(57)【要約】【課題】３相以上の多相を形成することが可能な新規液体混合物及びその応用製品を提供する。【解決手段】化学的にも物理的にも安定で、互いに混じりあわず、かつ互いに反応せず、それ自体無毒な少なくとも３種以上の室温で液状の物質のそれぞれに特異的に溶解する有色性物質（無機色素、有機色素など）で少なくとも一つ以上の液相を着色した多相形成液体混合物を構成要素として含むことを特徴とする装飾的、美術的製品。【効果】イオン性液体、パーフルオロ系液状化合物が水や有機溶媒と混じらない性質を利用して室温で３種以上の液相を形成する多相形成液体混合物を可能にした。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、パーフルオロ系化合物を含み、化学的にも物理的にも安定で、互いに混じりあわず、かつ互いに反応せず、それ自体無毒な少なくとも３種以上の室温で液状の物質の液相からなる多相形成液体混合物を構成要素として含むことを特徴とする装飾的、美術的製品。
【請求項２】
化学的にも物理的にも安定で、互いに混じりあわず、かつ互いに反応せず、それ自体無毒な少なくとも３種以上の室温で液状の物質のそれぞれに特異的に溶解する有色性物質で少なくとも一つ以上の液相を着色したことを特徴とする請求項１に記載の装飾的、美術的製品。
【請求項３】
パーフルオロ系化合物が、パーフルオロ系の室温で液体の不活性媒体である請求項１に記載の装飾的、美術的製品。
【請求項４】
液相の一つが、非水溶性の有機系化合物である請求項１又は２に記載の装飾的、美術的製品。
【請求項５】
液相の一つが、イオン性液体である請求項１又は２に記載の装飾的、美術的製品。
【請求項６】
液相の一つが、水である請求項１又は２に記載の装飾的、美術的製品。
【請求項７】
液相の一つが、無機塩の水溶液である請求項１又は２に記載の装飾的、美術的製品。
【請求項８】
液相の一つが、食用油である請求項１又は２に記載の装飾的、美術的製品。
【請求項９】
液相の一つが、シリコーン系のオイルである請求項１又は２に記載の装飾的、美術的製品。
【請求項１０】
液相の一つが、石油系化合物又はそれから誘導される化合物である請求項１又は２に記載の装飾的、美術的製品。
【請求項１１】
液相の一つが、アルコール系又はそれから誘導される化合物である請求項１又は２に記載の装飾的、美術的製品。
【請求項１２】
前記多相形成液体混合物を所定の形状の空間に封入して観賞用のオブジェクトとして利用したことを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の装飾的、美術的製品。
【請求項１３】
前記多相形成液体混合物を万華鏡のオブジェクトとして利用したことを特徴とする請求項１２に記載の装飾的、美術的製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３種以上の液相が互いに混じりあわないで３相以上の多相を形成することが可能な液体混合物及びその応用製品に関するものであり、更に詳しくは、化学的にも物理的にも安定で、互いに混じりあわず、かつ互いに反応せず、それ自体無毒な少なくとも３種以上の液体の混合物（多相形成液体混合物）を、装飾的、美術的に利用した製品に関するものである。本発明は、例えば、万華鏡のオブジェクトやショーウインドウの装飾物等の技術分野において、化学的にも物理的にも安定で、互いに混じりあわず、互いに反応せず、それ自体無毒な少なくとも３種以上の室温で液体の物質に、適当な色素を用いて、一つ又はそれ以上の液相に着色した３種以上の液体の混合物を、装飾的、美術的目的に利用した製品、及びその使用方法を提供するものとして有用である。
【背景技術】
【０００２】
従来、互いに混じらない２つの液体を、装飾的、美術的な目的のために使用した事例は多くあるが、化学的に安定で相互に混じりあわず、かつ相互に反応せず、それ自体無毒な少なくとも３種以上の室温で液状の物質の混合物を作りうることは、一般的には知られていない。それゆえ、そのような混合物の装飾的、美術的な利用に関する報告は、これまでに無い。従来、例えば、２種の相互に混じりあわない比重が異なる液体に着色したものを、コンピュータ用のポインタデバイスに応用することが提案されており、実際に商品化されている例がある（特許文献１参照）。しかしながら、この文献では、２種の混じりあわない液体について言及しているが、３種以上の混じりあわない液体についての記載は無い。このような背景から、３種以上の液相が互いに混じりあわない液体混合物（多相形成液体混合物）が存在すると、その装飾的、美術的価値は飛躍的に増大することが期待でき、そのような化学的物質の組み合わせの出現が望まれていた。
【０００３】
更に、近年、液体の中に色のついた固体状の物質を分散させたものをオブジェクトにすること、また、従来の３面鏡のものと異なり、例えば、２面鏡や多面鏡など様々な万華鏡が出現するに及んで、その美術的な価値が高まっている。このような背景から、例えば、万華鏡のオブジェクトやショーウインドウの装飾物等として、全く新規で、これまでのものと異なる発想のものの開発が望まれていた。
【特許文献１】実開２０００−８３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような状況下にあって、本発明者らは、そのような課題を解決すべく種々研究を進める中で、水、油（ここでは、シリコーン系オイル、石油系化合物、食用油、アルコールを含む一般的な非水溶性有機化合物を含める）、イオン性液体、パーフルオロ系化合物が互いに混じりあわず、かつ互いに反応しないものがあることをつきとめ、更に、それぞれが室温で液体、かつ無毒であるという知識を背景にして、これらの３種以上の混合物を、装飾的、美術的目的で利用することが可能であることを見出し、更に研究を重ねて、本発明を完成するに至った。
本発明の目的は、化学的に安定で、互いに混じりあわず、かつ互いに反応せず、更に、無毒な室温で液状の物質の３種以上からなる液状混合物（多相形成液体混合物）を作製すること、及びその装飾的、美術的製品並びにその使用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
（１）少なくとも、パーフルオロ系化合物を含み、化学的にも物理的にも安定で、互いに混じりあわず、かつ互いに反応せず、それ自体無毒な少なくとも３種以上の室温で液状の物質の液相からなる多相形成液体混合物を構成要素として含むことを特徴とする装飾的、美術的製品。
（２）化学的にも物理的にも安定で、互いに混じりあわず、かつ互いに反応せず、それ自体無毒な少なくとも３種以上の室温で液状の物質のそれぞれに特異的に溶解する有色性物質で少なくとも一つ以上の液相を着色したことを特徴とする前記（１）に記載の装飾的、美術的製品。
（３）パーフルオロ系化合物が、パーフルオロ系の室温で液体の不活性媒体である前記（１）に記載の装飾的、美術的製品。
（４）液相の一つが、非水溶性の有機系化合物である前記（１）又は（２）に記載の装飾的、美術的製品。
（５）液相の一つが、イオン性液体である前記（１）又は（２）に記載の装飾的、美術的製品。
（６）液相の一つが、水である前記（１）又は（２）に記載の装飾的、美術的製品。
（７）液相の一つが、無機塩の水溶液である前記（１）又は（２）に記載の装飾的、美術的製品。
（８）液相の一つが、食用油である前記（１）又は（２）に記載の装飾的、美術的製品。（９）液相の一つが、シリコーン系のオイルである前記（１）又は（２）に記載の装飾的、美術的製品。
（１０）液相の一つが、石油系化合物又はそれから誘導される化合物である前記（１）又は（２）に記載の装飾的、美術的製品。
（１１）液相の一つが、アルコール系又はそれから誘導される化合物である前記（１）又は（２）に記載の装飾的、美術的製品。
（１２）前記多相形成液体混合物を所定の形状の空間に封入して観賞用のオブジェクトとして利用したことを特徴とする前記（１）から（１１）のいずれかに記載の装飾的、美術的製品。
（１３）前記多相形成液体混合物を万華鏡のオブジェクトとして利用したことを特徴とする前記（１２）に記載の装飾的、美術的製品。
【０００６】
次に、本発明について更に詳細に説明する。
水と油が混じりあわないことは、周知の事実であるが、これらの液体に、更に、イオン性液体やパーフルオロ系の液体を加えた場合にどのような挙動を示すかについては、容易に予測できるものではない。現時点で、化学的にその予測はむずかしく、基本的には、試してみるしか無いのが現状であり、それを、その化学構造から規定することは困難である。そこで、さまざまなものを試した結果、これらのすべての液体が互いに混じりあわないような組み合わせがあることが判明した。
【０００７】
そもそも、現代の化学において、液体同士が交じり合うかどうかについては、まだまだ十分に解明されているわけではなく、化学的に似たもの同士は互いに混ざりあう(The like  dissolves the
like.）といった、極めて経験的な法則で予想されているにすぎない。少し進んだところでは、溶解度パラメータδを溶解度の予測に用いる方法が提案されている。この溶解度パラメータが相互に近いものが互いに溶け合うというものである。すなわち、化学的に似ているという事を、溶解度パラメータδの値が近いという科学的な言葉に置き換えが可能というものであるが、どの程度近いときに溶けるのかについては、やはり経験則の域を出ていないのである。
【０００８】
従って、本発明の内容は、化学的な構造やパラメータで規定するものではなく、現実に、水、油、イオン性液体、パーフルオロ系の液状物質の中に互いに溶け合わず、互いに反応せず、室温で液状の３種以上の物質からなる液体混合物を、装飾的、美術的な目的で使用することで規定するものである。従って、本発明では、自体公知の物質だけでなく、これらの４種の液体に属するあらゆる化合物の中から互いに溶け合わず、互いに反応せず、室温で液状の３種以上の物質の混合物で構成されるものであって、装飾的、美術的な応用が可能であれば、それらの全てが対象とされるものである。
【０００９】
本発明で使用されるイオン性液体は、地球という限られた空間と資源の中で人間の生命活動を維持していかねばならないという観点から生まれた、グリーンケミストリー（green chemistry)の概念に合致する物質として、近年、急速な研究が展開され始めたものである（“Ionic Liquids as Green Solvents: Progress and Prospects", Ed. by R. D. Rogers, K. R. Seddon, ACS: Washington, DC, Oxford University Press (2003)）。従って、まだ、イオン性液体の定義として確たるものがある訳ではないが、“１００℃以下の融点を有する”低融点の塩を指すものとして一般に受け入れられている（A. Marcinek, J. Zielonka, J. Gebicki, C. M. Gordon, I. R. Dunkin, J. Phys. Chem., A, 105, 9305-9309 (2001)）。本発明でも、イオン性液体は、それらを指すものとして定義される。
【００１０】
また、例えば、イミダゾリウム陽イオンの同族体でも、室温で固体のものも多く、その構造を見て室温で液体になるかどうかは全く予想出来ない状態である。例えば、対称性が高い構造であると固体になり易いと一般に信じられているが、実際に、そのような同族列の化合物に関する最近の報告では、１，３−ジアルキルイミダゾリウム  ヘキサフルオロフォスフェートのアルキル基がＣ１−Ｃ１０と変化するとき、その融点は８９℃（Ｃ１），７０℃（Ｃ２），４３℃（Ｃ３），−６９℃（Ｃ４），−７２℃（Ｃ５），７３℃（Ｃ６），４７℃（Ｃ７），−８０℃（Ｃ８），−７０℃（Ｃ９），−２７℃（Ｃ１０）と変化する。すなわち、Ｃ４，Ｃ５，Ｃ８，Ｃ９，Ｃ１０では、室温で液体となる（S. V. Dzyuba, R. A. Bartsch, Chem. Commun. 1466-1467 (2001) ）。以上の例は、現在の化学では、構造からイオン性液体となるかどうか全く予想がつかないことを示している。
【００１１】
イオン性液体が、グリーンケミストリー（green chemistry)の観点から注目される前には、熔融塩の化学の中で扱われてきた歴史的背景がある。例えば、最近出版された熔融塩に関する本「Molten Salts: From Fundamentals to Applications 」(Ed. by Marcelle Gaune-Escard, Kluwer Academic Publishers: Dordrecht, Boston, London (2002))の中の一章が、室温イオン性液体に当てられている。
【００１２】
イオン性液体は、高い熱安定性、無視できるほどに低い蒸気圧、低毒性、低い融点、電気化学的な安定性等の諸性質を有することから、有機合成や抽出に用いられている揮発性有機溶媒のグリーン代替物（green alternative ）としての研究が始まっている（J. G. Huddleston, H. D. Willauer, R. P. Swatloski, A. E. Visser, R. D. Rogers, Chem. Communi. 1765 (1998); A. E. Visser, R. P. Rogers, Green Chem., 2, 1 (2000); A. G. Fadeev, M. M. Meagher, Chem. Commun., 295 (2001); A. E. Visser, R. P. Swatloski, W.M. Reichert, R. Mayton, S. Sheff, A. Wierbicki, J. H. Davis, R. D. Rogers, Chem. Commun., 135 (2001); A. E. Visser, R. P. Swaloski, S. T. Griffin, D. H. Jartman, R. D. Rogers, Sep. Sci. Technolo. 36, 785 (2001); A. Boesmann, D. A. Datsevich, A. Jess, A. Lauter, C. Schmitz, P. Wasserscheid, Chem. Commun., 2494 (2001); A. E. Visser, R. P. Swatloski, W. M. Reicher, S. T. Griffin, R. D. Rogers, Ind. Eng. Chem. Res., 39, 3596 (2000); L. C. Branco, J. G. Crespo, C. A. M. Afonso, Angew. Chem. Int. Ed., 41, 2771 (2002); L. A. Blanchard, J. F. Brennecke, Ind. Eng. Chem. Res., 40, 287 (2001); A. M. Scurto, S. N. V. K. Aki, J. F. Brenneck,
J. Am. Chem  Soc., 124, 10276 (2002); A. M. Scurto, S. N. V. K. Aki, J. F. Brenneck, Chem. Commun., 572 (2003); P. Scovazzo, A. E. Visser, J. H. Davis. R. D. Rogers, C. A. Koval, D. L. Dubbois, R. D. Noble, ACS Smp. Ser. 818, 69 (2002); E. D. Bates, R. D. Mayton, I. Ntai, J. H. Davis, J. Am. Chem. Soc., 124, 926 (2002); P. Scovazzo, J. Poshuta, D. Dubois, C. Koval, R. Noble, J. Electrochem., Soc., D91 (2003); J. L. Anthony, E. J. Maginn, J. F. Brennecke, J. Phys. Chem. B, 105, 10942 (2001); K. R. Seddon, A. Stark, M.-J. Torres, Pure Appl. Chem., 2275 (2000), J. G. Huddleston, A. E. Visser, W. M. \reichert, H. D. Willauer, G. A. Broker, R. D. Rogers, Green Chem., 3, 156 (2001); J. L. Anthony, E. J. Maginn, J. F. Brennecke, J. Phys. Chem. B, 106, 7315 (2002) ）。
【００１３】
特に、モントリオール議定書（Montreal Protocol ）の中で、揮発性有機溶媒の使用による環境負荷が問題にされたために、揮発性有機溶媒を用いないプロセスの開発が必要になった（D. R. Bradley, "Organic reactions enter a new phase", Chem. Ind. 86 (1999)）。
【００１４】
こうした歴史的背景から、水溶液や一般の有機溶媒との混合物について、漸く感心が持たれるようになったが、現時点では、イオン性液体に関する化学は、まだ、極めて未熟な段階にあると言わざるを得ない。例えば、１，３−ジメチルイミダゾリウム  ヘキサフルオロフォスフェートがヘキサンとは完全に混合すると、文献（Ind. Eng. Chem. Res., 40, 289 (2001)）に報告されたが、２００１年の同じ雑誌（Ind. Eng. Chem. Res., 40, 2550 (2001) ）の中で、実は、ほとんど混じらない（ヘキサンへの同物質の溶解度は、１×１０-3ｍｏｌｅ／Ｌ程度）と訂正されるなど、基本的な事柄でも、間違った報告がある状況である。
【００１５】
最近の文献による知見でも、水や有機溶媒とイオン性液体を混ぜたときの状態については、極々限られた系についてしか報告が無い。例えば、２００３年に、塩化１−メチル−３−オクチルイミダゾリウム、アルカノール、及びアルカンの３成分系の相互溶解度についての詳細が調べられ、これらの系では２液相しか生成しないと報告されている（T. M. Letcher, N. Deenadayalu, B. Soko, D. Ramjugernath, J. Chem. Eng. Data, 48, 904-907 (2003) ）。イオン性液体と水の系での２液相生成条件について、最近、アメリカ化学界の雑誌に報告された例がある。特に、フッ素系の陰イオンを用いる代わりに、水に構造を与える塩である燐酸カリウムを加えると、例えば、塩化１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムのような、水溶性のイオン性液体でも、２液相形成が可能になると報告されている（K. E. Gutowski, G. A. Broker, H. D. Willauer, J. G. Huddleston, R. P. Swatloske, J. D. Holbrey, R. D. Rogers, J. Am. Chem. Soc., 125, 6632-6633 (2003)）。イミダゾリウム陽イオン系のイオン性液体の一部で水への溶解度が少し調べられているが、体系だったものは、まだ無い（L. C. Branco, J. N. Rosa, J. J. M. Ramos, C. A. M. Afonso, Chem. Eur. J. 8, 3671-3677 (2002); D. S. H. Wong, J. P. Chen, J. M. Chang, C. H. Chou, Fluid Phase Equilibria, 194-197, 1089-1095 (2002); J. L. Anthony, E. J. Maginn, J. F. Brenneck, J. Phys. Chem. B, 105, 10942-10949 (2001) ）。
【００１６】
本発明で使用されるパーフルオロ系の化合物は、化学的にも物理的にも極めて安定であることが知られており（A. V. Grosse and G. H. Cady, Ind. Eng. Chem., 1947, 39, 367-374; D. D. Dixon and D. G. Holland, Fed. Proc. 1975, 34, 1444-1448; K. C. Lowe, Sci. Prog. 1997, 80, 169-193; J. G. Riess, Chem. Rev. 2001, 101, 2797-2019, ）、この化学的不活性性は、パーフルオロ系以外のあらゆる物質を溶解しないだけでなく、プラスチックなどの樹脂を溶解することも、膨潤させることも無い。従って、本発明では、パーフルオロ系の液状物質は、装飾的、美術的な目的で、例えば、樹脂製容器に入れて使用することが可能である。
【００１７】
また、パーフルオロ系の物質の特性として、比重が大きいことが挙げられる。従って、本発明では、パーフルオロ系の液状物質は、最下層の層を形成することが出来るものとして好適に用いられる。その比重は、通常、１．５以上あり、他の液体に対する比重差が大きいことは、例えば、万華鏡のオブジェクト等としての応用では大きな意味がある。すなわち、比重がパーフルオロ系の液状物質と同程度の固体状物質で表面が着色又は銀色、金色で反射するように処理されたものを多相形成液相に加えると、これらをパーフルオロ系の液状物質の中のみに、あるいは、パーフルオロ系液状物質と他の液相との界面に分散させることが可能になり、オブジェクト（万華鏡で見るときの対象物）として優れた性能を発揮するようになる。更に、この物質は、既存の色素では着色しないことも一つの特徴であり、透明な着色されていないきれいな液相として利用することが極めて容易に実現出来る。
【００１８】
また、パーフルオロ系の物質には、人工血液（酸素運搬輸液）としての応用（L. Clark and F. Gollan, Science, 1966, 152, 1755-1756;  横山和正、津田良夫、酸素運搬輸液“フルオゾール”in  水島裕編DDS の進歩、1995−96，東京：中山書店、1995, 228-231;  山内紘一、パーフルオロケミカル酸素運搬体の開発状況と展望、in  人工臓器1994-96.東京：中山書店,1994, 22, 955-963；仲井邦彦、佐久間一郎、福島昭二、竹内由和、佐藤洋、北畠顕、人工血液, 2000, 8, 43-51）や、微生物の培地（K. C. Lowe, J. Fluorine Chem., 2002, 118, 19-26 ）、液体呼吸（松田兼一、平澤博之、医薬の門、2000, 10, 287-294;  松田兼一、平澤博之、平山陽、救急医学、2002, 26, 1557-1562 ）、或いは臓器保存（E. Klar, Th Kraus, P. Reuter, A. Mehrabi, L. P. Fernandes, M. Angelescu, M. M. Gebhard and Ch Herfarth, Transplantation Proc., 1998, 30, 3707-3710）、等に利用されるほどに、毒性が無いものが多数知られている点は、本物質を、装飾的、美術的な目的で使用する際に極めて重要な点となる。装飾的、美術的な使用においては、仮に、この物質を含む容器が破損し、それが外部に漏れ出した場合、化学的な知識の無い不特定多数の人に本物質が暴露されることが想定される。こうした場合でも、本物質は全くの無毒であり、そのまま放置して、次第に蒸発して無くなるのを待つだけで良い。
【００１９】
本発明は、化学的にも物理的にも安定で、互いに混じりあわず、かつ互いに反応せず、それ自体無毒な少なくとも３種以上の液体を装飾的、美術的に利用することを特徴とするものである。更に、詳しく言えば、本発明は、化学的にも物理的にも安定で、互いに混じりあわず、互いに反応せず、それ自体無毒な少なくとも３種以上の室温で液体の物質に、適当な色素を用いて、一つ又はそれ以上の液相に着色した３種以上の液体の混合物を、装飾的、美術的目的に利用することを特徴とするものである。
【００２０】
ここで言う物理的にとは、主に、熱に対して考えているが、紫外線のような光に対する安定性も考慮している。イオン性液体が熱的に安定であることは、例えば、文献に記載がある(H. L. Ngo, K. LeCompte, L. Hargens, A. B. McEwen, Thermochimica Acta, 97-102, 357-358 (2000); M. Kosmulski, J. Gustafsson, J. B. Rosenholm, Thermochimica Acta, (2003) in print))。また、パールフルオロ系化合物が熱的にも紫外線にも極めて安定であることは良く知られている。
【００２１】
ここで言うイオン性液体とは、実施例で用いたものだけでなく、その他の市販されているものも含む。例えば、１，３−ジアルキルイミダゾリウム陽イオン（ジアルキルは二つのアルキル基の鎖長が異なる非対照ジアルキル置換体を意味し、イミダゾリウム母核にアルキル置換基が置換したものを含む）、Ｎ−アルキルピリジニウム陽イオン（ピリジニウム母核にアルキル置換基が一個または複数置換したものを含む）、Ｎ，Ｎ−ジアルキルピロリジニウム陽イオン、４級アンモニウム陽イオン、或いはアルキル置換基を有する４級ホスホニウム陽イオンから選ばれる陽イオンと、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロフォスフェート、塩素化物陰イオン、臭素化物陰イオン、ヨウ素化物陰イオン等のハロゲン化物陰イオン、トリフルオロメタンスルホン酸陰イオン、Ｎ，Ｎ−ビストリフルオロメタンスルホン酸イミド陰イオンなどから選ばれる陰イオンの組み合わせからなるものが市販されている。
【００２２】
市販品以外にも、イオン性液体になるものが幾つか報告されているが、原則として、イオン性液体で毒性が無く、化学的にも物理的にも安定で、水、有機溶媒などと混合しないなどの性質を全て満足するものであれば、全て、本発明の目的とする装飾的、美術的利用が可能である。従って、現在、その存在が知られていない構造のイオン性液体であっても、イオン性液体として、上記の性質（化学的、物理的に安定、水、有機溶媒、パーフルオロ系液体などと相互に混じらない、相互に反応しない、毒性が無い）が満足されるものであれば、装飾的、美術的な応用が可能であり、本発明の範疇に含められるものである。
【００２３】
本発明の製品は、一般の化学的な知識の無い人たちをも対象としており、かつ、装飾的、美術的構造物が破損したときに、その中に使用している物質が人に直接触れる危険性がある。従って、使用する物質の毒性は、極めて重要である。この観点からすると、すでに毒性が調べられ、安全が確認されたイオン性液体を使用することが望ましい。もちろん、データが無いから危険という訳では無いので、これから毒性研究が進むにつれて、望ましいイオン性液体は変化するとの認識のもとに、現時点で最も好ましいものをあげると、イミダゾリウム陽イオンを含むイオン性液体（J. Ranke, K. Moelter, F. Stock, U. Bottin-Weber, J. Poczobutt, J. Hoffmann, B. Ondruschka, J. Filser, B. Jastorff, Ecotoxicology and Environmental Safety, (2003) in print）である。陰イオンとしては、上記のもの全てが利用出来るが、水に対する非混和性を付与するという観点と経済的な観点からは、フッ素を含む陰イオンが好ましい。経済的、及び環境負荷の観点からは、フッ素を含まない陰イオンが好ましい。実際の使用に関しては、両者の兼ね合いで決まる。
【００２４】
パーフルオロ系の液状物質としては、実施例にあげたパーフルオロトリーｎ−ブチルアミン（ＦＣ４３の商品名で市販されている）や、パーフルオロデカリン（市販品）だけでなく、パーフルオロ系の室温で液状のあらゆる不活性媒体が含まれる。本発明では、３液相以上の多相を形成する液状混合物を達成できれば、目的の装飾的、美術的な利用の道が開けるので、ここでいうパーフルオロ系という言葉は、化学的には厳密に規定しない。すなわち、極一部水素置換されたポリフルオロ系の物質であっても、それが、室温で液状で、かつ上述の性質を満足するものであれば、パーフルオロ系の範疇に含められる。
【００２５】
パーフルオロ系溶媒は、市販されているか、工業的に利用されている一般的な化合物である。例えば、ＦＣ−７２（パ−フルオロヘキサンを主成分とする）、ＦＣ４３（パ−フルオロ−トリ−ｎ−ブチルアミン）、パーフルオロデカリンなどは、工業的に生産され、大量に利用されている。この他、市販されているパーフルオロ系の室温で液状の化合物には、パーフルオロオクタン、パーフルオロノナン、パーフルオロデカンなどのパーフルオロアルカン系の化合物、電解フッ素化で得られる様々なパーフルオロ３級アミン、パーフルオロエーテル系化合物などが挙げられる。
【００２６】
パーフルオロ系溶媒は、基本的に化学的に不活性であり、かつ、生物学的にも不活性であるので、毒性的見地からすると、上述の化合物は、いずれも特に問題ない。しかしながら、完全に毒性が調べられて問題が無いことを保証できるという観点からすると、かつて人工血液の開発研究で無毒であることが確立されているパーフルオロエーテル系化合物、パーフルオロ系３級アミン、パーフルオロデカリン、また、水素を一部含むが、１，２−ビス−（パーフルオロブチル）エチレンが特に望ましい化合物として挙げられる。
【００２７】
従来の有機溶媒を用いた産業が、グリーンケミストリーの観点から見直されるようになると、回収が容易で、毒性、爆発性などの危険因子を回避出来る媒体であるペルフルオロ化合物や、イオン性液体を溶媒として反応を行う工業的プロセスや、分離技術が期待されるので、ここに記した物質以外にも、更に、経済的で、より本発明の目的に沿うものが将来出てくる素地があることを注記し、決して現時点で選択された物質に制限されるものではなく、本発明が最も重要であるとするのは、上述の多相形成液体混合物を構成しうる物質であれば、いずれの物質も装飾的、美術的目的で利用しうる点にある。
【００２８】
非水溶性有機系化合物としては、例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸エチル等に代表されるエステル系溶媒、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒、デカリンのような脂環式化合物が挙げられるが、安定性の点からは、エステル系よりエーテル系のほうが好ましい。また、無機塩としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、燐酸カリウム、燐酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムなどが上げられるが、特に好ましいのは燐酸カリウム、燐酸ナトリウムである。ただし、無機塩としては、ここに記載の塩に限定されるものでは無く、水に対する溶解度の大きい無機塩で、毒性が無ければ何でもよい。
【００２９】
食用油としては、特に、指定されるものはなく、例えば、てんぷら脂、菜種油、オリーブ油など、室温で液体の食用に供される油なら何でもよい。また、シリコーン系のオイルも、特に、毒性が問題にならない限りにおいては、何でもよい。また、石油系化合物としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどのアルカン同族体、デカリン、インダンに代表される脂環式アルカン、トルエン、アニソールなどの芳香族系の化合物等が挙げられるが、特に好ましいのは、毒性や経済性の点から、流動パラフィンなどが挙げられる。更に、アルコール系の化合物としては、例えば、エタノール、プロパノールなどのアルカノール同族体が挙げられるが、特に好ましいのは、室温で液体の高級アルコールやグリセリンなどの多価アルコールが挙げられる。
【００３０】
液相に色をつける目的で使われる着色剤としては、例えば、天然又は化学合成品の染料、金属キレートによる遷移金属錯体、無機のレーキ顔料、有機顔料、絵の具、有機又は無機色素を含む塗料、食品の着色を行う色素などが挙げられるが、これらに限定されるものでは無い。ただし、毒性の面から、食用に使われる色素が好ましい。そのような色素としては、油性のものから水溶性のものまで、いずれも使用可能であるが、水溶性の色素は、主にイオン性液体に分配されるので、イオン性液体を着色し、同時に水相に着色するには、例えば、金属キレート錯体のようなものがよく、銅アンモニア錯イオンが特に好ましい。また、イオン性液体、水相、油相のそれぞれを着色するには、それぞれに特異的に溶解する着色剤を用いる必要がある。そのような例としては、例えば、油性色素（橙色のズダンＩ，赤いズダンＩＩＩなど）、水溶性色素（アシッドレッド１、アシッドレッド５２、アシッドイエロー２３、アシッドバイオレット３４、アシッドグリーン３など）、銅アンモニア錯イオンなどが挙げられるが、特にこれらに限定されるものでは無く、それぞれの液相に分配率の高い色素であれば何でもよい。
【００３１】
本発明において、装飾的、美術的製品は、例えば、上述の多相形成液体混合物を、そのまま無色透明な、又は着色した透明なガラス製、プラスチック製の容器等に入れる方法、２枚のガラス板、プラスチック板等の間に挟んで封入する方法、その他の適宜の手段で上記多相形成液体混合物を所定の形状の空間に封入することで作製されるが、それらの手段及び製品の形状、構造等は、その使用目的、製品の種類等に応じて、任意に設計することが出来る。そして、本発明の製品としては、例えば、上記多相形成液体混合物をオブジェクトとして利用した万華鏡、装飾品、ディスプレー装置、理化学教材、おもちゃ等が例示されるが、本発明は、これらに限らず、これらと同効ないし類似の様々な製品に適用される。
【発明の効果】
【００３２】
本発明により、１）室温で３液相以上の液相が同時に存在する多相形成液体混合物を作製でき、その各々の液相を自由に好みの色に着色することが可能である、２）この多相形成液体混合物を構成要素として含む装飾的、美術的製品を提供できる、３）この多相形成液体混合物を、例えば、万華鏡のオブジェクト等として装飾的、美術的な目的で利用できる、４）その他にも、この多相形成液体混合物は、装飾的、美術的な効果を発揮する新しいタイプのディスプレー装置等に使用される、という格別の効果が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００３４】
（互いに混じりあわない３液相からなる液状混合物）
パーフルオロデカリン、デカリン、１−メチル−３−ヘキシルイミダゾリウム  テトラフルオロボレートからなる液体混合物に、脂溶性の色素のズダンＩＩＩと水溶性色素のアシッドグリーン３を加えて、よく振った。最上層に赤色に着色したデカリン相、中間にミドリ色に着色したイオン性液体相、最下層に無色透明なパーフルオロデカリンがくる３液相からなる多相形成液体となった。この多相形成液体を、無色透明なガラス管に封入し、万華鏡のオブジェクトとして用いた。
【実施例２】
【００３５】
（互いに混じりあわない３液相からなる液状混合物）
ＦＣ−４３、銅アンモニア錯イオンを含む青色に着色した水溶液、ヘプタンからなる混合液に、脂溶性のズダンＩを加えて、よく振った。最上層に橙色のヘプタン層、中間に青色の水層、最下層に無色透明なＦＣ−４３がくる３液相からなる多相形成液体を得た。この多相形成液体を、無色透明なガラス管に封入し、万華鏡のオブジェクトとして用いた。
【実施例３】
【００３６】
（互いに混じりあわない３液相からなる液状混合物）
ＦＣ７２（パーフルオロヘキサンを主成分とするパーフルオロ系化合物で、市販されている）、銅アンモニア錯イオンを含む青色に着色した水溶液、ノルマルオクタンからなる混合液に、ズダンＩＩＩを加えて、よく振った。最上層に赤色のノルマルオクタン層、中間に青色の水層、最下層に無色透明なＦＣ−４３がくる３液相からなる多相形成液体を得た。この多相形成液体を、無色透明なガラス管に封入し、万華鏡のオブジェクトとして用いた。
【実施例４】
【００３７】
（互いに混じりあわない３液相からなる液状混合物）
ＦＣ−４３、銅アンモニア錯イオンを含む青色に着色した水溶液、菜種油からなる混合液に、脂溶性のズダンＩを加えて、よく振った。最上層に橙色の菜種油層、中間に青色の水層、最下層に無色透明なＦＣ−４３がくる３液相からなる多相形成液体を得た。この多相形成液体を、無色透明なプラスチックス製の管に封入し、万華鏡のオブジェクトとして用いた。
【実施例５】
【００３８】
（互いに混じりあわない３液相からなる液状混合物）
ＦＣ−４３、銅アンモニア錯イオンを含む青色に着色した水溶液、メチルシリコーン油からなる混合液に、脂溶性のズダンＩを加えて、よく振った。最上層に橙色のメチルシリコーン油層、中間に青色の水層、最下層に無色透明なＦＣ−４３がくる３液相からなる多相形成液体を得た。この多相形成液体を、無色透明なガラス管に封入し、万華鏡のオブジェクトとして用いた。
【実施例６】
【００３９】
（互いに混じりあわない３液相からなる液状混合物）
１−メチル−３−ヘキシルイミダゾリウム  テトラフルオロボレート、銅アンモニア錯イオンを含む青色に着色した水溶液、ノルマルオクタンからなる混合液に、アシッドグリーン３及びズダンＩＩＩを加えて、よく振った。最上層に赤色のノルマルオクタン層、中間に青色の水層、最下層にミドリ色のイオン性液体がくる３液相からなる多相形成液体を得た。この多相形成液体を、無色透明なガラス管に封入し、万華鏡のオブジェクトとして用いた。
【実施例７】
【００４０】
（互いに混じりあわない３液相からなる液状混合物）
１−メチル−３−ヘキシルイミダゾリウム  ヘキサフルオロフォスフェート、銅アンモニア錯イオンを含む青色に着色した水溶液、ノルマルオクタンからなる混合液に、アシッドグリーン３及びズダンＩＩＩを加えて、よく振った。最上層に赤色のノルマルオクタン層、中間に青色の水層、最下層にミドリ色のイオン性液体がくる３液相からなる多相形成液体を得た。この多相形成液体を、無色透明なガラス管に封入し、万華鏡のオブジェクトとして用いた。
【実施例８】
【００４１】
（互いに混じりあわない３液相からなる液状混合物）
１−メチル−３−ヘキシルイミダゾリウム  ブロミド、デカリン、ＦＣ４３からなる混合液に、アシッドグリーン３及びズダンＩＩＩを加えて、よく振った。最上層に赤色のノルマルオクタン層、中間にミドリ色のイオン性液体層、最下層に無色透明なＦＣ４３層がくる３液相からなる多相形成液体を得た。この多相形成液体を、無色透明なガラス管に封入し、万華鏡のオブジェクトとして用いた。
【実施例９】
【００４２】
（互いに混じりあわない３液相からなる液状混合物）
１−メチル−３−ヘキシルイミダゾリウム  テトラフルオロボレート、銅アンモニア錯イオンを含む青色に着色した水溶液、ヘプタンからなる混合液に、脂溶性のズダンＩ及び水溶性のアシッドイエロー２３を加えて、よく振った。最上層に橙色のヘプタン層、中間に青色の水層、最下層に黄色のイオン性液体層がくる３液相からなる多相形成液体を得た。この多相形成液体を、無色透明なガラス管に封入し、万華鏡のオブジェクトとして用いた。
【実施例１０】
【００４３】
（互いに混じりあわない３液相からなる液状混合物）
１−メチル−３−ヘキシルイミダゾリウム  ブロミド、燐酸カリウムを飽和させた銅アンモニア錯体イオンを含む青色水溶液、ＦＣ４３からなる混合液に、アシッドグリーン３を加えて、よく振った。最上層に青色の水層、中間にミドリ色のイオン性液体層、最下層に無色透明なＦＣ４３層がくる３液相からなる多相形成液体を得た。この多相形成液体を、無色透明なガラス管に封入し、万華鏡のオブジェクトとして用いた。
【実施例１１】
【００４４】
（互いに混じりあわない４液相からなる液状混合物）
パーフルオロデカリン、デカリン、１−メチル−３−ヘキシルイミダゾリウム  テトラフルオロボレート、銅アンモニア錯イオンを含む青色に着色した水溶液からなる液体混合物に、脂溶性の色素のズダンＩＩＩと水溶性色素のアシッドグリーン３を加えて、よく振った。最上層に赤色に着色したデカリン相、上から２番目の層に青色に着色した水層、上から３番目にミドリ色に着色したイオン性液体相、最下層に無色透明なパーフルオロデカリンがくる４液相からなる多相形成液体となった。この多相形成液体を、無色透明なガラス管に封入し、万華鏡のオブジェクトとして用いた。
【実施例１２】
【００４５】
（互いに混じりあわない４液相からなる液状混合物）
ＦＣ４３、デカリン、１−メチル−３−ヘキシルイミダゾリウム  テトラフルオロボレート、及び銅アンモニア錯イオンを含む青色に着色した水溶液からなる液体混合物に、脂溶性の色素のズダンＩＩＩと水溶性色素のアシッドグリーン３を加えて、よく振った。最上層に赤色に着色したデカリン相、上から２番目の層に青色に着色した水層、上から３番目にミドリ色に着色したイオン性液体相、最下層に無色透明なＦＣ４３がくる４液相からなる多相形成液体となった。この多相形成液体を、無色透明なガラス管に封入し、万華鏡のオブジェクトとして用いた。
【実施例１３】
【００４６】
（互いに混じりあわない４液相からなる液状混合物）
ＦＣ４３、てんぷら油、１−メチル−３−ヘキシルイミダゾリウム  テトラフルオロボレート、及び銅アンモニア錯イオンを含む青色に着色した水溶液からなる液体混合物に、脂溶性の色素のズダンＩと水溶性色素のアシッドグリーン３を加えて、よく振った。最上層に橙色に着色したてんぷら油の相、上から２番目の層に青色に着色した水層、上から３番目にミドリ色に着色したイオン性液体相、最下層に無色透明なＦＣ４３がくる４液相からなる多相形成液体となった。この多相形成液体を、無色透明なガラス管に封入し、万華鏡のオブジェクトとして用いた。
【実施例１４】
【００４７】
（互いに混じりあわない４液相からなる液状混合物）
ＦＣ４３、菜種油、１−メチル−３−ヘキシルイミダゾリウム  ヘキサフルオロフォスフェート、及び銅アンモニア錯イオンを含む青色に着色した水溶液からなる液体混合物に、脂溶性の色素のズダンＩと水溶性色素のアシッドバイオレット３４を加えて、よく振った。最上層に橙色に着色した菜種油の層、上から２番目の層に青色に着色した水層、上から３番目に紫色に着色したイオン性液体相、最下層に無色透明なＦＣ４３がくる４液相からなる多相形成液体となった。この多相形成液体を、無色透明なガラス管に封入し、万華鏡のオブジェクトとして用いた。
【実施例１５】
【００４８】
（互いに混じりあわない４液相からなる液状混合物）
ＦＣ４３、デカリン、１−メチル−３−ヘキシルイミダゾリウム  テトラフルオロボレート、及び銅アンモニア錯イオンを含む青色に着色した水溶液からなる液体混合物に、脂溶性の色素のズダンＩと水溶性色素のアシッドバイオレット３４を加えて、よく振った。最上層に橙色に着色したデカリンの層、上から２番目の層に青色に着色した水層、上から３番目に紫色に着色したイオン性液体相、最下層に無色透明なＦＣ４３がくる４液相からなる多相形成液体となった。この多相形成液体を、無色透明なガラス管に封入し、万華鏡のオブジェクトとして用いた。
【実施例１６】
【００４９】
（互いに混じりあわない４液相からなる液状混合物）
ＦＣ４３、メチルシリコーンオイル、１−メチル−３−ヘキシルイミダゾリウム  テトラフルオロボレート、及び銅アンモニア錯イオンを含む青色に着色した水溶液からなる液体混合物に、脂溶性の色素のズダンＩＩＩを加えて、よく振った。最上層に青色に着色した水層、上から２番目の層に無色透明なメチルシリコーンオイル層、上から３番目に赤色に着色したイオン性液体の層、最下層に無色透明なＦＣ４３がくる４液相からなる多相形成液体となった。この多相形成液体を、無色透明なガラス管に封入し、万華鏡のオブジェクトとして用いた。
【実施例１７】
【００５０】
（互いに混じりあわない４液相からなる液状混合物）
パーフルオロデカリン、デカリン、１−メチル−３−ヘキシルイミダゾリウム  テトラフルオロボレート、及び銅アンモニア錯イオンを含む青色に着色した水溶液からなる液体混合物に、脂溶性の色素のズダンＩＩＩと水溶性色素のアシッドグリーン３を加えて、よく振った。最上層に赤色に着色したデカリン相、上から２番目の層に青色に着色した水層、上から３番目にミドリ色に着色したイオン性液体相、最下層に無色透明なパーフルオロデカリンがくる４液相からなる多相形成液体となった。この多相形成液体を、無色透明なガラス製の器に封入し、装飾用の目的で用いた。
【実施例１８】
【００５１】
（互いに混じりあわない４液相からなる液状混合物）
ＦＣ４３、メチルシリコーンオイル、１−メチル−３−ヘキシルイミダゾリウム  テトラフルオロボレート、及び銅アンモニア錯イオンを含む青色に着色した水溶液からなる液体混合物に、脂溶性の色素のズダンＩＩＩを加えて、よく振った。最上層に青色に着色した水層、上から２番目の層に無色透明なメチルシリコーンオイル層、上から３番目に赤色に着色したイオン性液体の層、最下層に無色透明なＦＣ４３がくる４液相からなる多相形成液体となった。この多相形成液体を、無色透明なガラス製の器に封入し、装飾目的として用いた。
【実施例１９】
【００５２】
（互いに混じりあわない４液相からなる液状混合物）
ＦＣ４３、デカリン、１−メチル−３−ヘキシルイミダゾリウム  テトラフルオロボレート、銅アンモニア錯イオンを含む青色に着色した水溶液からなる液体混合物に、脂溶性の色素のズダンＩと水溶性色素のアシッドバイオレット３４を加えて、よく振った。最上層に橙色に着色したデカリンの層、上から２番目の層に青色に着色した水層、上から３番目に紫色に着色したイオン性液体相、最下層に無色透明なＦＣ４３がくる４液相からなる多相形成液体となった。この多相形成液体を、ミドリ色の透明なガラス管に封入し、万華鏡のオブジェクトとして用いた。
【実施例２０】
【００５３】
（互いに混じりあわない４液相からなる液状混合物）
ＦＣ４３、メチルシリコーンオイル、１−メチル−３−ヘキシルイミダゾリウム  テトラフルオロボレート、及び銅アンモニア錯イオンを含む青色に着色した水溶液からなる液体混合物に、脂溶性の色素のズダンＩＩＩを加えて、よく振った。最上層に青色に着色した水層、上から２番目の層に無色透明なメチルシリコーンオイル層、上から３番目に赤色に着色したイオン性液体の層、最下層に無色透明なＦＣ４３がくる４液相からなる多相形成液体となった。この多相形成液体を、無色透明なプラスチックス製の容器に封入し、ペンダントの飾りとして用いた。
【実施例２１】
【００５４】
（互いに混じりあわない４液相からなる液状混合物）
ＦＣ４３、菜種油、１−メチル−３−ヘキシルイミダゾリウム  ヘキサフルオロフォスフェート、及び銅アンモニア錯イオンを含む青色に着色した水溶液からなる液体混合物に脂溶性の色素のズダンＩと水溶性色素のアシッドバイオレット３４を加えて、よく振った。最上層に橙色に着色した菜種油の層、上から２番目の層に青色に着色した水層、上から３番目に紫色に着色したイオン性液体相、最下層に無色透明なＦＣ４３がくる４液相からなる多相形成液体となった。この多相形成液体を、無色透明なプラスチックス製の容器に封入し、ペンダントの飾りとして用いた。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上詳述したように、本発明は、多相形成液体混合物とその応用製品に係るものであり、本発明によれば、室温で３液相以上の液相が同時に存在する多相形成液体混合物を作製でき、その各々の液相を自由に好みの色に着色することが可能である。このような、多相形成液体混合物は、自由にどのような形にでも変化する液体の性質と、お互いに混じりあわない性質のために、外部から与えた振動や擾乱で各液相が波模様の界面を形成するか、又は同時に各液相内に他の液相が液滴となって分散するために、極めて幻想的な美しい観賞用の対象物となる。この多相形成液体混合物は、そのまま静止状態で無色透明な、又は着色した透明なガラス製の容器に入れるなどして、装飾的、美術的な目的で鑑賞する用途に供される。本発明では、例えば、万華鏡のオブジェクトなどは、特に、その幻想的な美しさを最大限に引き出す用途として挙げられるが、その他にも、置物などの静的な装飾物としても利用可能である。更に、例えば、２枚のガラス板の間に挟んで封入したものは、振動によって動くステンドグラスのような効果をもたらし、その装飾的、美術的な効果は、これまでには全く無い種類のものである。また、上記多相形成液体混合物は、液体の混合、溶解に関する理化学教材としても優れた効果を発揮するなど、極めて多方面での応用が展開できるので、例えば、おもちゃ産業を始めとする様々な産業を興すことを可能にするなど、新産業の創出及びそれによる産業界に与える波及的効果が期待出来る。