JP2000302987A - 感熱発色材料と感熱発色素子およびこれらの製造方法 - Google Patents

感熱発色材料と感熱発色素子およびこれらの製造方法

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JP2000302987A
JP2000302987A JP11115393A JP11539399A JP2000302987A JP 2000302987 A JP2000302987 A JP 2000302987A JP 11115393 A JP11115393 A JP 11115393A JP 11539399 A JP11539399 A JP 11539399A JP 2000302987 A JP2000302987 A JP 2000302987A
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poly
matrix
thermosensitive coloring
ethylene
glass transition
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JP11115393A
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English (en)
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Hiroshi Sugano
浩 菅野
Ichiro Tanahashi
一郎 棚橋
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】金属微粒子をマトリックス材料中に分散してな
る感熱発色材料において、前記マトリックス材料がガラ
ス転移温度(Tg)を有し、前記転移温度の前後で発色反応
速度が異なることにより、所定温度未満での放置では発
色速度が遅く、所定温度以上での放置では発色速度が速
い特性を有する感熱発色材料およびこれを用いた感熱発
色素子ならびにこれらの製造方法を提供する。 【解決手段】マトリックスのポリマー材料1中に金属微
粒子2が分散された構造の感熱発色層3が基体4上に担
持され、マトリックス材料1は、任意の所定温度におい
てガラス転移を示す。マトリックス中の金属微粒子は、
熱エネルギーによりマトリックス中を拡散凝集し、数n
m以上の粒径に成長した金属微粒子が発色に寄与する。
冷蔵、冷凍食品の温度管理などの低温物流業界で利用さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属微粒子が示す
表面プラズモン吸収を利用した感熱発色素子に関するも
のであり、例えば保冷システムや冷蔵、冷凍食品の温度
管理などの低温物流業界で利用されるものである。
【0002】
【従来の技術】従来、金属イオンの表面プラズモン吸収
を利用した感熱発色材料として、国際公開WO97/2
8228号明細書に開示されているものがあり、その感
熱発色材料は図3に示すように、マトリックス5中に金
属微粒子1を分散する構造をとっており、マトリックス
中での金属微粒子の拡散凝集による粒径成長反応の温度
依存性を利用している。すなわち、マトリックス中の金
属微粒子は、粒径が数nm以下の場合は可視光を殆ど吸
収しないが、数nm程度まで粒径が成長した場合には、
表面プラズモン吸収により特定波長の光を吸収するた
め、材料色調の変化が起こる。また、表面プラズモン吸
収を示す粒径の金属微粒子のマトリックス中での分散濃
度が高くなると、光の吸収が増え材料の発色程度は濃く
なる。発色の有無、発色程度より、素子が放置されてい
た温度履歴の検知が可能となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の感熱発色素子で
は、次のような課題がある。
【0004】従来の感熱発色材料において、発色反応の
温度依存性は、マトリックス内での金属微粒子の拡散凝
集反応速度に依存していた。この反応速度は温度に関し
て連続的な関数であるため、素子の発色の起こり易さを
所定温度を境に不連続に変化させることが困難であっ
た。
【0005】例えば、野菜ではプラス3℃程度以下の雰
囲気ならば長時間保存にしても鮮度低下の問題は無い
が、ある温度以上になると、ごく短時間の放置でも急激
に鮮度低下が起こる。このように、低温物流業界におい
ては、任意の所定温度以下では長時間放置されても支障
が無く、任意の所定温度を超えると短時間でも放置され
ることが好ましくない。従って、感熱発色素子にも、任
意の所定温度の前後において発色の起こり易さが制御可
能な特性が要求される。
【0006】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、所定温度未満での放置では発色速度が遅く、所定温
度以上での放置では発色速度が速い特性を有する感熱発
色材料、およびこれを用いた感熱発色素子、ならびにこ
れらの製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の感熱発色材料は、金属微粒子をマトリック
ス材料中に分散してなる感熱発色材料において、前記マ
トリックス材料がガラス転移温度(Tg)を有し、前記
転移温度の前後で発色反応速度が異なることを特徴とす
る。
【0008】前記感熱発色材料においては、マトリック
ス材料がポリマーであり、前記ポリマーのガラス転移温
度(Tg)が−10〜30℃の範囲であることが好まし
い。
【0009】また前記感熱発色材料においては、金属微
粒子が、金、白金、銀、銅、錫、ロジウム、パラジウム
およびイリジウムから選ばれる少なくとも一つであるこ
とが好ましい。
【0010】また前記感熱発色材料においては、金属微
粒子の重量平均粒子径が1nm〜50nmの範囲である
ことが好ましく、さらに好ましくは3〜30nmの範囲
である。粒径の分布を小さくして均一な着色をさせるた
めである。
【0011】また前記感熱発色材料においては、金属微
粒子がマトリックス材料中に0.01〜20重量%の範
囲配合したことが好ましく、さらに好ましくは0.05
〜10重量%の範囲である。前記範囲であれば粒径の制
御が可能である。また前記範囲未満では発色しにくく、
逆に前記範囲を越えると凝集が生じやすくなり、もし凝
集が生ずると感熱体の一部分だけが濃色になり、正確な
温度履歴の評価が困難になる。
【0012】また前記感熱発色材料においては、マトリ
ックス材料中に、さらにα−水素含有アルコールを前記
マトリックス材料に対して0.5〜100倍の範囲配合
したことが好ましく、より好ましくは3〜30倍の範囲
である。
【0013】また前記感熱発色材料においては、α−水
素含有アルコールが、炭素数2〜6の範囲のアルキレン
グリコールであることが好ましい。
【0014】次に本発明の感熱発色素子は、前記のいず
れかに記載の感熱発色材料を基体上に担持させたことを
特徴とする。
【0015】前記感熱発色素子においては、基体は例え
ば濾紙とすることができる。
【0016】次に本発明の感熱発色材料の製造方法は、
金属微粒子をマトリックス中に分散してなる感熱発色材
料の製造方法であり、ガラス転移温度を有するマトリッ
クス材料中に金属イオンを混合する工程、前記ガラス転
移温度未満の温度雰囲気中で前記混合物へ紫外線を照射
し前記金属イオンを金属微粒子へ光還元する工程を含む
ことを特徴とする。
【0017】次に本発明の感熱発色素子の製造方法は、
金属微粒子をマトリックス中に分散してなる感熱発色材
料の製造方法であり、ガラス転移温度を有するマトリッ
クス材料中に金属イオンを混合する工程、感熱発色材料
を基体上に担持して感熱発色層を形成する工程、前記ガ
ラス転移温度未満の温度雰囲気中で前記感熱発色層へ紫
外線を照射し感熱発色層中の金属イオンを金属微粒子へ
光還元する工程を含むことを特徴とする。
【0018】本発明によれば、金属微粒子をマトリック
ス材料中に分散してなる感熱発色材料において、前記マ
トリックス材料がガラス転移温度(Tg)を有し、前記
転移温度の前後で発色反応速度が異なることにより、所
定温度未満での放置では発色速度が遅く、所定温度以上
での放置では発色速度が速い特性を有する感熱発色材
料、およびこれを用いた感熱発色素子を実現できる。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の感熱発色材料は、金属イ
オンをマトリックス中に分散されてなる材料からなり、
前記マトリックス材料として、任意の所定温度にガラス
転移温度を有する材料を選択することを特徴とするもの
である。本発明の構造の感熱発色材料により、任意温度
において金属微粒子の拡散速度、すなわち、発色速度を
不連続に変化させることが可能となる。
【0020】なお、本発明の感熱発色材料において、下
記材料群からマトリックス材料を選択することが好まし
い。下記材料群よりマトリックス材料を選択することに
より、低温物流分野における本材料の使用を仮定した場
合に有用となる、−10℃〜+30℃程度の温度範囲に
おける任意の所定温度を境に、発色速度が不連続に変化
する感熱発色材料の提供が可能となる。なお、材料名と
共に各材料のガラス転移温度(Tg)を記載した。な
お、実施例でも述べている通り、他の温度範囲にガラス
転移点を有する材料を選択しても、任意の所定温度にお
いて同様の効果が得られることはいうまでもない。
【0021】本発明のマトリックス材料の一例として、
下記の表1のポリマーを挙げることができる。
【0022】
【表1】
【0023】また、本発明の感熱発色材料において、金
属材料としては、金、白金、銀、銅、錫、ロジウム、パ
ラジウムおよびイリジウムから選ばれる少なくとも1つ
であることが好ましい。
【0024】また、本発明の感熱発色材料において、金
属イオンと同様に、α−水素含有アルコールをマトリッ
クス形成材料に分散することが好ましい。α−水素含有
アルコールの例としては、エチレングリコール、プロピ
レングリコールなどが挙げられる。
【0025】本発明の構造の感熱発色素子により、任意
温度において金属微粒子の拡散速度が不連続に変化し、
任意温度を境に発色速度を不連続に変化させることが可
能となる。
【0026】<本発明の感熱発色材料>図1に本発明の
感熱発色材料の構成図を示す。マトリックス1中に金属
微粒子2が分散されて感熱発色材料を構成している。マ
トリックス材料は、任意の所定温度においてガラス転移
を示すポリマー材料である。マトリックス中の金属微粒
子は、熱エネルギーによりマトリックス中を拡散凝集
し、数nm以上の粒径に成長した金属微粒子が発色に寄
与する。本発明の素子中のマトリックス材料は、所定温
度においてガラス転移点を有し、ガラス転移温度未満、
ガラス転移温度以上において金属微粒子の拡散速度が異
なる。よって、任意の所定温度を境に発色速度を大きく
変化させることが可能となる。また、発色速度を変化さ
せたい温度と等しい温度にガラス転移温度を有するポリ
マー材料を選択することにより、任意の所定温度におい
て発色速度が変化する感熱発色材料が実現できる。
【0027】<本発明の感熱発色素子>図2に本発明の
感熱発色素子の構成図を示す。マトリックス1中に金属
微粒子2が分散された構造の感熱発色層3が基体4上に
担持されている。マトリックス材料は、任意の所定温度
においてガラス転移を示すポリマー材料である。マトリ
ックス中の金属微粒子は、熱エネルギーによりマトリッ
クス中を拡散凝集し、数nm以上の粒径に成長した金属
微粒子が発色に寄与する。本発明の素子中のマトリック
ス材料は、所定温度においてガラス転移点を有し、ガラ
ス転移温度未満、ガラス転移温度以上において金属微粒
子の拡散速度が異なる。よって、任意の所定温度を境に
発色速度を大きく変化させることが可能となる。また、
発色速度を変化させたい温度と等しい温度にガラス転移
温度を有するポリマー材料を選択することにより、任意
の所定温度において発色速度が変化する感熱発色素子を
実現できる。
【0028】<本発明の感熱発色材料の製造方法>具体
的には、前記マトリックス中に金属イオンを分散する工
程、ガラス転移温度未満の温度においてマトリックス中
の金属イオンを光還元する工程、を包含するものであ
り、この方法によりガラス転移温度を有するマトリック
ス材料中に金属微粒子を分散させることが可能となる。
【0029】<本発明の感熱発色素子の製造方法>本発
明の感熱発色素子の製造方法について、以下に説明す
る。
【0030】具体的には、前記マトリックス中に金属イ
オンを分散する工程、基体に担持する工程、ガラス転移
温度未満の温度においてマトリックス中の金属イオンを
光還元する工程、を包含するものであり、この方法によ
りガラス転移温度を有するマトリックス材料中に金属微
粒子を分散させた感熱発色素子を基体上に形成すること
が可能となる。
【0031】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。なお、本
発明はこれらの実施例に限定されない。
【0032】(実施例1)ポリメチルアクリレイトをマ
トリックス材料として使用した感熱発色材料の実施例に
ついて示す。ポリメチルアクリレイト10gを90℃の
水200mlに溶解しマトリックス原液とした。また、
塩化金酸四水和物1gを水100mlに溶解し、金イオ
ン源原液とした。前記マトリックス原液20mlにエチ
レングリコール1mlと金イオン原液5mlを混合し
た。3分間室温で攪拌した後、80℃の雰囲気中で1時
間乾燥し、厚さ200μmの薄黄色の複合体1−Aを得
た。また、比較のために、マトリックス材料としてポリ
ビニルアルコールを採用し、同様の組成比で調整した原
液からも同様に薄黄色の複合体1−Bを得た。
【0033】続いて、製造した1−A、1−Bの各複合
体を、ポリメチルアクリレイトのガラス転移温度10℃
より低温の5℃に移し、5℃雰囲気中で紫外線照射を行
った。波長254nmの紫外線源として5Wの水銀ラン
プを用いた。複合体とランプ間の距離は3cmであっ
た。複合体表面での紫外線照射強度は、3mW/cm2
であった。同一条件で製造した各5つずつの複合体に紫
外線をそれぞれ30秒照射した後、20℃、15℃、1
2℃、8℃、0℃の各温度条件で保存した。複合体は高
い温度で保存された順番に金微粒子の表面プラズモン吸
収に起因する紫色の発色を開始した。肉眼で発色開始を
確認するまでに要した時間は、各保存温度に対して表2
のようになった。
【0034】
【表2】
【0035】以上の結果より、ガラス転移点を有する材
料をマトリックス材料として選択した感熱発色複合体
は、マトリックス材料のガラス転移温度である10℃を
境に、発色の起こりやすさが大きく変化したことが分か
った。
【0036】(実施例2)ポリ(1−(メチルチオ)エ
チレン)をマトリックス材料として使用した感熱発色材
料の実施例について示す。ポリ(1−(メチルチオ)エ
チレン)10gを90℃の水200mlに溶解しマトリ
ックス原液とした。また、塩化金酸四水和物1gを水1
00mlに溶解し、金イオン源原液とした。前記マトリ
ックス原液20mlにエチレングリコール1mlと金イ
オン原液5mlを混合した。3分間室温で攪拌した後、
80℃の雰囲気中で1時間乾燥し、厚さ200μmの薄
黄色の複合体2−Aを得た。また、比較のために、マト
リックス材料としてポリアクリル酸を採用し、同様の組
成比で調整した原液からも同様に薄黄色の複合体2−B
を得た。
【0037】続いて、製造した2−A、2−Bの各複合
体を、ポリ(1−(メチルチオ)エチレン)のガラス転
移温度マイナス1℃より低温のマイナス5℃に移し、5
℃雰囲気中で紫外線照射を行った。波長254nmの紫
外線源として5Wの水銀ランプを用いた。複合体とラン
プ間の距離は3cmであった。複合体表面での紫外線照
射強度は、3mW/cm2 であった。同一条件で製造し
た各5つずつの複合体に紫外線をそれぞれ30秒照射し
た後、15℃、7℃、2℃、マイナス5℃、マイナス1
0℃の各温度条件で保存した。複合体は高い温度で保存
された順番に金微粒子の表面プラズモン吸収に起因する
紫色の発色を開始した。肉眼で発色開始を確認するまで
に要した時間は、各保存温度に対して表3のようになっ
た。
【0038】
【表3】
【0039】以上の結果より、ガラス転移点を有する材
料をマトリックス材料として選択した感熱発色複合体
は、マトリックス材料のガラス転移温度であるマイナス
1℃を境に、発色の起こりやすさが大きく変化したこと
が分かった。
【0040】(実施例3)ポリメチルアクリレイトをマ
トリックス材料として使用した感熱発色素子の例につい
て示す。ポリメチルアクリレイト10gを90℃の水2
00mlに溶解しマトリックス原液Aとした。また、ポ
リビニルアルコールも同様の濃度で水に溶解し、マトリ
ックス原液Bとした。また、塩化金酸四水和物1gを水
100mlに溶解し、金イオン源原液とした。前記マト
リックス原液A、Bそれぞれ20mlにエチレングリコ
ール1mlと金イオン原液5mlを混合し、3分間攪拌
した後、基体に含浸させ素子3−A、および3−Bを得
た。各素子を80℃雰囲気中で1時間乾燥した。基体は
厚さ0.5mmの市販のシリカ濾紙であり、2cm×1
cmのサイズのものを用いた。混合液塗布前の濾紙は白
色であったが、塗布後は金イオンが示す黄色を帯び、乾
燥後は黄色がやや薄くなった。
【0041】続いて、ポリメチルアクリレイトのガラス
転移温度10℃より低温の5℃に素子3−A、3−Bを
移し、5℃雰囲気中でそれぞれ紫外線照射を行った。波
長254nmの紫外線源として5Wの水銀ランプを用い
た。素子とランプ間の距離は3cmであった。素子表面
での紫外線照射強度は、3mW/cm2 であった。同一
条件で製造した各素子5つずつに紫外線を30秒照射し
た後、20℃、15℃、12℃、8℃、0℃の各温度条
件で保存した。各素子は保存温度が高い順番に、金微粒
子の表面プラズモン吸収に起因する紫色の発色を開始し
た。肉眼で発色開始を確認するまでに要した時間は、各
保存温度に対して表4のようになった。
【0042】
【表4】
【0043】以上の結果より、ガラス転移点を有するマ
トリックス材料を用いた感熱発色素子は、マトリックス
材料のガラス転移温度を境に、発色の起こりやすさが大
きく変化したことが分かった。
【0044】(実施例4)ポリ(1−(メチルチオ)エ
チレン)をマトリックス材料として使用した感熱発色素
子の例について示す。ポリ(1−(メチルチオ)エチレ
ン)10gを90℃の水200mlに溶解しマトリック
ス原液Aとした。また、ポリビニルアルコールも同様の
濃度で水に溶解し、マトリックス原液Bとした。また、
塩化金酸四水和物1gを水100mlに溶解し、金イオ
ン源原液とした。前記マトリックス原液A、Bそれぞれ
20mlにエチレングリコール1mlと金イオン原液5
mlを混合し、3分間攪拌した後、基体に含浸させ、素
子4−A、および4−Bを得た。各素子を80℃雰囲気
中で1時間乾燥した。基体は厚さ0.5mmの市販のシ
リカ濾紙であり、2cm×1cmのサイズのものを用い
た。混合液塗布前の濾紙は白色であったが、塗布後は金
イオンが示す黄色を帯び、乾燥後は黄色がやや薄くなっ
た。
【0045】続いて、ポリ(1−(メチルチオ)エチレ
ン)のガラス転移温度マイナス1℃より低温のマイナス
5℃に素子4−A、4−Bを移し、それぞれ紫外線照射
を行った。波長254nmの紫外線源として5Wの水銀
ランプを用いた。素子とランプ間の距離は3cmであっ
た。素子表面での紫外線照射強度は、3mW/cm2
あった。同一条件で製造した各素子5つずつに紫外線を
30秒照射した後、15℃、7℃、2℃、マイナス5
℃、マイナス10℃の各温度条件で保存した。各素子は
保存温度が高い順番に、金微粒子の表面プラズモン吸収
に起因する紫色の発色を開始した。肉眼で発色開始を確
認するまでに要した時間は、各保存温度に対して表5の
ようになった。
【0046】
【表5】
【0047】以上の結果より、ガラス転移点を有するマ
トリックス材料を用いた感熱発色素子は、マトリックス
材料のガラス転移温度を境に、発色の起こりやすさが大
きく変化したことが分かった。
【0048】(実施例5)マイナス50℃にガラス転移
温度を有するポリ(1−(2−エトキシエトキシカルボ
ニル)エチレン)をマトリックス材料として使用した感
熱発色素子の例について示す。ポリ(1−(2−エトキ
シエトキシカルボニル)エチレン)10gを20℃の水
200mlに溶解しマトリックス原液とした。塩化金酸
四水和物1gを水100mlに溶解し、金イオン源原液
とした。前記マトリックス原液20mlにエチレングリ
コール1mlと金イオン原液5mlを混合し、3分間攪
拌した後、基体に含浸させ、素子を得た。各素子を80
℃雰囲気中で1時間乾燥した。基体は厚さ0.5mmの
市販のシリカ濾紙であり、2cm×1cmのサイズのも
のを用いた。混合液塗布前の濾紙は白色であったが、塗
布後は金イオンが示す黄色を帯び、乾燥後は黄色がやや
薄くなった。
【0049】続いて、マトリックス材料のガラス転移温
度マイナス50℃より低温のマイナス55℃に素子を移
し、それぞれ紫外線照射を行った。波長254nmの紫
外線源として100Wの水銀ランプを用いた。素子とラ
ンプ間の距離は10cmであった。素子表面での紫外線
照射強度は、10mW/cm2 であった。同一条件で製
造した5つの素子に同様に紫外線を30秒照射した後、
マイナス30℃、マイナス40℃、マイナス45℃、マ
イナス55℃の各温度条件で保存した。各素子は保存温
度が高い順番に、金微粒子の表面プラズモン吸収に起因
する紫色の発色を開始した。肉眼で発色開始を確認する
までに要した時間は、各保存温度に対して表6のように
なった。
【0050】
【表6】
【0051】以上の結果より、ガラス転移点を有するマ
トリックス材料を用いた感熱発色素子は、マトリックス
材料のガラス転移温度を境に、発色の起こりやすさが大
きく変化したことが分かった。
【0052】(実施例6)50℃にガラス転移温度を有
するポリオキシテトラメチレンオキシテレフタノールを
マトリックス材料として使用した感熱発色素子の例につ
いて示す。ポリオキシテトラメチレンオキシテレフタノ
ール10gを20℃の水200mlに溶解しマトリック
ス原液とした。塩化金酸四水和物1gを水100mlに
溶解し、金イオン源原液とした。前記マトリックス原液
20mlにエチレングリコール1mlと金イオン原液5
mlを混合し、3分間攪拌した後、基体に含浸させ素子
を得た。各素子を80℃雰囲気中で1時間乾燥した。基
体は市販のアルミホイルであり、3cm×3cmのサイ
ズのものを用いた。
【0053】続いて、マトリックス材料のガラス転移温
度50℃より低温の30℃に素子を移し紫外線照射を行
った。波長254nmの紫外線源として5Wの水銀ラン
プを用いた。素子とランプ間の距離は3cmであった。
素子表面での紫外線照射強度は、1mW/cm2 であっ
た。同一条件で製造した5つの素子に同様に紫外線を3
0秒照射した後、80℃、60℃、52℃、48℃、4
0℃の各温度条件で保存した。各素子は保存温度が高い
順番に、金微粒子の表面プラズモン吸収に起因する紫色
の発色を開始した。肉眼で発色開始を確認するまでに要
した時間は、各保存温度に対して表7のようになった。
【0054】
【表7】
【0055】以上の結果より、ガラス転移点を有するマ
トリックス材料を用いた感熱発色素子は、マトリックス
材料のガラス転移温度を境に、発色の起こりやすさが大
きく変化したことが分かった。
【0056】(実施例7)106℃にガラス転移温度を
有するポリアクリル酸をマトリックス材料として使用し
た感熱発色素子の例について示す。ポリアクリル酸10
gを20℃の水200mlに溶解しマトリックス原液と
した。塩化金酸四水和物1gを水100mlに溶解し、
金イオン源原液とした。前記マトリックス原液20ml
にエチレングリコール1mlと金イオン原液5mlを混
合し、3分間攪拌した後、基体に含浸させ素子を得た。
各素子を80℃雰囲気中で1時間乾燥した。基体は厚さ
0.5mmの市販の石英ガラス基板であり、3cm×3
cmのサイズのものを用いた。
【0057】続いて、マトリックス材料のガラス転移温
度106℃より低温の30℃雰囲気中で素子表面に紫外
線照射を行った。波長254nmの紫外線源として5W
の水銀ランプを用いた。素子とランプ間の距離は3cm
であった。素子表面での紫外線照射強度は、1mW/c
2 であった。同一条件で製造した5つの素子に同様に
紫外線を10秒照射した後、120℃、110℃、10
2℃、98℃、90℃の各温度条件で保存した。各素子
は保存温度が高い順番に、金微粒子の表面プラズモン吸
収に起因する紫色の発色を開始した。肉眼で発色開始を
確認するまでに要した時間は、各保存温度に対して表8
のようになった。
【0058】
【表8】
【0059】以上の結果より、ガラス転移点を有するマ
トリックス材料を用いた感熱発色素子は、マトリックス
材料のガラス転移温度を境に、発色の起こりやすさが大
きく変化したことが分かった。
【0060】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の感熱発色材
料、感熱発色素子、およびその製造方法によれば、任意
の所定温度にガラス転移点を有するマトリックス材料中
へ金属微粒子を分散させた構造により、所定温度未満で
の放置では発色速度が遅く、所定温度以上での放置では
発色速度が速い特性を有する感熱発色材料、およびこれ
を用いた感熱発色素子の提供が可能となる。また本発明
は、金属微粒子が示す表面プラズモン吸収を利用した感
熱発色素子が実現でき、例えば保冷システムや冷蔵、冷
凍食品の温度管理などの低温物流業界において、発色を
観察または検知するだけで温度状態を把握できる感熱発
色素子として使用しやすいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の感熱発色材料の概略断面説
明図。
【図2】本発明の一実施例の感熱発色素子の概略断面説
明図。
【図3】従来の感熱発色材料の概略断面説明図。
【符号の説明】
1 所定温度のガラス転移温度を有するポリマー材料か
らなるマトリックス 2 金属微粒子 3 感熱発色層 4 基体 5 マトリックス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H026 AA07 BB50 CC07 CC10 DD01 DD43 EE03 HH00 HH03 HH09 4J002 BB201 DA076 DA116 EC047 FD206 FD207

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属微粒子をマトリックス材料中に分散
    してなる感熱発色材料において、前記マトリックス材料
    がガラス転移温度(Tg)を有し、前記転移温度の前後
    で発色反応速度が異なることを特徴とする感熱発色材
    料。
  2. 【請求項2】 前記マトリックス材料がポリマーであ
    り、前記ポリマーのガラス転移温度(Tg)が−10〜
    30℃の範囲である請求項1に記載の感熱発色材料。
  3. 【請求項3】 前記マトリックス材料が、ポリ(1フェ
    ネチルエチレン)、ポリプロピレン、ポリ(1−ビニル
    エチレン)、ポリ(1−ベンジルオキシカルボニルエチ
    レン)、ポリ(1−(2シアノエトキシカルボニル)エ
    チレン)、ポリ(1−(シクロヘキシルオキシカルボニ
    ル)エチレン)、ポリ(1−(2−エトキシカルボニル
    フェノキシカルボニル)エチレン)、ポリ(1−(3−
    エトキシカルボニルフェノキシカルボニル)エチレ
    ン)、ポリ(1−(イソプロポキシカルボニル)エチレ
    ン)、ポリメチルアクリレイト、ポリ(1−(フェネト
    キシカルボニル)エチレン)、ポリ(1−(m−トリル
    オキシカルボニル)エチレン)、ポリ(1−(2,2,
    2−トリフルオロエトキシカルボニル)エチレン)、ポ
    リブチルメタクリレイト、ポリ(1−(ジメチルアミノ
    エトキシカルボニル)−1−メチルエチレン)、ポリ
    (1−(エトキシカルボニル)−1−エチルエチレ
    ン)、ポリ(1−(エトキシカルボニル)−1−メチル
    エチレン)、ポリ(1−(ヘキシルオキシカルボニル)
    −1−メチルエチレン)、ポリ(1−メチル−1−(フ
    ェネトキシカルボニル)エチレン)、ポリ(1−イソプ
    ロポキシエチレン)、ポリ(1−(メチルチオ)エチレ
    ン)、ポリ(1−(トリフルオロメトキシ)トリフルオ
    ロエチレン)、ポリ(1−(トリフルオロメチル)エチ
    レン)、ポリ(1−(プロピオノイルオキシ)エチレ
    ン)、ポリ(1−(4−ブチルフェニル)エチレン)、
    ポリ(1−(2−エチル−1,4−フェニレン)エチレ
    ン)、ポリ(オキシ(1,1−bis(クロロメチル)
    トリメチレン)、ポリ(オキシエチレンカルボニル−
    1,4−シクロへキシレンカルボニル)、ポリ(オキシ
    −1,4−フェニレンイソプロピリデン−1,4−フェ
    ニレンオキシセバシル)、ポリ(オキシ(1−オクソ−
    2,2−ジメチルトリメチレン))、ポリ(イミノアジ
    ピルイミノトリメチレン(メチルイミノ)トリメチレ
    ン)、ポリ(ジチオメチレン−1,4−フェニルメチレ
    ン)、ポリ(チオ(1−メチル−3−オクソトリメチレ
    ン)、およびポリ(チオ(1−オクソヘキサメチレ
    ン))からなる選ばれる少なくとも一つである請求項2
    に記載の感熱発色材料。
  4. 【請求項4】 金属微粒子が、金、白金、銀、銅、錫、
    ロジウム、パラジウムおよびイリジウムから選ばれる少
    なくとも一つである請求項1に記載の感熱発色材料。
  5. 【請求項5】 金属微粒子の重量平均粒子径が1nm〜
    50nmの範囲である請求項1に記載の感熱発色材料。
  6. 【請求項6】 金属微粒子がマトリックス材料中に0.
    01〜20重量%の範囲配合した請求項1に記載の感熱
    発色材料。
  7. 【請求項7】 マトリックス材料中に、さらにα−水素
    含有アルコールを前記マトリックス材料に対して0.5
    〜100倍の範囲配合した請求項1に記載の感熱発色材
    料。
  8. 【請求項8】 α−水素含有アルコールが、炭素数2〜
    6の範囲のアルキレングリコールである請求項6に記載
    の感熱発色材料。
  9. 【請求項9】 前記請求項1〜8のいずれかに記載の感
    熱発色材料を基体上に担持させた感熱発色素子。
  10. 【請求項10】 基体が濾紙である請求項9に記載の感
    熱発色素子。
  11. 【請求項11】 金属微粒子をマトリックス中に分散し
    てなる感熱発色材料の製造方法であり、ガラス転移温度
    を有するマトリックス材料中に金属イオンを混合する工
    程、前記ガラス転移温度未満の温度雰囲気中で前記混合
    物へ紫外線を照射し前記金属イオンを金属微粒子へ光還
    元する工程を含むことを特徴とする感熱発色材料の製造
    方法。
  12. 【請求項12】 金属微粒子をマトリックス中に分散し
    てなる感熱発色材料の製造方法であり、ガラス転移温度
    を有するマトリックス材料中に金属イオンを混合する工
    程、感熱発色材料を基体上に担持して感熱発色層を形成
    する工程、前記ガラス転移温度未満の温度雰囲気中で前
    記感熱発色層へ紫外線を照射し感熱発色層中の金属イオ
    ンを金属微粒子へ光還元する工程を含むことを特徴とす
    る感熱発色素子の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9113647B2 (en) 2008-08-29 2015-08-25 Sensient Colors Llc Flavored and edible colored waxes and methods for precision deposition on edible substrates
US10531681B2 (en) 2008-04-25 2020-01-14 Sensient Colors Llc Heat-triggered colorants and methods of making and using the same

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