JP5033707B2 - 変色性時計教習具セット - Google Patents
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前記教習具は、長針と短針が常に視認されるため、時計の読み方の学習には必ずしも満足のいくものではなかった。
更には、前記文字盤の絵柄の周囲に、時計に関連する問題と、答えを現出させる多孔質層と撥水性樹脂層からなる解答表示部を設けてなることを要件とする。
前記低屈折率顔料としては、珪酸及びその塩、バライト粉、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、石膏、クレー、タルク、アルミナホワイト、炭酸マグネシウム等が挙げられ、これらは屈折率が1.4〜1.8の範囲にあり、液体を吸液すると良好な透明性を示すものである。
なお、前記珪酸の塩としては、珪酸アルミニウム、珪酸アルミニウムカリウム、珪酸アルミニウムナトリウム、珪酸アルミニウムカルシウム、珪酸カリウム、珪酸カルシウム、珪酸カルシウムナトリウム、珪酸ナトリウム、珪酸マグネシウム、珪酸マグネシウムカリウム等が挙げられる。
前記低屈折率顔料の粒径は特に限定されるものではないが、0.03〜10.0μmのものが好適に用いられる。
又、前記低屈折率顔料は2種以上を併用することもできる。
尚、好適に用いられる低屈折率顔料としては珪酸が挙げられる。
前記珪酸は、乾式法により製造させる珪酸(以下、乾式法珪酸と称する)であってもよいが、湿式法により製造される珪酸(以下、湿式法珪酸と称する)が好適である。
この点を以下に説明する。
珪酸は非晶質の無定形珪酸として製造され、その製造方法により、四塩化ケイ素等のハロゲン化ケイ素の熱分解等の気相反応を用いる乾式法によるものと、ケイ酸ナトリウム等の酸による分解等の液相反応を用いる湿式法によるものとに大別される。
乾式法珪酸と湿式法珪酸とでは構造が異なり、前記乾式法珪酸は珪酸が密に結合した構造であるのに対して、湿式法珪酸は、珪酸が縮合して長い分子配列を形成した構造部分を有している。
従って、湿式法珪酸は乾式法珪酸と比較して分子構造が粗になるため、湿式法珪酸を多孔質層に適用した場合、乾式法珪酸を用いた系と比較して乾燥状態における光の乱反射性に優れ、常態での隠蔽性が大きくなるものと推察される。
又、多孔質層は水を吸液させるものであるから、湿式法珪酸は乾式法珪酸に比べて粒子表面にシラノール基として存在する水酸基が多く、親水性の度合いが大であり、好適に用いられる。
尚、前記多孔質層の常態での隠蔽性と吸液状態での透明性を調整するために、湿式法珪酸と共に、他の汎用の低屈折率顔料を併用することもできる。
前記低屈折率顔料とこれらのバインダー樹脂の混合比率は、低屈折率顔料の種類及び性状に左右されるが、好ましくは、低屈折率顔料1質量部に対してバインダー樹脂固形分0.5〜2質量部であり、より好ましくは、0.8〜1.5質量部である。低屈折率顔料1質量部に対してバインダー樹脂固形分が0.5質量部未満の場合には、前記多孔質層の実用的な皮膜強度を得ることが困難であり、2質量部を越える場合には、前記多孔質層内部への水の浸透性が悪くなる。
前記多孔質層は、一般的な塗膜と比較して着色剤に対するバインダー樹脂の混合比率が小さいため、十分な皮膜強度が得られ難い。そこで、前記のバインダー樹脂のうち、ナイロン樹脂又はウレタン系樹脂を用いて耐擦過強度を高めることが好ましい。
前記ウレタン系樹脂としては、ポリエステル系ウレタン樹脂、ポリカーボネート系ウレタン樹脂、ポリエーテル系ウレタン樹脂等があり、2種以上を併用することもできる。又、前記樹脂が水に乳化分散したウレタン系エマルジョン樹脂や、イオン性を有するウレタン樹脂(ウレタンアイオノマー)自体のイオン基により乳化剤を必要とすることなく自己乳化して、水中に溶解乃至分散したコロイド分散型(アイオノマー型)ウレタン樹脂を用いることもできる。
尚、前記ウレタン系樹脂は水性ウレタン系樹脂又は油性ウレタン系樹脂のいずれを用いることもできるが、本発明においては水性ウレタン系樹脂、殊に、ウレタン系エマルジョン樹脂やコロイド分散型ウレタン系樹脂が好適に用いられる。
前記ウレタン系樹脂は単独で用いることもできるが、支持体の種類や皮膜に必要とされる性能に応じて、他のバインダー樹脂を併用することもできる。ウレタン系樹脂以外のバインダー樹脂を併用する場合、実用的な皮膜強度を得るためには、前記多孔質層のバインダー樹脂中にウレタン系樹脂を固形分質量比率で30%以上含有させることが好ましい。
前記バインダー樹脂において、架橋性のものは任意の架橋剤を添加して架橋させることにより、さらに皮膜強度を向上させることができる。
前記バインダー樹脂には、水との親和性に大小が存在するが、これらを組み合わせることにより、多孔質層中への浸透時間、浸透度合い、浸透後の乾燥の遅速を調整することができる。更には、適宜分散剤を添加して前記調整をコントロールすることができる。
前記多孔質層の塗布量は5〜50g/m2、好ましくは、10〜30g/m2である。
5g/m2未満では、常態で十分な隠蔽性を得ることが困難であり、又、50g/m2を越えると吸液時に十分な透明性を得ることが困難である。
従って、乾燥状態の時計教習具は時計の短針像は視認されない。
前記教習具に水付着具を用いて短針像を形成し、これを幼児等に見せて時計の読み方を覚えさせたり、或いは、所望の時間を幼児等に描かせて時計の読み方を覚えさせることができる。
前記撥水性樹脂のうち、フッ素系撥水剤が撥水効果及び加工適性の面で効果的であり、固形分として1〜50g/m2、好ましくは2〜30g/m2の範囲の付着量が有効である。
印刷方法としては、スクリーン印刷、グラビヤ印刷、オフセット印刷等が例示でき、特にスクリーン印刷は、スクリーンの開孔率、孔径、線径等の調整により、目的に応じた針像を比較的簡易に形成でき、撥水性樹脂層の厚み(撥水加工液の塗布量)の調整の面でも効果的である。
撥水性樹脂層は多孔質層の一部に内在し、共存状態に配設されているので、撥水性樹脂層の共存箇所の多孔質層は、撥水効果により吸水状態が形成されず、不透明状態が保持されている(前記撥水性樹脂層は透明性であるため、多孔質層の不透明状態が透視できる)。
従って、常態(非吸水状態)では、判別し難い撥水性樹脂層と多孔質層が、撥水性樹脂層の非配設部分の多孔質層への吸水により判別可能となる。
前記撥水性樹脂層は、短針像(抜き像を含む)を描く。
なお、前記撥水性樹脂層による針像は、複数本を現出させる構成とする。
更に、時計の文字盤を形成していない箇所には、何時何分の文字を非変色性インキにより形成し、その近傍に多孔質層と撥水性樹脂層からなる時計を設けて問題の答え(何時何分に対応する時刻を表した時計の絵柄)が現出するよう構成したり、長針像と短針像を有する時計の絵柄を非変色性インキにより形成し、その近傍に多孔質層と撥水性樹脂層を設けて読み方(何時何分)が現出するよう構成してもよい
前記水付着具と、変色性時計教習具とを組み合わせて変色性時計教習具セットを得る。
なお、好ましい水付着具としては、容器内に水を収容し、且つ、容器内の水を導出する連続気孔を有するプラスチック多孔体又は繊維加工体をペン先部材として適用した筆記具又は塗布具であり、携帯性を有すると共に、教習具としての実用性を高めることができる。
前記における連続気孔を有するプラスチック多孔体又は繊維加工体は、水を適宜量、吸収し、吐出させるものであればよく、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、その他各種プラスチックの連続気孔体や繊維を集束させた毛筆状のもの、繊維の樹脂加工又は熱溶着加工によるもの、フェルト、不織布形態のものを挙げることができ、形状、寸法は目的に応じて任意に設定できる。
支持体2として白色の合成紙表面に、青色顔料1部、アクリル酸エステルエマルジョン50部、水性インキ増粘剤3部、レベリング剤0.5部、消泡剤0.3部、水性インキ架橋剤5部を混合してなる非変色性青色スクリーン印刷用インキを用いて時計の外観、文字盤の数字を印刷し、次いで、赤色顔料1部、アクリル酸エステルエマルジョン50部、水性インキ増粘剤3部、レベリング剤0.5部、消泡剤0.3部、水性インキ架橋剤5部を混合してなる非変色性赤色スクリーン印刷用インキを用いて文字盤の「12」の位置に長針像5を印刷し、更に、前記文字盤内にピンク色顔料1部、アクリル酸エステルエマルジョン50部、水性インキ増粘剤3部、レベリング剤0.5部、消泡剤0.3部、水性インキ架橋剤5部を混合してなる非変色性ピンク色スクリーン印刷用インキを用いて、円形の像を印刷して時計の文字盤の絵柄3(非変色像)を設けた。
更に、前記円形の像上に、湿式法微粒子状珪酸〔商品名:ニップシールE−220、日本シリカ工業(株)製〕15部、ウレタンエマルジョン〔商品名:ハイドランAP−10、大日本インキ化学工業(株)製、固形分30質量%〕45部、水40部、シリコーン系消泡剤0.5部、水系インキ用増粘剤3部、エチレングリコール1部、及び水性インキ架橋剤3部を均一に混合攪拌してなる白色スクリーン印刷用インキを用いて、100メッシュのスクリーン版にて全面ベタ印刷し、70℃で5分間乾燥硬化させて多孔質層4を形成し、前記多孔質層上に、フッ素樹脂系撥水剤〔商品名:ディックガードDF−30、大日本インキ化学工業(株)製、固形分10重量%〕80部、油性系インキ用増粘剤1.0部、油性系溶剤19.0部を混合してなる無色透明スクリーン印刷用インキを用いて、180メッシュのスクリーン版にて多孔質層上の「1」から「11」の各位置に短針の抜き像を印刷し、70℃で2分間乾燥硬化させ、多孔質層中に撥水性樹脂層を内在形成した。
更に、非変色性黒色インキを用いて設問「ちょうど“なんじ”」を時計の絵柄上部に印刷して変色性時計教習具1を得た。
水を収容した水付着具(筆記具)を用いて、多孔質層上の「1」の位置に筆記すると、多孔質層が水の吸液により透明化して下層によるピンク色の短針像6が現出し、時計は1時を示す。
前記短針像は水が蒸発すると、再び元の白色に戻った。
ついで、前記水付着具を用いて、多孔質層上の「3」の位置に筆記すると、多孔質層が水の吸液により透明化して下層によるピンク色の短針像が現出し、時計は3時を示す。
前記短針像は水が蒸発すると、再び元の白色に戻り、前記様相変化は繰り返し行うことができ、水の適用により何度も繰り返し行うことができるため、教材として好適であった。
支持体として白色の合成紙表面に、青色顔料1部、アクリル酸エステルエマルジョン50部、水性インキ増粘剤3部、レベリング剤0.5部、消泡剤0.3部、水性インキ架橋剤5部を混合してなる非変色性青色スクリーン印刷用インキを用いて時計の外観、文字盤の数字を印刷し、次いで、赤色顔料1部、アクリル酸エステルエマルジョン50部、水性インキ増粘剤3部、レベリング剤0.5部、消泡剤0.3部、水性インキ架橋剤5部を混合してなる非変色性赤色スクリーン印刷用インキを用いて文字盤の「3」の位置に長針像を印刷し、前記文字盤内にピンク色顔料1部、アクリル酸エステルエマルジョン50部、水性インキ増粘剤3部、レベリング剤0.5部、消泡剤0.3部、水性インキ架橋剤5部を混合してなる非変色性ピンク色スクリーン印刷用インキを用いて、円形の像を印刷して時計の文字盤の絵柄(非変色像)を設けた。
前記円形の像上に、湿式法微粒子状珪酸〔商品名:ニップシールE−220、日本シリカ工業(株)製〕15部、ウレタンエマルジョン〔商品名:ハイドランAP−10、大日本インキ化学工業(株)製、固形分30質量%〕45部、水40部、シリコーン系消泡剤0.5部、水系インキ用増粘剤3部、エチレングリコール1部、及び水性インキ架橋剤3部を均一に混合攪拌してなる白色スクリーン印刷用インキを用いて、100メッシュのスクリーン版にて全面ベタ印刷し、70℃で5分間乾燥硬化させて多孔質層を形成した。
前記多孔質層上に、フッ素樹脂系撥水剤〔商品名:ディックガードDF−30、大日本インキ化学工業(株)製、固形分10重量%〕80部、油性系インキ用増粘剤1.0部、油性系溶剤19.0部を均一に混合攪拌してなる無色透明スクリーン印刷用インキを用いて、180メッシュのスクリーン版にて多孔質層上の数字間の位置に短針の抜き像を印刷し、70℃で2分間乾燥硬化させ、多孔質層中に撥水性樹脂層を内在形成した。
更に、非変色性黒色インキを用いて設問「“なんじ”15分」を時計の絵柄上部に印刷して変色性時計教習具を得た。
水を収容した水付着具(筆記具)を用いて、設問に対応する多孔質層上の「1」と「2」の間に筆記すると、多孔質層が水の吸液により透明化して下層によるピンク色の短針像が現出し、時計は1時15分を示す。
前記短針像は水が蒸発すると、再び元の白色に戻り、前記水付着具を用いて、「2」と「3」の間に筆記すると、多孔質層が水の吸液により透明化して下層によるピンク色の短針像が現出し、時計は2時15分を示す。
前記様相変化は繰り返し行うことができ、水の適用により何度も繰り返し行うことができるため、教材として好適であった。
支持体として白色の合成紙表面に、青色顔料1部、アクリル酸エステルエマルジョン50部、水性インキ増粘剤3部、レベリング剤0.5部、消泡剤0.3部、水性インキ架橋剤5部を混合してなる非変色性青色スクリーン印刷用インキを用いて時計の外観、文字盤の数字を印刷し、次いで、赤色顔料1部、アクリル酸エステルエマルジョン50部、水性インキ増粘剤3部、レベリング剤0.5部、消泡剤0.3部、水性インキ架橋剤5部を混合してなる非変色性赤色スクリーン印刷用インキを用いて文字盤の「6」の位置に長針像を印刷し、前記文字盤内にピンク色顔料1部、アクリル酸エステルエマルジョン50部、水性インキ増粘剤3部、レベリング剤0.5部、消泡剤0.3部、水性インキ架橋剤5部を混合してなる非変色性ピンク色スクリーン印刷用インキを用いて、円形の像を印刷して時計の文字盤の絵柄(非変色像)を設けた。
前記円形の像上に、湿式法微粒子状珪酸〔商品名:ニップシールE−220、日本シリカ工業(株)製〕15部、ウレタンエマルジョン〔商品名:ハイドランAP−10、大日本インキ化学工業(株)製、固形分30質量%〕45部、水40部、シリコーン系消泡剤0.5部、水系インキ用増粘剤3部、エチレングリコール1部、及び水性インキ架橋剤3部を均一に混合攪拌してなる白色スクリーン印刷用インキを用いて、100メッシュのスクリーン版にて全面ベタ印刷し、70℃で5分間乾燥硬化させて多孔質層を形成した。
前記多孔質層上に、フッ素樹脂系撥水剤〔商品名:ディックガードDF−30、大日本インキ化学工業(株)製、固形分10重量%〕80部、油性系インキ用増粘剤1.0部、油性系溶剤19.0部を均一に混合攪拌してなる無色透明スクリーン印刷用インキを用いて、180メッシュのスクリーン版にて多孔質層上の数字間の位置に短針の抜き像を印刷し、70℃で2分間乾燥硬化させ、多孔質層中に撥水性樹脂層を内在形成した。
更に、非変色性黒色インキを用いて設問「“なんじ”30分」を時計の絵柄上部に印刷して変色性時計教習具を得た。
水を収容した水付着具(筆記具)を用いて、設問に対応する多孔質層上の「1」と「2」の間に筆記すると、多孔質層が水の吸液により透明化して下層によるピンク色の短針像が現出し、時計は1時30分を示す。
前記短針像は水が蒸発すると、再び元の白色に戻り、前記水付着具を用いて、「2」と「3」の間に筆記すると、多孔質層が水の吸液により透明化して下層によるピンク色の短針像が現出し、時計は2時30分を示す。
前記様相変化は繰り返し行うことができ、水の適用により何度も繰り返し行うことができるため、教材として好適であった。
支持体として白色の合成紙表面に、青色顔料1部、アクリル酸エステルエマルジョン50部、水性インキ増粘剤3部、レベリング剤0.5部、消泡剤0.3部、水性インキ架橋剤5部を混合してなる非変色性青色スクリーン印刷用インキを用いて時計の外観、文字盤の数字を印刷し、次いで、赤色顔料1部、アクリル酸エステルエマルジョン50部、水性インキ増粘剤3部、レベリング剤0.5部、消泡剤0.3部、水性インキ架橋剤5部を混合してなる非変色性赤色スクリーン印刷用インキを用いて文字盤の「9」の位置に長針像を印刷し、前記文字盤内にピンク色顔料1部、アクリル酸エステルエマルジョン50部、水性インキ増粘剤3部、レベリング剤0.5部、消泡剤0.3部、水性インキ架橋剤5部を混合してなる非変色性ピンク色スクリーン印刷用インキを用いて、円形の像を印刷して時計の文字盤の絵柄(非変色像)を設けた。
前記円形の像上に、湿式法微粒子状珪酸〔商品名:ニップシールE−220、日本シリカ工業(株)製〕15部、ウレタンエマルジョン〔商品名:ハイドランAP−10、大日本インキ化学工業(株)製、固形分30質量%〕45部、水40部、シリコーン系消泡剤0.5部、水系インキ用増粘剤3部、エチレングリコール1部、及び水性インキ架橋剤3部を均一に混合攪拌してなる白色スクリーン印刷用インキを用いて、100メッシュのスクリーン版にて全面ベタ印刷し、70℃で5分間乾燥硬化させて多孔質層を形成した。
前記多孔質層上に、フッ素樹脂系撥水剤〔商品名:ディックガードDF−30、大日本インキ化学工業(株)製、固形分10重量%〕80部、油性系インキ用増粘剤1.0部、油性系溶剤19.0部を均一に混合攪拌してなる無色透明スクリーン印刷用インキを用いて、180メッシュのスクリーン版にて多孔質層上の数字間の位置に短針の抜き像を印刷し、70℃で2分間乾燥硬化させ、多孔質層中に撥水性樹脂層を内在形成した。
更に、非変色性黒色インキを用いて設問「“なんじ”45分」を時計の絵柄上部に印刷して変色性時計教習具を得た。
水を収容した水付着具(筆記具)を用いて、設問に対応する多孔質層上の「1」と「2」の間に筆記すると、多孔質層が水の吸液により透明化して下層によるピンク色の短針像が現出し、時計は1時45分を示す。
前記短針像は水が蒸発すると、再び元の白色に戻り、前記水付着具を用いて、「2」と「3」の間に筆記すると、多孔質層が水の吸液により透明化して下層によるピンク色の短針像が現出し、時計は2時45分を示す。
前記様相変化は繰り返し行うことができ、水の適用により何度も繰り返し行うことができるため、教材として好適であった。
実施例1乃至5で作製した変色性時計教習具と、容器内に水を収容し、且つ、容器内の水を導出する連続気孔を有する繊維加工体をペン先部材として適用した水付着具(筆記具)を組み合わせて変色性時計教習具セットを得た。
前記変色性時計教習具セットは、何度も繰り返し任意の箇所に短針を書き込んだり、設問に対して任意の箇所に短針を書き込むことによって、時間と時計の針の位置を学習することができ、教習具としての実用性をより高めることができる。
2 支持体
3 文字盤の絵柄
4 多孔質層
5 長針像
6 短針像
Claims (3)
- 支持体に形成された時計の文字盤の絵柄内に、低屈折率顔料をバインダー樹脂に分散状態に固着させた、非吸水状態で不透明であり、吸水状態で透明化する多孔質層と、前記多孔質層の一部に内在し、共存状態に撥水性樹脂層を配設してなり、前記撥水性樹脂層の非配設部分の多孔質層が吸水状態で透明化することにより複数本の時計の短針像が視覚判別され、且つ、常に視認される非変色性長針像を設けてなる変色性時計教習具と、水付着具とからなる変色性時計教習具セット。
- 前記文字盤の絵柄の周囲に、時計に関連する問題と、答えを現出させる多孔質層と撥水性樹脂層からなる解答表示部を設けてなる請求項1記載の変色性時計教習具セット。
- 前記水付着具が筆記具又は塗布具である請求項1記載の変色性時計教習具セット。
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