JP4100776B2

JP4100776B2 - 変色インジケータ

Info

Publication number: JP4100776B2
Application number: JP27285198A
Authority: JP
Inventors: 真夫藤田; 晃一谷口; 功友安; 欣紀中野; 章雄田中
Original assignee: Rengo Co Ltd
Current assignee: Rengo Co Ltd
Priority date: 1998-09-28
Filing date: 1998-09-28
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2018-09-28
Also published as: JP2000097863A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水の揮散とともに変色する変色インジケータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ｐＨ指示薬と揮散性酸性物質又は揮散性塩基性物質を吸着体に担持させた組成物は知られている。この組成物は、酸性物質又は塩基性物質が揮散するにつれて吸着体の色が変色する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の組成物は、酸性物質又は塩基性物質が揮散しなければならないので、適用範囲が極めて制限される。また、酸性物質や塩基性物質が揮散するということは、環境や健康上好ましくない場合がある。
【０００４】
そこで、この発明は、揮散物質として水を用い、水の揮散により色が変化するインジケータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、親水性素材に、ｐＨ指示薬、酸性物質又は塩基性物質及び、水を含浸させると共に、上記ｐＨ指示薬に対する溶解性を有し、かつ、水との相溶性を有する、常温で非揮散性の非プロトン性液体である極性溶媒を含浸させることにより、上記の課題を解決したものである。
【０００６】
また、上記親水性素材を親水性多孔質体とすることができる。さらに、上記極性溶媒を多価アルコールとすることができる。さらにまた、水性ゲル化材を上記親水性素材に含浸させることができる。
【０００７】
この変色インジケータは、酸性物質又は塩基性物質が水に溶解して示すｐＨ値によってそのｐＨ指示薬が示す特有の色を呈する。そして、この上記組成物に含有する水が揮散すると、含浸された酸性物質又は塩基性物質は、溶媒としての水を失うことによって解離できなくなる。その結果、極性溶媒に溶解したときの色を呈する。この色は、酸性物質又はアルカリ性物質が水に溶解して示すｐＨ値によってそのｐＨ指示薬が示す特有の色とは異なる。すなわち、水の揮散により上記インジケータの色が変化する。
【０００８】
また、水性ゲル化材を使用する場合、当変色インジケータを多数集めて集合体として使用するときに、開口部からきれいに変色が生じ、コントラストがより鮮やかになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を説明する。
【００１０】
この発明にかかる変色インジケータは、親水性素材に、ｐＨ指示薬、酸性物質又は塩基性物質及び、水を含浸させると共に、後述する極性溶媒を含浸させたものである。
【００１１】
上記親水性素材とは、水との親和性の強い原子団を有する化合物からなる素材をいう。例えば、セルロース、レーヨン、セルロース誘導体、キトサン、ポリビニルアルコール等があげられる。また、非親水性素材を親水化処理したものも含まれる。例えば、親水性ポリウレタン、親水化ポリオレフィン樹脂等があげられる。これらの中でもセルロース、キトサンなど生分解性を有する素材が廃棄性の面でより好ましい。形態としては、特に限定されるものではなく、使用方法、使用目的に応じて、粉状、粒状、ブロック状、フィルムや織布、不織布、紙等のシート状、及びスポンジ状等の任意の形状をとることができる。また、上記親水性素材が親水性多孔質体であれば、上記酸性物質や塩基性物質の水溶液を多く含浸することができるので好ましい。例えば、多孔性セルロース粒子、パルプボール、セルローススポンジ、紙、レーヨン等の親水性素材からなる織布や不織布、また、親水化処理した素材からなる織布や不織布、さらに、非親水性素材からなる織布や不織布を親水化したもの等をあげることができる。
【００１２】
上記ｐＨ指示薬とは、水素イオン濃度の変化に伴い変色する試薬をいう。例えば、メチルイエロー、メチルオレンジ、ヘキサメトキシレッド、ペンタメトキシレッド、ｍ−クレゾールパープル、チモールブルー、ｐ−キシレノールブルー、テトラブロムフェノールブルー、ブロムクロルフェノールブルー、キナルジンレッド、２，６−ジニトロフェノール、２，４−ジニトロフェノール、ベンゾブルプリン４Ｂ、ディレクトパープル、ブロモフェノールブルー、コンゴーレッド、ブロモチモールブルー（ＢＴＢ）、メチルレッド、ロゾール酸、１，３，５−トリニトロベンゼン、トリニトロ安息香酸ナトリウム、インジゴカルミン、トリペオリン、ニトラミン、アリザリンイエローＧＧ，アリザリンイエローＲ、ナイルブルー、チモールフタレイン、フェノールフタレイン、ｏ−クレゾールフタレイン、フェノールレッド、クレゾールレッド等があげられる。
【００１３】
ｐＨ指示薬の配合は、上記親水性素材１重量部に対し、１／１０⁵〜１／１０²重量部が好ましい。１／１０⁵重量部未満では、色が薄く不鮮明となる場合ががある。また、１／１０²重量部を越えて用いることはできるが、色の濃さに変化がないので、１／１０²重量部を越えて用いる必要性はない。
【００１４】
上記酸性物質又は塩基性物質は、水に溶解すると水素イオン濃度あるいは水酸化物イオン濃度を増加させるものをいう。例えば、酸性物質としては、硫酸、リン酸、酢酸、リンゴ酸、クエン酸等があげられる。また、塩基性物質としては、４−ほう酸ナトリウム（いわゆる、ホウ砂）、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等があげられる。これらの配合は、上記親水性素材１重量部に対し、１／１０⁴〜１重量部が好ましい。１／１０⁴重量部未満では、場合によっては十分なｐＨ値に達せず、目的の色調を示さない場合がある。また、１重量部を越えると、水の揮散後の色変化が不十分な場合がある。
【００１５】
上記極性溶媒とは、分子内部に固定的に電子双極子をもつ液体をいう。この極性溶媒としては、上記ｐＨ指示薬に対する溶解能を有すると共に、水との相溶性を有する、常温で非揮散性の非プロトン性液体がよい。このような極性溶媒の例としては、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ブタノール、ジメチルスルホキシドや、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ポリオキシアルキレングリコール等の多価アルコールがあげられる。これらの中でも、多価アルコールが特に好ましい。なお、上記極性溶媒は１種に限られず、２種以上を混合して使用することもできる。
【００１６】
上記極性溶媒の配合は、親水性素材１重量部に対し、１／１００〜１重量部が好ましい。１／１００重量部未満では、水が揮散した後の色の変化が少ない場合がある。また、１重量部を越えると、水分が多く残存しているのにもかかわらず、早く色の変化が起こる場合がある。
【００１７】
この極性溶媒を親水性素材に加えることにより、水の揮散後、揮散せずに残存した水分を極性溶媒が吸収する。このため、解離に十分な水分を酸性物質又は塩基性物質に与えにくく、結果として、ｐＨ指示薬は、極性溶媒に溶解したときの色を呈する。これに対し、極性溶媒を親水性素材に加えない場合は、水の揮散後であっても、親水性素材が水を保持するため、親水性素材中の水分量が０とならず、数％〜数１０％残存する。この残存水分を酸性物質又は塩基性物質が吸収し、解離することにより、酸性又は塩基性のいずれかのｐＨを示す。したがって、この場合は、水が揮散してもｐＨ指示薬の発する色に変化は生じない。
【００１８】
上記親水性素材には、上記の各種化合物に加え、水性ゲル化材を含浸することができる。この水性ゲル化材は、親水性素材に含浸される水の移動を抑制する。このため、親水性素材の集合物を容器に入れた場合、開口部に近い親水性素材から順番に変色を生じさせる。この時、水の揮散した割合と色の変化割合は符合する。
【００１９】
これに対し、水性ゲル化材を含浸させない場合は、親水性素材の集合物を容器に入れた場合、開口部に近い親水性素材から水が揮散すると、時間が経過するにしたがい、開口部から遠い他の親水性素材に含浸される水が、水の少なくなった開口部に近い親水性素材に移動を生じやすい。このため、開口部の近さに限らず、上記容器内の親水性素材群の全体が一気に変色を起こすこととなる。
【００２０】
したがって、水性ゲル化材を用いた場合は、水の揮散終了を知らせるだけでなく、水の揮散量を知らせるインジケータとなり得る。
【００２１】
この水性ゲル化材としては、アガロースゲル（寒天）、カラギーナン、アルギン酸ナトリウム等があげられる。
【００２２】
上記の各変色インジケータには、消臭成分を含浸させることができる。このとき、水の揮散終了を消臭効果の終了時期に調節することにより、消臭剤を交換することを知らせるタイムインジケータとして使用することができる。
【００２３】
【実施例】
（実施例１）
親水性素材として、セルロースビーズ（レンゴー社製：商品名ビスコパール）１０ｇを用い、これに酸性物質としてクエン酸０．１ｇ、極性溶媒としてグリセリン２．０ｇ、ｐＨ指示薬としてメチルイエロー２ｍｇ、及び、水３０ｇを含浸させて変色インジケータを得た。このとき、変色インジケータは赤色に発色していた。
【００２４】
これを、上方が開放されたビーカーに入れて、空気中で放置しておいたところ、１週間経過後、一気に黄色に変色した。
【００２５】
（比較例１）
極性溶媒を含浸しなかった以外は、実施例１と同様にして変色インジケータを得た。このとき、変色インジケータは赤色に発色していた。
【００２６】
これを、上方が開放されたビーカーに入れて、空気中で放置しておいたところ、１週間経過後であっても、色の変化は見られず、赤色のままであった。
【００２７】
（実施例２）
親水性素材として、実施例１で使用したセルロースビーズ１０ｇを用い、これに塩基性物質としてホウ砂０．１ｇ、極性溶媒としてグリセリン２．０ｇ、ｐＨ指示薬としてメチルレッド２ｍｇ、及び、水３０ｇを含浸させて変色インジケータを得た。このとき、変色インジケータは黄色に発色していた。
【００２８】
これを、上方が開放されたビーカーに入れて、空気中で放置しておいたところ、１週間経過後、一気に赤色に変色した。
【００２９】
（実施例３）
親水性素材として、実施例１で使用したセルロースビーズ１０ｇを用い、これに塩基性物質としてホウ砂０．５ｇ、極性溶媒としてグリセリン２．０ｇ、ｐＨ指示薬としてＢＴＢ２ｍｇ、水性ゲル化材としてアガロースゲル、及び、水３０ｇを含浸させて変色インジケータを得た。このとき、変色インジケータは青色に発色していた。
【００３０】
これを、上方が開放されたビーカーに入れて、空気中で放置しておいたところ、上方の開口部から徐々に黄色に変色した。
【００３１】
（実施例４）
ｐＨ指示薬としてロゾール酸、水性ゲル化材としてカラギーナンを用いた以外は、実施例３と同様にして変色インジケータを得た。このとき、変色インジケータは赤色に発色していた。
【００３２】
これを、上方が開放されたビーカーに入れて、空気中で放置しておいたところ、上方の開口部から徐々にやまぶき色に変色した。
【００３３】
（実施例５）
極性溶媒としてジプロピレングリコール、ｐＨ指示薬としてメチルレッドを用いた以外は、実施例２と同様にして変色インジケータを得た。このとき、変色インジケータは黄色に発色していた。
【００３４】
これを、上方が開放されたビーカーに入れて、空気中で放置しておいたところ、１週間経過後、一気に赤色に変色した。
【００３５】
（実施例６）
水性ゲル化材としてアガロースを含浸した以外は、実施例１と同様にして変色インジケータを得た。このとき、変色インジケータは赤色に発色していた。
【００３６】
これを、上方が開放されたビーカーに入れて、空気中で放置しておいたところ、上方の開口部から徐々に黄色に変色した。
【００３７】
（実施例７）
親水性素材としてパルプボールを用いた以外は、実施例１と同様にして変色インジケータを得た。このとき、変色インジケータは赤色に発色していた。
【００３８】
これを、上方が開放されたビーカーに入れて、空気中で放置しておいたところ、１週間経過後、一気に黄色に変色した。
【００３９】
【発明の効果】
この発明によれば、水分の揮散により変色インジケータの色が変色する。このため、水分の揮散を変色インジケータの色調の変化により判断できる。

Claims

親水性多孔質体に、ｐＨ指示薬、酸性物質又は塩基性物質及び、水を含浸させると共に、上記ｐＨ指示薬に対する溶解性を有し、かつ、水との相溶性を有する、常温で液体である多価アルコールを、上記親水性多孔質体１重量部に対し１／１００〜１重量部含浸させ、かつ、上記ｐＨ指示薬の含有量を上記親水性多孔質体１重量部に対して１／１０ ^５〜１／１０ ^２重量部とし、上記酸性物質又は塩基性物質が水に溶解して示すｐＨ値によって上記ｐＨ指示薬が示す特有の色を、水の揮散と共に上記ｐＨ指示薬が上記多価アルコールに溶解したときの色に変色させる、変色インジケータ。
水性ゲル化材を上記親水性多孔質体に含浸させてなる請求項１に記載の変色インジケータ。