(57)【要約】両端がシールされ、それに規定されている薄いボア（１４）を有するキャピラリーチューブ又はステム（１２）を有する温度センサー（１０）は、約１００℃〜約４００℃の温度の測定に適用される。液体リザーバーを備えるバルブ（１６）は、キャピラリーチューブ（１２）の一端に設けられており、ボア（１４）と液体連通しており、イオン性温度測定用液体（１８）でほぼ満たされている。温度センサー（１０）の制御時、ボア（１４）内の液体（１８）の高さにて温度が測定される。
2005514616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を用いた温度センサーであって：
延伸されたベッセル及び液体用のリザーバーを有する温度計；
を備えており、
前記温度計は、前記の延伸されたベッセル内にボアをさらに備えており、該ボアは、前記リザーバーと液体連通しており；
少なくとも一つの目盛りが前記の延伸されたベッセルに関連付けられており；
前記液体は、前記温度計の外部温度に依存して、上昇又は降下する温度測定用イオン性液体である；
ことを特徴とする温度センサー。
【請求項２】
前記温度計は、約−１００℃以上約＋４００℃以下の範囲の温度を測定することを特徴とする請求項１に記載の温度センサー。
【請求項３】
複数の目盛りを有していることを特徴とする請求項１に記載の温度センサー。
【請求項４】
前記の複数の目盛りは、約−１００℃以上約＋４００℃以下の範囲の温度を表示するのに十分な数を有していることを特徴とする請求項３に記載の温度センサー。
【請求項５】
前記ボアにおける前記液体のレベルがより容易に視覚可能となるように、コントラスト媒体が前記液体に加えられていることを特徴とする請求項１に記載の温度センサー。
【請求項６】
前記ボアにおける前記液体のレベルがより容易に視覚可能となるように、着色されたダイが前記液体に加えられていることを特徴とする請求項１に記載の温度センサー。
【請求項７】
前記ボア内のスペースが真空であることを特徴とする請求項１に記載の温度センサー。
【請求項８】
前記ボア内の液体の容量が、温度に依存することを特徴とする請求項１に記載の温度センサー。
【請求項９】
前記の延伸されたベッセルは、透過性材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の温度センサー。
【請求項１０】
液体を用いた温度センサーであって：
延伸されたベッセル及び液体用のリザーバーを有する温度計；
を備え、
前記温度計は、前記の延伸されたベッセル内にボアをさらに備え、該ボアは、前記リザーバーと液体連通しており；
複数の目盛りが前記の延伸されたベッセルに関連付けられており；前記目盛りは、約−１００℃以上約＋４００℃以下の温度の範囲を示し；
前記液体は、前記温度計の外部温度に依存して前記ボア内を上昇又は降下する温度測定用イオン性液体であり、前記ボア内の前記液体のレベルが容易に視覚可能となるようにコントラスト媒体を有しており；且つ
前記温度計は、約−１００℃以上約＋４００℃以下の範囲の温度を測定する；
ことを特徴とする温度センサー。
【請求項１１】
前記ボア内の前記液体のレベルが容易に視覚可能となるように、着色されたダイが、前記液体に加えられていることを特徴とする請求項１０に記載の温度センサー。
【請求項１２】
前記ボア内のスペースが真空であることを特徴とする請求項１０に記載の温度センサー。
【請求項１３】
前記ボア内の液体の容量が温度に依存することを特徴とする請求項１０に記載の温度センサー。
【請求項１４】
前記の延伸されたベッセルが、透過性材料から形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の温度センサー。
【請求項１５】
前記イオン性液体は、有機系カチオン及び有機系アニオン又はこれらの混合物から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の温度センサー。
【請求項１６】
前記イオン性液体が、有機系カチオン及び無機系アニオン又はこれらの混合物から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の温度センサー。
【請求項１７】
前記有機系カチオンは、置換ピリジニウム、ピリダジニウム、ピリミジニウム、ピラジニウム、ピラゾリウム、イミダゾリウム、オキサゾリウム、トリアゾリウム、チアゾリウム、ピロリジニウム、ピペラジニウム、キノリニウム、イソキノリニウム、アンモニウム及びフォソフォニウム誘導体並びにこれらの混合物からなる群から選択されていることを特徴とする請求項１５に記載の温度センサー。
【請求項１８】
前記有機系カチオンは、
【化１】
2005514616.tif 000017
【化２】
2005514616.tif 000018
からなる群から選択された構造の一般式に対応しており、前記Ｒ１及びＲ２は、独立して、ヒドリド、Ｃ１〜Ｃ６のアルキル基又はＣ１〜Ｃ６のアルコキシアルキル基であり、前記Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は、上記一般式に記載されている場合、独立して、ヒドリド、Ｃ１〜Ｃ６のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ６のアルコキシアルキル基又はＣ１〜Ｃ６のアルコキシ基であり、前記アニオンは、ハロゲン、シュードハロゲン、Ｃ１〜Ｃ６のカルボキシレート、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロフォスフェート、ポリフルオロＣ２〜Ｃ６カルボキシレート、ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド及びトリフルオロメタンスルフォネートからなる群から選択されていることを特徴とする請求項１５に記載の温度センサー。
【請求項１９】
前記有機系カチオンは、他の環構造へ融合されていない単一の五員環であることを特徴とする請求項１５に記載の温度センサー。
【請求項２０】
前記イオン性液体は、
【化３】
2005514616.tif 000019
【化４】
2005514616.tif 000020
からなる群から選択された構造の一般式に対応する有機系カチオンを備えており、前記Ｒ１及びＲ２は、独立して、ヒドリド、Ｃ１〜Ｃ６のアルキル基又はＣ１〜Ｃ６のアルコキシアルキル基であり、前記Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は、独立して、ヒドリド、Ｃ１〜Ｃ６のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ６のアルコキシアルキル基又はＣ１〜Ｃ６のアルコキシ基であることを特徴とする請求項１９に記載の温度センサー。
【請求項２１】
前記イオン性液体は、１，３−ジ−Ｃ１〜Ｃ６アルキルイミダゾリウムイオンを有していることを特徴とする請求項２０に記載の温度センサー。
【請求項２２】
前記イオン性液体は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシル、２−エチルブチル及び２−メチルペンチルからなる群から選択されたＣ１〜Ｃ６のアルキル基を有する有機系カチオンを有していることを特徴とする請求項２１に記載の温度センサー。
【請求項２３】
前記有機系カチオンは、１−Ｃ１〜Ｃ６−アルキル−３−メチルイミダゾリウム又はＣ１〜Ｃ６アルコキシアルキル−３−メチルイミダゾリウムカチオンであることを特徴とする請求項１５に記載の温度センサー。
【請求項２４】
前記イオン性液体は、以下の一般式
【化５】
2005514616.tif 000021
の有機系カチオンを有しており、
前記Ｒ１及びＲ２は、独立して、Ｃ１〜Ｃ６のアルキル基又はＣ１〜Ｃ６のアルコキシアルキル基であり、前記Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は、独立して、ヒドリド、Ｃ１〜Ｃ６のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ６のアルコキシアルキル基又はＣ１〜Ｃ６のアルコキシ基であることを特徴とする請求項２０に記載の温度センサー。
【請求項２５】
前記イオン性液体は、以下の一般式Ｂ
【化６】
2005514616.tif 000022
に対応する構造の有機系カチオンを有しており、前記Ｒ１はＣ１〜Ｃ６のアルキル基であることを特徴とする請求項２１に記載の温度センサー。
【請求項２６】
前記アニオンは、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロフォスフェート、ポリフルオロカルボキシレート、トリフルオロアセテート、ペンタフルオロプロピオネート、ビス（トリフルオロメタンスフロニル）イミド及びトリフルオロメタンスルフォネートからなる群から選択されていることを特徴とする請求項１５に記載の温度センサー。
【請求項２７】
前記ホルダーは、部分的に透過性又は半透明であることを特徴とする請求項１に記載の温度センサー。
【請求項２８】
前記ホルダーはガラスであることを特徴とする請求項２７に記載の温度センサー。
【請求項２９】
前記の着色されたダイは、該ダイがイオン性液体、イミダゾリウムテトラクロロメタレート塩又はこれらの混合物であることを特徴とする請求項５に記載の温度センサー。
【請求項３０】
１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム−ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミドを含有するホルダーを備えた温度センサー。
【請求項３１】
１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートを含有するホルダーを備えた温度センサー。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、温度センサーに関し、特に、ホルダー及びイオン性液体を含有する温度センサーに関する。
【０００２】
（本発明の背景技術）
種々のタイプの温度センサーが知られており、リキッド・イン・グラス（ＬＩＧ）温度計、バイメタル温度計、電気抵抗温度計、熱電対及び放射計を含んでいる。測定される温度、測定に必要な正確性及び耐久性に依存して、一つの温度センサーのタイプは、他のものよりも好適である。
【０００３】
例えば、ＬＩＧ温度計は、実験室及び地上の天候測定において標準的な装置である。ＬＩＧ温度計は、良質なガラスボア及び液体リザーバーを有している。その制御は、ガラスエンベロープ内に含有されている液体の熱膨張に依存する。ＬＩＧ温度計の感度は、逆行的にチューブのボア径並びにこの液体及びガラスの相対的な膨張係数に依存する。所望の温度範囲は、温度測定液体の選択における主要な規準である。
【０００４】
ＬＩＧ温度計に用いられる最も一般的な液体は、分子状液体水銀（Ｈｇ）及びエタノールである。Ｈｇ型ＬＩＧ温度計は、安価で、耐久性があり、較正が正確且つ簡便である。Ｈｇ型ＬＩＧ温度計におけるその他の利点は、高い温度測定範囲にある（Ｈｇ型ＬＩＧ温度計の制御温度の上限は、約３５０℃である）。種々の欠点は、Ｈｇは、−３９℃で凍結するため、低温では有用でなく、低濃度で高度に揮発性を有し且つ毒性を有する。また、Ｈｇは、破損したＨｇ型ＬＩＧ温度計の保存及び廃棄に関連した環境汚染性を有している。
【０００５】
−３９℃以下の温度測定に関して、エタノールを含有するＬＩＧ温度計を一般的に使用する。エタノール型ＬＩＧ温度計は、約−１１０℃の凝固点及び約７８℃の沸点を有する。エタノールは、速い反応時間を有し、Ｈｇに比べて毒性が低い。しかしながら、揮発による流動体の損失は、エタノールに関して回避することが困難であり、７８℃以上の制御温度は、広範な温度範囲に対してエタノール型ＬＩＧ温度計の利用性を制限する。
【０００６】
多くの適用に関して、所望の温度範囲は−７０〜３７０℃である。従って、ＬＩＧ温度計は、かかる状況、つまり、低温ではエタノール型温度計を用いるべきであり、高温ではＨｇ型温度計を用いるべきである。
【０００７】
ＬＩＧ温度計に加えて、温度センサーに通常使用される他のものは、バイメタル温度計である。バイメタル温度計は、家庭用中央加熱及び空調システムに見出される。バイメタル温度計は、ストリップに共に結合されている２種類の金属の異なる熱膨張に依拠する。これらは、安価で、耐久性を有し、容易に較正でき、且つ、自記温度計に使用されてもよい。しかしながら、これらは、正確性を保持すべく頻繁に較正を行う必要があり、且つ、遅い反応時間を示す。
【０００８】
温度センサーに一般的に使用される他のものは、熱電対である。熱電対は、コンピューターネットワークに接続された場所におけるｉｎ  ｓｉｔｕでの観測に使用される。急速な反応を送達する電気的且つ電子的温度測定装置は、広い温度範囲に対して耐久性及び正確性を示す。しかしながら、熱電対及びサーミスタ装置は、制御すべく、膨張付属装置及び電子機器を必要とする。
【０００９】
熱測定に関するさらにその他の装置は放射計である。放射計は、リモートでの温度観測に使用される。放射計は、放射された放射線の吸収を見地することにより温度測定を可能とする。これらは、気象衛星におけるリモートでのセンシングに最も一般的に使用される安価で特別な装置である。
【００１０】
本発明は、上述の導入部で述べたような現在利用可能な温度センサーの制限に対する一つの解決法を提供する。ここで、イオン性液体を含有するホルダーからなる温度センサーは、その他の最も多い温度センサーより広い作動温度範囲を提供し、経済的であり、較正が容易であり、且つこのイオン性液体は、低い毒性を有している。
【００１１】
（本発明の概略）
本発明は、ホルダーの内部に含有されるイオン性液体又は混合物からなる温度センサーに関する。
【００１２】
一つの実施例において、この温度センサーは、温度測定液体を用いるホルダーである。このセンサーは、延伸されたベッセル及び液体のためのリザーバーを有する温度計を備えている。さらに、この温度計は、延伸されたベッセル内にボアを備えており、ボアは、リザーバーと液体連通している。好適実施例において、複数の目盛りは、約＋１００℃〜約＋４００℃と同等の温度範囲を示すように、延伸されたベッセルに関連付けられている。温度計中の液体は、ボアの内部で、この温度計に対する外気温度に依存して上昇或いは降下する。
【００１３】
本発明の好適実施例において、この液体は、温度測定用イオン性液体であって、ボア中のこの液体のレベルは、より容易に視覚することができるように、コントラスト又は着色媒体やダイのいずれかを含んでいる。本発明のイオン性液体の使用の結果として、この温度計は、約＋１００℃〜約＋４００℃の範囲の温度を測定することが可能である。
【００１４】
好適実施例の温度センサーにおいて、ボア中のスペースは、真空である。さらに、使用する液体の結果として、ボア中の液体の容量は温度に依存する。
【００１５】
また、好適実施例の温度センサーは、ガラスやプラスティックなどの透過性材料により形成されていてもよい。
【００１６】
このイオン性液体は、有機カチオン及び非有機系若しくは有機系アニオン又はこれらの混液から製造されている。
【００１７】
このカチオン性液体は、好ましくは、以下の群から選択された一般式
【００１８】
【表１】
2005514616.tif 000003
【００１９】
【表２】
2005514616.tif 000004
に対応した構造を有しており、Ｒ１及びＲ２は、独立して、ヒドリド（ｈｙｄｒｉｄｏ）、Ｃ１〜Ｃ６のアルキル基又はＣ１〜Ｃ６のアルコキシアルキル基であり、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９（以下、Ｒ３〜Ｒ９と略す）は、上記一般式に示されている場合、独立して、ヒドリド、Ｃ１〜Ｃ６のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ６のアルコキシアルキル基又はＣ１〜Ｃ６のアルコキシ基である。二つの異性体１，２，３−トリアゾールが存在することも記すべきである。好適なのは、カチオン性一般式に必要ではない全てのＲ置換基は、ヒドリドである。
【００２０】
他の環構造へ融合されていない単一の五員環を有しているカチオンはより好適である。カチオンの例示は、以下の通りであって、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３〜Ｒ５は、一般式に示されている場合には、上記にて定義した通りである。好適な有機系カチオンは、１−Ｃ１〜Ｃ６−アルキル−３−メチルイミダゾリウム又はＣ１〜Ｃ６のアルコキシアルキル−３−メチルイミダゾリウムである。
【００２１】
【表３】
2005514616.tif 000005
【００２２】
【表４】
2005514616.tif 000006
このアニオン性液体は、親水性でも疎水性であってもよい。例示したアニオンは、ハロゲン、シュードハロゲン、Ｃ１〜Ｃ６のカルボキシレート、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロフォスフェート、ポリフルオロＣ２〜Ｃ６カルボキシレート、ビス（トリフルオロメタンフロフォニル）イミド、トリフルオロメタンスフロネート及び同様の物質からなる群から選択される。
【００２３】
好適なイオン性液体は、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム  ビス（トリフルオロメタンスフロニル）イミド（［Ｃ４ｍｉｍ］［Ｔｆ２Ｎ］）である。他の好適なイオン性液体は、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（［Ｃ２ｍｉｍ］［ＢＦ４］）である。
【００２４】
他の実施例において、第一のイオン性形態は、粘性を減少し、凝固点を下げるべく、第２のイオン性液体と組み合わされる。この第２のイオン性液体は、イミダゾリウムテトラクロロメタレート塩などの着色されたイオン性塩であってもよい。
【００２５】
さらに別の実施例において、（非イオン性液体）の溶媒は、イオン性液体に加えられてもよい。
【００２６】
（本発明の実施例に関する詳細な説明）
本発明は、種々の形態の実施例であってもよいが、図面において、好適実施例として示されており、以下の詳細に論述する。この開示は、本発明の例示として考慮されるべきであり、本発明を示された特定の実施例に限定することを意図するものではないことを理解すべきである。さらに理解されるべきことは、この適用に関するこのセクションのタイトル（本発明の装置の説明としての実施例の詳細な記載）は、米国特許庁の要件に関連しており、ここに開示した主題を限定すべく開示するものではない。
【００２７】
ここで図面を参照すると、一般的に、温度計１０として参照される典型的な温度センサーを示している。温度計１０は、「リキッド・イン・ガラス」型温度計であって、一般的に水銀やアルコールなどの温度測定又は温度感受性液体を含有している。当業者に理解されるであろう事柄は、本発明の記述において「ガラス」なる用語が使用されているが、特定のプラスティックなどの（透明度、強度、引っかき耐性、殺菌に対する抵抗性などの）典型的な温度測定特性を有する種々の熱伝導性材料は、本発明の新規な範囲から逸脱することなく使用されてもよい、ということである。
【００２８】
温度計１０は、典型的に薄くそれに規定されるボア１４を有し、両端がシールされた、キャピラリーチューブ又はステム１２を備えている。液体リザーバーを備えているバルブ１６は、キャピラリーチューブ１２の一つの端部に設けられており、且つ、一般的に温度測定用液体１８で満たされている。キャピラリーチューブ又はステム１２の第１端部をシールしているバルブ１６は、ボア１４に液体連通しており、ボア１４は、バルブ１６と一体的に形成されていてもよい。リキッド・イン・ガラス型温度計の制御において、温度は、ボア１４の液体の高さにより測定される。温度測定用液体１８は、ボア１４内部の圧力の変化の結果として上昇したり降下したりし、測定されるボディーの温度の増加又は減少により惹き起こされる。
【００２９】
液体１８は、温度計１０のキャピラリーチューブ又はステム１２の内部にて容易に視覚可能となるように、好ましく着色されている。当業者に理解されるであろう事柄は、自然に着色された温度測定用液体又は温度計１０のキャピラリーチューブ又はステム１２の製造に使用される材料に対してコントラストを自然に提供する一つは、本発明の新規な範囲から逸脱することなく、着色又はコントラスト材料を添加することなく使用されてもよい、ということである。
【００３０】
本発明において、イオン性液体は、温度計１０に使用される温度測定用液体１８である。本発明に有用な意図されるイオン性液体に関するより詳細な記載は、以下で行われている。
【００３１】
温度計１０はさらに、試験されるこのボディーの温度を同定するための手段を提供するため、温度計において典型的に見出されるタイプの目盛り２０を備えている。当業者に理解されるであろう事柄は、設けられたこの目盛りは、種々の温度スケールのいずれでもよく、例えば、限定しないが、本発明の新規な範囲から逸脱することなく、摂氏や華氏などである。さらに、種々の寸法、形状又は色調であってもよいこの目盛りは、本技術分野において種々の公知の様式により（種々の部品又はこれに関連した）温度計１０に適用されてもよく、本発明の新規な範囲から逸脱することなく、温度計ボディー上に目盛りをエッチングすることにより、ディーキャル（ｄｅｃａｌ）を用いてこの上に目盛りを塗装することにより、この上にスケールを有するバッキング材料にて温度計に関連付けることにより、或いは、温度計を投射型又は電子的目盛りにて関連づけることにより行われてもよい。
【００３２】
本発明の好適実施例において、この目盛りは、約−１００℃〜＋４００℃の範囲の目盛りを含んでいる。また理解されるであろう事柄は、本発明の温度計１０は、本発明の新規な範囲から逸脱することなく、目盛りを有さず構築されてもよい、ということである。
【００３３】
イオン性液体は、実質的に蒸気圧を有さず且つ約−９０℃〜約４００℃の範囲の例外的に広い温度範囲の異なるイオンで構成された液体である［Ｈｏｌｂｒｅｙら、Ｃｌｅａｎ  Ｐｒｏｄ．  Ｐｒｏｃ．，１、２３３（１９９９年）；Ｗｅｌｔｏｎ、Ｃｈｅｍ．  Ｒｅｖ．，  ９９、２０７１（１９９９年）；Ｋｅｉｍら、Ａｎｇｒｅｗ．  Ｃｈｅｍ．  Ｉｎｔ．  Ｅｄ．，３９、３７７２、（２０００年）］
多くのイオン性液体は、有機系カチオン及び無機又は有機系であってもよいアニオンから構成されているが、通常弱く調製されており、分散的に負の荷電を有している。利用可能なイオン性液体の範囲は、非常に広く、潜在的に限定されていない。約１０１８の個々のイオン性液体が、イオン性液体の調製に現在利用されているカチオンのアルキル鎖置換パターンにおける単なる改質により調製されてもよい［Ｈｏｌｂｒｅｙら、Ｃｌｅａｎ  Ｐｒｏｄ．  Ｐｒｏｃ．，  １、２３３（１９９９年）］。この数は、例えば、アルキルオキシ鎖、カチオン型、アニオン型及び二つ以上のカチオンの混合物、アニオン又は両方が考慮されている場合、有意に低く見積もられるようである。
【００３４】
イオン性液体に最も多く一般的に用いられる有機系カチオンは、置換ピリジニウム、ピリダジニウム、ピリミヂイニウム、ピラジニウム、ピラゾリウム、イミダゾリウム、オキサゾリウム、トリアゾリウム、チアゾリウム、ピロリジニウム、ピペラジニウム、キノリニウム、イソキノリニウム、アンモニウム、及びフォスフォ二ウム誘導体である。カチオン性液体は、好ましくは、以下
【００３５】
【表５】
2005514616.tif 000007
【００３６】
【表６】
2005514616.tif 000008
の群からなる一般式に対応しており、Ｒ１及びＲ２は、独立して、ヒドリド、Ｃ１〜Ｃ６のアルキル基又はＣ１〜Ｃ６のアルコキシアルキル基であり、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９（以下、Ｒ３〜Ｒ９と略す）は、上記一般式に示されている場合、独立して、ヒドリド、Ｃ１〜Ｃ６のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ６のアルコキシアルキル基又はＣ１〜Ｃ６のアルコキシ基である。より好ましくは、Ｒ１及びＲ２の両方の基は、Ｃ１〜Ｃ４のアルキル基であって、一方がメチル基であり、Ｒ３〜Ｒ９は、一般式に示されている場合、好ましくヒドリドである。好適なのは、カチオン形成に必要のない全てのＲなる置換基は、ヒドリドであることである。
【００３７】
例示的なＣ１〜Ｃ６のアルキル基及びＣ１〜Ｃ４のアルキル基は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシル、２−エチルブチル、２−メチルペンチル及び同種の置換基を含んでいる。対応するＣ１〜Ｃ６のアルコキシ基は、カチオン性環にも結合された酸素原子に結合された上述のＣ１〜Ｃ６のアルキル基を含んでいる。アルコキシアルキル基は、アルキル基に結合されたエーテル基を有しており、且つ、全体で６つの炭素原子以上を有している。
【００３８】
他の環構造に融合されていない単一の芳香族五員環を有するカチオンは、より好適である。例示的なカチオンは、
【００３９】
【表７】
2005514616.tif 000009
に示すものであり、ここで、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３〜Ｒ５は、存在する場合、上述に規定した通りである。
【００４０】
他の環構造へ融合していない単一の五員環を有するより好適なカチオンに関して、構造において一般式Ａに対応するイミダゾリウムカチオンは、特に好適であり、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３〜Ｒ５は、上述に規定した通りである。
【００４１】
【化７】
2005514616.tif 000010
１，３−ジ−（Ｃ１〜Ｃ６アルキル）−置換イミダゾリウム又は１，３−ジ−（Ｃ１〜Ｃ６アルコキシアルキル）−置換イミダゾリウムイオンは、さらに特に好適なカチオンである；つまり、一般式ＡのＲ３〜Ｒ５がそれぞれヒドリドであり、Ｒ１及びＲ２がそれぞれ独立に、Ｃ１〜Ｃ６のアルキル基又はＣ１〜Ｃ６のアルコキシアルキル基であるイミダゾリウムカチオンである。さらに特に好ましくは、１，３−ジ−Ｃ１〜Ｃ６アルキル基の一つがメチルである。
【００４２】
１−（Ｃ１〜Ｃ６アルキル）−３−（メチル）−イミダゾリウム［ｎが１〜６のＣｎ−ｍｉｍ］カチオン又はＣ１〜Ｃ６アルコキシアルキル−３−メチルイミダゾリウムカチオンは、さらに好適であり、ハロゲンは、好適なアニオンである。かかるさらに好適なカチオンは、以下の一般式Ｂに示す構造に対応する化合物により示されており、Ｒ１は、Ｃ１〜Ｃ６のアルキル又はＣ１〜Ｃ６のアルコキシアルキル基である。
【００４３】
【化８】
2005514616.tif 000011
最も好適には、窒素置換体は、Ｃ１〜Ｃ６のアルキル基であり、１，３−ジ−Ｃ１〜Ｃ６アルキル基の一つはメチルであり、Ｒ１及びＲ２の他のＣ１〜Ｃ６アルキル基は、Ｃ１〜Ｃ４のアルキル基であり、Ｒ３〜Ｒ５基は、ヒドリドである。
【００４４】
「存在する場合」なる用語は、全てではないカチオンが数字付けされた置換基の全てに存在する場合、置換Ｒ基に対して本願にてしばしば用いられている。
【００４５】
「実質的に欠損している」なる用語及び「実質的にフリーである」なる用語は、例えば、約５重量％未満の水が存在している場合を同義的に意味するのに用いられている。さらに好適には、組成物において、約１％未満の水が存在している場合である。同様の意味は、窒素含有塩基の存在に関して意図されている。
【００４６】
イオン性液体のアニオンは、親水性であっても疎水性であってもよい。例示的な親水性アニオンには、ハロゲン、シュードハロゲン及びＣ１〜Ｃ６のカルボキシレートを含んでいる。例示的な疎水性アニオンは、テトラフルオロボレート（ＢＦ４−）、ヘキサフルオロフォスフェート（ＰＦ６−）、トリフルオロアセテート（Ｆ３ＣＣＯ２−）、ペンタフルオロプロピオネート（Ｆ５Ｃ３Ｏ２−）、ビス（トリフルオロメタンースルフォニル）イミド（Ｔｆ２Ｎ−）、トリフルオロメタンスルフォネート（Ｔｆ−）などのポリフルオロＣ２〜Ｃ６カルボキシレート及び同種のアニオンを含んでいる。フッ素原子に共有的に結合している疎水性アニオンは、特に好適である。追加的で説明的な疎水性アニオンは、米国特許第５，８２７，６０２号明細書に開示されている。
【００４７】
一般的に使用されるアニオンには、無機ハロゲン及びシュードハロゲン（塩化物、臭化物、ナイトレート、サルフェート、アルキルサルフェート、スルフォネート）有機系カルボキシレート（酢酸、乳酸）、フッ化物（テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロフォスフェート、トリフルオロスルフォネート、トリフルオロアセテート、ビス（トリフルオロメタンスフロニル）イミド、ビス（パーフルオロエチルスルフォニル）イミド）及びハロメタレート（例えば、ＡｌＣｌ３塩化組成物）アニオンを含んでいる。
【００４８】
好適なのは、カチオン形成に必要でない全てのＲ基、つまり、上述のイミダゾリウム、ピラゾリウム、トリアゾリウム、ピロリジニウム及びピペラジニウムカチオン以外の化合物に関するＲ１及びＲ２以外のもの、が、ヒドリドであることである。従って、上述したカチオンは、以下に示す構造に対応する構造を好ましく有しており、Ｒ１及びＲ２は上述した通りである。
【００４９】
【表８】
2005514616.tif 000012
【００５０】
【表９】
2005514616.tif 000013
イオン性液体及び幾つかの典型的な温度測定用液体に関する作動温度範囲の比較は、表１に示している。この表に示すように、イオン性液体は、広範な作動温度範囲を有している。
【００５１】
表１
【００５２】
【表１０】
2005514616.tif 000014
ａ  第二イオン性液体のドープによる凝固点の降下に基づいている。
【００５３】
例示した１，３−ジ−Ｃ１〜Ｃ６アルキルイミダゾリウムイオン［（ｍｉｍ）］含有の、Ｒ１及びＲ２がメチル基であるイオン性液体に関する例示的な液化温度及び分解温度は、以下の表２に示している。１−アルキルピリジニウムカチオンを含有する他の代表的なイオン性液体に関するデータは、以下の表３に示している。
【００５４】
表２
【００５５】
【表１１】
2005514616.tif 000015
ａ）Ｎｇｏら、Ｔｈｅｒｍｏｃｈｉｍ．  Ａｃｔａ．、３５７、９７、２０００年
ｂ）Ｆａｎｎｉｎら、Ｊ．  Ｐｈｙｓ．  Ｃｈｅｍ．、８８、２６１４、１９８４年
ｃ）Ｗｉｌｋｅｓら、Ｃｈｅｍ．  Ｃｏｍｍｕｎ．、９６５、１９９２年
ｄ）Ｓｕａｒｅｚら、Ｊ．  Ｃｈｉｍ．  Ｐｈｙｓ．，９５、１６２６、１９９８年
ｅ）Ｈｏｌｂｒｅｙら、Ｊ．  Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、Ｄａｌｔｏｎ  Ｔｒａｎｓ．，２１３３、１９９９年
ｆ）Ｂｏｎｈｏｔｅら、Ｉｎｏｒｇ．  Ｃｈｅｍ．，３５、１１６８、１９９６年
ｇ）Ｖｉｓｓｅｒら、Ｇｒｅｅｎ．  Ｃｈｅｍ．，３、１５６、２００１年
表３
【００５６】
【表１２】
2005514616.tif 000016
全てではないカチオン及びアニオンの組み合わせは、イオン性液体をもたらす。従って、幾つかの例において、高い融解温度の個体が生成されてもよいが、これらの固体は、即座に同定され、使用されない。低い融解温度のイオン性液体の形成を統括するカチオン及びアニオンの分子的な特徴に関する全体的な検討は、イオン性液体システムの理解と新規の例の予知との両方を行うべく、活動的な研究の主題である。
【００５７】
室温以下で融解するイオン性液体は、室温イオン性液体として参照される。意図されたイオン性液体は、約２００℃以下の温度において液体であり、好ましくは、約１５０℃から約−５０℃の温度において液体である。かかる液体の例は、［Ｃ２ｍｉｍ］Ｃｌ／ＡｌＣｌ４、［Ｃ２ｍｉｍ］［ＢＦ４］、［Ｃ４ｍｉｍ］［ＰＦ６］及びｅｍｉｍ［ＮＴｆ２］であって、「ｍｉｍ」とは、１−置換−３−メチルイミダゾリウムイオンであり、「ｅ」又は「Ｃ２」とは１−エチルであり、Ｃ４は、１−ブチルである。さらに好ましくは、意図されるイオン性液体は、約１２０℃以下で約−４４℃以上にて液体（融解型）である。最も好適には、このイオン性液体は、環境温度において液体（融解型）であることである。これらイオン性液体の液体である範囲は、約−７２℃から約３５０℃以上であってもよい。
【００５８】
純粋な形態において、多くのイオン性液体は、室温以下に冷却すると、粘性を有するガラスを形成し、かかるイオン性液体を含有するＬＩＧの下限制御温度を限定している。イオン性液体の凝固点及び粘性は、一つ以上のその他のイオン性液体又は他のイオン性材料や有機系溶媒を混合することにより軽減されてもよく、剤型を製造する。かかる混合物は、混合物の粘性を有意に軽減すべく、種々の検討において示されている。
【００５９】
温度測定用流動体として使用可能な個々のイオン性液体又は混合物を評価することに関して、作動温度範囲、制御温度範囲におけるこの液体の線形的な膨張係数、イオン性液体の安定性及び漏れ又は破損に関する環境的な影響などの特性の範囲を考慮すべきである。
【００６０】
刊行されているレオロジー特性を有する公知のイオン性液体に関して、フッ化物アニオンを有する化合物は、最も低い粘性を有しており、これは、低い融点としばしば組み合わされる。この観点から、テトラフルオロボレートやビストリフィルイミドイオン性液体は、好適な粘性／温度特性を提供しているようである。しかしながら、純粋な形態において、このビストリフィルイミド塩は、良好に規定された結晶化温度を有し、−２５℃を超えると凝固し、低い温度での適用性を限定している。
【００６１】
二つ以上のイオン性液体が混合された処方では、融解／凝固点を抑制することにより且つ粘性を減少することによりシステムの凝固点を低下することに関する好適なオプションを提供する。これは、例えば、特定の組成物が、混合物の融解点を４０℃以上低下する混合されたカチオンを有する四級アンモニウムソシステムに関して、ＭａｃＦａｒｌａｎｅ及びその共同研究者により示されている［Ｓｕｎら、Ｊ．  Ｐｈｙｓ．  Ｃｈｅｍ．  Ｂ，１０２、８８５８、１９９８年］。第２のイオン性液体自体は、イミダゾリウムテトラクロロメタレート塩、例えば［Ｃ４ｍｉｍ］２［ＰｄＣｌ４］（茶）や［Ｃ４ｍｉｍ］２［ＮｉＣｌ４］（青）などの着色されたイオン塩であってもよく、或いは、着色剤がイオン性液体に溶解又は分散されてもよい。
【００６２】
イオン性液体は、種々の便利なホルダー内に含有されている。好ましくは、このホルダーは、ガラスで構成されていてもよく、或いは、さらに好ましくは、柔軟性を有するプラスティックであってもよいが、金属やセラミックスなどの他の材料を使用してもよい。
【００６３】
陰性液体に関する毒性的及び環境的効果に関して利用可能なデータはほとんど存在しないが、確信されるのは、環境におけるイオン性液体の降下は、二つ（以上）の組成イオンの加算であるはずである。幾つかのイミダゾリウム塩の活性は、抗静電気的及び防カビ性として報告されている。１−ヘキシロキシメチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートに関する急性毒性［Ｐｅｒｎａｋら、Ｉｎｄ．  Ｅｎｇ．  Ｃｈｅｍ．  Ｒｅｓ．，２００１年］が検討され、ラットに対するＬＤ５０は、１４００ｍｇ／ｋｇと報告されている。エーテルではなく短鎖のアルキル置換体を含有するカチオンは、さらに低い毒性を有すると考えられている。
【００６４】
また、記すべきことは、多く存在するイオン性液体は、例えば、アルキルアンモニウム、アルキルピリジニウム及びアルキルフォスフォ二ウム塩などの公知の四級アンモニウムに構造的に関連し、比較可能であり、これらは、工業的に広く使用され、且つ、家庭用としても、石鹸、界面活性剤、個人用製品及び食品のパッケージにも使用されている。廃棄の観点から、水溶性のイオン性液体は、非水溶性の疎水性イオン性液体のクラスの一つよりもより望ましい。
【００６５】
非イオン性液体共溶媒や溶質は、イオン性液体の物理的特性に関して意味深い効果を有することが示されてきている。融解点及び粘性は、例えば水、エタノール、ジメチルスルフォキシドや１−メチルイミダゾールなどの添加物を若干濃度（５％未満）存在させることにより有意に軽減されてもよい。
【００６６】
本願に引用した特許、適用例及び文献のそれぞれは、参照文として本願に取り込む。「一つ」の文献の使用は、一つ以上を含むことを意図されている。
【００６７】
上述から観察されるであろう事柄は、多くの改質及び変法は、本発明の真の精神及び範囲から解離することなく達成されてもよい、ということである。理解されるべき事柄は、示した特定の例に対して限定するものではなく、且つ、推論されるべきである、ということである。本願の開示は、請求項の範囲内におさまる添付した請求項の改変をカバーするものと意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の温度センサーの斜視図である。
【図１】
2005514616.tif 000023
【国際調査報告】
2005514616.tif 000024
2005514616.tif 000025