JPS6361078A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、温度変化により色相が異なる温度管理材の一
種である可逆性示温材に関する。

（従来の技術） 古くから示温性顔料の研究は行われ、すでに種々の用途
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
った。

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、従来、このような機器
への可逆性示温材料の適用例は皆無に等しかった。これ
は、上記可逆性示温材料の耐熱限界温度の低さに因ると
ころが大きい。

（発明が解決しようとする問題点） そこで、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。

それらは銀化合物や硫化物、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、毒性などの点にまだ
問題が残されていた。

（問題点を解決するための手段） 本発明の可逆性示温材は、鉛化合物とクロム化合物とセ
レン化合物を焼成することにより得られる、鉛−クロム
−セレン酸化物系多結晶体（ｐｂｚＣｒｔ−ＸＳｅＸＯ
５）より成り、これら化合物の出発原料の混合比が前記
化学式Ｐｂ２Ｃｒ１−ｘｓｅＨＯ５において、Ｘ＝０．
１−０．９の範囲となるように調整されたものである。

（発明の概要） 本発明の概要は次の通りである。

可逆性示温材料としては、鉛−クロム−セレン酸化物系
多結晶体（Ｐ　ｂｚｃｒｌ−ＸＳｅＸＯ５）を使用する
。その組成はＰｂ２Ｃｒｌ−ｘｓｅｘｏｓにおいて、Ｘ
値を０．１〜０．９の範囲としたものである。この組成
比はＸ線回折装置による反射データと示温特性（温度に
よる色変化）から選定したものである。

Ｘ′ｉＩＡ回折の反射データによれば、前記多結晶体は
いずれもクロム酸鉛（Ｐｂ２Ｃｒｌ−ＸＳｅＸＯ５）と
類４Ｑした相からなっている。多結晶体中のセレン元素
の含有量の増加に伴ない三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、この相はセレンと鉛、あるいはセ
レンとクロム、もしくはセレンと鉛、クロムの双方と反
応し固溶した酸化物の相である可能性が高い。

また、Ｘ＝１．０とした時、すなわちＰｂｔＳｅＯＳと
した時のＸ線の反射は、Ｘ＝０とした時、すなわちＰｂ
ｚＣｒＯｓとした時のＸ線の反射と類似の反射が得られ
た。このことから、鉛−クロム−セレン酸化物系多結晶
体は全率固溶体を形成し、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。但し、Ｘ＝
１．０の時（ＰｂｚＳｅＯＳ）の示温特性は完全に消失
している。

そこで、本発明者らは、セレン元素の含有量と示温特性
の関連を詳細に調べた結果、ＰｂｚＣｒ、−ｘＳｅｘｅ
ｓにおいて、Ｘ値は０．１〜０．９の範囲が妥当であり
、またＸ値によって室温での色調を任意に選択できるこ
とを見出した。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

可逆性示温材料としての多結晶体は鉛化合物とクロム化
合物と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
際用いる化合物は、酸化物か、または前述の温度範囲に
おいてほ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。

この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
すぎると溶触してしまい、粉砕の工程での困難を生じる
。本発明者らが行った実験によると、温度範囲は４００
℃〜６００　”Ｃが妥当であった。

以下、さらに具体的に説明する。

本実施例では、いずれも試薬級のｐｂｏ、Ｃｒ２Ｏ２、
およびＳ　ｅ　Ｏｚを出発原料とし、Ｐｂ２Ｃｒｌ−ｘ
Ｓｅｘｅｓを合成する。表１にそれぞれの出発原料の重
量と原子比、並びに変色の色調を示す。

（以下余白） 〔表　１〕 それぞれ秤量した試料をよく混合した後、るつぼに入れ
５００℃で約１０時間保持した。この後、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２０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。

以上の製法の工程図を第１図に示す。

以上の操作により得られた試料をＸ線ディフラクトメー
タ法により解析を行った結果、いずれの試料もＰｂ２Ｃ
ｒＯ５と類似した反射が得られ固溶体の形成が確認でき
た。また、出発原料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
た。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。すなわち、セレ
ン元素の含有量が多くなればなるほど室温での色調は、
黄赤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、黄赤色から黄色の範囲で任意に室温での色調を
選択することができる。

さらに、詳しく示温特性を調べるために、室温（ＲＴ＝
２５℃）ｌ　７θ℃、１４０℃ｌ　２８０℃。

３５０℃の各温度での可視域拡散反射光分光分析を行っ
た。測定に供した試料はＰｂｚＣｒｏ、ａＳｅｏ、ｔｏ
、（試料番号３）　、ＰｂｚＣｒｏ、１Ｓｅｏ、ｎ０ｓ
（試料番号５）、ＰｂｚＣｒｏ、＊Ｓｅｏ、１０ｓ（試
料番号７）、ｐｂｚＣｒｏ、ｚＳｅｏ、５Ｏｓ（試料番
号９）の４種である。これらの測定結果を第２図〜第５
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Ｃ１視野角２度のＹｘｖ表色系のＸ、Ｙ座
標値を計算し、プロットして第６図に示した。

第２図〜第５図より、いずれの試料も室温から３５０℃
の範囲で、反射スペクトルが長波長側ヘシフトしている
ことが分かる。また、第６図よりセレン元素の含有量に
よって室温での色調、変色幅、および彩度が異なってい
ることが分かる。

これらの結果と表１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、試料番号３の試料を用い、
示差熱天秤を用いて熱重量変化を測定した。温度は７３
０℃まで上げた。この結果、６６０℃付近より徐々に重
量減少が見られたが、それ以下の温度では熱重量変化は
全く見られなかった。

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ことが確認された
。

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３の粉体試料に、強
度７１／−１波長３６５ｎｍの紫外光を空気中で１８０
時間連続照射した。この照射試料についてＸ線解析を行
った結果、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がＷｉ認された。

なお、上記実施例においては、鉛、クロム、セレンとも
出発原料として酸化物を供したが、いずれの元素につい
ても金属、または水酸化物、炭酸化物、硝酸化物、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はない。

ここで、本発明の可逆性示温材の特徴をまとめると以下
の通りである。

（１）　　示温特性に関する事項 ■　Ｐｂ、Ｃｒ０％よりも優れた示温特性を示す。

また、室温での色調を任意に選択できる。

■　変化が視認できる温度が７０℃〜８０　’ｃである
。

■　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 ■　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。

■　紫外光下において退色しない。

■　熱サイクルに充分な寿命を有する。

（３）製法に関する事項 ■　簡単な方法で合成でき、設備コストも少なくて済む
。

■　原料が比較的安価であり低コストで製造できる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、安定性および安
全性に優れ、かつ極めて高い耐熱性を有し、さらに低コ
ストで視認性にも優れた可逆性示温材を実現することが
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製造工程を説明す
る図、第２図は試料番号３の試料粉体の拡散反射光スペ
クトル、第３図は試料番号５の試料粉体の拡散反射光ス
ペクトル、第４図は試料番号７の試料粉体の拡散反射光
スペクトル、第５図は試料番号９の試料粉体の拡散反射
光スペクトル、第６図はＹＸｙ表色系での試料番号３，
５，７．９の各試料粉体の各温度（室温、７０℃、１４
０℃。 ２１０℃、２８０℃、３５０℃）における色度を示す図
である。 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）鉛化合物とクロム化合物とセレン化合物を焼成する
   ことにより得られる、鉛−クロム−セレン酸化物系多結
   晶体（Ｐｂ＿２Ｃｒ＿１＿−＿ＸＳｅ＿ＸＯ＿５）より
   成り、これら化合物の出発原料の混合比が前記化学式Ｐ
   ｂ＿２Ｃｒ＿１＿−＿ＸＳｅ＿ＸＯ＿５において、Ｘ＝
   ０．１〜０．９の範囲となるように調整されたものであ
   ることを特徴とする可逆性示温材。