JP2006329666A

JP2006329666A - 温度表示体

Info

Publication number: JP2006329666A
Application number: JP2005149716A
Authority: JP
Inventors: Toru Nishibe; 徹西部
Original assignee: Narumi China Corp
Current assignee: Narumi China Corp
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】耐熱性に優れ、温度変化を容易に視認でき、意匠性に優れた温度表示体を提供すること。
【解決手段】被加熱体３と、その表面に設けられた熱可逆性変色膜２とからなる温度表示体１である。熱可逆性変色膜２は、温度により可逆的に変色する性質を持つ無機顔料と無機系結合剤とを含む混合材料を、被加熱体３に焼き付けてなる。熱可逆性変色膜２は、温度を上昇させると白色から黄色に変色し、温度を下降させると黄色から白色に変色する性質を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、家電製品などに用いられ、温度変化により可逆的に変色する温度表示体に関する。

電磁調理器は、その高い安全性のため、近年特に需要が高まっている。電磁調理器のトッププレートとしては、様々な色調（透明、黒、白）の低膨張結晶化ガラスが用いられている。トッププレートは、電磁調理器を作動させてもそれ自体が加熱されることはないが、空だきなどにより異常に加熱されると、トッププレート自体が２５０℃以上の高温になるおそれがある。

しかし、トッププレートが不透明の場合は、内部に備えられた発熱手段が見えず、表面温度の変化は外部から見ただけでは全くわからない。そのため、誤ってトッププレートに触れて、やけどをする可能性がある。

そこで、サーモクロミズムを利用して、温度変化を色変化として示す材料を用いることが考えられる。かかる変色材料として有機顔料がある。しかし、有機顔料は、室温から２５０℃付近までで色調が変化するものが多く、かつ１００℃以上の温度で可逆性のものはほとんどない。このため、トッププレートが２５０℃以上に加熱された場合、有機材料では耐えられない。また、有機顔料では表面の耐摩耗性が悪く、使用中に剥離してしまう可能性があり、実用性に乏しい。

また、有機顔料の代わりに、バナジウムスズ黄、バナジウムジルコニウム黄、プラセオジム黄、クロムチタン黄、またはアンチモン黄またはカドミ黄からなる無機顔料を含有し、温度変化によって黄色から橙色又は橙色から黄色に変色する熱可逆性変色膜を被加熱体に形成してなる温度表示体が開発されている（特許文献１参照）。かかる温度表示体は、優れた耐熱性を発揮することができる。

しかしながら、従来の温度表示体においては、上記のごとく、熱可逆性変色膜は黄色から橙色又は橙色から黄色という同系色間で色が変化する。そのため、熱可逆性変色膜の温度変化がわかりにくく、その識別が困難となるおそれがあった。また、上記温度表示体においては、その意匠性を向上させるために、上記被加熱体の表面に意匠が形成されることが多い。かかる意匠は、一般に、上記被加熱体における熱可逆性変色膜の形成面と同じ側の面、即ち使用者が視認する側の面に形成される。しかし、上記の従来の熱可逆性変色膜は、加熱前の低温においても呈色しているため、上記温度表示体に意匠を施す場合に、その色彩や模様が制限されてしまうという問題があった。

特開２００２−１４６２４２号公報

本発明はかかる従来の問題点に鑑み、耐熱性に優れ、温度変化を容易に視認でき、意匠性に優れた温度表示体を提供しようとするものである。

本発明は、被加熱体と、該被加熱体の表面に設けられた熱可逆性変色膜とからなる温度表示体であって、
上記熱可逆性変色膜は、温度により可逆的に変色する性質を持つ無機顔料と、無機系結合剤とを含む混合材料を、上記被加熱体に焼き付けてなり、
上記熱可逆性変色膜は、温度を上昇させると白色から黄色に変色し、温度を下降させると黄色から白色に変色する性質を有することを特徴とする温度表示体にある（請求項１）。

本発明の温度表示体においては、上記被加熱体の表面に、温度により可逆的に変色する性質を持つ無機顔料を含有する上記熱可逆性変色膜を設けている。そのため、上記熱可逆性変色膜は、温度により可逆的に変色するサーモクロミック現象を起こすことができる。
即ち、上記温度表示体においては、上記熱可逆性変色膜の温度上昇部分は変色し、変色した部分を急冷すると、即常温に戻り、もとの色に戻ることができる。そして、冷却が不十分の場合には、変色したままの状態を維持することができる。
このように、上記熱可逆性変色膜は、熱可逆性と熱即時反応性とをあわせもつ。そのため、温度の変化を即時に視覚により検知することができる。したがって、上記被加熱体が高温の場合に、誤って触れることを防止することができる。

また、上記熱可逆性変色膜は、温度を上昇させると白色から黄色に変色し、温度を下降させると黄色から白色に変色する性質を有する。そのため、上記被加熱体の温度変化を容易に視認することができる。
また、加熱前の温度の低い状態において、上記熱可逆性変色膜は、上記のごとく白色を呈している。そのため、例えば上記被加熱体において上記熱可逆性変色膜を形成した面に意匠を施す場合においても、所望の色彩及び模様の意匠を容易に形成することができる。即ち、意匠を形成する場合には、例えば常温等の低温状態において白色を呈する上記熱可逆性変色膜の上から重ねて意匠を形成することができる。そのためこの場合には、低温状態において、上記熱可逆性変色膜が意匠の色彩や模様を損ねることなく、上記温度表示体は優れた意匠性を発揮することができる。

また、上記熱可逆性変色膜自体も、上記温度表示体に様々な装飾を付して意匠性を発揮することができる。例えば、上記熱可逆性変色膜を上記被加熱体に部分的に形成して模様とすると、模様の色が低温時と高温時とで変わり、色調が変化するユニークな模様となる。
また、非変色膜と、これと同じ色の上記熱可逆性変色膜とから模様を作成すると、高温時に熱可逆性変色膜が変色して、その部分に浮き出し模様が現れる。

また、熱可逆性変色膜は、無機顔料と無機系結合剤とからなるため、８００℃程度の高温に耐えることができ、耐熱性に優れている。

以上のように、本発明によれば、耐熱性に優れ、温度変化を容易に視認でき、意匠性に優れた温度表示体を提供することができる。

次に、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
上記温度表示体において、上記熱可逆性変色膜は、温度により可逆的に変色する性質を持つ無機顔料と、無機系結合剤とを含む混合材料を、上記被加熱体に焼き付けてなる。
上記無機顔料は、ルチル型酸化チタン（ＴｉＯ₂）及び／又は酸化セリウム（ＣｅＯ₂）を含有することが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記熱可逆性変色膜が、上述の白色から黄色又は黄色から白色という変色をより顕著に示すことができる。

より好ましくは、上記無機顔料はルチル型酸化チタンからなることがよい。この場合には、上記熱可塑性変色膜の色変化がさらに一層顕著に現れる。

また、上記無機系結合剤は、焼きつけにより溶融して上記無機顔料同士をつなぎ合わせ、上記被加熱体にこれらを接着させる役目を担うことができる。
上記無機系結合剤は、ガラスフラックス、金属アルコキシド、またはコロイド状物質からなることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記温度表示体の耐熱性をより向上させることができる。

上記ガラスフラックスとしては、一般的に絵付けに用いられるものを用いることができ、例えば、ソーダ石灰ガラス系（Ｓｉ−Ｎａ−Ｃａ−Ｍｇ）、鉛アルカリ珪酸塩ガラス系（Ｓｉ−Ｐｂ−Ｎａ−Ｋ）、ホウ珪酸塩ガラス系（Ｓｉ−Ａｌ−Ｎａ−Ｋ−Ｂ）、鉛ホウ珪酸塩ガラス系（Ｓｉ−Ｐｂ−Ｂ−Ａｌ）等を用いることができる。これらの組成以外にも少量成分として他の元素を含むこともある。

上記金属アルコキシドは、一般式Ｒ_１Ｍ（ＯＲ_２）ｎで示される。式中、Ｒ_１、Ｒ_２は、たとえば、炭化水素基である。炭化水素基としては、たとえば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ブチル基等がある。Ｍは金属であり、たとえば、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉなどがある。
上記金属アルコキシドの具体例としては、たとえば、Ｓｉ（ＯＣＨ₃）、Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）、ＣＨ₃Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）、Ａｌ（ＯＣ₃Ｈ₇）、Ａｌ（ＯＣ₄Ｈ₉）、Ｚｒ（ＯＣ₄Ｈ₉）、Ｔｉ（ＯＣ₃Ｈ₇）、Ｔｉ（ＯＣ₄Ｈ₉）などがある。

また、上記コロイド状物質としては、コロイド状シリカ、コロイド状アルミナ、コロイド状チタニア、コロイド状ジルコニアなどを用いることができる。

上記被加熱体は、加熱される物体であるため、耐熱性及び耐火性を有することが好ましい。かかる被加熱体としては、たとえば、結晶化ガラス、ホーロー、金属、陶磁器製板、耐熱レンガ、石英ガラス等がある。

上記温度表示体は、電気調理器または電磁調理器のトッププレートであることが好ましい。これらのトッププレートの上には、鍋、フライパンなどの容器が置かれ、加熱されるため、高温に晒される。トッププレートは上記温度表示体からなるため、高温であることを視覚的に表示することができる。また、トッププレートのどの部分が加熱されているかを一目で確認することができる。また、トッププレート上から鍋などの容器をはずした後も、温度が高い部分は変色したまま保たれ、誤って触れることを防ぐことができる。

また、上記温度表示体は、ヒーターパネルであってもよい。この場合にも、ヒーターのＯＮ／ＯＦＦを視覚的に認識することができ、安全センサとして機能する。上記ヒーターパネルとしては、たとえば、カーボンヒーター、電気ヒーター、遠赤外線ヒーターのヒーターパネルなどがある。
また、上記温度表示体は、温度変化により即時に変色するため、温度センサ、警告センサ、安全センサ等にも用いることができる。

（実施例１）
本発明の実施形態例に係る温度表示体について、図１を用いて説明する。
本例の温度表示体１は、図１に示すごとく、被加熱体３と、その表面に設けられた熱可逆性変色膜２とからなる。熱可逆性変色膜２は、温度により可逆的に変色する性質を有する無機顔料と無機系結合材とを含む混合材料を、被加熱体３に焼き付けてなる。熱可逆性変色膜２は、温度を上昇させると白色から黄色に変色し、温度を下降させると黄色から白色に変色する性質を有する。

本例において、熱可逆性変色膜２は、無機顔料と無機系結合剤とを含むガラスからなる。無機顔料としてはルチル型酸化チタン（ＴｉＯ₂）を用い、無機系結合剤としてはガラスフラックスを用いた。被加熱体３は板状の低膨張性結晶化ガラスからなる。

次に、本例の温度表示体の製造方法につき、説明する。
具体的には、まず、ルチル型酸化チタン５０重量部と、ガラスフラックス５０重量部とを混合して、混合材料を作製した。次いで、この混合材料１００重量部と有機バインダー８０重量部とを更に混合してペースト状の混合材料を作製し、これを被加熱体としての結晶化ガラスの表面に印刷または塗布した。その後、温度８００℃で混合材料を被加熱体に焼きつけた。これにより、混合材料が熱可逆性変色膜となり、図１に示すごとく、被加熱体３と、その表面に設けられた熱可逆性変色膜２とからなる温度表示体１を作製した。

次に、上記のようにして作製した温度表示体１を電気調理器により加熱した。すると、温度表示体１の熱可逆性変色膜２が、温度約１５０℃付近で白色から黄色に変色した。また、冷却すると、温度約１５０℃付近で黄色から白色に変色した。何回熱サイクルを繰り返しても、同じ変色現象が生じた。

また、無機顔料として、上記ルチル型酸化チタンに代えて、酸化セリウムを用いた場合にも、加熱による熱可逆性変色膜の白色から黄色への変色、及び冷却による黄色から白色への変色が観察された。
また、熱可逆性変色膜２中に含まれる無機顔料の種類やその配合割合等を変えることにより、熱可逆性変色膜２が変色する温度を変えることができるが、多くの場合、変色を起こす温度は、１００〜６００℃付近であった。

また、本例の温度表示体１においては、これを高温に加熱しても、また加熱と冷却を繰り返しても、熱可逆性変色膜２が被加熱体３から剥離することはなく、熱可逆性変色膜２は、被加熱体３に高い密着性で密着していた。また、熱可逆性変色膜２に割れ等の不具合が発生することもなかった。したがって、本例の温度表示体１は、耐熱性にも優れていた。

また、加熱前の温度の低い状態において、熱可逆性変色膜２は、白色を呈している。そのため、本例の温度表示体１においては、例えば被加熱体３において熱可逆性変色膜２を形成した面に意匠を施す場合においても、熱可逆性変色膜２の上から重ねて意匠を形成することができる。そしてこの場合には、加熱前の低温状態において、熱可逆性変色膜２が意匠の色彩や模様を損ねることがなく、温度表示体１は優れた意匠性を発揮することができる。

実施例１にかかる、温度表示体の断面を示す説明図。

符号の説明

１温度表示体
２熱可逆性変色膜
３被加熱体

Claims

被加熱体と、該被加熱体の表面に設けられた熱可逆性変色膜とからなる温度表示体であって、
上記熱可逆性変色膜は、温度により可逆的に変色する性質を持つ無機顔料と、無機系結合剤とを含む混合材料を、上記被加熱体に焼き付けてなり、
上記熱可逆性変色膜は、温度を上昇させると白色から黄色に変色し、温度を下降させると黄色から白色に変色する性質を有することを特徴とする温度表示体。
請求項１において、上記無機顔料は、ルチル型酸化チタン及び／又は酸化セリウムを含有することを特徴とする温度表示体。
請求項１又は２において、上記無機系結合剤は、ガラスフラックス、金属アルコキシド、またはコロイド状物質からなることを特徴とする温度表示体。