットおよび工業銘柄混合器を取り付けた。熱可塑性樹脂の予備乾燥ペレット素材を、予熱した混合容器に入れた。350°F〜400°Fの温度を維持した。均一溶融状態が得られた後に、混合を開始した。混合を、ゆっくりだが定常状態に維持した。625g光互変性顔料および625g熱変色性顔料を混合バッチにゆっくり添加し、混合を10〜30分間維持した。大きいヘラを使用する付加的な物理的転置によって、粘性溶融混合物を定期的にコンディション調整した。
【０１３３】
仕上溶融混合物は、付随する生産成形用金型および装置へのインライン移送によって、溶融状態で直接的に使用できるか、または混合物を使用可能部分に分離し、凝固させ、貯蔵、在庫および後の使用のために都合のよいインゴットに予備形成することができた。最終組成物を構成し、それは、予期された全ての形状変化、熱変色性および光互変性特性を示した。
【０１３４】
実施例4：光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物
組合せ形状記憶特性を有する光ルミネセンスの色および形状変化性プラスチック組成物を、熱可塑性ポリウレタンEstane(商標)5778（Noveon Corporation, Cleveland OH）および15wt%粉末光ルミネセンス顔料（Glow Incorporated, Severn MD）を使用して配合した。
【０１３５】
250g熱可塑性樹脂および37.5g光ルミネセンス顔料を使用して、少量バッチを調製した。丸底Pyrex(商標)容器（容量1000mL）を混合に使用した。容器を潤滑油でコーティングして、容器面への付着を減少させることができた。圧縮成形用途のために、熱可塑性樹脂を電子オーブンで2〜4分間溶融させ、混合して、粘性流動コンシステンシーにした。均一不透明度に混合しながら、光ルミネセンス粉末を添加した。数分間で充分な混合が得られた。30〜60秒間にわたるマイクロ波による繰り返しの加熱を行って、溶融コンシステンシーを確実にした。
【０１３６】
熱可塑性樹脂/光ルミネセンス顔料の上記と同じ比率を使用して、多量バッチを調製した。加熱した工業用混合容器中で、25kgバッチを調製した。混合容器に、均一加熱ジャケットおよび工業銘柄混合器を取り付けた。熱可塑性樹脂の予備乾燥ペレット素材を、予熱した混合容器に入れた。350°F〜400°Fの温度を維持した。均一溶融状態が得られた後に、混合を開始した。混合を、ゆっくりだが定常状態に維持した。3.75kg光ルミネセンス顔料を混合バッチにゆっくり添加し、混合を10〜30分間維持した。大きいヘラを使用する付加的な物理的転置によって、粘性溶融混合物を定期的にコンディション調整した。
【０１３７】
仕上溶融混合物は、付随する生産成形用金型および装置へのインライン移送によって、溶融状態で直接的に使用できるか、または混合物を使用可能部分に分離し、凝固させ、貯蔵、在庫および後の使用のために都合のよいインゴットに予備形成することができた。
【０１３８】
実施例5：複式光互変性/光ルミネセンスの光学/形状/記憶プラスチック組成物
組合せ形状記憶特性を有する光互変性および光ルミネセンスの光学および形状変化性プラスチック組成物を、熱可塑性ポリウレタンEstane(商標)5778（Noveon Corporation, Cleveland OH）、2.5wt%粉末光互変性顔料（31℃赤紫色Color Change Corporation, Streamwood, IL）および10wt%粉末光ルミネセンス顔料（Glow Incorporated, Severn MD）を使用して配合した。
【０１３９】
250g熱可塑性樹脂、6.25g光互変性顔料および37.5g光ルミネセンス顔料を使用して、少量バッチを調製した。丸底Pyrex(商標)容器（容量1000mL）を混合に使用した。容器を潤滑油でコーティングして、容器面への付着を減少させることができた。圧縮成形用途のために、熱可塑性樹脂を電子オーブンで2〜4分間溶融させ、混合して、粘性流動コンシステンシーにした。均一不透明度に混合しながら、光互変性粉末および光ルミネセンス粉末を添加した。数分間で充分な混合が得られた。30〜60秒間にわたるマイクロ波による繰り返しの加熱を行って、溶融コンシステンシーを確実にした。
【０１４０】
熱可塑性樹脂と光互変性顔料および熱変色性顔料との、前記と同じ比率を使用して、多量バッチを調製した。加熱した工業用混合容器中で、25kgバッチを調製した。混合容器に、均一加熱ジャケットおよび工業銘柄混合器を取り付けた。熱可塑性樹脂の予備乾燥ペレット素材を、予熱した混合容器に入れた。350°F〜400°Fの温度を維持した。均一溶融状態が得られた後に、混合を開始した。混合を、ゆっくりだが定常状態に維持した。625g光互変性顔料および3.75kg光ルミネセンス顔料を混合バッチにゆっくり添加し、混合を10〜30分間維持した。大きいヘラを使用する付加的な物理的転置によって、粘性溶融混合物を定期的にコンディション調整した。
【０１４１】
仕上溶融混合物は、付随する生産成形用金型および装置へのインライン移送によって、溶融状態で直接的に使用できるか、または混合物を使用可能部分に分離し、凝固させ、貯蔵、在庫および後の使用のために都合のよいインゴットに予備形成することができた。最終組成物を構成し、それは、予期された全ての形状変化、光互変性および光ルミネセンス特性を示した。昼間、紫外線（例えば、約400ナノメートル発光ダイオードペンライト）で照射された領域は、無色プラスチックバックグラウンドから、照射領域において濃く着色した図柄になる。光互変性効果は1〜2分以内に消失し、前記照射領域は、暗い条件下に光輝(optical glow)を発する。
【０１４２】
実施例6：低温熱変色性の色/形状/硬化性パテ組成物
組合せた可逆性形状硬化特性を有する熱変色性の色および形状変化性パテ組成物を、ゴム基剤Dreyco(商標)基剤（L.A. Dreyfus Company, Edison NJ）、熱可塑性組成物Protoplast(商標)（WRF/Aquaplast Corporation, Wyckoff NJ）および4wt%粉末熱変色性顔料（Keystone Aniline Corporation, Chicago IL）を使用して配合した。
【０１４３】
Dreyco(商標)基剤 2.5：Protoplast(商標)熱可塑性樹脂 1：全重量の1%の粉末熱変色性顔料の比率を使用して、バッチを調製した。Dreyco(商標)基剤のペレットを温水で濯ぎ、水中120°Fで10分間軟化させた。バルクを凝集させ、混合して、均一生地様コンシステンシーにした。温めたDreyco(商標)基剤の粘性コンシステンシーに匹敵する粘性コンシステンシーが得られるまでProtoplast(商標)熱可塑性樹脂ペレットをマイクロ波で加熱している間、Dreyco(商標)基剤のバルクを温かい状態に維持した。粉末熱変色性顔料を溶融熱可塑性樹脂に直接的に添加し、均一に分散するまで混合した。Dreyco(商標)基剤ならびに混合した熱可塑性樹脂および熱変色性顔料を合わせ、均一に混合した。マイクロ波または120°Fの水で混合物を定期的に温めて、混合中の軟化状態を確実にした。
【０１４４】
仕上軟化混合物は、付随する生産成形用金型および装置へのインライン移送によって、軟化状態で直接的に使用できるか、または混合物を使用可能部分に分離し、凝固させ、貯蔵、在庫および後の使用のために都合のよいインゴットに予備形成することができた。
【０１４５】
実施例7：低温光互変性の色/形状/硬化性パテ組成物
組合せた可逆性形状硬化特性を有する光互変性の色および形状変化性パテ組成物を、ゴム基剤Dreyco(商標)基剤（L.A. Dreyfus Company, Edison NJ）、熱可塑性組成物Protoplast(商標)（WRF/Aquaplast Corporation, Wyckoff NJ）および4wt%粉末光互変性顔料（Color Change Corporation, Streamwood IL）を使用して配合した。
【０１４６】
Dreyco(商標)基剤 2.5：Protoplast(商標)熱可塑性樹脂 1：全重量の1%の粉末光互変性顔料の比率を使用して、バッチを調製した。Dreyco(商標)基剤のペレットを温水で濯ぎ、水中120°Fで10分間軟化させた。バルクを凝集させ、混合して、均一生地様コンシステンシーにした。温めたDreyco(商標)基剤の粘性コンシステンシーに匹敵する粘性コンシステンシーが得られるまでProtoplast(商標)熱可塑性樹脂ペレットをマイクロ波で加熱している間、Dreyco(商標)基剤のバルクを温かい状態に維持した。粉末光互変性顔料を溶融熱可塑性樹脂に直接的に添加し、均一に分散するまで混合した。Dreyco(商標)基剤ならびに混合した熱可塑性樹脂および光互変性顔料を合わせ、均一に混合した。マイクロ波または120°Fの水で混合物を定期的に温めて、混合中の軟化状態を確実にした。
【０１４７】
仕上軟化混合物は、付随する生産成形用金型および装置へのインライン移送によって、軟化状態で直接的に使用できるか、または混合物を使用可能部分に分離し、凝固させ、貯蔵、在庫および後の使用のために都合のよいインゴットに予備形成することができた。
【０１４８】
実施例8：低温光ルミネセンスの色/形状/硬化性パテ組成物
組合せた可逆性形状硬化特性を有する光ルミネセンスの色および形状変化性パテ組成物を、ゴム基剤Dreyco(商標)基剤（L.A. Dreyfus Company, Edison NJ）、熱可塑性組成物Protoplast(商標)（WRF/Aquaplast Corporation, Wyckoff NJ）および15wt%粉末光ルミネセンス顔料（Glow Incorporated, Stevern MD）を使用して配合した。
【０１４９】
上記実施例「低温光互変性の色/形状/硬化性パテ組成物」と同様に、バッチを調製した。仕上軟化混合物は、付随する生産成形用金型および装置へのインライン移送によって、軟化状態で直接的に使用できるか、または混合物を使用可能部分に分離し、凝固させ、貯蔵、在庫および後の使用のために都合のよいインゴットに予備形成することができた。
【０１５０】
実施例9：高温熱変色性、光互変性または光ルミネセンスの色/形状/硬化性パテ組成物
組合せた可逆性形状硬化特性を有する熱変色性、光互変性または光ルミネセンスの色および形状変化性パテ組成物を、熱可塑性組成物Protoplast(商標)（WRF/Aquaplast Corporation, Wyckoff NJ）および4wt%粉末熱変色性顔料（Keystone Aniline Corporation, Chicago IL）；4wt%粉末光互変性顔料（Color Change Corporation, Streamwood IL）；または15wt%粉末光ルミネセンス顔料（Grow Incorporated, Stevern MD）を使用して配合した。
【０１５１】
上記実施例「低温熱変色性の色/形状/硬化性パテ組成物」と同様に、バッチを調製した。仕上軟化混合物は、付随する生産成形用金型および装置へのインライン移送によって、軟化状態で直接的に使用できるか、または混合物を使用可能部分に分離し、凝固させ、貯蔵、在庫および後の使用のために都合のよいインゴットに予備形成することができた。
【０１５２】
実施例10：加圧成形光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチックシートおよび表面図柄付き物品
前記実施例「熱変色性の色/形状/記憶プラスチック組成物」、「光互変性の色/形状/記憶プラスチック組成物」または「光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物」に従って、光学効果色/形状/記憶プラスチックバッチを調製した。
【０１５３】
所定量の各光学/形状/記憶プラスチック配合混合物を、軟質半溶融状態にした。溶融所定量を、くっつかない鋳型面に入れた。鋳型面は、最終製品に刻印される表面浮彫模様で模様を付けられているか、または前記表面は、平板作製用の平面であった。内部発熱体を使用して、鋳型を前もって300°Fに温めた。第二予熱鋳型面を、下部取付板面に直接配置し、30トン空気作動プレスで所定位置に配置した。
【０１５４】
作動空気プレスを使用して、半溶融プラスチックを圧縮した。鋳型およびプレスは、上側成形面と下側成形面とが完全接触するように設計した。過剰の溶融プラスチックは、誘導トラフを通って出られるようにした。圧縮は、30秒間の成形サイクルを使用して行うことができた。圧縮後、上部および下部鋳型取付板および圧縮プラスチックを、プレスから取り外し、流水または冷空気流で迅速に冷却させた。鋳型取付板を分離し、成形プラスチック物品を取り出し、トリミングした。
【０１５５】
実施例11：直接加圧成形光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチック構造物
前記実施例「熱変色性の色/形状/記憶プラスチック組成物」、「光互変性の色/形状/記憶プラスチック組成物」または「光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物」に従って、光学効果色/形状/記憶プラスチックバッチを調製した。
【０１５６】
所定量の各光学/形状/記憶プラスチック配合混合物を、軟質半溶融状態にした。上記実施例「加圧成形光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチックシートおよび表面図柄付き物品」のように、溶融所定量をくっつかない鋳型面に入れた。鋳型取付板が下部取付板と正確に重なるように、立体鋳型取付板を機械で作製した。各圧縮構造物全体において、上部取付板と下部取付板の間に25/1000インチの間隔を与えるように、鋳型キャビティを形成した。成形面に流出路を形成して、過剰溶融プラスチックが流出できるようにした。内部発熱体を使用して、金型を前もって300°Fに温めた。鋳型取付板を、30トン空気作動プレスで所定位置に配置した。
【０１５７】
作動空気プレスを使用して、半溶融プラスチックを圧縮した。鋳型およびプレスは、上側成形面と下側成形面とが完全接触するように設計した。過剰の溶融プラスチックは、誘導流出路を通って出られるようにした。圧縮は、30〜60秒間の成形サイクルを使用して行うことができた。圧縮後、上部および下部鋳型取付板および圧縮プラスチックを、プレスから取り外し、流水または冷空気流で迅速に冷却させた。鋳型取付板を分離し、成形プラスチック物品を取り出し、トリミングした。
【０１５８】
人形、顔、キャラクター、ディメンショナルシェイプ(dimensional shape)、アクションフィギュア、アニメフィギュアおよび造形品等を成形用に機械で作製した。重複繰返しの成形品(molded feature)を、機械で鋳型にして、1サイクルにつき最大数の成形品が作製されるようにした。鋳型キャビティに正確に充填するよう注意した。最初に、上部および下部成形部品(mold piece)を、溶融プラスチックに接触させ、圧縮中、所定の速度でゆっくり圧縮して、キャビティ充填を確実にした。
【０１５９】
最終熱成形品は、それらの熱変色活性、光互変活性または光ルミネセンス活性を保持していた。熱成形後、成形品を手によってまたは打抜き法によって切抜きした。最終物品は、使用された代表的シート材料の、完全な、意図した複数形状および光学特性を示した。
【０１６０】
実施例12：平面シートを使用した、熱成形熱変色性の色/形状/記憶変化性プラスチック浴室玩具、フィギュアおよび遊びピース(play piece)
光学効果色/形状/記憶プラスチックシートを、前記実施例「熱変色性の色/形状/記憶プラスチック組成物」、「光互変性の色/形状/記憶プラスチック組成物」または「光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物」、および「加圧成形光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチックシートおよび物品」に従って調製したバッチから作製した。
【０１６１】
平面加圧成形シート（厚さ20/1000インチ）を、標準熱成形法を使用して形成した。熱成形金型は、アルミニウム金型製作素材を使用して機械で作製した。人形、顔、キャラクター、ディメンショナルシェイプ(dimensional shape)、アクションフィギュア、アニメフィギュアおよび造形品等を、成形用に機械で作製した。重複繰返しの成形品を、機械で鋳型にして、1サイクルにつき最大数の成形品が作製されるようにした。4反復ユニット金型(unit mold)を使用して、12インチ×12インチシートを熱成形して、1サイクル当たり4個の成形品を得た。シートを250Fでコンディション調整し、迅速に熱成形して、たるみが生じないようにした。
【０１６２】
最終熱成形品は、それらの熱変色活性、光互変活性または光ルミネセンス活性特性を保持していた。熱成形後、成形品を手またはダイ打抜き法によって切抜きした。最終物品は、使用された代表的シート材料の、完全な、意図した複数形状および光学特性を示した。
【０１６３】
実施例13：複数の形状変化特性、光学的透明度および光拡散特性を有する光輝性ロッド
熱可塑性ポリウレタンEstane(商標)5778（Noveon Corporation, Cleveland OH）を使用して、形状記憶特性を有する平面シート（厚さ2〜8mm；1mm刻みで増加）を作製した。0.01〜0.05wt%微粒マイカ（微光粉末）を添加するかまたは添加せずに光拡散を増加させた。前記実施例「加圧成形光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチックシートおよび表面図柄付き物品」に記載のような平面鋳型形状を使用して、成形を行った。
【０１６４】
平滑な上面および底面を有するシートを作製した。完成シートを、打抜きするかまたはホットナイフで切って、特定シートと同じ厚さのストリップを得た。上面および底面における平滑仕上げと同様の平滑研磨縁を有するように、切片を仕上げした。ストリップを6インチ、8インチ、10インチまたは12インチの長さに切った。様々な強度および焦点の光源を使用したストリップの末端、側面または上面の照射によって、ストリップ全体に一過性の輝きが生じた。低いパーセントの光学効果顔料を含有するストリップは、顔料を含有しないストリップより均一かつ強い輝きを生じた。
【０１６５】
成形品または押出を使用して、他の形を形成した。断面円状、角状、三角形、五角形、六角形または他の幾何学的断面デザインを成形した。それぞれの場合に、指向性ロッドは、それらの形状変化および光学効果を維持した。本質的にあらゆる角度で指向する光を使用して、ロッド型に特徴的な光輝様特性を生じることができた。
【０１６６】
実施例14：形状変化性光学プラスチック品の中を通る光伝送用の照射面
上記実施例「複数の形状変化特性、光学的透明度および光拡散特性を有する光輝性ロッド」において作製した光輝性ロッドで、照射系を構成した。バックライトおよび不透明面カバーを有する照射パッド(illumination pad)を開発した。乾燥状態において光を遮断する屈折率を有する不透明面を設計した。水または屈折率整合媒体で水和した際に、背後から照明を当てられたパネルから光が漏出できた。インデキシング媒体（indexing medium）（水）に接触していた不透明面カバーの領域だけで、光が漏出できた。
【０１６７】
照射は、不透明面カバーに配置した湿潤光輝性ロッドを使用して強化し指向させることができる。湿潤ロッド面は、不透明層からロッドに光を直接的に伝導させ、その結果、ロッドが輝くように見える。形状変化性光輝ロッドは、種々の模様、形状、メッセージおよびデザインに付形し成形できる。形状変化性光輝ロッドは、先ず、所望の平面形態に成形することができる。ロッドの面が湿潤し、不透明暗色化面に配置されている際に、光が、水の屈折率整合によって層に伝送され、ロッドが、成形された所定の形状において、選択的に照射される。
【０１６８】
形状変化性光輝ロッドは、照射パッドに立体リリーフ外観を与える。光学効果は、形状変化性光伝送光輝ロッドを再位置決めまたは再成形することによって調整できる。光輝ロッドは、蛍光色素、光沢材、ロッドの色を変化させるための光学透明度を有する色素、暗がりで光る顔料、および真珠光沢顔料等を包含する種々の光学成分と共に使用できる。
【０１６９】
実施例15：延伸光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチックストランド、フィラメントおよび人形頭髪
光学効果色/形状/記憶プラスチックバッチを、前記実施例「熱変色性色/形状/記憶プラスチック組成物」、「光互変性色/形状/記憶プラスチック組成物」または「光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物」に従って調製した。
【０１７０】
所定量の各光学/形状/記憶プラスチック配合混合物を、温度制御加熱ジャケットにおいて軟質半溶融状態にした。均一な粘度および混合を確実にするように、温度を調節した。溶融混合物を300°F〜350°Fに維持した。先ず混合物面に接触し、フィラメントをスピンドルに引っ張り、スピンドルがフィラメントを引き取るように一定回転速度を維持することによって、繊維を混合物から引き出した。スピンドルを、溶融プラスチック面から定距離（3フィート）に維持した。その距離は、スピンドルに束ねるためにプラスチックを硬化するのに充分な時間を与えた。一般に、引き取り速度は10〜100フィート/分に維持された。引き取り速度、溶融温度、冷却距離および関連パラメータは、細いまたは太いストランド、フィラメントまたは頭髪製品を製造するように調節できた。
【０１７１】
最終延伸フィラメント組成物は、その熱変色活性、光互変活性または光ルミネセンス活性を保持していた。成形後、フィラメント物品を束ね、人形頭髪用にカットし、プラスチック人形頭部に植え付けるために巻き戻しするか、または種々の玩具用途に保存した。完成フィラメントおよび頭髪物品は、使用した代表的シート材料の、意図した完全な複数の形状および光学特性を示した。
【０１７２】
光学硬化熱変色性、光互変性、光ルミネセンスのストランド、フィラメントおよび人形頭髪組成物の物理的特性は、特定用途のために改質することができた。例えば、増加した引張り強度を付与する他のプラスチックを添加して、人形頭髪植え付け過程における付加的安定性を与えることができた。潤滑剤を添加して、ストランド同士の粘着を減少させることができた。加工、製造および官能性に関係した他の物理的特性は、目的とする用途によって調整することができる。
【０１７３】
実施例16：光学効果熱変色性、光互変性または光ルミネセンスの色/形状/記憶変化特性を有する砂/プラスチック組成物
光学効果色/形状/記憶プラスチックバッチを、前記実施例「熱変色性色/形状/記憶プラスチック組成物」、「光互変性色/形状/記憶プラスチック組成物」または「光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物」に従って調製した。
【０１７４】
所定量の各光学/形状/記憶プラスチック配合混合物を、温度制御加熱ジャケットにおいて軟質半溶融状態にした。洗浄した細粒砂を、全容量の1vol%〜50vol%で添加した。砂をゆっくり添加し、充分に混合して、全ての砂微粒子が熱可塑性性組成物で完全に覆われるようにした。
【０１７５】
最終組成物は、その熱変色活性、光互変活性または光ルミネセンス活性を保持していた。添加した砂は、ざらざら仕上げを付与した。被包された砂は、被包しているプラスチックまたは光変化性物質の特性に不利な影響を与えなかった。形成後、所定量の最終配合物を、前記実施例「加圧成形光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチックシートおよび表面図柄付き物品」と同様の成形用途に使用するために配分した。
【０１７６】
実施例17：インプレッション(impression)形成用途用の容器入り熱変色性、光互変性および光ルミネセンスの低温色/形状/記憶パテ
ビニル容器入り低温パテを、再形成可能な色変化性成形パッドとして開発した。低温色/形状/記憶パテを、前記実施例「低温光互変性の色/形状/硬化性パテ組成物」、「低温熱変色性の色/形状/硬化性パテ組成物」および「低温光ルミネセンスの色/形状/硬化性パテ組成物」のように調製した。
【０１７７】
Dreyco(商標)ゴム基剤および色変化性物質だけを使用して組成物を調製し、熱可塑性樹脂Protoplast(商標)は使用しなかった。熱可塑性樹脂を使用せずにパテ組成物を調製して、熱可塑性樹脂を使用した例（110〜120°F）よりかなり低い温度のパテ形態（90〜100°F）を得た。硬化した色/形状/記憶パテ品（25g）を、部分的に熱融着したビニルパウチ（厚さ10/1000インチの透明柔軟性ビニル素材）に入れた。パウチを3辺でシールした。パテを温め、捕捉空気を防止するためにパウチ全体に均一に広げ、次に、ビニルパウチラミネートの中に完全に熱融着した。最終充填パウチを平らにし、室温に冷却した。最終サイズは、厚さ約3mmおよび10x10cmの正方形の平面形状であった。
【０１７８】
最終容器入りパテ組成物は、加温および冷却の際に、その熱変色活性、光互変活性または光ルミネセンス活性ならびに形状記憶特性を保持していた。インプレッション形成は、充填封止パウチを、マイクロ波または温水（100°Fで3分間）で温めることによって行われた。充填平面パウチを手または成形用具で加圧して形模様を形成した際に、インプレッションが得られた。取り出した色変化パテは、インプレッション領域に明瞭なウインドーを残した。冷却後、インプレッション領域はその成形形態を保持し、周囲パテ充填領域は元の可逆性色変化状態に戻った。その成形品は、継続的なインプレッション形成および使用に、充分に再使用可能および再成形可能であることが見出された。
【０１７９】
様々なインプレッション形成品を使用して、以下のものを包含する所定の造形品を作製した：動物造形品、昆虫造形品、顔、フィギュア、数字、文字、メッセージ、絵、図形、サイン、記号、ストリーボード、アニメ、アニメキャラクターおよび様々なブランド品および非ブランド品。最終インプレッションは、遊びおよび使用中に、変化させることができるかまたは再形成できた。
【０１８０】
実施例18：容器入り熱変色性、光互変性または光ルミネセンスの粘性色/形状/記憶液体および書く方法
熱変色性、光互変性または光ルミネセンス光学効果顔料および粘性水溶液を含有する透明ビニル容器入り粘性液体を、ライティング、メッセージおよびアクティビティユニットとして調製した。2.5wt%粉末熱変形性顔料（Keystone Aniline Corporation, Chicago IL）を、熱変形タイプに使用した。3wt%粉末光互変性顔料（Color Change Corporation, Streamwood IL）を、光互変タイプに使用した。10wt%粉末光ルミネセンス顔料（Glow Incorporated, Severn MD）を、暗がりで光るタイプに使用した。微粉コーンスターチを使用してタイトレートした(titrated)濃厚水溶液を使用して、粘性水溶液を調製した。
【０１８１】
コーンスターチおよび水の調節流動粘性混合物を含有する溶液を、熱変色性顔料、光互変性顔料または光ルミネセンス顔料の粉末形態と混合した。混合物を、3辺でシールされた透明柔軟性ビニルパウチに入れた（液体約20mL、厚さ10/1000インチの透明柔軟性ビニル）。パウチから空気を除去し、標準包装ヒートシーラーを使用して完全密封した。
【０１８２】
最終の容器入り熱変色性、光互変性および光ルミネセンス粘性溶液は、それぞれ、それらの全ての光学特性を保持していた。容器入り溶液は、加圧するかまたは曲げた場合に、形状変化可能な可撓性および展性を保持していた。変形および動揺させずにさらに置いた後(after distortion and left further un-perturbed)、パウチの原形は元の平面形態にゆっくり戻った。光学変化タイプは、数分間で現れて消えるようにすることができるメッセージ、記号、および標識等を形成したり書いたりするのに都合のよい面を与えた。例えば、光互変性容器入りタイプは、400ナノメートル発光ダイオードペンライトを使用して都合よく書くことができた。容器入りタイプの表面上をペンライトが通ると共に、書いたものが直ぐに現れる。形状を変化させるかまたはパウチ表面をゆがめることによって、書いたものは、1〜2分以内または直ぐに消える。いずれの場合も、方法および容器は、完全に元に戻り、意図的に再使用することができる。
【０１８３】
実施例19：前もって成形したプラスチック人形頭部における、色/形状/記憶パテ積層コーティング
高温熱変形性、光互変性または光ルミネセンスの色/形状/硬化性パテを含有する成形可能コーティング/ラミネーティング層を、予備成形プラスチック人形頭部に適用した。前記実施例「高温熱変色性、光互変性または光ルミネセンスの色/形状/硬化性パテ組成物」に記載の色/形状/硬化性パテを使用して、被覆剤を調製した。
【０１８４】
長さ5インチのプラスチック人形頭部を、高温色/形状/記憶パテの加熱可撓性シートを使用して、圧縮積層した。シートを0.24インチの厚さにした。ホットプレスシートを、人形の顔の正確な輪郭に合わせた。パテ組成物の溶融転移温度より低い温度に冷却した際に、プラスチックパテが硬化して、剛性プラスチック特性を示した。ヘアドライヤー、熱水、またはマイクロ波で加熱した際に、溶融転移温度より高い温度でパテが軟化し、変色し、可撓性パテ様特性を示した。可撓状態において、パテ積層品を成形し、変形し、再輪郭付けして、新しい人形の顔の外観を得ることができる。冷却後、変色が元に戻り、パテが硬化して最終的な顔の外観を得た。
【０１８５】
実施例20：光学/形状/記憶変化性プラスチック被覆インプレッション形成フォームおよびスポンジ
光学効果色/形状/記憶プラスチックバッチを、前記実施例「熱変色性色/形状/記憶プラスチック組成物」、「光互変性色/形状/記憶プラスチック組成物」または「光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物」に従って調製した。光学/形状/記憶フォームおよびスポンジの形成用のプラスチックシートを、前記実施例「加圧成形光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチックシートおよび表面図柄付き物品」のように作製した。
【０１８６】
光学効果色/形状/記憶プラスチックの薄いシートを、独立気泡フォームおよび連続気泡フォームおよびスポンジの両方に加熱積層した。第一下部シートをTeflon被覆パンに載せた。長方形のフォームまたはスポンジ切片をシートの中央に載せた。第二切片をスポンジ切片の上に同じく中央に載せた。上部シートがスポンジを均一に覆って、サンドイッチ状物の下部シートに接触するまで、サンドイッチ状物を300°Fで10分間加熱した。溶融上部シートが下部シートに融着し、下部シートに永久的にプレス融合されて、スポンジのまわりに気密シールが形成された。過剰シート材料をトリミングして、完全に封入されたスポンジまたはフォーム物品を形成した。
【０１８７】
室温またはそれ以下で、封入被覆フォーム品は硬質であり、単色状態(one colored state)であった。前記物品を、温かい水道水またはヘアドライヤーからの温かい空気で加熱した際に、前記物品は封入されたスポンジのスポンジ様特性を示した。前記物品を新しい形状で冷却した場合に、様々なインプレッション、変形および彫刻形状を硬化させることができた。熱変色性、光互変性、光ルミネセンス顔料に予期された全ての光学特性および効果が保持され、熱サイクルにおいて完全に可逆性であった。形状変化性の再構成または成形インプレッションは、物品を再び加温した際に完全に可逆性であった。内在化させたスポンジまたはフォーム材料は、加温された際に、元の成形長方形形態への急激なスプリングバックを生じた。
【０１８８】
実施例21：色/形状/記憶パテおよびプラスチックからなる一般的補修、修理、固定、復元および多目的組成物：
光学効果色/形状/記憶プラスチックバッチを、前記実施例「熱変色性色/形状/記憶プラスチック組成物」、「光互変性色/形状/記憶プラスチック組成物」または「光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物」に従って調製した。高温パテを、前記実施例「高温熱変色性、光互変性または光ルミネセンスの色/形状/硬化性パテ組成物」に従って作製した。使用者が熱傷または火傷しないようにする安全メカニズムとして使用できるようにパテまたはプラスチックの転移温度で変色させるために、熱変色性着色剤を選択した。
【０１８９】
パテおよびプラスチックは、補修、接続、取付け、固定、保持具作製、嵌合、補強、濃厚化、変更；または付加された支持、強度または物品が必要とした関連強化から利益を得た家庭用品およびそれ以外の物品の強化；に使用できた。パテおよびプラスチックの両方が、特定の用途に合うように好都合な外形にでき適合させることができた。熱変色性効果は、火傷および熱傷を防止するのに特に有用であった。製作時間についての情報を提供する内部ガイドとしても有用であった。色が変化しはじめると共に、色の変化は、製作時間がほぼ終了したことを示した。
【０１９０】
実施例22：成形可能な形状変化特性を有する熱変色性二成分エポキシ
二成分5分エポキシを、ジアセチレン系モノマービス-2,2’-エチレン-(5,7-テトラデカジイン酸)ジアミドから生成した熱変色性ビス-ポリジアセチレン化合物で改質した。前記ジアセチレン系モノマーを室温（紫外線、254ナノメートル）で赤紫色に重合し、細粉として調製した。二成分5分エポキシの硬化性溶液（Devcon Corp. Danvers, MA）を2wt%のポリジアセチレン系粉末で着色した。混合物は室温で濃い赤紫色になった。熱変色性に着色した硬化成分は、通常条件下に長時間（1年より長い期間）安定な状態のままであった。
【０１９１】
色/形状/記憶エポキシプラスチックを、25%の着色硬化成分から50%までの着色硬化成分を75%のエポキシ成分〜50%のエポキシ成分へそれぞれ混合することによって調製した。50%未満の硬化成分を含有する組成物を使用して、より軟質、より感温性の形状変化性プラスチックを調製した。全ての場合に、エポキシ混合物は5〜10分以内に硬化した。熱変色性材料は、硬化段階の間、および混合直後に、発熱反応により、高い温度を示した。熱変色性材料は、5分間の時間枠の直前に、橙黄色への最も明るい着色を示し、これは、エポキシが今にも硬化しようとしており、硬化するまでに残っている製作時間が30秒未満であることを示した。硬化した熱変色性エポキシは、可逆性加熱および冷却サイクルの際に、優れた色および形状変化特性を示した。
【０１９２】
実施例23：ストリップ、ロッド、レース、タイルおよび打抜き造形品およびフィギュアを包含する、印刷された熱変色性の色/形状/記憶プラスチック打抜き玩具成形品
熱可塑性ポリウレタン（Rohm and Haas Corp., Philadelphia, PA）を使用して、組合せ形状記憶特性および可逆性熱変色性印刷物を有する形状変化性プラスチック組成物を配合した。180メッシュシルクスクリーンおよび紫外線硬化性熱変色性インキ（Matsui International Inc., Garena, CA）を使用して、画像、メッセージ、記号、キャラクター、アニメキャラクター、フィギュア、グラフィックおよび印刷情報を、スクリーン印刷した。
【０１９３】
厚さ0.01インチ、0.02インチ、0.03インチ、0.04インチ、0.06インチ、0.08インチ、0.1インチおよび0.2インチの形状変化性プラスチックシートを、前記実施例「熱変色性の色/形状/記憶プラスチック組成物」および「加圧成形光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチックシートおよび表面図柄付き物品」のように製造した。熱変色性紫外線硬化インキおよび硬化用の1200ワット/インチ平方の中圧水銀ランプを使用して、平板な12インチx12インチシートにスクリーン印刷した。様々な画像タイプを、低温（10℃、15℃および20℃可逆性熱変色性インキ）または高温（25℃、27℃、29℃、31℃、35℃、37℃のおよびそれより高い温度の可逆性熱変色性インキ）の両方を使用して印刷した。印刷したシート/画像は、予期された全範囲の完全形状および色変化特性を保持していた。
【０１９４】
実施例24：歯ブラシ、結びひも(tie string)/フック、玩具コネクター、写真立て、ヘアバンド、プラスチック家庭用品、折りたたみ式カップおよび皿を包含する成形品用の色/形状/記憶プラスチック
光学効果色/形状/記憶プラスチックバッチを、前記実施例「熱変色性色/形状/記憶プラスチック組成物」、「光互変性色/形状/記憶プラスチック組成物」または「光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物」に従って調製した。熱可塑性ウレタンを使用した（Rohm and Haas Corp., Philadelphia, PAまたはNoveon Corporation, Cleveland OH）。種々の供給源からの熱変色性および光互変性顔料を使用することができた（Color Change Corporation, Streamwool IL, Keystone Aniline Corporation, Chicago IL, B&H Colour Change Limited, London England）。
【０１９５】
成形は、前記実施例「直接加圧成形光学効果熱変色性、光互変性、光ルミネセンスの色/形状/記憶変化性プラスチック構造物」に記載の方法を使用して行った。加工した形物を、打抜きおよび/またはトリミングした。初期成形形状を硬化し、標準品とした。歪んだ一過性の形状は、製品の発売および販売前に工場で、または製品の購入者または使用者によって使用中に、設定することができた。新しい形状を設定するために、成形品を温め、ゆがめ、次に、冷やした。設定形状は、成形品を再び温めてその元の成形形状に戻すまで維持された。成形品の全ての熱変色性、光互変性または他の色および形状変化可逆特性が維持された。
【０１９６】
実施例25：熱変色性、光互変性、光ルミネセンス/形状変化性鉛筆およびペン
光学効果色/形状/記憶プラスチックバッチを、前記実施例「熱変色性色/形状/記憶プラスチック組成物」、「光互変性色/形状/記憶プラスチック組成物」または「光ルミネセンス（暗がりで光る）色/形状/記憶プラスチック組成物」に従って調製した。熱可塑性ウレタンを使用した（Rohm and Haas Corp., Philadelphia, PAまたはNoveon Corporation, Cleveland OH）。種々の供給源からの熱変色性および光互変性顔料を使用することができた（Color Change Corporation, Streamwool IL, Keystone Aniline Corporation, Chicago IL, B&H Colour Change Limited, London England）。軟質芯グラファイト(lead graphite)を、色/形状および記憶鉛筆に使用した。一般的なボールペンプラスチック挿入物を、色/形状および記憶変化性ペンに使用した。
【０１９７】
標準押出法を使用して、光学効果色/形状/記憶変化性プラスチックの管状押出ロッドを作製した。軟質鉛筆芯およびインキペン挿入物直径（それぞれ2mmおよび3mm）に適合するように口径を形成した。ロッド全体の外径を6mmに維持した。鉛筆は、軟質芯を中空プラスチック管に挿入し、消しゴムを収容する金属波形(crimp)を付加し、仕上げのために最終加熱圧縮することによって組み立てた。ペンは、ボールペン挿入物取付け用の金属ホルダーを差し込み、ペン軸の末端に穴を開けたキャップ(vented cap)を配置することによって組み立てた。いずれの場合も、組み立てたペンおよび鉛筆は、調製した配合色/形状/記憶プラスチックの予期された全ての色、形状および記憶特性を示した。比例した色変化が、形状変化に付随した。
【０１９８】
実施例25：高い調理温度に反応して同時または逐次に色および形状変化を示す多重反応性色/形状/記憶変化要素
熱変色性の色変化および熱誘導性の形状変化によって、調理温度を同時に知らせる調理器を開発した。基剤ナイロン材料を25%で熱可塑性形状変化性材料Estane(商標)5778と配合した熱可塑性組成物を調製した。高温可逆性熱変色性色素を調製し、プラスチック組成物に配合した。
【０１９９】
組成物を平面スライスド円板形態に成形した。熱的加熱の際に、円板ブレード(disc blade)が上向きに曲がって、囲われた空洞を形成した。組成物が閉鎖空洞形状になった。加熱および温度監視の際、高温(300°F)に1時間の暴露後に、構成組成物が熱変色可逆性および形状変化特性の両方を示した。色および形状変化の二重効果が、所定温度に達した際の、便利な視覚識別を可能にする。色および形状変化の二重効果は、所定温度に達したことを確認する確信的確認法を提供する。
【０２００】
実施例26：軟質の色/形状/記憶変化性熱可塑性パテを基剤とする高性能歯科用ナイトガード装置
33wt% Protoplast(商標)（WRF Aquaplast Corp.）、66.8wt%ポリビニルアセテートEvatane(商標)33-400（Atofina Chemicals, Inc. Philadelphia, PA）、およびジアセチレン系モノマービス-2,2’-エチレン-(6,8-ノナデカジイン酸)ジアミドから生成した0.2wt%熱変色性ビス-ポリジアセチレン系化合物を含有する熱可塑性混合物を調製した。前記ジアセチレン系モノマーは、室温（紫外線、254ナノメートル）で藍色に重合し、細粉として調製した。先ず、熱可塑性組成物を200°Fに加熱し、ブレンドした。ブレンドし、160°Fに冷却した後、熱変色性ビスポリジアセチレンを粉末形態で添加し、均一に混合した。色/形状/記憶複合物は、高温（150〜155°F）での優れた歯科用印象形成特性、ならびに組み込まれた熱変色性物質によって示される材料の充分な軟化を示す熱変色性表示を示した。
【０２０１】
厚さ30/1000、40/1000、50/1000または60/1000の熱成形可能なプラスチックを使用して、歯科用トレーを熱成形した。上顎鋳型を、中度咬合に適合するように作製した。ポリビニルクロリド、ポリカーボネート、高密度ポリプロピレンおよびDelrin(商標)を、トレー成形用プラスチックとして使用した。薄いトレーデザインを使用した（深さ0.25インチ）。熱可塑性色/形状/記憶組成物をマイクロ波によって160°Fに加熱し、トレーの深さを完全に充填した。充填されたトレーを、使用前に室温に冷却した。熱変色性材料は、軟化温度に極めてよく適合した。準備できた場合に、デバイスは濃い赤色になる。明るい橙色は材料が熱すぎることを示した。紫色は硬化/冷却を示し、青色は完全硬化を示した。
【０２０２】
使用のために、平ナベ(pan)に入れた水を155°Fに加熱した。プラスチックトレーを下（熱材料を上）にしてサンプルを入れた。試料は、紫色から濃い赤色になり、次に、ほぼ1分で赤色になる。1分の時点で、歯科用印象の作製のために試料を直ぐに湯から取り出した。軽度〜中度の咬合が必要とされるだけである。硬化は、試料を2〜3分間口に保持することを必要とする。硬化時間中、口一杯の冷たい水道水を3回交換した(3 mouthfuls of cool tap water were exchanged)。サンプルは、多数回、再成形でき再使用できた。最終成形トレーは、優れた緩衝特性を示した。
【０２０３】
実施例27：中度軟質の色/形状/記憶変化性熱可塑性パテを基剤とする高性能歯科用ナイトガード装置
49wt% Protoplast(商標)（WRF Aquaplast Corp.）、49wt%ポリビニルアセテートEvatane(商標)33-400（Atofina Chemicals, Inc. Philadelphia, PA）、および2wt%熱変色性着色剤（60℃可逆性熱変色性顔料、B&H Colour Change Limited, London England）含有する熱可塑性混合物を調製した。先ず、熱可塑性組成物を200°Fに加熱し、ブレンドした。ブレンドし、160°Fに冷却した後、熱変色性顔料を粉末形態で添加し、均一に混合した。色/形状/記憶複合物は、高温（150〜155°F）での優れた歯科用印象形成特性、ならびに組み込まれた熱変色性物質によって示される材料の充分な軟化を示す熱変色性表示を示した。
【０２０４】
厚さ30/1000、40/1000、50/1000または60/1000の熱成形可能なプラスチックを使用して、歯科用トレーを熱成形した。上顎鋳型を、中度咬合に適合するように作製した。ポリビニルクロリド、ポリカーボネート、高密度ポリプロピレンおよびDelrin(商標)を、トレー成形用プラスチックとして使用した。薄いトレーデザインを使用した（深さ0.25インチ）。熱可塑性色/形状/記憶組成物をマイクロ波によって160°Fに加熱し、トレーの深さを完全に充填した。充填されたトレーを、使用前に室温に冷却した。熱変色性材料は、軟化温度に極めてよく適合した。準備できた場合に、デバイスは濃い赤色になる。明るい橙色は材料が熱すぎることを示した。紫色は硬化/冷却を示し、青色は完全硬化を示した。
【０２０５】
使用のために、平ナベに入れた水を155°Fに加熱した。プラスチックトレーを下（熱材料を上）にしてサンプルを入れた。試料は、1分の時点で、濃い青色から明るいオフホワイトになり、歯科用印象の作製のために試料を直ぐに湯から取り出した。軽度〜中度の咬合が必要とされるだけである。硬化は、試料を2〜3分間口に保持することを必要とする。硬化時間中、口一杯の冷たい水道水を3回交換した。サンプルは、多数回、再成形でき再使用できた。最終成形トレーは、優れた緩衝特性および中度剛性を示した。
【０２０６】
実施例28：硬質の色/形状/記憶変化性熱可塑性パテを基剤とする高性能歯科用ナイトガード装置
66wt% Protoplast(商標)（WRF Aquaplast Corp.）、32wt%ポリビニルアセテートEvatane(商標)33-400（Atofina Chemicals, Inc. Philadelphia, PA）、および2wt%熱変色性着色剤（60℃可逆性熱変色性顔料、B&H Colour Change Limited, London England）含有する熱可塑性混合物を調製した。先ず、熱可塑性組成物を200°Fに加熱し、ブレンドした。ブレンドし、160°Fに冷却した後、熱変色性顔料を粉末形態で添加し、均一に混合した。色/形状/記憶複合物は、高温（150〜155°F）での優れた歯科用印象形成特性、ならびに組み込まれた熱変色性物質によって示される材料の充分な軟化を示す熱変色性表示を示した。
【０２０７】
厚さ30/1000、40/1000、50/1000または60/1000の熱成形可能なプラスチックを使用して、歯科用トレーを熱成形した。上顎鋳型を、中度咬合に適合するように作製した。ポリビニルクロリド、ポリカーボネート、高密度ポリプロピレンおよびDelrin(商標)を、トレー成形用プラスチックとして使用した。薄いトレーデザインを使用した（深さ0.25インチ）。熱可塑性色/形状/記憶組成物をマイクロ波によって160°Fに加熱し、トレーの深さを完全に充填した。充填されたトレーを、使用前に室温に冷却した。熱変色性材料は、軟化温度に極めてよく適合した。準備できた場合に、デバイスは濃い赤色になる。明るい橙色は材料が熱すぎることを示した。紫色は硬化/冷却を示し、青色は完全硬化を示した。
【０２０８】
使用のために、平ナベに入れた水を155°Fに加熱した。プラスチックトレーを下（熱材料を上）にしてサンプルを入れた。試料は、1分の時点で、濃い青色から明るいオフホワイトになり、歯科用印象の作製のために試料を直ぐに湯から取り出した。軽度〜中度の咬合が必要とされるだけである。硬化は、試料を2〜3分間口に保持することを必要とする。硬化時間中、口一杯の冷たい水道水を3回交換した。サンプルは、多数回、再成形でき再使用できた。最終成形トレーは、優れた緩衝特性および中度剛性を示した。
【０２０９】
実施例29：形状および色変化要素を有する料理用温度計
予報形状記憶を有する挿入可能な料理用温度計は、先ず、調理が進行中であることを料理する人に知らせる。形状変化が起きた場合に、料理する人は、調理がほぼ終了する場合を正確に知らせる所定時までに、温度計を取り除くように注意を喚起される。温度計は、調理されている食品の火の通り具合の正確な程度を示す色変化要素も有している。
【０２１０】
温度計は、予め設定された状態から元の成形状態への形状変化を受ける都合のよい形状記憶プラスチックを使用して成形することができる。成形品を構成する組成物は、高温への所定の暴露時間によって決められる。例えば、300°F〜450°Fの温度で、特定形状を30分間、60分間または90分間保持することができる組成物を使用し得る。成形された形状は、高温で再形成され、迅速に冷却されて、室温、および所望調理温度より低い温度で、変形した一過性形状を有することができる。特定の時間および温度で加熱した際に、予め設定された変形形状が元の成形形状に回復する。回復は、調理終了前に起こるように設計することができ、それによって、形状変化事象を、調理が進行中であり終了していないことを示す前表示として使用することができる。
【０２１１】
変形した予め設定された形状から元の成形形状への形状変化の完全回復時に、料理する人は、調理の終了時をより正確に決定する温度計を使用するよう注意を喚起される。温度計は、形状変化末端の遠位において温度特異的熱変色性物質を含有してよい。従って、その装置は、火の通り具合を示す形状変化性前表示器である1つの末端、および正確な火の通り具合を示す正確な感温性色変化要素を有するもう1つの末端を有し得る。
【０２１２】
使用に関して、温度計を、調理前に、調理される食品に挿入する。挿入末端は、食品の火の通り具合を正確に決定するのに必要な熱変色性物質を有する。装置は、調理中、食品中に保持される。調理が進むと共に、かつ、調理終了前の所定時に、食品から突き出た形状変化末端が可視的に形状を変化させる。形状変化が明らかになった場合に、装置は、調理されている食品からそれを抜くことによって温度計として使用できる。食品から温度計を抜いた初期時点で調理が終了している場合、色変化が明らかである。食品がまだ調理し終えていない場合、色変化は調理が未終了であることを示す。温度計末端は、同じ位置に再挿入することができ、それによって調理を再チェックすることができる。料理する人は、色変化および調理が終了するまで、出来具合をチェックし続けることができる。
【０２１３】
その他の用途：
その他の様々な例は、以下を包含するが、それに限定されるわけではない：カスタマイズパテ歯ブラシホルダー、注文製作防弾服、注文製作の鉛筆およびペン用指配置器具；および/または海岸、砂浜および裏庭での遊びおよび活動用の熱変色性の色/形状/記憶戸外遊具；動物、人、昆虫、花、建築物、骨格、料理、宝石を包含する製作および遊びセット、および色/形状/記憶プラスチック品を使用する種々の遊びセット；種々の玩具および家庭用途用の汎用コネクタ；色/形状/記憶プラスチックで製作した立体パズルピース；相互作用的色/形状/記憶プラスチック包装および実物宣伝；同時二重温度反応自動車用子供安全装置；折りたたみ式水容器、液体容器、再使用可能折りたたみ式/形成可能な保存容器、ならびに多くの同時または逐次的な光学、色および形状変化性要素から恩典を受ける他の種々の製品および物品。
【０２１４】
本発明は、以下を包含する多くの利点を提供する。
【０２１５】
光学変化、色変化、形状変化、形状記憶および状態変化を可能にする多くの要素を有する複合組成物は、多種多様な多目的用途、娯楽用途、学習用途、教育用途、整形外科用途、建設用途、住宅建設用途、包装用途、遊び用途を見出し、そのような用途は、以下のものを包含するが、それに限定されるわけではない：「作って遊ぶ」キット、玩具、アクションフィギュア、人形、人形のアクセサリー、人形頭髪取付け部品、植え込める人形頭髪、ゲーム、パズル、既存または将来の他の製品と接続するコネクタ、宝石、美術品および工芸用具、組み立て用具、建築用具、補修用具、家庭用品、小売品、包装用品、ディスプレイおよび宣伝用品、防弾服、補装具および補装具付属品、運動用具、例えば、スキー板、ボールおよび他のスポーツ用品、ハードウエア使用、装具、マウスピース、マウスガード、接着剤、履物、衣類、調理および火の通り具合の報知を包含する種々の用途用の多反応温度監視、ならびに他の消費者、軍隊、工業および商業製品。
【０２１６】
単独の形状または色変化は、魅力的であることが認識されているが、色および形状変化の両特性を有する新規材料の「魔法のような魅力」にはかなり劣る。子供は、色/形状/記憶組成物を使用して作製した単純および複雑な形および物品に興味を示している。同時の色および形状変化、または互いに誘導し合う色または形状変化は、興味のもたれるものである。色/形状/記憶組成物を使用するプレイパターン(play pattern)は、形を次々に渡していき、それが子供一人一人で変化することによって、個人個人でまたはグループで行うことができる。様々な新しい遊びが可能になる。最終の色および対応する形状変化は、感動的、かつ所定温度範囲にすべきである。子供は単純なものを好むが、色/形状/記憶材料で作製した完成玩具に関心を示す。男児および女児のどちらも同様に興味を示すが、色/形状/記憶組成物を基剤とする種々の所望のプレイパターン、玩具および遊戯品を、幼児および乳児またはティーンエイジャーおよびヤングアダルト用にデザインすることができる。学校および学習センターは、色/形状/記憶材料を含む学習玩具および用品への用途を見出し得る。
【０２１７】
複合光学的色/形状/記憶組成物は、特定用途に望ましい一連の特徴を有し得る。それらは、純粋にプラスチック様の特性、純粋にパテ様の特性、または同じ組成物内に特性の混成を有することができる。関心の持たれる市場用途、加工特徴、経費検討および製品仕様が、製造される物品を構成する最終組成物にどの可能要素および物理的特性を使用するかを決定する。
【０２１８】
従って、本発明は当技術分野に有意な貢献をする。
【０２１９】
本発明を、その具体的態様に関して説明したが、本発明の真意および範囲を逸脱せずに、種々の加えることができ、同等物で置き換えることができるものと当業者に理解されるべきである。さらに、特定の状況、材料、目的とする組成物、方法、工程段階を、本発明の目的、意図および範囲に適合させるために、多くの変更を加えてもよい。全てのそのような変更は、特許請求の範囲内であるものとする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)第一適用刺激に反応して形状を変化させる形状変化成分；および
(b)第二適用刺激に反応して光学特性を変化させる光学変化成分；
を含む複合材料。
【請求項２】
形状変化成分が形状記憶成分である、請求項1記載の複合材料。
【請求項３】
光学変化成分が色変化成分である、請求項1記載の複合材料。
【請求項４】
第一適用刺激が温度変化である、請求項1記載の複合材料。
【請求項５】
第一適用刺激が光変化である、請求項1記載の複合材料。
【請求項６】
第二適用刺激が温度変化である、請求項1記載の複合材料。
【請求項７】
第二適用刺激が光変化である、請求項1記載の複合材料。
【請求項８】
第一適用刺激および第二適用刺激が同じである、請求項1記載の複合材料。
【請求項９】
第一適用刺激および第二適用刺激が異なる、請求項1記載の複合材料。
【請求項１０】
形状および光学変化を同時に受ける、請求項1記載の複合材料。
【請求項１１】
形状および光学変化を逐次に受ける、請求項1記載の複合材料。
【請求項１２】
プラスチックである、請求項1記載の複合材料。
【請求項１３】
形状変化および光学変化成分を同時成形する、請求項12記載の複合材料。
【請求項１４】
光学変化成分を、形状変化成分の少なくとも1つの面に配置する、請求項12記載の複合材料。
【請求項１５】
パテである、請求項1記載の複合材料。
【請求項１６】
少なくとも1つの付加的成分を含む、請求項1記載の複合材料。
【請求項１７】
少なくとも1つの付加的成分が複合材料の特性を改質する、請求項16記載の複合材料。
【請求項１８】
少なくとも1つの付加的成分が不活性充填剤である、請求項16記載の複合材料。
【請求項１９】
請求項1記載の複合材料を含む玩具。
【請求項２０】
浴室玩具である、請求項19記載の玩具。
【請求項２１】
遊びセットを含む、請求項19記載の玩具。
【請求項２２】
遊びピースを含む、請求項19記載の玩具。
【請求項２３】
人形である、請求項19記載の玩具。
【請求項２４】
人形が複合材料を含む頭髪を含む、請求項20記載の玩具。
【請求項２５】
請求項1記載の複合材料を含む、調理用具。
【請求項２６】
調理表示器である、請求項25記載の調理用具。
【請求項２７】
請求項1記載の複合材料を含む、書く要素。
【請求項２８】
請求項1記載の複合材料を含む、歯科用装置。
【請求項２９】
(a)第一適用刺激に反応して形状を変化させる形状変化成分；および
(b)第二適用刺激に反応して光学特性を変化させる光学変化成分；
を互いに接触させ、複合材料を製造することを含む方法。
【請求項１】
(a)第一適用刺激に反応して形状を変化させる形状変化成分；および
(b)第二適用刺激に反応して光学特性を変化させる光学変化成分；
を含む複合材料。
【請求項２】
形状変化成分が形状記憶成分である、請求項1記載の複合材料。
【請求項３】
光学変化成分が色変化成分である、請求項1記載の複合材料。
【請求項４】
第一適用刺激が温度変化である、請求項1記載の複合材料。
【請求項５】
第一適用刺激が光変化である、請求項1記載の複合材料。
【請求項６】
第二適用刺激が温度変化である、請求項1記載の複合材料。
【請求項７】
第二適用刺激が光変化である、請求項1記載の複合材料。
【請求項８】
第一適用刺激および第二適用刺激が同じである、請求項1記載の複合材料。
【請求項９】
第一適用刺激および第二適用刺激が異なる、請求項1記載の複合材料。
【請求項１０】
形状および光学変化を同時に受ける、請求項1記載の複合材料。
【請求項１１】
形状および光学変化を逐次に受ける、請求項1記載の複合材料。
【請求項１２】
プラスチックである、請求項1記載の複合材料。
【請求項１３】
形状変化および光学変化成分を同時成形する、請求項12記載の複合材料。
【請求項１４】
光学変化成分を、形状変化成分の少なくとも1つの面に配置する、請求項12記載の複合材料。
【請求項１５】
パテである、請求項1記載の複合材料。
【請求項１６】
少なくとも1つの付加的成分を含む、請求項1記載の複合材料。
【請求項１７】
少なくとも1つの付加的成分が複合材料の特性を改質する、請求項16記載の複合材料。
【請求項１８】
少なくとも1つの付加的成分が不活性充填剤である、請求項16記載の複合材料。
【請求項１９】
請求項1記載の複合材料を含む玩具。
【請求項２０】
浴室玩具である、請求項19記載の玩具。
【請求項２１】
遊びセットを含む、請求項19記載の玩具。
【請求項２２】
遊びピースを含む、請求項19記載の玩具。
【請求項２３】
人形である、請求項19記載の玩具。
【請求項２４】
人形が複合材料を含む頭髪を含む、請求項20記載の玩具。
【請求項２５】
請求項1記載の複合材料を含む、調理用具。
【請求項２６】
調理表示器である、請求項25記載の調理用具。
【請求項２７】
請求項1記載の複合材料を含む、書く要素。
【請求項２８】
請求項1記載の複合材料を含む、歯科用装置。
【請求項２９】
(a)第一適用刺激に反応して形状を変化させる形状変化成分；および
(b)第二適用刺激に反応して光学特性を変化させる光学変化成分；
を互いに接触させ、複合材料を製造することを含む方法。
【公表番号】特表２００７−５１１２４４（Ｐ２００７−５１１２４４Ａ）
【公表日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２７０９４（Ｐ２００６−５２７０９４）
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３０６７５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２８５２４
【国際公開日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（５０６０９２１３４）セーガン インダストリーズ インコーポレーティッド (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３０６７５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２８５２４
【国際公開日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（５０６０９２１３４）セーガン インダストリーズ インコーポレーティッド (2)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]