JP5189955B2 - 不可逆性示温ラベル - Google Patents

Description

本発明は温度管理を必要とする各種機器類の所望部位に貼付し、あらかじめ設定された規定温度に達したとき、発色現象によりその事実を不可逆的に表示する不可逆性示温ラベルに関し、さらに詳しくは、ＵＶ光をあてることにより発色温度や発色色調を判別することのできる不可逆性示温ラベルに関するものである。

ワックスなどの熱融解性化合物の熱融解作用によって色紙等を発色させて設定温度超過の事実を表示する不可逆性示温ラベルは、安価な割には感知精度が高く、誤作動のおそれが少なく、電源等の付帯設備が不要であり、設置スペースも僅少で足りるなど、数々の利点から温度管理を必要とする各種産業分野において多く使用されており、遠隔地に設置された無人機器類や一定期間毎に定期的なチェックを必要とする機器類のほか、特に鉄道施設において信号関連機器、ポイント関連機器、送配電関連機器など温度管理を必要とする各種機器の温度チェック用として大いに注目され、実際に採用されている。
特開２００６−２９９４５号公報 特開２００７−３３１４号公報

このような不可逆性示温ラベルの発色機構には種々のタイプが存在するが、現在主流になっているものは、あらかじめ設定された温度で融解するワックスなどを色紙の上に配設したシート状ラベルであって、該融解物質の融解現象によってそれまで外部からは遮蔽され見えていなかった色紙の彩色面が透けて見える様にするタイプである。
不可逆性示温ラベルは発色することにより温度管理するので、管理する温度によって発色する色調を変える必要があり、用途に応じて発色温度や色調の異なる示温ラベルが並列することになる。しかしながら、所定温度以上になりワックスが融解するまでは該ラベルの種類や発色色調等は隠蔽されており、判別できない。

一方、通常の印刷により品種や記号をプリントすることも対処法としてないわけではないが、意匠性が低下してしまったり、品種ごとに表示材料を変えて使用しなくてはならず、煩わしいものであった。
品種や記号をプリントしなかったものなどは、それらを区別することが容易ではなく、その製造時、流通販売時、使用時などのいずれの段階においても、取り間違いが生ずる問題があった。

そこで本発明は上記課題を解決するために、通常は無色であるが、ＵＶ光をあてることにより発色温度や発色色調を判別することのできる不可逆性示温ラベルを完成した。
すなわち、本発明は、
「少なくともあらかじめ設定された任意の温度で融解するワックスとＵＶ光をあてたときにのみ発色する実質的に蓄光性を有しない塗料（以下、ＵＶ発色塗料という）を含む示温組成物を、前記ワックスが融点以上になり融解した際の浸透吸収性を有するあらかじめ着色された領域を有する基材上に配設し、その上に透明フィルムを積層したことを特徴とし、該ワックスの融解により発色する色調とＵＶ発色塗料が発色する色調を同系色としたことを特徴とする不可逆性示温ラベル。」に関する。

上記不可逆性示温ラベルによれば、ＵＶ光をあてることにより発色温度や発色色調を容易に判別することができるので、その製造時、流通販売時、使用時などのいずれの段階においても、誤認が防止でき、効率化が図れるという、優れた効果を奏するものである。
また、ＵＶ光をあてることにより発色する部分、いわゆるＵＶマーキング部の存在がわかりにくく美観が良好になるほか、ＵＶ塗料の配設位置がわかりやすいのでＵＶ光を当てるときの目標になりやすい等の優れた効果も奏するものである。

本発明の主要部分は、少なくともあらかじめ設定された任意の温度で融解するワックスとＵＶ発色塗料を含む示温組成物を、基材上に配設したところにある。
該構成により、可視光下では同じように見え、意匠性を有する不可逆性示温ラベルでありながら、ＵＶ光をあてた場合のみＵＶ発色塗料の効果により複数のラベルの種類を判別することができるのである。

本発明の不可逆性示温ラベルは原則無色から発色させる構造が好ましいので、ＵＶ光をあてた際に発色状態が残ってしまう蓄光性のＵＶ塗料は使用できない。ＵＶ光をあてたときのみならず、日光などのＵＶ光を含む光源が当たった後、発色が持続し無色状態とならないからである。

ワックスが融解し発色する色調とＵＶ発色塗料が発色する色調が同系色であると、不可逆性示温ラベルの表示時の色調が直感的に判別でき、特に有用である。

あらかじめ設定された任意の温度で融解するワックスを含むワックス層と、ＵＶ発色塗料を含むＵＶマーキング部とを分離し積層することも可能である。機能分離することでよりよい発色状態をえられるなどの効果が狙える。その場合、ワックス層の発色領域上にＵＶマーキング部の発色領域が含まれるように積層すれば、ＵＶマーキング部の存在がわかりにくく美観が良好であるほか、通常無色であるＵＶマーキング部の場所がわかりやすいのでＵＶ光を当てるときの目標になりやすく、好ましい。

複数の不可逆性示温ラベルを組み合わせて使用する場合、ワックスの融解温度により異なる複数種の不可逆性示温ラベルを併用することになるが、その基材の色調、ＵＶ発色塗料の色調を種類毎に合わせ、かつ異なる発色温度の種類毎に異なる色調になるよう不可逆性示温ラベルを組み合わせ、不可逆性示温ラベルセットとして使用すれば、組合せにより誤認防止効果が向上し、製造時などの効率化がより促進されるので好ましい。

その場合、すなわち、以下のような構成となる。
基材上にあらかじめ設定された任意の第一の温度で不可逆的に発色する第一の示温部を配設し、その表面側にＵＶ光をあてたときにのみ前記第一の示温部の発色色調と同系色に発色する実質的に蓄光性を有しない塗料（以下、第一のＵＶ発色塗料という）により少なくとも構成される第一のＵＶマーキング部を第一の示温部と同一層内／または別層として設け、その上に透明フィルムを積層した第一の不可逆性示温ラベルと、
第一の不可逆性示温ラベルとは異なる温度で不可逆的に発色する前記第一の示温部の発色色調とは異なる色調に発色する第二の示温部を配設し、その表面側に前記第二の示温部の発色色調と同系色に発色する第二のＵＶ発色塗料により少なくとも構成される第二のＵＶマーキング部を第二の示温部と同一層内／または別層として設け、その上に透明フィルムを積層した第二の不可逆性示温ラベルとを組み合わせたことを特徴とする不可逆性示温ラベルセット。

この例では第一および第二の不可逆性示温ラベルを組み合わせた不可逆性示温ラベルセットで説明したが、三種以上のラベル組合せについては、第三以上のラベルを用いてもよいことは言うまでもない。

また、基材の色調、ＵＶ発色塗料の色調を同系色にすると、直感的に判別できるが、ＵＶ発色塗料は高価でもあるので、二種類の不可逆性示温ラベルを判別をさせたい場合には、一つのラベルにＵＶ発色塗料を入れ、他方に入れないということで省資材化することも可能である。
その場合、高温側のラベルのみに入れるのではなく、低温側のみに入れておくのが好ましい。万が一ＵＶ発色できるラベルにおいて、ＵＶ発色がうまくいかなかった場合、誤って違う種類のものを貼ってしまうことになるが、低温側に設定されたものに高温側のラベルを貼付してしまうと、設定温度をキャッチできずに、機械の故障等に直接繋がってしまうからである。

本発明における示温部は、あらかじめ設定された任意の温度で融解するワックスを主成分とする。本発明の不可逆性示温ラベルは該ワックスの融点によってその発色温度が決定されるからである。不可逆性示温ラベルの発色温度は、その用途によって異なるが、おおむね４０〜１５０℃のものがよく使用されており、７０〜１３０℃付近が利用価値が高いものとなる。２種類のものを判別させる場合には、間が２０℃程度離れているものが好ましく、例えば１００℃と１２０℃のものなどが例示できる。
例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、天然ガス系フィッシャートロップシュワックス、石炭系フィッシャートロップシュワックス、又はそれらのワックスを分子蒸留して得られたワックス、ポリエチレンワックス、メタロセン触媒により合成された低分子量ポリプロピレン及び低分子量ポリエチレン等のワックスのほか、トリラウリン、ミリスチン酸、ベヘン酸、ステアリン酸アミド等の化学物質などが挙げられる。

不可逆性示温ラベルの発色メカニズムは、現在すでにあるワックスを使用したタイプの不可逆性示温ラベルと同様のものである。
すなわち、色紙などのあらかじめ着色された領域を有する基材上に、あらかじめ設定された任意の温度で融解するワックスをそれ自体が光を散乱させ不透明になり基材を隠蔽するように粗粒状態で塗工するなどして設け、さらにその上を透明フィルムなどで被覆する。
ワックスを粗粒状態で塗工する方法としては、従来公知の方法を用いることができる。
例えば、ワックスは、本来透明か半透明な性状を有しているものが多いが、有機溶剤中でボールミルなどを用い、粗粒状態にし、その後、塗工し乾燥させれば、完成したワックス層は光を乱反射するものとなり、不透明でかつ白色の状態を呈するものとすることができる。その際、適宜、バインダーを用いることもできる。

この状態においては、基材である色紙の彩色面はワックスに隠蔽されており、遮蔽されているが、あらかじめ設定された温度になると、ワックスが融解し、色紙に浸み込んで透明化し、それまで見えなかった彩色面が可視化されるので発色状態となるものである。

基材の色調は、不可逆性示温ラベルの発色色調を左右するものであるが、後述するＵＶ発色塗料の色調と合わせるとより好ましい。

一例として、ワックスを用いたものを挙げたが、基材上にあらかじめ設定された任意の温度で不可逆的に発色する示温部を配設し、その表面側に通常は無色であるが、ＵＶ光をあてたときにのみ発色する実質的に蓄光性を有しない塗料により少なくとも構成されるＵＶマーキング部を設けたことを特徴とする不可逆性示温ラベル、の構成をとる場合には、ロイコ染料と顕色剤の組合せのように化学反応により発色するものや、マイクロカプセルを使用し発色させるようなタイプの示温材料により本発明を構成することも可能である。

本発明においては、通常は無色であるがＵＶ光をあてたときにのみ発色する実質的に蓄光性を有しない塗料、いわゆるＵＶ発色塗料を用いる。
このＵＶ塗料の効果により、通常は無色のラベルであり、どの位置にどのような温度で発色するどのような色調のラベルであるか判別困難な状況下でも、ＵＶ光をあてることにより所定の色調に発色するので、種別ごとに容易に判別することができるのである。

判別時に用いるＵＶ波長としては２００〜４００ｎｍが挙げられ、そのような光源を有する機器が使用できる。ＵＶ光は、３１５〜４００ｎｍのＵＶ−Ａ、２８０〜３１５ｎｍのＵＶ−Ｂ、２００〜２８０ｎｍのＵＶ−Ｃがあり、中でも３１５〜４００ｎｍのＵＶ−Ａを使用するのが好ましい。比較的エネルギーが弱く、急激な炎症などを起こす可能性が低い、人体に優しい波長の光源だからである。ＵＶ光を照射する機器としては、特殊バルブを装着した専用機器でもよいが、市販のブラックライトのようなものが使用できる。

本発明の不可逆性示温ラベルにおいては、紫外線吸収剤を配合することもできる。ＵＶ光はエネルギーが高く、不可逆性示温ラベルの各構成材料を損傷させる原因になるおそれがあるからである。
ＵＶ光を遮蔽すれば、ＵＶ発色塗料の発色を妨げることにも繋がるように思えるが、ＵＶ光には、上述のようにＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃがあり、その一部の特定ＵＶ光で発色させるように設計すれば、その他の波長のＵＶ光を遮蔽することが可能となる。
ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃは比較的材料を破壊させる攻撃性が強い。そこでこれらのＵＶ光をカットし、ＵＶ−Ａで発色するようなＵＶ発色塗料を不可逆性示温ラベルに用いれば、耐久性を上げることができるのでより好ましい。

紫外線吸収剤を不可逆性示温ラベルに配合する方法としては、透明フィルムに練り込む、透明フィルムを貼着する粘着剤・接着剤に練り込む、ＵＶ発色塗料と一緒の層に練り込む、等の方法が取り得る。

ＵＶ発色塗料の色調としては、用いるＵＶ発色塗料の特性上、鮮やかに発色するものが好ましい。中でも、上述のようにワックスが融点以上になり融解した際、発色する基剤の色調と同系色のものを使用すると、直感的に判りやすい明瞭な識別力を発揮するのでより好ましい。色調としては、レッド、セリーズ、ピンク、ライトピンク、ブルー、ダークブルー、ディープブルー、ブルーグリーン、グリーン、イエローグリーン、レモンイエロー、イエロー、オレンジ、ホワイト、スノーホワイト等が挙げられる。

本発明の不可逆性示温ラベルには、その他、各種機能層を設けたり、機能材料を配合することができる。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
実施例１
シート状の基材として赤色の色紙を用い、その彩色面を上方すなわち表面側にして配置する。そして、この色紙の彩色面上に、あらかじめ設定された任意の温度で融解する下記ワックス１と下記ＵＶ発色塗料１の混合物を、少なくともワックス成分が光を散乱させ不透明になり基材を隠蔽するように粗粒状態で塗工し、前記基材の赤色彩色面が不透明化されかつ白色の状態を呈するるようなワックス層を形成する。
その後、表面側を透明フィルムで被覆し、実施例１の不可逆性示温ラベル１を得た。
ワックス１・・・パラフィンワックス（融点＝７５℃） ９０質量％
ＵＶ発色塗料１・・・赤色ＵＶ発色塗料（シンロイヒ(株)社製ルミライトカラー、
発色波長＝ＵＶ−Ａ） １０質量％
また、同様の手法にて、緑色の色紙、下記ワックス２と下記ＵＶ発色塗料２を用い、ワックス層を形成した後に、表面側を透明フィルムで被覆し、実施例１の不可逆性示温ラベル２を得た。
ワックス２・・・ポリエチレンワックス（融点＝１２３℃） ９０質量％
ＵＶ発色塗料２・・・緑色ＵＶ発色塗料（シンロイヒ(株)社製ルミライトカラー、
発色波長＝ＵＶ−Ａ） １０質量％

実施例１の不可逆性示温ラベル１、２は、当初の状態においては、基材である色紙の彩色面がワックス層に隠蔽され白色を呈しており区別が付かないが、ブラックライトでＵＶ光（ＵＶ−Ａ）をあてたときにはそれぞれ不可逆性示温ラベルの発色色調と同系色の赤色と緑色に発色するので、その種類を確認することができた。

実際の使用に関しては、不可逆性示温ラベル１、２を両面接着テープなどによって、温度測定の対象である機器類の所望部位に貼付して、その使用に供する。そして、この機器類の貼付部位があらかじめ設定された設定温度を超えるとワックスが融解し、色紙に浸み込んで透明化するか、液状のワックスになり、その相変化による透明化により、色紙の彩色面が透けて見えるようになるので、発色表示することができる。この場合の発色は不可逆的なものである。
実施例１の場合の示温表示は、不可逆性示温ラベル１の場合（７５℃）、不可逆性示温ラベル２の場合（１２３℃）であった。

実施例２
シート状の基材として赤色の色紙を用い、その彩色面を上方すなわち表面側にして配置する。そして、この色紙の彩色面上に、あらかじめ設定された任意の温度で融解する下記ワックス３を少なくともワックス成分が光を散乱させ不透明になり基材を隠蔽するように粗粒状態で塗工し、前記基材の赤色彩色面が不透明化されかつ白色の状態を呈するるようなワックス層（示温部）を形成する。その後、下記ＵＶ発色塗料３をワックス層３を塗工した部分の全部または一部に塗工し、ＵＶマーキング部を積層形成する。その後、表面側を透明フィルムで被覆し、実施例２の不可逆性示温ラベル３を得た。
ワックス３・・・パラフィンワックス（融点＝７５℃）
ＵＶ発色塗料３・・・赤色ＵＶ発色塗料（シンロイヒ(株)社製ルミライトカラー、
発色波長＝ＵＶ−Ａ）
また、同様の手法にて、緑色の色紙上に下記ワックス４によるワックス層を設け、その全部または一部に下記ＵＶ発色塗料４を用い、ＵＶマーキング部を積層形成した後に、表面側を透明フィルムで被覆し、実施例２の不可逆性示温ラベル４を得た。
ワックス４・・・ポリエチレンワックス（融点＝１２３℃）
ＵＶ発色塗料４・・・緑色ＵＶ発色塗料（シンロイヒ(株)社製ルミライトカラー、
発色波長＝ＵＶ−Ａ）

実施例２の不可逆性示温ラベル３、４は、当初の状態においては、基材である色紙の彩色面がワックス層に隠蔽され、白色を呈しており、区別が付かないが、ブラックライトでＵＶ光（ＵＶ−Ａ）をあてたときにはそれぞれ不可逆性示温ラベルの発色色調と同系色の赤色と緑色に発色するので、その種類を確認することができた。

実際の使用に関しては、不可逆性示温ラベル３、４を両面接着テープなどによって、温度測定の対象である機器類の所望部位に貼付して、その使用に供する。そして、この機器類の貼付部位があらかじめ設定された設定温度を超えると、ワックスが融解し、色紙に浸み込んで透明化するか、液状のワックスになり、その相変化による透明化により、色紙の彩色面が透けて見えるようになるので、発色表示することができる。この場合の発色は不可逆的なものである。
実施例２の場合の示温表示は、不可逆性示温ラベル３の場合（７５℃）、不可逆性示温ラベル４の場合（１２３℃）であった。

実施例３
シート状の基材として赤色の色紙を用い、その彩色面を上方すなわち表面側にして配置する。そして、この色紙の彩色面上に、あらかじめ設定された任意の温度で融解する下記ワックス５と下記ＵＶ発色塗料５の混合物を、少なくともワックス成分が光を散乱させ不透明になり基材を隠蔽するように粗粒状態で塗工し、前記基材の赤色彩色面が不透明化されかつ白色の状態を呈するるようなワックス層を形成する。
その後、表面側を透明フィルムで被覆し、実施例３の不可逆性示温ラベル５を得た。
ワックス５・・・パラフィンワックス（融点＝７５℃） ９０質量％
ＵＶ発色塗料５・・・赤色ＵＶ発色塗料（シンロイヒ(株)社製ルミライトカラー、
発色波長＝ＵＶ−Ａ） １０質量％
また、同様の手法にて、緑色の色紙上に、下記ワックス６を用い、ワックス層を形成した後に、表面側を透明フィルムで被覆し、実施例３の不可逆性示温ラベル６を得た。
ワックス６・・・ポリエチレンワックス（融点＝１２３℃）

実施例３の不可逆性示温ラベル５、６は、当初の状態においては、基材である色紙の彩色面がワックス層に隠蔽され、白色を呈しており、区別が付かないが、不可逆性示温ラベル５にブラックライトでＵＶ光（ＵＶ−Ａ）をあてたときには不可逆性示温ラベルの発色色調と同系色の赤色に発色するので、その発色がある方が不可逆性示温ラベル５だと判別することができ、その種類を確認することができた。

実際の使用に関しては、不可逆性示温ラベル５、６を両面接着テープなどによって、温度測定の対象である機器類の所望部位に貼付して、その使用に供する。そして、この機器類の貼付部位があらかじめ設定された設定温度を超えると、粉末状のワックスが融解し、色紙に浸み込んで透明化するか、液状のワックスになり、その相変化による透明化により、色紙の彩色面が透けて見えるようになるので、発色表示することができる。この場合の発色は不可逆的なものである。
実施例１の場合の示温表示は、不可逆性示温ラベル５の場合（７５℃）、不可逆性示温ラベル６の場合（１２３℃）であり、万が一、不可逆性示温ラベル５のＵＶ発色が不調であった場合であっても、高温側の不可逆性示温ラベル６（１２３℃）と誤って不可逆性示温ラベル５（７５℃）を使用する結果、所定温度以下で不可逆性示温ラベル５の赤色発色を誤発生するのみで、機械損傷などはないものであった。
仮に、高温側のみにＵＶ発色させるように設定した場合には、誤って逆に使用した場合に、低温側の所定温度を超えても示温表示がされないこととなり、機械損傷を生ずる原因となるので、上記使用方法に優れた点がある。

本発明は、温度管理を必要とする各種産業分野において多く使用され得るものであり、遠隔地に設置された無人機器類や一定期間毎に定期的なチェックを必要とする機器類のほか、特に鉄道施設において信号関連機器、ポイント関連機器、送配電関連機器など温度管理を必要とする各種機器の温度チェック用示温材料として広く利用可能である。

本発明の不可逆性示温ラベルの一例を模式的に表した断面図

符号の説明

１・・・基材
２・・・ワックス層（示温部）
２−１・・・ワックス
２−２・・・ＵＶ発色塗料
３・・・透明フィルム

Claims (1)

1. 少なくともあらかじめ設定された任意の温度で融解するワックスとＵＶ光をあてたときにのみ発色する実質的に蓄光性を有しない塗料（以下、ＵＶ発色塗料という）を含む示温組成物を、前記ワックスが融点以上になり融解した際の浸透吸収性を有するあらかじめ着色された領域を有する基材上に配設し、その上に透明フィルムを積層したことを特徴とし、該ワックスの融解により発色する色調とＵＶ発色塗料が発色する色調を同系色としたことを特徴とする不可逆性示温ラベル。

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