(57)【要約】  【課題】大型化が容易で製造コストの安い温度表示ディバイスを提供する。  【解決手段】本発明の温度表示ディバイス１は複数の温度応答性セル２０ａ〜２０ｅを有している。各温度応答性セル２０はセル容器２１と温度応答性組成物２５とを有しており、温度応答性組成物２５はある温度（ＬＣＳＴ）以上では不透明になり、ＬＣＳＴ未満では透明になる。各温度応答性セル２０にはＬＣＳＴが異なる温度応答性組成物２５が配置されており、ＬＣＳＴが雰囲気温度以上の温度応答性セル２０は不透明になり、ＬＣＳＴが雰囲気温度未満の温度応答性セル２０は透明になる。各温度応答性セル２０はＬＣＳＴの昇順又は降順に並べられているので、ＬＣＳＴに対応した温度表示部１９を設けておけば、白濁した温度応答性セル２０と透明な温度応答性セル２０との境界にある温度表示部１９が雰囲気温度を示すことになる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セル容器と、前記各セル容器内に配置された温度応答性組成物とを有する温度応答性セルを複数個有する温度表示ディバイスであって、
前記各セル容器内部の前記各温度応答性組成物は、水を含有する溶媒と前記溶媒に混合された温度応答性ポリマーとを有し、
前記温度応答性ポリマーは、下限臨界溶液温度以上では前記温度応答性組成物を不透明にし、前記下限臨界溶液温度未満では前記温度応答性組成物を透明にするポリアクリル系物質が選択され、
前記温度応答性セルは、前記下限臨界溶液温度の昇順又は降順に並べられた温度表示ディバイス。
【請求項２】
前記溶媒は多価アルコールを含有する請求項１記載の温度表示ディバイス。
【請求項３】
前記温度応答性ポリマーは、前記水と前記多価アルコールとの配合比率で設定される前記下限臨界温度以上では前記温度応答性組成物を不透明にし、前記下限臨界溶液温度未満では前記温度応答性組成物を透明する請求項２記載の温度表示ディバイス。
【請求項４】
前記各温度応答性セルの前記配合比率は前記下限臨界温度が互いに異なるように設定された請求項２又は請求項３のいずれか１項記載の温度表示ディバイス。
【請求項５】
前記各温度応答性セルの前記配合比率は、前記下限臨界温度が一定温度ずつ異なるように並べられた請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の温度表示ディバイス。
【請求項６】
前記温度応答性セルは直線上に並べられた請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の温度表示ディバイス。
【請求項７】
前記温度応答性セルが直線上に並べられた列を２つ以上有する請求項６記載の温度表示ディバイス。
【請求項８】
前記温度応答性セルは一円周上に並べられた請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の温度表示ディバイス。
【請求項９】
前記温度応答性ポリマーは前記ポリアクリル系物質として、ポリ（N−アルキル置換アクリルアミド）とポリ（N−アルキル置換メタクリルアミド）のいずれか一方又は両方を含有する請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の温度表示ディバイス。
【請求項１０】
前記温度応答性組成物はゲル状にされた請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の温度表示ディバイス。
【請求項１１】
前記温度応答性組成物にはゲル化剤が添加された請求項１０記載の温度表示ディバイス。
【請求項１２】
前記各温度応答性セルを指示する位置に、前記各温度応答性セルの前記下限臨界温度に対応する記号が配置された請求項１乃至請求項１１のいずれか１項記載の温度表示ディバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は環境や物質の温度に関する情報を表示するディバイスに関するものであり、特定の温度においてその温度を表示する温度表示ディバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
温度を表示するディバイスには、大きく分けて、可逆性のものと不可逆性のものとがある。可逆性のものは測定部位の温度を刻一刻、表示するものであり、通常の温度測定に用いられる。一方、不可逆性のものは測定部位が特定の温度に達したことを表示・記録するものである。そのことにより、対象物が特定の温度に達したことをのちに知ることができるものである。本発明は前者の可逆性の温度表示ディバイスに関するものである。
【０００３】
温度を測定する対象物としては、気体、液体、固体などがあるが、これらの温度を測定するディバイスとして、古くから知られているものに、水銀温度計やアルコール温度計のように、液体をガラスなどの細管に封入して、その液体の温度による体積変化を細管に導き、そこに表示された温度目盛りで読み取るものがある。このような温度計は、下部の液だまり部位に封入した液体の体積変化によって認識するという原理上、大型化することが困難であり、そのため見にくかったり、遠くから見ることができないという欠点がある。すなわち、大型化するために液だまり部位を大きくすれば、熱平衡に達するまでの時間が長くなってしまい、応答性が極端に悪化するため大型化できないのである。
【０００４】
このような欠点を回避できるものとしては、サーミスタの電気抵抗やサーモカップルの起電力を電気回路で電気信号に変換し、メーターや液晶ディスプレイにデジタル表示にしたものがあり、その視認性のよさから、近年多く用いられるようになってきた。この場合には、表示の大きさをディスプレイの大きさでもって自由に変えることができるため、見やすい大きさにすることが容易である。しかし、このような電気的ディスプレイの価格は大きさと共に、急速に高価になる傾向があり、ハンディサイズ以上に大型化されたディスプレイを、安価に提供することは困難である。
【０００５】
そのほかに、温度による膨張係数の異なる2種の金属板を重ねたバイメタルを使用し、その変位を指針に伝えて表示するバイメタル式温度計や液体の温度による膨張圧の変化をブルドン管に導き、その変形を指針に伝えて表示する封入式温度計などがあるが、これらは丸型に限定されており意匠性に乏しく、また直径が２０ｃｍを超えるような大型のものはみあたらない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、大型化可能な温度表示ディバイスを安価に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、セル容器と、前記各セル容器内に配置された温度応答性組成物とを有する温度応答性セルを複数個有する温度表示ディバイスであって、前記各セル容器内部の前記各温度応答性組成物は、水を含有する溶媒と前記溶媒に混合された温度応答性ポリマーとを有し、前記温度応答性ポリマーは、下限臨界溶液温度以上では前記温度応答性組成物を不透明にし、前記下限臨界溶液温度未満では前記温度応答性組成物を透明にするポリアクリル系物質が選択され、前記温度応答性セルは、前記下限臨界溶液温度の昇順又は降順に並べられた温度表示ディバイスである。
請求項２記載の発明は請求項１記載の温度表示ディバイスであって、前記溶媒は多価アルコールを含有する温度表示ディバイスである。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の温度表示ディバイスであって、前記温度応答性ポリマーは、前記水と前記多価アルコールとの配合比率で設定される前記下限臨界温度以上では前記温度応答性組成物を不透明にし、前記下限臨界溶液温度未満では前記温度応答性組成物を透明する温度表示ディバイスである。
請求項４記載の発明は請求項２又は請求項３のいずれか１項記載の温度表示ディバイスであって、前記各温度応答性セルの前記配合比率は前記下限臨界温度が互いに異なるように設定された温度表示ディバイスである。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の温度表示ディバイスであって、前記各温度応答性セルの前記配合比率は、前記下限臨界温度が一定温度ずつ異なるように並べられた温度表示ディバイスである。
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の温度表示ディバイスであって、前記温度応答性セルは直線上に並べられた温度表示ディバイスである。
請求項７記載の発明は、請求項６記載の温度表示ディバイスであって、前記温度応答性セルが直線上に並べられた列を２つ以上有する温度表示ディバイスである。
請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の温度表示ディバイスであって、前記温度応答性セルは一円周上に並べられた温度表示ディバイスである。
請求項９記載の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の温度表示ディバイスであって、前記温度応答性ポリマーは前記ポリアクリル系物質として、ポリ（N−アルキル置換アクリルアミド）とポリ（N−アルキル置換メタクリルアミド）のいずれか一方又は両方を含有する温度表示ディバイスである。
請求項１０記載の発明は、請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の温度表示ディバイスであって、前記温度応答性組成物はゲル状にされた温度表示ディバイスである。
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の温度表示ディバイスであって、前記温度応答性組成物にはゲル化剤が添加された温度表示ディバイスである。
請求項１２記載の発明は、請求項１乃至請求項１１のいずれか１項記載の温度表示ディバイスであって、前記各温度応答性セルを指示する位置に、前記各温度応答性セルの前記下限臨界温度に対応する記号が配置された温度表示ディバイスである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の温度表示ディバイスは大型化が容易であり、また電気回路等も必要としないので安価に製造できる。また、温度応答性セルの形や配置に制限がないので、意匠性に富んだ温度表示ディバイスを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の温度表示ディバイスは、１）温度応答性セルとこれを装着する２）筺体とを有している。
【００１０】
この温度応答性セルは、特定の環境温度に対応して透明・白濁の変化を起こすように設計されており、温度に対するこの変化の応答速度は、セルの面積には無関係であるため、セルの面積をいくら大きくしても応答速度が低下することはなく、任意の大きさの温度表示ディバイスを比較的安価に作成することができる。すなわち、今まで現実的でなかったメートルサイズ以上のディバイスの作製の実現が可能になる。
【００１１】
この温度応答性セルの構造は、透明なセル容器に温度応答性組成物が充填され、密封された簡単なものである。必要に応じては、温度応答性セル内に温度変化によって生じる温度応答性組成物の体積変化を吸収する空間をダム機能として設けておくことが好ましい。この温度応答性セルは、違った温度で変化するように設定されている複数個を並べることで温度表示ディバイスを作成することができる。
【００１２】
以下に本発明本発明に用いる温度応答性組成物について説明する。
＜１．組成物＞
この温度応答性セルが特定の環境温度に対して透明・白濁の変化を起こす機能は、温度応答性セル内に配置された温度応答性組成物によってもたらされる。温度応答性組成物はＡ）温度応答性ポリマーと、Ｂ）水と、Ｃ）多価アルコールとを必須の組成とし、必要に応じて一価のアルコール、アニオン系界面活性剤、着色剤などが添加された組成物である。
【００１３】
この温度応答性組成物の透明・白濁の変化を起こす温度である下限臨界溶液温度は、
１）温度応答性ポリマーの種類と添加量、
２）多価アルコールの種類と添加量、
３）一価アルコールの種類と添加量、
４）アニオン系界面活性剤の種類と添加量
によって決定付けられる。
【００１４】
温度応答性ポリマーの種類はポリ（N−アルキル置換アクリルアミド）とポリ（N−アルキル置換メタクリルアミド）がシャープな変化を示す点で好ましい。これらの例としては、ポリ（N−シクロプロピルアクリルアミド）、ポリ（N−エチルアクリルアミド）、ポリ（N−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（N−ノルマルプロピルアクリルアミド）、ポリ（N、N−ジエチルアクリルアミド）及びこれらのメタクリルアミドなどである。これらの中でも、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）は特にシャープな変化を示すので、本発明においても最も好ましいポリマーである。
【００１５】
この温度応答性ポリマーの好ましい添加濃度は組成物全体の０．１重量％以上２０重量％以下の範囲内である。添加濃度が０．１重量％より薄いと白濁時の不透明性を十分に得る為には、温度応答性セルの厚みを厚くしなくてはならず、熱容量が増大するため応答性が遅くなる結果となり好ましくない。しかし、白濁時に半透明の状態を設定したい場合にはこの限りではない。濃度が２０重量％より濃いと、溶解が困難となり、シャープな変化が得られなくなる。
【００１６】
本発明に用いられる多価アルコールは化学構造中に水酸基を２つ以上有する化合物であり、例示すれば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセロール、等である。また、ポリアルキレングリコール類のような高分子であっても、水への溶解性が良好なものであれば、これらをも含めることができる。その例を挙げれば、ポリエチレングリコール、、ポリプロピレングリコール、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合体、などである。これらの分子量は水に溶解しうる限りにおいて制限はなく、オリゴマーから分子量が数百万程度のものまで使用可能である。
【００１７】
これらの多価アルコールは温度応答性組成物のＬＣＳＴ（Lower Critical Solution Temperature：下限臨界溶液温度）を降下させる作用が大きく、その添加量により、温度応答性ポリマーの水溶液である温度応答性組成物のＬＣＳＴを−３０℃付近にまで下げることが可能である。そして、添加量を微妙に調整することで、温度応答性組成物のＬＣＳＴを任意の温度に設定することができる。
【００１８】
たとえば、温度応答性ポリマーとしてポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）を使用した場合は、水だけを溶媒として用いた応答性ポリマーの水溶液のＬＣＳＴは３２.２℃であるが、これを水とエチレングリコールとの混合溶剤にした場合、水に対するエチレングリコールの比率を、混合溶媒に含まれる体積％でＸ％を添加すると、その時のＬＣＳＴ（Ｙ℃）は下記数式（１）で表される温度にある。
【００１９】
数式（１）：Ｙ＝−０．０００３Ｘ3＋０．００８２Ｘ2−０．４３２２Ｘ＋３２．２１
例えば、エチレングリコールを６０体積％（水４０体積％）とすると、ＬＣＳＴは−２９℃になる。
【００２０】
そしてこの添加量を正確に定めれば、ＬＣＳＴもまた正確に決定づけられる。その精度は１℃以内であり、さらに他のすべての要因をコントロールすれば、その精度を０．２℃とすることも可能である。
【００２１】
一価のアルコールもまた、上記の多価アルコールとほぼ同様にＬＣＳＴの低下効果を与えることができる。しかし、炭素数が３個以下の一価のアルコールは、その沸点が低く、使用中に蒸発し、組成変化を起こす可能性が高いという問題がある。また、炭素数が４以上のアルコールは、一般的に水に対する溶解性が悪く、多くを配合できないという問題がある。そこで、前記の多価アルコールに代えて一価のアルコールを使う大きな理由はない。粘度などの調整が必要な場合に、多価アルコールと共に、補助的に使う程度である。
【００２２】
アニオン系界面活性剤は、ＬＣＳＴを上昇させる効果があり、ＬＣＳＴを高温側に調整する際に必要となる。例えば、ＬＣＳＴの上昇に効果的な界面活性剤の例は、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウムである。前記のポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）水溶液の場合、溶液に対して、１重量％の添加でＬＣＳＴは８１℃に、２重量％の添加で９０℃まで上昇する。
【００２３】
この効果は、多価アルコールを含む混合溶媒においても認められる。すなわち、多価アルコールとアニオン系界面活性剤とを適時組み合わせることで、任意のＬＣＳＴを有する組成物を調合することができる。
【００２４】
本配合に着色剤を添加する効果は、本発明の温度応答性組成物が透明・白濁の変化を起こす際に、それに色合いを付与できることである。顔料や染料などを使用できるが、着色剤の光透過性の良いものが好ましい。着色剤の光遮蔽性があまり高いと、温度応答性ポリマーの溶液が透明・白濁の変化を起こしても、それを見えなくしてしまうので好ましくない。
【００２５】
本発明の温度応答性組成物は、さらにゲル化剤を添加することで、流動性のないゲル状にすることができる。また、別の方法として、別途、架橋性モノマーを配合し、それを重合させることでゲル化させることもできる。さらには、ポリ（ N-イソプロピルアクリルアミド）に架橋点を導入しておき、架橋剤を添加することでポリ（ N-イソプロピルアクリルアミド）自身を網目構造とすることでゲル化させることもできる。ゲル化させるメリットとしては、流動性がないため、白濁した組成物の安定性を向上させることができる。
【００２６】
＜２．セル容器＞
セル容器の材料としての条件は、透明性が高く、水と多価アルコールの混合溶剤に対して耐性があり、溶媒蒸気の透過性が低い材料からできていることが重要な条件である。このような材料の例としては、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、透明エポキシ樹脂などが挙げられる。多少透明性は劣るがポリオレフィン樹脂なども使用可能である。
【００２７】
セル容器の形状は球状、柱状、円筒状、平板上、円盤状など自由な形状にすることができる。これらの容器はビン状の容器に栓をした構造や、２枚の板をスペーサーを介して接合し、一定のギャップを有した構造、二枚のフィルムをヒートシールなどの方法で張り合わせたフレキシブルなシート構造などをとることができる。
【００２８】
また、セル容器の大きさは、特に限定はないが、現実的には、最小はミリサイズから最大はメートルサイズまで可能である。
しかし、セル容器のサイズが大きい場合には、セルの内容量が大きく、従って温度応答性セルの熱容量も大きくなり、環境温度と平衡状態になるまでに長い時間を要してしまうことになり、すなわち温度応答時間が長くなるため、多くの用途に対しては不都合になってしまう。
【００２９】
この問題を解決するためには、温度応答性セルの大きさが大きい場合には、温度応答性セルの厚みを薄くすることで、セル容量を減らし熱容量を小さくすることが大切である。具体的には温度応答性セルの内空間のギャップ厚みは０．３ｍｍ以上１０ｃｍ以下にすることが好ましい。こうすることでたとえ面積の大きい温度応答性セルであっても、温度応答時間を数分以内にすることができる。しかしながら、応答時間が長くても良い用途の場合には、セル容器の厚みを厚くしてもかまわない。
【００３０】
＜３．筐体＞
筐体は温度応答性セルを取り付ける支持体であって、複数の温度応答性セルを取り付ける場合は、それらを直線上に並べたり、円状に配列したりできるような形につくられる。また、筐体には文字や数字等の温度を表示する記号を記入させる役目も持っている。このような筐体は必ずしも、単独で用いる必要はなく、セル自身に筐体の役目を兼ねさせるような設計にしてよい。
【００３１】
＜４．温度表示ディバイス＞
本発明の温度表示ディバイスは、特定の間隔で別々の温度に設定されている複数個の温度応答性セルを並べて配置し、それぞれの温度応答性セルがその対応する設定温度において段階的に透明・白濁変化を起こすことで、環境温度を知ることができる。すなわち、新規な温度表示ディバイスを提供することができる。
【００３２】
このような温度表示ディバイスの特徴は、温度応答性セルの大きさを任意のサイズに設定できるため、従来の寒暖計や温度計よりサイズの大きなディバイスを容易に作製できることである。大きなサイズの温度計は遠くからでも温度の読み取りが可能となり、例えば、駅や公共施設、などにメートルサイズのディバイスを設置すれば、従来の寒暖計などと比べて、大幅に利便性を向上することができる。
【００３３】
また、別の特徴は設定温度を必ずしも一定の間隔にしなくても良く、良く使う領域を細かい間隔にし、それ以外の領域を荒い間隔にするという、読み取り間隔を、温度領域において自由に設定することができる。例えば、良く使う１５℃から３０℃の間を１℃間隔で設定した温度応答性セルを用い、それ以外の温度領域では、５℃間隔に設定するというようなことができる。
【００３４】
本発明の温度表示ディバイスは温度応答性セルが指示する位置に、各温度応答性セルに関連する温度を表示する数字や文字等の記号が配置されたものである。
具体的には、後述するように温度応答性セルの上に、その温度応答性セルのＬＣＳＴを示す数字を配置したり、温度応答性セルの近傍にその温度応答性セルのＬＣＳＴを示す数字を配置することである。また、温度を示す数字はＬＣＳＴに限定されず、例えば２つの異なるＬＣＳＴを有する温度応答性セルの間の位置に、各ＬＣＳＴの中間の値を表示することもできる。
【００３５】
また、別の特徴はおのおの温度応答性セルを、設定温度にしたがって順番に並べる必要は必ずしもなく、市松模様に並べたり、円状に並べたりすることも可能で、より意匠性の高いデザインが可能となる。
【００３６】
また、温度応答性セルを筐体の表裏に取り付け、必要な側を裏返して使ったり、観音開きの筐体や、折りたたみ可能な筐体など、ディバイスの筐体デザインもまた自由に設計できるものである。
【００３７】
本発明の温度表示ディバイスは、寒暖計や温度計として応用できるものであるが、大型の寒暖計や温度計として応用される場合に特に有用である。このような大型の温度計の設置場所は、駅や公共設備、公園、遊園地、スポーツ競技場、などである。また、数十メートルもの超大型のものなど新規な用途が期待できる。これら超大型のものは広告塔や高層ビルの壁面といった設置場所が考えられる。
【００３８】
温度応答性ホモポリマーの合成と精製：
＜合成例１＞ N-イソプロピルアクリルアミド（NIPAAmモノマー、（株）興人製）30gを酢酸エチル60gとトルエン90gの混合溶媒に溶解した。これに、重合開始剤（商品名「ナイパーBW」日本油脂（株）製）1.2gを添加、溶解した。この溶液を、攪拌機を有する容量０．５リットルのガラス製反応容器に移し、窒素気流下、55℃で6時間反応させた。反応終了後、室温で一晩放置したところ、溶媒からなる上層と生成ポリマーを含む下層に分離した。溶媒層をデカンテーションにより除去し、生成ポリマーを含む下層を得た。
【００３９】
精製） 得られた下層にテトラヒドロフラン７５０mlを加え溶解し、室温下、６リットルの石油エーテル中に滴下し再沈澱させた。沈殿物を濾過後、60℃で一晩乾燥させた。このようにして生成ポリマーを精製し、ポリ（ N-イソプロピルアクリルアミド）精製物を得た。
【００４０】
＜実施例１Ａ〜１Ｅ＞
蒸留水と多価アルコールであるプロピレングリコールとを下表１に示す割合でよく混合し、５種類の混合溶媒を調整した。この混合溶媒９９重量％に上述したポリ（ N-イソプロピルアクリルアミド）精製物の１重量％を添加し、５種類の温度応答性組成物１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅを得た。この組成物のＬＣＳＴを測定するとそれぞれ、１０℃、５℃、０℃、マイナス１０℃、マイナス２０℃であった。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
図１（ａ）、図１（ｂ）の符号１は本発明第一例の温度表示ディバイスを示している。温度表示ディバイス１は、支持体１２と、複数の変色部２ａ〜２ｅとを有している。
【００４３】
各変色部２ａ〜２ｅは同じ構造であり、図１（ｂ）の符号２によってその内部構造を示すと、変色部２は温度応答性セル２０と、表示部１９とを有している。支持体１２には窪み１５が等間隔で複数個横一列に形成されており、温度応答性セル２０はその窪みに１個ずつ配置されている。支持体１２の窪み１５が形成された側の面には有色の背面部材１３と、背面シート１１とが粘着剤を介して貼り合わされ、窪み１５配置された温度応答性セル２０が支持体１２から落下しないようになっている。
【００４４】
支持体１２の温度応答性セル２０が配置された側の面には、不透明であって、背面部材１３と異なる色のインク層１６が配置されている。インク層１６には所定形状の打ち抜き部１７が形成されており、上述した温度表示部１９は、打ち抜き部１７によって文字や数字が描かれることで構成されている。
【００４５】
温度表示ディバイス１を支持体１２の表面側から観察すると、打ち抜き部１７を通して支持体１２の裏面側が観察されるので、温度応答性組成物２５が白濁したときには、温度表示部１９の文字や数字が白くみえ、温度応答性組成物が透明なときには、温度表示部１９の文字や数字が、背面部材１３の色に見える。
【００４６】
各変色部２ａ〜２ｅに配置された温度応答性組成物のＬＣＳＴは左側から右側へ向かって高くされており、各温度応答性セル２０上の温度表示部１９として、各温度表示部１９が位置する温度応答性セル２０に封入された温度応答性組成物２５のＬＣＳＴが記載されている。従って温度表示部１９が表す数字は左側から右側へ向かって大きくなっている。
【００４７】
ここでは、各温度応答性セル２０ａ〜２０ｅにはそれぞれ上記実施例１Ｅ〜１Ａの組成物が配置されており、従って温度応答性セル２０ａ〜２０ｅ上に配置される数字は−２０、−１０、０、５、１０である。
【００４８】
この温度表示ディバイス１の雰囲気温度が−２０℃から１０℃の間で変化する場合、ＬＣＳＴが雰囲気温度よりも低い温度応答性セルでは温度応答性組成物が白濁するので、温度表示部１９の数字は白く見える。
【００４９】
他方、ＬＣＳＴが雰囲気温度よりも低い温度応答性セルでは温度応答性組成物が透明になり、背面部材１３の色が観察されるので、温度表示部１９の数字は背面部材１３の色に着色されて見える。
【００５０】
図１（ａ）の状態では、雰囲気温度が０℃と５℃の間の温度（例えば３℃）の場合であり、雰囲気温度よりもＬＣＳＴが低い温度応答性セル２０ａ〜２０ｃ上の数字−２０、−１０、０は白く見えるが、雰囲気温度よりもＬＣＳＴが高い温度応答性セル２０ｄ、２０ｅ上の数字５、１０は背面部材の色（ここでは黒）に見える。
【００５１】
このような温度表示ディバイス１は、例えば冷凍庫内に取り付ける温度表示ディバイスとして用いることができる。このディバイスにより冷凍庫内の温度に関する情報を知ることができる。
【００５２】
温度表示部１９はＬＣＳＴと同じ数字に限定されるものではなく、上述した第一例の温度表示ディバイス１と後述する他の例の温度表示ディバイスでは、対応するセルのＬＣＳＴの近似値であってもよい。また、表示部１９は数字に限定されず、例えば「暑い」や「寒い」等の文字であってもよいし、また絵であってもよい。
【００５３】
尚、ここでは、板状のアクリル樹脂フィルム枠状のアクリル樹脂をスペーサーとして用い、縦横が１５ｍｍ×２０ｍｍのサイズの２枚のアクリル樹脂フィルムを、スペーサーを挟み込んでギャップを２ｍｍにして張り合わせてセル容器２１を作製し、スペーサーの１箇所に直径１ｍｍの穴を開けて注入口とし、注入口から上述した温度応答性組成物２５を各セル容器２１に別々に注入した後、各注入口をエポキシ樹脂で封止して温度応答性セル２０ａ〜２０ｅを作製した。
【００５４】
支持体１２は４０ｍｍ×１４０ｍｍのポリエチレンテレフタレートのフィルムとし、これの中央部分に、左より−２０、−１０、０、５、１０の数字を透明抜きにして温度表示部１９ａ〜１９ｅを作製し、他の部分を青色でベタ印刷を施した。更に、その温度表示部１９ａ〜１９ｅが形成された部分を熱プレスにより窪ませ、この窪みに前記の温度応答性セル２０ａ〜２０ｅをはめこんで取り付けた。背面には黒色の背面部材１３を設け、さらに背面シート１１としてポリエチレンテレフタレートフィルムをあてがって、支持体１２との間を粘着剤で張り合わせた。
【００５５】
＜実施例２Ａ〜実施例２Ｋ＞
蒸留水とエチレングリコールを種々の割合で混合し、９種類の混合溶媒を調整した。この混合溶媒９９重量％に、上述したポリ（ N-イソプロピルアクリルアミド）精製物の１重量％を添加し、９種類の組成物を調整した。
【００５６】
これらの組成物のＬＣＳＴを測定し、次に、エチレングリコールの配合割合とＬＣＳＴの相関関係をプロットし、グラフを得た。
【００５７】
そのグラフを図２に示す。尚、図２の縦軸は曇り点（cloud point)であって、組成物が白濁した時の温度を示している。また横軸は組成物中の多価アルコール（エチレングリコール）の添加量を示している。
【００５８】
このグラフのフィットネスカーブを３次式で求めたところ、０．９９９６の高い相関係数で上述した相関式（１）（Ｙ＝−０．０００３Ｘ3＋０．００８２Ｘ2−０．４３２２Ｘ＋３２．２１）を得た。この数式（１）を用いることで、任意のＬＣＳＴを有する組成物を調合することができる。
【００５９】
２０℃から３０℃まで正確に１℃刻みとなるような組成物を調整するために、上記の相関式（１）から、蒸留水とエチレングリコールとの割合を計算し、その結果を下表２に示した。
【００６０】
【表２】
2005172544.tif 000004
【００６１】
この表２にしたがって、蒸留水とエチレングリコールとをよく混合し、１１種類の混合溶媒を調整した。この混合溶媒９９重量％に、上述した合成例１のポリ（ N-イソプロピルアクリルアミド）精製物の１重量％を添加し、１１種類の温度応答性組成物（実施例２Ａ〜実施例２Ｋの温度応答性組成物）を得た。この組成物のＬＣＳＴを測定すると、２０℃から３０℃まで正確に１℃刻みであった。
【００６２】
これらの組成物を、直径が８ｍｍで長さが４０ｍｍのガラス製の試験管３１ａ〜３１ｋに注入し、ポリエチレン製の蓋３２ａ〜３２ｋを用いて各温度応答性組成物３５ａ〜３５ｋを密封した（図３）。
【００６３】
細長形状であって、２０℃から１℃刻みで３０℃までのＬＣＳＴを有する１１種類の温度応答性セル３０ａ〜３０ｋが得られた。
【００６４】
これら１１種類の温度応答性セル３０ａ〜３０ｋを室温で撮影した写真を図４に示す。写真を撮ったときの室温は２２．４℃であったため、この温度未満のＬＣＳＴを有する温度応答性セル３０ａ〜３０ｃは白濁し、それ以上のＬＣＳＴを有する温度応答性セル３０ｄ〜３０ｋは透明である。
【００６５】
これらの温度応答性セル３０ａ〜３０ｋを筐体に取り付けることにより、温度表示ディバイスを作製することが可能である。
【００６６】
次に、これらの温度応答性セル３０ａ〜３０ｋを用いた温度表示ディバイスについて説明する。
図５の符号４は本発明第二例の温度表示ディバイスを示している。この温度表示ディバイス４は細長の支持体４１と、複数の温度応答性セル３０ａ〜３０ｋと、温度応答性セル３９ａ〜３９ｋと同じ数の温度表示部３９ａ〜３９ｋとを有している。
【００６７】
支持体４１には細長の孔が互いに平行に支持体４１の長手方向に沿って列設されている。温度応答性セル３０ａ〜３０ｋは細長であって、１つの孔に１つずつ取り付けられて支持体４１に配置されている。従って各温度応答性セル３０ａ〜３０ｋは支持体４１の長手方向に沿って一列に並べられた状態になっている。
【００６８】
温度表示部３９ａ〜３９ｋは、各温度応答性セル３０ａ〜３０ｋの長手方向の延長線上であって、かつ、温度応答性セル３０ａ〜３０ｋの並べられた方向に沿った直線上に１個ずつ配置されている。ここでは、温度表示部３９ａ〜３９ｋは温度応答性セル３０ａ〜３０ｋの右側にそれぞれ配置されている。
【００６９】
温度応答性セル３０ａ〜３０ｋに配置された温度応答性組成物のＬＣＳＴは、下側から上側に向かって高くされている。各温度表示部３９ａ〜３９ｋは板と、板の表面に印刷された数字とで構成されており、その数字は隣接する温度応答性セル３０ａ〜３０ｋのＬＣＳＴと一致しているので、温度表示部３９ａ〜３９ｋが表す数字は下側から上側に向かって大きくなっている。ここでは、各温度応答性セル３０ａ〜３０ｋには上述した実施例２Ａ〜２Ｋの温度応答性組成物が配置されており、従って温度表示部３９ａ〜３９ｋが表す数字は、下から２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０である。
【００７０】
支持体４１の温度表示部３９ａ〜３９ｋが取り付けられた面とは反対側の面には、不図示の背面部材が取り付けられている。この背面部材は不透明であって、温度応答性組成物が不透明なときとは異なる色に着色されているので、温度表示ディバイス４の雰囲気温度が温度応答性セル３０ａ〜３０ｋの最低ＬＣＴＳから最高ＬＣＴＳ（ここでは２０℃から３０℃）の間で変化する場合、ＬＣＳＴが雰囲気温度未満の温度応答性セル３０ａ〜３０ｄでは温度応答性組成物が不透明になり、白色に着色され、不透明となるが、ＬＣＳＴが雰囲気温度以上の温度応答性セル３０ｅ〜３０ｋでは温度応答性組成物が透明になり、背面部材の色が観察されるので、温度応答性セル３０ｅ〜３０ｋが背面部材の色に着色して見える。
【００７１】
例えば、雰囲気温度が２３．５℃の場合は、ＬＣＳＴが該雰囲気温度よりも高い温度応答性セル３０ｅ〜３０ｋは背面部材の色に着色され、ＬＣＳＴが該雰囲気温度よりも低い温度応答性セル３０ａ〜３０ｄは白色に見える。
【００７２】
従って、雰囲気温度は、白濁して見える温度応答性セル３０ａ〜３０ｄのＬＣＳＴの下限と、背面部材の色に直色して見える温度応答性セル３０ｅ〜３０ｋのＬＣＳＴの上限との間であることがわかる。
【００７３】
以上は、温度応答性セル３０ａ〜３０ｋが一列に並べられた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図６の符号５は本発明第三例の温度表示ディバイスを示している。
【００７４】
この温度表示ディバイス５は、温度応答性セル３０ａ〜３０iが支持体５１状に直線上に並べられた列を２つ有しており、各温度応答性セル３０ａ〜３０iに対応する温度表示部３９ａ〜３９iは、それぞれ温度応答性セル３０ａ〜３０iの右側に配置されているので、温度表示部３９ａ〜３９iも２列に並べられたことになる。
【００７５】
この温度表示ディバイス５も上述した第二例の温度表示ディバイス４の場合と同様の背面部材が取り付けられており、ＬＣＳＴが雰囲気温度以上の温度応答性セル３０ｄ〜３０iは背面部材の色に着色され、ＬＣＳＴが雰囲気温度未満の温度応答性セル３０ａ〜３０ｃが白色に直色されて見える。
【００７６】
例えば、各列が配置された支持体５１を２つに分割し、分割された支持体５１同士を蝶番で止めれば折りたたみ式の温度表示ディバイス５となる
以上は温度応答性セル３０ａ〜３０ｋが直線上に並べられた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７７】
図７の符号６は本発明第四例の温度表示ディバイスを示しており、この温度表示ディバイス６は上述した細長の温度応答性セル３０ａ〜３０ｋを複数個有しており、各温度応答性セル３０ａ〜３０ｋはある一点を中心として支持体６１に放射状に取り付けられている。従って、各温度応答性セル３０ａ〜３０ｋは同一円周上に並べられた状態で支持体６１上に配置されている。
【００７８】
各温度表示部３９ａ〜３９ｋは各温度応答性セル３０ａ〜３０ｋの延長線上であって、温度応答性セル３０ａ〜３０ｋが並べられた円周の中心から一定距離離れた位置に配置されており、従って各温度表示部３９ａ〜３９ｋは温度応答性セル３０ａ〜３０ｋが並べられた円周の中心と同じ中心を有する円周上に並べられている。ここでは、各温度表示部３９ａ〜３９ｋは支持体６１に印刷された数字で構成されている。
【００７９】
温度応答性セル３０ａ〜３０ｋに配置された温度応答性組成物のＬＣＳＴは、左側下方に配置された温度応答性セル３０ａから右側下方に配置された温度応答性セル３９ｋに向かって時計回りに高くされている。ここでは、各温度応答性セル３０ａ〜３０ｋには上述した実施例２Ａ〜２Ｋの温度応答性組成物が配置されており、従って温度表示部３９ａ〜３９ｋが表す数字は、左下から右下に向かって時計回りに２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０である。
【００８０】
この温度表示ディバイス６も上述した第三、四例の温度表示ディバイスと同様の背面部材が取り付けられており、ＬＣＳＴが雰囲気温度未満の温度応答性セルは白色に着色されて見えるが、ＬＣＳＴが雰囲気温度以上の温度応答性セルは背面部材の色に着色されて見える。
【００８１】
このように、本発明の温度表示ディバイスでは、温度応答性セル３０ａ〜３０iの位置や並べ方は特に限定されるものではなく、また、各温度応答性セル３０ａ〜３０iに対応する温度表示部３９ａ〜３９iの位置や並べ方も特に限定されるものではない。
【００８２】
次に、大型の温度表示ディバイスについて説明する。図８の符号８は本発明第五例の温度表示ディバイスを示している。この温度表示ディバイス８では、セル容器９１ａ〜９１ｌは大面積の樹脂板が貼り合わされて構成されており、従って温度応答性セル９０ａ〜９０ｌの平面形状が大きくなっている。
【００８３】
ここでは、各温度応答性セル９０ａ〜９０ｇが大型の支持体８１上に２列に並べられている。ここでは、左方の列では温度応答性セル９０ａ〜９０ｆの右側には温度表示部８９ａ〜８９ｆが配置され、右方の列では温度応答性セル９０ｇ〜９０ｌの左側に温度表示部８９ｇ〜８９ｌが配置されている。
【００８４】
左方の列では温度応答性セル９０ａ〜９０ｆに配置された温度応答性組成物９５ａ〜９５ｆのＬＣＳＴは下側から上側に向かって高くされ、右側の列では９０ｇ〜９０ｌに配置された温度応答性組成物９５ｇ〜９５ｌのＬＣＳＴは上側から下側に向かって高くされている。
【００８５】
本発明の温度表示ディバイス８では、温度応答性セル９０ａ〜９０ｌが大型化しても、その厚みが小さければ温度応答性が低下しないので、各温度応答性セル９０ａ〜９１ｌの面積を大きくすることが可能であり、従って温度表示ディバイス８全体を大きくすることが容易である。
【００８６】
例えば、セル容器は１２０ｍｍ×１２０ｍｍの大きさのアクリル樹脂製の板を隙間を持って互いに貼り合わせたものを用い、温度応答性組成物は実施例２Ａ〜２Ｋと同様にして配合し、２０℃から３１℃まで正確に１℃刻みの１２枚の大型の温度応答性セルを用意し、このセルを筐体（支持体）に取り付け、全体の大きさが縦１００ｃｍ、横４４ｃｍの大型の温度計を作製することができる。
【００８７】
＜実施例３＞
蒸留水８９体積％とエチレングリコール１１体積％とをよく混合し、混合溶媒を調整した。この混合溶媒９８重量％に上記で得られたポリ（ N-イソプロピルアクリルアミド）精製物１重量％と、ジェランガムであるゲル化剤１重量％を混合し、２０℃でポリ（ N-イソプロピルアクリルアミド）精製物を溶解させ、（この時点でジェランガムは溶解していない）、温度応答性組成物を得た。
【００８８】
一辺が１２０ｍｍの正方形形状であって、厚みが２ｍｍのアクリル板を２枚用意し、これらのアクリル板を、外周が一辺１２０ｍｍの正方形、内周が一辺１００ｍｍ正方形であって、厚みが５ｍｍのアクリル樹脂製の窓枠（スペーサー）を挟んで貼り合わせ、セル容器を作成した。このセル容器のスペーサーの１箇所に直径１ｍｍの穴を開けて注入口とし、上述した温度応答性組成物を注入孔から注入した後、注入口をエポキシ樹脂で封止し、温度応答性セルを作成した。
【００８９】
得られた温度応答性セルを、加熱温度８５℃のオーブン内に８時間入れて加熱することで、ジェランガムを溶解させた（加熱温度は温度応答性組成物のＬＣＳＴよりも高いので、この時点で、温度応答性ポリマーであるポリ（ N-イソプロピルアクリルアミド）は析出し、溶液は白濁している）。
【００９０】
次にこれをオーブンから取り出し、２０℃まで冷却した。ポリ（ N-イソプロピルアクリルアミド）は再溶解し、溶液は透明となり、ほぼ同時に溶液はゲル化した。このようにして、ゲル化した組成物を有する温度応答性セルを得た。この温度応答性セルのＬＣＳＴを測定すると、ゲル化させていない実施例２Ｉの温度応答性セルと同じ２８℃であった。また、透明・白濁を、繰り返し変化させてもその可逆変化の様子は変わることなく、十分な耐久性のあることが確認できた。
【００９１】
ゲル化した温度応答性組成物はゲル化によって流動性が失われているため、このような組成物を用いればより安定した温度表示ディバイスを得ることができる。本発明に用いることのできるゲル化剤はジェランガムに限定されず、温度応答性組成物を吸収し、膨潤する膨潤性物質であれば、キサンタンガム、ローカストビーンガム、グアーガム、ペクチン、カラギーナン等種々のものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】（ａ）、（ｂ）：本発明第一例の温度表示ディバイスを説明する平面図と断面図
【図２】ＬＣＳＴと多価アルコールの添加量との相関関係を示すグラフ
【図３】温度応答性セルの一例を説明する図
【図４】温度変化による温度応答性組成物の変化を説明する写真
【図５】本発明第二例の温度表示ディバイスを説明する図
【図６】本発明第三例の温度表示ディバイスを説明する図
【図７】本発明第四例の温度表示ディバイスを説明する図
【図８】本発明第五例の温度表示ディバイスを説明する図
【符号の説明】
【００９３】
１、４、５、６、８……温度表示ディバイス    ２０、２０ａ〜２０ｅ、３０ａ〜３０i、９０ａ〜９０ｇ……温度応答性セル    ２１、３１ａ〜３１ｋ：セル容器    ２５、３５ａ〜３５ｋ……温度応答性組成物    １９、１９ａ〜１９ｅ、３９ａ〜３９i、８９ａ〜８９ｇ……温度表示部
【図１】
2005172544.tif 000005
【図２】
2005172544.tif 000006
【図３】
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【図４】
2005172544.tif 000008
【図５】
2005172544.tif 000009
【図６】
2005172544.tif 000010
【図７】
2005172544.tif 000011
【図８】
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