JP2018128391A - Oxygen detecting agent and manufacturing method of oxygen detecting agent - Google Patents
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Abstract
Description
本件発明は、雰囲気中の酸素量の変化を色調の変化によって視認可能とする酸素検知剤及び酸素検知剤の製造方法に関し、詳しくは、積層構造を有する酸素検知剤及びその酸素検知剤の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an oxygen detector and a method for producing the oxygen detector that make it possible to visually recognize a change in the amount of oxygen in the atmosphere by a change in color tone, and in particular, an oxygen detector having a laminated structure and a method for producing the oxygen detector. About.
食品や医薬品等の保存に際し、雰囲気中の酸素は食品や医薬品等を酸化させ、食品や医薬品等の品質を低下させる。そこで、保存時の品質低下を防止するために、食品や医薬品等を脱酸素剤と共に容器包装内に入れて密閉包装し、脱酸素剤等により容器包装内の酸素を吸収させて、脱酸素状態(酸素濃度0.1%以下の状態を指す)で食品や医薬品等を保存することが行われている。 When storing foods and medicines, oxygen in the atmosphere oxidizes the foods and medicines and degrades the quality of the foods and medicines. Therefore, in order to prevent quality degradation during storage, food and pharmaceuticals etc. are put in a container package together with an oxygen scavenger and sealed, and oxygen in the container pack is absorbed by the oxygen scavenger etc. Preserving foods, pharmaceuticals, etc. (refers to a state where the oxygen concentration is 0.1% or less).
近年、容器包装内に脱酸素剤と共に酸素検知剤を封入し、酸素検知剤により容器包装内の酸素の有無を検知することが行われている。酸素検知剤は、色調の変化によって、密閉容器包装内の酸素の有無を視認可能としたものである。使用者は、酸素検知剤が呈する色調に基づき、食品や医薬品等が脱酸素状態で保存されているか否かを容易に確認することができる。 In recent years, it has been performed to enclose an oxygen detector together with an oxygen scavenger in a container package and detect the presence or absence of oxygen in the container package with the oxygen detector. The oxygen detector makes it possible to visually recognize the presence or absence of oxygen in the hermetic container packaging by changing the color tone. The user can easily confirm whether or not foods, medicines, and the like are stored in a deoxygenated state based on the color tone exhibited by the oxygen detector.
この種の酸素検知剤は、一般に、還元剤と、塩基性物質と、酸化状態と還元状態とでは呈色の異なる酸化還元性色素とを含んで構成されている。還元剤は、雰囲気が脱酸素状態のときに酸化還元性色素を還元状態に保持するために用いられる。この様に、酸素検知剤は、還元状態に保持された酸化還元性色素が雰囲気中の酸素によって酸化されて色調が変化する仕組みを利用して、酸素を検知するものである。従って、酸素検知剤には、雰囲気中の酸素量の変化に伴う鮮明な色調変化と良好な変色応答性とが要求される。 This type of oxygen detector is generally configured to include a reducing agent, a basic substance, and a redox dye having different colors in an oxidized state and a reduced state. The reducing agent is used to keep the redox dye in a reduced state when the atmosphere is in a deoxygenated state. As described above, the oxygen detector detects oxygen using a mechanism in which the redox dye held in a reduced state is oxidized by oxygen in the atmosphere and changes its color tone. Therefore, the oxygen detecting agent is required to have a clear color tone change and a good color change responsiveness accompanying a change in the amount of oxygen in the atmosphere.
従来、このような酸素検知剤として、錠剤状に成形された錠剤タイプの酸素検知剤や紙等のシート状の担体に酸素検知組成物溶液を含浸させたシートタイプの酸素検知剤等が使用されてきた。このような、従来の酸素検知剤では、錠剤状或いはシート状の酸素検知剤を個包装する必要があるため、酸素検知剤の製造工程が複雑であるという課題がある。また、酸素検知剤を使用する際は、脱酸素剤と共に酸素検知剤を容器包装内に封入する必要があり、その手間を要する。そこで、脱酸素剤の包装材の表面に個包装された酸素検知剤を貼付することなどにより、脱酸素剤と酸素検知剤とを一体化した製品なども提案されている。しかしながら、この場合、当該製品の製造工程が非常に煩雑化するという課題がある。 Conventionally, as such an oxygen detector, a tablet-type oxygen detector formed into a tablet or a sheet-type oxygen detector obtained by impregnating a sheet-like carrier such as paper with an oxygen detection composition solution is used. I came. In such a conventional oxygen detection agent, since it is necessary to individually wrap the oxygen detection agent in the form of a tablet or a sheet, there is a problem that the manufacturing process of the oxygen detection agent is complicated. Moreover, when using an oxygen detection agent, it is necessary to enclose an oxygen detection agent in a container package with a deoxidation agent, and the effort is required. In view of this, a product that integrates the oxygen scavenger and the oxygen detector by attaching an oxygen detector individually wrapped on the surface of the packaging material of the oxygen scavenger has been proposed. However, in this case, there is a problem that the manufacturing process of the product becomes very complicated.
これに対して、近年では、いわゆる印刷タイプの酸素検知剤が提案されるようになってきている(例えば、特許文献1参照)。印刷タイプの酸素検知剤は、例えば、食品や薬品等の容器包装材自体に酸素検知組成物を塗布又は印刷することによっても実現できる可能性があるため、酸素検知剤の個包装が不要になる他、容器包装内に酸素検知剤を封入する工程を削減することができる。また、脱酸素剤の包装材に酸素検知剤組成物を塗布又は印刷することによっても実現できるため、脱酸素剤と酸素検知剤とを一体化した製品の製造工程を大幅に簡略化することができる。 On the other hand, in recent years, so-called printing type oxygen detectors have been proposed (see, for example, Patent Document 1). A printing type oxygen detector may be realized by, for example, applying or printing an oxygen detection composition on a container / wrapping material itself such as food or medicine, so that individual packaging of the oxygen detector is not required. In addition, the process of encapsulating the oxygen detection agent in the container package can be reduced. It can also be realized by applying or printing the oxygen detector composition on the packaging material of the oxygen absorber, which greatly simplifies the manufacturing process of the product integrating the oxygen absorber and the oxygen detector. it can.
ここで、酸化還元性色素の酸化還元反応に伴う色調変化は、水を媒体とした系で行われる。そのため、酸素検知剤組成物は水分を含む。特許文献1に記載の酸素検知剤は、紙製の基材を用いているため、酸素検知剤組成物は基材に含浸される。しかしながら、プラスチックフィルム等の吸水性を有さない基材を用いると、酸素検知剤組成物中の水分含有量が多くなると、基材の表面に酸素検知剤組成物を塗布又は印刷することが困難になり、基材と密着性のよい印刷タイプの酸素検知剤を製造することが困難になる。 Here, the color tone change accompanying the redox reaction of the redox dye is performed in a system using water as a medium. Therefore, the oxygen detector composition contains moisture. Since the oxygen detection agent described in Patent Document 1 uses a paper base material, the oxygen detection agent composition is impregnated into the base material. However, when a base material that does not have water absorption, such as a plastic film, is used, it is difficult to apply or print the oxygen detector composition on the surface of the substrate when the water content in the oxygen detector composition increases. Thus, it becomes difficult to produce a printing type oxygen detector having good adhesion to the substrate.
本件発明の課題は、鮮明な色調変化と良好な変色応答性を確保しつつ、疎水性基材の表面であっても密着性のよい酸素検知剤及び当該酸素検知剤の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an oxygen detector having good adhesion even on the surface of a hydrophobic substrate and a method for producing the oxygen detector, while ensuring a clear color change and good discoloration response. It is in.
上記課題を解決するために、本件発明に係る酸素検知剤は、基材上に、水酸化マグネシウムと、結着剤とを含むバインダー層と、雰囲気中の酸素の有無によって色調を変化させる酸化還元性色素を含む酸素検知層とが前記基材側から当該順序で積層されたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, an oxygen detector according to the present invention is a redox that changes a color tone depending on the presence or absence of oxygen in the atmosphere, a binder layer containing magnesium hydroxide and a binder on a base material. An oxygen detection layer containing a sex pigment is laminated in that order from the substrate side.
本件発明に係る酸素検知剤において、前記酸素検知層は、塩基性物質を含む塩基性物質層と、還元剤と、前記酸化還元性色素とを含む酸化還元性色素層とが前記バインダー層上に前記基材側から当該順序で積層された二層構造を有することが好ましい。 In the oxygen detecting agent according to the present invention, the oxygen detecting layer includes a basic substance layer containing a basic substance, a reducing agent, and a redox dye layer containing the redox dye on the binder layer. It is preferable to have a two-layer structure laminated in this order from the substrate side.
本件発明に係る酸素検知剤において、前記基材は透明樹脂基材であることが好ましい。 In the oxygen detection agent according to the present invention, the base material is preferably a transparent resin base material.
本件発明に係る酸素検知剤において、前記結着剤はポリビニルアルコールであることが好ましい。 In the oxygen detection agent according to the present invention, the binder is preferably polyvinyl alcohol.
本件発明に係る酸素検知剤において、前記塩基性物質は炭酸ナトリウムであることが好ましい。 In the oxygen detection agent according to the present invention, the basic substance is preferably sodium carbonate.
本件発明に係る酸素検知剤において、前記還元剤は、還元性糖類であることが好ましい。 In the oxygen detection agent according to the present invention, the reducing agent is preferably a reducing saccharide.
上記課題を解決するため、本件発明に係る酸素検知剤の製造方法は、雰囲気中の酸素の有無を酸化還元性色素の色調変化により検知可能とした酸素検知剤の製造方法であって、基材上に、水酸化マグネシウムと、結着剤とを含むバインダー層を形成する工程と、前記バインダー層上に、雰囲気中の酸素の有無によって色調を変化させる酸化還元性色素を含む酸素検知層を形成する工程とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, a method for producing an oxygen detector according to the present invention is a method for producing an oxygen detector capable of detecting the presence or absence of oxygen in an atmosphere by a change in color tone of a redox dye, On top, a step of forming a binder layer containing magnesium hydroxide and a binder, and an oxygen detection layer containing a redox dye that changes color depending on the presence or absence of oxygen in the atmosphere are formed on the binder layer. And a step of performing.
本件発明によれば、鮮明な色調変化と良好な変色応答性を確保しつつ、疎水性基材の表面であっても密着性のよい酸素検知剤及び当該酸素検知剤の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an oxygen detector having good adhesion even on the surface of a hydrophobic substrate and a method for producing the oxygen detector while ensuring a clear color tone change and good discoloration response. Can do.
以下、本件発明に係る酸素検知剤及び酸素検知剤の製造方法の好ましい実施の形態を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the oxygen detector and the method for producing the oxygen detector according to the present invention will be described.
1.酸素検知剤
本実施の形態の酸素検知剤の層構成を図1に模式的に示す。本実施の形態の酸素検知剤は、図1に示すように、基材1上に、水酸化マグネシウムと、結着剤とを含むバインダー層2と、塩基性物質を含む塩基性物質層3と、還元剤と、酸化還元性色素とを含む酸化還元性色素層4とが前記基材1側から当該順序で積層されている。当該酸素検知剤は、食品や医薬品等が収容された容器包装内の雰囲気(以下、「被酸素検知雰囲気」と称する。)中の酸素量の変化を酸化還元性色素の色調変化により視認可能としたものである。本実施の形態の酸素検知剤では、上記塩基性物質層3と、上記酸化還元性色素層4の二層により酸素検知機能を発現させるものとした。しかしながら、本件発明に係る酸素検知剤は基材1上に上記バインダー層2を介して、雰囲気中の酸素の有無によって色調を変化させる酸化還元性色素や、当該還元性色素を還元状態に保つ還元剤などを含む酸素検知組成物からなる酸素検知層が設けられていればよく、本実施の形態のように酸素検知組成物を構成する各成分を複数層に分けて配置してもよいし、酸素検知組成物を構成する全成分を一層に配置してもよく、その具体的な構成は特に限定されるものではない。以下、各層について説明する。なお、以下において、塩基性物質層3と酸化還元性色素層4の二層のことを酸素検知層と称する場合がある。
1. Oxygen detection agent The layer structure of the oxygen detection agent of this Embodiment is typically shown in FIG. As shown in FIG. 1, the oxygen detector according to the present embodiment includes a binder layer 2 containing magnesium hydroxide and a binder, a basic substance layer 3 containing a basic substance, and a base material 1. The redox dye layer 4 containing the reducing agent and the redox dye is laminated in this order from the substrate 1 side. The oxygen detector can visually recognize a change in the amount of oxygen in an atmosphere (hereinafter referred to as “oxygen-detected atmosphere”) in a container / package containing food, medicine, etc., by changing the color tone of the redox dye. It is a thing. In the oxygen detection agent of the present embodiment, the oxygen detection function is expressed by the two layers of the basic substance layer 3 and the redox dye layer 4. However, the oxygen detector according to the present invention is a redox dye that changes its color tone depending on the presence or absence of oxygen in the atmosphere via the binder layer 2 on the substrate 1 or a reduction that keeps the reducing dye in a reduced state. As long as an oxygen detection layer composed of an oxygen detection composition containing an agent or the like is provided, each component constituting the oxygen detection composition may be divided into a plurality of layers as in the present embodiment, All components constituting the oxygen detection composition may be arranged in one layer, and the specific configuration is not particularly limited. Hereinafter, each layer will be described. Hereinafter, the two layers of the basic substance layer 3 and the redox dye layer 4 may be referred to as an oxygen detection layer.
(1)基材1
本件発明において、基材1は特に限定されるものではないが、例えば、紙製基材1、樹脂製基材1等を用いることができ、その形状は特に限定されるものではない。特に、フィルム状、包装袋状、包装容器状等各種形状に成型された紙製容器包装材又は樹脂製容器包装材を基材1とすることが好ましい。当該本件発明に係る酸素検知剤は、基材1の表面に、例えば、上記酸素検知層を形成するためのインキ状組成物を塗布又は印刷により形成することができる。そのため、容器包装材を基材1とすることで、印刷法等により酸素検知機能付容器包装材を簡易に得ることができる。
(1) Base material 1
In this invention, although the base material 1 is not specifically limited, For example, the paper base material 1, the resin base material 1 etc. can be used, The shape is not specifically limited. In particular, the substrate 1 is preferably a paper container packaging material or a resin container packaging material molded into various shapes such as a film shape, a packaging bag shape, and a packaging container shape. The oxygen detection agent according to the present invention can be formed on the surface of the substrate 1 by, for example, applying or printing an ink-like composition for forming the oxygen detection layer. Therefore, the container packaging material with an oxygen detection function can be easily obtained by the printing method etc. by using the container packaging material as the base material 1.
また、本件発明に係る酸素検知剤において、上記基材1は透明樹脂基材1であることがさらに好ましい。透明樹脂基材1上にバインダー層2を介して酸素検知層を設けることで、透明樹脂基材1側から、酸化還元性色素の色調変化を視認することができる。そのため、当該酸素検知剤を用いる際に、基材1側が被酸素検知雰囲気に面するようにすれば、被酸素検知雰囲気内の食品や医薬品等の被保存品と酸化還元性色素等の酸素検知組成物の構成成分との接触を防止することができる。 In the oxygen detector according to the present invention, the base material 1 is more preferably a transparent resin base material 1. By providing the oxygen detection layer via the binder layer 2 on the transparent resin substrate 1, the color tone change of the redox dye can be visually recognized from the transparent resin substrate 1 side. Therefore, when the oxygen detection agent is used, if the base material 1 side faces the oxygen detection atmosphere, the oxygen detection of the stored product such as food and medicine in the oxygen detection atmosphere and the redox dye and the like. Contact with the components of the composition can be prevented.
透明樹脂基材1として、例えば、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド等からなる樹脂基材1を用いることができる。基材1を介して、被酸素検知雰囲気中の酸素の有無を検知するには、当該基材1は酸素透過性を有することが求められる。そのため、酸素透過量の少ないポリエステル、ポリアミド等からなる透明樹脂基材1を用いる場合は、透気性を確保しつつ、防水性、防油性を担保できる程度のごく微小の孔を有する有孔透明樹脂基材1を用いることが好ましい。このような透明樹脂基材1について、より具体的には、ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンとしては低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)、ポリプロピレンとしては無延伸ポリプロピレン(CPP)、二軸延伸ポリプロピレン(OPP)等を用いることができる。これらの合成樹脂フィルムは単層フィルムのみならず、異なる材質のフィルムを積層した積層フィルムとして用いてもよい。 As the transparent resin base material 1, for example, a resin base material 1 made of polyester, polyethylene, polypropylene, polyamide or the like can be used. In order to detect the presence or absence of oxygen in the oxygen-detecting atmosphere via the base material 1, the base material 1 is required to have oxygen permeability. Therefore, when using the transparent resin substrate 1 made of polyester, polyamide, or the like having a small oxygen permeation amount, a perforated transparent resin having very small pores capable of ensuring waterproofness and oilproofness while ensuring air permeability. The substrate 1 is preferably used. More specifically, for such a transparent resin substrate 1, as polyester, polyethylene terephthalate (PET), as polyethylene, low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), as polypropylene, unstretched Polypropylene (CPP), biaxially oriented polypropylene (OPP), or the like can be used. These synthetic resin films may be used not only as a single layer film but also as a laminated film in which films of different materials are laminated.
本件発明に係る酸素検知剤では、ポリエステル等の疎水性基材1を用いたときでも、次に説明するバインダー層2を介して、塩基性物質層3及び酸化還元性色素層4の二層からなる酸素検知層を基材1に密着性よく設けることができる。なお、本実施の形態では、主として、透明樹脂基材1を用いた場合を例に挙げて、本件発明に係る酸素検知剤について説明する。しかしながら、上述したとおり、本件発明において基材1は特に限定されるものではなく、透明樹脂基材1に限らず、不透明な樹脂基材1を用いてもよいし、紙製基材1であってもよい。なお、基材1の酸素検知層が設けられる側の面には親水処理が施されていてもよい。 In the oxygen detector according to the present invention, even when a hydrophobic base material 1 such as polyester is used, the basic substance layer 3 and the redox dye layer 4 are separated from each other through the binder layer 2 described below. The oxygen detection layer to be formed can be provided on the substrate 1 with good adhesion. In the present embodiment, the oxygen detector according to the present invention will be described mainly using the case where the transparent resin substrate 1 is used as an example. However, as described above, the base material 1 is not particularly limited in the present invention. The base material 1 is not limited to the transparent resin base material 1, and an opaque resin base material 1 may be used. May be. In addition, the hydrophilic treatment may be given to the surface by which the oxygen detection layer of the base material 1 is provided.
(2)バインダー層2
次に、バインダー層2について説明する。バインダー層2は、水酸化マグネシウムと結着剤とを含む層である。当該バインダー層2は、水酸化マグネシウム微粒子と、結着剤との混合物からなり、結着剤内に水酸化マグネシウム微粒子が分散されてなることが好ましい。微粒子状の水酸化マグネシウムを結着剤に分散させることにより、当該バインダー層2は白色を呈する。基材1上に白色層を設けることにより、酸化還元性色素の色調変化を鮮明に視認可能とすることができる。
(2) Binder layer 2
Next, the binder layer 2 will be described. The binder layer 2 is a layer containing magnesium hydroxide and a binder. The binder layer 2 is preferably made of a mixture of magnesium hydroxide fine particles and a binder, and the magnesium hydroxide fine particles are preferably dispersed in the binder. By dispersing particulate magnesium hydroxide in the binder, the binder layer 2 exhibits a white color. By providing a white layer on the base material 1, the color tone change of the redox dye can be clearly visible.
結着剤は、基材1と酸素検知層を構成する各成分とを密着させるための成分である。後述するように、本件発明に係る酸素検知剤は、各層の構成成分を含む水系溶媒に溶解又は分散させた水性インク状組成物を基材1上に塗布又は印刷する方法により製造することができる。基材1が疎水性の透明樹脂基材1である場合、当該基材1上に直接水性インク状組成物を塗布又は印刷すると、基材1に対する当該水性インク状組成物の濡れ性が悪く、基材1上に当該水性インク状組成物を均一な厚みで塗布又は印刷することが困難になる。しかしながら、本件発明によれば、当該バインダー層2を基材1上に設けることで、基材1表面の上記水性インク状組成物の濡れ性を改善することができる。 A binder is a component for making the base material 1 and each component which comprises an oxygen detection layer closely_contact | adhere. As will be described later, the oxygen detector according to the present invention can be produced by a method of applying or printing an aqueous ink-like composition dissolved or dispersed in an aqueous solvent containing the constituent components of each layer on the substrate 1. . When the base material 1 is a hydrophobic transparent resin base material 1, when the aqueous ink-like composition is directly applied or printed on the base material 1, the wettability of the aqueous ink-like composition with respect to the base material 1 is poor, It becomes difficult to apply or print the water-based ink-like composition on the substrate 1 with a uniform thickness. However, according to the present invention, by providing the binder layer 2 on the base material 1, the wettability of the aqueous ink-like composition on the surface of the base material 1 can be improved.
そのため、水性インク状組成物をバインダー層2の表面に均一な厚みで良好に塗布又は印刷することが可能になり、基材1上にバインダー層2を介して密着性のよい塩基性物質層3及び酸化還元性色素層4を設けることができる。従って、酸化還元性色素を基材1上の発色領域全域に均一に分布させることができ、色ムラのない全面均一な発色を実現することができる。 Therefore, the aqueous ink-like composition can be satisfactorily applied or printed on the surface of the binder layer 2 with a uniform thickness, and the basic substance layer 3 having good adhesion via the binder layer 2 on the substrate 1. In addition, a redox dye layer 4 can be provided. Therefore, the redox dye can be uniformly distributed over the entire coloring region on the substrate 1, and uniform color development can be realized without color unevenness.
ここで、結着剤として水溶性樹脂を用いることが好ましい。水溶性樹脂として、ポリビニルアルコール(PVA)、アクリル酸系樹脂などの他、水酸基等の親水基が導入された各種の変性樹脂などを挙げることができる。水溶性樹脂を結着剤とすることで、バインダー層2を形成する際に水を溶媒として用いることができる。酸素検知剤の製造工程において、有機溶媒を用いる工程があると、残存した有機溶媒が保存容器内で揮発して食品や医薬品に付着する恐れがある。水溶性樹脂を結着剤として用いれば、有機溶媒を用いる必要がないため、上記のような恐れがなく好ましい。 Here, it is preferable to use a water-soluble resin as a binder. Examples of water-soluble resins include polyvinyl alcohol (PVA), acrylic resins, and various modified resins into which hydrophilic groups such as hydroxyl groups have been introduced. By using a water-soluble resin as a binder, water can be used as a solvent when the binder layer 2 is formed. If there is a step of using an organic solvent in the production process of the oxygen detector, the remaining organic solvent may volatilize in the storage container and adhere to food or medicine. If a water-soluble resin is used as a binder, it is not necessary to use an organic solvent.
また、酸化還元性色素の酸化還元反応に伴う色調変化は、水を媒体とした系で行われる。結着剤として水溶性樹脂を含む当該バインダー層2を設けることにより、酸化還元性色素の酸化還元反応に要する水分を基材1上に保持しやすくすることができる。そのため、従来と異なり、含水性の基材1や多孔質シリカ等の担持体を用いずとも、疎水性の基材1上に変色応答性のよい酸素検知剤を実現することができる。特に、ポリビニルアルコールは分子構造中に含まれる水酸基の割合が高いため、ポリビニルアルコールを結着剤として用いれば、上記酸化還元反応に要する水分をバインダー層2内に保持しやすく、迅速な変色応答性を有する酸素検知剤を得ることができる。 Further, the color tone change accompanying the redox reaction of the redox dye is performed in a system using water as a medium. By providing the binder layer 2 containing a water-soluble resin as a binder, it is possible to easily retain the moisture necessary for the redox reaction of the redox dye on the substrate 1. Therefore, unlike the prior art, an oxygen detector having a good color change responsiveness can be realized on the hydrophobic substrate 1 without using a carrier such as the hydrous substrate 1 or porous silica. In particular, since polyvinyl alcohol has a high proportion of hydroxyl groups contained in the molecular structure, if polyvinyl alcohol is used as a binder, the water required for the oxidation-reduction reaction can be easily held in the binder layer 2, and quick discoloration response. It is possible to obtain an oxygen detector having
一方、水溶性樹脂を結着剤として用いた場合、バインダー層2上に水性インク状組成物を塗布又は印刷した際に、バインダー層2内の水溶性樹脂が水性インク状組成物に含まれる水に溶解する恐れがある。しかしながら、本件発明では、バインダー層2内に水酸化マグネシウムを分散させることで、水酸化マグネシウムを含まない場合と比較すると、酸化還元性色素の酸化還元反応を良好に行わせることができ、良好な変色応答性が得られることから、バインダー層の保水性が向上するものと考えられる。また、バインダー層2の表面に水性インク状組成物を塗布又は印刷したときも、バインダー層2を構成する水溶性樹脂が水性インク状組成物に含まれる水に溶解することを防止する効果が期待できる。 On the other hand, when a water-soluble resin is used as a binder, the water-soluble resin in the binder layer 2 is contained in the water-based ink composition when the water-based ink composition is applied or printed on the binder layer 2. There is a risk of dissolution. However, in the present invention, by dispersing magnesium hydroxide in the binder layer 2, compared with the case where magnesium hydroxide is not included, the redox reaction of the redox dye can be performed well, It is considered that the water retention of the binder layer is improved because the color change responsiveness is obtained. In addition, when a water-based ink composition is applied or printed on the surface of the binder layer 2, an effect of preventing the water-soluble resin constituting the binder layer 2 from being dissolved in water contained in the water-based ink composition is expected. it can.
なお、バインダー層2の保水性を高めるという観点から、例えば、グリセリンを含む構成としてもよい。グリセリン含有量が多くなると、バインダー層を固化することが困難になる。そのため、グリセリン含有量はバインダー層の固化を妨げない量に適宜調整する必要がある。 In addition, it is good also as a structure containing glycerin from a viewpoint of raising the water retention of the binder layer 2, for example. When the glycerin content increases, it becomes difficult to solidify the binder layer. Therefore, it is necessary to adjust the glycerin content to an amount that does not hinder the solidification of the binder layer.
(3)塩基性物質層3
本実施の形態の酸素検知剤では、無酸素雰囲気下において酸化還元性色素を還元状態に保持するための還元剤として還元性糖類を用いる。還元性糖類は水溶液中で開環し、還元性基を有するアルデヒドが開環体となる。しかしながら、この開環体は中性水溶液中では酸化還元性色素の還元剤としては作用せず、アルカリ条件下にした場合に酸化還元性色素に対する還元剤として作用する。従って、還元性糖類により酸化還元性色素を還元するには、塩基性物質(アルカリ剤)が必要になる。そこで、本実施の形態の酸素検知剤は、塩基性物質を含む塩基性物質層3を基材1上に設ける。
(3) Basic substance layer 3
In the oxygen detector of the present embodiment, reducing saccharide is used as a reducing agent for maintaining the redox dye in a reduced state in an oxygen-free atmosphere. The reducing saccharide is ring-opened in an aqueous solution, and an aldehyde having a reducing group becomes a ring-opened product. However, this ring-opened compound does not act as a reducing agent for redox dyes in a neutral aqueous solution, but acts as a reducing agent for redox dyes under alkaline conditions. Therefore, a basic substance (alkaline agent) is required to reduce the redox pigment by the reducing saccharide. Therefore, the oxygen detection agent of the present embodiment is provided with a basic substance layer 3 containing a basic substance on the substrate 1.
塩基性物質として、例えば、アルカリ金属塩を用いることができ、特に、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩を用いることが好ましい。水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物を用いることもできるが、これらは強塩基であるため還元性糖類の褐変反応を生じやすくする。そのため、弱塩基であるアルカリ金属の炭酸塩を用いることがより好ましい。また、本実施の形態の酸素検知剤では、酸素検知層を塩基性物質層3と酸化還元性色素層4との二層構造とし、酸化還元性色素層4に還元性色素を含ませる構成とすることにより、還元性色素の褐変反応をより生じにくくすることができる。 As the basic substance, for example, an alkali metal salt can be used, and in particular, an alkali metal carbonate such as sodium carbonate or potassium carbonate is preferably used. Alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide can also be used. However, these are strong bases, so that the browning reaction of the reducing saccharide is easily caused. Therefore, it is more preferable to use an alkali metal carbonate which is a weak base. Further, in the oxygen detection agent of the present embodiment, the oxygen detection layer has a two-layer structure of the basic substance layer 3 and the redox dye layer 4, and the redox dye layer 4 contains the reducing dye. By doing so, the browning reaction of a reducing pigment can be made harder to occur.
(4)酸化還元性色素層4
本実施の形態の酸素検知剤では、酸化還元性色素層4は、還元剤と、前記酸化還元性色素とを含む。
(4) Redox dye layer 4
In the oxygen detection agent of the present embodiment, the redox dye layer 4 includes a reducing agent and the redox dye.
酸化還元性色素は、還元剤により還元される色素であって、酸化状態と還元状態とで呈色を可逆的に変化させる色素である。この様な色素として、メチレンブルー、ニューメチレンブルー、フェノサフラニン、ラウスバイオレット、メチレングリーン等があげられる。例えば、メチレンブルーの場合、被酸素検知雰囲気が脱酸素状態の場合、還元型の構造(ロイコメチレンブルー)となり、無色を呈する。一方、被酸素検知雰囲気が有酸素状態の場合、メチレンブルーは酸化型の構造となり青色を呈する。 A redox dye is a dye that is reduced by a reducing agent and reversibly changes color between an oxidized state and a reduced state. Examples of such pigments include methylene blue, new methylene blue, phenosafranine, rous violet, and methylene green. For example, in the case of methylene blue, when the oxygen detection atmosphere is in a deoxygenated state, it has a reduced structure (leucomethylene blue) and exhibits colorlessness. On the other hand, when the oxygen sensing atmosphere is in an aerobic state, methylene blue has an oxidized structure and exhibits blue.
還元剤として、還元性糖類を用いることができる。具体的には、D−マンノース、D−グルコース、D−フラクトース、D−エリスロースおよびD−アルトロース等の単糖類、マルトース、ラクトース等の還元性二糖類、マルトトリオース、セロトリオース、マンニノトリオースおよびバノース等の還元性三糖類を用いることができる。これらの中でも、特に、反応性が高く、酸化還元性色素に対する還元力が高いという観点から、還元性二糖類及び還元性三糖類に比して単糖類を用いることが好ましい。また、単糖類の中でも、D−グルコースをより好ましく用いることができる。D−グルコースは且つ、純度の高い(例えば、純度99%以上の)製品を市場で安価に容易に入手することができるためである。なお、還元剤として還元性糖類以外にもアスコルビン酸などを用いることもできる。 As the reducing agent, reducing saccharides can be used. Specifically, monosaccharides such as D-mannose, D-glucose, D-fructose, D-erythrose and D-altrose, reducing disaccharides such as maltose and lactose, maltotriose, cellotriose, manninotri Reducing trisaccharides such as ose and vanose can be used. Among these, it is particularly preferable to use a monosaccharide as compared with the reducing disaccharide and the reducing trisaccharide from the viewpoint of high reactivity and high reduction power for the redox dye. Among monosaccharides, D-glucose can be used more preferably. This is because D-glucose can easily obtain a product with high purity (for example, a purity of 99% or more) at low cost on the market. In addition to reducing sugars, ascorbic acid or the like can also be used as the reducing agent.
なお、本実施の形態の酸素検知剤は、例えば、基材1上に文字或いは記号等の所定の形状の発色領域にのみ、バインダー層2、塩基性物質層3、酸化還元性色素層4を設け、酸素の有無によって所定の形状の発色領域の色調を変化させることにより、酸素の有無を視認可能にすることを意図している。例えば、メチレンブルー、フェノサフラニン等の還元状態で無色を呈する色素を用いれば、被酸素検知雰囲気に酸素が存在する場合のみ、文字或いは記号等が現れるようにすることができる。 The oxygen detector of the present embodiment includes, for example, the binder layer 2, the basic substance layer 3, and the redox dye layer 4 only on a predetermined color development region such as letters or symbols on the substrate 1. It is intended to make it possible to visually recognize the presence or absence of oxygen by changing the color tone of a color-developing region having a predetermined shape depending on the presence or absence of oxygen. For example, if a coloring matter that is colorless in a reduced state such as methylene blue or phenosafranine is used, characters or symbols can appear only when oxygen is present in the oxygen detection atmosphere.
しかしながら、本件発明に係る酸素検知剤は、錠剤状やシート状に形成された従来のタイプの酸素検知剤のように、酸素検知層に還元剤によって還元されない色素を添加し、被酸素検知雰囲気中の酸素の有無によって、異なる色を呈するようにしてもよい。例えば、酸化還元性色素として、メチレンブルーを用いる場合、酸素検知層に食紅を添加することが考えられる。その場合、被酸素検知雰囲気が脱酸素状態の場合は、酸素検知層は食紅により赤色を呈し、被酸素検知雰囲気が有酸素状態の場合は酸素検知層は青〜青紫色を呈する。このように、被酸素検知雰囲気中の酸素の有無によって呈色を変化させてもよい。 However, the oxygen detector according to the present invention adds a dye that is not reduced by the reducing agent to the oxygen detection layer, like a conventional type oxygen detector formed in a tablet or sheet form, Different colors may be exhibited depending on the presence or absence of oxygen. For example, when methylene blue is used as the redox dye, it may be possible to add food red to the oxygen detection layer. In that case, when the oxygen detection atmosphere is in a deoxygenated state, the oxygen detection layer exhibits red due to red food, and when the oxygen detection atmosphere is in an aerobic state, the oxygen detection layer exhibits blue to bluish purple. In this way, the color may be changed depending on the presence or absence of oxygen in the oxygen detection atmosphere.
(5)第二の基材5
以上説明した本実施の形態の酸素検知剤は、他の形態として、例えば、図2に示すように、酸化還元性色素層4側を第二の基材5に密着させて使用してもよい。第二の基材5は、上述した基材1と同様のものを用いることができる。第二の基材5として、例えば、脱酸素剤の包装材、食品や医薬品の包装材などを用いることができる。
(5) Second substrate 5
The oxygen detector of the present embodiment described above may be used in another form, for example, with the redox dye layer 4 side in close contact with the second substrate 5 as shown in FIG. . As the second substrate 5, the same material as the substrate 1 described above can be used. As the second substrate 5, for example, a packaging material for oxygen scavengers, a packaging material for foods and pharmaceuticals, and the like can be used.
この際、酸化還元性色素層4の表面に接着剤層を設け、酸素検知剤をシール状に加工しておけば、所定の大きさに切り出された酸素検知剤を脱酸素剤の包装材、食品や医薬品等の包装材に簡易に貼付することができる。このようにシール状に加工された酸素検知剤を用いれば、脱酸素剤と酸素検知剤とを一体化した製品を簡易に製造することができる。また、食品や医薬品等の包装材に当該酸素検知剤を予め貼付しておけば、食品や医薬品を包装する際に、酸素検知剤を包装容器内に封入する手間を削減することができる。 At this time, if an adhesive layer is provided on the surface of the redox dye layer 4 and the oxygen detector is processed into a seal shape, the oxygen detector cut out to a predetermined size is used as a packaging material for the oxygen absorber. It can be easily affixed to packaging materials such as foods and pharmaceuticals. By using the oxygen detector processed into a seal in this way, a product in which the oxygen scavenger and the oxygen detector are integrated can be easily manufactured. In addition, if the oxygen detection agent is affixed to a packaging material such as food or medicine in advance, it is possible to reduce the trouble of enclosing the oxygen detection agent in the packaging container when packaging food or medicine.
2.酸素検知剤の製造方法
次に、本件発明に係る酸素検知剤の製造方法の実施の形態を説明する。本件発明に係る酸素検知剤の製造方法は、雰囲気中の酸素の有無を酸化還元性色素の色調変化により検知可能とした酸素検知剤の製造方法であって、基材1上に、水酸化マグネシウムと、結着剤とを含むバインダー層2を形成する工程と、前記バインダー層2上に、雰囲気中の酸素の有無によって色調を変化させる酸化還元性色素を含む酸素検知層を形成する工程とを備えることを特徴とする。
2. Next, an embodiment of a method for producing an oxygen detector according to the present invention will be described. The method for producing an oxygen detecting agent according to the present invention is a method for producing an oxygen detecting agent capable of detecting the presence or absence of oxygen in an atmosphere by a change in the color tone of a redox dye. And a step of forming a binder layer 2 containing a binder, and a step of forming on the binder layer 2 an oxygen detection layer containing an oxidation-reduction dye that changes color tone depending on the presence or absence of oxygen in the atmosphere. It is characterized by providing.
バインダー層2及び酸素検知層は上述したとおりであり、本実施の形態では酸素検知層を上記塩基性物質層3と酸化還元性色素層4の二層構造とする点についても上述したとおりである。 The binder layer 2 and the oxygen detection layer are as described above, and in the present embodiment, the oxygen detection layer has the two-layer structure of the basic substance layer 3 and the redox dye layer 4 as described above. .
以下、各層の形成方法を具体的に説明する。
(1)バインダー層2
まず、バインダー層2形成溶液を基材1上に所定の厚みになるようにバーコーター等を用いて塗布、乾燥させる。バインダー層2形成溶液は、溶媒に結着剤を溶解させ、当該溶媒に水酸化マグネシウムを分散させることにより調製することができる。結着剤と、水酸化マグネシウムとの混合比(質量混合比)は、結着剤量(固形分)を100としたとき、水酸化マグネシウムを100〜2000とすることが好ましく、400〜1500とすることがより好ましく、600〜1200とすることがさらに好ましい。結着剤としては、上述したとおり、水溶性樹脂、特にポリビニルアルコールを用いることが好ましい。このとき、溶媒として水を用いることが好ましい。なお、バインダー層2形成溶液の粘度は、基材1上に塗布する際の作業性を鑑みて適宜調整することが好ましい。
Hereinafter, the formation method of each layer is demonstrated concretely.
(1) Binder layer 2
First, the binder layer 2 forming solution is applied onto the substrate 1 and dried using a bar coater or the like so as to have a predetermined thickness. The binder layer 2 forming solution can be prepared by dissolving a binder in a solvent and dispersing magnesium hydroxide in the solvent. The mixing ratio (mass mixing ratio) of the binder and magnesium hydroxide is preferably 100 to 2000 when the binder amount (solid content) is 100, and 400 to 1500. More preferably, it is more preferably 600-1200. As described above, it is preferable to use a water-soluble resin, particularly polyvinyl alcohol, as the binder. At this time, it is preferable to use water as a solvent. In addition, it is preferable to adjust suitably the viscosity of the binder layer 2 formation solution in view of workability at the time of coating on the substrate 1.
但し、結着剤として用いる樹脂の重合度等によっても上記結着剤と水酸化マグネシウムの混合比の好ましい範囲は変動するため、上述の混合比に限らず、適宜調整することができる。 However, since the preferable range of the mixing ratio of the binder and magnesium hydroxide varies depending on the degree of polymerization of the resin used as the binder, the mixing ratio is not limited to the above, and can be adjusted as appropriate.
バインダー層2形成溶液を基材1上に塗布後、乾燥させても一定量の水分が保持される。例えば、結着剤としてポリビニルアルコールを用いた場合、ポリビニルアルコールの質量の5%〜15%程度の質量の水分が保水されると考えられる。なお、上述したとおり、バインダー層2の保水性を高めるという観点から、グリセリンを含む構成としてもよい。但し、バインダー層2形成溶液中のグリセリン含有量が大きくなると、バインダー層2形成溶液塗布後に乾燥させてもバインダー層2が固化しない。そのため、グリセリンを添加する場合、ポリビニルアルコール(質量)に対して、5質量%以下とすることが好ましい。 Even if the binder layer 2 forming solution is applied onto the substrate 1 and then dried, a certain amount of moisture is retained. For example, when polyvinyl alcohol is used as the binder, it is considered that water having a mass of about 5% to 15% of the mass of polyvinyl alcohol is retained. In addition, as above-mentioned, it is good also as a structure containing glycerol from a viewpoint of raising the water retention of the binder layer 2. As shown in FIG. However, when the glycerin content in the binder layer 2 forming solution is increased, the binder layer 2 is not solidified even if the binder layer 2 forming solution is applied and dried. Therefore, when adding glycerol, it is preferable to set it as 5 mass% or less with respect to polyvinyl alcohol (mass).
(2)塩基性物質層3
次に、塩基性物質層3形成溶液を、上記と同様にして、バインダー層2上に塗布し、乾燥させる。塩基性物質層3形成溶液において、塩基性物質濃度は0.5質量%〜3.5質量%であることが好ましく、1.0質量%〜3.0質量%であることがより好ましい。なお、塩基性物質濃度等は、酸化還元性色素層4に含まれる還元性糖類の含有量等に応じて適宜適切な値に調整することが好ましい。溶媒として水を用いる。塩基性物質は、上述したとおり、アルカリ金属塩を用いることができ、特に、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩を用いることが好ましい。
(2) Basic substance layer 3
Next, the basic substance layer 3 forming solution is applied onto the binder layer 2 and dried as described above. In the basic substance layer 3 forming solution, the basic substance concentration is preferably 0.5% by mass to 3.5% by mass, and more preferably 1.0% by mass to 3.0% by mass. In addition, it is preferable to adjust basic substance density | concentration etc. to a suitable value suitably according to content etc. of the reducing saccharide contained in the redox dye layer 4. Water is used as the solvent. As described above, an alkali metal salt can be used as the basic substance, and it is particularly preferable to use an alkali metal carbonate such as sodium carbonate or potassium carbonate.
(3)酸化還元性色素層4
次に、酸化還元性色素層4形成溶液を、上記と同様にして、塩基性物質層3上に塗布し、乾燥させる。酸化還元性色素層4形成溶液は、溶媒としての水に、還元剤を溶解させ、酸化還元性色素を溶解又は分散させることにより調製することができる。上述したとおり、還元剤としては、還元性糖類を用いることが好ましく、特に、D−グルコースを用いることが好ましい。
(3) Redox dye layer 4
Next, the redox dye layer 4 forming solution is applied onto the basic substance layer 3 in the same manner as described above and dried. The redox dye layer 4 forming solution can be prepared by dissolving a reducing agent in water as a solvent and dissolving or dispersing the redox dye. As described above, it is preferable to use a reducing saccharide as the reducing agent, and it is particularly preferable to use D-glucose.
酸化還元性色素層4形成溶液において、酸化還元性色素濃度は、0.1質量%〜3.0質量%とすることが好ましく、0.3質量%〜2質量%とすることがより好ましく、0.5質量%〜1.5質量%とすることがさらに好ましい。 In the redox dye layer 4 forming solution, the redox dye concentration is preferably 0.1% by mass to 3.0% by mass, more preferably 0.3% by mass to 2% by mass, More preferably, it is 0.5 mass%-1.5 mass%.
酸化還元性色素形成溶液において、還元剤は、酸化還元性色素を還元状態に保持するために十分な量であればよく、酸化還元性色素の含有量に応じて適宜調整することができる。D−グルコースを還元剤として用いる場合、1質量%〜25質量%程度であることが好ましく、3質量%〜20質量%程度であることが好ましく、5質量%〜15質量%程度であることがより好ましい。 In the redox dye forming solution, the reducing agent may be an amount sufficient to keep the redox dye in a reduced state, and can be appropriately adjusted according to the content of the redox dye. When D-glucose is used as a reducing agent, it is preferably about 1% by mass to 25% by mass, preferably about 3% by mass to 20% by mass, and preferably about 5% by mass to 15% by mass. More preferred.
なお、酸化還元性色素層4形成溶液は、上述した水性インク状組成物に相当する。印刷法により、当該酸化還元性色素層4形成溶液をインクとして、基材1上に所定の文字や記号を印刷する場合、当該酸化還元性色素層4形成溶液の溶媒として、水と共にエタノールを用いてもよい。エタノールは揮発性がよいため、基材1上(正確には塩化性物質層上)に、当該酸化還元性色素層4形成溶液を印刷したときに、溶媒成分を速やかに揮発させることができる。この場合、酸化還元性色素層4形成溶液にグリセリンを必要に応じて添加してもよい。グリセリンを添加することにより、水溶媒中に酸化還元性色素を良好に分散させることができる。そのため、例えば、当該酸化還元性色素溶液をインクとして、インクジェットプリンタ等により、基材1上に所定の文字や記号を印刷する際に、酸化還元性色素が沈殿して、インク吐出部の目詰まり等が生じるのを防止することができる。また、酸化還元性色素の沈殿を抑制するため、ポリビニルアルコールやグリセリン脂肪酸エステルなどを界面活性剤として必要に応じて少量添加してもよい。 The redox dye layer 4 forming solution corresponds to the above-described aqueous ink-like composition. When printing a predetermined character or symbol on the substrate 1 by using the redox dye layer 4 forming solution as an ink by printing, ethanol is used together with water as a solvent for the redox dye layer 4 forming solution. May be. Since ethanol has good volatility, when the oxidation-reduction dye layer 4 forming solution is printed on the substrate 1 (precisely on the chlorinated substance layer), the solvent component can be volatilized quickly. In this case, glycerin may be added to the redox dye layer 4 forming solution as necessary. By adding glycerin, the redox dye can be favorably dispersed in the aqueous solvent. Therefore, for example, when a predetermined character or symbol is printed on the substrate 1 by an ink jet printer or the like using the redox dye solution as an ink, the redox dye is precipitated and the ink discharge unit is clogged. And the like can be prevented. In order to suppress precipitation of the redox pigment, a small amount of polyvinyl alcohol, glycerin fatty acid ester or the like may be added as a surfactant if necessary.
ここで、本件発明に係る酸素検知剤の製造方法では、基材1上に上記バインダー層2を設けるため、基材1がポリエステル等の疎水性基材1であっても、塩基性物質層3形成溶液(水溶液)や、酸化還元性色素層4形成溶液(水溶液)の濡れ性が良好であり、バインダー層2上に塩基性物質層3や酸化還元性色素層4を密着性よく形成することができる。従って、例えば、印刷法により、所定の文字や形状の発色領域にのみ、水性インク状組成物を塗布(吐出)させた場合にも、滲みを防ぐことができる。また、当該方法で製造した酸素検知剤は、上述したとおり、酸化還元性色素の色調変化を鮮明に視認可能とすることができると共に良好な変色応答性を得ることができる。さらに、本件発明に係る酸素検知剤の製造方法によれば、各層形成溶液の溶媒を全て水とすることができ、有機溶媒を用いる必要がないため、酸素検知剤中に残存した有機溶媒が保存容器内で揮発して食品や医薬品に付着するといった問題が生じず好ましい。 Here, in the method for producing an oxygen detector according to the present invention, since the binder layer 2 is provided on the base material 1, even if the base material 1 is a hydrophobic base material 1 such as polyester, the basic substance layer 3. The wettability of the forming solution (aqueous solution) and the redox dye layer 4 forming solution (aqueous solution) is good, and the basic substance layer 3 and the redox dye layer 4 are formed on the binder layer 2 with good adhesion. Can do. Therefore, for example, even when a water-based ink-like composition is applied (discharged) only to a colored region having a predetermined character or shape by printing, bleeding can be prevented. In addition, as described above, the oxygen detector produced by this method can make the change in color tone of the redox dye vividly visible and obtain a good color change responsiveness. Furthermore, according to the method for producing an oxygen detector according to the present invention, the solvent of each layer forming solution can be all water, and it is not necessary to use an organic solvent, so that the organic solvent remaining in the oxygen detector is stored. This is preferable because it does not cause a problem that it volatilizes in the container and adheres to food or medicine.
なお、酸化還元性色素層4を形成した後、当該酸化還元性色素層4上に接着層を形成し、上述した第二の基材5に密着させてもよいのは勿論である(図2参照)。 Of course, after the redox dye layer 4 is formed, an adhesive layer may be formed on the redox dye layer 4 and adhered to the second substrate 5 described above (FIG. 2). reference).
以下、実施例及び比較例を示して本件発明を具体的に説明する。但し、本件発明は以下の実施例に制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
以下の工程により、2.5cm×3cmの大きさのポリエチレンテレフタレート製の透明フィルム基材(PETフィルム)上に、バインダー層、塩基性物質層、酸化還元性色素層を形成して、実施例1の酸素検知剤とした。 A binder layer, a basic substance layer, and a redox dye layer were formed on a transparent film substrate (PET film) made of polyethylene terephthalate having a size of 2.5 cm × 3 cm by the following steps. This was an oxygen detector.
(1)バインダー層形成工程
バインダー層形成工程では、バインダー層形成溶液として、平均重合度3500のポリビニルアルコール(1級試薬/和光純薬工業株式会社製 163−16355)を用いて、5質量%の濃度のポリビニルアルコール水溶液を調製した。この5質量%のポリビニルアルコール水溶液に水酸化マグネシウムを添加した。このとき、5wt%のポリビニルアルコール水溶液と、水酸化マグネシウムの混合比が、質量比で7:3になるようにした。なお、ポリビニルアルコール(固形分)と水酸化マグネシウムとの混合比は、質量比で100:857である。
(1) Binder layer forming step In the binder layer forming step, 5% by mass of polyvinyl alcohol having an average polymerization degree of 3500 (first grade reagent / 163-16355 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is used as the binder layer forming solution. A polyvinyl alcohol aqueous solution having a concentration was prepared. Magnesium hydroxide was added to this 5% by mass aqueous polyvinyl alcohol solution. At this time, the mixing ratio of 5 wt% polyvinyl alcohol aqueous solution and magnesium hydroxide was set to 7: 3 by mass ratio. In addition, the mixing ratio of polyvinyl alcohol (solid content) and magnesium hydroxide is 100: 857 in mass ratio.
以上のように調製したバインダー層形成溶液をバーコーターを用いて、上記基材上に塗布した。バインダー層形成溶液塗布後、ドライヤーにより乾燥させて、バインダー層とした。なお、バインダー層形成溶液を塗布するために用いたバーコーターは、第一理化株式会社製の番線No.2(膜厚4.58μm)を用いた。 The binder layer forming solution prepared as described above was applied onto the substrate using a bar coater. After the binder layer forming solution was applied, it was dried with a dryer to obtain a binder layer. The bar coater used to apply the binder layer forming solution is a wire No. 1 manufactured by Daiichi Rika Co., Ltd. 2 (film thickness 4.58 μm) was used.
(2)塩基性物質層形成工程
塩基性物質層形成工程では、水10.0gに、炭酸ナトリウムを0.15g溶解させて、炭酸ナトリウム濃度1.48%の塩基性物質層形成液を調製した。この塩基性物質層形成溶液をバインダー層上に、バーコーターを用いて、上記と同様にして塗布した。その後、ドライヤーにより乾燥させて、塩基性物質層とした。
(2) Basic substance layer forming step In the basic substance layer forming step, 0.15 g of sodium carbonate was dissolved in 10.0 g of water to prepare a basic substance layer forming solution having a sodium carbonate concentration of 1.48%. . This basic substance layer forming solution was applied onto the binder layer in the same manner as described above using a bar coater. Then, it dried with the dryer and it was set as the basic substance layer.
(3)酸化還元性色素層形成工程
酸化還元性色素層形成工程では、水25.0gに、エタノール5.0gを混合し、水エタノール混合溶媒とした。当該混合溶媒に、酸化還元性色素としてメチレンブルーを0.3g、還元剤としてD−グルコースを5.0g添加して混合した。メチレンブルー濃度は、0.85質量%、D−グルコース濃度は14.16質量%である。この酸化還元性色素層形成溶液を塩基性物質層上に、バーコーターを用いて、上記と同様にして塗布した。その後、ドライヤーにより乾燥させ、酸化還元性色素層とした。
(3) Redox dye layer forming step In the redox pigment layer forming step, 5.0 g of ethanol was mixed with 25.0 g of water to obtain a water ethanol mixed solvent. To the mixed solvent, 0.3 g of methylene blue as a redox dye and 5.0 g of D-glucose as a reducing agent were added and mixed. The methylene blue concentration is 0.85% by mass, and the D-glucose concentration is 14.16% by mass. This redox dye layer forming solution was applied on the basic material layer in the same manner as described above using a bar coater. Then, it dried with the dryer and it was set as the oxidation reduction pigment layer.
(4)その後、塗布面を裏返して、脱酸素剤(パウダーテック株式会社製:ワンダーキープ(登録商標)LP−100)の表面に酸化還元性色素層側を密着固定し、透明樹脂基材側を視認面とした。そして、透明樹脂基材に8個×11列のピンホールを開け、実施例1の酸素検知剤とした。 (4) Thereafter, the coated surface is turned over, and the redox dye layer side is closely fixed to the surface of the oxygen scavenger (Powder Tech Co., Ltd .: Wonderkeep (registered trademark) LP-100), and the transparent resin substrate side Was the viewing surface. Then, 8 × 11 rows of pinholes were opened in the transparent resin base material to obtain the oxygen detector of Example 1.
実施例2では、透明樹脂基材として、2軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPPフィルム)を用いたことを除いて、実施例1と同様にして酸素検知剤を作製した。 In Example 2, an oxygen detector was produced in the same manner as in Example 1 except that a biaxially stretched polypropylene film (OPP film) was used as the transparent resin substrate.
実施例3では、透明樹脂基材として、厚みが60μmのOHPフィルム(株式会社クイックアート製 BFSA4C)を用いたことを除いて、実施例1と同様にして酸素検知剤を作製した。OHPフィルムは、吸水処理が施されたPETフィルムである。 In Example 3, an oxygen detector was prepared in the same manner as in Example 1 except that an OHP film having a thickness of 60 μm (BFSA4C manufactured by Quick Art Co., Ltd.) was used as the transparent resin substrate. The OHP film is a PET film that has been subjected to water absorption treatment.
[比較例1]
比較例1として、バインダー層を形成する際に、水酸化マグネシウムを用いなかったことを除いて、実施例1と同様にして酸素検知剤を作製した。
[Comparative Example 1]
As Comparative Example 1, an oxygen detector was prepared in the same manner as in Example 1 except that magnesium hydroxide was not used when forming the binder layer.
[比較例2]
比較例2では、バインダー層形成工程において、水酸化マグネシウムに代えて、水酸化アルミニウムを用いた。バインダー層形成溶液における5質量%のポリビニルアルコール水溶液と、水酸化アルミニウムの混合比は8:2とした。なお、ポリビニルアルコール(固形分)と水酸化アルミニウムとの混合比は、質量比で100:500である。また、酸化還元性色素層形成工程において、水10.0gに、エタノール5.0gを混合し、水エタノール混合溶媒とした。当該混合溶媒に、酸化還元性色素としてメチレンブルーを0.1g、還元剤としてD−グルコースを1.0g添加した。また、界面活性剤として、平均重合度が500のポリビニルアルコールを0.05g添加した。これらを混合して、メチレンブルー濃度0.62質量%、D−グルコース濃度は6.19質量%の酸化還元性色素形成液を調製した。これらのバインダー層形成溶液及び酸化還元性色素層形成溶液を用いて、バインダー層及び酸化還元性色素層を形成したことを除いて、実施例1と同様にして、酸素検知剤を作製した。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, aluminum hydroxide was used in place of magnesium hydroxide in the binder layer forming step. The mixing ratio of 5 mass% polyvinyl alcohol aqueous solution and aluminum hydroxide in the binder layer forming solution was 8: 2. In addition, the mixing ratio of polyvinyl alcohol (solid content) and aluminum hydroxide is 100: 500 in mass ratio. In the oxidation-reduction pigment layer forming step, 10.0 g of water was mixed with 5.0 g of ethanol to obtain a water ethanol mixed solvent. To the mixed solvent, 0.1 g of methylene blue as a redox dye and 1.0 g of D-glucose as a reducing agent were added. Moreover, 0.05 g of polyvinyl alcohol having an average degree of polymerization of 500 was added as a surfactant. These were mixed to prepare a redox dye-forming solution having a methylene blue concentration of 0.62% by mass and a D-glucose concentration of 6.19% by mass. An oxygen detector was prepared in the same manner as in Example 1 except that the binder layer and the redox dye layer were formed using the binder layer forming solution and the redox dye layer forming solution.
[比較例3]
比較例3では、透明樹脂基材として、実施例2と同じOPPフィルムを用いたことを除いて、比較例2と同様にして酸素検知剤を作製した。
[Comparative Example 3]
In Comparative Example 3, an oxygen detection agent was produced in the same manner as in Comparative Example 2, except that the same OPP film as in Example 2 was used as the transparent resin substrate.
[比較例4]
比較例4では、透明樹脂基材として、実施例3と同じOHPフィルムを用いたことを除いて、比較例2と同様にして酸素検知剤を作製した。
[Comparative Example 4]
In Comparative Example 4, an oxygen detector was produced in the same manner as in Comparative Example 2, except that the same OHP film as in Example 3 was used as the transparent resin substrate.
[評価]
1.評価方法
(1)密着性、色ムラ
基材に、バインダー層、塩基性物質層及び酸化還元性色素層を形成した後の状態を目視により確認しし、これらの層の基材に対する密着性及び色ムラの有無を確認した。
[Evaluation]
1. Evaluation method (1) Adhesion, color unevenness
The state after forming the binder layer, the basic substance layer, and the redox dye layer on the base material was confirmed by visual observation, and the adhesion of these layers to the base material and the presence or absence of color unevenness were confirmed.
(2)変色応答性
各実施例及び各比較例で作製した脱酸素剤と一体化された酸素検知剤を幅150mm、長さ200mmの塩化ビニリデンコートナイロンポリエチレン袋に入れて、密封し、35℃の恒温槽中に12時間保管した。そして、開封後経時に伴う当該酸素検知剤の呈色の変化を目視で確認すると共に、反射スペクトルを測定し、そのピーク強度の変化を確認した。なお、反射スペクトルの測定には、日本分光株式会社製の紫外可視分光光度計 V−570を用いた。
(2) Discoloration response The oxygen detector integrated with the oxygen scavenger prepared in each Example and each Comparative Example was placed in a vinylidene chloride-coated nylon polyethylene bag having a width of 150 mm and a length of 200 mm, sealed, and 35 ° C. In a constant temperature bath for 12 hours. Then, the change in color of the oxygen detector with the passage of time after opening was visually confirmed, the reflection spectrum was measured, and the change in peak intensity was confirmed. In addition, the ultraviolet visible spectrophotometer V-570 by JASCO Corporation was used for the measurement of a reflection spectrum.
(3)繰り返し利用性
実施例1と同様にして作製した酸素検知剤を、幅150mm、長さ200mmの塩化ビニリデンコートナイロンポリエチレン袋に、脱酸素剤(パウダーテック株式会社製:ワンダーキープ(登録商標)LP−100)と共に入れて、密封し、35℃の恒温槽中に12時間保管した。その後開封し、開封後5分後、10分後、30分後における当該酸素検知剤の呈色の変化を確認した。酸素検知剤の呈色変化がなくなるまで、酸素雰囲気下で放置した酸素検知剤を、再び、新たな脱酸素剤と共に上記袋に入れ、上記と同様の手順で酸素検知剤の呈色変化を確認することを繰り返し行った。繰り返し回数を9回とした。
(3) Repeatability The oxygen detector prepared in the same manner as in Example 1 was placed in a vinylidene chloride-coated nylon polyethylene bag having a width of 150 mm and a length of 200 mm in an oxygen scavenger (Powdertech Co., Ltd .: Wonderkeep (registered trademark) ) LP-100), sealed and stored in a constant temperature bath at 35 ° C. for 12 hours. Thereafter, the container was opened, and the change in color of the oxygen detector was confirmed 5 minutes, 10 minutes, and 30 minutes after opening. The oxygen detector left in the oxygen atmosphere is put in the bag again with a new oxygen absorber until the color change of the oxygen detector disappears, and the color change of the oxygen detector is confirmed in the same procedure as above. It was done repeatedly. The number of repetitions was nine.
2.評価結果
(1)密着性及び色ムラ
まず、実施例1と比較例1の酸素検知剤について述べる。実施例1の酸素検知剤において、バインダー層はポリビニルアルコールと水酸化マグネシウムとを含む。実施例1の酸素検知剤では、ポリエチレンテレフタレート製基材の表面に、各層を密着性よく形成することができ、酸化還元性色素層の発色も良好で色ムラも観察されなかった。一方、比較例1の酸素検知剤において、バインダー層はポリビニルアルコール水溶液のみを用いて形成した。すなわち、バインダー層には水酸化マグネシウムが含まれない。比較例1の酸素検知剤では、ポリエチレンテレフタレート製基材の表面に、各層を形成することはできたものの、酸化還元性色素層等を均一な厚みで形成することが困難であったのか、或いは、密着性が不足しているのか、脱酸素前において色ムラが観察された。
2. Evaluation Results (1) Adhesion and Color Unevenness First, the oxygen detectors of Example 1 and Comparative Example 1 will be described. In the oxygen detector of Example 1, the binder layer contains polyvinyl alcohol and magnesium hydroxide. In the oxygen detector of Example 1, each layer could be formed with good adhesion on the surface of the polyethylene terephthalate substrate, the color of the redox dye layer was good, and no color unevenness was observed. On the other hand, in the oxygen detector of Comparative Example 1, the binder layer was formed using only an aqueous polyvinyl alcohol solution. That is, the binder layer does not contain magnesium hydroxide. In the oxygen detector of Comparative Example 1, although each layer could be formed on the surface of the polyethylene terephthalate substrate, it was difficult to form a redox dye layer or the like with a uniform thickness, or The color unevenness was observed before the deoxygenation because of insufficient adhesion.
比較例2は、バインダー層として、水酸化マグネシウムに代えて、水酸化アルミニウムを含む。バインダー層に水酸化アルミニウムを添加することにより、比較例1と比較すると、塩基性物質層及び酸化還元性色素層の密着性は良好であり、色ムラも少なかった。しかしながら、バインダー層に水酸化マグネシウムを含む実施例1の酸素検知剤と比較すると、密着性が低く、色ムラも観察された。 Comparative Example 2 contains aluminum hydroxide instead of magnesium hydroxide as the binder layer. By adding aluminum hydroxide to the binder layer, compared with Comparative Example 1, the adhesion between the basic substance layer and the redox dye layer was good, and there was little color unevenness. However, compared with the oxygen detector of Example 1 containing magnesium hydroxide in the binder layer, adhesion was low and color unevenness was also observed.
実施例2及び実施例3の酸素検知剤は、基材の材質が異なる以外は実施例1と同様に製造されたものである。いずれも各基材上に密着性よく各層を形成することができたことから、バインダー層をポリビニルアルコールと水酸化マグネシウムとを含む構成とすることにより、PETフィルム、OPPフィルムなどの吸水性を有さない基材を用いた場合も、当該基材上に水性インク状に調製した酸化還元性色素層形成溶液等を用いて印刷タイプの酸素検知剤を製造可能であることが確認された。 The oxygen detectors of Example 2 and Example 3 were produced in the same manner as Example 1 except that the material of the base material was different. In any case, each layer was able to be formed on each substrate with good adhesion, so that the binder layer contains polyvinyl alcohol and magnesium hydroxide, thereby having water absorption properties such as PET film and OPP film. Even when a base material that is not used was used, it was confirmed that a printing type oxygen detector could be produced using a redox dye layer forming solution prepared in the form of a water-based ink on the base material.
一方、比較例2〜比較例4を比較すると、OHPフィルムを基材として用いた比較例4の酸素検知剤は、比較例2及び比較例3の酸素検知剤と比較すると、バインダー層に水酸化マグネシウムに代えて、水酸化アルミニウムを添加したときも、酸化還元性色素層を薄く、密着性よく形成することができた。OHPフィルムは、PETフィルムの表面に吸水処理が施されたものである。基材の吸水性が他の基材(PETフィルム/OPPフィルム)よりも高いため、酸化還元性色素層を基材上に密着性よく形成できたものと考えられる。 On the other hand, when Comparative Examples 2 to 4 are compared, the oxygen detector of Comparative Example 4 using the OHP film as a base material is hydroxylated in the binder layer when compared with the oxygen detectors of Comparative Examples 2 and 3. When aluminum hydroxide was added instead of magnesium, the redox dye layer was thin and formed with good adhesion. The OHP film is obtained by performing water absorption treatment on the surface of a PET film. Since the water absorption of the base material is higher than that of other base materials (PET film / OPP film), it is considered that the redox dye layer could be formed on the base material with good adhesion.
(2)反射スペクトル
図3及び図4に、実施例1及び比較例1の酸素検知剤について測定した反射スペクトルを示す。実施例1の酸素検知剤は、脱酸素前、青紫色を呈し、波長588nm及び波長663nmの位置にピークが現れた。密封された袋内で脱酸素剤と共に12時間保管された後、図3fに示すように可視光領域の吸光度は約0.01となり、白色(バインダー層の色)を呈した。一方、脱酸素前の同位置におけるピーク強度は約6.0であった。密封袋を開封後、5分経過後のピーク強度は約1.0であり、脱酸素前のピーク強度の約15%であった。また、開封30分後のピーク強度は約3.0であり、脱酸素前のピーク強度の約50%であった。開封1時間後の同位置のピーク強度は約5.0であり、脱酸素前の約80%であった。雰囲気中の酸素を検知して5分後には目視で分かる程度に発色していることから、良好な変色応答性を確保することができることが確認された。
(2) Reflection spectrum FIGS. 3 and 4 show the reflection spectra measured for the oxygen detectors of Example 1 and Comparative Example 1. FIG. The oxygen detection agent of Example 1 exhibited a bluish purple color before deoxygenation, and peaks appeared at a wavelength of 588 nm and a wavelength of 663 nm. After being stored for 12 hours together with the oxygen scavenger in a sealed bag, the absorbance in the visible light region was about 0.01 as shown in FIG. 3f, and white color (binder layer color) was exhibited. On the other hand, the peak intensity at the same position before deoxygenation was about 6.0. After opening the sealed bag, the peak intensity after 5 minutes was about 1.0, which was about 15% of the peak intensity before deoxygenation. The peak intensity after 30 minutes of opening was about 3.0, which was about 50% of the peak intensity before deoxygenation. The peak intensity at the same position 1 hour after opening was about 5.0, and about 80% before deoxygenation. It was confirmed that good discoloration responsiveness could be secured since the color was developed to such an extent that it was visually recognized 5 minutes after detecting oxygen in the atmosphere.
これに対して、比較例1の酸素検知剤は、脱酸素前は青色を呈し、波長610nm及び波長664nmの位置にピークが現れた。密封された袋内で脱酸素剤と共に12時間保管された後、図3fに示すように可視光領域の吸光度は約0.01となり、無色を呈した(図4f参照)。一方、脱酸素前の同位置におけるピーク強度は約8.0であった。密封袋を開封後、5分経過後のピーク強度は約0.07であり、開封30分後のピーク強度は約0.3であり、開封1時間後の同位置のピーク強度は約0.6であった。酸素雰囲気下に置かれた後1時間経過しても、脱酸素前の10%以下のピーク強度しか示さず、実施例1の酸素検知剤と比較すると変色応答性が低いことが確認された。 On the other hand, the oxygen detector of Comparative Example 1 exhibited a blue color before deoxygenation, and peaks appeared at positions of a wavelength of 610 nm and a wavelength of 664 nm. After being stored in the sealed bag together with the oxygen scavenger for 12 hours, the absorbance in the visible light region was about 0.01 as shown in FIG. 3f, and the color was colorless (see FIG. 4f). On the other hand, the peak intensity at the same position before deoxygenation was about 8.0. After opening the sealing bag, the peak intensity after 5 minutes is about 0.07, the peak intensity after 30 minutes of opening is about 0.3, and the peak intensity at the same position 1 hour after opening is about 0.00. 6. Even after 1 hour has passed since it was placed in an oxygen atmosphere, it showed only a peak intensity of 10% or less before deoxygenation, and it was confirmed that the color change responsiveness was lower than that of the oxygen detector of Example 1.
次に、図5に、比較例2の酸素検知剤について測定した反射スペクトルを示す。比較例2の酸素検知剤は、脱酸素前、青色を呈し、波長606nm及び波長666nmの位置にピークが現れた。密封された袋内で脱酸素剤と共に12時間保管された後、図5fに示すように可視光領域の吸光度は約0.01となり、白色(バインダー層の色)を呈した。一方、脱酸素前の同位置におけるピーク強度は約9.0であった。密封袋を開封後、5分経過後のピーク強度は約1.0であり、脱酸素前のピーク強度の約15%であった。また、開封30分後のピーク強度は約2.0であり、脱酸素前のピーク強度の約22%であった。比較例1と比較すると、比較例2の酸素検知剤の変色応答性は改善されているものの、実施例1と比較すると変色応答性は低く、酸化還元性色素の酸化還元反応を迅速に行わせるために十分な条件(保水量、pH等)が不足しているものと考えられる。 Next, in FIG. 5, the reflection spectrum measured about the oxygen detection agent of the comparative example 2 is shown. The oxygen detection agent of Comparative Example 2 exhibited a blue color before deoxygenation, and peaks appeared at positions of a wavelength of 606 nm and a wavelength of 666 nm. After being stored for 12 hours together with the oxygen scavenger in a sealed bag, the absorbance in the visible light region was about 0.01 as shown in FIG. 5f, and white color (binder layer color) was exhibited. On the other hand, the peak intensity at the same position before deoxygenation was about 9.0. After opening the sealed bag, the peak intensity after 5 minutes was about 1.0, which was about 15% of the peak intensity before deoxygenation. Further, the peak intensity after 30 minutes of opening was about 2.0, which was about 22% of the peak intensity before deoxygenation. Although the discoloration response of the oxygen detector of Comparative Example 2 is improved as compared with Comparative Example 1, the discoloration response is lower than that of Example 1, and the oxidation-reduction reaction of the redox dye is rapidly performed. Therefore, it is considered that sufficient conditions (water retention amount, pH, etc.) are insufficient.
なお、図3〜図5に示す反射スペクトルは、上述したとおり、2つの波長位置にピークを有する。長波長側のピークはメチレンブルーの単量体のピークを示し、概ね663nm〜666nmに現れる。一方、短波長側のピークはメチレンブルーの二量体のピークを示し、そのピーク位置はメチレンブルーの濃度が高くなるにつれ、すなわちピーク強度が高いほど、短波長側にシフトしていることが確認される。メチレンブルーの濃度が高くなると、3量体や4量体などの凝集体が生じやすくなる。そのため、ピーク位置のシフトが観察されるものと考えられる。 In addition, the reflection spectrum shown in FIGS. 3-5 has a peak in two wavelength positions as above-mentioned. The peak on the long wavelength side is a peak of the methylene blue monomer, and appears at approximately 663 nm to 666 nm. On the other hand, the short wavelength side peak shows a dimer peak of methylene blue, and the peak position is confirmed to shift to the short wavelength side as the concentration of methylene blue increases, that is, the peak intensity increases. . When the concentration of methylene blue is increased, aggregates such as trimers and tetramers are likely to be formed. Therefore, it is considered that a peak position shift is observed.
なお、バインダー層形成溶液を調製する際に、水酸化マグネシウムに代えて、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどを用いて、実施例1と同様にして酸素検知剤の製造を試みた。しかしながら、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを用いた場合は、還元剤として用いたD−グルコースの褐変反応が生じ、酸化還元色素層が茶褐色を呈する他、酸化還元性色素を還元型に維持することが困難であった。そのため、実用性のある酸素検知剤を得ることは困難であった。また、酸化マグネシウムを用いた場合は、ポリビニルアルコール水溶液に酸化マグネシウムを添加するとバインダー層形成溶液が直ちにゲル化し、基材上にバインダー層形成溶液を薄く均一に塗布することが困難であった。 In preparing the binder layer forming solution, in place of magnesium hydroxide, using calcium hydroxide, magnesium oxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc., production of an oxygen detector in the same manner as in Example 1. Tried. However, when calcium hydroxide, sodium hydroxide, or potassium hydroxide is used, the browning reaction of D-glucose used as a reducing agent occurs, the redox dye layer exhibits a brown color, and the redox dye is reduced. It was difficult to maintain. Therefore, it has been difficult to obtain a practical oxygen detector. In addition, when magnesium oxide was used, when magnesium oxide was added to the polyvinyl alcohol aqueous solution, the binder layer forming solution gelled immediately, and it was difficult to apply the binder layer forming solution thinly and uniformly on the substrate.
一方、水酸化マグネシウムの場合、水酸化マグネシウムをポリビニルアルコールに添加しても、バインダー層形成溶液が直ちにゲル化することはなく、バインダー層形成溶液を基材上にバインダー層形成溶液を薄く塗布するに十分な作業性を確保することができた。また、バインダー層形成溶液を乾燥させる際にポリビニルアルコールのみを用いる場合と比較すると、バインダー層が早く固化する。このことから、恐らく、バインダー層に水酸化マグネシウムを添加することで、ポリビニルアルコールの架橋密度が幾分高くなり、酸化還元性色素の酸化還元反応を良好に行わせるために十分な保水量を確保しつつ、基材と、塩基性物質層及び酸化還元性色素層とを密着させるための接着層としての機能を果たすものと考えられる。 On the other hand, in the case of magnesium hydroxide, even if magnesium hydroxide is added to polyvinyl alcohol, the binder layer forming solution does not immediately gel, and the binder layer forming solution is applied thinly on the substrate. It was possible to secure sufficient workability. In addition, the binder layer solidifies faster than when only the polyvinyl alcohol is used when drying the binder layer forming solution. From this, it is likely that the addition of magnesium hydroxide to the binder layer will increase the cross-linking density of the polyvinyl alcohol and ensure sufficient water retention to allow the redox reaction of the redox dye to be performed well. However, it is considered that the base material, the basic substance layer, and the redox dye layer are functioned as an adhesive layer for bringing them into close contact with each other.
また、基材上にバインダー層を介して酸素検知層を形成する際に、上記実施の形態及び本実施例で説明したように、塩基性物質層をバインダー層上に形成した後、当該塩基性物質層上に酸化還元性色素層を形成することで、変色応答性及び発色の良好な酸素検知剤を得ることができた。これに対して、バインダー層上に、塩基性物質、還元剤及び酸化還元性色素を全て含む一層の酸素検知層を形成した場合、酸素検知層を二層構造とした場合と比較すると、変色応答性及び発色の点で不十分であった。これは、塩基性物質層内に還元剤(D−グルコース)を含ませた場合、還元性糖類の褐変反応が生じることが変色応答性及び発色が低下する原因の一つとして考えられる。一方、上記実施の形態及び本実施例で説明したように、塩基性物質層を塩基性物質のみを含む層とし、当該塩基性物質層上に還元剤を含む酸化還元性色素層を形成することで、還元剤(D−グルコース)の褐変反応を抑制することができ、良好な変色応答性及び発色の良好な酸素検知剤を得ることができた。 Further, when the oxygen detection layer is formed on the base material via the binder layer, the basic substance layer is formed on the binder layer as described in the above embodiment and this example, and then the basicity layer is formed. By forming the oxidation-reduction dye layer on the material layer, an oxygen detector having good color change responsiveness and color development could be obtained. In contrast, when a single oxygen detection layer containing all of the basic substance, the reducing agent, and the redox dye is formed on the binder layer, the color change response is compared to the case where the oxygen detection layer has a two-layer structure. In terms of color and color development, it was insufficient. This is considered to be one of the causes that the browning reaction of the reducing saccharide occurs when the reducing agent (D-glucose) is included in the basic substance layer, and the color change responsiveness and color development decrease. On the other hand, as described in the above embodiment and this example, the basic substance layer is a layer containing only a basic substance, and a redox dye layer containing a reducing agent is formed on the basic substance layer. Thus, it was possible to suppress the browning reaction of the reducing agent (D-glucose), and to obtain an oxygen detector having good color change responsiveness and good color development.
さらに、基材上に塩基性物質層及び酸化還元性色素層を密着性よく形成することができるという観点からは、OHPフィルムがPETフィルム、OPPフィルムと比較してより良好であった。しかしながら、より鮮明な色調変化と迅速な変色応答性が得られるという観点からは、基材としてはPETフィルムを用いることが最も好ましいことが確認された。 Furthermore, the OHP film was better than the PET film and the OPP film from the viewpoint that the basic substance layer and the redox dye layer can be formed on the substrate with good adhesion. However, it was confirmed that it is most preferable to use a PET film as the substrate from the viewpoint that a clearer color tone change and quick color change responsiveness can be obtained.
(3)繰り返し利用性
実施例1の酸素検知剤の呈色変化を9回繰り返し確認したところ、図6に示すように、実施例1の酸素検知剤は9回目においても、恒温漕に12時間保管した後、酸素検知剤は白色を呈し、メチレンブルーが還元型構造を取ることが確認された。また、9回目においても開封後、酸素検知剤が酸素雰囲気下に置かれると、酸素検知剤は経時と共に青色が濃くなっていき、30分経過後の呈色は、1回目のときと同程度になった。このことから、実施例1の酸素検知剤は、複数回繰り返し使用しても、劣化することなく、雰囲気中の酸素の有無を検知することができることが分かった。
(3) Repeatability When the color change of the oxygen detection agent of Example 1 was repeatedly confirmed 9 times, as shown in FIG. 6, the oxygen detection agent of Example 1 was kept at a constant temperature for 12 hours as shown in FIG. After storage, it was confirmed that the oxygen detector exhibited a white color and methylene blue had a reduced structure. In addition, when the oxygen detecting agent is placed in an oxygen atmosphere after opening the ninth time, the oxygen detecting agent becomes darker in blue with time, and the coloration after 30 minutes is about the same as the first time. Became. From this, it was found that the oxygen detector of Example 1 can detect the presence or absence of oxygen in the atmosphere without deteriorating even when used repeatedly a plurality of times.
本件発明によれば、鮮明な色調変化と良好な変色応答性を確保しつつ、疎水性基材の表面であっても密着性のよい酸素検知剤及び当該酸素検知剤の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an oxygen detector having good adhesion even on the surface of a hydrophobic substrate and a method for producing the oxygen detector while ensuring a clear color tone change and good discoloration response. Can do.
Claims (7)
水酸化マグネシウムと、結着剤とを含むバインダー層と、
雰囲気中の酸素の有無によって色調を変化させる酸化還元性色素を含む酸素検知層と、
が前記基材側から当該順序で積層されたことを特徴とする酸素検知剤。 On the substrate
A binder layer containing magnesium hydroxide and a binder;
An oxygen detection layer containing a redox dye that changes color tone depending on the presence or absence of oxygen in the atmosphere;
Are stacked in the order from the base material side.
塩基性物質を含む塩基性物質層と、
還元剤と、前記酸化還元性色素とを含む酸化還元性色素層と、
が前記バインダー層上に前記基材側から当該順序で積層された二層構造を有する請求項1に記載の酸素検知剤。 The oxygen sensing layer is
A basic substance layer containing a basic substance;
A redox dye layer comprising a reducing agent and the redox dye;
The oxygen detector according to claim 1, wherein the oxygen detector has a two-layer structure in which the binder layer is laminated in this order from the base material side.
基材上に、水酸化マグネシウムと、結着剤とを含むバインダー層を形成する工程と、
前記バインダー層上に、雰囲気中の酸素の有無によって色調を変化させる酸化還元性色素を含む酸素検知層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする酸素検知剤の製造方法。 A method for producing an oxygen detector capable of detecting the presence or absence of oxygen in an atmosphere by a change in color tone of a redox dye,
Forming a binder layer containing magnesium hydroxide and a binder on the substrate;
On the binder layer, a step of forming an oxygen detection layer containing a redox dye that changes the color tone depending on the presence or absence of oxygen in the atmosphere;
A method for producing an oxygen detector, comprising:
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