(57)【要約】【課題】色の変化により紫外線又は酸素を検出することが可能な検出素子及び検出シートを提供することにある。【解決手段】検出素子は、紫外線を受光することによりチタン（IV）錯体からチタン（III）錯体に変化するチタン錯体を有する受光層を具備する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を受光することによりチタン（IV）錯体からチタン（III）錯体に変化するチタン錯体を有する受光層
を具備する検出素子。
【請求項２】
請求項１に記載の検出素子であって、
前記チタン錯体は、酸素が供給されることによりチタン（III）錯体からチタン（IV）錯体に変化するチタン錯体である
検出素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の検出素子であって、
前記受光層は、溶液状又はゲル状である
検出素子。
【請求項４】
請求項３に記載の検出素子であって、
前記受光層は、樹脂と、前記樹脂に分散させた前記チタン錯体とを有する
検出素子。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の検出素子であって、
前記チタン（IV）錯体は酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体であり、前記チタン（III）錯体はチタン（III）トリアセチルアセトン錯体である
検出素子。
【請求項６】
請求項５に記載の検出素子であって、
前記酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体は、チタン（IV）テトラブトキシドとアセチルアセトンの混合により形成される
検出素子。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の検出素子であって、
前記受光層を覆う紫外線透過可能なガス透過シート
を更に具備する検出素子。
【請求項８】
請求項７に記載の検出素子であって、
前記ガス透過シートを覆う、紫外線透過可能であってガス非透過の再剥離・再貼付シート
を更に具備する検出素子。
【請求項９】
支持部材と、
前記支持部材上に形成される紫外線を受光することによりチタン（IV）錯体からチタン（III）錯体に変化するチタン錯体を有する受光層と、
前記受光層を覆う紫外線透過可能なガス透過シートと、
前記ガス透過シートを覆う、紫外線透過可能であってガス非透過の再剥離・再貼付シートと
を具備する検出シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出素子及び検出シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば光酸化剤と該光酸化剤によって酸化発色可能なロイコ染料とを内包したカプセルを用いた紫外線検出シートにより紫外線照射量測定することが提案されている（例えば特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８６０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のロイコ染料を用いた紫外線検出シートでは、紫外線を検出した後の検出シートは再利用することができない。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、色の変化により紫外線又は酸素を検出することが可能であり、再利用可能な検出素子及び検出シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る検出素子は、受光層を具備する。
上記受光層は、紫外線を受光することによりチタン（IV）錯体からチタン（III）錯体に変化するチタン錯体を有する。
【０００７】
本発明のこのような構成によれば、受光層として紫外線を受光することによりチタン（IV）錯体からチタン（III）錯体に変化するチタン錯体を用いることにより、紫外線照射により色が変化する受光層を得ることができ、色の変化により紫外線の検出を行うことができる。
【０００８】
上記チタン錯体は、酸素が供給されることによりチタン（III）錯体からチタン（IV）錯体に変化するチタン錯体であってもよい。
【０００９】
このような構成によれば、受光層の色の変化により紫外線検出が可能であるのに加え、酸素の検出も可能となる。また、チタン（III）錯体とチタン（IV）錯体の構造変化は可逆反応であり、検出素子を繰り返し、紫外線検出、酸素検出に用いることが可能である。
【００１０】
上記受光層は、溶液状又はゲル状であってもよい。
このように、チタン錯体が構造変化可能となるように、受光層は溶液状或いはゲル状であることが望ましい。
【００１１】
上記受光層は、樹脂と、上記樹脂に分散させた上記チタン錯体とを有してもよい。
このように、例えばチタン錯体が溶液状であれば、樹脂にチタン錯体を分散させたゲル状の状態として受光層を構成してもよい。
【００１２】
上記チタン（IV）錯体は酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体であり、上記チタン（III）錯体はチタン（III）トリアセチルアセトン錯体であってもよい。
【００１３】
上記酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体は、チタン（IV）テトラブトキシドとアセチルアセトンの混合により形成されてもよい。
【００１４】
上記受光層を覆う紫外線透過可能なガス透過シートを更に具備してもよい。
このように受光層を保護し、受光層を覆うガス透過シートを設けてもよい。
【００１５】
上記ガス透過シートを覆う、紫外線透過可能であってガス非透過の再剥離・再貼付シートを更に具備してもよい。
【００１６】
再剥離・再貼付シートは貼り付けと剥離が繰り返し可能に構成され、ガス透過シートを覆うよう貼ったり、ガス透過シートが空気中に露出するように?がしたりすることができる。再剥離・再貼付シートを設けることにより、検出素子により紫外線を検出する際、再剥離・再貼付シートでガス透過シートを覆い、受光層に酸素が供給されない状態を形成することができる。
受光層は紫外線が照射されることにより、チタン（IV）錯体からチタン（III）錯体に変化し、例えばオレンジ色から黒色に変化する。そして、紫外線検出後、再剥離・再貼付シートを剥がすことにより受光層に酸素が供給されると、受光層はチタン（III）錯体からチタン（IV）錯体に変化し、黒色からオレンジ色に再び紫外線検出が可能となる状態となる。
このように再剥離・再貼付シートを設けることにより、繰り返し紫外線検出を行うことができる。尚、受光層が示す色調は、チタン錯体製造時のチタン（IV）テトラブトキシドとアセチルアセトンの配合比率により変化し、配合比率によって上述したオレンジ色が黄色であったり、黒色が深い緑色であったりし、上述のオレンジ色及び黒色は一例にすぎない。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る検出シートは、支持部材と、受光層と、ガス透過シートと、再剥離・再貼付シートとを具備する。
上記受光層は、上記支持部材上に形成され、紫外線を受光することによりチタン（IV）錯体からチタン（III）錯体に変化するチタン錯体を有する。
上記ガス透過シートは、上記受光層を覆う紫外線透過可能なシートである。
上記再剥離・再貼付シートは、上記ガス透過シートを覆う、紫外線透過可能であってガス非透過のシートである。
【発明の効果】
【００１８】
以上述べたように、本発明によれば、色の変化により紫外線又は酸素を検出することができる検出素子及び検出シートを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る検出シートの斜視図である。
【図２】図１に示す検出シートの断面模式図である。
【図３】図１に示す検出シートの受光層の特性を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る検出シートの概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る検出シートについて説明する。図１は、検出素子を有する検出シートの斜視図、図２はその断面模式図である。本実施形態における検出シートはパッチタイプのもので、任意の場所に貼り付け可能に構成される。例えばヒト、ヒトが身に着ける衣類や帽子といった装着品、傘等あらゆるところに貼り付け可能に構成され、紫外線を検出することが可能である。
【００２１】
検出シート１は、支持シート１０と、検出素子２０とを具備する。
支持シート１０は検出素子２０を支持するシートである。支持シート１０は、平面形状が矩形を有し、支持部材１１と剥離シート１２と粘着層１３を有する。支持部材１１の一方の面には検出素子２０が形成され、他方の面には粘着層１３が形成されている。支持部材１１と剥離シート１２とは粘着層１３を介して貼りあわされており、剥離シート１２を剥離することにより粘着層１３が露出し、この粘着層１３により任意の場所に検出シート１を貼り付けることができる。
【００２２】
支持部材１１には、例えばウレタン不織布、塩化ビニル、ウレタンフィルム、オレフィンフィルム、伸縮性綿布等の材料が用いられる。粘着層１３には、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等の材料が用いられる。
【００２３】
検出素子２０は、受光層２２と、透過ガスシート２１と、再剥離・再貼付シート２３を具備する。
【００２４】
受光層２２は、樹脂と、該樹脂に分散されるチタン錯体を有する。
チタン錯体は、紫外線を受光することによりチタン（IV）錯体からチタン（III）錯体に変化し、更に、酸素が供給されることによりチタン（III）錯体からチタン（IV）錯体に変化する。
【００２５】
本実施形態においては、紫外線を受光する前のチタン（IV）錯体が、酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体であり、紫外線を受光した後のチタン（III）錯体がチタン（III）トリアセチルアセトン錯体であるチタン錯体を用いた。
【００２６】
下記（２）式で示される酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体は、下記（１）式で示されるチタン（IV）テトラブトキシドとアセチルアセトン（C5H８O2）を混合することによって形成される溶液である。
【００２７】
【化１】
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【００２８】
【化２】
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【００２９】
下記反応式（３）のように、チタン（IV）錯体である酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体（Ti（IV）O(C5H7O2)２）は、紫外線を受光することにより、チタン（III）錯体であるチタン（III）トリアセチルアセトン錯体（Ti(III)(C5H7O2)３）に変化する。また、チタン（III）錯体であるチタン（III）トリアセチルアセトン錯体は、酸素が供給されることにより、チタン（IV）錯体である酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体に変化する。
【００３０】
【化３】
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【００３１】
チタン（IV）錯体である酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体は、オレンジ色を呈する。チタン（III）錯体であるチタン（III）トリアセチルアセトン錯体は、黒色を呈する。上述の反応式で示されるように、紫外線の受光、酸素の供給により、酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体とチタン（III）トリアセチルアセトン錯体との間で可逆反応が生じる。
【００３２】
図３は、受光層２２の光吸収波長スペクトルを示す図であり、紫外線受光前後の酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体とチタン（III）トリアセチルアセトン錯体それぞれの光吸収波長スペクトルを示す図である。図３において実線で示されるのが紫外線受光前の酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体の光吸収スペクトルであり、点線で示されるのが紫外線を受光し色が変化した後のチタン（III）トリアセチルアセトン錯体の光吸収スペクトルである。図３に示すように、紫外線受光前のオレンジ色を呈する酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体は、紫外線受光後ではチタン（III）トリアセチルアセトン錯体に変化すると光吸収スペクトルが変化し、黒色を呈する。
【００３３】
また、黒色を呈するチタン（III）トリアセチルアセトン錯体は、酸素が供給されると、酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体に変化して光吸収スペクトルが変化し、オレンジ色を呈する。
【００３４】
チタン錯体の色の色調は、チタン錯体を形成する際に用いるチタン（IV）テトラブトキシドとアセチルアセトンとの配合比率によって変化する。表１は、チタン（IV）テトラブトキシドとアセチルアセトンとの配合比率条件を変えて混合して得たチタン錯体の色変化を評価したものである。表１において、目視で色の変化が大変確認しやすいものに二重丸◎、確認しやすいものに一重丸〇、確認しにくいものに三角△の評価を付した。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１に示すように、チタン（IV）テトラブトキシドとアセチルアセトンとの配合比率（チタン（IV）テトラブトキシド／アセチルアセトン）をモル濃度で１／３〜１とすることにより目視で色の変化が確認しやすいものとなり、特にモル濃度比が１／２の時が良好であった。尚、配合比率により受光層の色調は異なり、上述したオレンジ色が黄色であったり、黒色が深い緑色であったりし、上述のオレンジ色及び黒色は一例にすぎない。
【００３７】
受光層２２は、上記（３）の反応が速やかに行われるように、溶液状又はゲル状であることが望ましい。チタン（IV）テトラブトキシドとアセチルアセトンを混合することによって形成される酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体は溶液状である。
【００３８】
本実施形態においては、チタン（IV）テトラブトキシドとアセチルアセトンを混合することによって形成される酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体を、樹脂に分散させてゲル状の受光層２２とした。樹脂としては、チタン（IV）テトラブトキシドとアセチルアセトンとの相溶性があればとくに限定されないが、特にアクリル樹脂やエポキシ樹脂等を用いることができる。また、本実施形態においては、受光層２２をゲル状のものとしたが、チタン（IV）テトラブトキシドとアセチルアセトンを混合することによって形成される溶液状の酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体を受光層２２としても良い。
【００３９】
受光層２２の色の変化は紫外線の吸収量に依存して変化する。検出シート１は、受光層２２の色の変化により紫外線の有無の検出が可能であり、更に紫外線量の検出が可能となっている。
【００４０】
透過ガスシート２１は、受光層２２を覆い、保護するものである。透過ガスシート２１は酸素及び紫外線が透過可能に構成される。また、受光層２２の色の変化を確認するために、無色透明であることが望ましい。透過ガスシート２１は密閉袋状態に形成されており、内部に受光層２２が保持される。透過ガスシート２１は、内部に受光層２２を保持した状態で、支持シート１０の支持部材１１上に接着固定される。
【００４１】
再剥離・再貼付シート２３は、透過ガスシート２１を覆うように構成され、繰り返し剥離、貼り付けを行うことができる。再剥離・再貼付シート２３は、ガス非透過で紫外線が透過可能に構成される。また、受光層２２の色の変化を確認するために、無色透明であることが望ましい。再剥離・再貼付シート２３が貼り付けられ、受光層２２を内部に保持する透過ガスシート２１が完全に再剥離・再貼付シート２３に覆われている状態では、再剥離・再貼付シート２３によりガスは遮断され、受光層２２に酸素が供給されることはない。一方、再剥離・再貼付シート２３がはがされて透過ガスシート２１が露出された状態では、空気中の酸素は透過ガスシート２１を通過し受光層２２に供給可能な状態となる。
【００４２】
受光層２２に含まれるチタン錯体が酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体であり、再剥離・再貼付シート２３により透過ガスシート２１が覆われている状態では、検出素子２０は紫外線検出素子として機能する。紫外線を受光する前の検出素子２０はオレンジ色を呈している。そして、紫外線を受光すると、受光層２２に含まれるチタン錯体はチタン（III）トリアセチルアセトン錯体に変化し、受光層２２は黒色を呈する。この受光層２２の色の変化により紫外線を検出することができる。
【００４３】
受光層２２が黒色を呈する検出シート１の再剥離・再貼付シート２３が剥がされ、紫外線が照射されない環境下で受光層２２に大気中の酸素が供給されると受光層２２に含まれるチタン（III）トリアセチルアセトン錯体は酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体に変化し、オレンジ色を呈する。そして、再び再剥離・再貼付シート２３を貼り付けて透過ガスシート２１を覆うことにより、紫外線検出素子として再利用することができる。
【００４４】
受光層２２の色変化は、光吸収スペクトルの変化する領域をモニタリングできる光学機器や色差計等を用いて計測することにより、紫外線照射量を定量的に把握することができる。例えば、上述の検出シート１をヒトが腕等に貼り付け、太陽光を浴びた後、検出シート１を取り外し、上述のような光学機器や色差計等を用いて紫外線照射量を計測することができる。或いは、このような装置は使用せず、ユーザが目視により色の変化を確認することにより紫外線を多く浴びているか等を確認してもよい。
【００４５】
以上のように、検出素子２０は、紫外線を受光することによりチタン（IV）錯体からチタン（III）錯体に変化するチタン錯体を有する受光層を具備することにより、受光層の色の変化から、容易に紫外線を検出することができる。更に、受光層は、酸素が供給されることによりチタン（III）錯体からチタン（IV）錯体に変化するので、再度この検出素子を紫外線検出に用いることができ、繰り返し検出を行うことができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
図４は第２の実施形態に係る検出シート１０１の斜視図である。第１の実施形態の検出シート１と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
検出シート１０１は、支持シート１１０と、検出素子２０を有している。支持シート１１０の基本的な構成は上述の支持シート１０と同様である。第２の実施形態では、支持シート１１０の検出素子２０が配置されている面に、検出素子２０と隣りあって色調確認領域３０が設けられている。この色調確認領域３０は、紫外線受光量とその受光量に対応した受光層２２の色見本が提示されている。ユーザは、色調確認領域３０に提示されている色見本から、浴びた紫外線量が多い、中くらい、少ない、の３段階で、目視により簡易的に判断することが可能となっている。尚、ここでは、色見本を３段階の色調で表したが、これに限定されない。例えば、紫外線受光量に応じた色の変化を連続体で示してもよい。
【００４７】
（第３の実施形態）
上述の実施形態においては、検出素子２０を紫外線検出素子として用いたが、酸素検出素子として用いることもできる。
例えば、真空パックの袋内に、酸素検出素子を配置し、真空パックの真空が破壊されているか否かを確認することができる。
酸素検出素子は、受光層と、該受光層を内部に保持する密閉袋状の透過ガスシートとからなる。受光層及び透過ガスシートとしては、上述の受光層２２及び透過ガスシート２１を用いることができる。
【００４８】
例えば食品用の真空パックに適用した例をあげて説明する。
まず、食品が入った真空パック用の袋内に酸素検出素子をいれ、真空パックの袋内の空気を抜き内部を真空にする。真空パックされた袋を、紫外線下におき、受光層に含まれるチタン（IV）錯体である酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体を、チタン（III）錯体であるチタン（III）トリアセチルアセトン錯体に変化させる。これにより酸素検出素子は黒色を呈する。
【００４９】
その後、真空パックがユーザによって開封される前に、例えば配達中に目視ではわかりにくい小さい穴があき真空パック内の真空が破壊された場合、検出素子は、穴から入ってくる酸素によって、チタン（III）トリアセチルアセトン錯体から酸化チタン（IV）ビスアセチルアセトン錯体に変化し、オレンジ色を呈する。この検出素子の色の変化により、真空パックの真空破壊が目視で容易に確認可能となり、不良品であるか否かを判断することができる。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５１】
１  検出シート
１１  支持部材
２０  検出素子
２１  ガス透過シート
２２  受光層
２３  再剥離・再貼付シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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