(57)【要約】【課題】  従来の、管状容器に色水やラメフィルム片を詰めた玩具やインテリアは、その変化が単調で飽きやすく、色彩の鮮やかさに劣り、科学現象を応用した点に欠けるため、教育的な効果が少ないという欠点があった。【解決手段】  透明な管状容器に入れたｐＨ指示薬の水溶液に、酸性またはアルカリ性の水溶液を滴下し、容器内の水溶液中にｐＨの段階的変化をもたらし、鮮やかな色と複雑な色変化を見せ、経時的に色分布が変わる玩具やインテリアやアクセサリを楽しむことができる。酸性またはアルカリ性の水溶液はスポイト状容器に入れ、容器に予め取り付けておくことができる。酸・アルカリは水溶性の軽い溶媒と混合すると浮上しやすくなり、また電解質の電気分解によっても作り出すことができる。この現象は、色の混合やｐＨ概念、電気分解などの科学現象を子供等に教育するという効果をもたらすことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部の溶液が容易に混合されない細長い透明な管状容器でその両端または片端が開閉可能な容器の中に、水溶液のｐＨによって色の変わる指示薬水溶液を入れ、容器内に酸性またはアルカリ性の水溶液を滴下し、内容物水溶液のｐＨが容器内で段階的に変化していきこれに対応した複数の色が発生し、時間経過や振ったり混ぜたりすることで、その色が変化していくことを楽しめるようにしたことを特徴とする玩具及びインテリア。
【請求項２】
請求項１の酸性またはアルカリ性の溶液を、エチルアルコールなど水より軽い溶媒、もしくはグリセリンなど水より重い溶媒と水との混合物の溶液とし、容器内の指示薬水溶液に滴下したときに酸性またはアルカリ性の溶液が指示薬水溶液上に浮上もしくは沈下し、段階的に色の変わっている状態が長い時間持続するようにしたことを特徴とする玩具及びインテリア。
【請求項３】
請求項１の玩具及びインテリアの容器の両端あるいは片端にスポイト状の容器を配置する、またはスポイト状の容器を栓の代わりとして配置し、そのスポイト状容器の内部に酸性の溶液あるいはアルカリ性の溶液を充填し、その容器を押すことにより、酸性またはアルカリ性の溶液を指示薬水溶液中に滴下することができるようにし、段階的に色の変わっている状態が長い時間持続するようにしたことを特徴とする玩具及びインテリア。
請求項１の玩具及びインテリアの容器内に仕切りを設け、小さな穴をあけ、仕切りの内部に酸性の溶液あるいはアルカリ性の溶液を充填し、仕切り内の酸性の溶液あるいはアルカリ性の溶液が長い時間をかけて指示薬水溶液中に混合されるようにし、段階的に色の変わっている状態が長い時間持続するようにしたことを特徴とする玩具及びインテリア。
【請求項４】
ｐＨによって色の変わる指示薬水溶液に、電気分解により各電極付近に酸性及びアルカリ性の物質が発生する電解質を溶かし、この水溶液を入れた容器の内部に酸やアルカリに侵されない金属でできた電極を配し、この溶液にこの電極から直流の電流を通電することにより、両電極付近に酸性及びアルカリ性の物質を発生させ、溶液の内部でｐＨが段階的に変わっていく状態を作り出し、段階的に色の変わっている状態が長い時間持続するようにしたことを特徴とする玩具及びインテリア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、内部の溶液が容易に混合されない細長い透明な管状の容器、ｐＨによって色の変わる指示薬を用いた水溶液を入れて、酸性溶液やアルカリ性溶液を滴下し、この色の分布や時間とともに変化する色調を楽しむ玩具やインテリアや筆記具等に付属させるアクセサリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  本発明は、管状容器に色水やラメフィルム片を詰めて両端に栓を施し、振ったり上下をさかさまにしてラメフィルム片の降下する際に光を反射する様子を楽しむ管状の玩具またはインテリアを背景技術とするものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  上記に述べた従来の玩具やインテリアは、その動きや変化が単調で飽きやすく、色水自体の色が変わったり、内容物の色彩の変化を楽しむことはできないという欠点があった。
また、科学的な現象を演示して子どもに教えるといったような、教育的な側面には不十分であるという欠点があった。
室内を装飾するインテリアとしては、温度で色の変わる装飾品があるが、その発色の鮮やかさに欠けるという欠点があった。
【課題を解決する手段】
【０００４】  本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、たとえば、アクリルやガラスなどでできた、内部の溶液が容易に混合されない細長い透明な管状容器（図１の１）の中に、水溶液のｐＨによって色の変わる指示薬水溶液（図１の２）を入れ、管の両端には開閉可能な、たとえばゴムでできた栓（図１の３）を施し、この栓を外してたとえば非常に薄くした塩酸など酸性の水溶液（図１の４）や、非常に薄くした水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ性の水溶液（図１の５）を滴下することにより、管の内部にある指示薬水溶液のｐＨが場所によって異なる状態を作り出し、このｐＨの違いにより容器の内部の色が段階的に異なっている様子を楽しむことができるようにしたものである。
水溶液のｐＨで色の変わる指示薬は、一般に酸性でもアルカリ性でも色が鮮やかで華やかに発色するものが多く、各種の指示薬を混合することで、さまざまな発色を演出する鮮やかで美しい玩具及びインテリアを製作することが可能である。
【０００５】  また、この容器（図１の１）内の指示薬水溶液（図１の２）を当該容器を振ったり、上下反対にすることで混合が進むようにすると、容器内の指示薬水溶液（図１の２）のｐＨの分布が変化し、色の分布が変化していく様子を楽しむことができる。
【０００６】  また、上記酸性またはアルカリ性の液は、請求項２に記載のように、水に溶解し、水よりも軽い液体とすることで、液が水より軽く溶液上に浮き、滴下時に容易には全体と混合せず、層状に色が分かれた状態を長い時間持続させることが可能である。この溶液は水より軽い液体であればエチルアルコールでも、メチルアルコールでもアセトンでも可能であるが、安全性の観点からエチルアルコールが一番適しており、４０％程度のエチルアルコール溶液とすると指示薬水溶液の上方に浮いている力も強く、適していると考えられる。
【０００７】  なお、水に溶解し水よりも重い、グリセリンなどの液体との混合物溶液を用いて酸性液またはアルカリ性液を作製した場合、滴下した液体が下に溜まり、同様に層状に色が分かれた状態を持続させることが可能であるが、滴下は指示薬溶液の上部から行うため、上部に浮く溶媒を用いた方が美しく演出する効果は高い。両者は併用すると良い効果がある。
【０００８】  図１では容器にゴムなどでできた栓を施して中の液体が流出しないようにしているが、図２に示すように、透明な管状容器（図２の１）に、栓の代用としてスポイト状の容器（図２の６）を用い、この容器の中に滴下したい酸性の溶液（図２の７）あるいはアルカリ性の溶液（図２の８）を充填し、管状容器（図２の１）の中の指示薬水溶液（図２の２）の混合が進み、色が均一になってきたときに、このスポイト状容器を押すことにより、内部の酸性またはアルカリ性の溶液を滴下することで、栓を外す手間を省略することができ、再び酸性またはアルカリ性の色を、簡易な手順で出現させることが可能になる。また栓を外すことにより内部の溶液をこぼして周囲を濡らす恐れをなくすことができる。
【０００９】  容器の内部の指示薬の色が段階的に変わり、長い時間持続させるための手段として、電気分解による酸とアルカリの発生を用いることができる。請求項４に示すように、その容器形状に限定されることのない透明な容器（図３の９）に、水溶液のｐＨによって色の変わる指示薬水溶液を入れ、硫酸カリウムなどのように電気分解を行うことによって各電極周囲に酸性及びアルカリ性の溶液を作り出す電解質を溶解させ（図３の１０）、容器の２箇所以上に電極（図３の１１及び図３の１２）を配置し、直流電源（図３の１３）により溶液に電流を通電し、電極周囲に酸性及びアルカリ性の溶液を作り、指示薬水溶液のｐＨが場所によって異なる状態を作り出し、このｐＨの違いにより容器（図３の９）の内部にある指示薬水溶液（図３の１０）の色が容器内の場所によって異なるという効果をもたらし、容器の内部の色が段階的に異なっている様子を楽しむこともできる。容器形状としては図３の９に例示した以外に、直線の管状、Ｕ字管状、Ｈ型の管状などさまざまなものが考えられる。
【発明の効果】
【００１０】  本発明によれば、従来の玩具やインテリアの単調性を解決し、視覚的に美しく、色彩の変化に富んだ玩具及びインテリアを提供でき、これを与えた子どもや見ている人などに飽きが来にくくなるという効果を得ることができる。また筆記具などにアクセサリとして取り付け、筆記するたびにアクセサリの色の変化を楽しむという効果を得ることもできる。
【００１１】  また、溶液の色彩が鮮やかであり、内容物の色が変わったり、容器内の場所によって色が異なるという不思議さから、特に子供たちにこの現象の起きている原理に興味を持たせ、この科学的な現象を演示して説明することにより、楽しみながら色の３原色や酸・アルカリという概念、酸・アルカリの強さであるｐＨの概念、電気分解といった科学的な内容を子どもたちに教えるような、教育的な側面にも効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  本発明を実施するに最良の形態は、指示薬水溶液が中で混ざりにくい、管状の形態または試験管状の細長い形状の透明な容器に指示薬溶液を入れた形態が良く、玩具や筆記具に取り付けるアクセサリとして最良である。【００１３】  また試験管状に細長い花瓶などの透明容器に指示薬溶液を入れ、請求項２の浮上性を持たせた酸性・アルカリ性の溶液を滴下することにより、色が層状に分かれた状態を持続させることができ、色の変化も美しいため、室内や店内で飾るインテリアとしても良い。【００１４】  また細長い容器に限らず、透明な容器内部に指示薬水溶液と硫酸カリウムなどの電気分解によって酸とアルカリを各電極付近に作り出す電解質を入れ、電気分解により酸性やアルカリ性のｐＨ分布を水溶液内部に作り出し、色が場所によって異なった状態を作り出すこともできる。電極からは泡が同時に発生し、溶液の対流が起きるため、自然に色の分布ができ、時間とともに変化していく状態を作り出すことができる。発生した泡は少量の酸素と水素であるため、人体に有害ではないが、可燃性の水素が密閉空間に蓄積されないように、その排気は十分行う必要がある。ｐＨ指示薬の色の変化は鮮やかで美しいため、室内や店内で飾るインテリアとしても最良である。
なお、電極は酸やアルカリに侵されないステンレスなどの素材が適しており、電解質は例えば各電極付近にそれぞれ希薄な水酸化カリウムと希薄な硫酸溶液を生じる硫酸カリウムなどの材料が適している。電解質の中で、例えば塩化ナトリウムなど、電気分解によって一方の電極に人体に有害な塩素、もう一方の電極に水素と希薄な水酸化ナトリウムを生じ、次第に液全体もアルカリ性に偏っていくような材料は不適当である。【００１５】  また、コップなどの透明な容器に指示薬水溶液を入れ、請求項２の酸性・アルカリ性溶液を、隠し持った点眼器状容器から微量を滴下することで、容器に入れてあった色水が層状に変色し次第に変化していく、パーティなどで行う手品としての演出効果も期待できる。滴下する溶液は無色透明で微量で十分なため、手品としての演出効果も大である。
【実施例】
【００１６】  上記の効果を説明する図として、図４には透明な管状容器（図４の１）に、あらかじめｐＨ１１．０程度のアルカリ性にした指示薬水溶液（図４の１４）を入れ、容器の両端には取り外し可能な、たとえばゴムでできた栓（図４の３）を施し、この栓の上方の片側を外してｐＨ２．０程度の酸性の水溶液（図４の４）を滴下して軽く振り、上方の水溶液を混合した例を示している。【００１７】  これにより、容器の内部にある万能指示薬水溶液のｐＨが場所によって異なる状態を作り出し、下方ではｐＨ１１程度のため、ｐＨ１０以下に対応した紫色（図４の１５）、容器内の上方に進むにつれｐＨ１０程度までは紫色であるがそれより上方では、ｐＨ９程度で生じる藍色（図４の１６）、ｐＨ８程度で生じる青色（図４の１７）、中性のｐＨ７程度で生じる緑色（図４の１８）、ｐＨ６程度で生じる黄色（図４の１９）、ｐＨ５程度で生じる橙色（図４の２０）、ｐＨ４程度より酸性側で生じる赤色（図４の２１）という虹の７色が出現した様子を示している。この容器を上下逆にしたり振ったりすることで、溶液が混合して容器内のｐＨの分布が変わり色の分布が変わってくるという現象を楽しむことができる。【００１８】  指示薬水溶液の一例としては、一般に万能指示薬またはユニバーサル指示薬として知られている、ｐＨによって赤・橙・黄・緑・青・藍・紫の虹の７色全てが出てくる指示薬の混合物の水溶液を用いる。このことにより、容器内に虹の７色全てを出現させることができ、視覚的にも非常に美しく、色を混合することによりさまざまな色を作ることができるという、子どもの教育にも適した色の変わる玩具またはインテリアを提供することができる。万能指示薬は、組み合わせの一例として、ブロムチモールブルー、メチルレッド、チモールブルーおよびフェノールフタレインを混合することで得ることができる。【００１９】  たとえば、ｐＨ１１．０のアルカリ性万能指示薬水溶液は水１００ｃｃに水酸化ナトリウムを０．００４ｇ（ＮａＯＨが０．００１ｍｏｌ／ｌの割合）と万能指示薬原液を溶かすことで得られ、ｐＨ２．０の酸性水溶液は水１００ｃｃに３５％塩酸を０．１ｃｃ（ＨＣｌが０．０１ｍｏｌ／ｌの割合）溶かすことで得られる。上記、酸またはアルカリ液は非常に薄い状態であり、市販の酸性洗剤やアルカリ性洗剤よりも酸やアルカリ度ははるかに低く、酸液においては胃酸と同程度の酸性度であり、人体への安全性も問題ない。【００２０】  ［００１８］で例示したブロムチモールブルー、メチルレッド、チモールブルーおよびフェノールフタレインの各指示薬のｐＨによる変色状態を図示し、各ｐＨでこれらの色が混ざりあい、この複雑な変色が発生していることを説明することで、例えば子供たちに酸・アルカリの概念や、電気分解、色の３原色、色の混合によって他の色が生じるといった内容の教育を行うことができる。【００２１】  なお、図４では万能指示薬を用いて虹の７色を出現させる例を示したが、他の指示薬の例として、ブロムチモールブルーとメチルレッドの混合液を用いることで、アルカリ性で緑色、中性よりも若干酸性のｐＨ６．５からｐＨ５．５付近で黄色、ｐＨ５．５より下の酸性で紅色の信号灯に似た三色を作り出すなど、指示薬の組み合わせによってさまざまな色の組み合わせの分布と、混合による時間経過による変化を作り出すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】  本発明は、視覚的美しさを訴えるとともに、現象の不思議さから科学への興味を持たせる玩具や、視覚的な美しさとこの色相の変化を楽しむ家庭室内装飾用のインテリア、店内インテリアや、筆記具に付属させたアクセサリの製作に適用が可能である。
また、指示薬に加える酸性またはアルカリ性の液体は、無色透明でかつごく微量で色の変化が起きるため、これを利用した手品用品製作への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】  本発明を示す図。
【図２】  本発明の請求項３を説明する図。
【図３】  本発明の請求項４を説明する図
【図４】  本発明の一実施例により得られる結果を示す図。
【符号の説明】
【００２４】１  透明で細長い管状容器
２  指示薬水溶液
３  栓
４  酸性の水溶液
５  アルカリ性の水溶液
６  スポイト状の容器
７  スポイト状の容器に充填した酸性の溶液
８  スポイト状の容器に充填したアルカリ性の溶液
９  透明な容器
１０  指示薬水溶液に電解質を溶かした溶液
１１  電極のプラス極
１２  電極のマイナス極
１３  直流電源
１４  アルカリ性にした万能指示薬水溶液
１５  紫色に変色した万能指示薬水溶液
１６  藍色に変色した万能指示薬水溶液
１７  青色に変色した万能指示薬水溶液
１８  緑色に変色した万能指示薬水溶液
１９  黄色に変色した万能指示薬水溶液
２０  橙色に変色した万能指示薬水溶液
２１  赤色に変色した万能指示薬水溶液
【図１】
2005218806.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年7月16日(2004.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、たとえば、アクリルやガラスなどでできた、内部の溶液が容易に混合されない細長い透明な管状容器（図１の１）の中に、水溶液のｐＨによって色の変わる指示薬水溶液（図１の２）を入れ、管の両端には開閉可能な、たとえばゴムでできた栓（図１の３）を施し、この栓を外してたとえば非常に薄くした塩酸など酸性の水溶液（図１の４）や、非常に薄くした水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ性の水溶液（図１の５）を滴下することにより、管の内部にある指示薬水溶液のｐＨが場所によって異なる状態を作り出し、このｐＨの違いにより容器の内部の色が段階的に異なっている様子を楽しむことができるようにしたものである。
水溶液のｐＨで色の変わる指示薬は、一般に酸性でもアルカリ性でも色が鮮やかで華やかに発色するものが多く、各種の指示薬を混合することで、さまざまな発色を演出する鮮やかで美しい玩具及びインテリアを製作することが可能である。
なお、管状容器は直線状のものに限る必要はなく、内部の溶液が容易に混合されない細長い形状であれば、チューブのように曲線状のものや、曲線の形状を変えることのできるものも適用可能である。
この容器（図１の１）内の指示薬水溶液（図１の２）を当該容器を振ったり、上下反対にすることで混合が進むようにすると、容器内の指示薬水溶液（図１の２）のｐＨの分布が変化し、色の分布が変化していく様子を楽しむことができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明の基礎になっている物理的、化学的な現象は、以下に示す物質の拡散を示す拡散方程式と、酸・アルカリの強さを表すｐＨの概念との関係である。
一般に、ある溶液中に濃度の異なる溶液や溶質を溶解させたとき、その溶液や溶質の溶液中への拡散は拡散方程式の解として表現される。
すなわち溶媒中の物質の密度ｐは一次元の空間ｘと時間ｔによって以下の拡散方程式
ｄｐ／ｄｔ＝Ｄ・ｄ２ｐ／ｄｘ２
但し［０００５］内においては、ｄは偏微分記号、２は二乗を表す記号、Ｄは溶媒と溶質で決定される拡散係数とする。
この解は、初期分布をデルタ関数（インパルス関数）とすると、
ｐ（ｔ，ｘ）＝１／ｓｑｒ（４・３．１４Ｄ・ｔ）・ｅｘｐ（−ｘ２／（４Ｄ・ｔ））
となり、すなわち正規分布となる。
但し、ｓｑｒは平方根を表す記号、ｅｘｐは自然対数のべき乗、３．１４は円周率とする。
この解が意味しているのは、一般に溶媒に溶質を溶かしこれを放置したとき、その濃度分布は距離ｘのマイナス二乗の指数関数に比例して減少していき、時間と共にその全体の濃度は低下していくということである。
また、原点（ｘ＝０）で見ると、直線または曲線を含む一次元で近似される空間では、その密度の減少は１／ｓｑｒ（ｔ）に比例し、この減少分の溶質は空間方向への拡散分に寄与している。
なお、溶媒の存在する空間が無限に広い場合、この溶質の濃度は時間の経過とともに無限に低い濃度まで低下していくが、溶媒を保持する容器は限られており、この場合は時間の経過とともに溶質の濃度が空間的にも時間的にも一定の値となる方向で溶質が拡散していく。
一方、酸やアルカリの強さを表すｐＨは、水素イオン濃度［Ｈ＋］または水酸イオン濃度［ＯＨ−］の常用対数を用いて一般に表される。
すなわち、強酸性物質を水に希薄に薄めたときの酸性度のｐＨは
ｐＨ＝−ｌｏｇＣ
ここでｌｏｇは１０を底とした常用対数、Ｃは水素イオン濃度［Ｈ＋］である。Ｃは一般に１０のマイナス７乗からマイナス０乗程度までの値をとり、酸性溶液のｐＨは一般に０から７程度の数値で表され、数値が低いほど酸性度が高い。
また、強アルカリ性物質を水に希薄に薄めたときのアルカリ性度のｐＨは
ｐＨ＝１４＋ｌｏｇＣ’
ここでＣ’は水酸イオン濃度［ＯＨ−］である。Ｃ’は一般に１０のマイナス７乗からマイナス０乗程度までの値をとり、アルカリ性溶液のｐＨは一般に７から１４程度の数値で表され、数値が高いほどアルカリ性度が高い。
ｐＨ指示薬の変色は、溶液中の水素イオン濃度あるいは水酸イオン濃度によって、ｐＨ指示薬の化学構造が変化してもたらされるものであるが、その変色の様子を人間の目と感覚で理解するには、その濃度の常用対数をとって用いた指標であるｐＨと色を結びつけた方がわかりやすく、一般のｐＨ指示薬の変色表もこの指標を用いて色の変化を記述している。
ここで、溶媒に溶質を溶かしこれを放置したとき、その濃度分布は距離ｘのマイナス二乗の指数関数に比例して減少していき、時間と共にその全体の濃度は低下していく。
溶媒を保持する容器が限られた大きさである場合、時間の経過とともに溶質の濃度が空間的にも時間的にも一定の値となる方向で溶質が拡散していく。
さて、この拡散方程式の解と、酸・アルカリの強さｐＨの関係から、内容物の拡散しにくい管状の容器に溶媒であるｐＨ指示薬を充填し、ｐＨ指示薬を変色させる酸性溶液又はアルカリ性溶液を滴下した場合、時間の経過とともにこのｐＨ分布は距離の二乗に比例した分布となっていくことがわかる。
ここで重要なのは、酸性溶液又はアルカリ性溶液を滴下した後の拡散によって、指数関数的に急激に減少する水素イオン濃度あるいは水酸イオン濃度の分布を示すが、そのｐＨは単純に距離の二乗に比例した分布になるということであり、ｐＨ指示薬中の水素イオン濃度あるいは水酸イオン濃度の分布は指数関数的に急激な変化を示しているが、その色変化は緩やかに変化する状態で可視化されるということである。
酸性度のｐＨはｐＨ＝−ｌｏｇＣであり、水素イオン濃度は中性では１０のマイナス７乗ｍｏｌ／ｌ、強い酸性では１０のマイナス０乗程度であるから、この空間分布を縦軸にｐＨ、横軸に酸液滴下点からの距離として示すと、酸性度のｐＨは距離０でのｐＨを極小値とし、距離の二乗に比例する形の放物線を描き、ｐＨ７付近で変曲してｐＨ７に漸近していく曲線を描く。同様に、アルカリ性の度合いのｐＨは、アルカリ液滴下点を極大値とし、距離の二乗に比例してｐＨが下降していく放物線を描き、ｐＨ７付近で変曲してｐＨ７に漸近していく曲線を描く。
例えば溶媒として、ｐＨ１０以上で紫色、ｐＨ９付近で藍色、ｐＨ８付近で青色、中性のｐＨ７付近で緑色、ｐＨ６付近で黄色、ｐＨ５付近で橙色、ｐＨ４以下で赤色の虹の７色の発色を示す万能指示薬を用い、酸性溶液とアルカリ性溶液を別々の点に滴下し、自然拡散させた場合、水素イオン濃度あるいは水酸イオン濃度の分布が距離に対し指数関数的に急激な変化を示しても、ｐＨとしては距離の二乗に比例した分布となり、各ｐＨでの色が見た目にも区別できる状態で可視化され、虹の７色が区別できる状態で現われる。
こうして、内容物の拡散しにくい管状の容器に溶媒であるｐＨ指示薬を充填し、ｐＨ指示薬を変色させる酸性溶液又はアルカリ性溶液を滴下した場合、時間の経過とともに緩やかに色の変化するグラデーションをその容器内部に見ることができる。ここでもう一つ重要なのは、対流が発生すると、通常拡散現象よりも速い速度で内容物が混合されるため、対流が起こりにくいようにすることが美しい色の分布を作り出すためには必要なことである。このために本発明においても、色の分布を作り出す目的では、対流の起こりにくい管状の容器を用いている。
一方、空間軸の特に原点で見たとき、一次元で近似される空間では、その密度の減少は１／ｓｑｒ（ｔ）に比例する。このことは、時間軸で見たｐＨの変化はそれが中性に近づくほど、対数の尺度で見たｐＨとしては、変化が起こりにくくなるということを意味している。
これらの自然現象や自然法則の利用が、時間の経過とともに、空間的に緩やかに色の変化するグラデーションをその容器内部に作り出すことができる技術的な手段である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
酸性溶液またはアルカリ性溶液は、請求項２に記載のように、水に溶解し、水よりも軽い液体とすることで、液が水より軽く溶液上に浮き、滴下時に容易には全体と混合せず、層状に色が分かれた状態を長い時間持続させることが可能である。この溶液は水より軽い液体であればエチルアルコールでも、メチルアルコールでもアセトンでも可能であるが、安全性の観点からエチルアルコールが一番適しており、４０％程度のエチルアルコール溶液とすると指示薬水溶液の上方に浮いている力も強く、適していると考えられる。
なお、酸性溶液又はアルカリ性溶液を溶媒に拡散しにくいように、水よりも重いまたは軽い溶媒に溶かして適用した場合であっても、その溶質及び溶媒自身もｐＨ指示薬水溶液に拡散方程式に従って拡散するのであって、拡散速度を低下させ、空間的な拡散がゆっくりと起きるという現象をもたらすことに寄与するだけで、ｐＨの空間的な分布が指数関数に示されるような急激なものではなく、距離の二乗に比例した分布になることには変わりがない。