JP6615013B2 - 温度逸脱表示素子 - Google Patents

Description

本発明は、温度逸脱表示素子に関する。

近年、医薬品や食料品等の冷蔵もしくは冷凍状態で配送しなければならない荷物の流通量が増加している。これらの要冷蔵・冷凍荷物の流通過程においては、製造業者から配送業者への引き渡し、配送業者間の引き渡し、最終配送業者から顧客への引き渡しなどの際、または、冷蔵・冷凍設備の故障などにより、荷物が冷蔵・冷凍温度を逸脱し、高温にさらされる可能性がある。長時間高温にさらされた場合、荷物の中身が変質し、品質が損なわれるという懸念がある。そのため、要冷蔵・冷凍荷物が、その流通過程において適正温度で配送されていたかを監視、管理するシステムが求められている。

このような課題に対して、食料品や医薬品等が管理温度を逸脱したことを表示するための温度履歴表示体が特許文献１、特許文献２に記載されている。特許文献１には、特定温度にゾルーゲル転移点をもつ感温組成物によって部分的に画像として形成された感温層が形成され、さらに粘着層と、透明な保護層が形成されたことを特徴とする温度履歴表示体が開示されている。

特許文献２には、融点もしくは溶融流動性が異なる２種類のワックスからなる視覚的熱履歴インジケータであって、それぞれのワックスが溶融または流動する際にパターンの視覚的外観が変化することを特徴とする視覚的熱履歴インジケータが開示されている。

特開２００４−８５２９９ 特表２００９−５０３４５５

特許文献１には、特定温度にゾル−ゲル転移点をもつ感温組成物とそれを保護する粘着層を有する保護層を用いることが記載されている。この方式では、ゾルの粘度が高く、また粘着層のため、ゾルの流動性が阻害され、所望の温度に達してもパターンが変化するまでに相当の時間を要する。

特許文献２には、少なくとも２種類のワックスから製造されたパターンからなる視覚的熱履歴インジケータが開示されている。少なくとも２種類以上のワックスを必要とするため、溶融時の粘度が高く、所望の温度に達してもパターンが変化するまでに相当の時間を要する。

そこで、本発明は、所望の温度に達すると速やかにパターンが変化する温度逸脱表示素子を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る温度逸脱表示素子は、非多孔質部材からなる被印字体と、被印字体上に印字されたパターンと、パターン上に配置している流動促進層と、を備え、流動促進層は、非多孔質体であって、パターンと接するように設けられており、パターンは、染料または顔料と、所定温度で溶融する溶融材と、を含むインクから構成され、被印字体と流動促進層との間に挟持されているインクが特定の温度で溶融することにより毛細管現象によって流動が促進されてパターンが変化することを特徴とする。

本発明によれば、所望の温度に達すると速やかにパターンが変化する温度逸脱表示素子を提供することができる。

一実施形態に係る温度逸脱表示素子の概略模式図。 一実施形態に係る温度逸脱した際の動作を示す概略模式図。 実施例１に係る温度逸脱表示素子の写真。 実施例１に係る温度逸脱表示素子が温度逸脱後の写真。 実施例２に係る温度逸脱表示素子の概略模式図。 実施例２に係る温度逸脱表示素子の側面模式図。 一実施形態に係る温度逸脱表示素子の概略模式図。 一実施形態に係る温度逸脱表示素子の概略模式図。 一実施形態に係る度逸脱表示素子の概略模式図。 一実施形態に係る温度逸脱表示素子の概略模式図。

図１は本発明の一実施形態に係る温度逸脱表示素子の概要を示す模式図である。温度逸脱表示素子は、非多孔質部材からなる被印字体１０１と、被印字体に印字されたパターンと、パターン上に配置された流動促進層１０４と、を備える。パターンは、染料または顔料１０２と溶融材１０３とを含むインクにより構成されている。流動促進層１０４は、パターンに接するように設けられている。流動促進層は、粘着層等を介さずにパターンと接している。

溶融材１０３の融点以下の温度に保たれている場合は、パターンは流動せず、形状を維持している。図２は、図１の温度逸脱表示素子が溶融材の融点以上に曝された状態を示している。溶融材１０３は溶融して液体となる。パターンは、被印字体１０１と流動促進層１０４間に挟時されているため、毛細管現象によって流動が促進され、パターンが変化する。

被印字体は、溶融したパターンを吸収しないように、非多孔質体である。材質は、ガラスやプラスチック、表面加工により液体吸収性の低い紙などが用いられる。

流動促進層は、溶融したパターンを吸収しないように、非多孔質体であることが望ましい。また、流動促進層を介してパターンを視認するため、パターンが視認できる程度に透明性が高いことが望ましい。材質は板ガラスやプラスチックフィルムが望ましい。プラスチックフィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル樹脂、ポリカーボネート、環状オレフィン樹脂、シリコン樹脂などからなるフィルムが望ましい。

パターンを構成する溶融材には、所望の温度に融点を有する物質であれば良い。また、蒸気圧の低い物質を用いることでパターンの長期安定性を図ることが可能である。所望の温度に融点を有する物質としては、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカンなどの長鎖炭化水素、１−デカノールなどのアルコール系、パルミチン酸イソプロピル、ミリスチン酸イソプロピルなどのエステル系化合物が用いられる。溶融材の融点は、被印字体の上限管理温度以下であることが必須であり、上限管理温度に合わせて溶融材を選択する。また、揮発による経時変化を抑制するため、低揮発性の用湯材が望ましい。低揮発性の溶融材としては、分子量が１５０程度以上であればおおむね揮発性が低く、望ましい。

温度逸脱表示素子は、温度管理が必要な物品等に用いられるものであることから、室温より低い温度を上限管理温度とすることが多い。そのため、パターンを構成する溶融材の融点は室温以下であることが好ましい。

パターンを構成する染料もしくは顔料１０２は、インクを構成する有機溶剤に可溶もしくは分散すればよく、カーボンブラック、黒色染料などを用いることができる。

パターンとは、カメラやスキャナ、リーダー等で読み取り可能な文字、記号、コード等である。これらの中でも、１次元コードや２次元コードのような機械で読み取るコードであることが好ましい。

また、本発明に係る温度逸脱表示素子は、使用温度範囲で不変のパターンを備えていてもよい。

流動促進層と被印字体とは、粘着層により接着されていてもよい。粘着層により流動促進層と被印字体とを接着する場合は、粘着層はパターンと重ならないように配置されている必要がある。

本発明に係る温度逸脱表示素子の製造方法は、インクにより被印字体に印字パターンを形成する第１工程と、印字後の被印字体を、溶融材の融点以下に冷却する第２工程と、印字パターンと接するように流動促進層を印字パターン上に積層する第３工程と、を備える。

また、第１工程では、インクジェットプリンタにより印字パターンを印字することが好ましい。インクジェットプリンタを用いることにより、温度管理したい物品に直接印字することも可能である。

以下、実施例を図面を用いて説明する。

以下、実施例１に係る温度逸脱表示素子の作製方法について説明する。

工業用エタノールにミリスチン酸イソプロピルを５０重量％、硝酸リチウムを０．５重量％、黒色染料を５重量％加え、攪拌し、インクを作製した。作製したインクを（株）日立産機システム社製インクジェットプリンタＰＸＲ−Ｄ２４０Ｊに装填し、ＰＥＴフィルム上にバーコードパターンを印字した。印字したＰＥＴフィルムを−１０℃に冷却し、印字パターンを固化させた。印字、冷却したＰＥＴフィルム上に流動促進層としてＰＥＴフィルムを配置した。このようにして、図１に係る温度逸脱表示素子を作製した。本実施例では溶融材としてミリスチン酸イソプロピルを用いたので、ミリスチン酸イソプロピルの融点（流動点）である５〜８℃以上になるとパターンが変化する。

作製後の温度逸脱表示素子は、印字パターンは固化しているのでバーコードパターンを保持している（図３）。作製した素子を室温で放置したところ、温度上昇とともにバーコードパターンが融解し、融解したインクが流動し、バーコードリーダで不可読となった（図４）。以上より、実施例１に係る温度逸脱表示素子は、所望の温度に達すると速やかにパターン変化することが確認できた。

被印字体と流動促進層の間に粘着層を設けたこと以外実施例１と同様に温度逸脱表示素子を作製した。作製した温度逸脱表示素子の上面図を図５にしめす。図５の素子を短辺側側面から見た模式図を図６に示す。印字されたパターン３０５が被印字体３０１、流動促進層３０４に挟持されている。また被印字体３０１と流動促進層３０４は、粘着層３０６によって接着されている。印字パターン３０５と流動促進層３０４、印字パターン３０５と被印字体３０１の間には粘着層は存在しない。これによって、印字パターン３０５が溶融時に流動することを妨げない。粘着層３０６は、印字パターン３０５に含まれる溶融材の融点以下の温度で、印字パターン３０５に触れていなければ良く、粘着層の形成パターンは、例えば図７、図８、図９、図１０でも良い。

工業用エタノールにパルミチン酸イソプロピルを５０重量％、硝酸リチウムを０．５重量％、黒色染料を５重量％加え、攪拌し、インクを作製した。作製したインクを（株）日立産機システム社製インクジェットプリンタＰＸＲ−Ｄ２４０Ｊに装填し、ＰＥＴフィルム上にバーコードパターンを印字した。印字したＰＥＴフィルムを−１０℃に冷却し、印字パターンを固化させた。印字、冷却したＰＥＴフィルム上に流動促進層としてＰＥＴフィルムを配置した。このようにして温度逸脱表示素子を作製した。このＰＥＴフィルムには粘着層として両面テープを図５に示すようにバーコードパターンと接触しないように、長辺側に貼りつけてある。本実施例では溶融材としてパルミチン酸イソプロピルを用いたので、ミリスチン酸イソプロピルの融点（流動点）である約10〜12℃以上になるとパターンが変化する。

作製した素子を室温で放置したところ、温度上昇とともにバーコードパターンが融解し、融解したインクは粘着層に妨げられることなく流動し、バーコードリーダで不可読となった。以上より、実施例３に係る温度逸脱表示素子は、所望の温度に達すると速やかにパターン変化することが確認できた。

１０１、３０１…被印字体、１０２…染料または顔料、１０３…溶融材、１０４，３０４…流動促進層、３０５…印字パターン、３０６…粘着層

Claims (7)

1. 非多孔質部材からなる被印字体と、前記被印字体上に印字されたパターンと、前記パターン上に配置している流動促進層と、を備え、
   前記流動促進層は、非多孔質体であって、前記パターンと接するように設けられており、
   前記パターンは、染料または顔料と、所定温度で溶融する溶融材と、を含むインクから構成され、前記被印字体と前記流動促進層との間に挟持されている前記インクが特定の温度で溶融することにより毛細管現象によって流動が促進されてパターンが変化することを特徴とする温度逸脱表示素子。
2. 請求項１に記載の温度逸脱表示素子であって、
   前記流動促進層は流動促進層を通して前記パターンを視認できる程度に透明性があることを特徴とする温度逸脱表示素子。
3. 請求項１に記載の温度逸脱表示素子であって、
   前記流動促進層はプラスチックフィルムであることを特徴とする温度逸脱表示素子。
4. 請求項１に記載の温度逸脱表示素子であって、
   前記流動促進層には前記被印字体と接着するための粘着層が設けられており、
   前記粘着層は前記パターンと重ならないように配置されていることを特徴とする温度逸脱表示素子。
5. 請求項１に記載の温度逸脱表示素子であって、
   前記溶融材は分子量が１５０以上であることを特徴とする温度逸脱表示素子。
6. 請求項５に記載の温度逸脱表示素子であって、
   前記溶融材の溶融温度は室温以下であることを特徴とする温度逸脱表示素子。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の温度逸脱表示素子であって、
   さらに使用温度範囲で不変のパターンを備えることを特徴とする温度逸脱表示素子。

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