(57)【要約】【課題】  食品等の商品が流通過程等で曝された温度を簡単且つ正確に検知できると共に、簡単に何度も繰り返して使用できる温度センシング材を提供する。【解決手段】  温度センシング材１０に、温度に対する磁化変化の最大値が絶対値で１５Ｇ／℃（１．５×１０-3Ｗｂ／ｍ2Ｋ）以上であると共に保磁力が１５Ｏｅ（１．２×１０3Ａ／ｍ）以上の磁性材料を使用し、この温度センシング材１０における上記の磁性材料を一定方向に磁化させた後、温度変化による上記の磁性材料からの磁束の変化を測定して温度を検知するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度に対する磁化変化の最大値が絶対値で１５Ｇ／℃（１．５×１０-3Ｗｂ／ｍ2Ｋ）以上であると共に保磁力が１５Ｏｅ（１．２×１０3Ａ／ｍ）以上の磁性材料を用いたことを特徴とする温度センシング材。
【請求項２】
請求項１に記載した温度センシング材において、上記の磁性材料からなる磁性粉末が結着材によって固定されていることを特徴とする温度センシング材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載した温度センシング材において、上記の磁性材料の温度に対する磁化変化の最大値が、−７０℃〜６０℃の範囲に存在することを特徴とする温度センシング材。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載した温度センシング材において、上記の磁性材料が少なくともＣｏとＺｎとを含むスピネル型フェライトからなることを特徴とする温度センシング材。
【請求項５】
請求項４に記載した温度センシング材において、上記の磁性材料に含まれるＦｅに対するＺｎの原子比が０．３０〜０．３９の範囲であることを特徴とする温度センシング材。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載した温度センシング材における上記の磁性材料を一定方向に磁化させ、温度変化による上記の磁性材料からの磁束の変化に基づいて温度を検知することを特徴とする温度センシング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、食品等の商品が流通過程等において、どのような温度環境におかれたかを検知するのに使用する温度センシング材及びこの温度センシング材を用いた温度センシング方法に係り、磁化された磁性材料における磁力が温度によって変化する性質を利用して、温度を検知するようにした点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
食品等の商品が流通過程等において、どのような温度環境におかれたかを検知するのに、様々な方法が使用されており、従来においては、例えば、温度によって色が変化する示温材料を使用し、この示温材料の温度による色変化を視覚により判断して、食品等の商品がおかれた温度を検知するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、このように温度によって色が変化する示温材料を使用したものにおいては、所定の温度に達しない状態であっても、示温材料に含まれる顕色剤が徐々に拡散して発色が徐々に進行し、正確な温度の測定が行えないという問題があり、またこのような示温材料を何度も繰り返して使用することが困難で、コストが高くつく等の問題もあった。
【特許文献１】特開２００１−４１８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、食品等の商品が流通過程等において、どのような温度環境におかれたかを検知する場合における上記のような問題を解決することを課題とするものであり、温度の検知が簡単且つ正確に行えると共に、何度も繰り返して使用できる温度センシング材を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明における温度センシング材においては、上記のような課題を解決するため、温度に対する磁化変化の最大値が絶対値で１５Ｇ／℃（１．５×１０-3Ｗｂ／ｍ2Ｋ）以上であると共に保磁力が１５Ｏｅ（１．２×１０3Ａ／ｍ）以上の磁性材料を用いるようにしたのである。
【０００６】
ここで、この発明における温度センシング材において、温度に対する磁化変化の最大値が絶対値で１５Ｇ／℃（１．５×１０-3Ｗｂ／ｍ2Ｋ）以上の磁性材料を用いるようにしたのは、温度変化に伴う磁力変化が大きくなるようにし、磁力変化による温度の検知を正確に行えるようにするためである。
【０００７】
また、この発明における温度センシング材において、保磁力が１５Ｏｅ（１．２×１０3Ａ／ｍ）以上の磁性材料を用いるようにしたのは、保持力が小さいと、磁性材料における磁力が弱くなって、温度変化に伴う磁力変化を十分に検知することが困難になるためであり、好ましくは保磁力が２５Ｏｅ（２．０×１０3Ａ／ｍ）以上の磁性材料を用いるようにする。但し、磁性材料における保磁力が高くなりすぎると、この磁性材料を磁化させることが困難になるため、好ましくは保磁力が２０００Ｏｅ（１５９×１０3Ａ／ｍ）以下の磁性材料を、より好ましくは保磁力が３００Ｏｅ（２３．９×１０3Ａ／ｍ）以下の磁性材料を用いるようにする。
【０００８】
また、この発明における温度センシング材を用いて温度を検知するにあたっては、この温度センシング材における上記の磁性材料を一定方向に磁化させ、温度変化による上記の磁性材料からの磁束の変化に基づいて温度を検知するようにした。
【０００９】
ここで、上記の温度センシング材における磁性材料を一定方向に磁化させた後、この温度センシング材が高い温度に曝されると、上記の磁性材料からの磁束が低下し、このように磁性材料からの磁束が低下した後は、この温度センシング材の温度が元に戻っても、磁性材料からの磁束は低下したままの状態になる。
【００１０】
このため、上記のように温度センシング材における磁性材料を一定方向に磁化させた後、この温度センシング材の温度環境を変更させた場合において、上記の磁性材料からの磁束を測定することにより、この温度センシング材が遭遇した最大温度を検知することができるようになる。なお、磁束については、例えば、ホール素子や磁気インピーダンス素子等を用いたガウスメータや、サーチコイルを利用したフラックスメータで測定する。
【発明の効果】
【００１１】
この発明における温度センシング材においては、上記のように温度に対する磁化変化の最大値が絶対値で１５Ｇ／℃（１．５×１０-3Ｗｂ／ｍ2Ｋ）以上であると共に保磁力が１５Ｏｅ（１．２×１０3Ａ／ｍ）以上の磁性材料を用い、この磁性材料を一定方向に磁化させた後、温度変化による上記の磁性材料からの磁束の変化を測定するようにしたため、これに基づいて、この温度センシング材が曝された温度を簡単且つ正確に検知できるようになる。
【００１２】
また、この発明における温度センシング材においては、上記のように使用に先だって磁性材料を一定方向に磁化させるだけで、何度もこの温度センシング材を用いて、温度センシング材が曝された温度を検知できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施形態に係る温度センシング材及びこの温度センシング材を用いて温度を検知する方法を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明に係る温度センシング材は、特に下記の実施形態に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【００１４】
この実施形態においては、温度に対する磁化変化の最大値が絶対値で１５Ｇ／℃（１．５×１０-3Ｗｂ／ｍ2Ｋ）以上であると共に保磁力が１５Ｏｅ（１．２×１０3Ａ／ｍ）以上の磁性材料からなる磁性粉末と、結着材となる樹脂を溶媒中において混合させて温度センシング用の塗料を調製し、図１に示すように、この温度センシング用の塗料を樹脂フィルムからなるシール基材１１上に塗布し、これを乾燥させて、シール基材１１上に上記の磁性材料が樹脂からなる結着材によって固定された温度センシング材１０を設けた。
【００１５】
ここで、上記の磁性材料としては、上記のように温度に対する磁化変化の最大値が絶対値で１５Ｇ／℃（１．５×１０-3Ｗｂ／ｍ2Ｋ）以上であると共に保磁力が１５Ｏｅ（１．２×１０3Ａ／ｍ）以上のものであれば特に限定されず、どのような磁性材料であっても良く、例えば、少なくともＣｏとＺｎとを含むスピネル型フェライトを用いることができる。
【００１６】
そして、上記の温度センシング材１０に用いる磁性材料を選択するにあたっては、この温度センシング材１０を用いて検知したい温度に対応する温度範囲において、温度に対する磁化変化の最大値が存在する磁性材料を用いるようにし、例えば、食品のような商品が流通過程等において曝された温度環境を検知するにあたっては、温度に対する磁化変化の最大値が−７０℃〜６０℃の温度範囲に存在する磁性材料を用いることが好ましい。
【００１７】
ここで、磁性材料として、上記の少なくともＣｏとＺｎとを含むスピネル型フェライトを用いる場合、このスピネル型フェライトに含有させるＺｎの量を変更させることによって、温度に対する磁化変化の最大値となる温度範囲を変更させることができ、例えば、上記のように温度に対する磁化変化の最大値が−７０℃〜６０℃の温度範囲に存在するように調製するにあたっては、上記のスピネル型フェライトにおけるＦｅに対するＺｎの原子比が０．３０〜０．３９の範囲になるようにする。
【００１８】
また、このスピネル型フェライトの保磁力が高くなりすぎて、このスピネル型フェライトを磁化させることが困難になるのを防止するためには、このスピネル型フェライトに、さらにＮｉ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｌｉ等を含有させることが好ましい。
【００１９】
ここで、このようにシール基材１１上に設けた温度センシング材１０を用いて食品等の商品１が流通過程等において曝された温度環境を検知する場合には、上記の温度センシング材１０における磁性材料を、永久磁石等の磁化装置（図示せず）を用いて所定の条件で一定方向に磁化させ、このように磁性材料が磁化された温度センシング材１０からの漏洩磁束を各温度条件で測定し、温度と温度センシング材１０からの漏洩磁束との関係を予め求めておく。
【００２０】
そして、上記の温度センシング材１０における磁性材料を、上記の場合と同様にして一定方向に磁化させた後、図２に示すように、温度センシング材１０が設けられたシール基材１１を商品１に貼り付けて、この商品１を保管、流通させるようにする。
【００２１】
ここで、このように商品１を保管、流通させる段階において、この商品１が置かれた環境温度が高くなると、温度センシング材１０における上記の磁性材料からの磁束が低下し、環境温度が元に戻っても、磁性材料からの磁束は低下したままの状態になる。
【００２２】
そして、このように保管、流通された商品１に貼り付けられた上記の温度センシング材１０からの磁束を測定することにより、上記のように予め求めておいた温度と温度センシング材１０からの漏洩磁束との関係から、上記の商品１が遭遇した最大温度を検知することができる。
【００２３】
なお、温度センシング材１０が設けられたシール基材１１を商品１に貼り付けるにあたっては、図３（Ａ）に示すように、温度センシング材１０が設けられたシール基材１１の反対側の面に粘着層１２を設けるようにしたり、このシール基材１１を商品１に貼り付けた場合に、上記の温度センシング材１０がシール基材１１によって被覆されるようにするため、図３（Ｂ）に示すように、温度センシング材１０及び温度センシング材１０が設けられたシール基材１１の面に粘着層１２を設けるようにすることができる。
【実施例】
【００２４】
次に、この発明の実施例に係る温度センシング材を用いて温度を検知する場合について説明する。
【００２５】
この実施例においては、ＺｎＯとＣｏＯとα−Ｆｅ2Ｏ3とを、ＺｎとＣｏとＦｅとが０．２２６：０．１１８：０．６５６の原子比になるように秤量し、これらを水溶媒中においてボールミルを用いて混合し、その後これを乾燥させた。
【００２６】
そして、この混合物を空気中において８５０℃で２時間仮焼成した後、これを３００メッシュ以下に粉砕し、その後、この粉砕物を空気中において１０００℃で２時間焼成した。
【００２７】
次いで、この焼成物を、メチルエチルケトンとトルエンとが１：１の重量比になった溶媒中においてボールミルを用いて粉砕し、これを乾燥させて、温度センシング材に用いるフェライト磁性体からなる磁性粉末を得た。
【００２８】
ここで、この磁性粉末における磁化４πＩ（Ｇ）と温度との関係を測定し、その結果を図４に示した。この結果、この磁性粉末における温度に対する磁化変化の最大値は、温度が−２０℃〜＋３０℃の範囲において絶対値で２４．４Ｇ／℃（２．４４×１０-3Ｗｂ／ｍ2Ｋ）になっていた。
【００２９】
次に、上記の磁性粉末と結着材のポリエステル系ウレタン樹脂とを１００：１５の重量比になるようにして、これらをメチルエチルケトンとトルエンとが１：１の重量比になった溶媒中で混合して温度センシング用の塗料を作製した。
【００３０】
次いで、上記の温度センシング用の塗料を、バーコータを用いて樹脂フィルムからなるシール基材１１上に塗布し、これを７０℃で乾燥させて、上記のシール基材１１上に厚みが４０μｍになった温度センシング材１０を設けた。
【００３１】
そして、このようにシール基材１１に設けられた温度センシング材１０に対して、２０℃の温度環境下において永久磁石を用いて略垂直方向の磁場を印加し、上記の温度センシング材１０における磁性材料を略垂直方向に磁化させた。
【００３２】
ここで、このように磁化された温度センシング材１０からの垂直方向の漏洩磁束を２０℃で測定したところ、漏洩磁束は２４０ｍＧ（２．４×１０-5Ｗｂ／ｍ2）であった。なお、漏洩磁束については、磁気インピーダンス素子を用いたガウスメータで測定した。
【００３３】
次に、上記のように磁性材料が磁化された温度センシング材１０を４０℃の雰囲気中に１時間保持させた後、これを２０℃に戻し、上記の温度センシング材１０からの垂直方向の漏洩磁束を測定したところ、漏洩磁束は１６０ｍＧ（１．６×１０-5Ｗｂ／ｍ2）に低下していた。
【００３４】
また、前記のように磁性材料が磁化された温度センシング材１０を８０℃の雰囲気中に１時間保持させた後、これを２０℃に戻し、上記の温度センシング材１０からの垂直方向の漏洩磁束を測定したところ、漏洩磁束は１００ｍＧ（１．０×１０-5Ｗｂ／ｍ2）に低下していた。
【００３５】
このように磁性材料が磁化された温度センシング材１０を保持させる温度を上昇させると、これに伴って温度センシング材１０からの垂直方向の漏洩磁束が低下し、その後、この温度センシング材１０を低い温度に戻しても、温度センシング材１０からの垂直方向の漏洩磁束は変化せずに低下したままの状態となる。
【００３６】
このため、温度センシング材１０における磁性材料を所定の条件で磁化させた場合において、この温度センシング材１０からの垂直方向の漏洩磁束と温度との関係を予め求めておくと、温度センシング材１０からの垂直方向の漏洩磁束を測定することによって、この温度センシング材１０が保持された最高温度を検知することができるようになる。
【００３７】
なお、上記の実験においては、所定の温度（４０℃、８０℃）で１時間保持させるようにしたが、保持時間を変更させた場合においても漏洩磁束は殆ど変化せず、１０分間程度保持させた場合においても同様の結果が得られた。
【００３８】
また、上記のように２０℃の温度環境下において磁性材料を磁化させた上記の温度センシング材１０を、磁化させた２０℃の温度より低い温度、例えば、０℃の雰囲気中に１時間保持させた後、これを２０℃に戻し、上記の温度センシング材１０からの垂直方向の漏洩磁束を測定したところ、漏洩磁束は２３０ｍＧ（２．３×１０-5Ｗｂ／ｍ2）であり、磁化した温度より低い温度で保持した場合には、温度センシング材１０から漏洩磁束が殆ど変化しなかった。このため、温度センシング材１０を温度検知しようとする温度範囲の最も低い温度付近、或いはこの温度より低い温度で磁化させることが望ましい。
【００３９】
そして、上記のように温度センシング材１０が保持された最高温度を検知することができるため、上記のように温度センシング材１０における磁性材料を所定の条件で磁化させたシール基材１１を食品等の商品１に貼り付けて、この商品１を保管、流通させた場合において、上記の温度センシング材１０からの垂直方向の漏洩磁束を測定することにより、商品１が曝された最高温度を検知できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の一実施形態に係る温度センシング材をシール基材上に設けた状態を示した断面説明図である。
【図２】同実施形態に係る温度センシング材を設けたシール基材を商品に貼り付けた状態を示した概略側面図である。
【図３】同実施形態に係る温度センシング材を設けたシール基材を商品に貼り付けるために粘着層を設けた状態を示した断面説明図である。
【図４】この発明の実施例において使用した磁性粉末の磁化４πＩ（Ｇ）と温度との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  商品
１０  温度センシング材
１１  シール基材
１２  粘着層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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