JP7304305B2 - サーモクロミック染料組成物及びその調製方法 - Google Patents
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Description
一級アルコールなど特定の分子は、別個の顕色剤を添加する必要なくサーモクロミック混合物の変色を誘発することができる。したがって、染料分子及びマトリックスからなる2成分系は、マトリックスの融点超又は未満で温度が変化すると、変色を示すことができる。具体的には、実施例6は、2成分、つまり、ブロモチモールブルー及び1-デカノールのみを有し、実施例は、赤色(5℃未満)から黄色(5℃超)への変色を示す。活性化温度は、所望の融点を有する好適なマトリックスを選択することによって調整することができる。具体的には、実施例7は、より高温(20℃)で生じる実施例6と同じ変色を有する。2成分サーモクロミック系は、食品包装など化学成分の毒性が懸念事項である用途に特に有用である。ビスフェノールAなどサーモクロミック物質に使用される一部の顕色剤化合物は、健康上の懸念をもたらし得る。したがって、2成分系は、コスト及び毒性の両方の観点において優位性を示す。結果として、いくつかの実施形態では、本明細書のサーモクロミック組成物は、ビスフェノールAを含まない。
特定の顕色剤は、pH感受性染料と相互作用して、2つ以上の変色を生じさせることができる。具体的には、実施例2は、サンプルが5℃未満から20℃超に加熱されると、赤色から黄色、そして黄色から緑色への変色を呈する組成物を提供する。実施例5に示すように、他の染料を使用して多数の変色が生じ得、ブロモチモールブルー、tert-ブタノール、及びm-キシリレンジアミンの混合物は、5℃未満から20℃超に加熱されると、青色から緑色、そして黄色への変色を呈する。
サーモクロミック染料混合物の封入
0.1グラムのブロモチモールブルー、10グラムの1-デカノール、及び0.5グラムのトリブチルアミンを混合し、40℃で30分間激しく撹拌することにより、サーモクロミック染料混合物を調製した。この混合物を、ゾル-ゲル法によってシリカ粒子の内部に封入した。0.5グラムのテトラエチルオルトシリケートを30ミリリットルのエタノール及び10ミリリットルの水と激しく撹拌しながら混合することによって、シリカ前駆体を調製した。次いで、1.0グラムのNH4OH(29%水溶液)を添加し、激しく撹拌した。次いで、10ミリリットルのエタノール中の0.5グラムのサーモクロミック染料混合物をシリカ前駆体に添加し、24時間撹拌した。得られた生成物を濾過し、乾燥させた。得られた粉末は、加熱時に茶色から黄色への変色を呈した。
本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔1〕染料分子と、
マトリックスであって、定義された融点を有する材料を含む、マトリックスと、
任意に、顕色剤と、を含む、サーモクロミック組成物。
〔2〕前記染料分子は、pH感受性分子、pHインジケータ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、前記〔1〕に記載の組成物。
〔3〕前記染料分子は、ゲンチアナバイオレット、マラカイトグリーン、チモールブルー、メチルイエロー、ブロモフェノールブルー、コンゴレッド、メチルオレンジ、ブロモクレゾールグリーン、メチルレッド、メチルパープル、アゾリトミンレッド、ブロモクレゾールパープル、メタクレゾールパープル、ブロモチモールブルー、フェノールレッド、ニュートラルレッド、ナフトールフタレイン、クレゾールレッド、クレゾールフタレイン、フェノールフタレイン、チモールフタレイン、アリザリンイエロー、インジゴカルミン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、前記〔1〕に記載の組成物。
〔4〕前記マトリックスはワックスである、前記〔1〕に記載の組成物。
〔5〕前記マトリックスは、アルキルアルコール、アルキルエステル、アルキルアミン、アルキル酸、アルキル炭化水素、グリコール、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、アルキル鎖は飽和又は不飽和である、前記〔1〕に記載の組成物。
〔6〕前記マトリックスは、tert-ブタノール、1-デカノール、1-ドデカノール、1-テトラデカノール、1-ヘキサデカノール、1-オクタデカノール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、グリセロール、ポリ(エチレングリコール)、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、前記〔1〕に記載の組成物。
〔7〕前記顕色剤が存在し、前記顕色剤は、前記サーモクロミック組成物のpHを変更する材料を含む、前記〔1〕に記載の組成物。
〔8〕前記顕色剤が存在し、前記顕色剤は、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、トリブチルアミン、キシリレンジアミン、アニリン、これらの誘導体、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、前記〔1〕に記載の組成物。
〔9〕前記組成物は、2成分、つまり前記マトリックス及び前記染料を含有し、追加の顕色剤を含まない、前記〔1〕に記載の組成物。
〔10〕前記組成物は封入されている、前記〔1〕に記載の組成物。
〔11〕サーモクロミック組成物の調製プロセスであって、
染料を準備することと、
マトリックスをその融点よりも高温に加熱することと、
前記染料が前記マトリックスに溶解するまで、前記加熱したマトリックスを前記染料に添加することと、
任意に、顕色剤を添加することと、を含み、
前記サーモクロミック組成物は、第1の温度で第1の色を呈し、第2の温度で第2の色を呈し、
前記第1の色及び前記第2の色は異なり、
前記第1の温度及び前記第2の温度は異なる、プロセス。
〔12〕前記顕色剤が含まれ、
前記顕色剤を添加することは、前記混合物が変色するまで前記顕色剤を添加することを含む、前記〔11〕に記載のプロセス。
〔13〕前記組成物は、変色活性化温度を有するサーモクロミック組成物を含み、前記変色の活性化温度は、前記マトリックスの融点に等しいか、又は実質的に同様であり、
前記マトリックス又は前記マトリックスの組み合わせは、前記サーモクロミック組成物に所望の活性化温度を提供するように選択される、前記〔11〕に記載のプロセス。
〔14〕前記染料分子は、pH感受性分子、pHインジケータ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、前記〔11〕に記載のプロセス。
〔15〕前記染料分子は、ゲンチアナバイオレット、マラカイトグリーン、チモールブルー、メチルイエロー、ブロモフェノールブルー、コンゴレッド、メチルオレンジ、ブロモクレゾールグリーン、メチルレッド、メチルパープル、アゾリトミンレッド、ブロモクレゾールパープル、メタクレゾールパープル、ブロモチモールブルー、フェノールレッド、ニュートラルレッド、ナフトールフタレイン、クレゾールレッド、クレゾールフタレイン、フェノールフタレイン、チモールフタレイン、アリザリンイエロー、インジゴカルミン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、前記〔11〕に記載のプロセス。
〔16〕前記マトリックスは、アルキルアルコール、アルキルエステル、アルキルアミン、アルキル酸、アルキル炭化水素、グリコール、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、アルキル鎖は飽和又は不飽和である、前記〔11〕に記載のプロセス。
〔17〕前記マトリックスは、tert-ブタノール、1-デカノール、1-ドデカノール、1-テトラデカノール、1-ヘキサデカノール、1-オクタデカノール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、グリセロール、ポリ(エチレングリコール)、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、前記〔11〕に記載のプロセス。
〔18〕前記顕色剤が存在し、前記顕色剤は、前記サーモクロミック組成物のpHを変更する材料を含む、前記〔11〕に記載のプロセス。
〔19〕前記サーモクロミック組成物を封入して、封入されたサーモクロミック組成物を形成することを更に含む、前記〔11〕に記載のプロセス。
〔20〕プロセスであって、
染料分子と、マトリックスであって、定義された融点を有する材料を含む、マトリックスと、任意に顕色剤と、を含むサーモクロミック組成物を準備することと、
前記サーモクロミック組成物を基材上に堆積させることであって、前記サーモクロミック組成物を堆積させることは、任意に、前記組成物をインクジェット印刷することを含む、ことと、を含み、
前記サーモクロミック組成物は、第1の温度で第1の色を呈し、第2の温度で第2の色を呈し、
前記第1の色及び前記第2の色は異なり、
前記第1の温度及び前記第2の温度は異なる、プロセス。
Claims (10)
- 染料分子であって、ゲンチアナバイオレット、マラカイトグリーン、チモールブルー、メチルイエロー、ブロモフェノールブルー、コンゴレッド、メチルオレンジ、ブロモクレゾールグリーン、メチルレッド、メチルパープル、アゾリトミンレッド、ブロモクレゾールパープル、メタクレゾールパープル、ブロモチモールブルー、フェノールレッド、ニュートラルレッド、ナフトールフタレイン、クレゾールレッド、クレゾールフタレイン、フェノールフタレイン、チモールフタレイン、アリザリンイエロー、インジゴカルミン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、染料分子と、
マトリックスであって、定義された融点を有する材料を含み、ワックスであってもよく、tert-ブタノール、1-デカノール、1-ドデカノール、1-テトラデカノール、1-ヘキサデカノール、1-オクタデカノール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、グリセロール、ポリ(エチレングリコール)、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、マトリックスと、
からなる、サーモクロミック組成物であって、
前記組成物は、2成分、つまり前記マトリックス及び前記染料を含有し、顕色剤を含まず、前記組成物は封入されている、組成物。 - 前記染料分子は、pH感受性分子、pHインジケータ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。
- 前記マトリックスはワックスである、請求項1に記載の組成物。
- 前記サーモクロミック組成物は、第1の温度で第1の色を呈し、第2の温度で第2の色を呈し、
前記第1の色及び前記第2の色は異なり、
前記第1の温度及び前記第2の温度は異なる、請求項1に記載の組成物。 - 前記組成物は、変色活性化温度を有するサーモクロミック組成物を含み、前記変色の活性化温度は、前記マトリックスの融点に等しく、
前記マトリックス又は前記マトリックスの組み合わせは、前記サーモクロミック組成物に所望の活性化温度を提供するように選択される、請求項1に記載の組成物。 - 前記組成物は、複数の温度において複数の色遷移の特徴を示す、請求項1に記載の組成物。
- サーモクロミック組成物の調製プロセスであって、
染料であって、ゲンチアナバイオレット、マラカイトグリーン、チモールブルー、メチルイエロー、ブロモフェノールブルー、コンゴレッド、メチルオレンジ、ブロモクレゾールグリーン、メチルレッド、メチルパープル、アゾリトミンレッド、ブロモクレゾールパープル、メタクレゾールパープル、ブロモチモールブルー、フェノールレッド、ニュートラルレッド、ナフトールフタレイン、クレゾールレッド、クレゾールフタレイン、フェノールフタレイン、チモールフタレイン、アリザリンイエロー、インジゴカルミン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される染料を準備することと、
マトリックスをその融点よりも高温に加熱することと、
前記染料が前記マトリックスに溶解するまで、前記加熱したマトリックスを前記染料に添加することと、
前記サーモクロミック組成物を封入して、封入されたサーモクロミック組成物を形成することと、からなり、
前記マトリックスは、tert-ブタノール、1-デカノール、1-ドデカノール、1-テトラデカノール、1-ヘキサデカノール、1-オクタデカノール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、グリセロール、ポリ(エチレングリコール)、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記組成物は、2成分、つまり前記マトリックス及び前記染料を含有し、顕色剤を含まず、
前記サーモクロミック組成物は、第1の温度で第1の色を呈し、第2の温度で第2の色を呈し、
前記第1の色及び前記第2の色は異なり、
前記第1の温度及び前記第2の温度は異なる、プロセス。 - 前記組成物は、変色活性化温度を有するサーモクロミック組成物を含み、前記変色の活性化温度は、前記マトリックスの融点に等しく、
前記マトリックス又は前記マトリックスの組み合わせは、前記サーモクロミック組成物に所望の活性化温度を提供するように選択される、請求項7に記載のプロセス。 - 前記染料分子は、pH感受性分子、pHインジケータ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項7に記載のプロセス。
- プロセスであって、
染料分子と、マトリックスであって、定義された融点を有する材料を含む、マトリックスと、を含むサーモクロミック組成物を準備することと、
前記サーモクロミック組成物を基材上に堆積させることであって、前記サーモクロミック組成物を堆積させることは、任意に、前記組成物をインクジェット印刷することを含む、ことと、からなり、
前記染料分子は、ゲンチアナバイオレット、マラカイトグリーン、チモールブルー、メチルイエロー、ブロモフェノールブルー、コンゴレッド、メチルオレンジ、ブロモクレゾールグリーン、メチルレッド、メチルパープル、アゾリトミンレッド、ブロモクレゾールパープル、メタクレゾールパープル、ブロモチモールブルー、フェノールレッド、ニュートラルレッド、ナフトールフタレイン、クレゾールレッド、クレゾールフタレイン、フェノールフタレイン、チモールフタレイン、アリザリンイエロー、インジゴカルミン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記マトリックスは、tert-ブタノール、1-デカノール、1-ドデカノール、1-テトラデカノール、1-ヘキサデカノール、1-オクタデカノール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、グリセロール、ポリ(エチレングリコール)、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記組成物は、2成分、つまり前記マトリックス及び前記染料を含有し、顕色剤を含まず、
前記組成物は封入されており、
前記サーモクロミック組成物は、第1の温度で第1の色を呈し、第2の温度で第2の色を呈し、
前記第1の色及び前記第2の色は異なり、
前記第1の温度及び前記第2の温度は異なる、プロセス。
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