JP2022129766A - Temperature sensor using temperature-sensitive chromogenic material and method for using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低温領域で不可逆的に発色する感温発色性材料、並びにそれを用いた温度センサー及びその使用方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thermochromic material that irreversibly develops color in a low temperature range, a temperature sensor using the same, and a method of using the same.
食品や医薬品などのコールドチェーンにおいて、商品が消費者へ届くまでに様々な業者を経由する。しかし、業者間で統一した温度管理システムがないため、商品の受け渡し時や、温度管理体制の整っていない業者を経由した際に、適正な温度に保たれていない可能性がある。 In the cold chain of foodstuffs, pharmaceuticals, etc., products go through various vendors before they reach consumers. However, since there is no unified temperature control system among traders, there is a possibility that the product may not be kept at an appropriate temperature when it is delivered or passed through a trader who does not have a temperature control system.
適正な温度に保たれていることを確認する方法として、電子温度センサーを利用して温度履歴を記録する取り組みが行われている。しかし、この場合はデータを内部メモリに記録するか外部ネットワークと通信する必要があり、電子温度センサーには電池又は外部電源から電力を供給しなくてはならない。こうした電力供給は、管理コストの増加や災害時の脆弱性につながり、業者ごとにばらつきのある管理システムは不確実性が高くリスクが伴う。昨今の世界的な環境意識の高まりから、無駄な待機電力の削減や駆動時の省エネルギー性が求められている一方で、ECサイトの普及により生鮮食品や医薬品など温度管理が必要な商品の需要も増えていることから、電力を供給しなくとも簡便に温度履歴を残す方法の開発が求められている。 Efforts are being made to record the temperature history using electronic temperature sensors as a way to ensure that the correct temperature is being maintained. However, in this case the data must be stored in internal memory or communicated with an external network, and the electronic temperature sensor must be powered by batteries or an external power source. Such a power supply leads to increased management costs and vulnerability in the event of a disaster, and a management system that varies from vendor to vendor is highly uncertain and risky. Due to the recent rise in global environmental awareness, there is a demand for reduction of wasteful standby power and energy saving during operation, while the spread of e-commerce sites has increased demand for products that require temperature control, such as perishables and pharmaceuticals. Because of this, there is a demand for the development of a method of simply leaving a temperature history without supplying power.
特許文献1には、基材、並びに前記基材上の染料層及び顕色剤層を有し、前記染料層が、ロイコ染料及び第1のバインダーを含み、前記顕色剤層が、前記ロイコ染料を呈色させる顕色剤及び第2のバインダーを含み、かつ前記第1及び/又は第2のバインダーが、熱溶融性の樹脂バインダーである、温度インジケータが記載されている。
しかし、特許文献1に記載された温度インジケータでは、基材としてバインダーの溶融液が浸透しやすい材料(紙、天然繊維、合成繊維、再生繊維、織布、不織布、皮革)を用いる必要がある。これは、一般に、ロイコ染料と顕色剤との反応は両物質を溶解する液媒体(液状の媒質)の存在により阻害されるためと考えられる。すなわち、ロイコ染料と顕色剤を反応させてロイコ染料を発色させるためには、バインダーの溶融液を除去する必要があることから、基材としてバインダーの溶融液が浸透しやすい材料を用いていると考えられる。換言すると、特許文献1に記載された温度インジケータでは、浸透性の低い樹脂フィルムのような基材を用いることができず、電子温度センサーとして実際に使用することが難しかった。
However, in the temperature indicator described in
そこで、本発明は、低温領域で不可逆的に発色する感温発色性材料、並びにそれを用いた温度センサー及びその使用方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a thermochromic material that irreversibly develops color in a low temperature range, a temperature sensor using the same, and a method for using the same.
本発明に係る感温発色性材料は、ロイコ染料(a1)と温度調整剤(a2)とを含む第一の成分(A)と、固体吸着剤(b1)を含む第二の成分(B)とを有し、前記第一の成分(A)の温度が前記温度調整剤(a2)の融点より低い温度から前記融点まで上昇したとき、前記温度調整剤(a2)が融解して、前記ロイコ染料(a1)が前記固体吸着剤(b1)と反応して発色する。 The thermochromic material according to the present invention comprises a first component (A) containing a leuco dye (a1) and a temperature control agent (a2), and a second component (B) containing a solid adsorbent (b1). and when the temperature of the first component (A) rises from a temperature lower than the melting point of the temperature adjusting agent (a2) to the melting point, the temperature adjusting agent (a2) melts and the leuco The dye (a1) reacts with the solid adsorbent (b1) to develop color.
本発明に係る温度センサーは、前記の感温発色性材料を用いた温度センサーであって、前記第一の成分(A)の層と前記第二の成分(B)の層とが、剥離フィルムを介して積層されている。この温度センサーは、前記剥離フィルムを剥がす工程と、前記第一の成分(A)の層と前記第二の成分(B)の層とを接触させる工程とを有する方法に使用することができる。 The temperature sensor according to the present invention is a temperature sensor using the thermochromic material, wherein the layer of the first component (A) and the layer of the second component (B) are separated from each other by a release film is laminated through This temperature sensor can be used in a method comprising peeling off the release film and contacting the first component (A) layer and the second component (B) layer.
本発明に係る温度センサーは、前記の感温発色性材料を用いた温度センサーであって、弱接着部により複数の領域に区切られた袋体の各領域に、前記第一の成分(A)及び前記第二の成分(B)がそれぞれ投入されており、前記弱接着部は、袋体内部の圧力を高めることで剥離し、前記第一の成分(A)が投入された領域と前記第二の成分(B)が投入された領域とを連通させることができる。この温度センサーは、前記袋体内部の圧力を高めることで、前記弱接着部を剥離させて、前記第一の成分(A)が投入された領域と前記第二の成分(B)が投入された領域とを連通させることで、前記第一の成分(A)と前記第二の成分(B)とを接触させる工程を有する方法により使用することができる。 A temperature sensor according to the present invention is a temperature sensor using the thermochromic material described above, wherein the first component (A) is added to each region of the bag body divided into a plurality of regions by the weakly bonded portion. and the second component (B) are respectively introduced, and the weakly bonded portion is peeled off by increasing the pressure inside the bag body, and the region where the first component (A) is introduced and the first It can communicate with the area into which the second component (B) is introduced. By increasing the pressure inside the bag body, the temperature sensor peels off the weakly bonded portion, and the area where the first component (A) is introduced and the area where the second component (B) is introduced. It can be used by a method comprising the step of contacting the first component (A) and the second component (B) by communicating with the region.
本発明によれば、低温領域で不可逆的に発色する感温発色性材料、並びにそれを用いた温度センサー及びその使用方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a thermochromic material that irreversibly develops color in a low-temperature region, a temperature sensor using the same, and a method for using the same.
本発明に係る感温発色性材料は、第一の成分(A)と第二の成分(B)とを有する。第一の成分(A)は、ロイコ染料(a1)と、温度調整剤(a2)とを含む。第二の成分(B)は、固体吸着剤(b1)を含む。そして、第一の成分(A)の温度が温度調整剤(a2)の融点より低い温度から前記融点まで上昇したとき、温度調整剤(a2)が融解して、ロイコ染料(a1)が固体吸着剤(b1)と反応して不可逆的に発色する。したがって、本発明に係る感温発色性材料は、温度調整剤(a2)の融点で不可逆的に発色する感温発色性材料となり、またその特性を利用した温度センサーに用いられる。 The thermochromic material according to the present invention has a first component (A) and a second component (B). The first component (A) contains a leuco dye (a1) and a temperature control agent (a2). A second component (B) comprises a solid adsorbent (b1). Then, when the temperature of the first component (A) rises from a temperature lower than the melting point of the temperature control agent (a2) to the melting point, the temperature control agent (a2) melts and the leuco dye (a1) is solid-adsorbed. It reacts with the agent (b1) to irreversibly develop color. Therefore, the thermochromic material according to the present invention is a thermochromic material that irreversibly develops color at the melting point of the temperature adjusting agent (a2), and is used as a temperature sensor utilizing its characteristics.
ロイコ染料(a1)は、顕色剤との酸化還元反応により不可逆的に化学構造が変化して発色する染料のことであり、それ自体は無色又は淡色の染料前駆体である。ロイコ染料(a1)は、顕色剤に対して電子供与体として作用して反応するものと電子受容体として作用して反応するものがあり、いずれでも構わないが、電子供与体として作用して反応するものが好ましい。ロイコ染料(a1)としては、トリフェニルメタンフタリド系ロイコ化合物、トリアリルメタン系ロイコ化合物、フルオラン系ロイコ化合物、フェノチジアン系ロイコ化合物、チオフルオラン系ロイコ化合物、キサンテン系ロイコ化合物、インドフタリル系ロイコ化合物、スピロピラン系ロイコ化合物、アザフタリド系ロイコ化合物、クロメノピラゾール系ロイコ化合物、メチン系ロイコ化合物、ローダミンアニリノラクタム系ロイコ化合物、ローダミンラクタム系ロイコ化合物、キナゾリン系ロイコ化合物、ジアザキサンテン系ロイコ化合物、ビスラクトン系ロイコ化合物などが挙げられる。なかでも、トリフェニルメタンフタリド系ロイコ化合物、フルオラン系ロイコ化合物、又はアザフタリド系ロイコ化合物が好ましい。ロイコ染料(a1)は、1種でもよく、2種以上を組み合わせてもよい。 The leuco dye (a1) is a dye that develops color by irreversibly changing its chemical structure through an oxidation-reduction reaction with a color developer, and itself is a colorless or light-colored dye precursor. The leuco dye (a1) includes one that acts as an electron donor and reacts with the color developer and one that acts as an electron acceptor and reacts with the developer. Those that react are preferred. Leuco dyes (a1) include triphenylmethanephthalide-based leuco compounds, triallylmethane-based leuco compounds, fluorane-based leuco compounds, phenothidian-based leuco compounds, thiofluorane-based leuco compounds, xanthene-based leuco compounds, indophthalyl-based leuco compounds, and spiropyran. leuco compound, azaphthalide leuco compound, chromenopyrazole leuco compound, methine leuco compound, rhodamine anilinolactam leuco compound, rhodamine lactam leuco compound, quinazoline leuco compound, diazaxanthene leuco compound, bislactone leuco compound compound and the like. Among them, triphenylmethanephthalide-based leuco compounds, fluoran-based leuco compounds, and azaphthalide-based leuco compounds are preferable. The leuco dye (a1) may be used alone or in combination of two or more.
ロイコ染料(a1)の具体例としては、例えば、下記[1]~[7]の化合物が挙げられる。
[1]下記式(1)で表される3-ジエチルアミノ-7-クロロフルオラン(CAS:26567-23-7、発色時の色:赤)
[1] 3-diethylamino-7-chlorofluorane represented by the following formula (1) (CAS: 26567-23-7, color when developed: red)
温度調整剤(a2)は、融点を有する物質であり、融点より低い温度では固体であるが、融点まで温度が上昇すると融解して液体になるものである。融解した温度調整剤(a2)は、ロイコ染料(a1)の溶媒として機能するようになり、ロイコ染料(a1)が固体吸着剤(b1)の表面まで移動して発色する。すなわち、温度調整剤(a2)の融点は、ロイコ染料(a1)を発色させる温度となることから、目的に応じて所望の融点を有する温度調整剤(a1)を選択すればよい。温度調整剤(a2)の融点は、特に制限はないが、-100℃以上であることが好ましく、-70℃以上であることがより好ましく、-40℃以上であることがさらに好ましく、-20℃以上が特に好ましく、さらに、-20℃以上でもよく、-10℃以上でもよく、0℃以上でもよく、10℃以上でもよく、20℃以上でもよい。温度調整剤(a2)の融点は、100℃以下でもよく、80℃以下でもよく、60℃以下でもよく、50℃以下でもよく、40℃以下でもよく、30℃以下でもよく、20℃以下でもよい。なお、温度調整剤(a2)の融点には幅があり、実際には融点-2℃程度の温度から融解が始まる場合もある。温度調整剤(a2)は、1種でもよく、2種以上を組み合わせてもよい。 The temperature control agent (a2) is a substance having a melting point, and is solid at a temperature lower than the melting point, but melts and becomes liquid when the temperature rises to the melting point. The melted temperature control agent (a2) functions as a solvent for the leuco dye (a1), and the leuco dye (a1) migrates to the surface of the solid adsorbent (b1) to develop color. That is, since the melting point of the temperature control agent (a2) is the temperature at which the leuco dye (a1) develops color, a temperature control agent (a1) having a desired melting point may be selected depending on the purpose. The melting point of the temperature adjusting agent (a2) is not particularly limited, but is preferably −100° C. or higher, more preferably −70° C. or higher, further preferably −40° C. or higher, and −20 ° C. or higher is particularly preferable, and it may be -20 ° C. or higher, -10 ° C. or higher, 0 ° C. or higher, 10 ° C. or higher, or 20 ° C. or higher. The melting point of the temperature control agent (a2) may be 100° C. or lower, 80° C. or lower, 60° C. or lower, 50° C. or lower, 40° C. or lower, 30° C. or lower, or 20° C. or lower. good. Note that the melting point of the temperature control agent (a2) has a range, and in some cases melting actually starts at a temperature of about -2°C. The temperature adjusting agent (a2) may be used alone or in combination of two or more.
温度調整剤(a2)としては、例えば、脂肪族アルコールを用いることができる。脂肪族アルコールは、飽和脂肪族アルコールでもよく、不飽和脂肪族アルコールでもよい。脂肪族アルコールは、直鎖状でもよく、分岐していてもよい。脂肪族アルコールは、1級アルコールでもよく、2級アルコールでもよく、3級アルコールでもよい。なかでも、直鎖状飽和1級脂肪族アルコールが好ましい。脂肪族アルコールの具体例としては、メチルアルコール(融点:-97℃)、エチルアルコール(融点:-114℃)、1-プロピルアルコール(融点:-126℃)、1-ブチルアルコール(融点:-90℃)、1-ペンチルアルコール(融点:-78℃)、1-ヘキシルアルコール(融点:-52℃)、1-ヘプチルアルコール(融点:-35℃)、1-オクチルアルコール(融点:-16℃)、1-ノニルアルコール(融点:-7℃)、1-デシルアルコール(融点:6.4℃)、1-ウンデシルアルコール(融点:19℃)、ラウリルアルコール(融点:23.5℃)、ミリスチルアルコール(融点:38℃)、セチルアルコール(融点:49℃)、ステアリルアルコール(融点:59.8℃)、アラキジルアルコール(融点:64℃)、ベヘニルアルコール(融点:70℃)が挙げられる。なかでも、炭素数6~22の直鎖状飽和1級脂肪族アルコールが好ましく、8~18の直鎖状飽和1級脂肪族アルコールがより好ましい。 As the temperature regulator (a2), for example, an aliphatic alcohol can be used. The fatty alcohol may be a saturated fatty alcohol or an unsaturated fatty alcohol. The fatty alcohol may be linear or branched. The fatty alcohol may be a primary alcohol, a secondary alcohol, or a tertiary alcohol. Among them, linear saturated primary aliphatic alcohols are preferred. Specific examples of aliphatic alcohols include methyl alcohol (melting point: -97°C), ethyl alcohol (melting point: -114°C), 1-propyl alcohol (melting point: -126°C), 1-butyl alcohol (melting point: -90°C). °C), 1-pentyl alcohol (melting point: -78°C), 1-hexyl alcohol (melting point: -52°C), 1-heptyl alcohol (melting point: -35°C), 1-octyl alcohol (melting point: -16°C) , 1-nonyl alcohol (melting point: -7°C), 1-decyl alcohol (melting point: 6.4°C), 1-undecyl alcohol (melting point: 19°C), lauryl alcohol (melting point: 23.5°C), myristyl alcohol (melting point: 38° C.), cetyl alcohol (melting point: 49° C.), stearyl alcohol (melting point: 59.8° C.), arachidyl alcohol (melting point: 64° C.), and behenyl alcohol (melting point: 70° C.). Among them, linear saturated primary aliphatic alcohols having 6 to 22 carbon atoms are preferable, and linear saturated primary aliphatic alcohols having 8 to 18 carbon atoms are more preferable.
温度調整剤(a2)としては、例えば、脂肪酸アルキルエステルを用いることができる。脂肪酸アルキルエステルは、飽和脂肪酸アルキルエステルでもよく、不飽和脂肪酸アルキルエステルでもよい。脂肪酸アルキルエステルは、直鎖状でもよく、分岐していてもよい。なかでも、直鎖状飽和脂肪酸アルキルエステルが好ましい。脂肪酸アルキルエステルの具体例としては、ギ酸メチル(融点:-100℃)、ギ酸エチル(融点:-81℃)、ギ酸イソプロピル(融点:-93℃)、ギ酸イソプロピル(融点:-96℃)、酢酸メチル(融点:-98℃)、酢酸エチル(融点:-84℃)、酢酸プロピル(融点:-95℃)、酢酸イソプロピル(融点:-73℃)、プロピオン酸イソプロピル(融点:-76℃)、酪酸イソプロピル(融点:-95℃)、吉草酸イソプロピル(融点:-63℃)、カプリル酸イソプロピル(融点:-46℃)、ラウリン酸メチル(融点:7℃)、ラウリン酸エチル(融点:-10℃)、ラウリン酸プロピル(融点:4℃)、ラウリン酸イソプロピル(融点:4℃)、ラウリン酸ブチル(融点:-10℃)、ミリスチン酸メチル(融点:18℃)、ミリスチン酸エチル(融点:12℃)、ミリスチン酸プロピル(融点:-5℃)、ミリスチン酸イソプロピル(融点:7℃)、ミリスチン酸ブチル(融点:7℃)、パルミチン酸メチル(融点:32~35℃)、パルミチン酸エチル(融点:24~26℃)、パルミチン酸プロピル(融点:20℃)、パルミチン酸イソプロピル(融点:13℃)、パルミチン酸ブチル(融点:17℃)、ステアリン酸メチル(融点:37~41℃)、ステアリン酸エチル(融点:34~38℃)、ステアリン酸プロピル(融点:29℃)、ステアリン酸イソプロピル(融点:28℃)、ステアリン酸ブチル(融点:17~22℃)が挙げられる。なかでも、炭素数10~20(より好ましくは12~18)の直鎖状飽和脂肪酸と炭素数1~4のアルコール(より好ましくはイソプロピルアルコール)とのエステルが好ましい。 As the temperature regulator (a2), for example, a fatty acid alkyl ester can be used. The fatty acid alkyl ester may be a saturated fatty acid alkyl ester or an unsaturated fatty acid alkyl ester. The fatty acid alkyl ester may be linear or branched. Among these, linear saturated fatty acid alkyl esters are preferred. Specific examples of fatty acid alkyl esters include methyl formate (melting point: -100°C), ethyl formate (melting point: -81°C), isopropyl formate (melting point: -93°C), isopropyl formate (melting point: -96°C), and acetic acid. methyl (melting point: -98°C), ethyl acetate (melting point: -84°C), propyl acetate (melting point: -95°C), isopropyl acetate (melting point: -73°C), isopropyl propionate (melting point: -76°C), Isopropyl butyrate (melting point: -95°C), isopropyl valerate (melting point: -63°C), isopropyl caprylate (melting point: -46°C), methyl laurate (melting point: -7°C), ethyl laurate (melting point: -10°C) ℃), propyl laurate (melting point: 4°C), isopropyl laurate (melting point: 4°C), butyl laurate (melting point: -10°C), methyl myristate (melting point: 18°C), ethyl myristate (melting point: 18°C) 12°C), propyl myristate (melting point: -5°C), isopropyl myristate (melting point: 7°C), butyl myristate (melting point: 7°C), methyl palmitate (melting point: 32-35°C), ethyl palmitate (melting point: 24-26°C), propyl palmitate (melting point: 20°C), isopropyl palmitate (melting point: 13°C), butyl palmitate (melting point: 17°C), methyl stearate (melting point: 37-41°C) , ethyl stearate (melting point: 34-38° C.), propyl stearate (melting point: 29° C.), isopropyl stearate (melting point: 28° C.), butyl stearate (melting point: 17-22° C.). Among them, esters of linear saturated fatty acids having 10 to 20 carbon atoms (more preferably 12 to 18 carbon atoms) and alcohols having 1 to 4 carbon atoms (more preferably isopropyl alcohol) are preferred.
温度調整剤(a2)としては、上記の他に、アセトン(融点:-94℃)、メチルエチルケトン(融点:-86℃)、シクロヘキサノン(融点:-16℃)等のケトン;ジエチルエーテル(融点:-116℃)、テトラヒドロフラン(融点:-108℃)等のエーテル;トルエン(融点:-95℃)、o-キシレン(融点:-25℃)、m-キシレン(融点:-48℃)、p-キシレン(融点:13℃)等の芳香族炭化水素を用いることができる。なお、温度調整剤(a2)を含む感温発色性材料を室温で調製することを考慮すると、温度調整剤(a2)の沸点は、25℃以上であることが好ましく、30℃以上であることがより好ましく、40℃以上であることがさらに好ましい。 As the temperature adjusting agent (a2), in addition to the above, ketones such as acetone (melting point: -94°C), methyl ethyl ketone (melting point: -86°C), cyclohexanone (melting point: -16°C); diethyl ether (melting point: - 116°C), ethers such as tetrahydrofuran (melting point: -108°C); toluene (melting point: -95°C), o-xylene (melting point: -25°C), m-xylene (melting point: -48°C), p-xylene (melting point: 13° C.) and other aromatic hydrocarbons can be used. Considering that the thermochromic material containing the temperature adjusting agent (a2) is prepared at room temperature, the boiling point of the temperature adjusting agent (a2) is preferably 25° C. or higher, more preferably 30° C. or higher. is more preferable, and 40° C. or higher is even more preferable.
なお、温度調整剤(a2)として、ロイコ染料(a1)及び/又は固体吸着剤(b1)に対して酸性物質又は塩基性物質として作用する化合物を使用しないことが好ましい。すなわち、温度調整剤(a2)として、酸性基及び塩基性基を有しない化合物を用いることが好ましい。特に、顕色剤に対して電子供与体として作用するロイコ染料(a1)を用いる場合に、温度調整剤(a2)として塩基性化合物(塩基性基を有する化合物)を用いると、ロイコ染料(a1)と固体吸着剤(b1)との反応を阻害してしまい、ロイコ染料(a1)が発色しない場合があり、また、温度調整剤(a2)として酸性化合物(酸性基を有する化合物)を用いると、初期状態でロイコ染料(a1)が発色してしまう場合がある。塩基性化合物としては、エチレンジアミンなどのアミン化合物が挙げられる。酸性化合物としては、カルボン酸、フェノール類、スルホン酸、ホスホン酸が挙げられる。 As the temperature adjuster (a2), it is preferable not to use a compound that acts as an acidic or basic substance on the leuco dye (a1) and/or the solid adsorbent (b1). That is, it is preferable to use a compound having neither an acidic group nor a basic group as the temperature adjusting agent (a2). In particular, when using a leuco dye (a1) that acts as an electron donor for the developer, if a basic compound (a compound having a basic group) is used as the temperature adjuster (a2), the leuco dye (a1 ) and the solid adsorbent (b1), the leuco dye (a1) may not develop color. , the leuco dye (a1) may develop color in the initial state. Basic compounds include amine compounds such as ethylenediamine. Acidic compounds include carboxylic acids, phenols, sulfonic acids, and phosphonic acids.
第一の成分(A)におけるロイコ染料(a1)の含有量は、固体吸着剤(b1)100重量部に対して、0.1~5重量部であることが好ましく、0.3~3重量部であることがより好ましく、0.5~1.5重量部であることがさらに好ましい。 The content of the leuco dye (a1) in the first component (A) is preferably 0.1 to 5 parts by weight, preferably 0.3 to 3 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the solid adsorbent (b1). parts by weight, more preferably 0.5 to 1.5 parts by weight.
第一の成分(A)は、ロイコ染料(a1)と温度調整剤(a2)以外に、防腐剤、増粘剤、pH調整剤、防錆剤、潤滑剤、消泡剤、老化防止剤、抗菌剤、難燃剤、紫外線吸収剤、離型剤、分散剤、帯電防止剤、ロイコ染料(a1)以外の染料(蛍光染料を含む)、顔料、無機微粒子、有機微粒子等の他の成分を含んでいてもよい。第一の成分(A)における他の成分の含有量は、10重量%以下であることが好ましく、5重量%以下であることがより好ましく、2重量%以下であることがさらに好ましい。また、第一の成分(A)は、織布や不織布等の保持基材に保持されていてもよい。 The first component (A) includes, in addition to the leuco dye (a1) and the temperature adjuster (a2), a preservative, a thickener, a pH adjuster, an antirust agent, a lubricant, an antifoaming agent, an antiaging agent, Contains other ingredients such as antibacterial agents, flame retardants, ultraviolet absorbers, release agents, dispersants, antistatic agents, dyes other than leuco dyes (a1) (including fluorescent dyes), pigments, inorganic fine particles, organic fine particles, etc. You can stay. The content of other components in the first component (A) is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, and even more preferably 2% by weight or less. Also, the first component (A) may be held on a holding substrate such as a woven fabric or non-woven fabric.
固体吸着剤(b1)は、ロイコ染料(a1)を吸着することができ、ロイコ染料(a1)と酸化還元反応を起こすことで、ロイコ染料(a1)の化学構造を不可逆的に変化させることができるものである。すなわち、固体吸着剤(b1)は、顕色剤として機能する。固体吸着剤(b1)は、ロイコ染料(a1)に対して電子供与体として作用して反応するものと電子受容体として作用して反応するものがあり、いずれでも構わないが、電子受容体として作用して反応するものが好ましい。 The solid adsorbent (b1) can adsorb the leuco dye (a1) and cause an oxidation-reduction reaction with the leuco dye (a1) to irreversibly change the chemical structure of the leuco dye (a1). It is possible. That is, the solid adsorbent (b1) functions as a developer. The solid adsorbent (b1) includes one that acts as an electron donor and reacts with the leuco dye (a1) and one that acts as an electron acceptor and reacts with the leuco dye (a1). Those that act and react are preferred.
なお、前述のとおり、一般に、ロイコ染料と顕色剤との反応は両物質を溶解する液媒体(液状の媒質)の存在により阻害される。しかし、本発明においては、ロイコ染料(a1)は固体吸着剤(b1)に吸着された状態で反応することから、液媒体(融解した温度調整剤(a2))が存在しても、ロイコ染料(a1)と顕色剤(固体吸着剤(b1))との反応は阻害されずに、ロイコ染料(a1)は発色する。 As described above, the reaction between the leuco dye and the developer is generally inhibited by the presence of a liquid medium (liquid medium) that dissolves both substances. However, in the present invention, the leuco dye (a1) reacts while being adsorbed by the solid adsorbent (b1), so even if the liquid medium (melted temperature control agent (a2)) is present, the leuco dye The leuco dye (a1) develops color without inhibiting the reaction between (a1) and the developer (solid adsorbent (b1)).
固体吸着剤(b1)は、有機物でもよいが、無機物であることが好ましい。固体吸着剤(b1)の具体例としては、シリカ、アルミナ、ゼオライトが挙げられる。固体吸着剤(b1)は、結晶性でもよく、非晶性(ゲル状)でもよい。結晶性の固体吸着剤(b1)としては、ゼオライトが好ましい。非晶性(ゲル状)の固体吸着剤(b1)としては、シリカゲルが好ましく、酸性又は中性のシリカゲルがより好ましい。特に、顕色剤に対して電子供与体として作用するロイコ染料(a1)を用いる場合に、固体吸着剤(b1)として塩基性シリカゲルを用いると、ロイコ染料(a1)が発色しない場合がある。固体吸着剤(b1)の粒子径及び細孔径は、ロイコ染料(a1)と酸化還元反応を起こすことができる範囲で、適宜選択することができる。 The solid adsorbent (b1) may be organic, but preferably inorganic. Specific examples of the solid adsorbent (b1) include silica, alumina and zeolite. The solid adsorbent (b1) may be crystalline or amorphous (gel-like). Zeolite is preferred as the crystalline solid adsorbent (b1). As the amorphous (gel-like) solid adsorbent (b1), silica gel is preferable, and acidic or neutral silica gel is more preferable. In particular, when using a leuco dye (a1) that acts as an electron donor for a developer, if basic silica gel is used as the solid adsorbent (b1), the leuco dye (a1) may not develop color. The particle size and pore size of the solid adsorbent (b1) can be appropriately selected as long as the redox reaction can occur with the leuco dye (a1).
固体吸着剤(b1)の配合量に関しては、ロイコ染料(a1)と反応して発色させるのに必要な量であればよく、ロイコ染料(a1)1重量部に対して、10~100重量部であることが好ましく、30~200重量部であることがより好ましく、50~150重量部であることがさらに好ましく、70~100重量部であることが特に好ましい。 Regarding the amount of the solid adsorbent (b1), it may be an amount necessary for reacting with the leuco dye (a1) to develop color, and is 10 to 100 parts by weight with respect to 1 part by weight of the leuco dye (a1). is preferably 30 to 200 parts by weight, more preferably 50 to 150 parts by weight, and particularly preferably 70 to 100 parts by weight.
第二の成分(B)は、固体吸着剤(b1)のみからなるものでもよいが、さらに温度調整剤(b2)を含むことが好ましい。温度調整剤(b2)としては、例えば、前述の温度調整剤(a2)として例示された物質を用いることができるが、前述の温度調整剤(a2)と同一の物質を用いることが好ましい。こうすることで、第一の成分(A)の温度調整剤(a2)が融解したとき第二の成分(B)の温度調整剤(b2)も同時に融解するため、第一の成分(A)と第二の成分(B)の混合しやすくなり、ロイコ染料(a1)が固体吸着剤(b1)と反応しやすくなる。 The second component (B) may consist only of the solid adsorbent (b1), but preferably further contains the temperature control agent (b2). As the temperature adjusting agent (b2), for example, the substances exemplified as the temperature adjusting agent (a2) described above can be used, but it is preferable to use the same substance as the temperature adjusting agent (a2) described above. By doing so, when the temperature adjusting agent (a2) of the first component (A) melts, the temperature adjusting agent (b2) of the second component (B) also melts at the same time, so that the first component (A) and the second component (B) are easily mixed, and the leuco dye (a1) is easily reacted with the solid adsorbent (b1).
第二の成分(B)における固体吸着剤(b1)の含有量は、10重量%以上であることが好ましく、20重量%以上であることがより好ましく、30重量%以上であることがさらに好ましい。第二の成分(B)における固体吸着剤(b1)の含有量は、100重量%であってもよいが、特に第二の成分(B)が温度調整剤(b2)を含む場合においては、80重量%以下でもよく、60重量%以下でもよく、45重量%以下でもよい。 The content of the solid adsorbent (b1) in the second component (B) is preferably 10% by weight or more, more preferably 20% by weight or more, and even more preferably 30% by weight or more. . The content of the solid adsorbent (b1) in the second component (B) may be 100% by weight, especially when the second component (B) contains the temperature control agent (b2), It may be 80% by weight or less, 60% by weight or less, or 45% by weight or less.
第二の成分(B)は、固体吸着剤(b1)と温度調整剤(b2)以外に、防腐剤、増粘剤、pH調整剤、防錆剤、潤滑剤、消泡剤、老化防止剤、抗菌剤、難燃剤、紫外線吸収剤、離型剤、分散剤、帯電防止剤、ロイコ染料(a1)以外の染料(蛍光染料を含む)、顔料、無機微粒子、有機微粒子等の他の成分を含んでいてもよい。第二の成分(B)における他の成分の含有量は、10重量%以下であることが好ましく、5重量%以下であることがより好ましく、2重量%以下であることがさらに好ましい。また、第一の成分(A)は、織布や不織布等の保持基材に保持されていてもよい。 The second component (B) includes, in addition to the solid adsorbent (b1) and the temperature regulator (b2), a preservative, a thickener, a pH adjuster, an antirust agent, a lubricant, an antifoaming agent, and an antiaging agent. , Antibacterial agents, flame retardants, ultraviolet absorbers, release agents, dispersants, antistatic agents, dyes other than leuco dyes (a1) (including fluorescent dyes), pigments, inorganic fine particles, organic fine particles, etc. may contain. The content of other components in the second component (B) is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, and even more preferably 2% by weight or less. Also, the first component (A) may be held on a holding substrate such as a woven fabric or non-woven fabric.
以上のような感温発色性材料であれば、第一の成分(A)の温度が温度調整剤(a2)の融点より低い温度からその融点まで上昇したとき、温度調整剤(a2)が融解して、ロイコ染料(a1)が固体吸着剤(b1)と反応して発色する。すなわち、所定温度以上になると発色し、所定温度未満に戻ってもその色は消えない感温発色性材料となることから、輸送中などの熱履歴を記録する温度センサーとして好適に用いることができる。以下、本発明に係る温度センサー及びその使用方法について説明する。 In the thermochromic material as described above, when the temperature of the first component (A) rises from a temperature lower than the melting point of the temperature adjusting agent (a2) to the melting point, the temperature adjusting agent (a2) melts. Then, the leuco dye (a1) reacts with the solid adsorbent (b1) to develop a color. That is, since it becomes a thermosensitive coloring material that develops color when the temperature rises to a predetermined temperature or higher and does not disappear even when the temperature returns to a temperature lower than the predetermined temperature, it can be suitably used as a temperature sensor for recording heat history during transportation and the like. . A temperature sensor according to the present invention and a method for using the same will be described below.
本発明に係る温度センサーの一実施形態の構成を図1に示す。図1に示す温度センサー1において、第一の支持体10上に第一の成分(A)の層11が形成されており、その上に剥離フィルム12が貼付されている。また、第二の支持体20上に第二の成分(B)の層21が形成されており、その上に剥離フィルム22が貼付されている。そして、第一の成分(A)の層11と第二の成分(B)の層21の位置が重なるように剥離フィルム12及び22側を向かい合わせて配置され、第一の支持体10と第二の支持体20の端部5が熱圧着等で接着されている。すなわち、図1に示す温度センサー1では、第一の成分(A)の層11と第二の成分(B)の層12とが、剥離フィルム12及び22を介して積層されている。このような構成の温度センサー1であれば、使用前において第一の成分(A)と第二の成分(B)が混合してロイコ染料が発色することがない。
FIG. 1 shows the configuration of one embodiment of the temperature sensor according to the present invention. In the
そして、使用開始前に、まず、必要に応じて温度調整剤(a2)の融点より低い温度に下げて第一の成分(A)の層11を固化させる。第二の成分(B)が温度調整剤(b2)を含む場合は、必要に応じて温度調整剤(b2)の融点より低い温度に下げて第二の成分(B)の層11を固化させる。ここで、図1及び2に示すように、例えば、第一の支持体10と第二の支持体20の端部5付近に、ロイコ染料(a1)と温度調整剤(a2)と一般的な顕色剤とを含む混合物を投入した固化確認部6を形成しておくことが好ましい。すなわち、この3つの物質を含む混合物は、温度調整剤(a2)の融点未満の固体状のときにはロイコ染料(a1)が発色し、温度調整剤(a2)の融点以上の液状のときにはロイコ染料(a1)が消色することから、固化確認部6のロイコ染料(a1)の発色により温度調整剤(a2)が固化した(=第一の成分(A)の層11が固化した)ことを確認することができる。なお、一般的な顕色剤としては、例えば、アルコキシフェノール若しくはヒドロキシ安息香酸アルキルエステル又はその誘導体を用いることができる。
Then, before starting use, first, the temperature is lowered to a temperature lower than the melting point of the temperature control agent (a2) as necessary to solidify the
そして、使用開始時に、図2に示すように、剥離フィルム12及び22を剥がし、第一の成分(A)の層11と第二の成分(B)の層12とが重なるように貼り合わせて両者を接触させる。このとき、第一の支持体10と第二の支持体20の周囲を接着させて第一の成分(A)の層11と第二の成分(B)の層12を密封することが好ましい。こうすることで、第一の成分(A)の温度が温度調整剤(a2)の融点まで上昇したとき、温度調整剤(a2)が融解して、ロイコ染料(a1)が固体吸着剤(b1)に吸着されて反応して発色することが可能となる。
Then, at the start of use, as shown in FIG. 2, the
第一の支持体10及び第二の支持体20としては、それぞれ第一の成分(A)の層11及び第二の成分(B)の層12を支持することができるものであればよく、例えば、PEフィルム、PPフィルム等のポリオレフィンフィルム;Nyフィルム等のポリアミドフィルム;PETフィルム等のポリエステルフィルムなどの樹脂フィルム支持体を用いることができる。使用開始時に第一の支持体10と第二の支持体20の周囲を接着させて第一の成分(A)の層11と第二の成分(B)の層12を密封させることから、糊剤付きのフィルム支持体を用いることが好ましい。剥離フィルム12及び22としては、それぞれ第一の成分(A)の層11及び第二の成分(B)の層12に貼付され、必要に応じて剥離させることが可能なものであればよい。
The
本発明に係る温度センサーの他の一実施形態の構成を図2に示す。図2(a)に示す温度センサー1では、弱接着部36により複数(図2では上下)に区分けされた袋体30の各領域(図2では上部の第一の領域40と下部の第二の領域50)に、第一の成分(A)41及び第二の成分(B)51がそれぞれ投入されており、端部は強接着部35により接着されている。このような構成の温度センサー1であれば、使用前において第一の成分(A)と第二の成分(B)が混合してロイコ染料が発色することがない。
FIG. 2 shows the configuration of another embodiment of the temperature sensor according to the present invention. In the
そして、使用開始前に、まず、必要に応じて温度調整剤(a2)の融点より低い温度に下げて第一の成分(A)41を固化させる。第二の成分(B)が温度調整剤(b2)を含む場合は、必要に応じて温度調整剤(b2)の融点より低い温度に下げて第二の成分(B)51を固化させる。ここで、前述と同様に、例えば、袋体30の側部や強接着部35となる位置に、ロイコ染料(a1)と温度調整剤(a2)と一般的な顕色剤とを含む混合物を投入した固化確認部(不図示)を形成しておくことで、固化確認部のロイコ染料(a1)の発色により温度調整剤(a2)が固化した(=第一の成分(A)41が固化した)ことを確認することができる。そして、使用開始時に、図2(b)に示すように、袋体30内部の圧力を高めることで、弱接着部36を剥離させて、第一の成分(A)41が投入された領域と第二の成分(B)51が投入された領域とを連通させることで、第一の成分(A)41と第二の成分(B)51とを接触させる。こうすることで、第一の成分(A)の温度が温度調整剤(a2)の融点まで上昇したとき、図2(c)に示すように、温度調整剤(a2)が融解して、ロイコ染料(a1)が固体吸着剤(b1)に吸着されて反応して発色することが可能となる。
Before the start of use, the first component (A) 41 is solidified by lowering the temperature below the melting point of the temperature control agent (a2), if necessary. When the second component (B) contains the temperature control agent (b2), the second component (B) 51 is solidified by lowering the temperature below the melting point of the temperature control agent (b2) as necessary. Here, in the same manner as described above, for example, a mixture containing a leuco dye (a1), a temperature control agent (a2), and a general color developer is applied to the side portion of the
以上のような本発明に係る温度センサーは、所定温度(温度調整剤(a2)の融点)以上になると発色し、所定温度未満に戻ってもその色は消えないことから、輸送中などの熱履歴を記録することが可能となる。特に、医薬品や生鮮食品などを輸送中の温度上昇検知、電化製品やバッテリーなどの異常発熱部位の特定、プラントの点検、低温で印字可能なラベルやタグ、手軽に発熱を目視できる簡易サーモセンサー、近/遠赤外線レーザーを使用する場合の感温マーカーなどに好適である。 The temperature sensor according to the present invention as described above develops a color when the temperature reaches a predetermined temperature (the melting point of the temperature adjusting agent (a2)) or higher, and the color does not disappear even when the temperature returns to a temperature lower than the predetermined temperature. History can be recorded. In particular, detection of temperature rises during transport of pharmaceuticals and perishables, identification of abnormal heat generating parts such as electrical appliances and batteries, inspection of plants, labels and tags that can be printed at low temperatures, simple thermosensors that allow easy visual confirmation of heat generation, It is suitable for temperature-sensitive markers when using a near/far infrared laser.
<実施例1>
ロイコ染料(a1)としての3-ジエチルアミノ-7-クロロフルオラン(前述の式(1)の化合物)1mgと、温度調整剤(a2)としてのラウリルアルコール(融点:23.5℃)100mgとを混合し、80℃で1時間加熱撹拌することで、第一の成分(A)となる均一な混合液を得た。第一の支持体としての50×50mmのPET製ベースフィルム(糊剤付き)の中心位置に、保持基材としての20×20mmの不織布を貼付し、その上から第一の成分(A)となる混合液を滴下した。さらにその上から剥離フィルムを貼付し、ベースフィルムと剥離フィルムで第一の成分(A)(+保持基材)の層を挟んで密閉した積層体(i)を得た。
<Example 1>
1 mg of 3-diethylamino-7-chlorofluorane (compound of formula (1) above) as a leuco dye (a1) and 100 mg of lauryl alcohol (melting point: 23.5° C.) as a temperature control agent (a2) The mixture was mixed and heated with stirring at 80° C. for 1 hour to obtain a uniform liquid mixture to be the first component (A). A 20 x 20 mm non-woven fabric as a holding substrate is attached to the center position of a 50 x 50 mm PET base film (with paste) as the first support, and the first component (A) is applied from above. A mixed liquid was added dropwise. Further, a release film was attached thereon to obtain a laminate (i) in which the layer of the first component (A) (+ the holding substrate) was sandwiched and sealed between the base film and the release film.
一方、固体吸着剤(b1)としての酸性シリカゲル(富士フイルム和光純薬製、商品名:Wakogel C-300)80mgと、温度調整剤(b2)としてのラウリルアルコール120mgとを混合し、80℃での加熱下で混練することで、第二の成分(B)となる混合物を得た。第二の支持体としての50×50mmの50×50mmのPETベースフィルム(糊剤付き)の中心位置に、第二の成分(B)となる混合物を塗布した。さらにその上から剥離フィルムを貼付し、ベースフィルムと剥離フィルムで第二の成分(B)の層を挟んで密閉した積層体(ii)を得た。
On the other hand, 80 mg of acidic silica gel (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name: Wakogel C-300) as a solid adsorbent (b1) and 120 mg of lauryl alcohol as a temperature control agent (b2) were mixed and heated at 80 ° C. By kneading under heating, a mixture to be the second component (B) was obtained. A mixture to be the second component (B) was applied to the central position of a 50×50
上記で得られた積層体(i)と積層体(ii)を、第一の成分(A)の層と第二の成分(B)の層の位置が重なるように剥離フィルム側を向かい合わせに配置し、積層体(i)及び積層体(ii)のベースフィルムの端部を互いに熱圧着することで、図1に示す構造を有する温度センサーを得た。 Laminate (i) and laminate (ii) obtained above are placed so that the release film sides face each other so that the layers of the first component (A) and the layers of the second component (B) overlap. The temperature sensor having the structure shown in FIG. 1 was obtained by arranging and thermocompression bonding the ends of the base films of the laminate (i) and the laminate (ii).
得られた温度センサー内の温度調整剤を固化させるため、-20℃に設定された冷凍庫に10分間静置し、第二の成分(B)の層が半透明(液体)から白色(固体)になっていることを確認した。その後、20℃以下の環境で積層体(i)及び積層体(ii)の剥離フィルムをそれぞれ剥がし、第一の成分(A)の層と第二の成分(B)の層が重なるように貼り合わせて、図2に示す構造にした。 In order to solidify the temperature regulating agent in the obtained temperature sensor, it is left in a freezer set at −20° C. for 10 minutes, and the layer of the second component (B) changes from translucent (liquid) to white (solid). I confirmed that it is. After that, the release films of the laminate (i) and the laminate (ii) were peeled off in an environment of 20°C or less, and the layers of the first component (A) and the layer of the second component (B) were attached so that they overlapped. Together, the structure shown in FIG. 2 was adopted.
この温度センサーを、温度調整剤であるラウリルアルコールの融点温度23.5℃に設定した恒温槽内に10分間静置し、発色の有無を確認した。なお、発色の判定については、色差計(TES製、商品名:TES135A Color Meter)により、発色前の色相を基準に明度差ΔL*が10以上であった場合に発色「有」とし、10以下だった場合に発色「無」とした。さらに、発色した温度センサーを、-20℃に設定された冷凍庫に再度10分間静置し、発色の状態を確認した。結果を表1~3に示す。 This temperature sensor was allowed to stand for 10 minutes in a constant temperature bath set at a melting point of 23.5° C. of lauryl alcohol as a temperature adjusting agent, and the presence or absence of color development was confirmed. Regarding the determination of color development, a color difference meter (manufactured by TES, trade name: TES135A Color Meter) was used, and when the lightness difference ΔL * was 10 or more based on the hue before color development, the color development was judged to be "present", and 10 or less. When it was, it was set as color development "absence". Further, the color-developed temperature sensor was again placed in a freezer set at -20°C for 10 minutes, and the state of color development was confirmed. The results are shown in Tables 1-3.
<実施例2>
ロイコ染料(a1)として、3-シクロヘキシルアミノ-6-クロロフルオラン(前述の式(2)の化合物)を用いたこと以外は、実施例1と同様に実施した。結果を表1に示す。
<Example 2>
The procedure was carried out in the same manner as in Example 1, except that 3-cyclohexylamino-6-chlorofluorane (the compound of formula (2) above) was used as the leuco dye (a1). Table 1 shows the results.
<実施例3>
ロイコ染料(a1)として、3-(4-ジエチルアミノ-2-エトキシフェニル)-3-(1-エチル-2-メチルインドール-3-イル)-4-アザフタリド(前述の式(3)の化合物)を用いたこと以外は、実施例1と同様に実施した。結果を表1に示す。
<Example 3>
As the leuco dye (a1), 3-(4-diethylamino-2-ethoxyphenyl)-3-(1-ethyl-2-methylindol-3-yl)-4-azaphthalide (compound of formula (3) above) was carried out in the same manner as in Example 1, except that Table 1 shows the results.
<実施例4>
ロイコ染料(a1)として、3-ジエチルアミノ-7-ジベンルアミノフルオラン(前述の式(4)の化合物)を用いたこと以外は、実施例1と同様に実施した。結果を表1に示す。
<Example 4>
The procedure was carried out in the same manner as in Example 1, except that 3-diethylamino-7-dibenzylaminofluorane (the compound of formula (4) above) was used as the leuco dye (a1). Table 1 shows the results.
<実施例5>
温度調整剤(a2)及び温度調整剤(b2)として、ミリスチルアルコール(融点:38℃)を用いたこと以外は、実施例1と同様に実施した。結果を表2に示す。
<Example 5>
The procedure was carried out in the same manner as in Example 1, except that myristyl alcohol (melting point: 38° C.) was used as the temperature adjuster (a2) and the temperature adjuster (b2). Table 2 shows the results.
<実施例6>
温度調整剤(a2)及び温度調整剤(b2)として、セチルアルコール(融点:49℃)を用いたこと以外は、実施例1と同様に実施した。結果を表2に示す。
<Example 6>
The procedure was carried out in the same manner as in Example 1, except that cetyl alcohol (melting point: 49°C) was used as the temperature adjuster (a2) and the temperature adjuster (b2). Table 2 shows the results.
<実施例7>
温度調整剤(a2)及び温度調整剤(b2)として、ミリスチン酸イソプロピル(融点:7℃)を用いたこと以外は、実施例1と同様に実施した。結果を表2に示す。
<Example 7>
The procedure was carried out in the same manner as in Example 1, except that isopropyl myristate (melting point: 7°C) was used as the temperature adjuster (a2) and the temperature adjuster (b2). Table 2 shows the results.
<実施例8>
温度調整剤(a2)及び温度調整剤(b2)として、パルミチン酸イソプロピル(融点:13℃)を用いたこと以外は、実施例1と同様に実施した。結果を表2に示す。
<Example 8>
The procedure was carried out in the same manner as in Example 1, except that isopropyl palmitate (melting point: 13° C.) was used as the temperature adjuster (a2) and the temperature adjuster (b2). Table 2 shows the results.
<比較例1>
温度調整剤(a2)及び温度調整剤(b2)として、エチレンジアミン(融点:10℃)を用いたこと以外は、実施例1と同様に実施した。結果を表2に示す。
<Comparative Example 1>
The procedure was carried out in the same manner as in Example 1, except that ethylenediamine (melting point: 10°C) was used as the temperature adjuster (a2) and the temperature adjuster (b2). Table 2 shows the results.
<実施例9>
固体吸着剤(b1)として、中性シリカゲル(富士フイルム和光純薬製、商品名:Wakogel HC-N)を用いたこと以外は、実施例1と同様に実施した。結果を表3に示す。
<Example 9>
It was carried out in the same manner as in Example 1, except that neutral silica gel (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name: Wakogel HC-N) was used as the solid adsorbent (b1). Table 3 shows the results.
<比較例2>
固体吸着剤(b1)として、塩基性シリカゲル(富士フイルム和光純薬製、商品名:Wakogel 50NH)を用いたこと以外は、実施例1と同様に実施した。結果を表3に示す。
<Comparative Example 2>
It was carried out in the same manner as in Example 1, except that basic silica gel (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name: Wakogel 50NH) was used as the solid adsorbent (b1). Table 3 shows the results.
<実施例10>
固体吸着剤(b1)として、天然ゼオライト(シンセイ製、商品名:No.1)を用いたこと以外は、実施例1と同様に実施した。結果を表3に示す。
<Example 10>
As the solid adsorbent (b1), it was carried out in the same manner as in Example 1, except that natural zeolite (manufactured by SHINSEI, trade name: No. 1) was used. Table 3 shows the results.
<実施例11>
固体吸着剤(b1)として、合成ゼオライト(東ソー製、商品名:HSZ-600)を用いたこと以外は、実施例1と同様に実施した。結果を表3に示す。
<Example 11>
It was carried out in the same manner as in Example 1, except that synthetic zeolite (manufactured by Tosoh, trade name: HSZ-600) was used as the solid adsorbent (b1). Table 3 shows the results.
以上のように、本発明に係る感温発色性材料は、使用した温度調整剤の融点で不可逆的に発色することが分かった。また、使用する温度調整剤の種類により発色する温度を変えることができ、使用するロイコ染料の種類により発色する色を変えることができる。 As described above, it was found that the thermochromic material according to the present invention irreversibly develops color at the melting point of the temperature control agent used. Further, the temperature at which the color develops can be changed depending on the type of the temperature control agent used, and the color developed can be changed depending on the type of the leuco dye used.
1 温度センサー
5 端部
6 固化確認部
10 第一の支持体
11 第一の成分(A)の層
12 剥離フィルム
20 第二の支持体
21 第二の成分(B)の層
22 剥離フィルム
30 袋体
35 強接着部
36 弱接着部
40 第一の領域
41 第一の成分(A)
50 第二の領域
51 第二の成分(B)
1
50
そこで、本発明は、低温領域で不可逆的に発色する感温発色性材料を用いた温度センサー及びその使用方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a temperature sensor using a thermochromic material that irreversibly develops color in a low temperature range, and a method for using the same.
本発明に係る温度センサーは、ロイコ染料(a1)と温度調整剤(a2)とを含む第一の成分(A)と、固体吸着剤(b1)を含む第二の成分(B)とを有し、前記第一の成分(A)の温度が前記温度調整剤(a2)の融点より低い温度から前記融点まで上昇したとき、前記温度調整剤(a2)が融解して、前記ロイコ染料(a1)が前記固体吸着剤(b1)と反応して発色する感温発色性材料を用いた温度センサーであって、
前記ロイコ染料(a1)と前記温度調整剤(a2)と顕色剤とを含む混合物を投入した固化確認部をさらに有し、
前記温度調整剤(a2)の融点以上の温度では、前記ロイコ染料(a1)は消色しており、前記温度調整剤(a2)の融点より低い温度では、前記ロイコ染料(a1)が前記顕色剤と反応して発色する。
The temperature sensor according to the present invention has a first component (A) containing a leuco dye (a1) and a temperature regulator (a2), and a second component (B) containing a solid adsorbent (b1). Then, when the temperature of the first component (A) rises from a temperature lower than the melting point of the temperature adjusting agent (a2) to the melting point, the temperature adjusting agent (a2) melts and the leuco dye (a1 ) is a temperature sensor using a thermochromic material that develops color by reacting with the solid adsorbent (b1),
further comprising a solidification confirmation unit into which a mixture containing the leuco dye (a1), the temperature regulator (a2), and a developer is introduced;
At a temperature equal to or higher than the melting point of the temperature control agent (a2), the leuco dye (a1) is decolorized, and at a temperature lower than the melting point of the temperature control agent (a2), the leuco dye (a1) becomes visible. It reacts with coloring agents to develop color .
本発明に係る温度センサーは、例えば、前記第一の成分(A)の層と前記第二の成分(B)の層とが、剥離フィルムを介して積層されている。この温度センサーは、前記剥離フィルムを剥がす工程と、前記第一の成分(A)の層と前記第二の成分(B)の層とを接触させる工程とを有する方法に使用することができる。 In the temperature sensor according to the present invention, for example, a layer of the first component (A) and a layer of the second component (B) are laminated via a release film. This temperature sensor can be used in a method comprising peeling off the release film and contacting the first component (A) layer and the second component (B) layer.
本発明に係る温度センサーは、例えば、弱接着部により複数の領域に区切られた袋体の各領域に、前記第一の成分(A)及び前記第二の成分(B)がそれぞれ投入されており、前記弱接着部は、袋体内部の圧力を高めることで剥離し、前記第一の成分(A)が投入された領域と前記第二の成分(B)が投入された領域とを連通させることができる。この温度センサーは、前記袋体内部の圧力を高めることで、前記弱接着部を剥離させて、前記第一の成分(A)が投入された領域と前記第二の成分(B)が投入された領域とを連通させることで、前記第一の成分(A)と前記第二の成分(B)とを接触させる工程を有する方法により使用することができる。 In the temperature sensor according to the present invention, for example, the first component (A) and the second component (B) are put into each region of the bag body divided into a plurality of regions by weakly bonded parts. The weakly bonded portion is peeled off by increasing the pressure inside the bag, and the region into which the first component (A) is introduced and the region into which the second component (B) is introduced are communicated. can be made By increasing the pressure inside the bag body, the temperature sensor peels off the weakly bonded portion, and the area where the first component (A) is introduced and the area where the second component (B) is introduced. It can be used by a method comprising the step of contacting the first component (A) and the second component (B) by communicating with the region.
本発明によれば、低温領域で不可逆的に発色する感温発色性材料を用いた温度センサー及びその使用方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the temperature sensor using the thermochromic material which irreversibly develops a color in a low-temperature range, and its usage method can be provided.
Claims (14)
固体吸着剤(b1)を含む第二の成分(B)と
を有し、
前記第一の成分(A)の温度が前記温度調整剤(a2)の融点より低い温度から前記融点まで上昇したとき、前記温度調整剤(a2)が融解して、前記ロイコ染料(a1)が前記固体吸着剤(b1)と反応して発色する
感温発色性材料。 a first component (A) containing a leuco dye (a1) and a temperature control agent (a2);
and a second component (B) containing a solid adsorbent (b1),
When the temperature of the first component (A) rises from a temperature lower than the melting point of the temperature adjusting agent (a2) to the melting point, the temperature adjusting agent (a2) melts and the leuco dye (a1) A thermochromic material that reacts with the solid adsorbent (b1) to develop a color.
下記式(1)で表される3-ジエチルアミノ-7-クロロフルオラン:
請求項1に記載の感温発色性材料。 The leuco dye (a1) is
3-diethylamino-7-chlorofluorane represented by the following formula (1):
請求項1又は2に記載の感温発色性材料。 3. The thermochromic material according to claim 1, wherein the temperature adjusting agent (a2) is a fatty alcohol or a fatty acid alkyl ester.
請求項1~3のいずれか1項に記載の感温発色性材料。 The thermochromic material according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature adjusting agent (a2) has a melting point of -20 to 60°C.
請求項1~4のいずれか1項に記載の感温発色性材料。 The thermochromic material according to any one of claims 1 to 4, wherein the solid adsorbent (b1) is acidic or neutral silica gel or zeolite.
請求項1~5のいずれか1項に記載の感温発色性材料。 The thermochromic material according to any one of claims 1 to 5, wherein the second component (B) further contains a temperature adjusting agent (b2).
請求項6に記載の感温発色性材料。 7. The thermochromic material according to claim 6, wherein the temperature adjusting agent (b2) is the same substance as the temperature adjusting agent (a2).
前記第一の成分(A)の層と前記第二の成分(B)の層とが、剥離フィルムを介して積層されている
温度センサー。 A temperature sensor using the thermochromic material according to any one of claims 1 to 7,
A temperature sensor in which a layer of the first component (A) and a layer of the second component (B) are laminated via a release film.
第二の支持体上に、前記第二の成分(B)の層が形成されている
請求項8に記載の温度センサー。 A layer of the first component (A) is formed on a first support,
9. The temperature sensor according to claim 8, wherein a layer of said second component (B) is formed on a second support.
前記温度調整剤(a2)の融点以上の温度では、前記ロイコ染料(a1)は消色しており、前記温度調整剤(a2)の融点より低い温度では、前記ロイコ染料(a1)が前記顕色剤と反応して発色する
請求項8又は9に記載の温度センサー。 further comprising a solidification confirmation unit into which a mixture containing the leuco dye (a1), the temperature regulator (a2), and a developer is introduced;
At a temperature equal to or higher than the melting point of the temperature control agent (a2), the leuco dye (a1) is decolorized, and at a temperature lower than the melting point of the temperature control agent (a2), the leuco dye (a1) becomes visible. 10. The temperature sensor according to claim 8 or 9, which reacts with a colorant to develop a color.
前記剥離フィルムを剥がす工程と、
前記第一の成分(A)の層と前記第二の成分(B)の層とを接触させる工程と
を有する
温度センサーの使用方法。 A method of using a temperature sensor according to any one of claims 8 to 10,
a step of peeling off the release film;
contacting the layer of said first component (A) and said layer of second component (B).
弱接着部により複数の領域に区切られた袋体の各領域に、前記第一の成分(A)及び前記第二の成分(B)がそれぞれ投入されており、
前記弱接着部は、袋体内部の圧力を高めることで剥離し、前記第一の成分(A)が投入された領域と前記第二の成分(B)が投入された領域とを連通させることができる
温度センサー。 A temperature sensor using the thermochromic material according to any one of claims 1 to 7,
The first component (A) and the second component (B) are put into each region of the bag divided into a plurality of regions by the weakly bonded portion,
The weakly bonded portion is peeled off by increasing the pressure inside the bag, and the region into which the first component (A) is introduced and the region into which the second component (B) is introduced are communicated. A temperature sensor that can
前記温度調整剤(a2)の融点以上の温度では、前記ロイコ染料(a1)は消色しており、前記温度調整剤(a2)の融点より低い温度では、前記ロイコ染料(a1)が前記顕色剤と反応して発色する
請求項12に記載の温度センサー。 further comprising a solidification confirmation unit into which a mixture containing the leuco dye (a1), the temperature regulator (a2), and a developer is introduced;
At a temperature equal to or higher than the melting point of the temperature control agent (a2), the leuco dye (a1) is decolorized, and at a temperature lower than the melting point of the temperature control agent (a2), the leuco dye (a1) becomes visible. 13. The temperature sensor according to claim 12, which reacts with a colorant to develop color.
前記袋体内部の圧力を高めることで、前記弱接着部を剥離させて、前記第一の成分(A)が投入された領域と前記第二の成分(B)が投入された領域とを連通させることで、前記第一の成分(A)と前記第二の成分(B)とを接触させる工程
を有する
温度センサーの使用方法。 14. A method of using a temperature sensor according to claim 12 or 13,
By increasing the pressure inside the bag body, the weakly bonded portion is peeled off, and the region where the first component (A) is introduced and the region where the second component (B) is introduced are communicated. A method of using a temperature sensor, comprising the step of bringing said first component (A) and said second component (B) into contact by bringing them into contact.
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