JPH01122926A - 可逆性示温材 - Google Patents
可逆性示温材Info
- Publication number
- JPH01122926A JPH01122926A JP28133587A JP28133587A JPH01122926A JP H01122926 A JPH01122926 A JP H01122926A JP 28133587 A JP28133587 A JP 28133587A JP 28133587 A JP28133587 A JP 28133587A JP H01122926 A JPH01122926 A JP H01122926A
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- Japan
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- temperature
- solid solution
- color
- reversible temperature
- color tone
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
し発明の技術分野〕
本発明は、温度によυ色調が変わる物質の性質を利用す
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。
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、可逆性示温材は温度変化に対して急激な変色を示
すといった温度表示能力に重点をおいて開発されてきた
。したがって、可逆性示温材として提案され、商品化さ
れてきたものは、相転移により変色をする金属ヨウ化物
、分子配向の変化【より変色をする液晶、電子授受によ
り変色を示す有機化合物等、いずれもある特定の温度で
劇的な色調の変化を示す材料である。また、これらの可
逆性示温材料は、応用面でも広範な分野での適用が行わ
れ始め、従来からある示温塗料、ラベノペクレヨンとい
った半製品から、温度計、玩具、衣料品といったものへ
の適用まで、活発な商品開発が行われている。
すといった温度表示能力に重点をおいて開発されてきた
。したがって、可逆性示温材として提案され、商品化さ
れてきたものは、相転移により変色をする金属ヨウ化物
、分子配向の変化【より変色をする液晶、電子授受によ
り変色を示す有機化合物等、いずれもある特定の温度で
劇的な色調の変化を示す材料である。また、これらの可
逆性示温材料は、応用面でも広範な分野での適用が行わ
れ始め、従来からある示温塗料、ラベノペクレヨンとい
った半製品から、温度計、玩具、衣料品といったものへ
の適用まで、活発な商品開発が行われている。
しかし、これらの材料及び商品群の使用状況を見ると、
−時的な使用を主とした、使い捨てに近い用途や、せい
ぜい１００’Ｃ程度までの比較的穏やかな条件での使用
といった用途に限られている。
−時的な使用を主とした、使い捨てに近い用途や、せい
ぜい１００’Ｃ程度までの比較的穏やかな条件での使用
といった用途に限られている。
これは、従来品の耐熱限界温度が低く、２００℃前後の
温度範囲で分解してしまうためである。
温度範囲で分解してしまうためである。
この従来材料の耐熱限界温度の低さは、使用環境の限定
のみならず加工法、適用商品の面でも制約を与えている
。加工法に関しては、例えば、塗製法として広く使われ
ている焼付は塗装などでは、とくに焼付は温度の低い方
法以外はまったく使用できない。また、窯業などで用い
られている釉薬によるガラス化も不可能である。、適用
商品に関しては、耐熱限界温度以上に温度上昇する可能
性のあるものは熱論適用外であるが、その他にも、耐久
消費財に代表される使用年限の極めて長い商品には、示
温性材料の耐熱耐久性が低く、褪色によりその商品価値
を著しく下げてしまう危険性があり、適用が困難であっ
た。
のみならず加工法、適用商品の面でも制約を与えている
。加工法に関しては、例えば、塗製法として広く使われ
ている焼付は塗装などでは、とくに焼付は温度の低い方
法以外はまったく使用できない。また、窯業などで用い
られている釉薬によるガラス化も不可能である。、適用
商品に関しては、耐熱限界温度以上に温度上昇する可能
性のあるものは熱論適用外であるが、その他にも、耐久
消費財に代表される使用年限の極めて長い商品には、示
温性材料の耐熱耐久性が低く、褪色によりその商品価値
を著しく下げてしまう危険性があり、適用が困難であっ
た。
示温材料の適用が望まれる商品は非常に多い。
しかし、従来材料のもつ使用環境、加工法、適用商品の
限界を破るためには、耐熱温度を高める必要があり、広
範な用途に適用することを考えると、最低でも５００℃
の耐熱温度が望まれる。しかし、これは従来材料の単な
る改良では不可能である。
限界を破るためには、耐熱温度を高める必要があり、広
範な用途に適用することを考えると、最低でも５００℃
の耐熱温度が望まれる。しかし、これは従来材料の単な
る改良では不可能である。
本発明者等は、耐熱性を有する示温性顔料を得るべく、
様々な物質に対して熱変色特性を調べるとともに熱変色
特性の改良を行なってきた。その結果、調査対象とした
金属酸化物のうちで、特に熱変色性に優れたものとして
ＴｈＣｒＯ４を見い出した。しかしながら、Ｔ １２
Ｃｒ Ｏ４のままでは色調が固定されてしまうため、広
範な用途に供するためには色調の調整ができることが望
ましい。
様々な物質に対して熱変色特性を調べるとともに熱変色
特性の改良を行なってきた。その結果、調査対象とした
金属酸化物のうちで、特に熱変色性に優れたものとして
ＴｈＣｒＯ４を見い出した。しかしながら、Ｔ １２
Ｃｒ Ｏ４のままでは色調が固定されてしまうため、広
範な用途に供するためには色調の調整ができることが望
ましい。
本発明は、上記点に鑑み、ＴｈＣｒＯ４０色調を調整す
ることを目的としたものである。
ることを目的としたものである。
本発明は、広範な用途に適用するために色調を調整する
ことが可能な可逆性示温材を得るべく最低６００℃の耐
熱温度を有する材料を提案するものである。
ことが可能な可逆性示温材を得るべく最低６００℃の耐
熱温度を有する材料を提案するものである。
以下、本発明に係る可逆性示温材の一実施例につき詳細
に説明を行なう。
に説明を行なう。
本発明者等は、耐熱性に優れた金属酸化物からなる示温
性材料として、ＴｈＣｒＯ４を見い出し、その示温特性
、熱安定性を詳細に調べた。その結果、ＴｈＣｒＯ４は
室温で赤味がかった黄色、１５０℃で明るい黄赤色に変
色し、耐熱性を有する示温塗料として実用化することが
可能であると確認された。しかしながら、ＴｈＣｒＯ４
のままでは、色調が固定されてしまい、広範な用途に供
するためには、色調の調整ができることが望ましい。本
発明は、Ｔｌ２ＣｒＯ４の熱変色性を損なうことなく色
調を調整することを目的になされたものである。
性材料として、ＴｈＣｒＯ４を見い出し、その示温特性
、熱安定性を詳細に調べた。その結果、ＴｈＣｒＯ４は
室温で赤味がかった黄色、１５０℃で明るい黄赤色に変
色し、耐熱性を有する示温塗料として実用化することが
可能であると確認された。しかしながら、ＴｈＣｒＯ４
のままでは、色調が固定されてしまい、広範な用途に供
するためには、色調の調整ができることが望ましい。本
発明は、Ｔｌ２ＣｒＯ４の熱変色性を損なうことなく色
調を調整することを目的になされたものである。
而して、本発明で用いる手段は次のとおりである。すな
わち、ＴｈＣｒＯ４に対して、Ｔｌ２ＣｒＯ４と同じ結
晶形を有する化合物であるＭ’ Ｍ２ＶＯ＜（Ｍ’：Ｎ
ａまたはＫ 、Ｍ２： Ｃａ ＋ Ｓ ｒまたＢａ）を
固溶することによシ色調の調整を行なった。この際、両
者の反応法として固相反応を用いた。反応温度は、５０
０℃から６５０℃の温度範囲である。
わち、ＴｈＣｒＯ４に対して、Ｔｌ２ＣｒＯ４と同じ結
晶形を有する化合物であるＭ’ Ｍ２ＶＯ＜（Ｍ’：Ｎ
ａまたはＫ 、Ｍ２： Ｃａ ＋ Ｓ ｒまたＢａ）を
固溶することによシ色調の調整を行なった。この際、両
者の反応法として固相反応を用いた。反応温度は、５０
０℃から６５０℃の温度範囲である。
ここで、原料として用いたＴｈＣｒＯ４は、Ｔ Ｉ Ｎ
ｏ ３及びＫｚＣｒＯ４を水溶液中で反応させ得られた
ものであり、Ｍ ’ Ｍ２ＶＯ４は、各々Ｃａｂ、 Ｓ
ｒＯ，ＢａＯをＫＶＯ３もしくはＮａＶＯ３と５００℃
から６５０℃の温度範囲で固相反応させたものである。
ｏ ３及びＫｚＣｒＯ４を水溶液中で反応させ得られた
ものであり、Ｍ ’ Ｍ２ＶＯ４は、各々Ｃａｂ、 Ｓ
ｒＯ，ＢａＯをＫＶＯ３もしくはＮａＶＯ３と５００℃
から６５０℃の温度範囲で固相反応させたものである。
ここで、ＴｈＣｒＯ４及びＭ’Ｍ ２ＶＯ４の合成法は
、従来から知られている方法を用いることができる。本
発明カ示す材料は、（１−ｚ ）ＴｈＣｒＯ４−ｚＭ’
Ｍ２ＶＯ４の組成を有する化合物である。ここで、Ｍ
はナトリウムまたはカリウムであり、Ｍ２はカルシウ
ム、ストロンチウムまたはバリウムである。またＺの範
囲はＯ＜ｚ＜１である。
、従来から知られている方法を用いることができる。本
発明カ示す材料は、（１−ｚ ）ＴｈＣｒＯ４−ｚＭ’
Ｍ２ＶＯ４の組成を有する化合物である。ここで、Ｍ
はナトリウムまたはカリウムであり、Ｍ２はカルシウ
ム、ストロンチウムまたはバリウムである。またＺの範
囲はＯ＜ｚ＜１である。
以下、この示温性材料の特性に関して説明を行なう。用
いた試料は、上述の固相反応を行なうことによシ得られ
たものを微粉砕したものである。
いた試料は、上述の固相反応を行なうことによシ得られ
たものを微粉砕したものである。
このときの粒径は、約１μｍである。
まず、ｚ＝０．２５，０．５０，０．７５に相当する各
化合物を粉体Ｘ線回折法により物質の同定を行なった。
化合物を粉体Ｘ線回折法により物質の同定を行なった。
得られたＸ線回折ピークは、成分比に依存したｄ値のシ
フトを示していた。このことから、これらの化合物は、
はぼ全域にわたって固溶しているものと考えられる。
フトを示していた。このことから、これらの化合物は、
はぼ全域にわたって固溶しているものと考えられる。
これ等固溶体の室温での色調について、Ｔ １２ Ｃｒ
Ｏ＋とＭ１Ｍ２ＶＯ４を固溶した試料について比較する
と、固溶体の色調はＴｈＣｒ０＜の色調と比べ、−様に
黄味を帯びた色となる。ＴｈＣｒＯ４と固溶したＭ１Ｍ
２ＶＯ４のうちでは、Ｍ２がストロンチウムの場合に黄
味を帯びる傾向がより強く、それに続いてカルシウム、
バリウムの順であった。この傾向を示すために、Ｔ １
２Ｃｒｏ＜及び０．５ＴｈＣｒＯ４−０，５ＮａＭ２Ｖ
Ｏ４の室温での拡散反射光スペクトルを測定し、その結
果得られた色度座標値を第１図に示す。さらにＭｌにお
いては、ナトリウム、カリウムの順で黄味を帯びる傾向
が見られた。また、この傾向は固溶比率、すなわち組成
式中の２値の増加とともに大きくなる。又第１図同様、
（１−ｚ）ＴｈＣｒ０４−ｚＮａｓｒＶｏ４の固溶比率
による室温での色の変化を色度座標を用いて第２図に示
す。
Ｏ＋とＭ１Ｍ２ＶＯ４を固溶した試料について比較する
と、固溶体の色調はＴｈＣｒ０＜の色調と比べ、−様に
黄味を帯びた色となる。ＴｈＣｒＯ４と固溶したＭ１Ｍ
２ＶＯ４のうちでは、Ｍ２がストロンチウムの場合に黄
味を帯びる傾向がより強く、それに続いてカルシウム、
バリウムの順であった。この傾向を示すために、Ｔ １
２Ｃｒｏ＜及び０．５ＴｈＣｒＯ４−０，５ＮａＭ２Ｖ
Ｏ４の室温での拡散反射光スペクトルを測定し、その結
果得られた色度座標値を第１図に示す。さらにＭｌにお
いては、ナトリウム、カリウムの順で黄味を帯びる傾向
が見られた。また、この傾向は固溶比率、すなわち組成
式中の２値の増加とともに大きくなる。又第１図同様、
（１−ｚ）ＴｈＣｒ０４−ｚＮａｓｒＶｏ４の固溶比率
による室温での色の変化を色度座標を用いて第２図に示
す。
この図からも分かるように、固溶比率により室温での色
調を、若干赤味がかった黄色を呈するＴｈＣｒＯ４から
、黄緑がかった黄色までの範囲で調整することができる
。
調を、若干赤味がかった黄色を呈するＴｈＣｒＯ４から
、黄緑がかった黄色までの範囲で調整することができる
。
次に、熱変色特性について述べる。各固溶体において、
Ｍ’Ｍ ２ＶＯ４の固溶比率分かなシ増やしても、Ｔ
１２ Ｃｒ ０４の有する熱変色特性はそれほど劣化し
ない。各試料を１５０℃にして、肉眼による確認を行な
ったところ、固溶比率Ｚを０．９程度まで増やしても充
分熱変色特性が確認できる。しがし、ＭｌＭ ２ＶＯ＜
自体の色が白であることから、固溶比率２を極端に増や
すことは、色を薄めてしまう効果が現われ実用上あまり
好ましくない。実用上支障がないと思われるＺの範囲は
、概ね０．７５以下である。いくつかの代表的な試料に
ついて、各試料の室温、７５℃、１５０℃の色を三属性
値により表わし第１表に示す。また室温色と７５℃及び
１５０℃における色の違いを示すために、ビｕｖ 色差
を計算した結果も同時に第１表に示す。
Ｍ’Ｍ ２ＶＯ４の固溶比率分かなシ増やしても、Ｔ
１２ Ｃｒ ０４の有する熱変色特性はそれほど劣化し
ない。各試料を１５０℃にして、肉眼による確認を行な
ったところ、固溶比率Ｚを０．９程度まで増やしても充
分熱変色特性が確認できる。しがし、ＭｌＭ ２ＶＯ＜
自体の色が白であることから、固溶比率２を極端に増や
すことは、色を薄めてしまう効果が現われ実用上あまり
好ましくない。実用上支障がないと思われるＺの範囲は
、概ね０．７５以下である。いくつかの代表的な試料に
ついて、各試料の室温、７５℃、１５０℃の色を三属性
値により表わし第１表に示す。また室温色と７５℃及び
１５０℃における色の違いを示すために、ビｕｖ 色差
を計算した結果も同時に第１表に示す。
表中で、ＮａＣａＶＯ＜を固溶した例では、固溶比率が
０．５とかなり大きいにもかかわらず、それほど色差が
劣化していないことがわかる。
０．５とかなり大きいにもかかわらず、それほど色差が
劣化していないことがわかる。
第１表 各温度における色と変色の大きさ本発明におい
て示される固溶体は、いづれも室温から６００℃までの
温度範囲において、融解も、分解による質量変化も確認
されなかった。つまり、これらの固溶体は、室温から６
００℃までの温度範囲において熱的に安定であるといえ
る。この熱安定性を実際に確認する意味で、耐熱ガラス
上に釉薬による焼き付けを行なう試験を行なった。この
試験は、該示温材料の加工法を含めた広範な用途への適
合性を確認するための試験である。使用した釉薬は、酸
化鉛、酸化ホウ素を含有した比較的低融点のもので、内
融点は５８０℃である。固溶比率が０．５の各固溶体試
料１部に対して、釉薬１部を乳鉢にとり、良く混合して
インク化した後、結晶化ガラスの上にスクリーン印刷を
行なった。
て示される固溶体は、いづれも室温から６００℃までの
温度範囲において、融解も、分解による質量変化も確認
されなかった。つまり、これらの固溶体は、室温から６
００℃までの温度範囲において熱的に安定であるといえ
る。この熱安定性を実際に確認する意味で、耐熱ガラス
上に釉薬による焼き付けを行なう試験を行なった。この
試験は、該示温材料の加工法を含めた広範な用途への適
合性を確認するための試験である。使用した釉薬は、酸
化鉛、酸化ホウ素を含有した比較的低融点のもので、内
融点は５８０℃である。固溶比率が０．５の各固溶体試
料１部に対して、釉薬１部を乳鉢にとり、良く混合して
インク化した後、結晶化ガラスの上にスクリーン印刷を
行なった。
塗布面分乾燥した後、５８０℃１０分間の条件で、焼付
けを行った。焼き付けを行なった結果、特に色調の劣化
等は見られず、塗布試料の変色も粉体の状態での変色と
同様であった。なお、従来より商品化されてきている金
属ヨウ化物等の示温塗料では、釉薬による高温での焼付
けを行なうことができなかった。
けを行った。焼き付けを行なった結果、特に色調の劣化
等は見られず、塗布試料の変色も粉体の状態での変色と
同様であった。なお、従来より商品化されてきている金
属ヨウ化物等の示温塗料では、釉薬による高温での焼付
けを行なうことができなかった。
本発明の可逆性示温材料における利点を以下に示す。
（１） 従来提案されていた可逆性示温材に比べ、は
るかに高い耐熱性を有するＴ１ｚＣｒＯ４の色調を熱変
色特性、耐熱性をほとんど損なうことなく調整すること
ができる。このことから、高温に達する箇所へ可逆性示
温材を附加することが可能となり、色調の調整により、
適用範囲をさらに広げることができる。
るかに高い耐熱性を有するＴ１ｚＣｒＯ４の色調を熱変
色特性、耐熱性をほとんど損なうことなく調整すること
ができる。このことから、高温に達する箇所へ可逆性示
温材を附加することが可能となり、色調の調整により、
適用範囲をさらに広げることができる。
従来性なうことのできなかった、釉薬や熱硬化性樹脂な
どによる塗布法が利用出来るため、加工法の面で制約が
少ない。
どによる塗布法が利用出来るため、加工法の面で制約が
少ない。
熱的に安定な金属酸化物であるために、熱による褪色を
起こしにくく、長期にわたる安定した特性を有すること
から、耐久消費財などへの適用も可能であるっ 色調調整が可能となることで、デザイン上の色調調整の
要求にも答えることができるため適用可能範囲を広くす
ることができる。
起こしにくく、長期にわたる安定した特性を有すること
から、耐久消費財などへの適用も可能であるっ 色調調整が可能となることで、デザイン上の色調調整の
要求にも答えることができるため適用可能範囲を広くす
ることができる。
（２）材料自体の熱変色特性についても、昇温時と降温
時における変色にヒステリシスがなく、温度表示の再現
性が良い。
時における変色にヒステリシスがなく、温度表示の再現
性が良い。
第１図および第２図は、本発明に係る可逆性示温材の色
状態のグラフ図を示す。
状態のグラフ図を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、クロム酸タリウムとバナジン酸化合物を固溶させる
ことにより得られ、組成式（１−ｚ）Ｔｌ＿２ＣｒＯ＿
４−ｚＭ＾１Ｍ＾２ＶＯ＿４において、Ｍ＾１がナトリ
ウムまたはカリウムであり、Ｍ＾２がカルシウム、スト
ロンチウムまたはバリウムであり、 ｚが０＜ｚ＜１の範囲にあることを特徴とする可逆性示
温材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28133587A JPH01122926A (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 可逆性示温材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28133587A JPH01122926A (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 可逆性示温材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01122926A true JPH01122926A (ja) | 1989-05-16 |
Family
ID=17637671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28133587A Pending JPH01122926A (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 可逆性示温材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01122926A (ja) |
-
1987
- 1987-11-06 JP JP28133587A patent/JPH01122926A/ja active Pending
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