JPS6333489A - 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わる性質を利用する温
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〕

従来、示温性顔料は商品化され、さまざまな用途に利用
されている◎しかし、これら示温性顔料は有機系顔料か
ら成るものが多く、またパインダ−等も有機化合物が主
体であることから、その耐熱限界温度は高いものでも２
５０℃程度と低いものであった。

一方、家庭内には、暖房器、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従来皆無に等しい。これは、上記
可逆性示温材料の安定性、特に耐熱限界温度が不充分で
あることに起因している。

〔発明の目的〕

本発明は広範な用途を可能とする可逆性示温材を得るべ
く、安定性のうちでも特に耐熱性が高く（７００℃）、
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〕

以下、本発明に係る可逆性示温材の一実施例につき詳細
に説明を行う。

以下に示す可逆性示温材の実施例は、ビスマス−バナジ
ウム−鉛を構成要素として備える酸化物系多結晶体を使
用する。その組成は特にＢ　ｉ　ｌ−Ｘ　Ｐ　ｂ　ｙ　
Ｖ　Ｏ２において、Ｘの値が０．０５≦ｘ≦０．５の範
囲にあり、かつｙの値がＸの値により一！ｘ≦ｙ≦ｘの
範囲にあることが望ましい０この組成比はＸ線解析と示
温特性の測定結果から選定したものである。

ここでＸ線回析の反射データによれば、上記組成比の酸
化物系多結晶体はいずれもバナジン酸ビスマス（ＢｉＶ
Ｏ４）と酷似した相（結晶構造）を含んでいる。その他
に一種以上のバナジン酸鉛（ＩＩ）化合物（ＰｂＶ２Ｏ
６，Ｐｂ２Ｖ２０７．−　）と思われる相をも含んでい
る。またこれらバナジン酸鉛化合物と思われる相のＸ線
反射強度は多結晶体中の鉛の含有量の増加につれ強くな
る傾向があった。しかし、この多結晶体はバナジン酸ビ
スマスとバナジン酸鉛の単なる混合物ではないと考えら
れる。その理由は、バナジン酸鉛化合物はほとんど熱変
色性を示さず、該多結晶体の熱変色性には関与しないこ
と、またＸ及びｙの値が０．２程度まで鉛の含有量を増
やしても、加えた鉛の量に比ベバナジン酸鉛化合物とし
ての含有量が極めて少ないことがＸ線解析の結果かられ
かったことによる。この様な理由から加えられた鉛のＢ
ｉＶＯ４の結晶構造の中にとり込まれていると予想され
、そのとり込まれたことにより、その多結晶体の熱変色
性がバナジン酸ビスマスに比して改良されているものと
思われる。

上記ビスマス−バナジウム−鉛を構成要素として備える
酸化物系多結晶体、即ち組成りｒ　ｌ−ｘ　ＰｂＶ２Ｏ
多結晶体において、ｘ＋Ｙの値と示温特性の関連を詳細
に調べたところ、Ｘの値としては０．０５≦ｘ≦０．５
の範囲、ｙの値はτＸ≦ｙ≦ｘの範囲が妥当であること
がわかった。

次に上記ビスマス−バナジウム−鉛を構成要素として備
える酸化物系多結晶体の作成法について述べる。

この多結晶体はビスマス化合物とバナジウム化合物と鉛
化合物を上述の配分比となるように混合し、次に空気中
で４００℃〜７００℃の温度で焼成する。この化合物と
しては、酸化物かまたは上述の温度範囲においてほぼ完
全に分解して酸化物となるものであり、上記構成要素比
を満たすことのできるものであれば良い。−例を上げる
と、ビスマス化合物としては硝酸化物、塩化物、バナジ
ウム化合物としてはバナジン酸アンモニウム、錯化＆物
としては硝酸化物、亜硝酸化物、炭酸化物、水酸化物、
シェラ酸化物、過塩素酸化物、有機酸化物及びバナジン
酸鉛といったものである。これらの化合物の合成には焼
結法を用いる０この場合、焼成温度があまり低いと焼成
時間が長くなる。また温度が高すぎる場合には溶解して
しまい、粉砕の工程での困難を生じる。本発明者が行っ
た実験によると焼成温度範囲は４００℃〜７００℃が妥
当である。

次に具体的な実施例について説明する。

まず、いずれも試薬級のＢｉ２Ｏ３，Ｖ２Ｏ５及びｐｂ
ｏを次の表１に示す重量だけ秤量する。このときのビス
マス・バナジウム及び鉛の原子比は表１に示したとおり
である。

（以下余白） 表１ 次に秤量した試料を良く混合した後、堝坩に入れ、６５
０℃で約１８時間保持した。試料が十分に冷えてから乳
鉢で粉砕し、再び堝坩に入れ、７００℃で約３６時間加
熱した。２回目の加熱を終えた試料を再び乳鉢で粉砕し
た。以上の製法を工程図にしたものを第１図に示す。尚
、表１右欄には各試料の室温での色と１５０℃での色を
示す。

ここで、室温及び１５０℃における色の変化を見ると、
Ｂ１１−ｘＦ’ｂ、　ｖｏ、においてＸの値が極端に大
きくなるにつれ多結晶体の色は全体に淡くなり、色の変
化が確認しにくくなる。また、ｙの値がＸの値よりも極
端に小さい場合も同様の傾向を示した。さらに詳しく示
温特性を調べるために、室温（ご２５℃）、７０℃、１
４０℃、２１Ｏ℃の各温度での可視域拡散反射光分光分
析を行った。試料番号３、即ち、ＢｊＯ，８５Ｐｌ）０
，１５ＶＯｘの結果を第２図に示す。また比較のため、
ＢｉＶＯ４も同様の測定を行った。その結果を第３図に
示す。測定の方法はＪＩＳＺ８７２２−１９８２に準拠
した。測定条件は、０−４５（入射光法線方向受光４５
°方向）、５ｂ（−光路の分光測光器を用い標準白色板
により補正）である。

測定に供した粉体の平均粒径は約１０μｍである。

第２図及び第３図から試料番号３の試料はＢｉＶＯ４に
比較して長波長側の反射率が大きくなっていることがわ
かる。実際の粉体の色においてもＢｉＶＯ４がくすんだ
黄色をしているのに比べ試料番号３の多結晶体の色は明
るく鮮やかである。

また、温度による変色の度合いを調べるために第２図及
び第３図のスペクトル値からＩ、＊ｕ＊ｖ＊表色系のク
ロマティクネス指数を求め、室温での色を基準として各
温度での色差を示したものか表２である。この表２から
、試料番号３の多結晶体はＢｉＶＯ４に比べより大きく
色が変わっていることがわかる。実際、室温の色からの
変化が認識できる温度は、ＢｉＶＯ４が約１４０℃穆度
と高いのに比べ該多結晶体においては約９０℃と低くな
っている。

表２．　Ｌ’ｋｕ＊ｖ＊表色系による室温を基準とした
時の色差 但し、試料番号３の基準の表面色はＬ＊＝８１．９３　
ｕ＊＝４７．３３　ｖ＊＝８６．３２、ＢｉＶＯ４の基
準の表面色はＬ＊＝７５．６５　ｕ＊＝４１．０７　ｖ
＊＝７９８０゜基準及び試料の測定方法は０−４５Ｓｂ
５Ｗ５である。

次に多結晶体の耐熱性の確認のため、示差熱天秤装置に
より試料番号３及び４の試料粉体の熱変化を調べた。そ
の結果融点は両者とも７１４℃であった。また１１００
℃まで分解等を伴う質量変化は見られなかった。その他
の試料においても合成時の２回目の焼成温度である７０
０℃において融解が見られなかったことから、表１の多
結晶体は７００℃の耐熱温度を有するものと考えられる
。

〔発明の効果〕

本発明の示温材における利点を以下に示す。

（１）　　ＢｉＶＯ４よりも優れた示温特性を示す。Ｂ
ｉＶＯ４の室温での色かくすんだ黄色であり、１５０℃
での色がくすんだ橙色であるのに対し、該多結具体の室
温での色は明るい黄色であり、１５０℃での色は橙赤色
となる。

（２）変化が視認できる温度が９０℃である。

（３）熱的に安定で、少なくとも７００″Ｃまで変化し
ない。

（４）熱追従性が良く熱履歴を持たない。

（５）簡便に合成でき設備コストも小さくてすむ。

（６）原料が比較的安価で低コストで作製できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る可逆性示温材の実施例の製造工程
図、第２図及び第３図は反射光スペクトルのグラフ図を
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、Ｂｉ＿１＿−＿ｘＰｂ＿ｙＶＯ＿ｚの組成を持つビ
   スマス−鉛−バナジウム酸化物系多結晶体から成り、温
   度変化により異なる色調を呈することを特徴とする可逆
   性示温材。 ２、出発原料の混合比が、上記の組成比 Ｂｉ＿１＿−＿ｘＰｂ＿ｙＶＯ＿ｚにおいてｘの値が０
   ．０５≦ｘ≦０．５の範囲にあり、かつｙの値がｘの値
   により ３／４ｘ≦ｙ≦ｘの関係を満たす範囲にあることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の可逆性示温材。 ３、出発原料としてビスマス化合物と鉛化合物とバナジ
   ウム化合物を用い、これらを混合し焼成することで得ら
   れた多結晶体であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の可逆性示温材。 ４、上記ビスマス化合物が酸化物、硝酸化物、塩化物も
   しくはバナジン酸ビスマスであることを特徴とする特許
   請求の範囲第３項に記載の可逆性示温材。 ５、上記鉛化合物が酸化物、硝酸化物、亜硝酸化物、炭
   酸化物、水酸化物、シュウ酸化物、過塩素酸化物、有機
   酸化物及びバナジン酸鉛であることを特徴とする特許請
   求の範囲第３項に記載の可逆性示温材。 ６、上記バナジウム化合物が酸化物もしくはバナジン酸
   アンモニウムであることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項に記載の可逆性示温材。