JPH07507244A - 温度指示組成物を適用する物品および方法 - 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】 温度指示組成物を適用する物品および方法本発明は熱回復性物品に温度指示組成 物を適用する物品および方法に関する。

温度指示組成物は、典型的には、典型的な温度、通常は良好に規定された温度に 加熱された場合に、変色する組成物である。変色は可逆的であることが頻繁にあ り、該温度において生じる可逆的化学的変化に伴っている。そのような材料は、 例えば、ケム・レブ（Ｃｈｅｍ、　Ｒｅｖ、）、６３．６５（１９６３）および ケム・レブ（ＣｈｅＩＩｌ、Ｒｅｖ、）、６８，６４９（１９６８）においてジ エス・へ・ディ（Ｊ　ｅｓｓＨｅ　Ｄａｙ）による２つの文献に記載および説明 されている。

典型的には、温度指示組成物は、最大安全温度に達したことを示す警告指示体と して、あるいは後のチェックが臨界温度が得られたことを知らせる手段として使 用できる。

温度指示組成物の１つの特別に重要な用途は、熱回復性物品の分野である。熱回 復性物品は、例えば、米国特許第２．０２７．９６２号、第３．０８６．２４２ 号、０号、第１，２１１，９８８号、第１，３４６，４７９号に記載されており 特許請求されている熱収縮性ポリマースリーブ、ならびに例えばＥＰ−Ａ−０１ １６３９３（ＭＰ０７９０）、ＥＰ−Ａ−０１１７６０２６（ＲＫ１７６）およ びＥＰ−Ａ−０１１６３９２（ＲＫ１７８）に記載されているような布をベース とする熱回復性物品を包含する。これらは、ポリマー材料を布の１つの面または 両方の面にラミネートして布を不透過性にすることによって形成した、回復性布 とポリマーマトリックスとを有してなる。他の種類の熱回復性物品は、英国特許 第１，４４０，５２４号に記載されており、ここにおいて、外チユーブ状部材の ようなエラストマ一部材が、内チューブ状部材のような第２部材によって伸張状 態に保持され、加熱時に第２部材が弱くなって、エラストマ一部材が回復するの が可能になる。

これら熱回復性物品にはシーラント被覆が典型的には設けられており、例えば、 熱収縮性スリーブの内表面に設けられているので、スリーブが基材のまわりで収 縮する場合に、スリーブと基材（例えば、パイプまたはケーブル）の間にシール が形成される。これらシーラントは、通常、マスチックまたはホットメルト接着 剤である。そのような場合に、スリーブを収縮させるため、およびシーラントを 溶融させるために、熱が必要になる。熱は、外部的に適用するトーチにより供給 してよく、あるいは導電性ポリマー材料を形成することによりまたはスリーブ中 に電気ワイヤをラミネートすることなどにより電気的に供給してもよい（例えば 、ＥＰ−１５８５１９（Ｂ１００ＣＯＭ　ＥＰＣ）参照）。加熱手段を使用する 場合には、スリーブが破損しないようにあまりに高温にならないことを確実にす ることが望ましく、さらに、一方、シーラントが溶融して、基材と接触する時に 流動するように充分な熱を適用することが大切である。従って、例えば、米国特 許第３゜８１６．３３５号、英国特許第１．５１１，０５３号、米国特許第４． ３４４．９０９号においては、熱回復性物品の表面に適当な温度指示組成物を使 用して、回復中の熱をモニターしかつ制御することが提案されている。

既知の温度指示組成物は、典型的には、溶媒を使用して適用される。米国特許第 ４，３４４，９０９号は、例えば、サーモクロミック材料、例えば、アラントイ ン、ポリマーバインダー、例えば、アクリル樹脂、および有機溶媒、好ましくは 塩素化溶媒のようなハロゲン化溶媒、たとえば、１，１．１−）リクロロエチレ ンーおよびこれらの混合物を含んでなる温度指示組成物を記載している。

本発明者は、全く異なった技術を有用に使用して、温度指示組成物を熱回復性物 品の表面に適用できることを見い出した。この技術は、異なった技術分野におい て既知であり使用されているのと同様の熱転写法、プラスチックボトルなどにプ リントイメージを適用するのと同様の技術を使用する。

既知の熱転写法は、プリントイメージを適用するために熱および圧力を使用する ことを包含する。典型的には、熱転写デカルコマニアをワックス被覆紙支持体上 に形成する。「デカルコマニア」という用語は、所望のプリントパターンを予め ラミネートしている支持体を意味する。典型的なデカルコマニア構造物は、以下 の順番の層のラミネートを有する。ワックス被覆紙、保護ラッカー、インク、お よび接着剤ラッカー。熱転写デカルコマニアは、ワックス被覆紙層を加熱し、プ リントすべき基材（例えば、ボトル）に向かってラミネートを押し付けることに よって、熱転写デカルコマニアはボトルに転写される。熱によって、ワックスが 溶融し、インクが軟化し、接着剤ラッカーが粘着化する。従って、接着剤が、基 材に付着する。一般に、ワックスは、インク上の部分と、支持体上の部分とに別 れ、支持体紙は次いで捨てられる。これら既知の熱転写法は、例えば、「プラス チックス・フィニッノイング・アンド・デコレイティング（Ｐ　１ａｓｔｉｃｓ 　Ｆ　ｉｎｉｓｈｉｎｇａｎｄ　Ｄｅｃｏｒａｔｉｎｇ）Ｊ、ドナタス・サタス （Ｄｏｎａｔａｓ　５ａｔａｓ）　１ｍ５Ｖａｎ　Ｎｏ５ｔｒａｎｄＲｅｉｎｈ ｏｌｄ　Ｃｏ　（ＮＹ）　１９８６出版の第１４章に記載されている。

本発明は、ボトルのような非回復性プラスチック基村上にプリントする１−とが 既知であり使用されている熱転写法を変形して、温度指示組成物を熱回復性基材 を適用することにおいて使用するということを認識しているものである。

第１の要旨によれば、本発明は、熱回復性基材の表面に温度指示組成物を適用す る物品であって、 （ｉ）支持体層、 （１１）支持体層の１つの表面に位置する溶融可能な剥離材料、（ｉｉｉ）予め 選択された温度Ｔｃを越えて加熱された場合にその視覚的外観を変える温度指示 組成物、 （ｉｖ）温度指示組成物を熱回復性物品の表面に結合する熱活性化接着剤層を有 してなり、 温度指示組成物は、剥離材料と接着剤層の間に位置しており、Ｔｃは剥離材料の 融点Ｔｍ（ｒｌ）よりも高く、Ｔｍ（ｒｌ）は、接着剤層の活性化温度Ｔａ（ａ ｌ）と同温度であるかまたはこれよりも高い物品を提供する。

第２の要旨によれば、本発明は、熱回復性基材の表面に温度指示組成物を適用す る方法であって、 （ａ）前記の物品を熱回復性物品の表面に配置し、（ｂ）物品を少なくともＴａ （ａｌ）の温度に加熱し、接着剤層を活性化させ、これにより、物品を熱回復性 基材の表面に固定し、次いで（ｃ）物品を、Ｔｍ（ｒｌ）と少なくとも同温度以 上であるがＴｃよりも低い温度に加熱し、これにより、温度指示組成物の視覚的 外観を変化させずに、物品から支持体層を剥離する ことを特徴とする方法を提供する。

本発明によれば、剥離層の一部分または全てが支持体層とともに除去されてよい 。いくらかのみが除去される場合に、残った部分は、温度指示組成物および接着 剤を保護するように働く。

剥離材料は、典型的には、ポリマー材料を含んでなる。そのような材料は、加熱 時に、鋭い溶融温度ではなく、溶融温度範囲を示してよい。従って、精密には、 溶融温度を決めるための特定の試験を指定することが好ましい。従って、本明細 書において、剥離材料の「溶融温度」という用語は、国際標準ＩＳＯ３１４６（ Ｒｅｆ１５０３１４６−１９８５（Ｅ））に記載されているように、示差走査熱 量法を使用する方法Ｃ２により測定した溶融温度を意味する。

同様に、接着剤層は、典型的には、ポリマー材料を含んでなる。その活性化温度 は、接着剤が基材に付着する温度である。活性化温度は、典型的には、材料の溶 融温度であるかまたはそれに近い温度である。従って、本明細書において、接着 剤層の活性化温度という場合に、これは−前記ＩＳＯ３１４６により測定した溶 融温度と定義される。

本発明の方法において、Ｔａ（ａｌ）はＴｍ（ｒｌ）よりも低いことが好ましく 、工程（ｂ）は、Ｔａ（ａｌ）と同温度以上であるがＴｍ（ｒｌ）よりも低い温 度に物品を加熱することを包含する。本方法において、工程（ｂ）における加熱 と同時に、または加熱の後に、基材に向かって物品を押し付けるために圧力をか けることが好ましい。少なくとも１５０　Ｎ／ｃｖａ”の圧力を適用することが 好ましい。ゴムロールプレスにおいて、１５０〜３５０　Ｎ／ｃ＋ａ２の範囲の 圧力をかけることが好ましい。金属プレスにおいて、約１４００　Ｎ／ｃｍ”ま での圧力をかけてよい。熱および圧力の適用は、熱加工の技術の当業者に既知の 手順でホットプラテンを使用することによって行ってよい。

従って、本発明を使用することによって、熱プレス技術を使用して、温度指示組 成物を熱回復性組成物に適用することが可能になる。接着剤層および剥離層の材 料は、温度指示組成物の尚早な転化が生じないように選択する。前記のように、 熱回復性物品が、回復が完了し、シーラント／接着剤スリーブライニングの有効 な溶融が行なわれた時点を示すように温度指示組成物を選択することが好ましい 。

従って、本発明の温度指示組成物は、回復性基材の回復温度付近において外観の 視覚的変化を行うことが好ましい。従って、組成物の適用のプロセスが温度指示 組成物の尚早の転化を生じさせないように接着剤層および剥離層の材料を選択す 本発明の温度指示組成物は、いずれかの好都合な形態で本発明の物品中に存在し てよい。それは、連続層であってよく、あるいは通常には非連続であってよく、 たとえば、パターン状になっていてよい。例えば、ランダムにまたは均一に分布 した一連のドツト、ストライブ状のもの、アルファベットもしくは数字状のもの 、あるいはグラフィックとして供給されてよい。好都合には、例えば、温度指示 組成物によって情報、例えば、基材の寸法または起源などが示されてもよい。

剥離材料は、連続層の形態で存在することが好ましい。あるいは、例えば、それ は、温度指示組成物領域の縁を単に覆う、わずかに縁に重なることが好ましい領 域状態で供給されてもよい。一般に、熱および圧力がかけられた場合にインクを 剥離するのに充分ないずれかの手順で剥離層は供給されてよい。

温度指示組成物と剥離層との間に、追加的な保護材料が供給されてよい。これは 、接着剤層を保護するようにおよび／または基材に適用された場合に温度指示組 成物を保護するように機能できる。追加的な保護層は、例えば、支持体が剥離さ れたときに温度指示組成物上に剥離層の一部分が残っている場合に、好都合では ないかもしれない。後者の場合に、残った剥離材料の部分は、接着剤および温度 指示組成物に対して保護を与えつる。これは、連続層の形態であることが好まし いが、しかし、温度指示組成物領域を単に覆っていてよい。

本発明によれば、ＴｃはＴａ＋（ｒｌ）よりも高い。Ｔｃは、Ｔω（ｒｌ）より も少なくとも５℃、特に少なくとも１０℃、より好ましくは少な（とも３０℃、 特別には少な（とも５０℃高いことが好ましい。この温度差は、温度指示組成物 の尚早な転化の危険なく、温度指示組成物の適用のための手順におけるいくらか の許容性を与える。

本発明によれば、Ｔｍ（ｒｌ）はＴａ（ａｌ）と少なくとも同温度であり、好ま しくはＴａ（ａｌ）よりも高い。Ｔｏ（ｒｌ）は、Ｔａ（ａｌ）よりも少なくと も５℃、特に少な（とも１０℃、より好ましくは少なくとも３０℃、特別には少 なくとも５０℃高いことが好ましい。Ｔｍ（ｒｌ）とＴａ（ａｌ）がほぼ同温度 である場合には、温度指示組成物の剥離が基材への付着と実質的に同時である。

Ｔｍ（ｒｌ）とＴａ（ａｔ）との温度差によって、温度指示組成物の取り扱いお よび適用が容易になる。

本発明の物品の種々の成分の組成について言えば、支持体層は、接着剤を活性化 させ、剥離材料を剥離するために適用される温度に耐え得るいずれかの材料から なっていてよい。典型的な例は、紙およびポリエステルを包含する。典型的な支 持体層の厚さは０．０１〜０．０４ａｍである。

剥離材料は、１５０〜２５０℃、より好ましくは１７０〜２３０℃の範囲の（前 記で定義した）溶融温度を有することが好ましい。例えば、剥離材料は、ホット メルト接着剤、例えば、エチレンビニルアクリレート、ワックス、樹脂、または ポリプロピレンを含んでなってよい。剥離材料は薄層であることが好ましく、そ の厚さは、２０ミクロン未満、より好ましくは１０ミクロン未満であることが好 ましく、５ミクロン未満さえであってよい。

接着剤層は１００〜２００℃の範囲の（前記で定義した）活性化温度を有するこ とが好ましい。典型的には、接着剤層は、接着剤ラッカーであり、特別なポリエ チレン、例えば、ＥＶＡ、エチレンコまたはターポリマー、変性ポリアミド、粘 着化エラストマー材料（ＳＢＳｌＳＩＳ、ＰＩＢ、ニトリルゴム）およびポリエ チレンに対して良好な付着性を示す他のいずれかの材料を含んでなる。接着剤層 の厚さは、２０ミクロン未満、より好ましくは１０ミクロン未満であることが好 ましく、５ミクロン未満さえであってよい。

温度指示組成物の外観は、２００〜３００℃、好ましくは２３０〜２７０℃の範 囲の温度、特に約２５０℃の温度Ｔｃにおいて変化することが好ましい。外観の 変化は視覚的な変色、例えば、緑色から黒色への変色であることが好ましい。

要すれば存在する保護材料は、層の形態であることが好ましい。保護材料は、悪 影響なく、Ｔｃよりも高い温度への加熱に耐える必要がある。典型的には、接着 剤層の厚さは、２０ミクロン未満、より好ましくは１０ミクロン未満であってよ く、５ミクロン未満さえであってよい。

添付図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

図１は、本発明の物品の断面図、および図２８および図２ｂは、熱回復性スリー ブに適用されている図１の物品を示す断面図である。

添付図面を参照すれば、図１の物品１は、以下の順番の層二紙の支持体層２、ホ ットメルトＥＶＡ接着剤剥離層４、保護ラッカ一層６、温度指示組成物層８およ び特別なポリエチレンを含んでなる熱活性化接着剤層１０を有してなるラミネー ト構造物からなる。温度指示組成物８の転化温度Ｔｃは約２５０℃である。剥離 層４の溶融温度Ｔｍ（ｒｌ）は約２００℃であり、接着剤層１０の活性化温度は 約１５０℃である。

図２８および２ｂは、熱回復性ポリマースリーブ１２の表面に物品１を適用する 連続的工程を示す。図２ａにおいて、物品１はスリーブ１２に隣接して配置され ている。図２ａにおいて、物品１は、スリーブ１２に隣接して配置されており、 加熱プラテン１４が図面の矢印Ｐで示す方向に物品１に向かって押し付けられる 。

プラテン１４は物品１を１５０℃を越える温度に加熱し、これにより、接着剤層 １０が活性化して、温度指示組成物６（および被覆層６．４および２）をスリー ブ１２に結合させる。図２を参照すれば、プラテン１４を加熱することによっで あるいは２００℃を越える（しかし２５０℃未満の）温度に昇温させる他の手段 によって、さらに加熱が行なわれている。これにより、剥離層４が溶融し、図面 の矢印Ｓで示すように引っ張ることによって支持体層２を除去できる。全剥離層 ４は（図示するように）除去できるが、あるいは剥離層が分割され、一部分（下 側部分）が保護層６上に残り、一方、残りの部分が支持体層２とともに除去され てもよい。

国際調査報告　。ｒＴＩ、、。。’ｌ／、、、Ａｌ１１゜

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．熱回復性基材の表面に温度指示組成物を適用する物品であって、（ｉ）支持 体層、 （ｉｉ）支持体層の１つの表面に位置する溶融可能な剥離材料、（ｉｉｉ）予め 選択された温度Ｔｃを越えて加熱された場合にその視覚的外観を変える温度指示 組成物、 （ｉｖ）温度指示組成物を熱回復性物品の表面に結合する熱活性化接着剤層を有 してなり、 温度指示組成物は、剥離材料と接着剤層の間に位置しており、Ｔｃは剥離材料の 融点Ｔｍ（ｒｌ）よりも高く、Ｔｍ（ｒｌ）は、接着剤層の活性化温度Ｔａ（ａ ｌ）と同温度であるかまたはこれよりも高い物品。
2. ２．剥離材料は連続層の形態である請求の範囲第１項に記載の物品。
3. ３．保護材料が温度指示組成物と剥離材料の間に配置されている請求の範囲第１ 項または第２項に記載の物品。
4. ４．保護材料が連層の形態である請求の範囲第３項に記載の物品。
5. ５．ＴｃがＴｍ（ｒｌ）よりも少なくとも１０℃高い請求の範囲第１〜４項のい ずれかに記載の物品。
6. ６．Ｔｍ（ｒｌ）がＴａ（ａｌ）よりも少なくとも１０℃高い請求の範囲第１〜 ５項のいずれかに記載の物品。
7. ７．熱回復性基材の表面に温度指示組成物を適用する方法であって、（ａ）請求 の範囲第１〜６項のいずれかに記載の物品を熱回復性物品の表面に配置し、 （ｂ）物品を少なくともＴａ（ａｌ）の温度に加熱し、接着剤層を活性化させ、 これにより、物品を熱回復性基材の表面に固定し、次いで（ｃ）物品を、Ｔｍ（ ｒｌ）と少なくとも同温度上であるがＴｃよりも低い温度に加熱し、これにより 、温度指示組成物の視覚的外観を変化させずに、物品から支持体層を剥離する ことを特徴とする方法。
8. ８．Ｔａ（ａｌ）がＴｍ（ｒｌ）よりも低く、工程（ｂ）は、Ｔａ（ａｌ）と少 なくとも同温度以上であるがＴｍ（ｒｌ）よりも低い温度に物品を加熱すること を包含する請求の範囲第２項に記載の方法。
9. ９．工程（ｂ）における加熱と同時に、または加熱の後に、基材に向かって物品 を押し付けるために圧力をかける請求の範囲第２項または第３項に記載の方法。