JPH06148793A - Photoresponsive microcapsule-containing material and its material diffusion light control method - Google Patents
Photoresponsive microcapsule-containing material and its material diffusion light control methodInfo
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- JPH06148793A JPH06148793A JP30070692A JP30070692A JPH06148793A JP H06148793 A JPH06148793 A JP H06148793A JP 30070692 A JP30070692 A JP 30070692A JP 30070692 A JP30070692 A JP 30070692A JP H06148793 A JPH06148793 A JP H06148793A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光刺激によって物質分
子の拡散透過性を制御する膜透過制御マイクロカプセル
系に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a membrane permeation control microcapsule system for controlling diffusion and permeation of substance molecules by photostimulation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、物質の分子レベルでの分離や選択
透過機能を有する合成高分子膜が注目されてきており、
更に進んで、高分子膜の物質透過性を外部刺激によって
コントロールできるものが提案されている。このような
機能を高分子膜に付与する方法としては、合成高分子膜
を化学修飾するなど、複合化を図る方法が試みられてお
り、機能をコントロールする手段としては、温度変化、
光照射、超音波照射、電場、酸化還元、ｐＨ変化等が用
いられている。具体的には、ポリマー側鎖部に官能基や
異性化基を導入する、高分子膜に二分子膜を固定化す
る、表面処理としてグラフトポリマーを利用する、また
は高分子ゲルを利用するなどの方法が挙げられる。2. Description of the Related Art In recent years, synthetic polymer membranes having a function of separating substances at a molecular level and having a selective permeation function have been attracting attention.
Further, it has been proposed that the substance permeability of the polymer membrane can be controlled by an external stimulus. As a method of imparting such a function to the polymer film, a method of forming a composite such as chemically modifying a synthetic polymer film has been attempted, and as a means for controlling the function, temperature change,
Light irradiation, ultrasonic irradiation, electric field, redox, pH change, etc. are used. Specifically, such as introducing a functional group or an isomerization group into the side chain of the polymer, fixing the bilayer membrane to the polymer membrane, using a graft polymer as the surface treatment, or using a polymer gel. There is a method.
【０００３】一方、マイクロカプセルに上記のような物
質透過機能を付与することが試みられている。マイクロ
カプセルは、直径が数μｍから数百μｍの間の微小な容
器であり、インクや薬剤の包袋材として実用化されてい
る。このマイクロカプセルの内部に封じ込まれた物質
は、容器を構成するマイクロカプセル膜によって外部の
環境から保護されている。このようなマイクロカプセル
膜を高分子膜で形成し、前述した機能性高分子膜の場合
と同様に、マイクロカプセル膜を化学修飾する方法で物
質透過機能を付与する試みがなされている。例えば、二
分子膜のラメラ層を多孔質な高分子マイクロカプセル膜
の中に形成したり、直鎖型ポリマーを高分子壁膜の表面
にグラフト重合させることにより、マイクロカプセル内
相物質をマイクロカプセル外へ透過させる例がある。こ
のマイクロカプセル内相物質の透過速度をコントロール
する手段としては、上記高分子膜の場合と同様に、温度
変化、光照射、超音波照射、電場、酸化還元、ｐＨ変化
等が挙げられる。これらを調整することによって、上述
した二分子膜やグラフト・ポリマーは、一種の分子バル
ブとして働くことが知られている。On the other hand, it has been attempted to impart the above-mentioned substance permeation function to the microcapsules. The microcapsule is a minute container having a diameter of several μm to several hundred μm, and has been put to practical use as a packaging material for inks and medicines. The substance encapsulated inside the microcapsule is protected from the external environment by the microcapsule film forming the container. Attempts have been made to form such a microcapsule film with a polymer film and impart a substance permeation function by a method of chemically modifying the microcapsule film, as in the case of the functional polymer film described above. For example, by forming a lamella layer of a bilayer membrane in a porous polymer microcapsule membrane, or by graft-polymerizing a linear polymer on the surface of a polymer wall membrane, the microcapsule internal phase substance is microcapsulated. There is an example of transmitting it to the outside. As means for controlling the permeation rate of the microcapsule internal phase substance, temperature change, light irradiation, ultrasonic irradiation, electric field, redox, pH change and the like can be mentioned as in the case of the polymer film. It is known that the bilayer membrane and the graft polymer described above act as a kind of molecular valve by adjusting these.
【０００４】図１２に、光照射によって物質透過性をコ
ントロールするマイクロカプセルの一例を模式的に示
す。マイクロカプセル４０のマイクロカプセル膜４３
は、多孔質分子材料から成るマイクロカプセル壁部４１
と、このマイクロカプセル壁部内の細孔部４２とを含
む。この細孔部４２には、ラメラ層をなす二分子膜４４
が埋め込まれている。細孔部４２の部分拡大図１３に示
すように、二分子膜４４は、両親媒性化合物からなり、
その中にアゾベンゼン基を含む脂質を光異性化物質４５
として混在させてある。マイクロカプセル４０の内側
（マイクロカプセル内相）と外側（マイクロカプセル外
相）には、夫々、液状物質４６及び４７が配されてい
る。FIG. 12 schematically shows an example of microcapsules whose substance permeability is controlled by light irradiation. Microcapsule film 43 of microcapsule 40
Is a microcapsule wall 41 made of a porous molecular material.
And the micropores 42 in the microcapsule wall. A bilayer film 44 forming a lamella layer is formed in the pore portion 42.
Is embedded. As shown in a partially enlarged view 13 of the pore portion 42, the bilayer film 44 is made of an amphipathic compound,
Photo-isomerizing substance 45 containing lipid containing azobenzene group therein
It is mixed as. Liquid substances 46 and 47 are provided inside (inside the microcapsule phase) and outside (outside the microcapsule phase) of the microcapsule 40, respectively.
【０００５】上述のような構成のマイクロカプセル含有
物に、紫外線を照射した場合、マイクロカプセル膜４３
の物質透過性は増大し、紫外線を含まない可視光線を照
射した場合には、元の物質透過性に戻ることが知られて
いる。これは、紫外線照射によって、二分子膜４４に分
散会合させた光異性化物質４５中のアゾベンゼン基が直
線的なトランス状態から屈曲したシス状態に変化し、分
子が整然と並んだ秩序的な二分子膜４４の膜構造を乱す
為と考えられる。可視光線の照射によって、シス状態の
アゾベンゼン基は元のトランス状態に戻り、二分子膜４
４は秩序的な膜構造を取り戻す。When the microcapsule-containing material having the above-mentioned structure is irradiated with ultraviolet rays, the microcapsule film 43 is formed.
It is known that the substance permeability of (1) increases and that the substance returns to the original substance permeability when irradiated with visible light containing no ultraviolet rays. This is because the azobenzene group in the photoisomerizable substance 45 dispersedly associated with the bilayer membrane 44 is changed from a linear trans state to a bent cis state by ultraviolet irradiation, and the ordered bimolecules are arranged in order. It is considered that the film structure of the film 44 is disturbed. Upon irradiation with visible light, the cis-state azobenzene group returns to its original trans-state, and the bilayer film 4
4 regains an ordered film structure.
【０００６】なお、アゾベンゼン基を、二分子膜４４部
分ではなく、マイクロカプセル膜の壁部４１に共有結合
により組み込んだ場合は、上述と同様に紫外線と可視光
線を照射しても、物質透過性は殆ど変化しない。このこ
とから、光異性化物質４５は、流動性のある二分子膜４
４部分に存在することが必要とされている。When the azobenzene group is incorporated into the wall 41 of the microcapsule film by a covalent bond instead of the bilayer film 44, the substance permeability is increased even when the ultraviolet ray and the visible ray are irradiated as described above. Changes little. From this fact, the photoisomerizable substance 45 is contained in the fluid bilayer film 4.
It is required to be present in 4 parts.
【０００７】このようなマイクロカプセルは、界面重合
法、ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法、コアセルベーション法など
の公知の技術により製造されたマイクロカプセル壁の細
孔部分に、二分子累積膜を吸着させる処理を行なって得
られる。Such microcapsules are produced by a known technique such as an interfacial polymerization method, an in-situ polymerization method, and a coacervation method. It is obtained by performing.
【０００８】しかし、上述のようなマイクロカプセル
は、細孔部にしか光異性化物質が存在しないので、光の
入射量に対する光異性化量が小さいことから、光応答の
感度が低く、物質透過性を制御しにくいという問題があ
った。However, in the above-mentioned microcapsules, since the photoisomerizable substance exists only in the pores, the photoisomerizable amount with respect to the incident amount of light is small, so that the photosensitivity is low and the substance permeation is low. There was a problem that it was difficult to control sex.
【０００９】ところで、前述の二分子膜などのイオン性
界面や、イオン性両親媒性物質のミセルにおいては、数
百オングストロームにおよぶ電気二重層が形成され、大
きな電位勾配を有した静電場となっている。このような
界面に光励起されやすいドナー分子とアクセプター分子
とを吸着させた系においては、通常の溶液系とは異なっ
てアクセプター／ドナー間の逆電子移動が抑制されるこ
とが知られており、この逆電子移動が抑制される結果と
して、いくつかの興味深い現象が報告されている。By the way, in the above-mentioned ionic interface such as a bilayer membrane or in a micelle of an ionic amphipathic substance, an electric double layer of several hundred angstroms is formed, and an electrostatic field having a large potential gradient is formed. ing. It is known that in a system in which a donor molecule and an acceptor molecule that are easily photoexcited are adsorbed on such an interface, the reverse electron transfer between the acceptor and the donor is suppressed, unlike a normal solution system. Several interesting phenomena have been reported as a result of suppression of reverse electron transfer.
【００１０】そのひとつとして、アニオン性界面に形成
された一群のアクセプター間での電子リレー共鳴による
連鎖的シス−トランス異性化反応があげられ、図１４に
その一例を示す。One of them is a chain cis-trans isomerization reaction by electron relay resonance between a group of acceptors formed at an anionic interface, and an example thereof is shown in FIG.
【００１１】図１４（ａ）に示すように、アニオン性両
親媒性分子Ｓ- 界面に、ドナー分子Ｄ+ と、シス−トラ
ンス異性を起こすアクセプター分子Ａ+ とが吸着してい
る。このとき、アクセプター分子Ａ+ は、シス状態であ
る。このドナー分子に可視光を照射することによって、
一光子吸収したドナー分子Ｄ+ が励起して励起種Ｄ* が
生成する。As shown in FIG. 14 (a), the anionic amphoteric
Amphiphilic molecule S- At the interface, the donor molecule D+ And the Sith-tiger
Acceptor molecule A+ And are adsorbed
It At this time, the acceptor molecule A+ Is in the cis state
It By irradiating this donor molecule with visible light,
One-photon absorbed donor molecule D+ Is excited and excited species D* But
To generate.
【００１２】続いて、図１４（ｂ）に示すように、励起
種Ｄ* からアクセプター分子Ａ+ へ一電子移動が行なわ
れた後、一群のシス状態のアクセプターの間で電子の受
け渡しが順次リレー的に行なわれる。すなわち、シス状
態のアクセプター分子Ａ+ は、一旦電子を受けとって中
間過程・Ａとなり、次に隣接するシス状態のアクセプタ
ー分子に電子を渡す（酸化）過程において、トランス状
態に立体異性を起こす。Subsequently, as shown in FIG. 14B, the excited species D * From the acceptor molecule A + After the one-electron transfer is performed, electrons are sequentially relayed between the group of cis-state acceptors. That is, the acceptor molecule A + in the cis state Undergoes a stereoisomerism in the trans state in the process of receiving an electron to become the intermediate process A and then transferring the electron to the adjacent acceptor molecule in the cis state (oxidation).
【００１３】最終的には、図１４（ｃ）に示すように、
全てのアクセプター分子はトランス状態となる。つま
り、一光子の吸収がトリガーとなって、多数のアクセプ
ター分子が連鎖的にシス状態からトランス状態への異性
化を行なうことになる。Finally, as shown in FIG. 14 (c),
All acceptor molecules are in the trans state. In other words, the absorption of one photon triggers a large number of acceptor molecules to isomerize from the cis state to the trans state in a chain.
【００１４】実際のアニオン性界面として、ミセル系、
エマルジョン系、二分子膜系、コロイド、シリカ系、高
分子電解質膜系において、これらの事実が確認されてお
り、現状では１００〜２５０程度の量子効率が得られて
いる。As an actual anionic interface, micelle system,
These facts have been confirmed in emulsion systems, bilayer membrane systems, colloids, silica systems, and polymer electrolyte membrane systems, and at present, quantum efficiencies of about 100 to 250 have been obtained.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、連鎖的電子
リレーによる光異性化物質のトランス異性化を利用し
て、感度が高く、内外相物質の相互拡散を簡単かつ精密
に制御できるマイクロカプセル含有物およびその物質拡
散制御方法を提供することを課題とするものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention utilizes the trans isomerization of a photoisomerizable substance by a chained electron relay, has high sensitivity, and is capable of easily and precisely controlling the interdiffusion of the internal and external phase substances. It is an object of the present invention to provide an inclusion and a method for controlling the diffusion of the substance.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するために、本発明では、（１）網目構造を有する高
分子電解質ゲルと、その網目構造内に介在させた二分子
膜とによってマイクロカプセルを形成し、（２）高分子
電解質ゲルとしてアニオン性の化合物を用い、In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, (1) a polymer electrolyte gel having a network structure and a bilayer membrane interposed in the network structure Forming a capsule, and (2) using an anionic compound as the polymer electrolyte gel,
【００１７】（３）高分子鎖に沿ったアニオン基には、
特定波長の光を吸収して電子を放出する電子供与性物質
（ドナー）と、シス−トランス光異性化する電子受容性
物質（アクセプター）を吸着させ、（４）マイクロカプ
セルの内外相に、相互拡散あるいは互いに化学反応可能
なターゲット物質を隔離して配するという基本構成をと
っている。(3) The anionic groups along the polymer chain include
An electron-donating substance (donor) that absorbs light of a specific wavelength and emits an electron and an electron-accepting substance (acceptor) that cis-trans photoisomerizes are adsorbed, and It has a basic structure in which target substances that can diffuse or chemically react with each other are placed separately.
【００１８】すなわち、本発明の光応答性マイクロカプ
セル含有物は、網目構造を有する高分子電解質ゲルと、
この網目間に介在させた二分子膜累積層とで形成された
マイクロカプセル本体、前記高分子電解質ゲルのアニオ
ン性界面に吸着されたシス−トランス異性化する電子受
容性物質、および前記電子受容性物質間に共存して前記
アニオン性界面に吸着され、特定波長の励起光の照射に
よって電子を放出する電子供与性物質とを包含するマイ
クロカプセルを含有し、その内相と外相に互いに反応し
得るターゲット物質が配されている。That is, the photoresponsive microcapsule-containing material of the present invention comprises a polymer electrolyte gel having a network structure,
A microcapsule body formed with a bilayer film accumulating layer interposed between the networks, an electron-accepting substance for cis-trans isomerization adsorbed on the anionic interface of the polymer electrolyte gel, and the electron-accepting property. It contains microcapsules containing an electron-donating substance that coexists between substances and is adsorbed to the anionic interface and emits electrons when irradiated with excitation light of a specific wavelength, and can react with each other in its inner phase and outer phase. Target substances are distributed.
【００１９】前記電子受容性物質は、前記励起光の波長
とは異なる波長の光照射によりトランス体からシス体へ
異性化する。この異性化により、二分子膜は緻密な分子
集合状態にある閉状態から乱れた分子集合状態にある開
状態へ切り換わる。また、前記電子受容性物質は、少な
くとも前記励起光の照射による前記電子供与性物質と前
記電子受容性物質間での連鎖的な電子リレーによってシ
ス体からトランス体へ異性化し、これにより二分子膜が
開状態から閉状態へ切り換わる。The electron-accepting substance isomerizes from the trans form to the cis form by irradiation with light having a wavelength different from the wavelength of the excitation light. Due to this isomerization, the bilayer membrane switches from a closed state in a dense molecular assembly state to an open state in a disordered molecular assembly state. The electron-accepting substance is isomerized from a cis form to a trans form by a chain electron relay between the electron-donating substance and the electron-accepting substance by irradiation of at least the excitation light, whereby a bilayer film is formed. Switches from the open state to the closed state.
【００２０】前記電子受容性物質のこのようなシス−ト
ランス異性化に基づく前記二分子膜の前記開閉状態の切
り替えにより、前記マイクロカプセルを通るターゲット
物質の透過が増減し、内外相の各前記ターゲット物質の
相互拡散による化学反応が制御される。By switching the open / closed state of the bilayer membrane based on such cis-trans isomerization of the electron-accepting substance, the permeation of the target substance through the microcapsules is increased or decreased, and each of the targets in the inner and outer phases is increased or decreased. The chemical reaction due to the mutual diffusion of substances is controlled.
【００２１】[0021]
【実施例】以下、本発明を図面を参照しながら、実施例
に基づき具体的に説明する。なお、全図を通して同じ符
号は、同じ物を示す。 ＜第１の実施例＞DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on embodiments with reference to the drawings. Note that the same reference numerals denote the same items throughout the drawings. <First embodiment>
【００２２】図１には、第１の実施例による光応答性マ
イクロカプセル含有物が模式的に示されている。図１に
示されるように、第１の実施例による光応答性マイクロ
カプセル含有物は、マイクロカプセル１１と、このマイ
クロカプセル１１を分散させている分散媒２１を含み、
マイクロカプセル１１の内相には、第１のターゲット物
質１２が溶媒１８中に存在し、マイクロカプセル外相を
構成する分散媒２１には、マイクロカプセル１１の内相
の第１のターゲット物質１２と化学反応し得る第２のタ
ーゲット物質１９が存在する。FIG. 1 schematically shows a photoresponsive microcapsule-containing material according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the photoresponsive microcapsule-containing material according to the first embodiment includes microcapsules 11 and a dispersion medium 21 in which the microcapsules 11 are dispersed.
The first target substance 12 is present in the solvent 18 in the inner phase of the microcapsule 11, and the dispersion medium 21 constituting the outer phase of the microcapsule 11 is chemically combined with the first target substance 12 in the inner phase of the microcapsule 11. There is a second target material 19 that can react.
【００２３】マイクロカプセル１１は、数十ミクロンか
ら、数十ナノメーター程度の範囲の膜厚のマイクロカプ
セル本体１３を含む。このマイクロカプセル本体１３の
外表面には、光異性化物質１４とドナー分子１５とが吸
着されている。このマイクロカプセル本体１３、光異性
化物質１４、及びドナー分子１５とで、マイクロカプセ
ル膜１６が形成される。The microcapsule 11 includes a microcapsule body 13 having a film thickness in the range of several tens of microns to several tens of nanometers. The photoisomerizable substance 14 and the donor molecule 15 are adsorbed on the outer surface of the microcapsule body 13. A microcapsule film 16 is formed by the microcapsule body 13, the photoisomerizable substance 14, and the donor molecule 15.
【００２４】図２に、マイクロカプセル膜１６の部分拡
大図を模式的に示す。図２に示すように、このマイクロ
カプセル膜１６は、網目構造を有するゲル高分子鎖２５
および、その網目間に介在している両親媒性物質２７か
らなる二分子膜を含む。なお、前述のマイクロカプセル
本体１３は、このゲル高分子鎖２５と二分子膜とで形成
されている。ゲル高分子鎖２５の材料としては、高分子
カルボン酸、高分子スルホン酸などの高分子アニオンを
用いることができる。このような高分子アニオン化合物
を架橋させることによって、網目構造を有するゲル高分
子鎖が得られる。高分子アニオンを重合により生成する
モノマーの一例を下記化学式化１〜化４に示すが、これ
らに限定されるものではない。FIG. 2 schematically shows a partially enlarged view of the microcapsule film 16. As shown in FIG. 2, the microcapsule film 16 includes a gel polymer chain 25 having a network structure.
And a bilayer membrane composed of the amphipathic substance 27 interposed between the networks. The microcapsule body 13 is formed of the gel polymer chain 25 and the bilayer membrane. As a material for the gel polymer chain 25, polymer anions such as polymer carboxylic acid and polymer sulfonic acid can be used. By cross-linking such a polymer anion compound, a gel polymer chain having a network structure can be obtained. Examples of the monomer that forms the polymer anion by polymerization are shown in Chemical Formulas 1 to 4 below, but are not limited thereto.
【００２５】[0025]
【化１】 [Chemical 1]
【００２６】[0026]
【化２】 [Chemical 2]
【００２７】[0027]
【化３】 [Chemical 3]
【００２８】[0028]
【化４】 [Chemical 4]
【００２９】なお、高分子アニオンは、溶液中でイオン
解離して界面には厚さ数百オングストロームにおよぶ電
気二重層が形成されており、大きな電位勾配を有する静
電場を有している。The polymer anion is ion-dissociated in a solution to form an electric double layer having a thickness of several hundred angstroms at the interface and has an electrostatic field having a large potential gradient.
【００３０】ゲル高分子鎖２５のアニオン基２６には、
シス−トランス光異性化物質１４が吸着されている。シ
ス−トランス光異性化物質１４は、特定の波長の光を吸
収して分子内の結合様式あるいは電子状態に変化を生
じ、最終的に分子の立体構造が変化する物質である。こ
の分子立体構造の変化を、スチルベンを例にあげて、図
１５に示す。図１５（ａ）は、スチルベンのトランス状
態を表わし、このときはσ結合とπ結合による二重結合
を有している。この分子は、紫外線を吸収して図１５
（ｂ）に示すようにππ* 遷移し、反結合状態に転じた
２つの電子の反発により分子平面が図１５（ｃ）に示す
ようにねじれ、エネルギーの高いシス状態になる。ま
た、可視光照射又は暗所にて加熱することによって、こ
のシス状態からエネルギーの低いトランス状態に戻る。In the anion group 26 of the gel polymer chain 25,
The cis-trans photoisomerizable substance 14 is adsorbed. The cis-trans photoisomerization substance 14 is a substance that absorbs light having a specific wavelength to cause a change in the binding mode or electronic state in the molecule, and finally changes the three-dimensional structure of the molecule. This change in molecular three-dimensional structure is shown in FIG. 15, taking stilbene as an example. FIG. 15A shows the trans state of stilbene, which has a double bond consisting of a bond and a π bond. This molecule absorbs UV light and
As shown in (b), ππ * The molecular plane is twisted as shown in FIG. 15C due to the repulsion of the two electrons that have transited to the anti-bonding state, and become a cis state with high energy. Further, by irradiation with visible light or heating in a dark place, the cis state is returned to the low energy trans state.
【００３１】このようなシス−トランス光異性化物質と
して、アゾベンゼンやスチルベンの各種誘導体が知られ
ているが、本発明においては、シス−トランス光異性化
物質１４はアニオン性高分子膜界面で電子リレーを行な
うアクセプター及びメディエーターとしても機能するも
のであるから、カチオン性のものを用いることが有用で
あり、特にピリジニウムイオン部位を含むもの、例え
ば、Ｎ−メチル−４−（β−スチリル）ピリジニウムイ
オンなどが好ましい。そのようなシス−トランス光異性
化物質１４の具体例を下記化５〜化７に示すが、本発明
はこれらに限定されるものではない。Various derivatives of azobenzene and stilbene are known as such cis-trans photoisomerizable substances. In the present invention, the cis-trans photoisomerizable substance 14 is an electron at the interface of anionic polymer film. Since it also functions as an acceptor and a mediator for relaying, it is useful to use a cationic one, particularly one containing a pyridinium ion site, for example, N-methyl-4- (β-styryl) pyridinium ion. Are preferred. Specific examples of such a cis-trans photoisomerization substance 14 are shown in the following chemical formulas 5 to 7, but the present invention is not limited thereto.
【００３２】[0032]
【化５】 [Chemical 5]
【００３３】[0033]
【化６】 [Chemical 6]
【００３４】[0034]
【化７】 [Chemical 7]
【００３５】カチオン性のシス−トランス光異性化物質
１４は、マイクロカプセル本体１３を構成する高分子電
解質ゲルのナトリウムなどのカチオンイオンと１対１で
交換され、マイクロカプセル本体１３の界面に吸着され
る。The cationic cis-trans photoisomerization substance 14 is exchanged on a one-to-one basis with cation ions such as sodium in the polymer electrolyte gel forming the microcapsule body 13, and is adsorbed on the interface of the microcapsule body 13. It
【００３６】マイクロカプセル本体１３の界面には、さ
らに、ドナー分子１５が吸着されている。ドナー分子１
５は、特定波長の吸収によって電子放出する物質であ
り、可視光照射によって励起され、電子供与性になる色
素を好ましく用いることができる。例えば、ルテニウム
トリスビピリジル錯体や、ポルフィリン誘導体、亜鉛な
どの各種の金属ポルフィリン錯体などがあげられる。そ
のような色素の具体例の一例を下記化８〜化１０に示す
が、本発明はこれらに限定されるものではない。Donor molecules 15 are further adsorbed on the interface of the microcapsule body 13. Donor molecule 1
Reference numeral 5 is a substance that emits an electron upon absorption of a specific wavelength, and a dye that is excited by irradiation with visible light and becomes an electron donor can be preferably used. Examples thereof include ruthenium trisbipyridyl complex, porphyrin derivatives, various metal porphyrin complexes such as zinc, and the like. Specific examples of such dyes are shown in Chemical Formulas 8 to 10 below, but the present invention is not limited thereto.
【００３７】[0037]
【化８】 [Chemical 8]
【００３８】[0038]
【化９】 [Chemical 9]
【００３９】[0039]
【化１０】 [Chemical 10]
【００４０】マイクロカプセル本体１３の界面に吸着さ
れているドナー分子１５は、可能な限り少ないほうが望
ましく、高分子鎖１本当り１分子吸着していれば十分で
ある。The number of donor molecules 15 adsorbed on the interface of the microcapsule body 13 is desirably as small as possible, and it is sufficient if one molecule is adsorbed per polymer chain.
【００４１】一方、高分子ゲル網目間に介在する二分子
膜は、両親媒性化合物からなり、常温においては液晶状
態にある。このように、二分子膜で高分子ゲルの網目間
を被覆することにより、分子量の低い物質に対しても、
高い透過バリアー性を付与することができる。二分子膜
を形成する分子としては、リン脂質、ジアルキル化合
物、トリアルキル化合物、モノアルキル化合物、フルオ
ロカーボン化合物などの種々の両親媒性化合物を使用す
ることができる。そのような化合物の例を化１１〜化１
５に示すが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。On the other hand, the bilayer membrane interposed between the polymer gel networks is composed of an amphipathic compound and is in a liquid crystal state at room temperature. In this way, by covering the network of polymer gel with a bilayer membrane, even for substances with low molecular weight,
A high permeation barrier property can be imparted. As the molecule forming the bilayer membrane, various amphipathic compounds such as phospholipids, dialkyl compounds, trialkyl compounds, monoalkyl compounds and fluorocarbon compounds can be used. Examples of such compounds are shown in chemical formulas 11 to 1.
However, the present invention is not limited to these.
【００４２】[0042]
【化１１】 [Chemical 11]
【００４３】[0043]
【化１２】 [Chemical 12]
【００４４】[0044]
【化１３】 [Chemical 13]
【００４５】[0045]
【化１４】 [Chemical 14]
【００４６】[0046]
【化１５】 [Chemical 15]
【００４７】さて、以上のように構成されたマイクロカ
プセル１１の内相には、図１に示すように、第１のター
ゲット物質１２が溶媒１８とともに封入されている。本
例では、第１のターゲット物質１２として、染料前駆体
が用いられている。この染料前駆体１２は、通常無色で
あるが、後に詳述する第２のターゲット物質１９である
顕色剤（酸性物質）と反応して発色する色素であり、例
えばロイコ染料が好適に使用できる。ロイコ染料として
は、フタリド系、フルオラン系、トリフェニルメタン
系、フェノチアジン系、スピロピラン系の各染料を例示
することができる。より具体的には、一般的な感圧紙や
感熱紙等に広く用いられているクリスタルバイオレット
ラクトン、カルバゾールブルー、インドリルレッド、ピ
リジンブルー、ローダミンＢラクタム、マラカイトグリ
ーン、３−ジアルキルアミノ−７−ジアルキルアミノフ
ルオラン、ベンゾイルロイコメチレンブルーを挙げるこ
とができるが、これらに限定されるものではない。溶媒
１８としては、通常、水が用いられる。Now, as shown in FIG. 1, the first target substance 12 is enclosed together with the solvent 18 in the internal phase of the microcapsule 11 configured as described above. In this example, a dye precursor is used as the first target material 12. The dye precursor 12 is usually colorless, but it is a pigment that reacts with a developer (acidic substance) which is a second target substance 19 which will be described later in detail, and for example, a leuco dye can be preferably used. . Examples of leuco dyes include phthalide dyes, fluorane dyes, triphenylmethane dyes, phenothiazine dyes, and spiropyran dyes. More specifically, crystal violet lactone, carbazole blue, indolyl red, pyridine blue, rhodamine B lactam, malachite green, 3-dialkylamino-7-dialkyl widely used for general pressure-sensitive paper and thermal paper. Aminofluorane and benzoyl leuco methylene blue may be mentioned, but the invention is not limited thereto. Water is usually used as the solvent 18.
【００４８】また、マイクロカプセル内相には、補助的
物質１７が含まれていても良い。この補助的物質１７
は、染料前駆体１２の物性を調整するための各種の物質
であって、例えばマイクロカプセル内相の溶液に適切な
粘性を与えるものであり、温度の上昇によって急激に粘
性が低下する物質であることが好ましい。補助的物質１
７としては、市販の各種ワックスや樹脂のポリマーなど
を使用することができる。この物質は、マイクロカプセ
ル壁の二分子膜を透過できない程度に大きな分子量のも
のとすることがよい。The auxiliary substance 17 may be contained in the microcapsule internal phase. This auxiliary substance 17
Are various substances for adjusting the physical properties of the dye precursor 12, for example, those that give an appropriate viscosity to the solution of the microcapsule internal phase, and the viscosity that sharply decreases with increasing temperature. It is preferable. Auxiliary substance 1
As 7, various commercially available waxes and resin polymers can be used. This substance preferably has a large molecular weight such that it cannot pass through the bilayer membrane of the microcapsule wall.
【００４９】マイクロカプセル１１を分散させている分
散媒２１（第２のターゲット物質１９の溶媒であっても
よい）には、第２のターゲット物質１９が配されてい
る。本例では、この第２のターゲット物質１９として、
顕色剤が用いられている。この顕色剤１９は、染料前駆
体１２と化学反応してこれを発色させる物質であり、α
−ナフトール、β−ナフトール、ビスフェノールＡ等の
フェノール類、サリチル酸亜鉛誘導体、芳香族カルボン
酸金属塩、酢酸等の酸性物質を用いることができる。マ
イクロカプセル外相２１を構成する分散媒は、第２のタ
ーゲット物質（顕色剤）１９の溶媒でもあり得、通常、
水が用いられる。The second target material 19 is placed in the dispersion medium 21 (which may be a solvent for the second target material 19) in which the microcapsules 11 are dispersed. In this example, as the second target material 19,
A color developer is used. The developer 19 is a substance that chemically reacts with the dye precursor 12 to develop a color, and α
-Phenols such as naphthol, β-naphthol, bisphenol A, zinc salicylate derivatives, aromatic carboxylic acid metal salts, and acidic substances such as acetic acid can be used. The dispersion medium forming the microcapsule outer phase 21 may be a solvent for the second target substance (developing agent) 19, and is usually
Water is used.
【００５０】マイクロカプセル外相中にも、前述の内相
中の補助的物質１７と同様に、顕色剤１９を含む外相の
物性を調整するための各種の物質であって、カプセルの
外相の溶液に適切な粘性を与えるための補助的物質（図
示せず）が含まれていても良い。In the outer phase of the microcapsule, various substances for adjusting the physical properties of the outer phase containing the color developer 19 are also used in the outer phase of the capsule, as in the auxiliary substance 17 in the inner phase described above. An auxiliary substance (not shown) may be included to give the appropriate viscosity to the.
【００５１】かくして、第１および第２のターゲット物
質１２、１９は、マイクロカプセル本体１３のゲル高分
子鎖２５及び二分子膜を形成する両親媒性物質２７によ
って隔離されている。Thus, the first and second target substances 12 and 19 are separated by the gel polymer chain 25 of the microcapsule body 13 and the amphipathic substance 27 forming a bilayer film.
【００５２】なお、ここに説明したマイクロカプセル含
有物は、マイクロカプセル内相及び外相に、それぞれ染
料前駆体１２、及び顕色剤１９を配置したものである
が、マイクロカプセル内相に顕色剤、外相に染料前駆体
を配置しても、同様の効果を得ることができる。The microcapsule-containing material described here is one in which the dye precursor 12 and the developer 19 are arranged in the microcapsule internal phase and the external phase, respectively. Even if a dye precursor is arranged in the outer phase, the same effect can be obtained.
【００５３】図３には、このようなマイクロカプセルを
複数個（図では、３個）含有するマイクロカプセル含有
物が容器１０に収容された状態で示されている。容器１
０の外部には、マイクロカプセル１１の二分子膜を介す
る物質透過性を制御するための光源装置が配設されてい
る。この光源装置は、光異性化物質１４をトランス体か
らシス体へ異性化させる光を発する第１の光源（例え
ば、紫外線光源）２２とドナー１５の励起光を発する第
２の光源（例えば、可視光源）２３とからなる。以下、
本実施例のマイクロカプセル含有物の製造方法の一例を
説明する。FIG. 3 shows a state in which a microcapsule-containing material containing a plurality of such microcapsules (three in the figure) is contained in a container 10. Container 1
A light source device for controlling the substance permeability through the bilayer membrane of the microcapsule 11 is provided outside the device 0. This light source device includes a first light source (for example, an ultraviolet light source) 22 that emits light for isomerizing the photoisomerizable substance 14 from a trans form to a cis form and a second light source (for example, visible light) that emits excitation light of the donor 15. Light source) 23. Less than,
An example of the method for producing the microcapsule-containing product of this example will be described.
【００５４】まず、所定の溶媒にターゲット物質１２と
補助的物質１７とを溶かして溶液を調製する。次に、こ
の溶液を前記所定の溶媒と非混和性の第２の溶媒に混合
して、攪拌などによって乳化させることにより、芯物質
溶液を得る。これとは別に、高分子電解質を形成するモ
ノマーを溶媒に溶かし、重合させることにより、ポリマ
ー溶液を得る。First, the target substance 12 and the auxiliary substance 17 are dissolved in a predetermined solvent to prepare a solution. Next, this solution is mixed with a second solvent that is immiscible with the predetermined solvent, and is emulsified by stirring or the like to obtain a core substance solution. Separately from this, a monomer forming a polymer electrolyte is dissolved in a solvent and polymerized to obtain a polymer solution.
【００５５】次に、芯物質溶液とポリマー溶液とを混合
・攪拌し、架橋剤を加える。さらに、この溶液にポリマ
ーの貧溶媒を加えることによって、架橋したポリマーが
芯物質を包み、網目構造を有する高分子電解質ゲルから
なる高分子カプセル体が形成される。Next, the core material solution and the polymer solution are mixed and stirred, and a crosslinking agent is added. Further, by adding a poor solvent for the polymer to this solution, the crosslinked polymer wraps the core substance, and a polymer capsule body made of a polymer electrolyte gel having a network structure is formed.
【００５６】高分子カプセル体を洗浄して製造時の溶媒
や未反応モノマーなどをよく取り除いた後、この高分子
カプセル体を含む溶液中にカチオン性の光異性化物質１
４とドナー１５とを溶かした溶液を添加し、しばらく放
置する。これにより光異性化物質１４とドナー１５とが
高分子カプセル体の膜表面に吸着する。After washing the polymer capsule body to thoroughly remove the solvent and unreacted monomers at the time of production, the cationic photoisomerizable substance 1 was added to the solution containing the polymer capsule body.
4 and the donor 15 are added and the solution is left for a while. As a result, the photoisomerizable substance 14 and the donor 15 are adsorbed on the film surface of the polymer capsule body.
【００５７】この光異性化物質１４とドナー１５とが吸
着した高分子カプセル体を、両親媒性化合物２７を溶か
した溶液中に投入することによって、網目間に両親媒性
化合物２７が取り込まれて二分子膜が形成され、カプセ
ル本体１３を構成する。このようにして、網目状の高分
子電解質と二分子膜とからなるマイクロカプセル本体１
３上に、光異性化物質１４とドナー分子とが吸着した、
本実施例のマイクロカプセル１１が得られる。The polymer capsule in which the photoisomerizable substance 14 and the donor 15 are adsorbed is put into a solution in which the amphipathic compound 27 is dissolved, so that the amphipathic compound 27 is incorporated between the networks. A bilayer membrane is formed and constitutes the capsule body 13. In this way, the microcapsule body 1 composed of the mesh-shaped polymer electrolyte and the bilayer membrane
3, the photoisomerizable substance 14 and the donor molecule were adsorbed,
The microcapsules 11 of this example are obtained.
【００５８】溶媒交換を行なった後に、マイクロカプセ
ル１１の外相部分に配すべき拡散ターゲット物質１９を
溶かした溶液を、このマイクロカプセルを含む溶液中に
添加する。以上により、本実施例のマイクロカプセル含
有物が完成する。次に、本実施例のマイクロカプセル含
有物の作製例を記載する。After exchanging the solvent, the solution in which the diffusion target substance 19 to be placed in the outer phase portion of the microcapsule 11 is dissolved is added to the solution containing the microcapsule. As described above, the microcapsule-containing material of this example is completed. Next, a production example of the microcapsule-containing product of this example will be described.
【００５９】まず、第１のターゲット物質である染料前
駆体としてのクリスタルバイオレットラクトンをエタノ
ール／水／ジホルムアミドの混合溶媒に溶かし、０．３
Ｍの溶液１０ｃｃを調製する。この溶液にナイロン又は
ポリプロピレンを補助的物質として少量加え、粘度を調
整する。この溶液をベンゼン３０ｃｃ中に投入し、攪拌
又は超音波照射などの方法で乳化した後、自然冷却し
て、芯物質溶液を得る。First, crystal violet lactone as a dye precursor, which is a first target substance, is dissolved in a mixed solvent of ethanol / water / diformamide to give 0.3.
Prepare 10 cc of M solution. To this solution, a small amount of nylon or polypropylene is added as an auxiliary substance to adjust the viscosity. This solution is put into 30 cc of benzene, emulsified by a method such as stirring or ultrasonic irradiation, and then naturally cooled to obtain a core substance solution.
【００６０】次いで、ゲル高分子を生成するモノマーと
して、アクリル酸５ｇを使用し、このモノマーをベンゼ
ン３０ｃｃ中に溶かす。さらに、重合開始剤としてアゾ
ビス（イソブチロニトリル）を加え、６０℃に加熱して
５時間程度保つことにより、ポリアクリル酸を含む溶液
が得られる。Next, 5 g of acrylic acid was used as a monomer for forming a gel polymer, and this monomer was dissolved in 30 cc of benzene. Furthermore, a solution containing polyacrylic acid is obtained by adding azobis (isobutyronitrile) as a polymerization initiator, heating it to 60 ° C. and maintaining it for about 5 hours.
【００６１】芯物質溶液にポリアクリル酸溶液を加えて
攪拌し、架橋剤としてのメチレンビスアクリルアミド
０．１ｇを加える。この混合溶液を６０℃に加熱しなが
ら、ポリアクリル酸の貧溶媒であるヘキサン５０ｃｃを
ゆっくり加える。その結果、コアセルベーションによっ
てポリアクリル酸が芯物質を包み、その表面に沈殿す
る。さらに、６０℃で５時間保つと、メチレンビスアク
リルアミドによって架橋されたポリアクリル酸ゲルのマ
イクロカプセル壁が形成される。生成したマイクロカプ
セルをエタノールでよく洗浄した後、水に溶媒置換す
る。A polyacrylic acid solution is added to the core material solution and stirred, and 0.1 g of methylenebisacrylamide as a crosslinking agent is added. While heating the mixed solution at 60 ° C., 50 cc of hexane, which is a poor solvent for polyacrylic acid, is slowly added. As a result, polyacrylic acid wraps the core substance by coacervation and precipitates on the surface thereof. Further, when kept at 60 ° C. for 5 hours, microcapsule walls of polyacrylic acid gel crosslinked with methylenebisacrylamide are formed. After thoroughly washing the generated microcapsules with ethanol, the solvent is replaced with water.
【００６２】カチオン性光異性化物質としてＮ−メチル
−４−（β−スチリル）ピリジニウム クロライド １
５μｍｏｌと、ドナー分子としてトリス（２，２−ビピ
リジン）ルテニウム ジクロライド ０．１μｍｏｌを
溶媒に溶かし、これをマイクロカプセル溶液中に投入す
る。これにより、カチオン性光異性化物質とドナー分子
とが、マイクロカプセル膜の表面に吸着される。N-methyl-4- (β-styryl) pyridinium chloride 1 as a cationic photoisomerizable substance
5 μmol and 0.1 μmol of tris (2,2-bipyridine) ruthenium dichloride as a donor molecule are dissolved in a solvent, and this is put into a microcapsule solution. As a result, the cationic photoisomerizable substance and the donor molecule are adsorbed on the surface of the microcapsule film.
【００６３】次に、両親媒性化合物２７としてのレシチ
ン１００μｍｏｌを溶かした溶液中にマイクロカプセル
を投入する。数日間放置すると、ゲルの網目構造間に両
親媒性化合物２７が取り込まれて二分子膜を形成し、本
実施例のマイクロカプセルが得られる。Next, microcapsules are put into a solution in which 100 μmol of lecithin as the amphipathic compound 27 is dissolved. When left for several days, the amphipathic compound 27 is incorporated between the network structures of the gel to form a bilayer membrane, and the microcapsules of this example are obtained.
【００６４】最後に、得られた溶液系を再び溶媒置換し
て、マイクロカプセル外相に配すべき第２のターゲット
物質である顕色剤としての酢酸をこの溶液中に添加す
る。こうして、本発明の第１の実施例によるマイクロカ
プセル含有物が得られる。Finally, the solution system thus obtained is subjected to solvent substitution again, and acetic acid as a developer which is a second target substance to be placed in the outer phase of the microcapsules is added to this solution. Thus, the microcapsule-containing material according to the first embodiment of the present invention is obtained.
【００６５】さて、次に、以上のように構成された本発
明のマイクロカプセル含有物の物質拡散光制御方法を図
面を参照して説明するが、まず初めに、マイクロカプセ
ル単体の動作について述べる。 （Ｉ）本発明のマイクロカプセル単体の動作について
（図４ないし図８）： （ａ）初期状態（図４）Now, a method for controlling the substance diffused light of the microcapsule-containing material of the present invention having the above-described structure will be described with reference to the drawings. First, the operation of a single microcapsule will be described. (I) Operation of a single microcapsule of the present invention (FIGS. 4 to 8): (a) Initial state (FIG. 4)
【００６６】熱的に安定な初期状態では、スチルベン誘
導体等の光異性化物質１４は、図４（ｂ）に示すように
平面的分子形態のトランス状態で安定しており、周辺の
液晶状態の二分子膜をも含めて密に分子凝集しているた
め、この二分子膜の分子集合状態は平均的に緻密であ
る。すなわち、二分子膜は物質透過に関しいわば閉状態
にある。In the thermally stable initial state, the photoisomerizable substance 14 such as a stilbene derivative is stable in the trans state of a planar molecular form as shown in FIG. Since the molecules including the bilayer membrane are densely aggregated, the molecular assembly state of the bilayer membrane is dense on average. That is, the bilayer membrane is in a so-called closed state in terms of substance permeation.
【００６７】カプセル内には、染料前駆体１２が、適切
な粘性を付与する補助的物質１７と共に溶媒１８に分散
しており、常温においては、芯物質の粘性が高いため
に、物質の拡散性も低い。In the capsule, the dye precursor 12 is dispersed in the solvent 18 together with the auxiliary substance 17 which imparts an appropriate viscosity, and the diffusivity of the substance is high at room temperature because the viscosity of the core substance is high. Is also low.
【００６８】従って、初期状態では、マイクロカプセル
内相物質（染料前駆体）１２とマイクロカプセル外相物
質（顕色剤）１９とは、図４（ａ）に示すようにマイク
ロカプセル膜１６によって充分に隔離される。 （ｂ）第１の光（ｈν1 ）の照射（シス異性化）（図
５）Therefore, in the initial state, the microcapsule internal phase substance (dye precursor) 12 and the microcapsule external phase substance (developer) 19 are sufficiently dispersed by the microcapsule film 16 as shown in FIG. 4 (a). To be isolated. (B) Irradiation with first light (hν 1 ) (cis isomerization) (FIG. 5)
【００６９】図３に示す第１の光源２２から、波長ν1
のスペクトル成分光を含む光ｈν1 をマイクロカプセル
１１に照射する。これにより、光異性化物質１４が波長
ν1 の成分光を１分子吸収すると、励起されて分子の立
体構造が変化する、すなわちシス状態に異性化する。こ
の様子を図５（ｂ）に示す。なお、例えばスチルベン誘
導体の場合、波長ν1 に相当する光は、紫外領域にあ
る。このシス状態では、スチルベンは、既に説明したよ
うに、トランス状態で２つのベンゼン環が存在していた
平面に対して２つのベンゼン環部分が、立ち上がった構
造をとる。この相互の立体障害に起因して周辺の二分子
膜の分子集合状態は乱れ、物質がその乱れた膜構造部分
を通過し易くなる。すなわち、二分子膜は物質透過に関
し開状態に切り替わる。しかしながら、この状態でも、
芯物質の粘性が高いために、図５（ａ）に示すようにマ
イクロカプセル全体としては物質の透過性は低い。な
お、この過程において、ドナー分子１５は関与しない。[0069] from the first light source 22 shown in FIG. 3, the wavelength [nu 1
The microcapsule 11 is irradiated with the light hν 1 containing the spectrum component light. As a result, when the photoisomerizable substance 14 absorbs one molecule of the component light having the wavelength ν 1 , it is excited to change the three-dimensional structure of the molecule, that is, isomerize into the cis state. This state is shown in FIG. For example, in the case of a stilbene derivative, the light corresponding to the wavelength ν 1 is in the ultraviolet region. In this cis state, as described above, stilbene has a structure in which two benzene ring moieties stand up from the plane where two benzene rings were present in the trans state. Due to the mutual steric hindrance, the molecular assembly state of the surrounding bilayer membrane is disturbed, and the substance easily passes through the disordered membrane structure portion. That is, the bilayer membrane is switched to the open state with respect to the substance permeation. However, even in this state,
Due to the high viscosity of the core substance, the permeability of the substance as a whole of the microcapsules is low as shown in FIG. The donor molecule 15 does not participate in this process.
【００７０】さらにここで、シス状態の光異性化物質の
量をコントロールするために、第２の光源２３から光照
射して、一部のマイクロカプセル膜上の光異性化物質１
４をトランス化させることもできる。 （ｃ）物質拡散の開始・進行（加熱）（図６）Further, here, in order to control the amount of the photoisomerizable substance in the cis state, the light is irradiated from the second light source 23, and the photoisomerizable substance 1 on a part of the microcapsule film is irradiated.
It is also possible to transform 4 into a trans form. (C) Start / progress of material diffusion (heating) (Fig. 6)
【００７１】次に、マイクロカプセル系を芯物質の粘性
転移温度Ｔｃ以上の温度に加熱する。この場合、Ｔｃは
光異性化物質１４が元の立体構造に戻る臨界温度よりも
十分に低い必要があり、この点を考慮して内相の補助的
物質１７を選定する。Next, the microcapsule system is heated to a temperature above the viscosity transition temperature Tc of the core substance. In this case, Tc needs to be sufficiently lower than the critical temperature at which the photoisomerizable substance 14 returns to the original three-dimensional structure, and the auxiliary substance 17 of the internal phase is selected in consideration of this point.
【００７２】こうして、加熱によりマイクロカプセル内
相物質の粘性が下がって分子拡散性が高くなり、また二
分子膜の物質透過性も上記照射によって既に高く（すな
わち、開状態）になっている。このため、マイクロカプ
セル内相物質（染料前駆体）１２とマイクロカプセル外
相物質（顕色剤）１９とが、マイクロカプセル本体１３
の二分子膜を通して互いに拡散し始める。Thus, the heating lowers the viscosity of the substance in the microcapsule and increases the molecular diffusivity, and the substance permeability of the bilayer membrane is already high (that is, in the open state) by the irradiation. Therefore, the microcapsule internal phase substance (dye precursor) 12 and the microcapsule external phase substance (developing agent) 19 are separated from each other by the microcapsule body 13
Begin to diffuse through each other's bilayer membrane.
【００７３】時間の経過とともに、マイクロカプセル外
相物質である顕色剤１９は、マイクロカプセル内相中へ
拡散してゆく。また、マイクロカプセル内相物質である
染料前駆体１２も、マイクロカプセル外相中へ拡散して
ゆく。その結果、顕色剤１９と染料前駆体１２とが化学
反応して色素２４を形成し、発色する。なお、マイクロ
カプセル内相物質１２とマイクロカプセル外相物質１９
それぞれの拡散量、従って発色量は、それぞれの分子の
サイズやマイクロカプセル内外相の浸透圧差等によって
異なるが、両物質の総拡散量（発色濃度）は、拡散時間
ｔにより制御できる。 （ｄ）物質拡散の停止（冷却）（図７）With the lapse of time, the developer 19 which is the substance of the outer phase of the microcapsule diffuses into the inner phase of the microcapsule. In addition, the dye precursor 12, which is the internal phase material of the microcapsule, also diffuses into the external phase of the microcapsule. As a result, the color developer 19 and the dye precursor 12 chemically react with each other to form the pigment 24 and develop the color. The microcapsule internal phase substance 12 and the microcapsule external phase substance 19
The amount of diffusion of each substance, that is, the amount of color development varies depending on the size of each molecule, the difference in osmotic pressure between the internal and external phases of the microcapsule, and the like, but the total amount of diffusion (coloring concentration) of both substances can be controlled by the diffusion time t. (D) Termination of substance diffusion (cooling) (Fig. 7)
【００７４】次いで、カプセル系全体を芯物質の粘性転
移温度Ｔｃ以下に冷却する。冷却によって、芯物質の粘
性が高くなり、マイクロカプセル内相物質（染料前駆
体）１２とマイクロカプセル外相物質（顕著剤）１９と
の拡散は停止する。 （ｅ）第２の光（ｈν2 ）の照射（電子リレーによるト
ランス異性化：物質拡散の停止）（図８）Then, the entire capsule system is cooled to the viscosity transition temperature Tc of the core substance or lower. The cooling increases the viscosity of the core substance, and the diffusion of the microcapsule internal phase substance (dye precursor) 12 and the microcapsule external phase substance (prominent agent) 19 is stopped. (E) Irradiation with second light (hν 2 ) (trans isomerization by electronic relay: stop of substance diffusion) (FIG. 8)
【００７５】本発明において、上記物質透過情報を消去
するためには、図３に示す第２の光源２３から、波長ν
2 のスペクトル成分光を含む第２の光ｈν2 を照射す
る。In the present invention, in order to erase the substance transmission information, the wavelength ν from the second light source 23 shown in FIG.
The second light hν 2 including the light having the spectrum component of 2 is irradiated.
【００７６】一般に、光異性化物質を元の立体分子構造
に戻すためには、上記波長ν1 とは異なる波長の光を吸
収させるか、あるいは特定の温度以上に加熱する必要が
ある。本発明においては、ドナー分子１５を励起する波
長の光（ｈν2 ）を照射するものである。上記作製例で
用いたルテニウム錯体の場合、ｈν2 に相当する光は可
視光領域にある。In general, in order to return the photoisomerizable substance to the original stereomolecular structure, it is necessary to absorb light having a wavelength different from the above wavelength ν 1 or to heat it to a specific temperature or higher. In the present invention, light (hν 2 ) having a wavelength that excites the donor molecule 15 is irradiated. In the case of the ruthenium complex used in the above preparation example, the light corresponding to hν 2 is in the visible light region.
【００７７】この第２の光の照射によってドナー分子１
５が一光子吸収して励起状態となると、このドナー分子
１５から、アクセプターであるシス−トランス光異性化
物質１４へ一電子移動が行なわれる。そして、さらに、
高分子電解質ゲルの高分子鎖に沿ったアニオン性静電場
の効果によりアクセプター１４からドナー１５への逆電
子移動が抑制される結果、一群のシス状態の光異性化物
質１４の間での電子の受渡しが順次リレー的に行なわれ
る。このとき、シス状態の光異性化物質１４は電子を一
旦受け取るが、次に、隣接するシス状態の光異性化物質
１４に電子を渡す（酸化）過程においてトランス状態に
立体異性を起こす。これは、シス体よりもトランス体の
方がエネルギー的に安定なためである。最終的に、マイ
クロカプセル本体１３の界面に吸着された全てのシス状
態の光異性化物質１４がトランス状態へ異性化する。By this second irradiation of light, the donor molecule 1
When 5 absorbs one photon and becomes excited, one electron is transferred from this donor molecule 15 to the cis-trans photoisomerization substance 14 which is an acceptor. And further,
The effect of the anionic electrostatic field along the polymer chains of the polyelectrolyte gel suppresses the reverse electron transfer from the acceptor 14 to the donor 15, resulting in the transfer of electrons between the group of cis-state photoisomerizable substances 14. Delivery is done sequentially like a relay. At this time, the cis-state photoisomerizable substance 14 temporarily receives an electron, but next, in the process of passing an electron to the adjacent cis-state photoisomerizable substance 14 (oxidation), stereoisomerism occurs in the trans state. This is because the trans form is more energetically stable than the cis form. Finally, all the cis-state photoisomerizable substances 14 adsorbed on the interface of the microcapsule body 13 are isomerized to the trans state.
【００７８】スチルベン誘導体等の光異性化物質１４
は、図８（ｂ）に示すようにトランス状態で密に分子凝
集するので、これに伴って、周辺の二分子膜の分子集合
状態は平均的に緻密な状態に戻る。このため、物質透過
性は低くなり、染料前駆体１２及び顕色剤１９は、図８
（ａ）に示すようにマイクロカプセル膜を透過しにくく
なり、物質拡散は完全に停止する。Photoisomerization substances such as stilbene derivatives 14
As shown in FIG. 8 (b), the molecules are densely aggregated in the trans state, and accordingly, the molecular aggregation state of the surrounding bilayer membrane returns to a dense state on average. For this reason, the substance permeability is low, and the dye precursor 12 and the color developer 19 are
As shown in (a), it becomes difficult to permeate the microcapsule membrane, and the substance diffusion is completely stopped.
【００７９】すなわち、１光子のみの吸収において、ゲ
ル高分子鎖のアニオン基に吸着された多数のシス状態の
光異性化物質１４が連鎖的にトランス状態へ異性化し、
この異性化に基づく二分子膜の開閉状態の切り替えによ
って、マイクロカプセル膜の物質透過性が減少して物質
拡散が停止することになる。従って、きわめて高感度の
光応答性が得られるものである。この場合のシス−トラ
ンス光異性化の量子収率は、マイクロカプセル上の光異
性化物質１４の吸着数で与えられるから、マイクロカプ
セル本体１３を構成するゲル高分子鎖のアニオン基数と
比例関係があり、大きな重合度の高分子電解質ゲルを用
いれば、高い量子収率を得ることができる。このよう
に、光異性化物質１４は、光照射された光に応答して、
二分子膜の開閉状態を切り替え、物質透過に対するスイ
ッチの役割をなす。That is, in absorption of only one photon, a large number of cis-state photoisomerizable substances 14 adsorbed on the anion groups of the gel polymer chain are isomerized in a chain to the trans-state,
By switching the open / closed state of the bilayer membrane based on this isomerization, the substance permeability of the microcapsule membrane is reduced and the substance diffusion is stopped. Therefore, a photosensitivity with extremely high sensitivity can be obtained. In this case, the quantum yield of cis-trans photoisomerization is given by the number of adsorbed photoisomerizable substances 14 on the microcapsules, and therefore has a proportional relationship with the number of anion groups in the gel polymer chain forming the microcapsule body 13. Therefore, if a polyelectrolyte gel having a large degree of polymerization is used, a high quantum yield can be obtained. As described above, the photoisomerizable substance 14 responds to the light irradiated with light,
It switches the open / closed state of the bilayer membrane and acts as a switch for substance permeation.
【００８０】なお、本発明において、シス−トランス異
性化は、ドナー色素分子によって分光増感されているの
で、励起波長が異なるドナー色素分子を用いることによ
り、光応答波長を容易に変えることができるという利点
もある。 （ＩＩ）マイクロカプセル含有溶液系全体の物質拡散光
制御方法について（図９）： （ａ）初期状態（図９のＳＴ１）In the present invention, since the cis-trans isomerization is spectrally sensitized by the donor dye molecule, the photoresponse wavelength can be easily changed by using the donor dye molecules having different excitation wavelengths. There is also an advantage. (II) About the method for controlling the light diffusion of the substance in the entire microcapsule-containing solution system (FIG. 9): (a) Initial state (ST1 in FIG. 9)
【００８１】上記（Ｉ）（ａ）に述べたように、熱的に
安定な初期状態では、マイクロカプセル１１の物質透過
性は低い。従って、マイクロカプセル内相物質（染料前
駆体）１２はマイクロカプセル外相へ拡散せず、また、
マイクロカプセル外相物質（顕色剤）１９もマイクロカ
プセル内相へ拡散しない。従って、溶液系の色変化は生
じない。 （ｂ）第１の光（ｈν1 ）の照射（シス異性化）（図９
のＳＴ２）As described in (I) (a) above, the substance permeability of the microcapsules 11 is low in the thermally stable initial state. Therefore, the microcapsule internal phase substance (dye precursor) 12 does not diffuse to the microcapsule external phase, and
The microcapsule external phase substance (developing agent) 19 also does not diffuse into the microcapsule internal phase. Therefore, the color change of the solution system does not occur. (B) Irradiation with first light (hν 1 ) (cis isomerization) (FIG. 9)
ST2)
【００８２】図３に示す第１の光源２２から、波長ν1
のスペクトル成分光を含む光ｈν1 をマイクロカプセル
１１に照射することにより、全ての光異性化物質を励起
してシス状態に異性化させ、二分子膜を乱れた分子集合
状態にある開状態に切り換える。しかしながら、上記
（Ｉ）（ｂ）に述べたように、マイクロカプセル１１全
体としては、物質透過性は低いので、マイクロカプセル
内相物質（染料前駆体）１２はマイクロカプセル外相へ
拡散せず、また、マイクロカプセル外相物質（顕色剤）
１９もマイクロカプセル内相へ拡散しない。従って、こ
の状態でも溶液系の色変化は生じない。 （ｃ）第２の光（ｈν2 ）の照射（電子リレーによるト
ランス異性化）（図９のＳＴ３）[0082] from the first light source 22 shown in FIG. 3, the wavelength [nu 1
By irradiating the microcapsule 11 with the light hν 1 containing the spectrum component light, all the photoisomerizable substances are excited to isomerize into the cis state, and the bilayer membrane is brought into an open state in a disordered molecular aggregation state. Switch. However, as described in (I) and (b) above, the material permeability of the microcapsule 11 as a whole is low, so the microcapsule internal phase material (dye precursor) 12 does not diffuse to the microcapsule external phase, and , Microcapsule external phase substance (developer)
19 also does not diffuse into the microcapsule internal phase. Therefore, the color change of the solution system does not occur even in this state. (C) Irradiation with second light (hν 2 ) (trans isomerization by electronic relay) (ST3 in FIG. 9)
【００８３】図３に示す第２の光源２３から、波長ν2
のスペクトル成分光を含む第２の光ｈν2 をその強度を
制御しながらマイクロカプセル１１に照射する。図９に
は、照射強度の異なる２つの例を示してある（図中、系
統ａ（上段）は光の照射強度の高い場合を、系統ｂ（下
段）は光の照射強度の低い場合を示す）。[0083] from the second light source 23 shown in FIG. 3, the wavelength [nu 2
The second light hν 2 containing the spectrum component light of is irradiated onto the microcapsule 11 while controlling its intensity. FIG. 9 shows two examples of different irradiation intensities (in the figure, system a (upper) shows the case where the light irradiation intensity is high, and system b (the lower) shows the case where the light irradiation intensity is low. ).
【００８４】ドナー分子は、その固有の吸光率で光を吸
収し、光励起されるので、充分に短い光照射時間では、
マイクロカプセル１１の全てのゲル高分子鎖に吸着した
ドナー分子が励起状態になるものではない。ドナー分子
が励起されたゲル高分子鎖では、シス状態の光異性化物
質全てが電子リレー反応によってトランス異性化し、二
分子膜は閉状態に切り替わる。ドナー分子が励起されな
かったゲル高分子鎖では、光異性化物質は、シス状態の
ままであり、二分子膜は開状態のままである。ドナー分
子がトランス異性化した高分子鎖の量は、照射強度の高
い（系統ａ）方が、照射強度の低い場合（系統ｂ）より
も多い。すなわち、トランス異性化したマイクロカプセ
ル１１の量は、照射強度の高い方が、照射強度の低い場
合よりも多いということができる。このように、光の照
射強度を制御することにより溶液中のトランス異性化す
るマイクロカプセルの量を制御できる。なお、この過程
は、電子リレー反応に基づくものであるので、きわめて
高感度の光応答性が得られる。 （ｄ）物質拡散の開始・進行（図９のＳＴ４）Since the donor molecule absorbs light with its inherent absorptivity and is photoexcited, the donor molecule has a sufficiently short light irradiation time.
The donor molecules adsorbed on all gel polymer chains of the microcapsule 11 are not excited. In the gel polymer chain in which the donor molecule is excited, all the photoisomerizable substances in the cis state are trans-isomerized by the electron relay reaction, and the bilayer membrane is switched to the closed state. In gel polymer chains where the donor molecule was not excited, the photoisomerizer remains in the cis state and the bilayer remains in the open state. The amount of the polymer chain in which the donor molecule is trans-isomerized is larger in the case where the irradiation intensity is high (series a) than in the case where the irradiation intensity is low (series b). That is, it can be said that the amount of the trans-isomerized microcapsules 11 is higher when the irradiation intensity is higher than when the irradiation intensity is low. In this way, by controlling the irradiation intensity of light, the amount of trans-isomerized microcapsules in the solution can be controlled. Since this process is based on an electron relay reaction, extremely high photoresponsiveness can be obtained. (D) Start / progress of substance diffusion (ST4 in FIG. 9)
【００８５】次に、上記Ｉ（ｃ）に述べたように、マイ
クロカプセル系を芯物質の粘性転移温度Ｔｃ以上の温度
に加熱して、マイクロカプセル内相物質の粘度を低下さ
せる。Next, as described in I (c) above, the microcapsule system is heated to a temperature not lower than the viscosity transition temperature Tc of the core substance to reduce the viscosity of the microcapsule internal phase substance.
【００８６】このとき、光異性化物質がトランス状態に
異性化しているマイクロカプセルにあっては、マイクロ
カプセル全体としては物質の透過性が低い状態にあるの
で、物質の膜透過拡散を生じさせず、従って、溶液系の
色変化には関与しない。他方、光異性化物質がシス状態
のままにあるマイクロカプセルでは、マイクロカプセル
膜の物質透過性が高くなるので、染料前駆体１２と顕色
剤１９とがマイクロカプセル膜を透過して相互に拡散し
始める。その結果、染料前駆体１２と顕色剤１９とが化
学反応して色素２４を生成し、発色する。At this time, in the microcapsules in which the photoisomerizable substance is isomerized in the trans state, the substance permeability is low in the entire microcapsule, so that the substance does not permeate through the membrane. Therefore, it does not participate in the color change of the solution system. On the other hand, in the microcapsule in which the photoisomerizable substance remains in the cis state, the substance permeability of the microcapsule film is high, so that the dye precursor 12 and the developer 19 penetrate the microcapsule film and diffuse into each other. Begin to. As a result, the dye precursor 12 and the color developer 19 chemically react with each other to form the pigment 24 and develop the color.
【００８７】かくして、ＩＩ（ｃ）の段階でトランス異
性化しなかったマイクロカプセル１１の量に従って色素
の生成量が定まることとなる。また、色素２４の生成量
は、時間の経過とともに増加し、発色濃度も高まるの
で、溶液系の発色濃度は、拡散時間ｔによっても制御す
ることができる。 （ｅ）物質拡散の停止（図９のＳＴ５）加熱を停止し、
マイクロカプセル系の温度が芯物質の粘性転移温度Ｔｃ
未満になると、マイクロカプセル内相物質の粘性がもと
の高さに戻る。その結果、マイクロカプセルの物質透過
性が低下し、溶液系の色変化は停止する。 （ｆ）潜在的膜透過情報の消去（図９のＳＴ６）図３に
示す第２の光源２３から、波長ν2 のスペクトル成分光
を含む第２の光ｈν2 を充分な強度で、または充分な時
間照射する。Thus, the amount of dye formed is determined according to the amount of microcapsules 11 that have not been trans-isomerized in the stage II (c). Further, since the amount of the dye 24 produced increases with the passage of time and the color density increases, the color density of the solution system can also be controlled by the diffusion time t. (E) Stop diffusion of substances (ST5 in FIG. 9) Stop heating,
The temperature of the microcapsule system is the viscosity transition temperature Tc of the core substance.
When it becomes less than 1, the viscosity of the microcapsule internal phase material returns to the original height. As a result, the substance permeability of the microcapsules is lowered, and the color change of the solution system is stopped. (F) with sufficient strength (ST6 in FIG. 9) from the second light source 23 shown in FIG. 3, the second light hv 2 comprising a spectral component light having a wavelength of [nu 2 erase potential transmembrane information or sufficient, For a long time.
【００８８】すると、全てのドナー分子が励起して、全
てのマイクロカプセルの全ての光異性化物質が電子リレ
ー反応によりトランス異性化し、二分子膜は閉状態に切
り替わる。その後は、再びマイクロカプセル系をＴｃ以
上の温度に加熱してもマイクロカプセル内相物質の粘度
が高いため、拡散による発色反応は生じない。すなわ
ち、各々のマイクロカプセルに潜在的に記録された発色
に関する情報が消去されることとなる。Then, all the donor molecules are excited, all the photoisomerizable substances in all the microcapsules are trans-isomerized by the electron relay reaction, and the bilayer membrane is switched to the closed state. After that, even if the microcapsule system is heated again to a temperature of Tc or higher, the viscosity of the microcapsule internal phase substance is high, so that the coloring reaction due to diffusion does not occur. That is, the information regarding the color development that is potentially recorded in each microcapsule is erased.
【００８９】以上述べたように、第１の実施例によれ
ば、光異性化物質１４は、マイクロカプセル本体１３の
界面に吸着して存在し、しかもトランス異性化に電子リ
レーを利用しているのでマイクロカプセルの感度も非常
に高い。 ＜第２の実施例＞この実施例は、光に応答する波長がそ
れぞれ異なる複数種の電子リレーマイクロカプセルを用
いた応用例である。図１０は、第２の実施例によるマイ
クロカプセル含有物をその物質拡散制御光学系とともに
示す模式図である。As described above, according to the first embodiment, the photoisomerizable substance 14 is adsorbed and present on the interface of the microcapsule body 13, and the electron isomerization is used for trans isomerization. Therefore, the sensitivity of microcapsules is also very high. <Second Embodiment> This embodiment is an application example using a plurality of types of electronic relay microcapsules having different wavelengths that respond to light. FIG. 10 is a schematic diagram showing the microcapsule-containing material according to the second embodiment together with its substance diffusion control optical system.
【００９０】図１０に示すように、このマイクロカプセ
ル含有物は、応答波長が異なる複数種の光応答性電子リ
レーマイクロカプセルを含有する。図１０では、３種類
のマイクロカプセル３１ａ、３１ｂ、３１ｃを示してあ
り、簡便のため、各種１個ずつを示している。As shown in FIG. 10, the microcapsule-containing material contains plural kinds of photoresponsive electronic relay microcapsules having different response wavelengths. In FIG. 10, three types of microcapsules 31a, 31b, and 31c are shown, and each one is shown for convenience.
【００９１】このような応答波長の異なる電子リレーマ
イクロカプセルは、それぞれ励起波長が異なるドナー分
子を用いることによって作製できる。各電子リレーマイ
クロカプセルの内相には、それぞれ異なるターゲット物
質、例えばそれぞれ異なる発色能を有する染料前駆体３
２ａ、３２ｂおよび３２ｃが、粘度を調整する補助的物
質（図示せず）とともに、溶媒３８に溶解されている。
マイクロカプセル外相のターゲット物質３３は、１種類
の顕色剤であり、溶媒３４に溶解されている。Such electron relay microcapsules having different response wavelengths can be prepared by using donor molecules having different excitation wavelengths. In the inner phase of each electron relay microcapsule, different target substances, for example, dye precursors 3 having different coloring ability
2a, 32b and 32c are dissolved in a solvent 38 with an auxiliary substance (not shown) for adjusting the viscosity.
The target substance 33 in the outer phase of the microcapsules is one type of developer and is dissolved in the solvent 34.
【００９２】このような光応答性マイクロカプセル含有
物のマイクロカプセル膜の物質透過性を制御するための
光源装置がマイクロカプセル含有物の外部に配設されて
いる。この光源装置は、第１の光源（紫外光源）３５
と、電子リレーマイクロカプセル３１ａ、３１ｂおよび
３１ｃのドナーのそれぞれの励起波長に対応した波長の
光を有する単色光源３６ａ、３６ｂおよび３６ｃからな
る第２の光源（可視光源）３６とを含む。電子リレーマ
イクロカプセル３１ａ〜３１ｃの各ドナーの励起波長を
それぞれν2a、ν2bおよびν2cで示す。さて、次に、以
上の構成のマイクロカプセル含有物の物質拡散光制御方
法を図１１を参照して説明する。 （ａ）初期状態（図１１のＳＴ１）A light source device for controlling the substance permeability of the microcapsule film of the photoresponsive microcapsule-containing material is arranged outside the microcapsule-containing material. This light source device includes a first light source (ultraviolet light source) 35.
And a second light source (visible light source) 36 consisting of monochromatic light sources 36a, 36b and 36c having light of wavelengths corresponding to the respective excitation wavelengths of the donors of the electron relay microcapsules 31a, 31b and 31c. The excitation wavelengths of the donors of the electron relay microcapsules 31a to 31c are shown by ν 2a , ν 2b, and ν 2c , respectively. By the way, next, a method for controlling the substance diffusion light of the microcapsule-containing material having the above-described configuration will be described with reference to FIG. (A) Initial state (ST1 in FIG. 11)
【００９３】熱的に安定な初期状態では、マイクロカプ
セル膜の物質透過性は低く、マイクロカプセル内相の染
料前駆体３２ａ〜３２ｃとマイクロカプセル外相の顕色
剤３３とは、各マイクロカプセル膜３１ａ、３１ｂおよ
び３１ｃにより隔離されているので、溶液系の色変化は
生じない。 （ｂ）第１の光（ｈν1 ）の照射（シス異性化）（図１
１のＳＴ２）In the thermally stable initial state, the material permeability of the microcapsule film is low, and the dye precursors 32a to 32c in the microcapsule internal phase and the color developer 33 in the microcapsule external phase are the microcapsule film 31a. , 31b and 31c, no color change of the solution system occurs. (B) Irradiation with first light (hν 1 ) (cis isomerization) (FIG.
ST2 of 1)
【００９４】図１０に示す第１の光源３５から、波長ν
1 のスペクトル成分光を含む光ｈν1 をマイクロカプセ
ル３１ａ〜３１ｃ全体に照射して、全てのマイクロカプ
セル３１ａ〜３１ｃの全ての光異性化物質を励起しシス
状態に異性化させる（すなわち、二分子膜を開状態に切
り換える）。しかしながら、マイクロカプセル３１ａ〜
３１ｃ全体としては、なお物質透過性は低いので、マイ
クロカプセル内相物質（染料前駆体）３２ａ〜３２ｃは
マイクロカプセル外相へ拡散せず、またマイクロカプセ
ル外相物質（顕色剤）３３もマイクロカプセル内相へ拡
散しない。従って、溶液系の色変化は依然生じない。な
お、この過程においては、ドナー分子は関与しない。 （ｃ）第２の光（ｈν2a、ｈν2b、ｈν2c）の照射（電
子リレーによるトランス異性化）（図１１のＳＴ３）From the first light source 35 shown in FIG.
By irradiating the entire microcapsules 31a to 31c with the light hν 1 containing the spectrum component light of 1 , all the photoisomerizable substances of all the microcapsules 31a to 31c are excited and isomerized to the cis state (that is, two molecules Switch the membrane to the open state). However, the microcapsules 31a-
Since 31c as a whole has a low substance permeability, the microcapsule internal phase substances (dye precursors) 32a to 32c do not diffuse to the microcapsule external phase, and the microcapsule external phase substance (developing agent) 33 also exists inside the microcapsule. Does not diffuse into phase. Therefore, the color change of the solution system still does not occur. The donor molecule is not involved in this process. (C) Irradiation with second light (hν 2a , hν 2b , hν 2c ) (trans isomerization by electronic relay) (ST3 in FIG. 11)
【００９５】図１０に示す第２の光源３６ａ〜３６ｃか
ら、波長ν2a〜ν2cの光ｈν2a〜ｈν2cをその強度を制
御しながらそれぞれ独立にマイクロカプセル３１ａ〜３
１ｃに照射する。各ドナー分子は、その固有の波長依存
性のある吸光率で光を吸収し、光励起されるので、溶液
中のトランス異性化するマイクロカプセルの種類と量を
照射する励起光の強度により制御することができる。[0095] from the second light source 36a~36c shown in FIG. 10, each independently microcapsule while controlling the intensity of light hν 2a ~hν 2c wavelength ν 2a ~ν 2c 31a~3
Irradiate 1c. Since each donor molecule absorbs light with its own wavelength-dependent absorptivity and is photoexcited, it is necessary to control the type and amount of trans-isomerized microcapsules in a solution by controlling the intensity of the excitation light. You can
【００９６】簡便のため、光ｈν2aのみを照射する場合
を例にとって説明すると、充分に短い光照射時間では全
てのマイクロカプセル３１ａのドナー分子が励起状態に
なるものではない。すなわち、固有の吸光率に支配さ
れ、ドナー分子が光ｈν2aを吸収して励起されたマイク
ロカプセル３１ａでは、シス状態の光異性化物質の分子
全てが電子リレーによってトランス異性化する（すなわ
ち、二分子膜が閉状態に切り替わる）が、ドナー分子が
励起されなかったマイクロカプセル３１ａでは、光異性
化物質はシス状態（二分子膜が開状態）のままである。
いうまでもなく、励起波長の異なるドナーを有するマイ
クロカプセル３１ｂおよび３１ｃでは、光異性化物質は
シス状態（二分子膜が開状態）のままである。このよう
に、照射する励起光の波長の選択と光の照射強度の制御
により溶液中のトランス異性化するマイクロカプセルの
種類と量を制御できる。このことは、波長ν2bの光ｈν
2bのみ、および波長ν2cの光ｈν2cのみを照射した場合
でも同じである。For simplicity, the case of irradiating only the light hν 2a will be described as an example. Not all the donor molecules of the microcapsules 31a are in the excited state in a sufficiently short light irradiation time. That is, in the microcapsule 31a that is excited by the donor molecule absorbing the light hν 2a, which is governed by the intrinsic absorptivity, all the molecules of the photoisomerizable substance in the cis state are trans-isomerized by the electron relay (that is, two isomers). Although the molecular film switches to the closed state), in the microcapsule 31a in which the donor molecule was not excited, the photoisomerizable substance remains in the cis state (the bilayer film is in the open state).
Needless to say, in the microcapsules 31b and 31c having donors having different excitation wavelengths, the photoisomerizable substance remains in the cis state (open state of the bilayer membrane). Thus, the type and amount of microcapsules trans-isomerized in the solution can be controlled by selecting the wavelength of the excitation light to be irradiated and controlling the irradiation intensity of the light. This means that light hν of wavelength ν 2b
2b only, and is the same even when irradiated with only light hv 2c of wavelength [nu 2c.
【００９７】すなわち、波長ν2a〜ν2cの光の選択と照
射強度により、溶液中のトランス異性化するマイクロカ
プセルの種類と量をそれぞれ独立に制御することができ
るのである。なお、この過程は、電子リレー反応に基づ
くものであるので、きわめて高感度の光応答性が得られ
る。 （ｄ）物質拡散の開始・進行（図１１のＳＴ４） 次に、マイクロカプセル系を芯物質の粘性転移温度Ｔｃ
以上の温度に加熱して、マイクロカプセル内相物質の粘
度を低下させる。That is, the type and amount of microcapsules trans-isomerized in the solution can be independently controlled by selecting the light having the wavelengths ν 2a to ν 2c and the irradiation intensity. Since this process is based on an electron relay reaction, extremely high photoresponsiveness can be obtained. (D) Start / Progress of Material Diffusion (ST4 in FIG. 11) Next, the microcapsule system is subjected to the viscosity transition temperature Tc of the core material.
By heating to the above temperature, the viscosity of the microcapsule internal phase substance is reduced.
【００９８】このとき、光異性化物質がトランス異性化
しているマイクロカプセル３１ａ〜３１ｃにあっては、
マイクロカプセル膜全体としては物質の透過性が低い状
態にあるので、溶液系の色変化には関与しない。他方、
光異性化物質がシス状態のままにあるマイクロカプセル
３１ａ〜３１ｃでは、二分子膜が開状態であるために、
マイクロカプセル膜の物質透過性が高くなる。したがっ
て、顕色剤３３と染料前駆体３２ａ〜３２ｃとがマイク
ロカプセル膜を透過して相互に拡散し始め、両者が反応
して色素３７ａ〜３７ｃを生成し、発色する。At this time, in the microcapsules 31a to 31c in which the photoisomerizable substance is trans-isomerized,
Since the microcapsule membrane as a whole has a low permeability to substances, it does not participate in the color change of the solution system. On the other hand,
In the microcapsules 31a to 31c in which the photoisomerizable substance remains in the cis state, since the bilayer membrane is in the open state,
The substance permeability of the microcapsule membrane is increased. Therefore, the color developer 33 and the dye precursors 32a to 32c start penetrating through the microcapsule film and mutually diffusing, and the two react with each other to form the dyes 37a to 37c, thereby developing the color.
【００９９】従って、上記第２の光照射の段階で定まっ
たトランス異性化したマイクロカプセルの種類と量に支
配されて、染料前駆体３２ａ〜３２ｃと顕色剤３３との
反応が進行し、それぞれに固有の色を有する色素３７ａ
〜３７ｃを生成することとなる。Therefore, the reaction between the dye precursors 32a to 32c and the color developer 33 proceeds depending on the type and amount of the trans-isomerized microcapsules determined in the second light irradiation step, and 37a having a color unique to
~ 37c will be generated.
【０１００】すなわち、上記第２の光照射の段階でトラ
ンス異性化しなかったマイクロカプセル３１ａ〜３１ｃ
の種類と量に支配されて、染料前駆体による色素の生成
量が決まることとなるのである。また、色素３７ａ〜３
７ｃの生成量は、時間の経過とともに増加し、発色濃度
も高まるので、溶液系の発色濃度は、拡散時間によって
も制御することができる。 （ｅ）物質拡散の停止（図１１のＳＴ５） 加熱を停止し、マイクロカプセル系の温度が芯物質の粘
性転移温度Ｔｃ未満になると、マイクロカプセル内相の
粘度が高くなる。その結果、マイクロカプセル膜の物質
透過性が低下し、溶液系の色変化は停止する。 （ｆ）第２の光（ν2a、ν2b、ν2c）の充分な照射（潜
在的膜透過情報の消去）（図１１のＳＴ６）That is, the microcapsules 31a to 31c which have not been trans-isomerized in the second light irradiation step.
The amount of dye produced by the dye precursor is determined by the type and amount of the dye. Also, the dyes 37a-3
Since the amount of 7c produced increases with the passage of time and the color density increases, the color density of the solution system can also be controlled by the diffusion time. (E) Stopping substance diffusion (ST5 in FIG. 11) When heating is stopped and the temperature of the microcapsule system becomes lower than the viscosity transition temperature Tc of the core substance, the viscosity of the microcapsule internal phase increases. As a result, the substance permeability of the microcapsule membrane is lowered, and the color change of the solution system is stopped. (F) Sufficient irradiation of the second light (ν 2a , ν 2b , ν 2c ) (erasure of latent film transmission information) (ST6 in FIG. 11)
【０１０１】図１０に示す第２の光源３６から、波長ν
2a、ν2b、ν2cの光を充分な強度でまたは充分な時間照
射することによって全てのマイクロカプセル３１ａ〜３
１ｃのドナー分子を励起し、それにより全てのマイクロ
カプセル３１ａ〜３１ｃの全ての光異性化物質を電子リ
レー反応によりトランス異性化させる（すなわち、二分
子膜が閉状態に切り替わる）。この後は、再びマイクロ
カプセル溶液をＴｃ以上の温度に加熱してもマイクロカ
プセル膜の物質透過性が低くなっているため、拡散によ
る発色反応は生じない。すなわち、各々のマイクロカプ
セル３１ａ〜３１ｃに潜在的に記録された発色に関する
情報が消去されることとなる。From the second light source 36 shown in FIG.
All the microcapsules 31a to 3a by irradiating the light of 2a , ν 2b , and ν 2c with sufficient intensity or for a sufficient time.
1c of the donor molecule is excited, thereby trans isomerizing all the photoisomerizable substances of all the microcapsules 31a to 31c by the electron relay reaction (that is, the bilayer membrane is switched to the closed state). After that, even if the microcapsule solution is again heated to a temperature of Tc or higher, the substance permeability of the microcapsule membrane is low, and therefore a color reaction due to diffusion does not occur. That is, the information regarding the color development that is potentially recorded in each of the microcapsules 31a to 31c is erased.
【０１０２】以上述べた第２の実施例の構成によれば、
波長ν2a、ν2b、ν2cの光により電子リレーマイクロカ
プセルによる発色反応のスイッチングをそれぞれ独立に
制御できる。従って、波長ν2a、ν2b、ν2cの光を同時
に照射してもよい。以上のようにして、例えば上述の３
種の染料前駆体を３原色としてそれぞれ拡散制御するこ
とにより、各種の色変化を制御することができる。 ＜第３の実施例＞According to the configuration of the second embodiment described above,
The light of wavelengths ν 2a , ν 2b , and ν 2c can independently control the switching of the color reaction by the electronic relay microcapsules. Therefore, light having wavelengths ν 2a , ν 2b , and ν 2c may be simultaneously irradiated. As described above, for example, the above 3
Various color changes can be controlled by controlling diffusion of three kinds of dye precursors as three primary colors. <Third embodiment>
【０１０３】本発明のマイクロカプセル含有物に含まれ
るマイクロカプセルの本体は、ゲル高分子鎖と二分子膜
とで構成されるものである。一般に、二分子膜は相転移
特性を有しており、相転移温度Ｔｃ以上では流動性のあ
る液晶状態なのに対し、Ｔｃ以下では、二分子膜はゲル
状態（結晶状態）となる。例えば、化１１〜化１５に示
した化合物の場合では、１５〜６０℃程度のＴｃを示
す。The main body of the microcapsule contained in the microcapsule-containing material of the present invention comprises a gel polymer chain and a bilayer membrane. Generally, a bilayer film has a phase transition property, and at a temperature of Tc or higher, it is in a liquid crystal state, while at a temperature of Tc or lower, the bilayer film is in a gel state (crystal state). For example, in the case of the compounds shown in Chemical formulas 11 to 15, Tc of about 15 to 60 ° C. is shown.
【０１０４】上記第１の実施例では、二分子膜を形成す
る両親媒性化合物２７として、その相転移温度Ｔｃが環
境温度より低い物質を選択してマイクロカプセルを形成
しており、常温において両親媒性化合物は、液晶状態で
ある。このため、光無照射時（光異性化物質がトランス
状態）においても、マイクロカプセル内外の粘性が低い
場合には、微量のターゲット物質がこの液晶状態の両親
媒性化合物を透過する、いわゆる漏れが生じるおそれが
ある。In the first embodiment, as the amphipathic compound 27 forming the bilayer film, a substance having a phase transition temperature Tc lower than the ambient temperature is selected to form the microcapsules, and the amphiphilic compound is formed at room temperature. The medium compound is in a liquid crystal state. Therefore, even when no light is irradiated (the photoisomerizable substance is in the trans state), when the viscosity inside and outside the microcapsules is low, a small amount of the target substance permeates the amphipathic compound in the liquid crystal state, so-called leakage. May occur.
【０１０５】この第３の実施例では、二分子膜を形成す
る両親媒性化合物２７として、その相転移温度Ｔｃが環
境温度より高い物質を選択する以外は、第１の実施例と
同様にしてマイクロカプセルを形成する。本実施例に使
用できる好ましい両親媒性化合物の例を下記化１６〜化
２０に示すが、本実施例は、これらに限定されるもので
はない。The third embodiment is similar to the first embodiment except that a substance having a phase transition temperature Tc higher than the ambient temperature is selected as the amphipathic compound 27 forming the bilayer film. Form microcapsules. Examples of preferable amphipathic compounds that can be used in this example are shown in Chemical Formulas 16 to 20 below, but the present Example is not limited thereto.
【０１０６】[0106]
【化１６】 [Chemical 16]
【０１０７】[0107]
【化１７】 [Chemical 17]
【０１０８】[0108]
【化１８】 [Chemical 18]
【０１０９】[0109]
【化１９】 [Chemical 19]
【０１１０】[0110]
【化２０】 [Chemical 20]
【０１１１】本実施例のマイクロカプセル単体およびマ
イクロカプセル含有物の動作は、実施例１の場合と同様
であるが、常温において両親媒性化合物は結晶状態であ
るために、拡散対象であるターゲット物質はより確実に
隔離され、光無照射時におけるターゲット物質の漏れを
防止することができる。The operation of the microcapsule simple substance and the microcapsule-containing product of this example is the same as that of Example 1, but since the amphipathic compound is in a crystalline state at room temperature, the target substance to be diffused is Is more surely isolated, and it is possible to prevent the leakage of the target material when there is no light irradiation.
【０１１２】また、光異性化物質をシス状態に異性化さ
せた後、両親媒性化合物の相転移温度Ｔｃ以上に加熱す
ることにより、この両親媒性化合物の二分子膜は、液晶
状態に転移する。この場合、Ｔｃは、光異性化物質が元
の立体状態（トランス状態）に戻る臨界温度よりも十分
に低い必要があり、この点を考慮して両親媒性化合物を
選定する。After the photoisomerizable substance is isomerized to the cis state and then heated to the phase transition temperature Tc or higher of the amphipathic compound, the bimolecular film of the amphipathic compound is transformed to the liquid crystal state. To do. In this case, Tc needs to be sufficiently lower than the critical temperature at which the photoisomerizable substance returns to the original steric state (trans state), and the amphipathic compound is selected in consideration of this point.
【０１１３】こうして液晶状態に相転移した二分子膜
は、既にシス状態に立体異性を起こしている光異性化物
質の影響を受けて、より乱れた分子集合状態となる。こ
のため、二分子膜の物質透過性が高くなり、マイクロカ
プセル内相物質とマイクロカプセル外相物質とが、マイ
クロカプセル膜を通して、互いに拡散し始めるようにな
る。The bilayer film that has undergone the phase transition to the liquid crystal state in this way is in a more disordered molecular aggregation state under the influence of the photoisomerizable substance that has already undergone stereoisomerism in the cis state. Therefore, the substance permeability of the bilayer membrane becomes high, and the microcapsule internal phase substance and the microcapsule external phase substance start to diffuse with each other through the microcapsule membrane.
【０１１４】なお、加熱により粘度が急激に低下する物
質であって、この粘性低下温度が前記相転移温度Ｔｃに
十分に近い物質を、マイクロカプセルの内相又は外相に
添加して、より精密に物質拡散を制御することもでき
る。すなわち、相転移温度以上の温度に加熱することに
より二分子膜の物質透過性が高くなるとともに、その加
熱温度においてマイクロカプセル内相又は外相物質の粘
度が低下するので、ターゲット物質の拡散を迅速に開始
させることができる。さらに、実施例２で示した複数種
のマイクロカプセルと組み合わせて、各種の色変化をよ
り精密に制御することも可能である。A substance whose viscosity sharply decreases by heating and whose viscosity lowering temperature is sufficiently close to the phase transition temperature Tc is added to the inner phase or the outer phase of the microcapsule to more precisely It is also possible to control mass diffusion. That is, the substance permeability of the bilayer membrane is increased by heating to a temperature not lower than the phase transition temperature, and the viscosity of the internal phase or external phase substance of the microcapsules is lowered at the heating temperature, so that the diffusion of the target substance is rapidly performed. It can be started. Furthermore, it is possible to control various color changes more precisely by combining with a plurality of types of microcapsules shown in the second embodiment.
【０１１５】以上本発明を具体的な実施例に関して説明
したが、本発明はそれらに限定されるものではない。例
えば、第２の実施例では、マイクロカプセル内相に染料
前駆体を、マイクロカプセル外相に顕色剤を配したが、
マイクロカプセル外相に染料前駆体を、マイクロカプセ
ル内相に顕色剤を配した構成でも同様の効果を得ること
ができる。このことは、第３の実施例においても同様で
ある。また、上記各実施例では、マイクロカプセル内外
相に配するターゲット物質として相互に化学反応して発
色する物質を用いているが、マイクロカプセル内外相に
配する物質としては、これに限らず、相互に拡散し、反
応する種々の物質を用いることができる。Although the present invention has been described above with reference to specific embodiments, the present invention is not limited thereto. For example, in the second embodiment, the dye precursor was placed in the microcapsule internal phase and the color developer was placed in the microcapsule external phase.
The same effect can be obtained by using a dye precursor in the outer phase of the microcapsules and a developer in the inner phase of the microcapsules. This also applies to the third embodiment. Further, in each of the above-mentioned examples, a substance that chemically reacts with each other to form a color is used as the target substance to be arranged in the microcapsule internal / external phase, but the substance to be arranged in the microcapsule internal / external phase is not limited to this. Various substances that diffuse into and react with can be used.
【０１１６】[0116]
【発明の効果】本発明によれば、高分子電解質ゲルの高
分子鎖に沿ったアニオン性静電場においてドナー分子か
らの一電子移動がトリガーとなって隣接する一群のアク
セプター分子の間で電子リレーによる連鎖的トランス異
性化が生じることを利用し、特定波長の光照射によっ
て、マイクロカプセル本体を構成する二分子膜の膜透過
性の変化（開閉状態の切り換え）を生起させてマイクロ
カプセル内相物質と外相物質との相互拡散を制御するよ
うにしたので、マイクロカプセル膜を透過するターゲッ
ト物質の拡散量を特定波長の光照射により精密に制御で
きるという高感度の系（光応答性マイクロカプセル含有
物）が得られる。なお、このような本発明の光応答性マ
イクロカプセル含有物は、例えば、記録装置、表示装
置、センサー等に適用できる。According to the present invention, in an anionic electrostatic field along a polymer chain of a polyelectrolyte gel, one electron transfer from a donor molecule triggers an electron relay between a group of adjacent acceptor molecules. Utilizing the fact that chain trans isomerization occurs due to irradiation with light of a specific wavelength, it causes a change in membrane permeability (switching of open / closed state) of the bilayer membrane that constitutes the microcapsule body, and the microcapsule internal phase substance Since the interdiffusion between the target substance and the external phase substance is controlled, the diffusion amount of the target substance that permeates the microcapsule film can be precisely controlled by irradiation with light of a specific wavelength. ) Is obtained. In addition, such a photoresponsive microcapsule-containing material of the present invention can be applied to, for example, a recording device, a display device, a sensor, or the like.
【図１】本発明の第１の実施例による光応答性マイクロ
カプセル含有物を示す模式図。FIG. 1 is a schematic view showing a photoresponsive microcapsule-containing material according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１に示したマイクロカプセル膜の拡大図。FIG. 2 is an enlarged view of the microcapsule film shown in FIG.
【図３】上記第１の実施例による光応答性マイクロカプ
セル含有物をその物質拡散制御光学系とともに示す模式
図。FIG. 3 is a schematic diagram showing the photoresponsive microcapsule-containing material according to the first embodiment together with its substance diffusion control optical system.
【図４】本発明の第１の実施例による光応答性マイクロ
カプセル含有物の基本動作を示す段階説明図。FIG. 4 is a stage explanatory view showing the basic operation of the material containing photoresponsive microcapsules according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第１の実施例による光応答性マイクロ
カプセル含有物の基本動作を示す段階説明図。FIG. 5 is a stage explanatory view showing the basic operation of the photoresponsive microcapsule-containing material according to the first embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第１の実施例による光応答性マイクロ
カプセル含有物の基本動作を示す段階説明図。FIG. 6 is a stage explanatory view showing the basic operation of the photoresponsive microcapsule-containing material according to the first embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第１の実施例による光応答性マイクロ
カプセル含有物の基本動作を示す段階説明図。FIG. 7 is a stage explanatory view showing the basic operation of the photoresponsive microcapsule-containing material according to the first embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第１の実施例による光応答性マイクロ
カプセル含有物の基本動作を示す段階説明図。FIG. 8 is a stage explanatory view showing the basic operation of the photoresponsive microcapsule-containing material according to the first embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第１の実施例による光応答性マイクロ
カプセル含有物の物質拡散光制御方法を工程順に示す説
明図。FIG. 9 is an explanatory view showing the method of controlling the substance diffusion light of the photoresponsive microcapsule-containing material according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.
【図１０】本発明の第２の実施例による光応答性マイク
ロカプセル含有物を示す模式図。FIG. 10 is a schematic diagram showing a photoresponsive microcapsule-containing material according to a second embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の第２の実施例による光応答性マイク
ロカプセル含有物の物質拡散光制御方法を工程順に示す
説明図。FIG. 11 is an explanatory view showing a method for controlling light diffusion of a substance containing photoresponsive microcapsules according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.
【図１２】二分子累積膜を細孔部に埋め込んだ従来のマ
イクロカプセルを示す模式図。FIG. 12 is a schematic view showing a conventional microcapsule in which a bimolecular cumulative film is embedded in a pore portion.
【図１３】図１２に示したマイクロカプセルの細孔部を
示す部分拡大図。FIG. 13 is a partially enlarged view showing pores of the microcapsule shown in FIG.
【図１４】電子リレー現象を示す模式図。FIG. 14 is a schematic diagram showing an electronic relay phenomenon.
【図１５】スチルベンのシス−トランス異性を示す図。FIG. 15 shows cis-trans isomerism of stilbene.
１０…容器，１１…マイクロカプセル，１２…ターゲッ
ト物質 １３…マイクロカプセル本体，１４…光異性化物質，１
５…ドナー １６…マイクロカプセル膜，１７…補助的物質，１８…
内相溶媒 １９…ターゲット物質，２０…補助的物質，２１…外相
溶媒 ２２…第１の光源，２３…第２の光源，２４…生成色素 ２５…ゲル高分子鎖，２６…アニオン基，２７…両親媒
性化合物 ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…マイクロカプセル ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ…ターゲット物質，３３…ター
ゲット物質 ３４…外相溶媒，３５…第１の光源，３６ａ，３６ｂ，
３６ｃ…第２の光源 ３７ａ，３７ｂ，３７ｃ…生成色素，３８…内相溶媒 ４０…マイクロカプセル，４１…マイクロカプセル壁，
４２…細孔部 ４４…二分子膜，４５…光異性化物質，４６…内相物
質，４７…外相物質。10 ... Container, 11 ... Microcapsule, 12 ... Target substance 13 ... Microcapsule main body, 14 ... Photoisomerization substance, 1
5 ... Donor 16 ... Microcapsule membrane, 17 ... Auxiliary substance, 18 ...
Internal phase solvent 19 ... Target substance, 20 ... Auxiliary substance, 21 ... External phase solvent 22 ... First light source, 23 ... Second light source, 24 ... Generated dye 25 ... Gel polymer chain, 26 ... Anion group, 27 ... Amphiphilic compound 31a, 31b, 31c ... Microcapsule 32a, 32b, 32c ... Target substance, 33 ... Target substance 34 ... External phase solvent, 35 ... First light source, 36a, 36b,
36c ... Second light source 37a, 37b, 37c ... Generated dye, 38 ... Internal phase solvent 40 ... Microcapsule, 41 ... Microcapsule wall,
42 ... Pore part 44 ... Bilayer membrane, 45 ... Photoisomerization substance, 46 ... Inner phase substance, 47 ... Outer phase substance
Claims (12)
質ゲルと、前記網目構造内に介在させた両親媒性化合物
からなる二分子膜とで形成されたマイクロカプセル本
体、前記高分子電解質ゲルのアニオン性界面に吸着され
たシス−トランス異性化する電子受容性物質、および該
電子受容性物質間に共存して前記アニオン性界面に吸着
され、特定波長の励起光の照射によって電子を放出する
電子供与性物質を包含するマイクロカプセルを含有し、 前記マイクロカプセルの内相と外相には、互いに反応し
得るターゲット物質が配され、 前記電子受容性物質は、前記励起光の波長とは異なる波
長の光照射によりトランス体からシス体へ異性化し、こ
れにより前記二分子膜を密な分子集合状態にある閉状態
から乱れた分子集合状態にある開状態に切り替え、かつ
少なくとも前記励起光の照射による前記電子供与性物質
と前記電子受容性物質間での連鎖的な電子リレーによっ
てシス体からトランス体へ異性化し、これにより前記二
分子膜を前記開状態から前記閉状態に切り替え、 前記電子受容性物質のシス−トランス異性化に基く前記
二分子膜の前記開閉状態の切り替えにより、前記マイク
ロカプセルを通る前記ターゲット物質の透過を増減さ
せ、内外相の各前記ターゲット物質の相互拡散による化
学反応を制御することを特徴とする光応答性マイクロカ
プセル含有物。1. A microcapsule body formed of an anionic polyelectrolyte gel having a network structure and a bilayer membrane composed of an amphipathic compound interposed in the network structure, and an anion of the polyelectrolyte gel. Electron-accepting substance adsorbed on the organic interface and undergoing cis-trans isomerization, and electron-donating substance coexisting between the electron-accepting substances and adsorbed on the anionic interface to emit electrons by irradiation with excitation light of a specific wavelength. Containing a microcapsule containing a volatile substance, the inner phase and the outer phase of the microcapsule, a target substance capable of reacting with each other is arranged, the electron-accepting substance, a light of a wavelength different from the wavelength of the excitation light Isomerization from trans isomer to cis isomer by irradiation, which cuts the bilayer membrane from a closed state in a dense molecular assembly state to an open state in a disordered molecular assembly state. And isomerizing from a cis form to a trans form by a chain electron relay between the electron donating substance and the electron accepting substance by irradiation of at least the excitation light, and thereby the bilayer membrane from the open state. Switching to the closed state, by switching the open / closed state of the bilayer membrane based on cis-trans isomerization of the electron-accepting substance, the permeation of the target substance through the microcapsules is increased or decreased, and each of the internal and external phases is changed. A photoresponsive microcapsule-containing material, which controls a chemical reaction due to mutual diffusion of a target substance.
電子供与性物質をそれぞれ備えるとともに、各内相の前
記ターゲット物質がそれぞれ異なる複数種類のマイクロ
カプセルを同一外相中に含有する請求項１記載の光応答
性マイクロカプセル含有物。2. The electron-donating substance having different wavelengths of the specific excitation light, respectively, and a plurality of kinds of microcapsules having different target substances of each inner phase are contained in the same outer phase. Containing photoresponsive microcapsules of.
ット物質の一方が顕色剤であり、他方が染料前駆体であ
る請求項１または２記載の光応答性マイクロカプセル含
有物。3. The photoresponsive microcapsule-containing material according to claim 1, wherein one of the target substances of the internal and external phases of the microcapsule is a developer and the other is a dye precursor.
ような相転移温度を有する請求項１ないし３のいずれか
１項記載の光応答性マイクロカプセル含有物。4. The photoresponsive microcapsule-containing material according to claim 1, wherein the bilayer film has a phase transition temperature such that it is in a liquid crystal state at room temperature.
ような相転移温度を有し、該相転移温度以上の温度にお
いて液晶状態に変化する請求項１ないし３のいずれか１
項記載の光応答性マイクロカプセル含有物。5. The bilayer film has a phase transition temperature at which it becomes a crystalline state at room temperature, and changes to a liquid crystal state at a temperature above the phase transition temperature.
Item containing a photoresponsive microcapsule.
る物質であって、この粘性低下温度が前記二分子膜の相
転移温度と十分に近い物質が、前記マイクロカプセルの
内相または外相に配され、その粘性低下温度において物
質透過性が増加する、請求項４または５記載の光応答性
マイクロカプセル含有物。6. A substance whose viscosity sharply decreases with an increase in temperature, the substance whose viscosity lowering temperature is sufficiently close to the phase transition temperature of the bilayer membrane is distributed in the inner or outer phase of the microcapsule. The photoresponsive microcapsule-containing material according to claim 4 or 5, wherein the substance permeability is increased at a temperature at which the viscosity is lowered.
質ゲルと、前記網目構造間に介在させた両親媒性化合物
からなる二分子膜とで形成されたマイクロカプセル本
体、前記高分子電解質ゲルのアニオン性界面に吸着され
たシス−トランス異性化する電子受容性物質、および該
電子受容性物質間に共存して前記アニオン性界面に吸着
され、特定波長の励起光の照射によって電子を放出する
電子供与性物質を包含するマイクロカプセルを含有し、
その内相と外相には、互いに反応し得るターゲット物質
が配された光応答性マイクロカプセル含有物の物質拡散
を光制御する方法であって、 前記マイクロカプセル含有物に前記励起光の波長とは異
なる波長の光を照射することによって、前記電子受容性
物質をトランス体からシス体へ異性化させ、これにより
前記二分子膜を密な分子集合状態にある閉状態から乱れ
た分子集合状態にある開状態へ切り換え、 前記マイクロカプセル含有物に少なくとも前記励起光を
照射することによって、前記電子供与性物質と前記電子
受容性物質間で連鎖的な電子リレーを生起させて前記電
子受容性物質をシス体からトランス体へ異性化させ、こ
れにより前記二分子膜を前記開状態から前記閉状態へ切
り換え、 前記電子受容性物質のシス−トランス異性化に基づく前
記二分子膜の前記開閉状態の切り替えにより、前記マイ
クロカプセルを通る前記ターゲット物質の透過を増減さ
せ、内外相の各前記ターゲット物質の相互拡散による化
学反応を制御することを特徴とする光応答性マイクロカ
プセル含有物の物質拡散光制御方法。7. A microcapsule body formed of an anionic polyelectrolyte gel having a network structure and a bilayer membrane made of an amphipathic compound interposed between the network structures, and an anion of the polyelectrolyte gel. Electron-accepting substance adsorbed on the organic interface and undergoing cis-trans isomerization, and electron-donating substance coexisting between the electron-accepting substances and adsorbed on the anionic interface to emit electrons by irradiation with excitation light of a specific wavelength. Containing microcapsules containing a sexual substance,
The internal phase and the external phase, a method for optically controlling the material diffusion of the photoresponsive microcapsule-containing material in which target substances capable of reacting with each other are arranged, and the wavelength of the excitation light in the microcapsule-containing material is By irradiating with light of different wavelengths, the electron-accepting substance is isomerized from a trans form to a cis form, whereby the bilayer membrane is in a dense molecular assembly state and in a disordered molecular assembly state. By switching to the open state and irradiating the microcapsule-containing material with at least the excitation light, a chain electron relay is generated between the electron-donating substance and the electron-accepting substance, and the electron-accepting substance is cleaved. Isomerization from the body to the trans body, whereby the bilayer membrane is switched from the open state to the closed state, and cis-trans isomerization of the electron-accepting substance is performed. By switching the open / closed state of the bilayer film, the permeation of the target substance through the microcapsules is increased or decreased, and a chemical reaction due to mutual diffusion of the target substances in the inner and outer phases is controlled. Method for controlling the light diffusion of a substance containing a hydrophilic microcapsule.
定の励起光の波長が互いに異なる電子供与性物質をそれ
ぞれ備えるとともに、各内相の前記ターゲット物質がそ
れぞれ異なる複数種類のマイクロカプセルを同一外相中
に含有する請求項７記載の物質拡散光制御方法。8. The microcapsule-containing material comprises electron donating substances each having a different wavelength of the specific excitation light, and a plurality of types of microcapsules each having a different target substance in each inner phase are contained in the same outer phase. The material diffusion light control method according to claim 7, which is contained in.
ット物質の一方が顕色剤であり、他方が染料前駆体であ
る請求項７または８記載の物質拡散光制御方法。9. The substance diffusion light control method according to claim 7, wherein one of the target substances of the internal and external phases of the microcapsule is a developer and the other is a dye precursor.
るような相転移温度を有する請求項７ないし９のいずれ
か１項記載の物質拡散光制御方法。10. The material diffusion light control method according to claim 7, wherein the bilayer film has a phase transition temperature such that it is in a liquid crystal state at room temperature.
るような相転移温度を有し、これをその相転移温度以上
の温度に加熱して液晶状態に変化させることにより物質
透過性を増加させる、請求項７ないし９のいずれか１項
記載の物質拡散光制御方法。11. The bilayer film has a phase transition temperature such that the bilayer film is in a crystalline state at room temperature, and is heated to a temperature equal to or higher than the phase transition temperature to change to a liquid crystal state, thereby increasing the substance permeability. The substance diffusion light control method according to any one of claims 7 to 9, which is increased.
の上昇によって粘度が急激に低下する物質であってこの
粘性低下温度が前記二分子膜の相転移温度と十分に近い
物質を前記マイクロカプセルの内相または外相に有し、
該粘性低下物質をその粘性低下温度に加熱することによ
り物質透過性を増加させる、請求項１０または１１記載
の物質拡散光制御方法。12. The microcapsule-containing material is a substance whose viscosity sharply decreases with an increase in temperature, and a substance whose viscosity lowering temperature is sufficiently close to the phase transition temperature of the bilayer membrane is included in the microcapsules. Phase or foreign phase,
The substance diffusion light control method according to claim 10 or 11, wherein the substance permeability is increased by heating the viscosity reducing substance to the viscosity lowering temperature.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30070692A JP2979165B2 (en) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | Light-responsive microcapsule-containing material and method of controlling light diffusion of the substance |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06148793A true JPH06148793A (en) | 1994-05-27 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114644381A (en) * | 2022-04-25 | 2022-06-21 | 四川水利职业技术学院 | Nanometer robot for accurately treating sewage |
-
1992
- 1992-11-11 JP JP30070692A patent/JP2979165B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114644381A (en) * | 2022-04-25 | 2022-06-21 | 四川水利职业技术学院 | Nanometer robot for accurately treating sewage |
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| Publication number | Publication date |
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| JP2979165B2 (en) | 1999-11-15 |
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