JPH04238232A - 温度表示材及び温度表示方法並びに温度履歴判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレリーフパターンの変形
を利用した新規な温度表示材及び温度表示方法並びに温
度履歴判定方法に関するものであり、具体的には温度表
示、限定された温度範囲内での経過時間等の温度履歴の
表示が可能であることから、特に食料品の輸送条件の把
握及び、品質保証並びに美味期間表示、インスタント食
品の食べ頃表示等の食品包装分野に利用できる。また、
脱臭剤、防虫剤、除湿剤の取り換え時期を表示する期間
経過表示体としても利用することができる。

【０００２】

【従来の技術】従来、設定温度並びに温度履歴の表示材
は色の変化を利用するのが一般的である。設定温度の表
示方法としては、メタモ、コレステリック液晶等を使用
した可逆表示、一般的にサーモラベルとして使用されて
いる不可逆表示か実用化されている。一方、温度履歴の
表示には、色の変化と着色物の拡散度を利用する方法が
挙げられ、いずれも不可逆表示である。具体的には、１
．加熱により経時的に融解、蒸発または退色する色素を
利用する方法、２．経時的に発色する電子供与性呈色性
有機化合物と顕色剤との組合せによる方法、３．電子供
与性呈色有機化合物を有する層と加熱により経時的に融
解、蒸発または昇華する色素を含む層の組合せによる方
法、４．電子供与性有機化合物とこれを発色させる電子
受容性有機化合物の層間に熱拡散層である樹脂層を入れ
る方法等に大別できる。

【０００３】上述のように、従来の色の変化によって設
定温度若しくは温度履歴を表示する方法を使い捨てのラ
ベル等として使用する場合に、温度表示材の価格が問題
となる。例えば液晶や、液晶を封入したマイクロカプセ
ルを使用すれば高価格となる。また、特に温度履歴の表
示材に於いては、材料の層構成が複雑となる。例えば上
述４の方法での構成は、少なくとも支持体、電子受容性
有機化合物を含む層、熱拡散の為の樹脂層、電子供与性
呈色有機化合物を含む層の４層構成となり、製造工程の
複雑さからくる価格への負担が大きくなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上述のごとく従来の色の変化を利用した種
々の設定温度表示方法並びに温度履歴判定方法に対して
、新規なレリーフパターンの変形に基づく原理を利用す
ることによって、安価な材料による層構成の単純な温度
表示材を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、支持
体上に、光硬化性若しくは電離性放射線硬化性である熱
可塑性樹脂組成物からなる室温では固体状態の凹凸形状
のレリーフパターンを有し、且つ前記レリーフパターン
の任意の部分に、それぞれ異なる強度の光若しくは電離
性放射線を照射することにより、部分的に硬化度合の異
なる硬化領域を形成させた温度表示材を、任意の温度に
加熱することによって、各温度に対応した硬化度合の異
なる領域のレリーフパターンを選択的に軟化変形させる
ことで、硬化度合の異なる領域間に目視確認可能なコン
トラストを生ぜしめる温度表示方法である。

【０００６】さらに、本発明による温度表示材を特定の
温度環境下に置くことにより、硬化度合の低い領域のレ
リーフパターンから順次軟化変形させることで、異なる
硬化領域間に目視確認可能なコントラストを生ぜしめる
温度履歴判定方法である。

【０００７】以下、まず本発明の構成材料について説明
し、次に製造工程を図面を用いて詳細に説明する。図１
に於いて、１は熱可塑性樹脂組成物層であり、光硬化性
若しくは電離性放射線硬化性樹脂を少なくとも一成分と
する熱可塑性樹脂組成物からなり、２は支持体であり、
プレート、シート若しくはフィルム形状を有する。

【０００８】本発明に述べる熱可塑性樹脂組成物１とし
ては、一般的な熱可塑性樹脂と少なくとも２官能以上で
良好な架橋反応を行なうアクリレート若しくはメタクリ
レートとの混合物に光重合開始剤を少量添加したものが
使用できる。但し、電子線等の電離性放射線を使用して
硬化を行なう場合は光重合開始剤を添加する必要がない
。

【０００９】具体的には、熱可塑性樹脂としてアクリル
樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリビニルブチラール、塩ビ−酢ビ共重合樹脂、ス
チレン樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリロニトリル−スチ
レン共重合樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ポリビニ
ルアセタール等が使用できる。

【００１０】また光重合開始剤としてはベンゾイン、ベ
ンジルケタール、アセトフェノン等の誘導体に代表され
る自己開裂型の化合物及びベンゾフェノン、芳香族ケト
ン、ミヒラーズケトン等の分子構造を有する種々の水素
引抜き型の光重合開始剤が使用でき、種々の増感剤との
併用も可能である。

【００１１】また、アクリレート若しくはメタクリレー
ト単独でも室温では固体状態を呈する熱可塑性樹脂であ
れば使用することができる。例えば、種々のウレタンア
クリレート及びメタクリレートオリゴマー、分子内にイ
ソシアヌレート環構造を有する種々のアクリレート、メ
タクリレート、分子中にビスフェノールＡ，Ｓ等の構造
を有するエポキシアクリレート、メタクリレート、ポリ
ブタジエンウレタンメタクリレート、ポリスチリルエチ
ルメタクリレート等が挙げられる。また上記の熱可塑性
樹脂組成物層を表面に設ける支持体２としては、該熱可
塑性樹脂組成物との接着が十分満たされている限り、金
属、紙、高分子材料、ガラス又はセラミックス等の無機
材料を含めて、あらゆる材料のプレート、シート若しく
はフィルム状の物が使用可能である。

【００１２】図２に於いて、３は熱可塑性樹脂組成物層
の表面にレリーフパターンを熱圧成形するための金型若
しくは樹脂型である。特に樹脂型が具備すべき特性とし
ては、少なくとも熱圧成形時の加熱温度に耐え得る耐熱
性を満たす樹脂材料であれば使用することができる。

【００１３】次に製造工程について説明する。図１に於
いて、支持体２上に、光硬化性若しくは電離性放射線硬
化性の熱可塑性樹脂組成物層１を設ける方法として、ナ
イフコート、ロールコート、バーコート等、公知の塗布
方法によって作製することができる。一方、部分的に熱
可塑性樹脂組成物層を形成する場合にはスクリーン印刷
、グラビアコーティング等の一般的な印刷技術を応用す
る方法、あるいは転写技術を利用することもできる。

【００１４】次に図２に示すごとく、熱可塑性樹脂組成
物層表面に金型若しくは樹脂型３を密着させ、熱と圧力
を加えることによって表面に凹凸形状のレリーフパター
ン４を形成する。

【００１５】次いで図３に示すように、表面に凹凸形状
のレリーフパターン４の表面に任意のマスク５を介して
光若しくは電離性放射線６照射を行なうことにより、部
分的に硬化度合の異なる領域を形成させる。なおマスク
５の光若しくは電離性放射線６の透過量は部分的に異な
り、図３中では左側ほど大きい。図４で７，８，９は部
分的に硬化度合の異なる領域を示し、その中で７は、マ
スクの光若しくは電離性放射線を一番良く通す部分の下
にあたり、一番硬化度合の大きな領域である。また、９
は光若しくは電離性放射線を通さない部分の下にあたり
、ほとんど硬化していない。

【００１６】図１から図４は温度表示材の製造工程を示
したものであるが、図５は図１から図４に示す方法によ
って製造された温度表示材を使用しての温度表示方法を
示したものである。すなわち部分的に硬化度合の異なる
硬化領域が記録された温度表示材を任意の温度に加熱す
ること、または特定の温度環境下に置くことにより、特
定領域の加熱温度に対応した硬化度合の異なるレリーフ
パターンの領域を軟化変形させることで、コントラスト
を可視化するものである。１０、１１、１２は軟化変形
後のレリーフパターンを示し、マスクの光若しくは電離
性放射線を一番通す部分の下にあたる領域１０は、加熱
による変形は起こらない。しかし、光若しくは電離性放
射線を通さない部分の下にあたる領域１２は、加熱によ
る変形によりレリーフパターンの凹凸が消滅する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。

【００１８】（実施例１）レリーフ原版として、厚さ３
ｍｍのガラス板からなる支持体上に、膜厚約１．５μｍ
のホトレジスト層をスピンコートによって作製し、アル
ゴンレーザー（波長４５７．９ｎｍ、強度５０ｍＪ／ｃ
ｍ２　）の二光束干渉法によって、正方形で面積が４ｃ
ｍ２　、空間周波数が１３００ｌｉｎｅ／ｍｍの干渉稿
を約１分間露光した後、アルカリ現像によってグレーテ
ィングを作製し、これをレリーフ原版とした。ホトレジ
ストはＭＩＣＲＯＰＯＳＩＴ１４００（シプレイ社製）
を使用した。

【００１９】次に、上述の方法によって作製したレリー
フ原版の表面に約２００ÅのＡｕ薄膜層を真空蒸着法に
て形成した後、これを電極として約２００μｍのＮｉメ
ッキを施し、次いで原版からＮｉメッキ層を剥離すると
共にＮｉメッキ層に付着する余分なＡｕ薄膜層及びホト
レジスト層を除去したものをレリーフパターン成形用の
金型とした。

【００２０】熱可塑性組成物層として、下記組成の光硬
化性の重合性単量体を含有する熱可塑性樹脂組成物をポ
リカーボネートシート上に、乾燥後、膜厚が約１０μｍ
となるようにワイヤーバーコーティングすることによっ
て作製した。尚、乾燥条件は７０℃、３０分、ポリカー
ボネートシート基材の厚みは４００μｍである。

【００２１】 　　アクリル樹脂（三菱レイヨン社製、ダイヤナールＢ
Ｒ−６０）　　６重量部　　ペンタエリスリトールトリ
アクリレート　　　　　　　　　　　　　　　　　　２
．５重量部　　トリス（アクリロキシエチル）イソシア
ヌレート　　　　　　　　　　１．５重量部　　１−ヒ
ドロキシシクロヘキシルフェニルケトン　　　　　　　
　　　　　０．４重量部　　２−ブタノン　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　４５重量部　　トルエン　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４５重
量部

【００２２】次に、上述の方法で得られた温度表示
材料の光硬化性の熱可塑性樹脂組成物層の表面に、前述
の金型のレリーフ面を密着させ、次いで圧力１０ｋｇ／
ｃｍ２　、温度７０℃、圧着時間３０秒の条件にて平圧
プレスを行ない、圧力を一定に保ったまま室温まで冷却
した後、金型を剥離することにより凹凸形状のレリーフ
パターンのエンボス成形を行なった。これより得られた
表面に凹凸形状のレリーフパターンを有する温度表示材
のレリーフ表面に、４段階の濃度階調を持つグレースケ
ールを密着させた後、強度１２００ｍＪ／ｃｍ２　の紫
外線を照射することによってレリーフパターンに部分的
に硬化度合が異なる領域を形成させた。グレースケール
を透過した紫外線の強度はそれぞれ１５５、４７０、７
３６、１１４０（ｍＪ／ｃｍ２　）である。

【００２３】次いで、上述の方法で作製された温度表示
材をホットプレート上に置き、３０分間で室温から１１
０℃まで昇温させ加熱した。その結果、約７０℃で紫外
線照射量１５５ｍＪ／ｃｍ２　の条件で硬化させた領域
のレリーフパターンが消去され、同様に、８３℃で４７
０ｍＪ／ｃｍ２　、９２℃で７３６ｍＪ／ｃｍ２　、１
００℃で１１４０ｍＪ／ｃｍ２　の条件で硬化させた部
分のレリーフパターンがそれぞれ完全に消去された。

【００２４】従って、特定の硬化度合と温度を対応させ
て表示することができ、硬化度合の異なる領域間の軟化
変形によるコントラストは鮮明であった。

【００２５】（実施例２）実施例１で作製された温度表
示材をあらかじめ１１０℃に加熱したホットプレート上
に置くことにより、レリーフパターンの軟化変形度合を
目視観察した。その結果、紫外線照射量１５５ｍＪ／ｃ
ｍ２　の条件で硬化させた領域のレリーフパターンは約
２０秒で完全に消去され、同様に、４７０ｍＪ／ｃｍ２
　で約８０秒、７３６ｍＪ／ｃｍ２　で約１８０秒、１
１４０ｍＪ／ｃｍ２　で約５３０秒の経過時間でそれぞ
れのレリーフパターンが完全に消去された。

【００２６】よって、本発明による温度表示材を特定の
温度環境下に置くことにより、硬化度合と経過時間を対
応させることができることから、原理的に温度履歴判定
方法に使用することができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明による温度表示材を使用すること
で、前記の如く、光若しくは電離性放射線によって部分
的に硬化度合の異なる硬化領域が記録された凹凸形状の
レリーフパターンに対し、任意の温度に加熱することに
より通常の不可逆性温度表示として使用でき、また限定
された温度範囲内に置くことで経過時間表示が可能であ
る。また、熱可塑性樹脂組成物自体は安価な材料を使用
しての単純な層構成で機能を満足させることができるた
め、使い捨てのラベル等として使用するには最適となる
。

【００２８】従って、具体的には温度履歴の表示材料と
して特に、食料品の輸送条件の把握及び、品質保証並び
に美味期間表示、インスタント食品の食べ頃表示等の食
品包装を中心とした分野に利用することができる。また
、脱臭剤、防虫剤、除湿剤等の取り換え時期を表示する
期間経過表示体としても応用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】温度表示材の初期製造工程の説明図である。

【図２】レリーフパターンの形成工程を示す説明図であ
る。

【図３】マスクを介して強度の異なる光若しくは電離性
放射線を照射する工程の説明図である。

【図４】レリーフパターンに硬化度合の異なる領域を形
成した説明図である。

【図５】本発明の温度表示方法並びに温度履歴判断方法
の説明図である。

【符号の説明】

１　　　　熱可塑性樹脂組成物層 ２　　　　支持体 ３　　　　金型若しくは樹脂型 ４　　　　レリーフパターン ５　　　　マスク ６　　　　光若しくは電離性放射線 ７　　　　硬化後のレリーフパターン ８　　　　硬化後のレリーフパターン ９　　　　硬化後のレリーフパターン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持体上に、光硬化性若しくは電離性放射
   線硬化性である熱可塑性樹脂組成物からなる室温では固
   体状態の凹凸形状のレリーフパターンを有し、且つ前記
   レリーフパターンの任意の部分に、それぞれ異なる強度
   の光若しくは電離性放射線を照射することにより、部分
   的に硬化度合の異なる硬化領域を形成させた温度表示材
   。
2. 【請求項２】支持体上に、光硬化性若しくは電離性放射
   線硬化性である熱可塑性樹脂組成物からなる室温では固
   体状態の凹凸形状のレリーフパターンを有し、且つ前記
   レリーフパターンの任意の部分に、それぞれ異なる強度
   の光若しくは電離性放射線を照射することにより、部分
   的に硬化度合の異なる硬化領域を形成させた温度表示材
   を任意の温度に加熱することにより、各温度に対応した
   硬化度合の異なる領域のレリーフパターンを選択的に軟
   化変形させることで、硬化度合の異なる領域間に目視確
   認可能なコントラストを生ぜしめる温度表示方法。
3. 【請求項３】支持体上に、光硬化性若しくは電離性放射
   線硬化性である熱可塑性樹脂組成物からなる室温では固
   体状態の凹凸形状のレリーフパターンを有し、且つ前記
   レリーフパターンの任意の部分に、それぞれ異なる強度
   の光若しくは電離性放射線を照射することにより、部分
   的に硬化度合の異なる硬化領域を形成させた温度表示材
   を特定の温度環境下に置くことにより、硬化度合の低い
   領域のレリーフパターンから順次軟化変形させることで
   、異なる硬化領域間に目視確認可能なコントラストを生
   ぜしめる温度履歴判定方法。