WO2018225319A1 - 温度評価システム及びそれを用いた物品管理システム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a temperature evaluation system for evaluating temperature from the color density of a temperature indicating material and an article management system using the temperature evaluation system.
- Some goods transported from the manufacturing location to the consumption location require appropriate management of environmental conditions such as temperature, humidity, vibration, gas, and atmospheric pressure.
- environmental conditions such as temperature, humidity, vibration, gas, and atmospheric pressure.
- articles that become unconsumable due to decay or change in taste when placed in a high or low temperature environment there are articles in which quality degradation occurs when placed in a high humidity environment or in an environment where oxygen at atmospheric level exists.
- a temperature indicator or the like is used to determine whether or not a deviation has occurred.
- Patent Document 1 discloses a temperature management method using a temperature indicating member whose color density varies depending on the temperature. It is disclosed that temperature management is performed by irradiating light having a wavelength that is absorbed by a color when the temperature indicating member is colored and detecting the intensity of reflected light or transmitted light.
- Patent Document 2 a temperature management method in which the storage environment of an article is read by a temperature management member formed on the support surface with a temperature indicating member having a different color density depending on the temperature, a plurality of temperature indications having different temperature and time characteristics. It is disclosed that the temperature and time of the environment in which the article is stored are specified by providing members and measuring the color densities of these temperature indicating members and calculating based on the respective color densities.
- Patent Documents 1 and 2 use a temperature indicating member whose color density changes in response to temperature, and this temperature indicating member indicates temperature and exposure time according to the color density. Therefore, the average storage temperature and exposure time can be specified by measuring the color density. However, the measurement of the maximum temperature or the minimum temperature is not considered.
- an object of the present invention is to provide a temperature evaluation device capable of evaluating the maximum temperature or the minimum temperature from the color density of the temperature indicating material, and an article management system using the temperature evaluation device.
- a temperature evaluation system is a temperature evaluation system that evaluates the temperature of an indicator using a temperature indicating material, a reading device that acquires image data of the indicator, and each temperature indicating material
- a storage device for storing the relationship between the color density and the temperature
- a color density estimation unit for estimating the color density of the temperature indicating material from the image data
- a material identification unit for specifying the temperature indicating material used for the indicator
- the relationship between the color density and temperature of the temperature indicating material specified by the material identification unit is selected from the relationship between the color density and temperature, and the relationship between the color density and density of the specified temperature indicating material and the color density estimating unit estimated
- a temperature estimation unit that estimates the highest temperature or the lowest temperature from the color density.
- FIG. 1 shows a temperature evaluation system according to the first embodiment.
- the temperature evaluation system 10 includes a processing device 71, a reading device 11, an input device 12, a storage device 15, an output device 13, and an external system for acquiring image data 74 of the indicator 30 (see FIGS. 3 to 5) using a temperature indicating material. And the like.
- the color density-temperature information 16 of the temperature indicating material which is the relationship between the color density and temperature for each temperature indicating material, the temperature indicating material identification information (temperature indicating material identification information) 17, and the image data acquired by the reading device 11. 74 and the like are stored.
- the color density-temperature information 16 of the temperature indicating material relates to the temperature peak characteristic with respect to the color density of the temperature indicating material, and can be obtained by the characteristic analysis described later.
- the temperature indicating material identification information 17 is, for example, an ID of the temperature indicating material.
- the image data 74 is preferably stored together with information such as reading date / time and location.
- the storage device 15 includes an SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory), an EEPROM (registered trademark) (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), an SD memory card, and the like.
- SDRAM Serial Dynamic Random Access Memory
- EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory
- SD memory card Secure Digital Card
- the input device 12 is a part that receives an instruction from the operator, and includes a button, a touch panel, and the like.
- the input device 12 can input information that cannot be read by the reading device 11. For example, the identification information 17 of the temperature indicating material used for the indicator 30, the temperature management condition of the article 35 (see FIG. 8) to which the indicator 30 is attached, and the like.
- the processing device 71 includes a color density estimating unit 18 that estimates the color density of the temperature indicating material from the image data 74 read by the reading device 11, a material identifying unit 19 that identifies the temperature indicating material used for the indicator 30, and each temperature indicating material.
- the relationship between the color density and the temperature of the temperature indicating material specified by the material identifying unit 19 is selected from the relationship between the color density and the temperature, and the relationship between the color density and the density of the specified temperature indicating material and the color density estimating unit 18
- a temperature estimation unit 20 that estimates the highest or lowest temperature from the estimated color density
- a characteristic analysis unit 72 that creates color density-temperature information 16 of the temperature indicating material stored in the storage device 15, and an indicator 30 are provided.
- a code recognition unit 73 for recognizing various codes such as a one-dimensional code and a two-dimensional code.
- the processing device 71 is realized by executing a program on a memory by a CPU (Central Processing Unit).
- the reading device 11 an image detector such as a camera can be used.
- the reading device 11 may be any device that can read the color and optical information of the temperature indicating material.
- the numerical information of the color tone includes RGB color space, HSV color space, Munsell color space, etc. in addition to CIE color spaces such as L * a * b * and L * C * h * .
- the reader 11 also acquires the temperature indicating material identification information 17 as image data 74.
- the material identifying unit 19 acquires the temperature indicating material identification information 17 used for the indicator 30 from the input device 12. When the temperature indicating material identification information 17 is also displayed on the indicator 30, the temperature indicating material identification information 17 used for the indicator 30 is acquired from the image data 74 acquired by the reading device 11.
- the output device 13 is a device that outputs instruction information to the operator, a read image, a read result, and the like, and includes a display and a communication device 14. For example, the highest reached temperature or the lowest reached temperature estimated by the temperature estimation unit 20 is output to the output device 13.
- a display device is used as the output device 13, and the result can be output and displayed so that an operator or the like can check it.
- a recording medium such as a semiconductor memory can be connected to output and record, and information can be moved to another information processing apparatus via the recording medium for processing, or output to another display apparatus for display. .
- the temperature indicating material is a material whose color changes according to a temperature change.
- the temperature indicating material that can be evaluated by the temperature evaluation system 10 according to the embodiment may be any material that changes color irreversibly in the operating temperature range and changes in color density with an inclination depending on the temperature. That is, the temperature indicating material is a material in which the color density changes with a predetermined inclination as the temperature rises above a predetermined temperature, or the color density has a predetermined inclination as the temperature decreases below the predetermined temperature. Material that changes. If the material discolors irreversibly in the operating temperature range, even if the temperature reaches the maximum or minimum value and then returns to other temperatures, the maximum or minimum or peak value of the material This is because the discolored state can be maintained.
- the temperature indicating material is a material having a short time until the color is changed after reaching the color change temperature. This is because, in the case of a material having a long time until the color is changed after reaching the color change temperature, the color tone of the temperature indicating material may be observed in a state where the color change of the temperature indicating material is not completed.
- Examples of the temperature indicating material capable of estimating the maximum temperature or the minimum temperature in the temperature evaluation system 10 according to the embodiment of the present invention include, for example, a leuco dye that is an electron donating compound, a developer that is an electron accepting compound, and A composition comprising a decoloring agent for controlling the color change temperature range can be preferably used.
- the reversible color change accompanying the temperature change of these compositions is shown in FIG.
- the horizontal axis represents temperature
- the vertical axis represents color density.
- the color density of the material shown in FIG. 2 decreases when the temperature reaches T a1 at the time of temperature rise, and changes to the lowest state (decolored state) depending on the temperature until it reaches T a2.
- This color change occurs when the composition goes from a solid to a liquid. That is, the color change is caused by the melting phenomenon of the composition.
- the melting phenomenon occurs at the melting point of the material, if the melting point has a temperature range and the melting point has a maximum temperature and a minimum temperature, the melting of the material is not completed unless the maximum temperature of the melting point is reached.
- the color density decreases. Further, when the temperature reaches the maximum temperature Ta2 of the melting point of the composition, the color density changes to the lowest state (decolored state). That is, it can be said that it is a material whose color state changes with an inclination depending on temperature.
- the time at which melting occurs at the melting point depends on the weight of the material and the heat of fusion, but when the weight is about several mg to several g, it melts in several seconds to several minutes. That is, the color change up to the final color change state at the melting point is completed in several seconds to several minutes, and no further color change occurs.
- compositions when cooled from colorless state, but until T d to maintain the decolorized state, the color density increases and reaches the T d, changes to color development state. That is, the color change of these compositions is reversible. However, if there is a temperature difference between the minimum temperatures T a1 and T d of the melting point and does not fall below T d at the operating temperature, it can be handled in the same manner as the irreversible type. Such a reversible color change cycle is generally known as a hysteresis color change phenomenon.
- the color change at Td occurs when the composition goes from a liquid to a solid. That is, the color change is caused by the solidification phenomenon of the composition. That is, a material having a large temperature difference between the minimum melting point temperature T a1 and the freezing point T d and a large hysteresis width can be preferably used.
- the leuco dye, developer, and decolorizer for constituting these performances are not particularly limited as long as it is a combination that exhibits a hysteresis discoloration phenomenon as shown in FIG. Specific materials are shown below.
- the leuco dye is an electron donating compound, and conventionally known dyes for pressure-sensitive copying paper and heat-sensitive recording paper can be used.
- conventionally known dyes for pressure-sensitive copying paper and heat-sensitive recording paper can be used.
- triphenylmethane phthalide, fluoran, phenothiazine, indolyl phthalide, leucooramine, spiropyran, rhodamine lactam, triphenylmethane, triazene, spirophthalanthanthene, naphtholactam Examples include azomethine series.
- leuco dyes include 9- (N-ethyl-N-isopentylamino) spiro [benzo [a] xanthene-12,3′-phthalide], 2-methyl-6- (Np-tolyl-N— Ethylamino) -fluorane 6- (diethylamino) -2-[(3-trifluoromethyl) anilino] xanthene-9-spiro-3'-phthalide, 3,3-bis (p-diethylaminophenyl) -6-dimethylamino Phthalide, 2′-anilino-6 ′-(dibutylamino) -3′-methylspiro [phthalide-3,9′-xanthene], 3- (4-diethylamino-2-methylphenyl) -3- (1-ethyl) -2-Methylindol-3-yl) -4-azaphthalide, 1-ethyl-8- [N-ethyl- [N
- the color developer changes the structure of the leuco dye by bringing it into contact with the electron-donating leuco dye to cause coloration.
- a publicly known developer can be used for heat-sensitive recording paper or pressure-sensitive copying paper.
- Specific examples of such a developer include benzyl 4-hydroxybenzoate, 2,2'-biphenol, 1,1-bis (3-cyclohexyl-4-hydroxyphenyl) cyclohexane, 2,2-bis (3 -Phenols such as -cyclohexyl-4-hydroxyphenyl) propane, bisphenol A, bisphenol F, bis (4-hydroxyphenyl) sulfide, paraoxybenzoic acid ester, gallic acid ester and the like.
- the developer is not limited to these and may be any compound that is an electron acceptor and can change the color of the leuco dye.
- metal salts of carboxylic acid derivatives, salicylic acid and salicylic acid metal salts, sulfonic acids, sulfonates, phosphoric acids, phosphate metal salts, acidic phosphate esters, acidic phosphate metal salts, phosphorous acids, phosphorous acid Metal salts and the like may be used.
- organic developers such as benzyl 4-hydroxybenzoate, 2,2′-bisphenol, bisphenol A, and gallic acid esters are preferable.
- the temperature indicating material according to the present embodiment may be a combination of one or more of these developers. By combining the developer, the color density at the time of coloring the leuco dye can be adjusted.
- the amount of the developer used is selected according to the desired color density. For example, it may be selected within a range of about 0.1 to 100 parts by weight with respect to 1 part by weight of the leuco dye.
- the decolorizer is a compound that can dissociate the bond between the leuco dye and the developer, and is a compound that can control the color temperature between the leuco dye and the developer.
- the decolorizer is solidified in a phase-separated state.
- the decolorizer is melted and the function of releasing the bond between the leuco dye and the developer is exhibited. Therefore, the state change temperature of the decolorizer is important for temperature control of the temperature indicating material.
- the decoloring agent As a material for the decoloring agent, a wide range of materials that can dissociate the bond between the leuco dye and the developer can be used. If the polarity is low and does not show color developability with respect to the leuco dye and the polarity is high enough to dissolve the leuco dye and the developer, various materials can be used as the color erasing agent.
- organic compounds such as a compound, an azide compound, an ether compound, an oil and fat compound, a sugar compound, a peptide compound, a nucleic acid compound, an alkaloid compound, and a steroid compound can be used.
- tricaprin isopropyl myristate, m-tolyl acetate, diethyl sebacate, dimethyl adipate, 1,4-diacetoxybutane, decyl decanoate, diethyl phenylmalonate, diisobutyl phthalate, triethyl citrate, phthalate Benzyl butyl acid, butyl phthalyl butyl glycolate, methyl N-methylanthranilate, ethyl anthranilate, 2-hydroxyethyl salicylate, methyl nicotinate, butyl 4-aminobenzoate, methyl p-toluate, 4-nitrobenzoic acid Ethyl, 2-phenylethyl phenylacetate, benzyl cinnamate, methyl acetoacetate, geranyl acetate, dimethyl succinate, dimethyl sebacate, diethyl oxalate, monoolein, but
- Examples include steroid compounds. From the viewpoint of compatibility with the leuco dye and the developer, these compounds are preferably included. Of course, the material is not limited to these compounds, and any material can be used as long as it can dissociate the bond between the leuco dye and the developer.
- these decolorizers may be used alone or in combination of two or more. By combining a decoloring agent, the freezing point and the melting point can be adjusted.
- the difference between the minimum temperature and the maximum temperature of the melting point is large.
- a material having a large molecular weight such as a polymer can be preferably used as the decolorizer.
- a material having a large molecular weight such as a polymer there are many materials having a distribution in the molecular weight, and the temperature range of the melting point increases accordingly. Therefore, the difference between the minimum temperature and the maximum temperature of the melting point of the decolorizer increases.
- the amount of the decolorizer used is selected according to the desired color density. For example, it may be selected within the range of about 1 to 1000 parts by weight with respect to 1 part by weight of the leuco dye.
- the melting point is not a single temperature as in the case of combining two or more decoloring agents, and a difference between the minimum temperature and the maximum temperature of the melting point occurs.
- the fourth material is preferably a material that does not exhibit color development itself. As such a material, a nonpolar material that is not an electron acceptor can be used.
- nonpolar materials include nonpolar solvents such as hexane, benzene, and toluene, oils such as petroleum, mineral oil, and silicone oil, paraffinic, microcrystalline, olefinic, polypropylene, and polyethylene. And low molecular weight materials and polymer materials having many skeletons such as propylene, ethylene, styrene, cycloolefin, siloxane, and terpene, and copolymers thereof.
- the amount of the fourth material used is selected according to the desired melting point performance. For example, it may be selected within the range of about 0.1 to 1000 parts by weight with respect to 1 part by weight of the leuco dye.
- the present invention does not limit the types and configurations of these materials, and any material may be used as long as the color state changes with an inclination depending on the temperature.
- the indicator 30 using the temperature indicating material may be any indicator as long as it is configured using the temperature indicating material and can detect that the temperature has changed due to a color change. Since the temperature evaluation system 10 needs to acquire the identification information 17 of the temperature indicating material, the indicator 30 preferably includes the identification information 17 of the temperature indicating material.
- the temperature indicating material identification information 17 may be displayed as a number or a character string, or may be displayed as a one-dimensional code or a two-dimensional code.
- the indicator 30 includes a one-dimensional code or a two-dimensional code 34 and temperature indicating materials 31, 32, 33.
- the one-dimensional code or the two-dimensional code character strings such as numbers and alphabets are expressed by patterns.
- the one-dimensional code or the two-dimensional code may include data related to the number, type, position, and the like of the temperature indicating material in addition to the temperature indicating material identification information 17.
- There are various standards other than dimensional differences in the code but the present invention does not depend on these standards.
- Various conversion processes are performed when patterning a character string, but the present invention does not depend on the processing method.
- the position is preferably arranged in the vicinity of the cord.
- the shape is not particularly limited, such as a square, a rectangle, a circle, an ellipse, and a rounded rectangle.
- the size is preferably larger than the size of the bar or dot of the code. Moreover, you may enlarge so that it may be easy to confirm visually. If a plurality of environment change portions having different change conditions are arranged, a plurality of environment conditions can be grasped simultaneously. For example, a combination of plural, temperature and humidity changing at different temperatures is conceivable.
- a plurality may have the same shape and size, but may be changed.
- the code is one-dimensional, data may be read linearly. Therefore, as shown in FIG. 4, the height of the temperature indicating material is adjusted to the length of the bar of the bar code, and the arrangement of the temperature indicating material is set to the bar. Although it is preferable to arrange in the same direction as the arrangement, the present invention is not limited to this arrangement.
- These indicators 30 may be configured by directly printing a temperature indicating material on the article 35 (see FIG. 8), or may be printed on a sticker and pasted on a product.
- the character string represented by the code may be printed in the form of characters in the vicinity.
- the change color it is also preferable to add a description of the color when the environmental condition is outside the appropriate range and the color when the environmental condition is out of the condition.
- the color density-temperature information 16 of the temperature indicating material stored in the storage device 15 is obtained by, for example, converting the sample data of the color density with respect to the temperature of the temperature indicating material into a graph representing the characteristics of the color density with respect to the temperature and an error range. be able to.
- a graph representing the characteristics of color density with respect to temperature is referred to as a characteristic graph.
- the characteristic graph is preferably recorded in the storage device 15 in a data format such as a parameter value of a function type or coefficient such as a polynomial function or an exponential function, a weight in a radial basis function network or a neural network NW, or a parameter value of a threshold value.
- the error range is recorded in the form of statistical variance of sample data, 3 ⁇ , and maximum and minimum values in the sample data.
- FIG. 6 shows the color densities of RED, GREEN, and BLUE at various temperatures in a tabular format.
- Fig. 7 shows an example of a characteristic graph converted from sample data.
- the points indicate sample data
- the solid line is a straight line or a curve having a minimum distance from all the sample data.
- this straight line or curve is referred to as a characteristic curve.
- This characteristic curve can be obtained by a regression analysis method such as linear regression, k-nearest neighbor method, regression tree, neural network, support vector regression, projective tracking regression, or random forest.
- the error range can be obtained by a general method such as dispersion of sample data or Bayesian analysis. Since the characteristic graph and the error range differ depending on the channel expressing the color density, such as R, G, and B of the RGB color sample, it is preferable to record data for each channel.
- a characteristic graph can be created in the processing device 71.
- a method for creating a characteristic graph in the processing device 71 will be described. First, sample data of the color density with respect to the temperature of the temperature indicating material as shown in FIG. The input sample data is analyzed by the characteristic analysis unit 72, and a characteristic graph and an error range are created. The created characteristic graph and error range are stored in the storage device 15 as the color density-temperature information 16 of the temperature indicating material. The reading device 11 reads the image data 74 of the indicator 30 (see FIGS. 3 to 5) using a warm material. The image data 74 is stored in the storage device 15.
- the color density estimation unit 18 estimates the color density of the temperature indicating material from the read image data 74.
- the material identification unit 19 identifies the temperature indicating material used for the indicator 30.
- the temperature indicating material identification information 17 is input to the input device 12, the temperature indicating material is specified based on the identification information.
- the identification information 17 of the temperature indicating material is displayed on the indicator 30, the temperature indicating material is specified based on the image data 74 read by the reading device 11.
- the code recognition unit 73 in the processing device 71 acquires information displayed on the code.
- the material identifying unit 19 identifies the temperature indicating material based on the information acquired by the code recognizing unit 73.
- the temperature estimation unit 20 estimates the temperature corresponding to the color density estimated by the color density estimation unit 18 from the characteristic graph indicating the relationship between the temperature of the temperature indicating material specified by the material identification unit 19 and the color density and its error range. To do. In FIG. 7, of the RGB color samples, the maximum reached temperature of the management temperature is estimated using the value of the R channel. In the characteristic curve of FIG. 7, the maximum temperature reached corresponding to the R channel value D 'is T', and the error range is T1 to T2. The estimated maximum temperature reached is stored in the storage device 15.
- the estimated maximum temperature reached may be output to a display or the like by the output device 13 or may be transmitted to an external system via the communication device 14.
- the temperature evaluation system 10 can be realized by a general-purpose smartphone having a camera, a screen, and a communication device 14.
- the present invention is not limited to this form.
- FIG. 8 shows a configuration diagram of the article management system according to the present embodiment.
- the article management system 101 includes a temperature evaluation system 10, a management server 40 (management apparatus), and management terminals 61 to 68.
- the temperature evaluation system 10, the management server 40, and the management terminals 61 to 68 include a network NW. Via a communicable connection.
- the management terminals 61 to 68 are disposed at each conveyance base for the article 35.
- the management server 40 includes a processing unit 41, a storage unit 42, an input unit, an output unit, a communication unit, and the like.
- the management terminals 61 to 68 include a processing unit, a storage unit, an input unit, an output unit, a communication unit, and the like.
- the article 35 is produced in a factory and delivered to the store via a warehouse for storing the article 35, a shipping place, a transport vehicle, and a transshipment place for transferring the article 35 to another transport vehicle and a transport vehicle.
- the operator collects temperature data of the article 35 using the management terminals 61-68.
- the indicator 30 is attached to the article 35.
- Temperature data is collected when the goods 35 are manufactured in the factory, before shipping at the shipping site, immediately before being transported from the shipping site by transport vehicle, immediately after the transport vehicle is transported to the transshipment site, and from the transshipment site to the store. This is performed immediately before being transported to the store, immediately after the transport vehicle is transported to the store (when it is received at the store), when stored in the store 67 for sale, and the like.
- the operator at each site can visually confirm the temperature management status of each process and the temperature load state of the article 35 by confirming the color tone of the temperature indicating material.
- the temperature evaluation system 10 is used to acquire image data 74 (see FIG. 1) of the temperature indicating material, and the highest reached temperature or the lowest reached temperature is estimated.
- Information on the estimated maximum temperature or minimum temperature is transmitted to the management server 40, and the management server 40 stores it as temperature management information.
- the management server 40 exchanges information between the temperature evaluation system 10 and the management terminals 61 to 68.
- the administrator can acquire the maximum temperature or the minimum temperature in the distribution process of the article 35 to be managed.
- the workers at each base can connect to the management server 40 from the management terminals 61 to 68 to check temperature management information and the like until the delivery of the article 35.
- the article management system 101 collects the color tone information of the temperature indicating material attached to the article 35, acquires the color tone information, and estimates the highest or lowest ultimate temperature of the article 35.
- the temperature evaluation system 10 includes a management device (for example, a management server 40) that manages the environment in which the article 35 is placed, and a management terminal 40 that is disposed at each site. Thereby, the temperature display data acquired in each place of a distribution stage can be managed centrally.
- the temperature evaluation system 10 in which the color density-temperature information 16 of the temperature indicating material can be obtained from the external database 75 of the temperature evaluation system 10 via the network NW will be described.
- FIG. 9 shows a configuration of the temperature evaluation system 10 according to the second embodiment.
- the communication device 14 is connected to the external database 75 via the network NW.
- the temperature estimating unit 20 When recognizing that the color density-temperature information 16 related to the temperature indicating material specified by the material identifying unit 19 is not stored in the storage device 15, the temperature estimating unit 20 recognizes the temperature indicating specified by the material identifying unit 19 from the external database 75. Color density-temperature information 16 relating to the material is obtained and stored in the storage device 15. If there is no characteristic graph in the external database 75, sample data of color density corresponding to the temperature is obtained, and the characteristic graph and error range are created by the characteristic analysis unit 72 (see FIG. 1). The characteristic graph and the error range are stored in the storage device 15 as the color density-temperature information 16 of the temperature indicating material.
- the temperature estimating unit 20 recognizes that the color density-temperature information 16 related to the temperature indicating material specified by the material identifying unit 19 is stored in the storage device 15, the color density of the temperature indicating material stored in the storage device 15- From the temperature information 16, the temperature indicating material identification information 17, and the color density of the image data 74, the highest reached temperature or the lowest reached temperature is estimated.
- FIG. 10 shows a configuration of the temperature evaluation system 10 according to the third embodiment.
- the temperature evaluation system 10 according to the third embodiment includes a reading device 11, an input device 12, an output device 13, a communication device 14, a storage device 15, and a processing device 71.
- the processing device 71 includes the article 35 to which the indicator 30 is attached based on the highest or lowest temperature estimated by the temperature estimation unit 20.
- a life prediction unit 21 that predicts the remaining life and a management condition calculation unit 22 that calculates a management condition of the article 35 based on the remaining life are provided.
- the temperature evaluation system 10 estimates the highest temperature or the lowest temperature by the method described in the first embodiment or the second embodiment.
- the life prediction unit 21 calculates the remainder of the article 35 from the data regarding the quality of the article 35 such as the date of manufacture, the management temperature range, the expiration date (expiration date, expiry date, etc.) of the article 35 and the maximum or minimum temperature. Predict life. The predicted remaining life is stored in the storage device 15.
- a management temperature range is set. If the time deviating from the management temperature range is short, the quality of the article 35 may not be greatly affected.
- a threshold value is set in advance, and the quality of the article 35 is determined based on whether the product of the deviation amount from the management temperature range and the deviation time exceeds this threshold value. For example, with respect to the article 35 that needs to be managed at a temperature of ⁇ 5 ° C. or lower, a method for obtaining the remaining life L when the threshold value is set to 50 will be described using Equation (1) and Equation (2).
- h is a threshold value
- K ex is a deviation temperature from the management temperature range
- K max is a maximum temperature reached
- T is a time when the temperature has deviated from the management temperature range.
- the remaining life L means that the larger the value, the longer the remaining life. In the present embodiment, it is determined that there is a problem in quality when the remaining life L ⁇ 0.
- Threshold value h is an allowable amount that deviates from the management temperature range.
- the article 35 to be conveyed is a food, it is preferable to set a threshold value based on bacterial propagation conditions, quality deterioration conditions, and the like.
- the deviation time from the control temperature range can be obtained by using, for example, a data logger mounted on the transport vehicle, the time indicator 30 or the like.
- the time deviating from the management temperature range is unknown, the elapsed time from the manufacture of the product may be substituted.
- the management condition calculation unit 22 calculates a management condition for maintaining the quality of the article 35 based on the remaining life L predicted by the life estimation unit, and records the management condition in the storage device 15.
- the management temperature condition can be calculated using the following formula, for example.
- K rng the control temperature conditions, T rem predicted time for conveying the article 35, K mrg is temperature margin (allowable temperature range).
- the temperature margin is preferably set in consideration of detection errors caused by air conditioning performance, disturbances, and the like.
- the calculation method of management conditions is not limited to the said calculation method.
- the output device 13 outputs the calculated management condition.
- the management conditions at the time of article conveyance can be changed, and as a result, deterioration of the quality of the article 35 can be suppressed.
- the article management system 101 includes a temperature evaluation system 10, a management server (management apparatus) 40, and management terminals 61 to 68.
- the temperature evaluation system 10, the management server 40, and the management terminal 61 are included.
- To 68 are communicably connected via a network NW.
- the management terminals 61 to 68 are disposed at each conveyance base for the article 35.
- the management server 40 includes a processing unit 41, a storage unit 42, an input unit, an output unit, a communication unit, and the like.
- the management terminals 61 to 68 include a processing unit, a storage unit, an input unit, an output unit, a communication unit, and the like.
- the operator uses the temperature evaluation system 10 to acquire the image data 74 of the temperature indicating material, and estimates the maximum temperature or the minimum temperature. Further, the remaining life of the article 35 is estimated, and the management conditions of the article 35 are reviewed. Information such as the estimated maximum temperature or minimum temperature, the remaining life of the article 35, the reviewed management conditions, and the like are transmitted to the management server 40 and recorded in the storage unit 42 of the management server 40.
- the management server 40 exchanges information between the temperature evaluation system 10 and the management terminals 61 to 68.
- the administrator can acquire the maximum or minimum temperature in the distribution process of the article 35 to be managed, the remaining life of the article 35, and the reviewed management condition.
- the operator at each site may connect to the management server 40 from the management terminals 61 to 68 to check the estimated maximum temperature or minimum temperature, the remaining life of the article 35, and the reviewed management conditions. it can.
- the processing device 71 of the temperature evaluation system 10 has been described as the article management system 101 including the life prediction unit 21 and the management condition calculation unit 22.
- the management device 40 and the management terminal 60 are used.
- An article management system 101 including ⁇ 68 and a reading device 11 will be described.
- FIGS. 11 and 12 are configuration diagrams of the article management system 101.
- the article management system 101 is provided to the article 35, the reading device 11 that acquires the image data 74 of the indicator 30 using the temperature indicating material, the management device 40, and each conveyance of the article 35.
- a management terminal 60 disposed at the base.
- the reading device 11, the management device 40, and the management terminal 60 are connected via a network NW.
- the reading device 11 acquires the image data 74 of the indicator 30 at each site.
- the management device 40 includes an input device 12, an output device 13, a communication device 14, a storage device 15 that stores the relationship between color density and temperature for each temperature indicating material, and a processing device 71.
- the processing device 71 of the management device 40 includes a color density estimation unit 18 that estimates the color density of the temperature indicating material from the image data 74, a material identification unit 19 that specifies the temperature indicating material used for the indicator 30, and a color for each temperature indicating material.
- the relationship between the color density and the temperature of the temperature indicating material specified by the material identifying unit 19 is selected from the relationship between the density and the temperature, and the relationship between the color density and the concentration of the specified temperature indicating material and the color density estimating unit 18 are estimated.
- the processing device 71 of the management device 40 further includes a characteristic analysis unit 72 (see FIG. 1) that creates the color density-temperature information 16 of the temperature indicating material stored in the storage device 15, a one-dimensional code provided in the indicator 30, The remaining life of the article 35 to which the indicator 30 is given is predicted based on the code reaching unit 73 (see FIG. 1) that recognizes various codes such as a two-dimensional code and the maximum or minimum temperature estimated by the temperature estimation unit 20. You may provide the lifetime prediction part 21 and the management condition calculation part 22 which calculates the management conditions of the articles
- the management terminal 60 includes a processing device 81, a communication device 82, an output device 83, an input device 84, a storage device 85, and the like.
- the communication device 82 of the management terminal 60 receives information such as the maximum or minimum temperature reached and calculated by the management device 40, the remaining life of the article 35, the management conditions of the article 35 from the management device 40, and the output device 83. To output.
- the temperature evaluation system 10 or the management device 40 includes the life prediction means and the management condition calculation means, thereby feeding back the highest reached temperature or the lowest reached temperature estimated by the temperature evaluation system 10 to the article management. Can do.
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Abstract
本発明は、示温材料の発色濃度から最高到達温度又は最低到達温度を評価可能な温度評価システム及び物品の管理システムを提供するために、本発明に係る温度評価システムは、示温材料を用いたインジケータの温度を評価する温度評価システムであって、インジケータの画像データを取得する読取装置と、示温材料ごとの色濃度と温度の関係を記憶する記憶装置と、画像データから示温材料の色濃度を推定する色濃度推定部と、インジケータに用いられている示温材料を特定する材料識別部と、示温材料ごとの色濃度と温度の関係から、材料識別部により特定された示温材料の色濃度と温度の関係を選択し、特定された示温材料の色濃度と濃度の関係と、色濃度推定部により推定された色濃度とから最高到達温度又は最低到達温度を推定する温度推定部と、を備える処理装置と、を備えることを特徴とする。
Description
本発明は、示温材料の色濃度から温度を評価する温度評価システム及びそれを用いた物品管理システムに関する。
製造場所から消費場所へ輸送する一部の物品では、温度、湿度、振動、ガス、気圧などの環境状態について適切な管理が必要である。たとえば高温や低温の環境下におかれたときに腐敗する、味が変化するなどによって消費に適さない状態になる物品が存在する。また高い湿度の環境下、大気レベルの酸素の存在する環境下などにおかれたときに品質劣化が起こる物品が存在する。また想定以上の振動が加えられた時に破壊する物品が存在する。
このような問題に対処するため、対象となる物品の輸送や保管を行うときは、密閉容器に入れるとか、空調装置を用いて輸送コンテナ、輸送トラックや保管室の温度管理、湿度管理、振動管理を行うなどの施策が行われる。
ところが、装置の故障、管理のもれなどにより、管理範囲を逸脱することがある。そこで逸脱が起こったかどうかを判別するため、温度インジケータなどを使用している。
特許文献1には、温度により発色の濃度が異なる示温部材を用いた温度管理方法が開示されている。示温部材の発色時の色が吸収する波長の光を照射してその反射光強度又は透過光強度を検知することにより温度管理を行うことが開示されている。
特許文献2には、温度により発色の濃度が異なる示温部材を支持体表面に形成した温度管理部材により物品の保存環境を読み取るようにした温度管理方法において、温度及び時間の特性が異なる複数の示温部材を設け、これらの示温部材の発色濃度を測定してそれぞれの発色濃度に基づいて演算することにより前記物品が保存された環境の温度及び時間を特定することが開示されている。
特許文献1及び2は、温度に反応し、発色濃度が変化する示温部材を用いており、この示温部材は発色濃度により温度と暴露時間を示す。したがって、発色濃度を測定することにより、平均保存温度と暴露時間を特定することができる。しかしながら、最高到達温度又は最低到達温度の計測については考慮されていない。
そこで、本発明は、示温材料の発色濃度から最高到達温度又は最低到達温度を評価可能な温度評価装置及びそれを用いた物品の管理システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る温度評価システムは、示温材料を用いたインジケータの温度を評価する温度評価システムであって、インジケータの画像データを取得する読取装置と、示温材料ごとの色濃度と温度の関係を記憶する記憶装置と、画像データから示温材料の色濃度を推定する色濃度推定部と、インジケータに用いられている示温材料を特定する材料識別部と、示温材料ごとの色濃度と温度の関係から、材料識別部により特定された示温材料の色濃度と温度の関係を選択し、特定された示温材料の色濃度と濃度の関係と、色濃度推定部により推定された色濃度とから最高到達温度又は最低到達温度を推定する温度推定部と、を備える処理装置と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば示温材料の発色濃度から最高到達温度又は最低到達温度を評価可能な温度評価システム及び物品の管理システムを提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、実施形態という。)について適宜図面を参照しながら説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
[第1実施形態]
<温度評価システム>
図1に第1実施形態に係る温度評価システムを示す。温度評価システム10は、処理装置71、示温材料を用いたインジケータ30(図3~図5参照)の画像データ74を取得する読取装置11、入力装置12、記憶装置15、出力装置13、外部システム等と通信する通信装置14を有している。
<温度評価システム>
図1に第1実施形態に係る温度評価システムを示す。温度評価システム10は、処理装置71、示温材料を用いたインジケータ30(図3~図5参照)の画像データ74を取得する読取装置11、入力装置12、記憶装置15、出力装置13、外部システム等と通信する通信装置14を有している。
記憶装置15には、示温材料ごとの色濃度と温度の関係である示温材料の色濃度―温度情報16、示温材料の識別情報(示温材料識別情報)17、読取装置11により取得された画像データ74等が記憶されている。示温材料の色濃度‐温度情報16とは、示温材料の色濃度に対する温度のピーク特性に関するものであり、後述する特性分析によって得ることができる。示温材料の識別情報17とは、例えば、示温材料のID等である。画像データ74は読み取り日時、場所等の情報と併せて記憶されることが好ましい。
記憶装置15は、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)、EEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、SDメモリカードなどがある。
入力装置12は、操作者の指示を受け付ける部分であり、ボタン、タッチパネルなどで構成されている。入力装置12は、読取装置11で読み取れない情報を入力することができる。例えば、インジケータ30に用いられた示温材料の識別情報17や、インジケータ30を付与する物品35(図8参照)の温度管理条件等である。
処理装置71は、読取装置11で読み取った画像データ74から示温材料の色濃度を推定する色濃度推定部18と、インジケータ30に用いられた示温材料を特定する材料識別部19と、示温材料ごとの色濃度と温度の関係から、材料識別部19により特定された示温材料の色濃度と温度の関係を選択し、特定された示温材料の色濃度と濃度の関係と、色濃度推定部18により推定された色濃度とから最高到達温度又は最低到達温度を推定する温度推定部20、記憶装置15に記憶される示温材料の色濃度‐温度情報16を作成する特性解析部72、インジケータ30に設けられた1次元コード、2次元コードなどの各種コードを認識するコード認識部73などを有している。処理装置71は、CPU(Central Processing Unit)によって、メモリ上のプログラムを実行することで実現される。
読取装置11としては、カメラなどによる画像検出器を用いることができる。読取装置11は、示温材料の色彩および光学情報を読取れるものであればよい。色調の数値情報はL*a*b*やL*C*h*などのCIE色空間の他にRGB色空間、HSV色空間、マンセル色空間などが挙げられる。インジケータ30に示温材料の識別情報17が、文字、数字、コードなどで表示されている場合は、読取装置11は示温材料の識別情報17も一緒に画像データ74として取得する。
材料識別部19は、入力装置12からインジケータ30に用いられた示温材料の識別情報17を取得する。インジケータ30に示温材料の識別情報17も表示されている場合は、読取装置11で取得された画像データ74からインジケータ30に用いられた示温材料の識別情報17を取得する。
出力装置13は、操作者への指示情報、読取画像、読取結果などを出力する装置であり、ディスプレイや通信装置14で構成されている。出力装置13には、例えば、温度推定部20により推定された最高到達温度又は最低到達温度が出力される。本実施形態では、出力装置13として表示装置が用いられており、前記結果を出力表示して、作業者などが確認することができる。また、半導体メモリなどの記録媒体を接続して出力、記録し、記録媒体を介して他の情報処理装置に情報を移動して処理したり、他の表示装置に出力して表示させることもできる。
<示温材料>
示温材料は、温度変化により色が変化する材料である。一実施形態に係る温度評価システム10で評価可能な示温材料は、使用温度範囲において不可逆的に変色し、温度に依存して傾きを持って色濃度が変化する材料であればよい。すなわち、示温材料は、所定の温度以上になると温度が上昇するにつれて色濃度が所定の傾きを持って変化する材料、又は所定の温度以下になると温度が下降するにつれて色濃度が所定の傾きを持って変化する材料である。使用温度範囲において不可逆的に変色する材料であれば、温度が最大値又は最小値に到達した後に、それ以外の温度に戻った場合であっても、最大値又は最小値又はピーク値の材料の変色状態を保持できるためである。
示温材料は、温度変化により色が変化する材料である。一実施形態に係る温度評価システム10で評価可能な示温材料は、使用温度範囲において不可逆的に変色し、温度に依存して傾きを持って色濃度が変化する材料であればよい。すなわち、示温材料は、所定の温度以上になると温度が上昇するにつれて色濃度が所定の傾きを持って変化する材料、又は所定の温度以下になると温度が下降するにつれて色濃度が所定の傾きを持って変化する材料である。使用温度範囲において不可逆的に変色する材料であれば、温度が最大値又は最小値に到達した後に、それ以外の温度に戻った場合であっても、最大値又は最小値又はピーク値の材料の変色状態を保持できるためである。
なお、示温材料は、変色温度に達してから変色するまでの時間が短い材料であることが好ましい。変色温度に達してから変色するまでの時間が長い材料の場合、示温材料の色変化が完了しない状態で示温材料の色調を観察してしまう虞があるためである。
本発明の一実施形態に係る温度評価システム10で最高到達温度又は最低到達温度を推定できる示温材料としては、例えば、電子供与性化合物であるロイコ染料、電子受容性化合物である顕色剤、および変色温度範囲を制御するための消色剤からなる組成物を好ましく用いることができる。
これらの組成物の温度変化に伴う可逆的な色変化を図2に示す。図2において横軸は温度、縦軸は色濃度である。例えば、図2に示す材料は、昇温時に温度がTa1に達すると色濃度が低下し、Ta2に達するまで温度に依存して色濃度が最も低い状態(消色状態)へと変化する。この色変化は、組成物が固体から液体になるときに生じる。すなわち色変化は、組成物の融解現象に起因する。融解現象は材料の融点にて生じるが、融点に温度幅があり、融点に最大温度と最低温度が存在する場合、融点の最大温度に到達しない限り、材料の融解が完了しない。図2に示す材料の場合、温度が組成物の融点の最低温度Ta1に達すると、色濃度が低下する。また、温度が組成物の融点の最大温度Ta2に達すると、色濃度が最も低い状態(消色状態)へと変化する。すなわち、温度に依存して傾きをもって色状態が変化する材料であると言える。また、融点において融解が起こる時間は、材料の重量および融解熱に依存するが、重量数mg~数g程度では、数秒~数分程度で融解する。
すなわち、数秒~数分程度で融点における最終変色状態までの変色が完了し、それ以上は変色しない。
すなわち、数秒~数分程度で融点における最終変色状態までの変色が完了し、それ以上は変色しない。
またこれらの組成物は、消色状態から冷却させると、Tdまでは消色状態を維持するが、Tdに達すると色濃度が上昇し、呈色状態へと変化する。すなわち、これらの組成物の色変化は可逆式である。しかしながら、融点の最低温度Ta1とTdに温度差があり、使用温度において、Tdを下回ることがなければ、不可逆式と同様に取り扱うことができる。このような可逆的な色変化のサイクルは、一般的にはヒステリシス変色現象として知られているものである。Tdでの色変化は、組成物が液体から固体になるときに生じる。すなわち色変化は、組成物の凝固現象に起因する。すなわち、融点の最低温度Ta1と凝固点Tdの温度差が大きく、ヒステリシス幅が大きい材料を好ましく用いことができる。
この材料について、最大到達温度に到達した際の色濃度変化を説明する。初期温度をTxとして、最大到達温度をTyとすると、温度がTxからTyに変化し、材料の融解が完了すると、色濃度はTyにおける最終変色状態に到達し、そのTyにおいてそれ以降変色しなくなる。その後、温度がTyからTxに戻った場合であっても、温度がTyより高温にならない限り色濃度は変化しないため、最大到達温度での色濃度を保持することが可能になる。
これらの性能を構成するための、ロイコ染料、顕色剤、消色剤としては、図2のようなヒステリシス変色現象を発現する組み合わせであれば特に限定されない。具体的な材料を下記に示す。
(ロイコ染料)
ロイコ染料は、電子供与性化合物であって、従来、感圧複写紙用の染料や、感熱記録紙用染料として公知のものを利用できる。例えば、トリフェニルメタンフタリド系、フルオラン系、フェノチアジン系、インドリルフタリド系、ロイコオーラミン系、スピロピラン系、ローダミンラクタム系、トリフェニルメタン系、トリアゼン系、スピロフタランキサンテン系、ナフトラクタム系、アゾメチン系等が挙げられる。ロイコ染料の具体例としては、9-(N-エチル-N-イソペンチルアミノ)スピロ[ベンゾ[a]キサンテン-12,3’-フタリド]、2-メチル-6-(Np-トリル-N-エチルアミノ)-フルオラン6-(ジエチルアミノ)-2-[(3-トリフルオロメチル)アニリノ]キサンテン-9-スピロ-3’-フタリド、3,3-ビス(p-ジエチルアミノフェニル)-6-ジメチルアミノフタリド、2’-アニリノ-6’-(ジブチルアミノ)-3’-メチルスピロ[フタリド-3,9’-キサンテン]、3-(4-ジエチルアミノ-2-メチルフェニル)-3-(1-エチル-2-メチルインドール-3-イル)-4-アザフタリド、1-エチル-8-[N-エチル-N-(4-メチルフェニル)アミノ]-2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロスピロ[11H-クロメノ[2,3-g]キノリン-11,3’-フタリド]が挙げられる。示温材は、2種以上のロイコ染料を組合せて用いてもよい。
ロイコ染料は、電子供与性化合物であって、従来、感圧複写紙用の染料や、感熱記録紙用染料として公知のものを利用できる。例えば、トリフェニルメタンフタリド系、フルオラン系、フェノチアジン系、インドリルフタリド系、ロイコオーラミン系、スピロピラン系、ローダミンラクタム系、トリフェニルメタン系、トリアゼン系、スピロフタランキサンテン系、ナフトラクタム系、アゾメチン系等が挙げられる。ロイコ染料の具体例としては、9-(N-エチル-N-イソペンチルアミノ)スピロ[ベンゾ[a]キサンテン-12,3’-フタリド]、2-メチル-6-(Np-トリル-N-エチルアミノ)-フルオラン6-(ジエチルアミノ)-2-[(3-トリフルオロメチル)アニリノ]キサンテン-9-スピロ-3’-フタリド、3,3-ビス(p-ジエチルアミノフェニル)-6-ジメチルアミノフタリド、2’-アニリノ-6’-(ジブチルアミノ)-3’-メチルスピロ[フタリド-3,9’-キサンテン]、3-(4-ジエチルアミノ-2-メチルフェニル)-3-(1-エチル-2-メチルインドール-3-イル)-4-アザフタリド、1-エチル-8-[N-エチル-N-(4-メチルフェニル)アミノ]-2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロスピロ[11H-クロメノ[2,3-g]キノリン-11,3’-フタリド]が挙げられる。示温材は、2種以上のロイコ染料を組合せて用いてもよい。
(顕色剤)
顕色剤は、電子供与性のロイコ染料と接触することで、ロイコ染料の構造を変化させて呈色させるものである。顕色剤としては、感熱記録紙や感圧複写紙等に用いられる顕色剤として公知のものを利用できる。このような顕色剤の具体例としては、4-ヒドロキシ安息香酸ベンジル、2,2′-ビフェノール、1,1-ビス(3-シクロヘキシル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2-ビス(3-シクロヘキシル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、パラオキシ安息香酸エステル、没食子酸エステル等のフェノール類等を挙げることができる。顕色剤は、これらに限定されるものではなく、電子受容体でありロイコ染料を変色させることができる化合物であればよい。また、カルボン酸誘導体の金属塩、サリチル酸およびサリチル酸金属塩、スルホン酸類、スルホン酸塩類、リン酸類、リン酸金属塩類、酸性リン酸エステル類、酸性リン酸エステル金属塩類、亜リン酸類、亜リン酸金属塩類等を用いてもよい。特に、ロイコ染料や後述する消色剤に対する相溶性が高いものが好ましく、4-ヒドロキシ安息香酸ベンジル、2,2′-ビスフェノール、ビスフェノールA、没食子酸エステル類等の有機系顕色剤が好ましい。
顕色剤は、電子供与性のロイコ染料と接触することで、ロイコ染料の構造を変化させて呈色させるものである。顕色剤としては、感熱記録紙や感圧複写紙等に用いられる顕色剤として公知のものを利用できる。このような顕色剤の具体例としては、4-ヒドロキシ安息香酸ベンジル、2,2′-ビフェノール、1,1-ビス(3-シクロヘキシル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2-ビス(3-シクロヘキシル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、パラオキシ安息香酸エステル、没食子酸エステル等のフェノール類等を挙げることができる。顕色剤は、これらに限定されるものではなく、電子受容体でありロイコ染料を変色させることができる化合物であればよい。また、カルボン酸誘導体の金属塩、サリチル酸およびサリチル酸金属塩、スルホン酸類、スルホン酸塩類、リン酸類、リン酸金属塩類、酸性リン酸エステル類、酸性リン酸エステル金属塩類、亜リン酸類、亜リン酸金属塩類等を用いてもよい。特に、ロイコ染料や後述する消色剤に対する相溶性が高いものが好ましく、4-ヒドロキシ安息香酸ベンジル、2,2′-ビスフェノール、ビスフェノールA、没食子酸エステル類等の有機系顕色剤が好ましい。
本実施形態にかかる示温材は、これらの顕色剤を1種、または、2種類以上組合せてもよい。顕色剤を組合せることによりロイコ染料の呈色時の色濃度を調整可能である。本顕色剤の使用量は所望される色濃度に応じて選択する。例えば、通常前記したロイコ色素1重量部に対して、0.1~100重量部程度の範囲内で選択すればよい。
(消色剤)
消色剤は、ロイコ染料と顕色剤との結合を解離させることが可能な化合物であり、ロイコ染料と顕色剤との呈色温度を制御できる化合物である。一般的に、ロイコ染料が呈色した状態の温度範囲では、消色剤が相分離した状態で固化している。また、ロイコ染料が消色状態となる温度範囲では、消色剤は融解しており、ロイコ染料と顕色剤との結合を解離させる機能が発揮された状態である。そのため、消色剤の状態変化温度が示温材の温度制御に対して重要になる。
消色剤は、ロイコ染料と顕色剤との結合を解離させることが可能な化合物であり、ロイコ染料と顕色剤との呈色温度を制御できる化合物である。一般的に、ロイコ染料が呈色した状態の温度範囲では、消色剤が相分離した状態で固化している。また、ロイコ染料が消色状態となる温度範囲では、消色剤は融解しており、ロイコ染料と顕色剤との結合を解離させる機能が発揮された状態である。そのため、消色剤の状態変化温度が示温材の温度制御に対して重要になる。
消色剤の材料としては、ロイコ染料と顕色剤との結合を解離させることが可能である材料を幅広く用いることができる。極性が低くロイコ染料に対して顕色性を示さず、ロイコ染料と顕色剤を溶解させる程度に極性が高ければ、様々な材料が消色剤になり得る。代表的には、ヒドロキシ化合物、エステル化合物、ペルオキシ化合物、カルボニル化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物、ハロゲン化合物、アミノ化合物、イミノ化合物、N-オキシド化合物、ヒドロキシアミン化合物、ニトロ化合物、アゾ化合物、ジアゾ化合物、アジ化合物、エーテル化合物、油脂化合物、糖化合物、ペプチド化合物、核酸化合物、アルカロイド化合物、ステロイド化合物など、多様な有機化合物を用いることができる。具体的には、トリカプリン、ミリスチン酸イソプロピル、酢酸 m-トリル、セバシン酸ジエチル、アジピン酸ジメチル、1、4-ジアセトキシブタン、デカン酸デシル、フェニルマロン酸ジエチル、フタル酸ジイソブチル、くえん酸トリエチル、フタル酸ベンジルブチル、ブチルフタリルブチルグリコラート、N-メチルアントラニル酸メチル、アントラニル酸エチル、サリチル酸2-ヒドロキシエチル、ニコチン酸メチル、4-アミノ安息香酸ブチル、p-トルイル酸メチル、4-ニトロ安息香酸エチル、フェニル酢酸2-フェニルエチル、けい皮酸ベンジル、アセト酢酸メチル、酢酸ゲラニル、こはく酸ジメチル、セバシン酸ジメチル、オキサル酢酸ジエチル、モノオレイン、パルミチン酸ブチル、ステアリン酸エチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、酢酸リナリル、フタル酸ジ-n-オクチル、安息香酸ベンジル、ジエチレングリコールジベンゾアート、p-アニス酸メチル、酢酸 m-トリル、けい皮酸シンナミル、プロピオン酸2-フェニルエチル、ステアリン酸ブチル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸メチル、アントラニル酸メチル、酢酸ネリル、パルミチン酸イソプロピル、4-フルオロ安息香酸エチル、シクランデラート(異性体混合物)、ブトピロノキシル、2-ブロモプロピオン酸エチル、トリカプリリン、レブリン酸エチル、パルミチン酸ヘキサデシル、酢酸 tert-ブチル、1、1-エタンジオールジアセタート、しゅう酸ジメチル、トリステアリン、アセチルサリチル酸メチル、ベンザルジアセタート、2-ベンゾイル安息香酸メチル、2、3-ジブロモ酪酸エチル、2-フランカルボン酸エチル、アセトピルビン酸エチル、バニリン酸エチル、イタコン酸ジメチル、3-ブロモ安息香酸メチル、アジピン酸モノエチル、アジピン酸ジメチル、1、4-ジアセトキシブタン、ジエチレングリコールジアセタート、パルミチン酸エチル、テレフタル酸ジエチル、プロピオン酸フェニル、ステアリン酸フェニル、酢酸1-ナフチル、ベヘン酸メチル、アラキジン酸メチル、4-クロロ安息香酸メチル、ソルビン酸メチル、イソニコチン酸エチル、ドデカン二酸ジメチル、ヘプタデカン酸メチル、α-シアノけい皮酸エチル、N-フェニルグリシンエチル、イタコン酸ジエチル、ピコリン酸メチル、イソニコチン酸メチル、DL-マンデル酸メチル、3-アミノ安息香酸メチル、4-メチルサリチル酸メチル、ベンジリデンマロン酸ジエチル、DL-マンデル酸イソアミル、メタントリカルボン酸トリエチル、ホルムアミノマロン酸ジエチル、1、2-ビス(クロロアセトキシ)エタン、ペンタデカン酸メチル、アラキジン酸エチル、6-ブロモヘキサン酸エチル、ピメリン酸モノエチル、乳酸ヘキサデシル、ベンジル酸エチル、メフェンピル-ジエチル、プロカイン、フタル酸ジシクロヘキシル、サリチル酸4-tert-ブチルフェニル、4-アミノ安息香酸イソブチル、4-ヒドロキシ安息香酸ブチル、トリパルミチン、1、2-ジアセトキシベンゼン、イソフタル酸ジメチル、フマル酸モノエチル、バニリン酸メチル、3-アミノ-2-チオフェンカルボン酸メチル、エトミデート、クロキントセット-メキシル、ベンジル酸メチル、フタル酸ジフェニル、安息香酸フェニル、4-アミノ安息香酸プロピル、エチレングリコールジベンゾアート、トリアセチン、ペンタフルオロプロピオン酸エチル、3-ニトロ安息香酸メチル、酢酸4-ニトロフェニル、3-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸メチル、くえん酸トリメチル、3-ヒドロキシ安息香酸エチル、3-ヒドロキシ安息香酸メチル、トリメブチン、酢酸4-メトキシベンジル、ペンタエリトリトールテトラアセタート、4-ブロモ安息香酸メチル、1-ナフタレン酢酸エチル、5-ニトロ-2-フルアルデヒドジアセタート、4-アミノ安息香酸エチル、プロピルパラベン、1、2、4-トリアセトキシベンゼン、4-ニトロ安息香酸メチル、アセトアミドマロン酸ジエチル、バレタマートブロミド、安息香酸2-ナフチル、フマル酸ジメチル、アジフェニン塩酸塩、4-ヒドロキシ安息香酸ベンジル、4-ヒドロキシ安息香酸エチル、酪酸ビニル、ビタミンK4、4-ヨード安息香酸メチル、3、3-ジメチルアクリル酸メチル、没食子酸プロピル、1、4-ジアセトキシベンゼン、メソしゅう酸ジエチル、1、4-シクロヘキサンジカルボン酸ジメチル(cis-、trans-混合物)、1、1、2-エタントリカルボン酸トリエチル、ヘキサフルオログルタル酸ジメチル、安息香酸アミル、3-ブロモ安息香酸エチル、5-ブロモ-2-クロロ安息香酸エチル、フタル酸ビス(2-エチルヘキシル)、アリルマロン酸ジエチル、ブロモマロン酸ジエチル、エトキシメチレンマロン酸ジエチル、エチルマロン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジエチル、1、3-アセトンジカルボン酸ジメチル、フタル酸ジメチル、3-アミノ安息香酸エチル、安息香酸エチル、4-(ジメチルアミノ)安息香酸エチル、ニコチン酸エチル、フェニルプロピオル酸エチル、ピリジン-2-カルボン酸エチル、2-ピリジル酢酸エチル、3-ピリジル酢酸エチル、安息香酸メチル、フェニル酢酸エチル、4-ヒドロキシ安息香酸アミル、2、5-ジアセトキシトルエン、4-オキサゾールカルボン酸エチル、1、3、5-シクロヘキサントリカルボン酸トリメチル(cis-、trans-混合物)、3-(クロロスルホニル)-2-チオフェンカルボン酸メチル、ペンタエリトリトールジステアラート、ラウリン酸ベンジル、アセチレンジカルボン酸ジエチル、メタクリル酸フェニル、酢酸ベンジル、グルタル酸ジメチル、2-オキソシクロヘキサンカルボン酸エチル、フェニルシアノ酢酸エチル、1-ピペラジンカルボン酸エチル、ベンゾイルぎ酸メチル、フェニル酢酸メチル、酢酸フェニル、こはく酸ジエチル、トリブチリン、メチルマロン酸ジエチル、しゅう酸ジメチル、1、1-シクロプロパンジカルボン酸ジエチル、マロン酸ジベンジル、4-tert-ブチル安息香酸メチル、2-オキソシクロペンタンカルボン酸エチル、シクロヘキサンカルボン酸メチル、4-メトキシフェニル酢酸エチル、4-フルオロベンゾイル酢酸メチル、マレイン酸ジメチル、テレフタルアルデヒド酸メチル、4-ブロモ安息香酸エチル、2-ブロモ安息香酸メチル、2-ヨード安息香酸メチル、3-ヨード安息香酸エチル、3-フランカルボン酸エチル、フタル酸ジアリル、ブロモ酢酸ベンジル、ブロモマロン酸ジメチル、m-トルイル酸メチル、1、3-アセトンジカルボン酸ジエチル、フェニルプロピオル酸メチル、酪酸1-ナフチル、o-トルイル酸エチル、2-オキソシクロペンタンカルボン酸メチル、安息香酸イソブチル、3-フェニルプロピオン酸エチル、マロン酸ジ-tert-ブチル、セバシン酸ジブチル、アジピン酸ジエチル、テレフタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、1、1-エタンジオールジアセタート、アジピン酸ジイソプロピル 、フマル酸ジイソプロピル、けい皮酸エチル、2-シアノ-3、3-ジフェニルアクリル酸2-エチルヘキシル、ネオペンチルグリコールジアクリラート、トリオレイン 、ベンゾイル酢酸エチル、p-アニス酸エチル、スベリン酸ジエチル、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノステアレート、ステアリン酸アミド、モノステアリン酸グリセロール、ジステアリン酸グリセロール、3-(tert-ブトキシカルボニル)フェニルボロン酸、ラセカドトリル、4-[(6-アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ]-4′-シアノビフェニル、2-(ジメチルアミノ)ビニル3-ピリジルケトン、アクリル酸ステアリル、4-ブロモフェニル酢酸エチル、フタル酸ジベンジル、3、5-ジメトキシ安息香酸メチル、酢酸オイゲノール、3、3′-チオジプロピオン酸ジドデシル、酢酸バニリン、炭酸ジフェニル、オキサニル酸エチル、テレフタルアルデヒド酸メチル、4-ニトロフタル酸ジメチル、(4-ニトロベンゾイル)酢酸エチル、ニトロテレフタル酸ジメチル、2-メトキシ-5-(メチルスルホニル)安息香酸メチル、3-メチル-4-ニトロ安息香酸メチル、2、3-ナフタレンジカルボン酸ジメチル、アジピン酸ビス(2-エチルヘキシル)、4′-アセトキシアセトフェノン、trans-3-ベンゾイルアクリル酸エチル、クマリン-3-カルボン酸エチル、BAPTA テトラエチルエステル、2、6-ジメトキシ安息香酸メチル、イミノジカルボン酸ジ-tert-ブチル、p-ベンジルオキシ安息香酸ベンジル、3、4、5-トリメトキシ安息香酸メチル、3-アミノ-4-メトキシ安息香酸メチル、ジステアリン酸ジエチレングリコール、3、3′-チオジプロピオン酸ジテトラデシル、4-ニトロフェニル酢酸エチル、4-クロロ-3-ニトロ安息香酸メチル、1、4-ジプロピオニルオキシベンゼン、テレフタル酸ジメチル、4-ニトロけい皮酸エチル、5-ニトロイソフタル酸ジメチル、1、3、5-ベンゼントリカルボン酸トリエチル、N-(4-アミノベンゾイル)-L-グルタミン酸ジエチル、酢酸2-メチル-1-ナフチル、7-アセトキシ-4-メチルクマリン、4-アミノ-2-メトキシ安息香酸メチル、4、4′-ジアセトキシビフェニル、5-アミノイソフタル酸ジメチル、1、4-ジヒドロ-2、6-ジメチル-3、5-ピリジンジカルボン酸ジエチル、4、4′-ビフェニルジカルボン酸ジメチルなどのエステル化合物や、コレステロール、コレステリルブロミド、β-エストラジオール、メチルアンドロステンジオール、プレグネノロン、安息香酸コレステロール、酢酸コレステロール、リノール酸コレステロール、パルミチン酸コレステロール、ステアリン酸コレステロール、n-オクタン酸コレステロール、オレイン酸コレステロール、3-クロロコレステン、trans-けい皮酸コレステロール、デカン酸コレステロール、ヒドロけい皮酸コレステロール、ラウリン酸コレステロール、酪酸コレステロール、ぎ酸コレステロール、ヘプタン酸コレステロール、ヘキサン酸コレステロール、こはく酸水素コレステロール、ミリスチン酸コレステロール、プロピオン酸コレステロール、吉草酸コレステロール、フタル酸水素コレステロール、フェニル酢酸コレステロール、クロロぎ酸コレステロール、2、4-ジクロロ安息香酸コレステロール、ペラルゴン酸コレステロール、コレステロールノニルカルボナート、コレステロールヘプチルカルボナート、コレステロールオレイルカルボナート、コレステロールメチルカルボナート、コレステロールエチルカルボナート、コレステロールイソプロピルカルボナート、コレステロールブチルカルボナート、コレステロールイソブチルカルボナート、コレステロールアミルカルボナート、コレステロール n-オクチルカルボナート、コレステロールヘキシルカルボナート、アリルエストレノール、アルトレノゲスト、9(10)-デヒドロナンドロロン、エストロン、エチニルエストラジオール、エストリオール、安息香酸エストラジオール、β-エストラジオール17-シピオナート、17-吉草酸β-エストラジオール、α-エストラジオール、17-ヘプタン酸β-エストラジオール、ゲストリノン、メストラノール、2-メトキシ-β-エストラジオール、ナンドロロン、(-)-ノルゲストレル、キネストロール、トレンボロン、チボロン、スタノロン、アンドロステロン、アビラテロン、酢酸ア
ビラテロン、デヒドロエピアンドロステロン、デヒドロエピアンドロステロンアセタート、エチステロン、エピアンドロステロン、17β-ヒドロキシ-17-メチルアンドロスタ-1、4-ジエン-3-オン、メチルアンドロステンジオール、メチルテストステロン、Δ9(11)-メチルテストステロン、1α-メチルアンドロスタン-17β-オール-3-オン、17α-メチルアンドロスタン-17β-オール-3-オン、スタノゾロール、テストステロン、プロピオン酸テストステロン、アルトレノゲスト、16-デヒドロプレグネノロンアセタート、酢酸16、17-エポキシプレグネノロン、11α-ヒドロキシプロゲステロン、17α-ヒドロキシプロゲステロンカプロアート、17α-ヒドロキシプロゲステロン、酢酸プレグネノロン、17α-ヒドロキシプロゲステロンアセタート、酢酸メゲストロール、酢酸メドロキシプロゲステロン、酢酸プレグネノロン、5β-プレグナン-3α、20α-ジオール、ブデソニド、コルチコステロン、酢酸コルチゾン、コルチゾン、コルテキソロン、デオキシコルチコステロンアセタート、デフラザコート、酢酸ヒドロコルチゾン、ヒドロコルチゾン、17-酪酸ヒドロコルチゾン、6α-メチルプレドニゾロン、プレドニゾロン、プレドニゾン、酢酸プレドニゾロン、デオキシコール酸ナトリウム、コール酸ナトリウム、コール酸メチル、ヒオデオキシコール酸メチル、β-コレスタノール、コレステロール-5α、6α-エポキシド、ジオスゲニン、エルゴステロール、β-シトステロール、スチグマステロール、β-シトステロールアセタートなどのステロイド化合物などが挙げられる。ロイコ染料および顕色剤との相溶性の観点から、これらの化合物を含むことが好ましい。勿論、これらの化合物に限定されるものではなく、ロイコ染料と顕色剤との結合を解離させることが可能である材料であれば何でもよい。
ビラテロン、デヒドロエピアンドロステロン、デヒドロエピアンドロステロンアセタート、エチステロン、エピアンドロステロン、17β-ヒドロキシ-17-メチルアンドロスタ-1、4-ジエン-3-オン、メチルアンドロステンジオール、メチルテストステロン、Δ9(11)-メチルテストステロン、1α-メチルアンドロスタン-17β-オール-3-オン、17α-メチルアンドロスタン-17β-オール-3-オン、スタノゾロール、テストステロン、プロピオン酸テストステロン、アルトレノゲスト、16-デヒドロプレグネノロンアセタート、酢酸16、17-エポキシプレグネノロン、11α-ヒドロキシプロゲステロン、17α-ヒドロキシプロゲステロンカプロアート、17α-ヒドロキシプロゲステロン、酢酸プレグネノロン、17α-ヒドロキシプロゲステロンアセタート、酢酸メゲストロール、酢酸メドロキシプロゲステロン、酢酸プレグネノロン、5β-プレグナン-3α、20α-ジオール、ブデソニド、コルチコステロン、酢酸コルチゾン、コルチゾン、コルテキソロン、デオキシコルチコステロンアセタート、デフラザコート、酢酸ヒドロコルチゾン、ヒドロコルチゾン、17-酪酸ヒドロコルチゾン、6α-メチルプレドニゾロン、プレドニゾロン、プレドニゾン、酢酸プレドニゾロン、デオキシコール酸ナトリウム、コール酸ナトリウム、コール酸メチル、ヒオデオキシコール酸メチル、β-コレスタノール、コレステロール-5α、6α-エポキシド、ジオスゲニン、エルゴステロール、β-シトステロール、スチグマステロール、β-シトステロールアセタートなどのステロイド化合物などが挙げられる。ロイコ染料および顕色剤との相溶性の観点から、これらの化合物を含むことが好ましい。勿論、これらの化合物に限定されるものではなく、ロイコ染料と顕色剤との結合を解離させることが可能である材料であれば何でもよい。
また、これらの消色剤を1種、または2種類以上組合せてもよい。消色剤を組合せることにより、凝固点、融点の調整が可能である。
本実施形態において最大到達温度を記録する際は、融点の最低温度と最大温度の差が大きいことが好ましい。この性能を満たすためには、消色剤として単一材料を用いるよりも、2種類以上の消色剤を組み合わせることが好ましい。2種以上の消色剤を組み合わせることで、融点が単一温度ではなくなり、融点の最低温度と最大温度の差が生じる。
また、消色剤として、高分子などの分子量の大きい材料も好ましく用いることができる。高分子などの分子量の大きい材料では、分子量に分布がある材料が多く、それに伴い融点の温度幅が大きくなる。そのため、消色剤の融点の最低温度と最大温度の差が大きくなる。
本消色剤の使用量は所望される色濃度に応じて選択する。例えば、通常前記したロイコ色素1重量部に対して、1~1000重量部程度の範囲内で選択すればよい。
また、消色剤の融点の最低温度と最大温度の差が大きくするため、示温材の顕色性および消色性を損なわない第4の材料を組み合わせることも可能である。第4の材料を組み合わせることで、2種以上の消色剤を組み合わせた際と同様に、融点が単一温度ではなくなり、融点の最低温度と最大温度の差が生じる。第4の材料としては、それ自身が顕色性を示さない材料であることが好ましい。このような材料として、電子受容体ではない非極性材料を用いることができる。非極性材料としては、具体的には、ヘキサン、ベンゼン、トルエンなどの無極性溶媒、石油、鉱物油、シリコーンオイルなどの油類、パラフィン系、マイクロクリスタリン系、オレフィン系、ポリプロピレン系、ポリエチレン系などのワックスや、プロピレン、エチレン、スチレン、シクロオレフィン、シロキサン、テルペンなどの骨格を多く持つ低分子材料や高分子材料、これらの共重合体などが挙げられる。
第4の材料の使用量は所望される融点の性能に応じて選択する。例えば、通常前記したロイコ色素1重量部に対して、0.1~1000重量部程度の範囲内で選択すればよい。
本発明はこれらの材料の種類や構成を限定するものではなく、温度に依存して傾きをもって色状態が変化するものであれば何でも良い。
<示温材料を用いたインジケータ>
示温材料を用いたインジケータ30(図3~図5参照)は、示温材料を用いて構成され、色変化により温度が変化したことが検知できるものであればよい。温度評価システム10は示温材料の識別情報17を取得する必要があることから、このインジケータ30には示温材料の識別情報17を備えることが好ましい。示温材料の識別情報17は、数字や文字列で表示されていても良いし、1次元コードや2次元コードとして表示されてもよい。
示温材料を用いたインジケータ30(図3~図5参照)は、示温材料を用いて構成され、色変化により温度が変化したことが検知できるものであればよい。温度評価システム10は示温材料の識別情報17を取得する必要があることから、このインジケータ30には示温材料の識別情報17を備えることが好ましい。示温材料の識別情報17は、数字や文字列で表示されていても良いし、1次元コードや2次元コードとして表示されてもよい。
図3~5に一実施形態に係るインジケータの上面図を示す。インジケータ30は1次元コード又は2次元コード34と示温材料31、32、33で構成されている。1次元コード又は2次元コードでは、数字、アルファベットなどの文字列がパターンで表現されている。1次元コード又は2次元コードには、示温材料の識別情報17以外に、示温材料の数、種類、位置、などと関係するデータが含まれていても良い。コードには次元の違い以外に各種の規格が存在するが、本発明はそれらの規格に依存するものではない。また文字列をパターン化するときに各種の変換処理が行われるが、本発明はその処理方法に依存するものではない。
示温材料の位置、形状、サイズ、個数などに制約はないが、データ読み取り時にコードと同時に画像として取り込みしやすいようにするのが好ましい。たとえば位置はコードの近傍に配置するのが好ましい。形状は正方形、長方形、円、楕円、角丸長方形など特に制限はない。サイズはコードのバーやドットの大きさよりも大きいのが好ましい。また目視でも確認しやすいように大きくしても良い。変化条件が異なる複数の環境変化部分を配置すると、同時に複数の環境条件を把握することができる。たとえば異なる温度で変化する複数、温度と湿度、などの組合せが考えられる。複数を同一の形状、サイズとしても良いが、変化させても良い。コードが1次元のときは、直線的にデータ読み取りを行うことがあるので、図4に示すように、示温材料の高さをバーコードのバーの長さと合わせ、また示温材料の並びをバーの配置と同一方向に配置するのが好ましいが、本発明はこの配置に限定されるものではない。
これらのインジケータ30は、物品35(図8参照)に示温材料を直接印刷することにより構成しても良いし、シールなどへ印刷し、それを商品へ貼り付ける方法でも良い。またコードの表す文字列を近傍へ文字の形態で印刷しても良い。変化色については、環境条件が適切な範囲の色とその条件を外れたときの色の説明を文字などで追記するのも好ましい。
<データ処理方法>
記憶装置15に記憶される示温材料の色濃度-温度情報16は、例えば示温材料の温度に対する色濃度のサンプルデータから、その温度に対する色濃度の特性を表すグラフと誤差範囲に変換することにより得ることができる。本明細書では、温度に対する色濃度の特性を表すグラフを特性グラフと呼ぶこととする。特性グラフは多項式関数や指数関数などの関数の種類とか係数のパラメータ値や、Radial Basis Function NetworkやニューラルネットワークNWでの重み、閾値のパラメータ値などのデータ形式で記憶装置15に記録することが好ましい。誤差範囲はサンプルデータの統計的な分散、3σや、サンプルデータの中の最大値と最小値などの形式で記録する。
記憶装置15に記憶される示温材料の色濃度-温度情報16は、例えば示温材料の温度に対する色濃度のサンプルデータから、その温度に対する色濃度の特性を表すグラフと誤差範囲に変換することにより得ることができる。本明細書では、温度に対する色濃度の特性を表すグラフを特性グラフと呼ぶこととする。特性グラフは多項式関数や指数関数などの関数の種類とか係数のパラメータ値や、Radial Basis Function NetworkやニューラルネットワークNWでの重み、閾値のパラメータ値などのデータ形式で記憶装置15に記録することが好ましい。誤差範囲はサンプルデータの統計的な分散、3σや、サンプルデータの中の最大値と最小値などの形式で記録する。
色濃度がRGBカラーサンプルである場合のサンプルデータの一例を図6に示す。図6は、各温度におけるRED、GREEN、BLUEの色濃度を表形式で示している。
図7に、サンプルデータから変換された特性グラフの一例を示す。図7の特性グラフにおいて、点はサンプルデータを示し、実線は全てのサンプルデータとの距離が最小となる直線又は曲線である。本明細書では、この直線又は曲線を特性曲線と呼ぶ。この特性曲線は、線形回帰、k近傍法、回帰木、ニューラルネットワーク、サポートベクター回帰、射影追跡回帰、ランダムフォレストなどの回帰分析手法により求めることができる。誤差範囲については、サンプルデータの分散や、ベイズ分析などの一般的な手法により求めることができる。特性グラフと誤差範囲はRGBカラーサンプルのR、G、Bのような、色濃度を表現するチャンネルによって異なるため、チャンネル別にデータを記録することが好ましい。
図7のような特性グラフと誤差範囲は、ネットワークNW経由で温度評価システム10の外部のデータベースから入手しても良いし、温度評価システム10の処理装置71内で作成しても良い。処理装置71に特性解析部72を備える温度評価システム10であれば、処理装置71内で特性グラフを作成することができる。
本実施形態では、処理装置71内で特性グラフを作成する方法を説明する。まず、図6で示されるような示温材料の温度に対する色濃度のサンプルデータを入力装置12に入力する。入力されたサンプルデータについて特性解析部72で解析を行い、特性グラフと誤差範囲を作成する。作成された特性グラフと誤差範囲を示温材料の色濃度‐温度情報16として記憶装置15に記憶する。なお、読取装置11は、温材料を用いたインジケータ30(図3~図5参照)の画像データ74を読み取る。画像データ74は記憶装置15に記憶される。
色濃度推定部18は、読み取られた画像データ74から示温材料の色濃度を推定する。
材料識別部19はインジケータ30に用いられた示温材料を特定する。入力装置12に示温材料の識別情報17が入力された場合は、その識別情報に基づき示温材料を特定する。インジケータ30に示温材料の識別情報17が表示されている場合は、読取装置11により読み取られた画像データ74に基づき、示温材料を特定する。なお、インジケータ30に示温材料の締別情報が1次元コード又は2次元コードとして表示されている場合は、処理装置71内のコード認識部73によりコードに表示された情報を取得する。材料識別部19は、コード認識部73が取得した情報に基づき示温材料と特定する。
温度推定部20は、材料識別部19により特定された示温材料の温度と色濃度の関係を表す特性グラフとその誤差範囲から、色濃度推定部18より推定された色濃度に対応する温度を推定する。図7ではRGBカラーサンプルのうち、Rのチャンネルの値を用いて管理温度の最高到達温度を推定している。図7の特性曲線において、Rチャンネル値のD’に対応する最高到達温度はT’、誤差範囲はT1~T2となる。推定された最高到達温度は、記憶装置15に記憶される。
推定された最高到達温度は、出力装置13によりディスプレイなどに出力してもよいし、通信装置14を介して外部システムに送信してもよい。
本実施形態の温度評価システム10は、カメラ、画面、通信装置14を有する汎用的なスマートフォンなどにより実現することができる。ただし本発明はこの形態に限定されるものではない。
<物品管理システム>
以下では上記温度管理システムを用いた物品管理方法、物品管理システムについて説明する。図8に本実施形態に係る物品管理システムの構成図を示す。物品管理システム101は、温度評価システム10と、管理サーバ40(管理装置)と、管理端末61~68と、を備え、温度評価システム10と管理サーバ40と管理端末61~68とはネットワークNWを介して通信可能に接続されている。管理端末61~68は、物品35の各搬送拠点に配置されている。管理サーバ40は、処理部41、記憶部42、入力部、出力部、通信部などを備える。管理端末61~68は、処理部、記憶部、入力部、出力部、通信部などを備える。
以下では上記温度管理システムを用いた物品管理方法、物品管理システムについて説明する。図8に本実施形態に係る物品管理システムの構成図を示す。物品管理システム101は、温度評価システム10と、管理サーバ40(管理装置)と、管理端末61~68と、を備え、温度評価システム10と管理サーバ40と管理端末61~68とはネットワークNWを介して通信可能に接続されている。管理端末61~68は、物品35の各搬送拠点に配置されている。管理サーバ40は、処理部41、記憶部42、入力部、出力部、通信部などを備える。管理端末61~68は、処理部、記憶部、入力部、出力部、通信部などを備える。
工場で製造された物品35が、店舗に搬送され、店舗で物品35が管理されたのち顧客に物品35がわたる流通ルートにおける品質管理を例にあげて説明する。
物品35は工場で生産されて、物品35を保管する倉庫、出荷場、搬送車、物品35を他の搬送車に積み替える積替場、搬送車、を経由して店舗に配送される。各場所で、作業者は管理端末61~68を用いて物品35の温度データの収集をする。なお、前記したように、物品35にはインジケータ30が付与されている。
温度データの収集は、工場において物品35が製造されたとき、出荷場での出荷前、出荷場から搬送車で搬送される直前、搬送車が積替場に搬送した直後、積替場から店舗に搬送される直前、搬送車が店舗に搬送した直後(店舗に入荷されるとき)、店舗67で販売のために保管されているときなどに行われる。
各拠点で作業者は、示温材料の色調を確認することで各過程の温度管理状況や物品35の温度負荷状態を視覚的に確認することができる。また、作業者の視覚的な確認のみならず、温度評価システム10を用いて示温材料の画像データ74(図1参照)を取得し、最高到達温度又は最低到達温度を推定する。推定された最高到達温度又は最低到達温度の情報は管理サーバ40に送信されて、管理サーバ40は温度管理情報として記憶する。管理サーバ40は、温度評価システム10及び管理端末61~68との間で情報の授受を行う。
これにより、管理者は、管理対象の物品35の流通過程での最高到達温度又は最低到達温度を取得することができる。また、各拠点の作業者は、管理端末61~68から管理サーバ40に接続して、物品35の納品までの温度管理情報などを確認することができる。
以上をまとめると、本実施形態の物品管理システム101は、物品35に添付された示温材料の色調情報を収集し、色調情報を取得するとともに、物品35の最高到達温度又は最低到達温度を推定する温度評価システム10と、物品35が置かれた環境を管理する管理装置(例えば、管理サーバ40)と、各拠点に配置された管理端末40と、を有する。これにより、流通段階の各場所で取得した示温データを一元的に管理することができる。
また、最高到達温度又は最低到達温度が、物品35の管理温度範囲を逸脱していることを判断した場合に、管理端末61~68の表示部に物品35の流通が適さない旨を表示してもよい。これにより、流通段階の各場所の作業者は、現在の搬送されている物品35が適切に搬送されているか即座に確認できる。
[第2実施形態]
第2実施形態では、示温材料の色濃度‐温度情報16をネットワークNW経由で温度評価システム10の外部データベース75から入手可能な温度評価システム10について説明する。
第2実施形態では、示温材料の色濃度‐温度情報16をネットワークNW経由で温度評価システム10の外部データベース75から入手可能な温度評価システム10について説明する。
図9に第2実施形態に係る温度評価システム10の構成を示す。通信装置14は外部データベース75とネットワークNWを介して接続している。
温度推定部20は、材料識別部19により特定された示温材料に関する色濃度‐温度情報16が記憶装置15に記憶されていないことを認識すると、外部データベース75から材料識別部19により特定された示温材料に関する色濃度‐温度情報16を入手し、記憶装置15に記憶する。なお、外部データベース75にも特性グラフがない場合は、温度に対応する色濃度のサンプルデータを入手し、特性解析部72(図1参照)にて特性グラフ及び誤差範囲を作成し、作成された特性グラフ及び誤差範囲を示温材料の色濃度‐温度情報16として記憶装置15に記憶する。
温度推定部20は、記憶装置15に材料識別部19により特定された示温材料に関する色濃度‐温度情報16が記憶されていることを認識すると、記憶装置15に記憶された示温材料の色濃度‐温度情報16、示温材料の識別情報17、画像データ74の色濃度から、最高到達温度又は最低到達温度を推定する。
[第3実施形態]
<温度評価システム>
第3実施形態では、推定された最高到達温度又は最低到達温度から、インジケータ30(図3~図5参照)が付与された物品35(図8参照)の余寿命を予測し、その余寿命から物品35の管理条件を見直す温度評価システム10について説明する。
<温度評価システム>
第3実施形態では、推定された最高到達温度又は最低到達温度から、インジケータ30(図3~図5参照)が付与された物品35(図8参照)の余寿命を予測し、その余寿命から物品35の管理条件を見直す温度評価システム10について説明する。
図10に第3実施形態に係る温度評価システム10の構成を示す。第3実施形態に係る温度評価システム10は、読取装置11、入力装置12、出力装置13、通信装置14、記憶装置15、処理装置71を備える。処理装置71は、色濃度推定部18、材料識別部19、温度推定部20の他に、温度推定部20が推定した最高到達温度又は最低到達温度に基づき、インジケータ30が付与された物品35の余寿命を予測する寿命予測部21と、余寿命に基づき、物品35の管理条件を算出する管理条件算出部22と、を備える。
第3実施形態に係る温度評価システム10は、第1実施形態又は第2実施形態に記載された方法で、最高到達温度又は最低到達温度を推定する。
寿命予測部21は、物品35の製造日、管理温度範囲、使用期限(賞味期限、消費期限等)などの物品35の品質に関するデータと、最高到達温度又は最低到達温度と、から物品35の余寿命を予測する。予測された余寿命は記憶装置15に記憶される。
温度管理が必要な物品35の搬送する際は管理温度範囲が設定されるが、この管理温度範囲を逸脱した時間が短ければ、物品35の品質に大きな影響を及ぼさない場合がある。このような背景から、物流分野では、管理温度範囲からの逸脱量と逸脱した時間の積で余寿命を予測する方法がある。この場合、予め閾値を設定しておき、管理温度範囲からの逸脱量と逸脱した時間の積がこの閾値を超えたか否かで物品35の品質を判断する。例えば、-5℃以下の温度で管理する必要のある物品35について、閾値を50と設定した場合において、余寿命Lを求める方法を式(1)と式(2)を用いて説明する。
ここで、hは閾値、Kexは管理温度範囲からの逸脱温度、Kmaxは最高到達温度、Klim管理温度範囲の最大温度、Tは管理温度範囲から温度が逸脱した時間である。余寿命Lは数値が大きいほど余寿命が長いことを意味する。本実施形態では、余寿命L≦0のときに品質上の問題があると判断する。
例えば、0℃で10分間保管した場合は、Kmax=0℃、Klim=-5℃であるため、Kex=5となる。閾値h=50であるため、余寿命L=50-5×10=0となる。余寿命であるため、この物品35は品質上の問題があることがわかる。また、0℃で4分間保管した場合は、余寿命L=50-5×4=30となる。この商品は、管理温度範囲から逸脱した時間があったが、逸脱時間が短かったために寿命が残っていることがわかる。なお、示温材料が色変化していない場合は、Kmax≦Klimとなるため寿命Kex=0となり、余寿命L=閾値hとなる。
閾値hは、管理温度範囲を逸脱量の許容量である。搬送する物品35が食品の場合は、細菌の繁殖条件、品質の劣化条件などから閾値を設定することが好ましい。
管理温度範囲からの逸脱時間は、例えば、搬送車に搭載されているデータロガーや、時間インジケータ30等と併用することによりで求めることができる。なお、管理温度範囲から逸脱した時間が未知の場合は、商品の製造からの経過時間等を代用しても良い。
管理条件算出部22は、寿命推定部が予測した余寿命Lに基づき、物品35の品質を維持するための管理条件を算出し、記憶装置15に記録する。
管理温度条件は、例えば、以下の式を用いて算出できる。
ここで、Krngは管理温度条件、Tremは物品35の搬送に係る予測時間、Kmrgは温度マージン(許容温度範囲)である。温度マージンは、空調の性能や外乱等によって生じる検知誤差を踏まえて設定することが好ましい。
例えば、-5℃以下の温度で管理する必要がある物品35について、閾値を50と設定した場合において、余寿命Lが30である場合であって、物品35の搬送にかかる予定時間が60分、温度マージンが2℃である場合、Krng=30/60-2+(-5)=-6.5となる。したがって、物品搬送時の管理温度の上限を-6.5℃に下げた方が良いことがわかる。なお、管理条件の算出方法は、上記計算方法に限定されるものではない。
出力装置13は、算出された管理条件を出力する。作業者が出力装置13に出力された管理条件を確認することにより、物品搬送時の管理条件を変更することができ、その結果、物品35の品質の低下を抑制できる。
<物品管理システム>
以下では上記温度管理システムを用いた物品管理システムについて説明する。図8に示すように、物品管理システム101は、温度評価システム10と、管理サーバ(管理装置)40と、管理端末61~68と、を備え、温度評価システム10と管理サーバ40と管理端末61~68とはネットワークNWを介して通信可能に接続されている。管理端末61~68は、物品35の各搬送拠点に配置されている。管理サーバ40は、処理部41、記憶部42、入力部、出力部、通信部などを備える。管理端末61~68は、処理部、記憶部、入力部、出力部、通信部などを備える。
以下では上記温度管理システムを用いた物品管理システムについて説明する。図8に示すように、物品管理システム101は、温度評価システム10と、管理サーバ(管理装置)40と、管理端末61~68と、を備え、温度評価システム10と管理サーバ40と管理端末61~68とはネットワークNWを介して通信可能に接続されている。管理端末61~68は、物品35の各搬送拠点に配置されている。管理サーバ40は、処理部41、記憶部42、入力部、出力部、通信部などを備える。管理端末61~68は、処理部、記憶部、入力部、出力部、通信部などを備える。
各拠点で作業者は、温度評価システム10を用いて示温材料の画像データ74を取得し、最高到達温度又は最低到達温度を推定する。また、物品35の余寿命を推測し、物品35の管理条件を見直す。推定された最高到達温度又は最低到達温度、物品35の余寿命、見直された管理条件などの情報は管理サーバ40に送信されて、管理サーバ40の記憶部42に記録される。管理サーバ40は、温度評価システム10及び管理端末61~68との間で情報の授受を行う。
これにより、管理者は、管理対象の物品35の流通過程での最高到達温度又は最低到達温度、物品35の余寿命、見直された管理条件を取得することができる。また、各拠点の作業者は、管理端末61~68から管理サーバ40に接続して、推定された最高到達温度又は最低到達温度、物品35の余寿命、見直された管理条件を確認することができる。
[第4実施形態]
第3実施形態では温度評価システム10の処理装置71が、寿命予測部21と管理条件算出部22を備える物品管理システム101を説明したが、第4実施形態では、管理装置40と、管理端末60~68と、読取装置11と、を備える物品管理システム101について説明する。
第3実施形態では温度評価システム10の処理装置71が、寿命予測部21と管理条件算出部22を備える物品管理システム101を説明したが、第4実施形態では、管理装置40と、管理端末60~68と、読取装置11と、を備える物品管理システム101について説明する。
図11、12に物品管理システム101の構成図を示す。図11,12に示すように、物品管理システム101は、物品35に付与され、示温材料を用いたインジケータ30の画像データ74を取得する読取装置11と、管理装置40と、物品35の各搬送拠点に配置される管理端末60と、を備える。読取装置11と管理装置40と管理端末60はネットワークNWを介して接続されている。
読取装置11は各拠点でインジケータ30の画像データ74を取得する。
図12に示すように、管理装置40は、入力装置12、出力装置13、通信装置14、示温材料ごとの色濃度と温度の関係を記憶する記憶装置15、処理装置71を備える。管理装置40の処理装置71は、画像データ74から示温材料の色濃度を推定する色濃度推定部18と、インジケータ30に用いられた示温材料を特定する材料識別部19と、示温材料ごとの色濃度と温度の関係から、材料識別部19により特定された示温材料の色濃度と温度の関係を選択し、特定された示温材料の色濃度と濃度の関係と、色濃度推定部18により推定された色濃度とから最高到達温度又は最低到達温度を推定する温度推定部20と、を備える。管理装置40の処理装置71は、さらに、記憶装置15に記憶される示温材料の色濃度‐温度情報16を作成する特性解析部72(図1参照)、インジケータ30に設けられた1次元コード、2次元コードなどの各種コードを認識するコード認識部73(図1参照)、温度推定部20が推定した最高到達温度又は最低到達温度に基づきインジケータ30が付与された物品35の余寿命を予測する寿命予測部21と、余寿命に基づき物品35の管理条件を算出する管理条件算出部22、を備えていてもよい。
管理端末60は、処理装置81、通信装置82、出力装置83、入力装置84、記憶装置85などを備える。管理端末60の通信装置82は、管理装置40が推定、算出した最高到達温度又は最低到達温度、物品35の余寿命、物品35の管理条件などの情報を管理装置40から受信し、出力装置83で出力する。
以上のように、温度評価システム10又は管理装置40が、寿命予測手段と管理条件算出手段を備えることによって、温度評価システム10で推定された最高到達温度又は最低到達温度を物品管理にフィードバックすることができる。
10…温度評価システム、11…読取装置、12…入力装置、13…出力装置、14…通信装置、15…記憶装置、16…示温材料の色濃度‐温度情報、17…示温材料識別情報、18…色濃度推定部、19…材料識別部、20…温度推定部、21…寿命予測部、22…管理条件算出部、30…インジケータ、31,32,33…示温材料、34…1次元コード又は2次元コード、35…物品、101…物品管理システム、40…管理装置、41…処理部、42…記憶部、60~68…管理端末
Claims (16)
- 示温材料を用いたインジケータの温度を評価する温度評価システムであって、
前記インジケータの画像データを取得する読取装置と、
示温材料ごとの色濃度と温度の関係を記憶する記憶装置と、
前記画像データから前記示温材料の色濃度を推定する色濃度推定部と、前記インジケータに用いられている示温材料を特定する材料識別部と、前記示温材料ごとの色濃度と温度の関係から、前記材料識別部により特定された示温材料の色濃度と温度の関係を選択し、特定された示温材料の色濃度と濃度の関係と、前記色濃度推定部により推定された色濃度とから最高到達温度又は最低到達温度を推定する温度推定部と、を備える処理装置と、
を備えることを特徴とする温度評価システム。 - 請求項1に記載の温度評価システムであって、
前記示温材料は、所定の温度以上になると温度が上昇するにつれて色濃度が所定の傾きを持って変化する材料、又は所定の温度以下になると温度が下降するにつれて色濃度が所定の傾きを持って変化する材料であることを特徴とする温度評価システム。 - 請求項1又は2に記載の温度評価システムであって、
前記インジケータは、前記インジケータに用いられた示温材料の識別情報を有し、
前記材料識別部は、前記読取装置により取得された前記画像データから前記インジケータに用いられた示温材料の識別情報を取得することを特徴とする温度評価システム。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の温度評価システムであって、
前記処理装置は、前記示温材料ごとの色濃度と温度の関係を求める特性解析部を備えることを特徴とする温度評価システム。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の温度評価システムであって、
外部のデータベースと通信する通信部をさらに備え、
前記温度推定部は、前記通信部を介して前記インジケータに用いられた示温材料の温度と色濃度の情報を取得し、最高到達温度又は最低到達温度を推定することを特徴とする温度評価システム。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の温度評価システムであって、
前記インジケータは物品に備えられ、
前記処理装置は、前記温度推定部により推定された最高到達温度又は最低到達温度から、前記物品の余寿命を予測する寿命予測部を、さらに備えることを特徴とする温度評価システム。 - 請求項6に記載の温度評価システムであって、
前記処理装置は、前記寿命予測部が予測した余寿命に基づいて、前記物品の管理条件を算出する管理条件算出部を備えることを特徴とする温度評価システム。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の温度評価システムと、管理端末と、管理装置とを備え、
前記温度評価システム又は前記管理装置は、前記温度推定部により推定された最高到達温度又は最低到達温度から、前記インジケータが付与された物品の余寿命を予測する寿命予測部と、前記寿命予測部が予測した余寿命に基づいて前記物品の管理条件を算出する管理条件算出部と、を備えることを特徴とする物品管理システム。 - 物品の品質を管理する物品管理システムであって、
示温材料を用いたインジケータの画像データを取得する読取装置と、
示温材料ごとの色濃度と温度の関係を記憶する記憶装置と、
前記画像データから前記示温材料の色濃度を推定する色濃度推定部と、前記インジケータに用いられた示温材料を特定する材料識別部と、前記示温材料ごとの色濃度と温度の関係から、前記材料識別部により特定された示温材料の色濃度と温度の関係を選択し、特定された示温材料の色濃度と濃度の関係と、前記色濃度推定部により推定された色濃度とから最高到達温度又は最低到達温度を推定する温度推定部と、を備える処理装置と、
前記読取装置及び前記記憶装置に情報を送受信する通信装置と、
前記物品の各搬送拠点に配置される管理端末と、を備え、
前記通信装置は、前記最高到達温度又は最低到達温度を管理装置に送信し、
前記管理端末は、前記処理装置から前記最高到達温度又は最低到達温度を受信する通信部と、前記通信部が受信した情報を出力する出力部と、を備えることを特徴とする物品管理システム。 - 請求項9に記載の物品管理システムであって、
前記示温材料は、所定の温度以上になると温度が上昇するにつれて色濃度が所定の傾きを持って変化する材料、又は所定の温度以下になると温度が下降するにつれて色濃度が所定の傾きを持って変化する材料であることを特徴とする物品管理システム。 - 請求項9又は10に記載の物品管理システムであって、
前記インジケータは、前記インジケータに用いられた示温材料の識別情報を有し、
前記材料識別部は、前記読取装置により取得された前記画像データから前記インジケータに用いられた示温材料の識別情報を取得することを特徴とする物品管理システム。 - 請求項9乃至11のいずれか一項に記載の物品管理システムであって、
前記処理装置は、前記示温材料ごとの色濃度と温度の関係を求める特性解析部を備えることを特徴とする物品管理システム。 - 請求項9乃至12のいずれか一項に記載の物品管理システムであって、
前記温度推定部は、外部ネットワークから前記インジケータに用いられた示温材料の温度と色濃度の情報を取得し、前記最高到達温度又は最低到達温度を推定することを特徴とする物品管理システム。 - 請求項9乃至13のいずれか一項に記載の物品管理システムであって、
前記処理装置は、前記温度推定部により推定された最高到達温度又は最低到達温度から、前記インジケータに用いられた示温材料が所定温度に到達するまでの時間及び温度を予測する寿命予測部を、さらに備えることを特徴とする物品管理システム。 - 請求項14に記載の物品管理システムであって、
前記処理装置は、前記寿命予測部の推定結果に基づき、前記所定温度に到達しないように管理するための条件を算出する管理条件算出部を備えることを特徴とする物品管理システム。 - 請求項15に記載の物品管理システムであって、
前記処理装置は、前記寿命予測部の推定結果又は前記管理条件算出部の算出結果を前記管理端末に送信し、
前記管理端末の前記出力部は、前記処理装置から受信した前記寿命予測部の推定結果又は前記管理条件算出部の算出結果を出力することを特徴とする物品管理システム。
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