JPS63182522A - 環境指示デバイスおよび方法 - 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】 本発明は、同調回路および環境暴露に対して感受性の素
子を営む指示デバイスの環境暴露の増加を測定する方法
に関する。

環境暴露の測定法は幾つかの特許明細書に示さ　−れて
いる。

米国％許第４．１．８９，３９９号明細書（１９８０年
２月１９日発行、ペイチル）にはある物品の時間一温度
または放射線量履歴を色の変化により測定するのに有用
なコクリスタル型（ｃｏ−ｃ、ｒｙｓｔα−１１ｉｚｅ
ｃｌ　）アセチレン系化合物が示されている。

米国特許第４，２１２，１５３号明細書（１９８０年７
月１５日発行、キドニウスら）には、内層が外層外表へ
移行するのに伴って色が変化′１−る二層型の時間一温
度指示体が示されている。

欧州特許出願公開第０１１７３９０号明細書（１９８４
年９月５日公開）には、その反射能が環境暴露の増加に
伴って増加する組成物からなる指示デバイスの環境暴露
を測定する方法が示されている。

これら先行技術による方法の特色は、指示体が環境暴露
に対し色２よび／−Ｉｔたは反射能の変化を伴って反応
する点である。暴露を足置的に測定するためには指示体
を”見る”ことができる光学検出器が必要である。たと
えばその指示体がある製品の暴露を監視している場合、
読み取るためにはこれは製品の表面になければならない
。製品が包装されている場合、先行技術による各方法は
包装の外表の環境暴露を測定する。これは製品の暴露と
は本質的に異なるであろう。

本発明によれば、指示デバイスは同調電気回路を備え、
かつ特定の環境パラメーターに応答してあらかじめ定め
られた様式で変化する電気的性質をもつ素子を含むター
ゲットからなる。これにより、マイクロ波領域捷たはそ
れ以下の周波数をもつ呼掛は信号に対するターゲットの
応答を、そのパラメーターに対するターゲットの暴露に
関連づけることができる。本発明の一形態に８いては、
ターゲットは、上記素子を含みかつ呼掛は信号に対する
ターゲットの応答がその素子の電気的性質に依存すべく
配置された電気シールドをも含む。

操作に際しては、環境暴露の増加は （αＩ（＋１　　同調電気回路からなり、かつ（ｉｉ）
　　環境暴露に応答して変化する電気的性質をもつ素子
を含む ターゲットの、呼掛は信号に対する第１応答を測定し、 （ｂｌ　　該ターゲットの環境暴露増加後の第２応答を
測定し、そして ｔｃ＋　　同調回路と環境暴露の間のあらかじめ確立さ
れた関係ヶ用いて環境暴露の瑚７１１′ｌを計算するこ
とにより測定される。

本発明のデバイスは環境パラメーター、たとえば温度、
時間一温度の組合わせ、湿度、放射線、荷足の流体（ガ
ス、蒸気捷たは液体）および機械的衝撃に対する製品の
暴露の監視に利用される。

図面について簡単に述べる。

第１図は本発明のデバイスを含むシステムの略図である
。

第２図は第１図のシステムの別形態を示す。

第３図は本発明の時間一温度指示体の応答を示すグラフ
である。

第４図は本発明の他の時間一温度指示体の応答を示すグ
ラフである。

本発明は、その電気的性質が環境暴露に応答して変化す
る素子を利用して環境暴露を測定する方法を提供する。

この素子は同調回路の一部であってもよく、または同調
回路のためのシールドの一部であってもよい。いずれの
場合も同調回路は環境暴露増加の前および後に呼掛けら
れ、その応答の変化と暴露の関係が求められる。

本発明の指示デバイスはゴー、ノーゴーモードまたは定
量モードのいずれで操作することもできる、ゴー、ノー
ゴーモードの場合、このデバイスは環境暴露が一定の限
界を越えたか否かに応じて２種の応答のみ、すなわちゼ
ロ応答または陽性応答を与える。定量モードの場合、環
境変数に対する暴露の増加によって連続的変化が得られ
る。これらのデバイスは製品の品質を監視するのに特に
有用である。製品の品質および指示体の応答の双方に対
するある環境パラメーターの影響が既知である場合、製
品の品質に対してそのパラメーターが与える影響の定量
的測定は指示体の応答の測定から推定することができる
。あるいはゴー、ノーゴーモードの操作は、ある環境パ
ラメーターに対する暴露が臨界値を越えたこと、たとえ
ばその暴露が製品を使用不能にするのに十分であったこ
とを指示するのに使用できる。

本発明の目的に関して“環境暴露”という語は温度、時
間、時間一温度（すなわちこれら２パラメーターの組合
わせ作用）、湿度、化学線に対する暴露、機械的衝撃、
特定の流体（ガス、蒸気または液体）に対する暴露など
を含むものと幅広く解釈すべきである。

電気回路のインピーダンスはそのインダクタンス、抵抗
２よびキャパシタンス、ならびに駆動周波数に依存する
。受動回路（すなわち付随する電源のないもの）に２け
る電流は駆動周波数が特定の周波数、すなわち”共振周
波数”をもつ場合に最大となり、回路はその周波数に同
調されたと言える。ターゲットが共振周波数を含む電磁
信号（“呼掛は信号”）により照射されると、ターゲッ
ト内の”同調回路”の存在が適宜なアンテナによって容
易に検出され、出力信号を与える。ターゲットが同調回
路のほかに呼掛信号の通路にシールドを含む場合、得ら
れる出力信号はシールド効果の程度に依存し、この効果
はシールドの導電率に依存する。回路のインピーダンス
が変化すると、共振周波数が変化し、同一の入射呼掛は
信号が異なる応答および異なる出力信号を与える。

従って回路のインピーダンスに影響を与える電気的性質
はいずれも、環境パラメーターに応答するその変化が本
発明の基礎となる電気的性質として作用しつる。たとえ
ば電気的性質がキャパシタンス、インダクタンス、また
（１伝導度（電子またはイオン）でありうる。同様に、
シールドが存在する場合、その導電率は同調回路のイン
ピーダンスが変化しない場合でもその導電率が変化する
と異なる応答および異なる出力信号を与える。従つてタ
ーゲットに繰り返し呼掛け、その結果アンテナに誘導さ
れた出力信号を監視することにより、ターゲットの素子
の電気的性質の変化を検出することができる。この素子
は同調回路、または同調回路のためのシールドいずれの
一部であってもよ（１゜ 第１図は本発明方法に用いられる本発明のターゲットの
略図を表わす。一般に高周波またはマイクロ波の周波数
領域にある呼掛は信号１０がターゲット１１に入射する
。ターゲット１１は同調回路１２を含み、これは本発明
の一形態においては特定の環境パラメーターに応答して
変化する電気的性質をもつ素子を含む。他の形態に３い
ては、ターゲットはシールド１３を含む。この形態の場
合、シールド１３が環境パラメーターに感受性の素子を
含み、回路１２はこれを含む必要がない。

いずれの場合もターゲット１１から発ぜられる信号１４
はアンテナ１５によって電流に変えられる。

好ましくは呼掛は信号１０の供給源Ｓよびアンテナ１５
は共に１個の計器パッケージ内にある。第２図に示すよ
うに、アンテナ１５が呼掛は信号１０の供給源であって
もよい。

本発明に用いるのに適した型の同調回路は米国特許第４
，３２１，５８６号明細書（１，９８２年３月２３日発
行、クーパーら）３よびそこに引用されたそれ以前の特
許明細書に示されている。クーパーらは同調回路を盗難
検出用システムに用いた。

この場合関心は同調回路の存否ヲ識別することのみにあ
った。これらのシステムの場合、同調回路はたとえば可
融性の爪を引裂くことによって、除去されるかまたは全
体的に不活性化される（英国特許出願ＧＢ２　１０５　
９５２Ａ号明細書参照、１９８３年３月３０日公開）。

盗難防止用ターゲットの形のこれらの同調回路は市販さ
れている（供給業者にはチェックポイント・システムズ
社。

ソロフェア、ニューシャーシーおよびセンサーマチック
・エレクトロニクス社、ディーアフィールド・ビーチ、
フロリダが含捷れる）。ターゲットと共に用いられ、一
般に入射信号の振幅または周波数に応答する検出システ
ムも得られる。これらの検出器は一般にゴー、ノーゴー
モードで作動するが、これらを可変性の回路パラメータ
ーの連続変動性の尺度を得るべく改造することは容易で
ある。各種の適切な市販の盗難検出デバイスか−・イ・
テクノロジー、１６．１７頁（１９８３年９月／り０月
）に示されている。

電気的性質が変化する素子がシールドである場合、この
素子を含むシートを呼掛はシステムからの信号の通路に
配置する。このシールドは最初は導電性であって非導電
性にされてもよく、あるいはその逆であってもよい。検
出される信号はシールドの導電性が増大するのに伴って
減少する。

本発明のターゲットの呼掛けに応答して検出される信号
は呼掛は源、ターゲット３よび検出器の相対的な位置Ｂ
よび配列に依存する。この”幾何学的配置”依存性のた
めターゲットの環境暴露によって生じる変化が遮蔽され
ないことを保証することが重要である。従って、連続測
定を行いたい場合は、呼掛は源、ターゲット３よび検出
器の相対的な位置および配列を常に一定にして８くべき
である。あるいは指示ターゲットのほかに不活性ターゲ
ットを使用し、これら２個のターゲット相互の配列を一
定にして２ぐならば、真の′”指示ターゲットの応答を
不活性ターゲットの応答から推定することができる。

本発明を達成する手段は、目的とする特定のパラメータ
ーに応答して変化する電気的性質をもつ素子を確認する
ことである。電気的性質がその温度に応じて時間と共に
変化する電荷移動錯体は本発明の時間一温度指示体の素
子として用いるのに適している。

ターゲットに、上記素子と結合して環境パラメーターに
応答する電気的性質の変化を与える物質を内包させるこ
とが必要な場合がしばしばある。

この素子Ｂよび物質はそれらのうちの一万が拡散しうる
マトリックス甲に間隔を置いて配置されていてもよい。

このマトリックスはＣの素子または物質と同一であって
もよく、あるいは第３の物質であってもよい。多孔質の
紙およびプラスチックフィルムは時間一温度指示体用に
適したマ）　ＩＪラックス例である。一定の指示体応答
水準に達するのに必要な時間および温度は拡散距離（た
とえばバリヤープラスチックフィルムの厚さ）またはマ
トリックスの多孔度を変えることによって好都合に変化
させることができる。またその拡散によってデバイス応
答が得られる物質に対して異なる拡散係数をもつマトリ
ックスを選ぶことによっても応答特性を変えることがで
きる。

環境パラメーターが時間と温度の作用の組合わせである
場合、好ましい形態はドープされていないポリマーであ
る素子２よびドーパント蒸気である物質を含むものであ
る。この場合、適切に選ばれたポリマーは、ドーパント
濃度が経時的に増大する（たとえばドーパントがマトリ
ックスに拡散することにより）のに伴って、大幅な導電
率の増大を示すであろう。導電率の増加速度は一般に温
度が高（・はど高い。適切な素子となるポリマーには共
役主鎖をもつポリマーが含まれる。ポリアニリン、ポリ
アセチレン、ポリカルバゾール、ポリピロール、ポリチ
オフェンおよびポリインチアナツクリンが好ましい。適
切なドーパントは受容体ドーパント、たとえばＡ、？、
、Ｉ２．０２、ＨＣＬ、１１２　Ｓ　Ｑ４　、Ｆ　ｅ　
に’　ｔ３、Ｓ　ｂ　Ｆ５．２よびＮＯ＋、ＮＯ２＋　
もしくはＦ　ｅ　ｌｌ［を含み、またＢＦ４−１ＰＦ６
−を含む塩類、または過塩素酸塩である。他の適切なポ
リマーおよびドーパントには、アール・エッチ・バーブ
マンらのグミ・レビ：ｘ−、（Ｃｈｅｒｎ、Ｒｅｖ、）
　８２　ｒ２０９（１９８２）に示されるものが含まれ
る。

本発明の他の形態においては、時間一温度に伴ってその
電気的性質が変化する素子は吸収性支持体、たとえば紙
からなり、この素子との組合わせにより変化ケ起こ″′
ｆ物質は塩類溶液である。

適切な塩類溶液には水溶液または非水溶液状の無機塩お
よび有機塩の双方が含捷れる。特に好ましいものは水溶
液状の無機塩、たとえばアルカリまたはアルカリ土−・
ロゲン化物である。一般に電気的性質は凝固点において
急変する。塩類水溶液の凝固点は塩類の濃度および用い
る塩類の種類を変えることによって約Ｏ℃から約−５０
℃まで変えることができる。たとえば約３２重量％のＣ
αｃｔｌ含有する水溶液を用いることによって、この下
限に達することができる。本発明に有用な他の塩／水の
組合わせおよび濃度は゛′化学３よび物理学ハンドブッ
ク”、第６５版、Ｄ−２２２〜Ｄ−２７４頁に記載され
ている。

室温付近の融点をもつ好都合な塩類は硫酸ナトリウム・
１０水化物（融点３２℃）であり、これは尿素と混合し
た場合、１８〜２２℃の融点をもつ。

本発明の活性化可能なターゲットには上記素子または上
記物質が封入され、それらの組合わせによってこの素子
の電気的性質の変化が起こる。好ましくはこれらのカプ
セルは数ミクロンから数千ミクロンの範囲の直径ヲモつ
ミクロカプセルである。この棹のカプセルの製造につい
ては”ミクロカプセル封入：方法２よび応用”、ジエイ
・イー・パンチケール編（フレナム・プレス、ニューヨ
ーク、１９７４）に記載されている。カプセルの使用は
低温で用いる時間一温度指示デバイスの活性化用として
特に好都合である。それは活性化を随意に行いつるため
指示体を製造時から使用時まで低温に保つ必要がないか
らである。詳細には、カプセルを機械的に、または凍結
によって破壊すると、素子の電気的性質の変化をもたら
す、物質と素子の時間一温度依存性の組合わせが始動す
ることによって、指示デバイスが活性化される。

本発明は時間に関係なく温度に対する暴露を測定するの
にも適しても・る。このような形態の場合、素子は一定
の温度で電気的特性の不可逆的変化を行うものであって
もよい。監視すべき温度範囲および個々の用途に応じて
、その温度は下限（たとえば凝固点）または上限（たと
えば融点）のいずれに注目するものであってもよい。

凍結した水を含浸した沢紙上に析出させた塩類を用いて
、ある製品が氷点よりも高温になったことを示すことが
できる。塩類はきわめて吸湿性であってはならず、高い
温度で融解により生じた水に溶解して、電気的性質の不
可逆的変化を生じるものでなければならない。

凍結により生じた解乳化に対して特に好都合な指示体（
凍結指示体）は監視すべき製品を素子として用いる。た
とえばその素子がサラダドレッシングまたはこれに類す
るエマルジョンからなる場合、解乳化によって、検出さ
れる電気的性質の変化をひき起こすことができる。

前述のポリマー／ドーパント系は流体センサー、すなわ
ちガス、蒸気および液体に対するセンサーとして使用で
きる。たとえばアルカリ金属ドープされたポリアセチレ
ンまたはアルカリ金属ドープされたポリ（ｐ−フェニレ
ン）は痕跡量の酸素または水蒸気の検出のだめのきわめ
て高感度の積分デバイスの基礎となる。酸素検出のため
のより感度の低い素子は、受容体−ドープポリマー、た
とえば受容体−ドープポリアセチレンから作成すること
ができる。

ドープまたは非ドープ共役ポリマーを用いて、有毒な供
与型または受容型化学物質を、これらの化学物質に対す
る暴露の結果として起こる導電性電荷移動錯体の生成ま
たは分解により検出することができる。たとえばドープ
または非ドープポリアセチレンはヨウ素、アンモニア、
ｔＥ酸、Ｈ２１ヒドラジン、ＳＯ２などに対する検出器
のための素子を提供できる。

湿度は本発明によって監視できる他の環境パラメーター
である。一方法は感湿性、高導電性の電荷移動錯体、た
とえばドープポリマーからなる素子を使用する。しかし
好ましい素子は多孔質支持体（たとえばＰ紙）上に析出
させた潮解性の塩類からなる。この種のデバイスの感度
を高めるためには潮解性の低い塩類から潮解性の高い塩
類へ移行する。湿度指示体の素子に用（・るために好ま
しい塩類はＣａＣｌ２である。素子の選択に応じて湿度
指示体は積分型または非積分型のいずれであってもよい
。たとえば水に対し半透過性であるポリマー膜により採
掘された、きわめて潮解性の高い塩類を用いることによ
り、積分型湿度指示体が得られる。これは、きわめて吸
湿性の塩類は使用温度範囲ではその水利性を失うことが
ないからである。適切な潮解性の塩類を選び、かつ特定
の種類旧よび厚さのポリマーの半透過性防湿バリヤーな
随意使用することによって、素子の応答を湿度が製品の
品質に与える影響を複製したものにすることができる。

デバイスの構造によっては、湿度に対する応答は多少と
も温度に依存するであろう。

拡散および水利の過程は一般に温度に依存するからであ
る。同様に湿度２よび温度の作用の組合わせに対する依
存性は多くの製品、たとえばタバコ製品に見られる。

化学線に対する暴露を本発明のデバイスＢよび方法によ
り測定することができる。このためには、素子は化学線
に暴露された際にポリマーに対するドーパントを生じる
光化学物質（ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ）を含有する
ポリマーであってもよい。このドーパントはポリマーの
導電率を大幅に高める。

適切なポリマーはたとえばポリ（ｐ−フェニレン）、ポ
リアセチレン、ポＩＪ（ｐ−フェニレンスルフィｔ’）
、＋ｔ？’Ｊ（ｐ−フェニルビニレン）、ポリアニリン
、ポリピロール、ポリカルバゾール、ポリチオフェン、
ポリチオフェン旧よび窒化イオウ重合体である。

適切な光化学物質には次式のトリアリールセレノニウム
塩、トリアリールスルホニウム塩およびシアリールヨー
ジウム塩が含まれる。

（Ａｒ２Ｉ＋ｙ−） これらの式中、ＭＸ？Ｌ−はＢＦ、−１ＰＦ、−１Ｓｂ
Ｆ６−などであり、Ｙ−はＣｔ′：ＢべＩ−１またはに
へ−であり、Ａｒ、Ａγ′およびＡｒ“はフェニルまた
は置換フェニルである（“トリアリールセレノニウム塩
による元開始陽イオン重合”、ジエイ・ブイ・クリベロ
２よびジエイ・エッチ・ダブリュー・ラム、ジャーナル
・オブ・ポリマー・サイエンス：ポリマー化学線、１７
巻、１０４７−１０５７（１，９７９）を参照されたい
）。・・ロカーボン系受容体、たとえばＣＣｔいＣＢｔ
、ＳよびＣＩ４は他の適切な光化学物質である（ディー
・シー・ホーフェルラ、アブラ、フィシ、レタ、　ＣＡ
ｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、）３７゜３１４−３１６
（１９８０）を参照されたい）。

特定の光化学物質とポリマーの組合わぞに対する主な制
限は、化学線により生じるドーパントが十分な電子親和
性をもたなければならないこと、またはポリマーは両者
を組合わぜた場合にポリマー中に電荷担体が生じるのに
十分なほど低いイオン化電位な鳴つことである。たとえ
ばヨウ素はポリアセチレンに対しては好適な選択である
が、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）に対しては好適
でない。これは、ヨウ素が比較的低い電子親和性をもち
、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）のイオン化電位は
ポリアセチレンの場合よりもはるかに高いからである。

一般にデバイスの応答を生じる導電率の変化がポリマー
のドーピングによって起こる必要はなく、導電性電荷移
動錯体の形成によって起こってもよい。−例はテトラチ
アフルバレ／が臭素によりイオン化して高導電性の電荷
移動錯体な生じるものである。この場合、その電気的性
質が変化する素子はテトラチアフルバレンからなり、こ
の素子と結合する物質はＣＢｒ４が化学線に暴露された
際に生じる臭素である。また化学線感受性の上記化学物
質は、すでに導電性電荷移動錯体の一部であるドーパン
トと反応する補償物質（ｃ　ｏｍｐｅｎｓαｔ　ｉｎｇ
αｇｅｎｔ　）を生成しうるものであってもよい。化学
線により生成した補償物質と最初は電荷移動錯体中にあ
ったドーパントとの反応（たとえば電子供与体と電子受
容体ドーピングエージェントの反応）により導電率の低
下をもたらすことができる。

適切な化学線にはγ線、Ｘ線、電子その他の粒子線（光
子、α粒子など）、ならびに紫外線Ｓよび可視光線が含
まれる。特定の光化学物質を用いてこれらの種類の化学
線のうち２種以上を監視することもできる。従って１種
の影響を監視したい場合はターゲットを時には他の種類
から遮断する必要がある。

ある物品が機械的衝撃を受けたか否かを知ることがしば
しば重要であり、本発明はこれを測定するためのデバイ
ス２よび方法馨提供する。監視すべき環境パラメーター
が機械的衝撃である場合、そのデバイスは好ましくはあ
る素子およびこの素子と結合して（機械的衝撃の結果）
電気的性質を変えつる物質からなる。この素子は共役ポ
リマー、たとえばポリアセチレンからなり、上記物質は
ポリマーの導電率を大幅に高めうる溶液、たとえばＫＩ
３水溶液からなっていてもよい。あるいは素子が沢紙上
に分散した塩類からなり、物質がこの塩の溶剤であって
もよい。好ましい形態にお℃・では、この素子は吸収紙
からなり、上記物質はもろいカプセル中に含有されてい
る。

本発明に適したカプセルはガラス、ポリマー、薄い金属
箔などからなり、機械的衝撃により破壊される手段、た
とえば玉軸受をカプセル内に含んでいてもよい。あるい
はカプセルは可動性レバーのピボット点付近にはさ捷れ
ていてもよい。機械的衝撃に対する指示デバイスの感度
はカプセルの機械的強度を変えることにより（カプセル
材料の壁の厚さおよび／または機械的性質を変えること
により）、またたとえば玉軸受の重量３よび寸法を変え
ることにより制御できる。カプセルの寸法は好ましくは
約１朋３〜１ｃｆｎ”の容量範囲にある。

輸送パッケージが輸送中に逆転されていないことを示す
指示デバイスは機械的衝撃指示体と同様に構成すること
ができる。ただし液体がカプセルの破壊によって放出さ
れる代わりに、液体は傾斜したホルダー外へ流出する。

本発明のデバイスは主として製品が受けた環境暴露２よ
び／またはそれが製品に与える影響を監視するのに用い
られる。この目的は、まず本発明のデバイスを製品に取
り付け、次いでデバイスが受けた暴露の計算からその製
品が受けた暴露を測定することにより達成される。デバ
イス（および製品）は密封したパンケージ内にあり、パ
ンケージを開かずに呼掛けることができる。もちろん包
装材料がこの呼掛けに妨害２与えてはならない。

これに対し先行技術のデバイスは一般にパッケージの表
面に配置されなければならない。

以下の実施例は本発明をより良く理解するために提示さ
れる。本発明の原理および笑際を説明するために示され
た詳細な手法、采件、材料および報告されたデータは例
示であり、本発明の範囲を限定するものと解すべきでな
い。

実施例１゜ 時間一温度指示体 ｒｆ−盗難防止用ターゲット（寸法３８ｍｒＲＸ３８市
、チェック・ポイント・システムズ社より、ソロフェア
、ニューシャーシー）　（８，２ＭＨｚの共振周波数で
作動）の−万の面の約８０％をドープされていない０．
１〜０２市のポリアセチレンフィルム片（イト−、シラ
カワおよびイケダの方法により製造、ジャーナル・オブ
・ポリマー・サイエンス、１２．１１（１９７４））で
被覆した。

この積層ターゲットを次いでポリエチレンケース内にア
ルゴン下で、破壊しやすいカブ士ル甲のＫＩ３水溶液２
００μｔと共に封入した。共振周波数またはその付近の
信号で呼掛けるとターゲットは信号を発し、これがター
ゲットから６ｃｍにある一般の高周波検出器に７．５Ｖ
と検出された。

次いでこのデバイスをカプセルの破壊により活性化し、
この溶液によってポリアセチレンを１００〜４００Ｓ／
ｃｍの導電率にドープした。この時点で呼掛けられたタ
ーゲットは検出器上に１．８Ｖの読みを与えた。この電
圧は酸素がポリエチレンケースを通して拡散するのに伴
って経時的に漸増し、ドープポリアセチレンの導電率を
降下させた。この降下過程を促進するためにポリエチレ
ンケースに穴をあけ、周囲条件下でのターゲットの電圧
応答を数日間にわたって監視した。電圧は第３図に示す
ようにポリアセチレンの導電率が降下するのに伴って漸
増した。他のポリマーの分解につ−・でも同様な結果が
得られた。

実施例２゜ 時間一温度指示体 実施例１で用いたと同様なターゲットの一万の面を乾燥
ＣａＣｔ２で叛覆したｐ紙でωい、この複合材料をポリ
エチレン内に密封した。この時点ではこの改造ターゲッ
トの応答と未改造ターゲットの応答は、両ターゲットと
も６Ｃｍ離れた検出器に等しい読みを与えた点で等しか
った。ターゲットのＦ紙器を覆っているポリエチレンの
小領域に穴をあけ、これらの穴の上に酢酸酪酸セルロー
スのフィルムを流延した。この改造されたデバイスを、
湿潤濾紙片を入れた他のポリエチレン容器内に密封した
。ターゲットの応答は水蒸気がセルロースフィルムを通
して拡散し、Ｃａ　Ｃ１２を溶解してｐ紙白にイオン導
電性溶液を形成したのち急激にゼロにまで低下した。タ
ーゲットの応答の変化の開始、および初期遅延時間はバ
リヤーフィルム（この場合はセルロース）を通る水蒸気
の拡散速度に依存し、これは温度の関数である。上記に
より構成され、６℃、１２℃旧よび２３℃に保持された
デバイスの電圧対時間プロフィルを第４図に示す。

実施例３ 時間一温度指示体 ＨＣｌでドープされた導電性ポリアニリンの被膜を実施
例１に記載したと同様なターゲットの一方の面に施した
。ターゲットはこの時点では６ｃｒｎの距離で検出器に
対しほぼ”検出不能°′であった。

グーゲットを１００〜１２５℃以上の温度に短時間暴露
すると、ターゲットの応答が高まった。その際信号の増
大の程度は暴露時間旧よび温度の双方に依存していた。

これらの温度を越える熱処理によりドーパントが気化し
、ポリアニリン被膜が徐々に脱ドープされ、導電率が低
下した。

実施例４ 凍結／融解指示体 実施例１に記載したものと同様なターゲットの一方の而
を、ＮａＣ４１重量％を含有する水溶液（導電率１６働
シｉ）に浸漬した濾紙片で覆い、このデバイス全体をカ
プセル封入して水の蒸発を防いだ。このターゲットは検
出器上の読みがゼロであることにより証明されるように
全く”検出不能°′であった。約−０，６℃以下に冷却
すると水溶液が凍結し、標的は完全に“検出可能”にな
った（検出器で７．５Ｖの読み）。再度昇温さぜると固
相は再び流体となり、ターゲットは”検出不能″の状態
にもどった（読みゼロ）。これは可逆的凍結／融解指示
体が水を含む物品の凍結を知らせるのに有用であること
を証明している。

水溶液の代わりに凝固点が大幅に異なる他の液体／イオ
ン伝導性材料の組合わせ（たとえば硫酸（融点１０℃）
、リン酸（融点２９℃）、酢酸（融点１６６°Ｃ）、ア
セトニトリル／　Ｌ　ｓ　Ａ　ｓ　Ｆａ（融点−４５℃
以下）、スルホラン／　Ｌｉ”ＣＦ３５Ｏ，−（融点２
８℃以下）など）が可能であり、広範な温度にわたって
有用な大きな一群の指示デバイスが得られる。

実施例５゜ 凍結指示体 Ｎ　ａ　Ｃを水溶液を内包するマイクロカプセルを濾紙
片に塗布した。塗布されたｒ紙を実施例１に記載したも
のと同様なターゲットの一方の面に乗せた。この時点で
はターゲットは完全に検出可能であった（受信機から６
６１ｎの距離で７．５Ｖの読み）。

ターゲットは水溶液の凝固点以下に冷却されても検出可
能のままであった。融解点以上に昇温さぜるとターゲッ
トは°°検出不能″になった（読みゼロボルト、受信機
から６　ｃｍ　）。凍結に際しマイクロカプセルは水相
の膨張により破裂、シタ。融解するとイオン伝導性溶液
がＦ紙白に生じ、ターゲラｒ９ｑ） トの応答を減衰さぜたのである。従って室温でターゲッ
トが検出可能であることは、これがマイクロカプセル内
の溶液を凍結さぞるのに十分なほど低い温度に置かれた
ことを示す。実施例４の場合と同様に温度の下限は塩、
溶剤旧よび濃度を適正に選ぶことにより選定できる。

実施例６ γ線量指示体 ポリ（塩化ビニル）マトリックス中のドープされていな
い非導電性ポリアニリン粉末（ニー・ジー・グリーンら
、ジエイ、ケミ、サイ、　（Ｊ、Ｃｈｅ濯。

５ｃｆｆ１．）、９７２３８８　２４０３（１９１０）
の方法により製造）を実施例１で用いたものと同様なタ
ーゲットの一方の面に施した。この時点ではターゲット
はターゲットから６ｃｍに保持された検出器における読
み７．５Ｖにより証明されるように完全に”検出可能″
であった。このターゲットをコバルト−６０源からのγ
線でｌ　Ｍｒａｄ　７時間の割合で１００時間照射した
。ターゲットの応答（Ｖ）はこの照射線量の結果２０％
低下した。これは恐らくポリ（塩化ビニル）の照射によ
りＨＣｌが放出され、これがポリアニリンを導電性状態
にドープしたためであろう。

実施例７ ＵＶ線量計 ＣＣｔ、で湿潤させた薄いテトラチアフルバレン（ＴＴ
Ｆ）（アルドリソヒ・ケミカル社）の被膜を実施例１に
記載したものと同様なｒｆ−ターゲットの一方の面に粉
末として施した。この時点ではターゲットの応答は未改
造ターゲットのもの（１００％活性）と同一であった。

改造ターゲラトラ紫外線（２５６ｇよび３６６　ｎｒｎ
、　　約３０　（１’）照射すると、ターゲットの応答
は徐々に減少した。７０分間の照射時間後に信号の強度
は３０％低下した。

ポリアセチレンをターゲット甲の動的集子として用いて
同様なデバイスを作成した。

盗難検出用として用いられる大型ＬＣコイル（チェック
ポイント・システムズ社により供給）に非ドープポリア
セチレンフィルム片（初期導電率１０７Ｓ　７ｃｍ、　
５　ｍｍ　Ｘ約１０ｍｍＸ０．１３罷）を回路に平行に
入れることにより改造した（接点はエレクトロダグ（Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｄａｃｔ　ｓ登録商標）導電セメントを用
いて作成した）。

非ドープポリアセチレンフィルムｆ　ＣＨ２Ｃｔ２中の
Ｐｈ２１＋ＰＦ６−の飽和溶液で被覆した。ＣＨ２Ｃｌ
２を蒸発させたのち、コイルをアルゴン下にポリエチレ
ンに封入した。この時点でこの改造ターゲットは未改造
の俗離防止用ターゲット（１００％活性）と同じ応答を
与えた。ポリアセチレンを２５４ｎｍの紫外線で６０分
間照射したのち、ターゲットの応答は８５％低下した。

この場合、紫外線照射により恐ら（ＨＰＦ６が生成し、
次いでこれがポリアセチレンをドープし、これによりポ
リマーを導電性にしたと思われる。

実施例８゜ ガス／蒸気センサー 非ドープポリアニリン（導電率＜　１０−７８／ｃｍ）
を実施例１に記載したものと同様なｒｆ−ターゲットの
一方の面に粉末として施した。ターゲットは１００％活
性のままであった。ＨＣｔ　蒸気に暴露すると、ターゲ
ットの応答はそのもとの値の１５％にまで急速に低下し
た。ターゲットをＨＣｔ　蒸気から取り出した時も応答
は一定であった。これは応答が永久的であることを示す
。

実施例９゜ ガス／蒸気センサー ドープした導電性ポリアニリンの被膜な実施例１に記載
したものと同様なターゲットの一方の面に施した。この
時点でターゲットは６ＣＩｎの距離でほぼ”検出不能°
°であった。アンモニア蒸気に暴露するとターゲットの
応答が急速に高まり、最終的には検出器に約６Ｖの値を
与えた。ターゲットをアンモニア蒸気から取出してもタ
ーゲットの応答に変化はｎ＜、永久的な変化が起こった
ことを示す。これはこの種の改造ターゲットが還元剤の
放出に対するセンサーとして機能しうろことを証明して
いる。

実施例１０゜ ガスセンサー 厚す０．２５＋＋ｔｍのポリアセチレンフィルム３８闘
２を脱泡した４８％ＨＥＦ、水溶液で湿潤させ、実施例
１に記載した種類のターゲットの一方の面に乗せた。こ
のターゲットは５．５ＣＩｎの距離で受信機に６８８Ｖ
の読みを記録した。大気中の酸素に暴露すると、読みは
２日後に４．、　ＯＶの限界値にまで徐々に低下した。

このターゲットの応答はポリエチレンフィルムが徐々に
酸素ドーピングされることによる。ターゲットをたとえ
ばポリエチレンケースに封入することによってより低い
応答速度が得られた。

実施例１１゜ 湿度検出体 実施例１に記載したものと同様なｒｆ　ターゲットの一
方の面を多孔質支持体上の乾燥Ｃａ　Ｃ１２で被覆し、
全体を多数の穴？もつポリエチレンパウチに封入した。

このデバイスは検出器に対し完全に”検出可能′″であ
った。しかし環境湿度に対する全暴露が一定の限界値を
越えた時点て、被膜はこれが溶液を生じ、デバイスを検
出器に対して“検出不能”にするのに十分なＨ２Ｃを吸
収してぃる。この型のデバイスは積分湿度指示体として
機能する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のデバイスを含むシステムの略図である
。 第２図は第１図のシステムの別形態を示す。 第３図は本発明の時間一温度指示体の応答を示すグラフ
である。 第４図は本発明の他の時間一温度指示体の応答を示すグ
ラフである。 各記号は下記のものを表わす。 １ｏ：呼掛は信号 １１：ターゲット １２：同調回路 １３：シールド １４：１１から発せられる信号 １５：アンテナ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）同調回路を備えかつ特定の環境パラメーターに応
   答してあらかじめ定められた様式により変化する電気的
   性質をもつ素子を含むターゲットからなり、これにより
   マイクロ波領域またはそれ以下の周波数をもつ電磁呼掛
   け信号に対するターゲットの応答を上記パラメーターに
   対するターゲットの暴露と関係づけることができる指示
   デバイス。
2. （２）素子が電荷移動錯体からなる、特許請求の範囲第
   １項に記載のデバイス。
3. （３）さらに、素子と結合して電気的性質を変化させう
   る物質からなる、特許請求の範囲第１項に記載のデバイ
   ス。
4. （４）環境パラメーターが時間−温度である、特許請求
   の範囲第１項に記載のデバイス。
5. （５）環境パラメーターが温度である、特許請求の範囲
   第１項に記載のデバイス。
6. （６）環境パラメーターが湿度である、特許請求の範囲
   第１項に記載のデバイス。
7. （７）環境パラメーターが化学線である、特許請求の範
   囲第１項に記載のデバイス。
8. （８）環境パラメーターが機械的衝撃である、特許請求
   の範囲第１項に記載のデバイス。
9. （９）（ａ）（ｉ）同調電気回路からなり、かつ（ｉｉ
   ）暴露に応答して変化する電気的性質をもつ素子を含む ターゲットの、電磁呼掛け信号に対する第１応答を測定
   し、 （ｂ）該ターゲツトの環境暴露増加後の第２応答を測定
   し、そして （ｃ）同調回路の応答と環境暴露の間のあらかじめ測定
   された関係を用いて環境暴露の増加を計算する ことよりなる、環境パラメーターに対する暴露の増加を
   測定する方法。
10. （１０）製品および指示デバイスがパッケージに内包さ
    れ、呼掛け信号がパッケージの外側から発せられる、特
    許請求の範囲第９項に記載の方法。