JP2006184228A

JP2006184228A - 可逆性温度管理インジケータ

Info

Publication number: JP2006184228A
Application number: JP2004380612A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Shirase; 仁士白瀬; Tatsuji Furue; 竜児古江
Original assignee: Nichiyu Giken Kogyo Co Ltd
Current assignee: NiGK Corp
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-07-13

Abstract

【課題】
有害金属である水銀を含んでおらず安全であり、温度に応じた色相を示す化合物のみからなる示温剤を含んだ簡易なもので、簡便かつ的確に特定の温度域を可逆的な色の変化によって表示でき、しかも耐久性・安定性に優れている可逆性温度管理インジケータを提供する。
【解決手段】
可逆性温度管理インジケータは、温度に応じた色相を示す水銀非含有金属錯化合物からなる示温剤を、有している。水銀非含有金属錯化合物が、キヌクリジノン類、ピラゾリル類、フェナントロリン類、有機アンモニウム類、ヒドラジニウム類、バリナート類、ジアミン類、およびイソニトロソケトエステルイミノ類のいずれかの配位子またはカチオンと、金属とを含有している。

Description

本発明は、温度が上昇および/または下降する際に、特定の温度域を可逆的な色相の変化によって表示する可逆性温度管理インジケータに関するものである。

温度測定機械機器や水銀温度計などを使用せずに、特定の温度域を表示するものとして、示温剤により温度に応じた色相を示す可逆性温度インジケータが知られている。このインジケータは、可逆的な色相の変化を観察することによって簡便に現在の温度を知ることができるので、機械設備の管理や火傷防止などのために使用されている。

この可逆性温度インジケータとして、かつては、示温剤である水銀含有ハロゲン錯体化合物を含むものが使用されていた。しかし水銀が含まれている製品は、人体に対する安全性対策や、環境保護対策の観点から使用できなくなっている。

そこで、水銀非含有の可逆性温度インジケータとして、例えば特許文献１〜３のような可逆的に温度に応じて呈色する電子供与性有機化合物や有機染料を用いたものや、温度に応じた色相を示す金属化合物を用いたものや、マイクロカプセル入りの有機系顔料を用いたものが知られている。

一般に、示温剤として有機系染料や有機系顔料等の有機化合物を用いたインジケータは、耐久性が悪い。また、温度に応じた色相を示す従来の金属化合物は、潮解性が高くさらに耐熱性が悪いため、単体のままでは可逆性温度インジケータに用いることができず、安定化剤等と混合した示温剤にして可逆性温度インジケータに用いなければならない。

特公昭５１−４４７０６号公報特公昭５１−４４７０９号公報特公平２−１９１５５号公報

本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、有害金属の水銀を含んでおらず安全であり、温度に応じた色相を示す化合物のみからなる示温剤を含んだ簡易なもので、簡便かつ的確に特定の温度域を可逆的な色の変化によって表示でき、しかも耐久性・安定性に優れている可逆性温度管理インジケータを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、温度に応じた色相を示す水銀非含有金属錯化合物からなる示温剤を、有していることを特徴とする可逆性温度管理インジケータである。

請求項２に記載の発明は、前記水銀非含有金属錯化合物が、キヌクリジノン類、ピラゾリル類、フェナントロリン類、有機アンモニウム類、ヒドラジニウム類、バリナート類、ジアミン類、およびイソニトロソケトエステルイミノ類のいずれかの配位子またはカチオンと、金属とを含有していることを特徴とする可逆性温度管理インジケータである。

請求項３に記載の発明は、前記水銀非含有金属錯化合物が、銅錯化合物、ニッケル錯化合物および／またはパラジウム錯化合物であることを特徴とする請求項１または２に記載の可逆性温度管理インジケータである。

可逆性温度管理インジケータは、基材に水銀非含有金属錯化合物のみが示温剤として付されたものであってもよい。

請求項４に記載の発明は、前記示温剤を含んでいるインジケータ組成物が、基材の少なくとも一部に、吸着、吸収および/または塗布されていることを特徴とする請求項１に記載の可逆性温度管理インジケータである。

基材は、紙または布、不織布のようなきめの細かい構造を持つ薄板状の多孔性物質であることが好ましい。また、基材の裏面に粘着剤が付されていてもよい。

インジケータ組成物中、前記示温剤が1〜90重量％含まれていることが好ましい。インジケータ組成物には、バインダーや溶媒が含まれていてもよい。

請求項５に記載の発明は、前記示温剤が、カプセルに封入されていることを特徴とする請求項１に記載の可逆性温度管理インジケータである。

このカプセルは、示温剤である水銀非含有金属錯化合物を封入した後に、外気からの湿度の影響を受けず、金属錯化合物が溶融しても滲出しない材質でできたカプセル構造を有するものであることが好ましい。カプセルは、樹脂製またはガラス製であることが望ましい。また、カプセルは、マイクロカプセル形状にしたものであってもよい。

請求項６に記載の発明は、前記示温剤に、樹脂が混入されていることを特徴とする請求項４または５に記載の可逆性温度管理インジケータである。

示温剤5〜50重量％に対し、樹脂50〜95重量％であることが好ましい。

この樹脂は、示温剤と一緒に混合されることにより、水銀非含有金属錯化合物に対する外気からの湿度の影響を受け難くしている。樹脂は、金属錯化合物自体が溶融しても形態が変化しない物質でできたシート構造またはカプセル構造を有するものであってもよい。

本発明の可逆性温度管理インジケータは、示温剤として水銀非含有金属錯化合物を用いているため、人体や環境に対して安全である。しかも耐久性・安定性に優れている。

この可逆性温度管理インジケータは、簡易であるので簡便に効率よく製造できる。インジケータは、水銀非含有金属錯化合物の種類、量を調節することにより、−４０℃〜２５０℃までの温度管理が可能である。

またこのインジケータは、特定の温度域により色変化を起こすため、簡単に機械設備等の温度管理が可能である。

以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

可逆性温度管理インジケータは、水銀非含有金属錯化合物からなる示温剤が、基材に付されたものである。

水銀非含有金属錯化合物は、銅錯化合物、ニッケル錯化合物および／またはパラジウム錯化合物であることが好ましく、より具体的にはそれらがハロゲン塩、過塩素酸塩、テトラフルオロホウ酸塩、硝酸塩、四臭化カドミウム塩から選ばれる少なくとも一種類であることが好ましい。

銅錯化合物、ニッケル錯化合物および／またはパラジウム錯化合物を形成している配位子および/またはカチオンは、
trans-2-(2’-キノリル)メチレン-3-キヌクリジノン(trans-2-(2’-quinolyl)methylene-3-quinuclidinone)、
trans-2-(6’-メトキシ-2’-キノリル)メチレン-3-キヌクリジノン(trans-2-(6’-methoxy-2’-quinolyl)methylene-3-quinuclidinone)、
(3,5-ジメチルピラゾリル)メタン((3,5-dimethylpyrazolyl)methane)、
2,9-ジメチル-1,10-フェナントロリン(2,9-dimethyl-1,10-phenanthroline)、
N,N-ジエチルエチレンジアミン(N,N-diethylethylenediamine)、
N-メチルフェネチルアンモニウム(N-methylphenethylammonium)、
イソプロピルアンモニウム(isopropylammonium)、
ジエチルアンモニウム(diethylammonium)、
トリメチルヒドラジニウム(trimethylhydrazinium)、
N-ベンジル-L-バリナート(N-benzyl-L-valinato)、
N-ベンジル-D-バリナート(N-benzyl-D-valinato)、
R_ｘNH_4-ｘ（Ｒは炭素数1〜100の直鎖・分岐鎖または環状のアルキル基またはアリル基で、ｘは1または2）、
4-メチルチアゾール(4-methylthiazole)、
ジアミン(diamine)、
イソニトロソ-β-ケトエステルイミノ(isonitroso-β-ketoesterimino)から選ばれるもので１つまたは複数個含有することで錯化合物が形成されることが望ましい。

銅錯化合物、ニッケル錯化合物および／またはパラジウム錯化合物は、前記塩類を有し、前記配位子および/またはカチオンとの任意の組み合わせで形成する化合物が望ましい。

具体例には、銅錯化合物として、
ビス(N,N-ジエチルエチレンジアミン)銅(II)過塩素酸塩(Bis(N,N-diethylethylenediamine)copper(II)perchlorate)、
ビス(N,N-ジエチルエチレンジアミン)銅(II)テトラフルオロホウ酸塩(Bis(N,N-diethylethylenediamine)copper(II)tetrafluoroborate)、
ビス(N,N-ジエチルエチレンジアミン)銅(II)硝酸塩(Bis(N,N-diethylethylenediamine)copper(II)nitrate)、
テトラクロロ銅(II)酸ビス(N-メチルフェネチルアンモニウム)(Bis (N-methylphenethylammonium)tetrachlorocuprate(II))、
テトラクロロ銅(II)酸ビス(イソプロピルアンモニウム)(Bis(isopropylammonium)tetrachlorocuprate(II))、
トリクロロ銅(II)酸イソプロピルアンモニウム(Isopropylammonium tri chlorocuprate(II))、
トリブロモ銅(II)酸イソプロピルアンモニウム(Isopropylammonium tri bromocuprate(II))、
テトラクロロ銅(II)酸ビス(ジエチルアンモニウム)(Bis (diethylammonium) tetrachlorocuprate(II))、
(R_ｘNH_4-ｘ)CuCl₄や(R_ｘNH_4-ｘ)CuBr₄（ただしＲ、ｘは前記に同じ）、
ジニトロジアミン銅(II)(Dinitrodiaminecopper(II))、
（N-ベンジル-L-バリナート）銅(II)二水和物(（N-benzyl-L-valinato）copper(II)dihydrate)、
(N-ベンジル-D-バリナート）銅(II)二水和物((N-benzyl-D-valinato）copper(II)dihydrate)；
ニッケル錯化合物として、
ジクロロ[trans-2-(2’-キノリル)メチレン-3-キヌクリジノン]ニッケル(II)(Dichloro[trans-2-(2’-quinolyl)methylene-3-quinuclidinone]nickel(II))、
ジブロモ[trans-2-(2’-キノリル)メチレン-3-キヌクリジノン]ニッケル(II)(Dibromo[trans-2-(2’-quinolyl)methylene-3-quinuclidinone]nickel(II))、
ジクロロ[trans-2-(6’-メトキシ-2’-キノリル)メチレン-3-キヌクリジノン]ニッケル(II)(Dichloro[trans-2-(6’-methoxy-2’-quinolyl)methylene-3-quinuclidinone]nickel(II))、
ジクロロ[ビス(3,5-ジメチルピラゾリル)メタン]ニッケル(II)(Dichloro[bis(3,5-dimethylpyrazolyl)methane]nickel(II))、
ジクロロ(2,9-ジメチル-1,10-フェナントロリン)ニッケル(II)(Dichloro(2,9-dimethyl-1,10-phenanthroline)nickel(II))、
ビス(N,N-ジエチルエチレンジアミン)ニッケル(II)過塩素酸塩(Bis(N,N-diethylethylenediamine) nickel (II)perchlorate)、
ビス(N,N-ジエチルエチレンジアミン)ニッケル(II)テトラフルオロホウ酸塩(Bis(N,N-diethylethylenediamine) nickel (II)tetrafluoroborate)、
ビス(N,N-ジエチルエチレンジアミン)ニッケル(II)硝酸塩(Bis(N,N-diethylethylenediamine) nickel (II)nitrate)、
テトラクロロニッケル(II)酸ビス(ジエチルアンモニウム)(Bis(diethylammonium)tetrachloronickelate(II))、
(R_ｘNH_4-ｘ)NiCl₄や(R_ｘNH_4-ｘ)NiBr₄（ただしＲ、ｘは前記に同じ）が挙げられる。

この水銀非含有金属錯化合物は、温度の上昇および/または下降する際に、特定の温度領域で可逆的に色変化を起こす。

水銀非含有金属錯化合物は、安定性を向上させるため、前処理として、水銀非含有金属錯化合物の粉体をマイクロカプセル化または樹脂コーティングを行うことが好ましい。

（実施例１）
水銀非含有金属錯化合物であるテトラクロロ銅(II)酸ビス(ジエチルアンモニウム)(Bis (diethylammonium) tetrachlorocuprate(II))の100ｇをエタノール200ｇに溶かして、インジケータ組成物の溶液を得た。

その溶液をろ紙に吸収させ、乾燥させた。得られたろ紙を円形にカットし、それよりやや大きいポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムと粘着剤の付されたＰＥＴフィルムとで挟み込んで貼り合わせ、可逆性温度管理インジケータを作製した。

この作製したインジケータをホットプレートで加熱すると、約５０℃までは緑色であったが、約５０℃以上では黄色に変色した。また変色後のインジケータを冷却すると、可逆的に色変化を起こし、もとの緑色に戻った。

（実施例２）
水銀非含有金属錯化合物であるテトラクロロ銅(II)酸(N-メチルフェニチルアンモニウム)((N-methylphenethylammonium)tetrachlorocuprate(II))の5ｇをガラス管に密封した。

この化合物を密封したガラス管を、粘着剤つき基材に組み込み、可逆性温度管理インジケータを作製した。

この作製したインジケータを電気式高温槽で加熱すると、約８０℃までは緑色であったが、約８０℃以上では黄色に変色した。また変色後のインジケータを冷却すると、可逆的に色変化を起こし、もとの緑色に戻った。

また、約１２０℃以上に加熱すると、金属錯化合物が溶融したが、ガラス管に密封されているため、その可逆的な変色性能は維持された。

（実施例３）
水銀非含有金属錯化合物であるビス(N,N-ジエチルエチレンジアミン)銅(II)過塩素酸塩(Bis(N,N-diethylethylenediamine)copper(II)perchlorate)の100ｇと、ポリエステル樹脂100ｇとを混合した。

これをフィルム状に加工して、裏面粘着剤つきの基材に貼り付け、ラベル状の可逆性温度管理インジケータを作製した。

この作製したインジケータを電気式高温槽で加熱すると、約４５℃までは赤色であったが、約４５℃以上では青紫色に変色した。また変色後のインジケータを冷却すると、可逆的に色変化を起こし、もとの赤色に戻った。

（実施例４）
水銀非含有金属錯化合物であるテトラクロロ銅(II)酸ビス(イソプロピルアンモニウム)(Bis (isopropylammonium)tetrachlorocuprate(II))に対して、前処理として流動層によりアクリル樹脂で表面コーティング加工を施した。

これの30ｇと、バインダーであるブチルゴム20ｇ、溶剤であるミネラルスピリッツ100ｇと混ぜ、印刷インクを作製した。この印刷インクを基材シートであるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに塗布した。

この作製したインジケータをホットプレートで加熱すると、約５５℃までは緑色であったが、約５５℃以上では黄色に変色した。また変色後のインジケータを冷却すると、可逆的に色変化を起こし、もとの緑色に戻った。

Claims

温度に応じた色相を示す水銀非含有金属錯化合物からなる示温剤を、有していることを特徴とする可逆性温度管理インジケータ。
前記水銀非含有金属錯化合物が、キヌクリジノン類、ピラゾリル類、フェナントロリン類、有機アンモニウム類、ヒドラジニウム類、バリナート類、ジアミン類、およびイソニトロソケトエステルイミノ類のいずれかの配位子またはカチオンと、金属とを含有していることを特徴とする可逆性温度管理インジケータ。
前記水銀非含有金属錯化合物が、銅錯化合物、ニッケル錯化合物および／またはパラジウム錯化合物であることを特徴とする請求項１または２に記載の可逆性温度管理インジケータ。
前記示温剤を含んでいるインジケータ組成物が、基材の少なくとも一部に、吸着、吸収および/または塗布されていることを特徴とする請求項１に記載の可逆性温度管理インジケータ。
前記示温剤が、カプセルに封入されていることを特徴とする請求項１に記載の可逆性温度管理インジケータ。
前記示温剤に、樹脂が混入されていることを特徴とする請求項４または５に記載の可逆性温度管理インジケータ。