JPS63122779A - 可逆性示温材 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、温度変化により色相が変化する温度管理材の
一種である可逆性示温材に関するものである。

〔従来技術における問題点〕

古くから示温性顔料の研究は行なわれ、既に種種の用途
に実用化されているものもある。これら示温性顔料は有
機化合物が主体であることから、市販されている可逆性
示温材の耐熱限界温度は高いものでも２５０℃程度であ
る。

一方、家庭内には暖房機器、調理機器、アイロン、風呂
釜等比較的高温になり、安全性のため示温性顔料の付加
が望まれる機器が数多くあるが、このような機器への可
逆性示温材の適用例は皆無に等しい。これは上述した従
来の可逆性示温材料をそのまま耐久商品である家電製品
に適用しようとすると耐熱性、耐久性などの面で充分な
信頼性を得にくいためである。

以上の点に鑑み、これまでにも無機化合物を用い耐熱限
界温度を高めようとする可逆性示温材の提案がなされて
きた。それらは錯化合物や硫化物、ヨウ化物の複合材料
が主であるが、いずれも耐熱限界温度の飛躍的な向上が
認められず、また安全性、寿命、コスト、毒性などの点
で実用性に欠けるところがある。

〔発明の目的〕

本発明は、これらの広汎な用途を可能にするため、安定
性および安全性に優れ、おおよそ６００℃の耐熱性を有
し、低コストで視認性の良い可逆性示温材を提供するこ
とを目的とする。

〔実施例〕

本発明は、サーモクロミック特性を示すことが知られて
いるＰｂ２Ｃｒ　Ｉ　−ＸＭＸＯ５（Ｍ＝ＭＯ，Ｗ、　
Ｓ。

Ｘ＝０．１〜０．９０）に、さらに視認性を高めるため
、Ｓｅ元素を固溶させた化合物Ｐｂ　９（Ｃｒ１−　ｘ
Ｍｘ　〕＋−ｙｓｅｙｏ＊の多結晶体を使用する。その
組成はＹ値を０．１から０．９の範囲としたものである
。この組成比はＸ線回折による反射データと示温特性（
温度による色変化）の定量的評価から選定したものであ
る。

眸 Ｘ線解衡によれば、該多結晶体はいずれもＰｂ　２　Ｃ
ｒ　Ｉ　−ｘＭｘ　Ｏｓ　（Ｍ＝Ｍ　ＯＮ　ＷＮ　Ｓ　
ｏＸ　＝０．１〜０．９０　）と同形の相（単斜晶系）
から成っている。又、多結晶体中のＳｅ元素の含有量の
増加に伴い３強線のピークは低角側へとシフトし、また
格子面間隔も次第に大きくなっていることが窺える。こ
れよりこの相は、固溶体であるＰｂ２Ｃｒ１−ｘＭｘＯ
）　（Ｍ＝Ｍ　ｏ、　Ｗ、　Ｓｏ　Ｘ＝　０．１〜０．
９ｏ　）に、Ｓｅ元素がさらに固溶した酸化物の相と考
えられ、この固溶体を形成することによって示温特性が
改善されたと考えられる。

また本発明者がＳｅ元素の含有量と示温特性の関連を詳
細に調べたところ、Ｐｂ２（Ｃｒ１−ｘＭｘ〕１−’ｉ
ｓｅ’ｌｏｓにおいて、Ｙ値は０．１から０．９の範囲
が妥当であり、この範囲の組成の調整によって常温での
色調を任意に選択でき、かっ色変化の視認性（示温特性
）を向上でき得ることがわかった。

次に上記多結晶体の製造法について述べる。該多結晶体
は鉛化合物とクロム化合物とおよびモリブデン化合物、
タングステン化合物、イオウ化合物のうちの一種とこれ
にセレン化合物を上述の組成比となるように混合し、空
気中で４００℃〜６００℃の温度で焼成する。この除用
いる化合物は、酸化物かまたは前述の温度範囲において
、はぼ完全に分解して酸化物となるものであればよい。

−例を挙げると鉛では、硝酸化物、炭酸化物、水酸化物
、シュウ酸化物もしくはこれらの化合物の水和物といっ
たものである。

該化合物の合成には焼結法を用いる。

この場合、焼成温度があまり低いと焼成時間が長くなり
、また温度が高すぎると熔融してしまい粉砕の工程での
困難が生じる。本発明者が行なった実験によると温度範
囲は、４００℃〜６００℃が妥当である。

以下、具体的に実験した結果について説明を行なう。

いずれも試薬級のｐｂｏ、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｏＯ３、Ｗ２
Ｂ、ｐｂｓｏ４及びＳ　ｅ　０２を出発原料とし、Ｐｂ
２　（Ｃｒ、−ｘＭｘ）＋−ＶＳｅ’ｌＯｓを合成する
。表１に代表的な試料における変色の色調を示す。それ
ぞれ秤量した試料をよく混合した後、るつぼに入れ５０
０℃で約１２時間保持した。試料が十分に冷えてから乳
鉢で粉砕し、再びるつぼに入れ６００℃で約３０時間加
熱保持した。これを徐冷した後、再び乳鉢で微粉砕した
。以上の製法を工程図にしだものを第１図に示す。

表１ 上記の操作により得られた試料Ｘ線ディフラクトメータ
ーにより解析を行った。いずれの試料もＰｂ　２　Ｃｒ
ｔ、−ｘＭ　ｘ　Ｏｓ　（Ｍ＝Ｍ　ｏ、　Ｗ、　Ｓｏ　
Ｘ＝　０．１〜０．９ｏ　）と同形の反射が得られ、固
溶体の形成が確認できた。

また出発原料及び副生物の反射と思われるピークは確認
できなかった。

表１の右欄に各試料の室温での色と８０℃での色を示し
だ。これより本材料は、Ｓｅの含有量によって変色の色
調に選択性を有していることが分かる。

さらに詳しく示温特性を調べるために、各試料について
室温（ＲＴ：２５℃）、７０℃、１４０℃、２１０℃、
２８０℃の各温度での可視域拡散反射光分光分析を行っ
た。代表的な例としてＰｂ２　（Ｃｒ　ｏ、３Ｍｏｏ、
ｙ　）　ｏ、ｓｏ　Ｓｅｏ、ｓｏ　Ｏｓ　（試料番号２
　）　、Ｐｂｚ（Ｃｒｏ、３Ｓｏ、ｙ）ｏ＋５ｏＳｅｏ
、５ｏｏｓ　（試料番号５　）　ｚ　Ｐｂ２　ＣＣｒｏ
、ｓＷｏ、ｓ）ｏ、ｓｏ　Ｓ　ｅ　ｏ、ｓｏ　Ｏｓ　（
試料番号８）の３種についての測定結果を夫々第２図〜
第４図に示す。また色の比較を行うため各々のスペクト
ル値から光源Ｄ６５、視野角２度のＹｘｙ表色系のＸ％
ｙ座標値を計算し、プロットして第５図に示した。

第２図〜第４図より、いずれの試料も室温から２８０℃
の範囲で、反射スペクトルが長波長側ヘシフトしている
ことがわかる。また第５図からはエレメント（Ｍｏ５Ｗ
、　Ｓ　）の選択によって室温での色調、変色幅、及び
彩度が異なっていることがわかる。

以上より、本材料は室温での色調、変色幅、彩度の点で
これらを任意に選択し、用途に応じた特性を供すること
ができ得るよう改善されていることが分かる。

また耐熱性を調べるため、示差熱天秤を用いて熱重量変
化を測定した。温度は６００℃まで上げた。測定試料は
試料番号２．５．８を用いた。

結果として、当該温度では基本的に熱重量変化は見られ
なかった。

以上より、本材料は少なくとも６００℃までは融解、も
しくは分解することもなく安定であると判断できる。

さらに耐候性の指標として耐紫外線性の試験を行った。

耐紫外線性の試験のため試料番号２．５．８の粉体試料
に、強度７　ｍＷ／ｃｒｌ、波長３６５ｎｍの紫外光を
空中で１８０時間連続照射した。照射試料についてＸ線
解析を行ったが分解生成物は見られなかった。また拡散
反射光分光分析を行ったが退色は見られなかった。

以上より、本材料は紫外光下においても極めて安定性の
高い材料であることを確認した。

以上、本実施例においては鉛、クロム、モリブデン、タ
ングステン、セレンについては酸化物を、またイオウに
ついては鉛の硫化物を出発原料として供したが、いずれ
の元素についても金属、または水酸化物、炭酸化物、硫
酸化物、シュウ酸化物、ハロゲン化物、もしくはこれら
の化合物の水和物を供しても何ら支障ない。

〔発明の効果〕

本発明の可逆性示温材の利点を以下に示す。

（１）示温特性に関する事項 （ｉ）　　Ｐｂ２Ｃｒ＋−ＸＭＸ０５（Ｍ＝ＭＯＸＷ、
Ｓ□Ｘ＝０１〜０９０）よりも優れた示温特性を示す。

また常温での色調を任意に選択できる。

セレン元素の含有量が多くなればなるほど常温での色調
は、橙色から黄色へと移る。従ってセレン元素の含有量
によって、橙色から黄色の範囲で任意に常温での色調を
選択することができる。

（ｉｏ　　変化が視認できる温度が７０℃〜８０℃であ
る０ （ｉｉ）　　熱追従性がよく熱履歴を持たない。

（２）安定性、安全性に関する事項 （ｉ）　　耐熱温度は約６００℃である。これは現在実
用化されている可逆性示温材料よりはるかに高い。

（ｉｉ）　　紫外光下において退色しない。

（ｉｉ）　　熱サイクルに充分な寿命を有する。

（３）製法に関連する事項 （ｉ）　　簡単な方法で合成でき、設備コストも小さく
て済む。

（ｉｔ）　　原料が比較的安価で低コストで製造できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例における製法の工程図、第２図は試料番
号２の粉体試料の拡散反射光スペクトルの説明図、 第３図は試料番号５の粉体試料の拡散反射光スペクトル
の説明図、 第４図は試料番号８の粉体試料の拡散反射光スペクトル
の説明図、 第５図はＹｘｙ表色系での試料番号２．５．８各粉体試
料の温度（室温、７０℃、１４０℃、２１０℃、２８０
℃）における色度の説明を示す。 代理人　弁理士　杉　山　毅　至（他１名）第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｐｂ＿２〔Ｃｒ＿１＿−＿ＸＭ＿Ｘ〕Ｏ＿５（Ｍ＝
   Ｍｏ、Ｗ、Ｓ。Ｘ＝０．１〜０．９。）にＳｅを固溶し
   てなる酸化物多結晶体からなる可逆性示温材。