[go: up one dir, main page]

JP2008008761A - Dye sensor and recording set - Google Patents

Dye sensor and recording set Download PDF

Info

Publication number
JP2008008761A
JP2008008761A JP2006179557A JP2006179557A JP2008008761A JP 2008008761 A JP2008008761 A JP 2008008761A JP 2006179557 A JP2006179557 A JP 2006179557A JP 2006179557 A JP2006179557 A JP 2006179557A JP 2008008761 A JP2008008761 A JP 2008008761A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dye
recording
polymer
strongly acidic
acidic group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006179557A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshika Matsushima
良華 松島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shizuoka University NUC
Original Assignee
Shizuoka University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shizuoka University NUC filed Critical Shizuoka University NUC
Priority to JP2006179557A priority Critical patent/JP2008008761A/en
Publication of JP2008008761A publication Critical patent/JP2008008761A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

【課題】有機分子ガスに対する高感度での検出を可能にする。
【解決手段】ブレンステッド塩基である有機ガスを検出する色素センサについて、強酸性基(a)を有する高分子と、前記高分子と結合し、前記強酸性基によりプロトン付加されたカチオン性有機色素(c)とを、モル比(c/a)が1/10〜1/25となるように含有する。
【選択図】なし
To detect with high sensitivity to organic molecular gas.
A dye sensor that detects an organic gas that is a Bronsted base, a polymer having a strongly acidic group (a), and a cationic organic dye that is bonded to the polymer and protonated by the strongly acidic group. (C) is contained so that the molar ratio (c / a) is 1/10 to 1/25.
[Selection figure] None

Description

本発明は、有機色素のプロトン授受反応(acidichromism)を利用した色素センサ、および有機色素を用いたリライタブルな記録用セットに関する。   The present invention relates to a dye sensor using proton transfer reaction (acidichromism) of an organic dye, and a rewritable recording set using the organic dye.

近年、有機化合物が揮発等した有機分子ガス(揮発性有機蒸気;以下VOCともいう)に感応して色変化を呈する色素センサが活発に研究されている。例えば、金属錯体薄膜のベイポクロミズム等の利用が注目されている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, dye sensors that exhibit a color change in response to an organic molecular gas (volatile organic vapor; hereinafter also referred to as VOC) in which an organic compound has volatilized have been actively studied. For example, the use of vapochromism of metal complex thin films has attracted attention (see, for example, Patent Document 1).

この金属錯体薄膜以外にも、有機色素のベイポクロミズムを利用したVOCに対する色素センサに関する研究報告がある(例えば、非特許文献1参照)。有機色素を含む薄膜は、数質量%以下の微量な色素を分散したポリマー膜が高速、高感度に応答し、しかも易加工性で柔軟性を有し、軽量、低コストである等の利点があるとされている。   In addition to this metal complex thin film, there is a research report on a dye sensor for VOC using the vapochromism of an organic dye (for example, see Non-Patent Document 1). A thin film containing organic dyes has advantages such as a polymer film in which a minute amount of dyes of several mass% or less is dispersed responds to high speed and high sensitivity, is easy to process, has flexibility, is lightweight, and is low in cost. It is said that there is.

また、有機色素のプロトン授受反応を利用した色素センサは、有機色素膜以外には例えば光学機器、電気などが不要であるほか、色の変化によりVOCを視覚上簡便に検知、認識することが可能であるため、目的とするVOCの存在や濃度変化等が関連する分野に広く利用が期待されている。   In addition, dye sensors that use proton transfer reactions of organic dyes do not require, for example, optical equipment or electricity in addition to organic dye films, and can easily detect and recognize VOCs by color changes. Therefore, it is expected to be widely used in fields related to the presence of the target VOC, concentration change, and the like.

一方、記録に用いる筆記具や各種インク、インクジェット記録用の材料は、従来から様々な種類、機能を有するものが提供されているが、一旦記録された文字や画像等を消去することで同じ領域に簡易に複数回の記録が行なえるリライタブル機能を有するものは少ない。
特開2003−64091号公報 I. M. Raimundo Jr., R. Narayanaswamy, Simultaneous determination of relative humidity and ammonia in air employing an optical fibre sensor and artificial neural network Sensors and Actuators B, 74, 60-68 (2001)
On the other hand, writing instruments, various inks, and ink-jet recording materials used for recording have conventionally been provided with various types and functions. However, once recorded characters and images are erased, they can be placed in the same area. Few ones have a rewritable function that can easily record multiple times.
JP 2003-64091 A IM Raimundo Jr., R. Narayanaswamy, Simultaneous determination of relative humidity and ammonia in air using an optical fiber sensor and artificial neural network Sensors and Actuators B, 74, 60-68 (2001)

ところが、有機色素のプロトン授受反応を利用した色素センサについては、これまでVOCに対する感度をはじめ諸性能が充分に検討されるまでには至っていないのが実情である。   However, with respect to dye sensors that utilize proton transfer reactions of organic dyes, the actual situation is that until now various performances including sensitivity to VOC have not been fully studied.

また、絵や文字等の画像の記録と消去を繰り返し行なう場合、通常は着色のある、いわゆるインク液が用いられており、例えば吸収性の芯材にインク液を吸収させ毛細管現象等を利用して記録を行なうなど使用形態が特定の形態に限られていたり、あるいはインク液で周囲を汚したり、完全に消えず痕跡が残る、広い面積にわたる記録、消去が行なえない等の制限があった。   In addition, when recording and erasing images such as pictures and characters are repeated, a colored so-called ink liquid is usually used. For example, the ink liquid is absorbed by an absorbent core material and a capillary phenomenon is used. There are limitations such as the fact that the usage pattern is limited to a specific form, such as recording, or the surroundings are stained with ink liquid, the trace does not disappear completely, the trace remains, and the recording or erasing cannot be performed over a wide area.

本発明は、上記に鑑みなされたものであり、有機分子ガス(VOC)を高感度に検出することができる色素センサ、並びに記録形態(文字幅や書体、記録面積等)の選択性が広く、記録および消去が簡便であり、きれいに消去できて鮮明な記録を繰り返し行なえる記録用セットを提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above, and a dye sensor that can detect organic molecular gas (VOC) with high sensitivity, and a recording form (character width, typeface, recording area, etc.) are widely selected. It is an object of the present invention to provide a recording set that is simple to record and erase, can be erased neatly, and can repeatedly perform clear recording, and to achieve the object.

前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> ブレンステッド塩基である有機ガスを検出する色素センサであって、
強酸性基を有する高分子と、前記高分子と結合し、前記強酸性基によりプロトン付加されたカチオン性有機色素とを含み、前記カチオン性有機色素(c)および前記強酸性基(a)のモル比(c/a)が1/10〜1/25である色素センサである。
<2> 前記有機ガスが、アミン系誘導体であることを特徴とする前記<1>に記載の色素センサである。
<3> 基材上に、強酸性基を有する高分子、および前記高分子と結合し、前記強酸性基によりプロトン付加されたカチオン性有機色素を、前記カチオン性有機色素(c)および前記強酸性基(a)のモル比(c/a)が1/30〜1/50の比率で含む高分子膜を有する被記録体と、前記カチオン性有機色素に対するブレンステッド塩基である有機物を含有し、前記被記録体の前記カチオン性有機色素を変色させて記録する記録液と、変色された前記カチオン性有機色素にプロトン付加する化合物を含有し、前記記録を消去する消去液と、を備えた記録用セットである。
<4> 前記有機物がアミン系誘導体であって、前記化合物が酸であることを特徴とする前記<3>に記載の記録用セットである。
Specific means for achieving the above object are as follows.
<1> A dye sensor that detects an organic gas that is a Bronsted base,
A polymer having a strongly acidic group, and a cationic organic dye bonded to the polymer and protonated by the strongly acidic group, wherein the cationic organic dye (c) and the strongly acidic group (a) This is a dye sensor having a molar ratio (c / a) of 1/10 to 1/25.
<2> The dye sensor according to <1>, wherein the organic gas is an amine derivative.
<3> On a substrate, a polymer having a strongly acidic group, and a cationic organic dye bonded to the polymer and protonated by the strongly acidic group, the cationic organic dye (c) and the strong acid A recording material having a polymer film containing a molar ratio (c / a) of the functional group (a) of 1/30 to 1/50, and an organic substance which is a Bronsted base for the cationic organic dye. And a recording liquid for recording by changing the color of the cationic organic dye of the recording medium, and an erasing liquid for erasing the recording, containing a compound that protonates the discolored cationic organic dye. A set for recording.
<4> The recording set according to <3>, wherein the organic substance is an amine derivative, and the compound is an acid.

本発明によれば、有機分子ガス(VOC)を高感度に検出することができる色素センサ、並びに、記録形態(文字幅や書体、記録面積等)の選択性が広く、記録および消去が簡便であり、きれいに消去できて鮮明な記録を繰り返し行なえる記録用セットを提供することができる。   According to the present invention, the dye sensor capable of detecting organic molecular gas (VOC) with high sensitivity and the selectivity of the recording form (character width, typeface, recording area, etc.) are wide, and recording and erasing are simple. It is possible to provide a recording set that can be erased neatly and can perform clear recording repeatedly.

以下、本発明の色素センサおよび記録用セットについて詳細に説明する。
<色素センサ>
本発明の色素センサは、ブレンステッド(Brφnsted;以下同様)塩基である有機ガスを検出する色素センサであり、強酸性基を有する高分子と、前記高分子と結合し、前記強酸性基によりプロトン付加されたカチオン性有機色素とを含み、前記カチオン性有機色素(c)および前記強酸性基(a)のモル比(c/a)を1/10〜1/25の範囲として構成したものである。
Hereinafter, the dye sensor and the recording set of the present invention will be described in detail.
<Dye sensor>
The dye sensor of the present invention is a dye sensor that detects an organic gas that is a Brønsted (Brφnstead; hereinafter the same) base. The dye sensor binds to a polymer having a strongly acidic group and the polymer, and is protonated by the strongly acidic group. And a cationic organic dye added, and the molar ratio (c / a) of the cationic organic dye (c) and the strongly acidic group (a) is in the range of 1/10 to 1/25. is there.

本発明の色素センサにおいては、強酸性基を有する高分子に該強酸性基を介してカチオン性有機色素が結合されると共に、カチオン性有機色素には該強酸性基からプロトンが与えられて受容可能な範囲の当量のプロトンが付与されている。このとき、プロトンを与える高分子中の強酸性基のモル量と、この強酸性基とイオン結合して存在するカチオン性有機色素のモル量との比率を前記範囲とするので、プロトンが付与されたカチオン性有機色素(ブレンステッド酸)に対する有機ガス(ブレンステッド塩基)の反応性が向上し、有機ガスに感応して検出する際の検出感度を効果的に高めることができる。   In the dye sensor of the present invention, a cationic organic dye is bound to a polymer having a strongly acidic group via the strongly acidic group, and a proton is given to the cationic organic dye from the strongly acidic group for reception. A possible range of equivalents of protons is provided. At this time, the ratio of the molar amount of the strongly acidic group in the polymer that gives protons to the molar amount of the cationic organic dye existing in an ionic bond with the strongly acidic group is within the above range, so that protons are imparted. The reactivity of the organic gas (Bronsted base) with respect to the cationic organic dye (Bronsted acid) is improved, and the detection sensitivity when detecting in response to the organic gas can be effectively increased.

本発明の色素センサでは、カチオン性有機色素と強酸性基とのモル比(c/a)を1/10〜1/25とする。モル比c/aが、1/10を超える、すなわちカチオン性有機色素に対する強酸性基の量が少なすぎると、応答速度が低下することになり、また、1/25未満、すなわち強酸性基に対するカチオン性有機色素の量が少なすぎると、色変化が小さく視認による判断が困難になってしまう。
前記モル比c/aの中でも、検出感度をより向上させる観点から、好ましくは1/15〜1/25の範囲である。
In the dye sensor of the present invention, the molar ratio (c / a) between the cationic organic dye and the strongly acidic group is 1/10 to 1/25. If the molar ratio c / a exceeds 1/10, that is, the amount of the strongly acidic group with respect to the cationic organic dye is too small, the response speed is lowered, and less than 1/25, that is, with respect to the strongly acidic group. If the amount of the cationic organic dye is too small, the color change is small and judgment by visual recognition becomes difficult.
Among the molar ratio c / a, from the viewpoint of further improving the detection sensitivity, it is preferably in the range of 1/15 to 1/25.

カチオン性有機色素と強酸性基とのモル比(c/a)を求める場合、例えば、高分子(例えばナフィオン)のスルホ基(スルホン酸基)のモル量、CVのモル量を中和滴定(スルホ基)、分光光度計による比色定量により算出することにより測定される。   When determining the molar ratio (c / a) between the cationic organic dye and the strongly acidic group, for example, neutralization titration of the molar amount of the sulfo group (sulfonic acid group) of the polymer (for example, Nafion) and the molar amount of CV ( Sulfo group), measured by colorimetric determination with a spectrophotometer.

カチオン性有機色素と強酸性基とのモル比(c/a)を前記範囲に調整するには、例えば、所望の高分子を用いた高分子膜を所望のカチオン性有機色素を含有する色素水溶液に接触させる時間を適切に制御した後、膜に付着したカチオン性有機色素を(例えば純水で)洗浄する方法などにより行なえる。   In order to adjust the molar ratio (c / a) between the cationic organic dye and the strongly acidic group to the above range, for example, a polymer film using a desired polymer is a dye aqueous solution containing the desired cationic organic dye. After appropriately controlling the time of contact with the membrane, the method can be performed by a method of washing the cationic organic dye adhering to the membrane (for example, with pure water).

「強酸性基を有する高分子」としては、高分子(例えばその側鎖)にスルホン酸基などの強酸性基を有する高分子化合物であれば、公知の高分子化合物から目的等に合わせて選択することができる。具体的な例として、ナフィオン〔例えばAldrich社製の(商品名)Nafion(登録商標)〕などが挙げられ、溶液状にして用いることができる。   “Polymer having strongly acidic group” is selected from known polymer compounds according to the purpose as long as it is a polymer compound having a strongly acidic group such as a sulfonic acid group in its polymer (for example, its side chain). can do. Specific examples include Nafion [for example, (trade name) Nafion (registered trademark) manufactured by Aldrich] and the like, which can be used in the form of a solution.

中でも、雰囲気中の有機ガスを吸着して除去することができ、その後再生使用できる高分子は、センサのみならず浄化材料として機能する点で望ましく、ナフィオンは好適である。
このような場合は、雰囲気中の有機ガスを吸着して除去し可視化することができる。
Among them, a polymer that can adsorb and remove organic gas in the atmosphere and can be reused thereafter is desirable in terms of functioning not only as a sensor but also as a purification material, and Nafion is preferred.
In such a case, the organic gas in the atmosphere can be adsorbed and removed for visualization.

カチオン性有機色素としては、少なくとも1つのカチオン性基を有する色素化合物であれば、公知の色素化合物から目的等に合わせて選択することができる。具体的な例として、メチレンブルー(MB)、クリスタルバイオレット(CV)、フラビリウム(FV)、サフラニン−O、チオニン、ナイルブルーなどが挙げられる。   As the cationic organic dye, any dye compound having at least one cationic group can be selected from known dye compounds according to the purpose. Specific examples include methylene blue (MB), crystal violet (CV), flavilium (FV), safranin-O, thionine, and Nile blue.

強酸性基を有する高分子とカチオン性有機色素との比率(高分子:色素)は、「カチオン性有機色素と強酸性基とのモル比(c/a)」が前記範囲内にあれば特に制限はないが、一般には1:10〜1:25が望ましく、1:15〜1:25が好ましい。この比率が前記範囲内にあると、VOCの検出感度が向上し、視認により検知できる色変化が得られる。   The ratio between the polymer having a strongly acidic group and the cationic organic dye (polymer: dye) is particularly limited if the “molar ratio of the cationic organic dye to the strongly acidic group (c / a)” is within the above range. Although there is no limitation, generally 1:10 to 1:25 is desirable, and 1:15 to 1:25 is preferable. When this ratio is within the above range, the VOC detection sensitivity is improved, and a color change that can be detected by visual recognition is obtained.

強酸性基を有する高分子とカチオン性有機色素との関係を、ナフィオンとクリスタルバイオレット(CV)を一例に説明する。
下記スキームに示すように、ナフィオン溶液を例えば基材上に塗布(例、基板にNafion117溶液を約2μm厚にスピンコートで塗布)等して薄膜にした場合、その膜面にはスルホン酸基(−SO -+)が存在し、スルホン酸基の存在する膜面をCV(DH)溶液につけるとカチオン交換反応によりCVがイオン吸着する。そして、スルホン酸基のプロトンが吸着したCVの窒素原子に移動し、CVは2当量のプロトンが付加された強酸性状態(DH 3+)となって淡い黄色(yellow)を呈する。このとき、CVは、ナフィオンの−SO との間で強くイオン結合されている。
The relationship between a polymer having a strongly acidic group and a cationic organic dye will be described by taking Nafion and Crystal Violet (CV) as an example.
As shown in the following scheme, when a Nafion solution is applied to a base material (eg, a Nafion 117 solution is applied to a substrate by spin coating to a thickness of about 2 μm) to form a thin film, sulfonic acid groups ( -SO 3 - H + ) exist, and when a membrane surface on which a sulfonic acid group exists is attached to a CV (DH + ) solution, CV ions are adsorbed by a cation exchange reaction. Then, the proton of the sulfonic acid group moves to the adsorbed nitrogen atom of the CV, and the CV becomes a strongly acidic state (DH 2 3+ ) to which 2 equivalents of proton is added and exhibits a light yellow color. At this time, CV is strongly ion-bonded with Nafion's —SO 3 .

本発明の色素センサは、まず所望の高分子を用い、例えば洗浄後の基材上にスピンコート法等の公知の塗布法などで付与する等して、高分子薄膜を形成し、形成された高分子薄膜を所望のカチオン性有機色素を含有する色素水溶液に接触させ、その後(例えば純水で)洗浄、乾燥させることにより作製できる。   The dye sensor of the present invention was formed by first forming a polymer thin film by using a desired polymer, for example, by applying a known coating method such as a spin coating method on a cleaned substrate. The polymer thin film can be produced by bringing the polymer thin film into contact with an aqueous dye solution containing a desired cationic organic dye, followed by washing (for example with pure water) and drying.

高分子薄膜を色素水溶液に接触させる方法は、高分子薄膜を色素水溶液に浸漬する、あるいは色素水溶液を高分子薄膜に噴霧、シャワー等により吹き付ける等の方法が好適である。
また、基材の洗浄は、ナフィオン等の高分子を均一に設けて検出感度を高める観点から、メタノール等のアルコールに浸漬し、好ましくは超音波洗浄して、乾燥させる等が好ましい。
As a method of bringing the polymer thin film into contact with the aqueous dye solution, a method of immersing the polymer thin film in the aqueous dye solution or spraying the aqueous dye solution onto the polymer thin film by spraying or showering is suitable.
The substrate is preferably washed from an alcohol such as methanol, preferably ultrasonically washed and dried from the viewpoint of uniformly providing a polymer such as Nafion to enhance detection sensitivity.

高分子薄膜の膜厚については、前記モル比(c/a)を満たす範囲であれば制限はなく、加工が容易で柔軟性を有し、軽量、低コストである等の点で、1〜5μmの範囲が望ましい。   The film thickness of the polymer thin film is not limited as long as the molar ratio (c / a) is satisfied. From the viewpoint of easy processing, flexibility, light weight, low cost, and the like. A range of 5 μm is desirable.

本発明の色素センサは、下記反応式(1)〜(2)に示すように、プロトン付加されたカチオン性有機色素(DH 3+又はDH2+)に対してプロトン受容体(ブレンステッド塩基)として作用する有機ガス(B)を検出するものである。 As shown in the following reaction formulas (1) to (2), the dye sensor of the present invention is a proton acceptor (Bronsted base) for a proton-added cationic organic dye (DH 2 3+ or DH 2+ ). The acting organic gas (B) is detected.

反応式(1)は、ブレンステッド塩基が弱塩基の場合であって可逆反応を示すが、ブレンステッド塩基が強塩基の場合には、反応式(1)から更に反応式(2)に移行し、反応が右方向に進んで青紫色(blue-violet)を呈した後は、反応式(2)での左方向への反応は進みにくいために非可逆性を示し、色変化は保持される。   Reaction formula (1) shows a reversible reaction when the Bronsted base is a weak base, but when the Bronsted base is a strong base, the reaction formula (1) further shifts to the reaction formula (2). After the reaction proceeds to the right and exhibits blue-violet, the reaction in the left direction in reaction formula (2) is difficult to proceed, indicating irreversibility and maintaining the color change. .

以下、本発明の色素センサによる有機ガスの検出について、有機ガスとしてアルコールROH(弱塩基)、アミン誘導体RN(強塩基)をプロトン受容体とした場合を例にさらに詳細に説明する。 Hereinafter, detection of organic gas by the dye sensor of the present invention will be described in more detail by taking as an example the case where alcohol ROH (weak base) and amine derivative R 3 N (strong base) are used as the organic gas as proton acceptors.

(アルコールROH)
本発明の色素センサをアルコールROHの蒸気に曝した場合、下記スキームに示すように、プロトン付加されたカチオン性有機色素(DH 3+;trication)の窒素原子からアルコールにプロトン移動し、DH2+(dication)となって黄色から緑色に変色する。この色素センサを再び大気中に戻すと、反応は左側に進行して再び黄色に戻り、再び色素センサとして使用可能である。
(Alcohol ROH)
When the dye sensor of the present invention is exposed to the alcohol ROH vapor, as shown in the following scheme, proton transfer from the nitrogen atom of the protonated cationic organic dye (DH 2 3+ ; trication) to the alcohol causes DH 2+ ( indication) and changes from yellow to green. When this dye sensor is returned to the atmosphere again, the reaction proceeds to the left and returns to yellow again, and can be used again as a dye sensor.

(アミン誘導体RN)
本発明の色素センサをアミン誘導体RNの蒸気に曝した場合には、下記スキームに示すように、まず上記と同様に黄色から緑色(green)を呈した後さらにプロトン移動(前記反応式(1)〜(2)の2段階移動)してD(monocation)となり、鮮やかな紫色(blue-violet)に変色する。このとき、D(monocation)からDH2+(dication)への逆反応は進みにくく、強いブレンステッド塩基を検出する場合は、例えば大気中に戻しても色変化は戻らず、所定期間の蓄積が可能である。特に希薄なアミン誘導体のガスに対しては、長時間曝すことにより鮮やかな紫色を呈し、その後大気中に戻しても褪色しない「蓄積性」を示す。
なお、上記の呈色反応は水蒸気によっては妨げられるものではない。
(Amine derivative R 3 N)
When the dye sensor of the present invention is exposed to the vapor of the amine derivative R 3 N, as shown in the following scheme, first, yellow to green is exhibited in the same manner as described above, and then proton transfer (the above reaction formula ( 1) to (2) in two steps) to D + (monocation), and the color changes to bright blue-violet. At this time, the reverse reaction from D + (monocation) to DH 2+ (dication) is difficult to proceed. When a strong Bronsted base is detected, the color change does not return even if it is returned to the atmosphere, for example. Is possible. In particular, the gas of a diluted amine derivative exhibits a bright purple color when exposed to a long period of time, and exhibits “accumulation” that does not fade even after returning to the atmosphere.
The above color reaction is not hindered by water vapor.

被検ガスである有機ガスとしては、例えば、アルコール、エーテル、アルデヒド、カルボン酸、エステルなどの比較的塩基の弱いもの(弱いブレンステッド塩基)、トリエチルアミン、各種アミノ酸、カフェイン(1.3.7-トリメチルキサンチン)、ニコチン((S)-3-(1-メチルピロリジン-2-イル)ピリジン)などのアルキルアミン等のアミン誘導体、アンモニア、ピリジン、アニリン誘導体、インドールなどの比較的塩基の強いもの(強いブレンステッド塩基)の検出が可能である。
中でも、本発明の色素センサは、高感度での検出が可能で色変化(履歴)を保持できる点から、アミン誘導体の検出用センサとして好適である。
Examples of organic gases that are test gases include those with relatively weak bases (weak Bronsted bases) such as alcohols, ethers, aldehydes, carboxylic acids, and esters, triethylamines, various amino acids, and caffeine (1.3.7-trimethyl). Xanthine), amine derivatives such as alkylamines such as nicotine ((S) -3- (1-methylpyrrolidin-2-yl) pyridine), relatively strong bases such as ammonia, pyridine, aniline derivatives and indoles (strong) Bronsted base) can be detected.
Among these, the dye sensor of the present invention is suitable as a sensor for detecting an amine derivative because it can be detected with high sensitivity and can maintain a color change (history).

なお、本発明の色素センサは、高感度であり、有機ガスの検出濃度は1ppm以下の低濃度であってもよく、例えば0.02ppmの低濃度でも検出可能である。   The dye sensor of the present invention is highly sensitive, and the organic gas detection concentration may be as low as 1 ppm or less, and can be detected even at a low concentration of 0.02 ppm, for example.

また、本発明の色素センサは、後述する酸(例えば希塩酸、希硫酸)などを用いて色変化、除去能力を回復することが可能であり、例えば、極希釈硫酸液のスプレー散布などで除去能力を再現させることで容易に再利用することができる。   In addition, the dye sensor of the present invention can recover the color change and removal ability using an acid (for example, dilute hydrochloric acid or dilute sulfuric acid) described later. For example, the removal ability can be obtained by spraying extremely diluted sulfuric acid solution. Can be easily reused.

本発明の色素センサは、低濃度のVOCの検出が可能であり、例えば、魚肉類等の食品類の鮮度ないし腐敗検知用センサ、作業環境や住環境の空気成分モニター用センサ、ガスを吸着した際に呈色することで「センス」する空気中のアミン系ガスの除去装置へのセンサー応用など、広い分野に適用することができる。   The dye sensor of the present invention can detect low-concentration VOCs, for example, a sensor for detecting freshness or spoilage of food such as fish meat, a sensor for monitoring air components in a working environment or a living environment, and a gas adsorbing agent. It can be applied to a wide range of fields, such as sensor application to an amine-based gas removal device that “senses” by coloration.

<記録用セット>
本発明の記録用セットは、基材上に、強酸性基を有する高分子、および前記高分子と結合し、前記強酸性基によりプロトン付加されたカチオン性有機色素を、前記カチオン性有機色素(c)および前記強酸性基(a)のモル比(c/a)が1/30〜1/50の比率で含む高分子膜を有する被記録体と、前記カチオン性有機色素に対するブレンステッド塩基である有機物を含有し、前記被記録体の前記カチオン性有機色素を変色させて記録する記録液と、変色された前記カチオン性有機色素にプロトン付加する化合物を含有し、前記記録を消去する消去液と、を設けて構成されたものであり、同じ領域に記録と消去とを複数回繰り返し行なえるリライタブルタイプの記録用材料である。
<Recording set>
The recording set of the present invention comprises, on a base material, a polymer having a strongly acidic group, and a cationic organic dye bonded to the polymer and protonated with the strongly acidic group, the cationic organic dye ( a recording material having a polymer film containing c) and a molar ratio (c / a) of the strongly acidic group (a) in a ratio of 1/30 to 1/50, and a Bronsted base for the cationic organic dye A recording liquid that contains an organic substance and changes the color of the cationic organic dye of the recording medium for recording, and an erasing liquid that contains a compound that protonates the discolored cationic organic dye and erases the recording And is a rewritable recording material that can repeatedly record and erase in the same area a plurality of times.

本発明の記録用セットにおいては、記録がされる被記録体を、強酸性基(a)を有する高分子、および前記高分子と結合し、前記強酸性基によりプロトン付加されたカチオン性有機色素(c)を、モル比(c/a)が1/30〜1/50の比率で含む高分子膜を用いた構成とすることで、プロトン付与されたカチオン性有機色素(ブレンステッド酸)に対する有機物(ブレンステッド塩基)の反応性が向上するので、高感度で発色濃度の高い記録が行なえると共に、記録および消去が簡便であり、きれいに消去できて鮮明な記録を繰り返し行なえる。   In the recording set of the present invention, a recording medium to be recorded is a polymer having a strongly acidic group (a), and a cationic organic dye bonded with the polymer and protonated by the strongly acidic group (C) is a constitution using a polymer film containing a molar ratio (c / a) of 1/30 to 1/50, thereby to protonated cationic organic dye (Bronsted acid) Since the reactivity of the organic substance (Bronsted base) is improved, recording with high sensitivity and high color density can be performed, recording and erasing are simple, clear erasing can be performed, and clear recording can be repeated.

本発明の記録用セットでは、カチオン性有機色素と強酸性基とのモル比(c/a)を1/30〜1/50とする。モル比c/aが、1/30を超える、すなわちカチオン性有機色素に対する強酸性基の量が少なすぎると、応答速度が低下することになり、また、1/500未満、すなわち強酸性基に対するカチオン性有機色素の量が少なすぎると、色変化が小さく発色濃度が低くなってしまう。   In the recording set of the present invention, the molar ratio (c / a) between the cationic organic dye and the strongly acidic group is 1/30 to 1/50. If the molar ratio c / a exceeds 1/30, that is, the amount of strongly acidic groups relative to the cationic organic dye is too small, the response speed will decrease, and less than 1/500, that is, against strongly acidic groups. If the amount of the cationic organic dye is too small, the color change is small and the color density is lowered.

〜被記録体〜
被記録体は、基材上に少なくとも一層の高分子膜を有してなり、必要に応じて他の層が積層されていてもよい。高分子膜は、強酸性基を有する高分子の少なくとも一種と、カチオン性有機色素の少なくとも一種とを含み、カチオン性有機色素は前記高分子の強酸性基によりプロトン付加されている。
~ Recorded material ~
The recording medium has at least one polymer film on the substrate, and other layers may be laminated as necessary. The polymer film includes at least one polymer having a strongly acidic group and at least one cationic organic dye, and the cationic organic dye is protonated by the strongly acidic group of the polymer.

また、高分子膜は、目的等に応じて、更に無機または有機粒子(例えばシリカ粒子)やバインダー成分等の他の成分を用いて構成することができる。例えばインクジェット記録用の記録媒体として構成することも可能であり、この場合にはシリカ粒子及び/又はバインダー成分を用いることが好ましい。   Further, the polymer film can be constituted by using other components such as inorganic or organic particles (for example, silica particles) and a binder component depending on the purpose and the like. For example, it can be configured as a recording medium for ink jet recording. In this case, it is preferable to use silica particles and / or a binder component.

前記無機または有機粒子としては、無機粒子として例えば、シリカ粒子、二酸化チタン、硫酸バリウム、ゼオライト、炭酸カルシウム、アルミナ、酸化亜鉛などの粒子が挙げられ、有機粒子として例えば、乳化重合、分散重合などにより得られるポリマー粒子、具体的にはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの粒子等が挙げられる。   Examples of the inorganic or organic particles include inorganic particles such as silica particles, titanium dioxide, barium sulfate, zeolite, calcium carbonate, alumina, and zinc oxide. Organic particles include, for example, emulsion polymerization and dispersion polymerization. Examples thereof include polymer particles obtained, specifically particles such as polyethylene, polypropylene, and polystyrene.

前記バインダー成分としては、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、エーテル結合を有する樹脂、ゼラチン類などを用いることができる。好ましくは、ポリビニルアルコール系樹脂である。   As the binder component, polyvinyl alcohol resins, cellulose resins, resins having an ether bond, gelatins, and the like can be used. A polyvinyl alcohol resin is preferable.

被記録体を構成する高分子膜に含有する「強酸性基を有する高分子」、カチオン性有機色素の詳細およびこれらの好ましい形態については、既述の本発明の色素センサにおける場合と同様である。また、「強酸性基を有する高分子」とカチオン性有機色素との関係、発色機構についても既述の通りである。
また、無機または有機粒子、並びにバインダー成分の含有量については、本発明の効果を損なわない範囲で適宜選択することができる。
The details of the “polymer having a strongly acidic group” contained in the polymer film constituting the recording medium, the cationic organic dye, and preferred forms thereof are the same as those in the dye sensor of the present invention described above. . The relationship between the “polymer having a strongly acidic group” and the cationic organic dye and the color development mechanism are also as described above.
Moreover, about content of an inorganic or organic particle | grain and a binder component, it can select suitably in the range which does not impair the effect of this invention.

被記録体は、所望の基材を洗浄した後、この基材の上に「強酸性基を有する高分子」を含む高分子溶液を、スピンコート法等の公知の塗布法による塗布などにより高分子膜を形成し、形成された高分子膜を所望のカチオン性有機色素を含有する色素水溶液に接触させ、その後(例えば純水で)洗浄、乾燥させることにより作製できる。   After a desired substrate is washed, a recording medium is coated with a polymer solution containing a “polymer having a strongly acidic group” on the substrate by a known coating method such as a spin coating method. It can be produced by forming a molecular film, bringing the formed polymer film into contact with an aqueous dye solution containing a desired cationic organic dye, and then washing (for example, with pure water) and drying.

このときのモル比(c/a)の調整も、既述の色素センサの場合と同様に、例えば高分子膜を色素水溶液に接触さする時間を適切に制御した後、膜に付着したカチオン性有機色素を(例えば純水で)洗浄する方法等によって行なえる。   The adjustment of the molar ratio (c / a) at this time is similar to the case of the dye sensor described above, for example, after appropriately controlling the time for contacting the polymer film with the dye aqueous solution, It can be performed by a method of washing an organic dye (for example, with pure water).

基材としては、特に制限はなく任意の材質、形状のものを目的等に応じて選択することができ、例えば、アルカリガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラス等の公知のガラス、ポリエステル等のプラスチックス、あるいは不透明紙、例えば再生PET紙などが挙げられる。具体的には、板材、シート材、フィルム材、造花等が好適であり、ガラス板や紙のような可撓性を持たせる場合はプラスチックフィルムやシートなどが使用できる。
基材の厚みについては、所望に応じて選択すればよく、また、ナフィオン等の高分子膜を均一に設ける観点から、メタノール等のアルコールなどによる洗浄や超音波洗浄が行なわれることが好ましい。
The substrate is not particularly limited and can be selected from any material and shape depending on the purpose. For example, known glass such as alkali glass, non-alkali glass, quartz glass, and plastics such as polyester are used. Or opaque paper such as recycled PET paper. Specifically, a plate material, a sheet material, a film material, artificial flowers and the like are suitable, and a plastic film, a sheet, and the like can be used in order to provide flexibility such as a glass plate or paper.
The thickness of the substrate may be selected as desired. From the viewpoint of uniformly providing a polymer film such as Nafion, it is preferable to perform cleaning with an alcohol such as methanol or ultrasonic cleaning.

また、高分子膜は、基材の片側の表面のみに設けるようにしてもよいし、両側の表面に設けてもよい。   Moreover, the polymer film may be provided only on the surface on one side of the substrate, or may be provided on the surfaces on both sides.

〜記録液〜
本発明における記録液は、被記録体の高分子膜中のカチオン性有機色素に対するブレンステッド塩基である有機物の少なくとも一種を含有し、カチオン性有機色素を変色させて所望の画像を顕在化し、記録を行なうものである。記録液は、必要に応じて更に粘度調整剤などの他の成分を用いて構成することができる。
~ Recording liquid ~
The recording liquid in the present invention contains at least one organic substance that is a Bronsted base with respect to the cationic organic dye in the polymer film of the recording medium, changes the color of the cationic organic dye, and reveals a desired image. Is to do. The recording liquid can be constituted by using other components such as a viscosity modifier as required.

「ブレンステッド塩基である有機物」は、カチオン性有機色素(ブレンステッド酸)からのプロトンを受容することができる有機化合物である。かかる有機物には、例えば、アルコール、エーテル、アルデヒド、カルボン酸、エステル、並びにトリエチルアミン、各種アミノ酸などのアルキルアミン等のアミン誘導体などを用いることができ、特に非揮発性のアミノ酸が好ましい。   “Organic substances that are Bronsted bases” are organic compounds that can accept protons from cationic organic dyes (Bronsted acids). Examples of such organic substances include alcohols, ethers, aldehydes, carboxylic acids, esters, and amine derivatives such as alkylamines such as triethylamine and various amino acids. Nonvolatile amino acids are particularly preferable.

前記「ブレンステッド塩基である有機物」は、溶解可能な溶媒、例えば、水系媒体、有機溶剤に溶解して使用できる。水系媒体には、水および、水と水に相溶性の有機溶剤との混合溶媒などが含まれ、安全性の点で、水系媒体(特に水)が好ましい。また、有機溶剤には、メタノール、エタノール、アセトンなどが含まれる。
本発明においては、使用時の安全性の点で、水溶液が好ましい。
The “organic substance that is a Bronsted base” can be used after being dissolved in a soluble solvent, for example, an aqueous medium or an organic solvent. The aqueous medium includes water and a mixed solvent of water and water-compatible organic solvent, and an aqueous medium (particularly water) is preferable from the viewpoint of safety. The organic solvent includes methanol, ethanol, acetone and the like.
In the present invention, an aqueous solution is preferable from the viewpoint of safety during use.

記録液中の「ブレンステッド塩基である有機物」の含有濃度としては、2%〜5%が好ましい。   The concentration of the “organic substance that is a Bronsted base” in the recording liquid is preferably 2% to 5%.

〜消去液〜
本発明における消去液は、前記記録液により変色されたカチオン性有機色素にプロトン付加する化合物の少なくとも一種を含有し、被記録体上の記録を消去するものである。
~ Eraser ~
The erasing liquid in the present invention contains at least one compound that protonates the cationic organic dye changed in color by the recording liquid and erases the recording on the recording medium.

「カチオン性有機色素にプロトン付加する化合物」は、前記記録液中の有機物の作用により変色したカチオン性有機色素に再びプロトン付加できる化合物である。かかる化合物には、例えば、希塩酸、希硫酸、希硝酸等の酸などを用いることができる。   The “compound capable of adding a proton to a cationic organic dye” is a compound that can be protonated again to a cationic organic dye that has been discolored by the action of an organic substance in the recording liquid. Examples of such compounds include acids such as dilute hydrochloric acid, dilute sulfuric acid, and dilute nitric acid.

前記「カチオン性有機色素にプロトン付加する化合物」は、溶解可能な溶媒、例えば、水系媒体、有機溶剤に溶解して使用できる。水系媒体および有機溶剤の詳細および好ましい態様については、記録液と同様であり、使用時の安全性の点で水溶液が好ましい。   The “compound capable of protonating a cationic organic dye” can be used by dissolving in a soluble solvent such as an aqueous medium or an organic solvent. Details and preferred embodiments of the aqueous medium and the organic solvent are the same as those of the recording liquid, and an aqueous solution is preferred from the viewpoint of safety during use.

消去液中の「カチオン性有機色素にプロトン付加する化合物」の含有濃度としては、0.1mol/l〜1mol/lが好ましく、0.1mol/l〜0.2mol/lがより好ましい。   The concentration of the “compound capable of protonating a cationic organic dye” in the erasing solution is preferably from 0.1 mol / l to 1 mol / l, more preferably from 0.1 mol / l to 0.2 mol / l.

記録液および消去液は、例えば、任意の断面径の吸収性芯材に吸収させたり、筆に付ける等、任意の使用形態を選択することができ、所望とする絵や文字などの画像を記録し、消去することができる。   The recording liquid and the erasing liquid can be selected in any use form, for example, absorbed in an absorbent core material having an arbitrary cross-sectional diameter or attached to a brush, and an image such as a desired picture or character is recorded. And can be erased.

さらに、本発明の記録用セットは、被記録体をインクジェット記録用に構成すると共に、記録液および消去液をインクジェットヘッドに装填して吐出するインクジェット記録液として用いることもできる。   Furthermore, the recording set of the present invention can be used as an ink jet recording liquid in which a recording medium is configured for ink jet recording and a recording liquid and an erasing liquid are loaded on an ink jet head and discharged.

本発明の記録用セットは、所望サイズの被記録体の高分子膜の膜上に、高分子膜の組成に対応させて調製された記録液を、例えば筆につけあるいはヘッドから吐出して所望の画像を描くと、記録液で描かれた領域のみ変色を起こして文字や絵柄などの画像を記録できる。記録後、画像部分に重ねて消去液を、例えば別の筆につけあるいはヘッドから吐出して塗ると、塗った部分のみが消色して画像消去することができる。
また、消去後は、さらに消去部分に重ねてあるいは重ねないで、記録液で描くと最初に記録した場合と同様の色相、色濃度の画像が得られる。
In the recording set of the present invention, a recording liquid prepared in accordance with the composition of the polymer film is applied on the polymer film of the recording medium of a desired size, for example, by applying it to a brush or ejecting it from a head. When an image is drawn, only an area drawn with the recording liquid is discolored and an image such as a letter or a picture can be recorded. After recording, if an erasing liquid is applied to the image portion, for example, on another brush or ejected from the head, only the applied portion is erased and the image can be erased.
In addition, after erasing, if an image is drawn with a recording liquid with or without being overlapped with an erased portion, an image having the same hue and color density as that of the first recording can be obtained.

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist thereof. Unless otherwise specified, “part” is based on mass.

(実施例1):色素センサの作製
市販のポリエステルシートを50mm×50mmに切り取り,メタノール中に1時間浸して洗浄後、乾燥させた。このポリエステルシートの一方の表面に、5%のNafion117溶液(Aldrich社製)1.0±0.1gを滴下し、スピナー(K359SD−270A、共和理研社製)によりスピンコートして薄膜(Nafion薄膜)とした。このとき、スピンの回転速度および時間は、「回転数200r.p.m.×15秒間」+「回転数600r.p.m.×10秒間」+「回転数1200r.p.m.×10秒間」と段階的に制御した。
Example 1 Production of Dye Sensor A commercially available polyester sheet was cut into 50 mm × 50 mm, immersed in methanol for 1 hour, washed and dried. On one surface of this polyester sheet, 1.0 ± 0.1 g of 5% Nafion 117 solution (Aldrich) is dropped, and spin coated with a spinner (K359SD-270A, Kyowa Riken) to form a thin film (Nafion thin film). ). At this time, the rotation speed and time of the spin are “the number of rotations 200 rpm. × 15 seconds” + “the number of rotations 600 rpm.times.10 seconds” + “the number of rotations 1200 rpm.times.10”. Second ".

次に、形成されたNafion薄膜を80℃のホットプレート上で30分間乾燥させた。乾燥したNafion薄膜を色素水溶液(クリスタルバイオレット(CV)を5.0×10−4mol/l含有)に3秒間浸した後、純水で洗浄し、ドライヤーにより熱風乾燥した。 Next, the formed Nafion thin film was dried on a hot plate at 80 ° C. for 30 minutes. The dried Nafion thin film was immersed in an aqueous dye solution (containing crystal violet (CV) at 5.0 × 10 −4 mol / l) for 3 seconds, washed with pure water, and dried with hot air using a dryer.

ここで、Nafion薄膜の表面に付着したCVの量について、Nafion薄膜のスルホン酸基のモル量とCVのモル量とを中和滴定(スルホ基)と分光光度計による比色定量により求めたところ、それぞれ1.46×10−6mol、8.40×10−8molであった。これらの値から、CV(c)とスルホン酸基(a)のモル比(c/a)は1/17.4であった。 Here, with respect to the amount of CV adhering to the surface of the Nafion thin film, the molar amount of the sulfonic acid group and the molar amount of CV of the Nafion thin film were determined by neutralization titration (sulfo group) and colorimetric determination with a spectrophotometer. And 1.46 × 10 −6 mol and 8.40 × 10 −8 mol, respectively. From these values, the molar ratio (c / a) between CV (c) and sulfonic acid group (a) was 1 / 17.4.

〈試験1〉
乾燥後、これを25mm×10mm片に切って色素センサとした。
なお,未使用の色素センサは、空気中の微量アンモニアやアミン系ガスによる着色を避けるため、バイアル瓶に入れて軽く蓋をし(又はチャック付ポリ袋(ポリエチレン製)に入れて)密封して室温(25℃)で保存した。
<Test 1>
After drying, this was cut into 25 mm × 10 mm pieces to obtain a dye sensor.
In addition, unused dye sensors should be sealed in a vial (or in a plastic bag with a chuck (made of polyethylene)) and sealed in a vial to avoid coloring due to trace amounts of ammonia and amine gases in the air. Stored at room temperature (25 ° C.).

得られた色素センサを、図1に示すように、生マグロ片2gと共に容積60cmの容器内に入れて密閉し、室温(25℃)下で経時での色素センサの色変化を観察して腐敗検知を試みた。このとき、水蒸気の存在で色素センサは黄色から緑色に変色がみられるため、生マグロ片を入れた容器とは別に、水蒸気と共に同容積の容器内に入れた色素センサの色変化をリファレンス(25℃)とした。 As shown in FIG. 1, the obtained dye sensor is placed in a container with a volume of 60 cm 3 together with 2 g of raw tuna pieces and sealed, and the color change of the dye sensor over time is observed at room temperature (25 ° C.). Attempted to detect corruption. At this time, since the color of the dye sensor is changed from yellow to green due to the presence of water vapor, the color change of the dye sensor placed in the same volume container together with water vapor is referred to (25) separately from the container containing raw tuna pieces. ° C).

その結果、図1のように、5時間程度で生マグロの容器内の色素センサに色変化〔緑色(dication)→紫色(monocation)〕が生じはじめ、7.5時間程度で完全に紫色に変色した。この色変化に伴ない、腐敗臭がみられた。
一方、湿った脱脂綿を入れたリファレンス側の色素センサは、水蒸気により淡緑色のままであった。
As a result, as shown in FIG. 1, a color change [green (dication) → purple (monocation)] starts to occur in the dye sensor in the raw tuna container in about 5 hours and turns completely purple in about 7.5 hours. did. With this color change, a rotting odor was observed.
On the other hand, the reference-side dye sensor containing wet absorbent cotton remained light green due to water vapor.

以上から、魚肉類など食品類の腐敗の有無、進行度を検知等する簡易センサとして好適に利用できることがわかる。   From the above, it can be seen that the present invention can be suitably used as a simple sensor for detecting the presence / absence and progress of foods such as fish meat.

〈試験2〉
約1.0Lの容器内(温度20℃、湿度50〜60%RH)にトリエチルアミン(TEA)を導入(濃度=0ppm、0.6ppm、1.2ppm、2.9ppm、5.8ppm、12ppm)した中に、上記の色素センサを入れて経時での色変化を観察した。色変化は、全面積に対する紫色に変色した面積の割合を目視により求め、これを感度を評価する指標とした。結果は図2に示す。
図2に示すように、低濃度のTEA雰囲気中での検出も可能であり、高感度であった。
<Test 2>
Triethylamine (TEA) was introduced (concentration = 0 ppm, 0.6 ppm, 1.2 ppm, 2.9 ppm, 5.8 ppm, 12 ppm) into an approximately 1.0 L container (temperature 20 ° C., humidity 50-60% RH). Inside, the above dye sensor was put and the color change with time was observed. For the color change, the ratio of the area changed to purple with respect to the total area was visually determined, and this was used as an index for evaluating the sensitivity. The results are shown in FIG.
As shown in FIG. 2, detection was possible in a low concentration TEA atmosphere, and the sensitivity was high.

〈試験3〉
化学試料を用いる室内(アミン及びアミド含有濃度約0.03ppm、気温22℃)に、上記の色素センサを置き、経時での色変化を観察した。その結果、図3に示すように、約6〜10時間経過したところで黄色から紫色への変色が見られ、21時間でほぼ全領域が紫色に変色した。なお、変色が端から進行するのは、アミン等ガスが色素センサで吸着除去されて濃度差が生じているためと推測される。
以上のように、極低濃度の雰囲気でも検出が可能であり、高い感度を有していた。
<Test 3>
The above-mentioned dye sensor was placed in a room using a chemical sample (concentration of amine and amide of about 0.03 ppm, temperature of 22 ° C.), and the color change with time was observed. As a result, as shown in FIG. 3, the color change from yellow to purple was observed after about 6 to 10 hours, and almost the entire region was changed to purple in 21 hours. The reason why the discoloration proceeds from the end is presumed to be that the gas such as amine is adsorbed and removed by the dye sensor, resulting in a density difference.
As described above, detection was possible even in an extremely low concentration atmosphere, and the sensitivity was high.

以上から、作業環境や住環境などを調査、モニタ等する環境用の簡易センサ、ガスを吸着した際に呈色することで「センス」する空気中のアミン系ガスの除去装置へのセンサ応用として好適に利用できることがわかる。
本発明の色素センサは、アミン系ガス濃度0.02ppm〜5%以上での吸着が確認されており、低濃度から高濃度での吸着作用で、吸着済み領域から次第に呈色して、基材全体に呈色域が及ぶことで除去能力の終止を確かに知ることができる。この場合、既述の基材を適宜選べるので、フィルム状、棒状、あるいは造花などの種々の形状が可能である。また、基材の色、呈色材を選択することで、色の組合せが可能である。勿論、極希釈硫酸液のスプレー散布などで除去能力を再現させることで、除去装置を異動せずに稼動を容易
に再開することができる。
From the above, as a sensor application to the environment-friendly simple sensor for investigating and monitoring the working environment and the living environment, and the amine-based gas removal device that "senses" by coloring when gas is adsorbed It turns out that it can utilize suitably.
The dye sensor of the present invention has been confirmed to be adsorbed at an amine gas concentration of 0.02 ppm to 5% or more, and is gradually colored from an adsorbed region by an adsorption action from a low concentration to a high concentration. The end of the removal capability can be surely confirmed by the fact that the entire color gamut extends. In this case, since the above-mentioned base material can be appropriately selected, various shapes such as a film shape, a rod shape, and artificial flowers are possible. Moreover, the combination of colors is possible by selecting the color of the base material and the coloring material. Of course, the operation can be easily restarted without changing the removing device by reproducing the removing ability by spraying the extremely diluted sulfuric acid solution.

(実施例2):記録用セットの作製
市販のポリエステルシートを50mm×50mmに切り取り、メタノール中に1時間浸して洗浄後、乾燥させた。なお、ポリエステルシート以外にも、所望の適当な不透明紙、例えば再生PET紙などを用いてもよい。
Example 2 Production of Recording Set A commercially available polyester sheet was cut into 50 mm × 50 mm, immersed in methanol for 1 hour, washed and dried. In addition to the polyester sheet, a desired appropriate opaque paper such as recycled PET paper may be used.

洗浄、乾燥後のポリエステルシートの一方の表面に、20%のNafion117溶液(Aldrich社製)1.0±0.1gを滴下し、スピナー(K359SD−270A、共和理研社製)によりスピンコートして薄膜(Nafion薄膜)とした。このとき、スピンの回転速度と時間は、「回転数200r.p.m.×15秒間」+「回転数600r.p.m.×10秒間」+「回転数1200r.p.m.×10秒間」と段階的に制御した。   1.0 ± 0.1 g of 20% Nafion 117 solution (manufactured by Aldrich) is dropped on one surface of the polyester sheet after washing and drying, and spin coated with a spinner (K359SD-270A, manufactured by Kyowa Riken). A thin film (Nafion thin film) was used. At this time, the rotation speed and time of the spin are “the number of rotations 200 rpm. × 15 seconds” + “the number of rotations 600 rpm.times.10 seconds” + “the number of rotations 1200 rpm.times.10”. Second ".

次に、形成されたNafion薄膜を80℃のホットプレート上で30分間乾燥させた。乾燥したNafion薄膜を色素水溶液(クリスタルバイオレット(CV)を5.0×10−4mol/l含有)に60秒間浸した後、純水で洗浄し、ドライヤーにより熱風乾燥した。このようにして、リライタブル基板を作製した。 Next, the formed Nafion thin film was dried on a hot plate at 80 ° C. for 30 minutes. The dried Nafion thin film was immersed in an aqueous dye solution (containing crystal violet (CV) at 5.0 × 10 −4 mol / l) for 60 seconds, washed with pure water, and dried with hot air using a dryer. In this way, a rewritable substrate was produced.

ここで、Nafion薄膜の表面に付着したCVの量について、Nafion薄膜のスルホン酸基のモル量とCVのモル量とを中和滴定(スルホ基)と分光光度計による比色定量により求めたところ、それぞれ1.03×10−6mol、2.94×10−8molであった。これらの値から、CV(c)とスルホン酸基(a)のモル比(c/a)は1/35であった。 Here, with respect to the amount of CV adhering to the surface of the Nafion thin film, the molar amount of the sulfonic acid group and the molar amount of CV of the Nafion thin film were determined by neutralization titration (sulfo group) and colorimetric determination with a spectrophotometer. And 1.03 × 10 −6 mol and 2.94 × 10 −8 mol, respectively. From these values, the molar ratio (c / a) between CV (c) and sulfonic acid group (a) was 1/35.

次に、リシン(アミノ酸)を、メタノールと水との1:1混合溶媒に溶解して、約3%の着色液(記録液)を調製した。
これとは別に、0.2mol/lの希塩酸水溶液を準備し、消色液(消去液)とした。
Next, lysine (amino acid) was dissolved in a 1: 1 mixed solvent of methanol and water to prepare an approximately 3% colored liquid (recording liquid).
Separately, a 0.2 mol / l dilute hydrochloric acid aqueous solution was prepared and used as a decoloring solution (erasing solution).

そして、上記の着色液を小筆につけ、上記より得たリライタブル基板に塗ったところ、所望の絵や文字を鮮やかな紫色で描くことができた。続いて、別の小筆に上記の消色液をつけ、描かれた絵や文字に重ねて塗ったところ、これらの絵などを簡単に痕跡なく完全に消すことができた。
消色液が乾燥した後、再び着色液を小筆につけて消色した領域に塗ったところ、初めと同様の鮮やかな絵や文字を描くことができた。さらに、別の小筆にて消色液を描かれた絵等に重ねて塗ったところ、やはり簡単に痕跡なく完全に消去することができた。このように、10回以上の書き換えを行なった後も画質は劣らなかった。
また、描いた絵や文字は、アミンガスに汚染されず、空気下に保管しても1週間以上安定に保持できることが確認された。
When the above colored liquid was applied to a small brush and applied to the rewritable substrate obtained above, a desired picture or character could be drawn in a bright purple color. Subsequently, when the above-described decoloring solution was applied to another small brush and applied over the drawn pictures and letters, these pictures could be easily erased without any trace.
After the decolorizing liquid was dried, the coloring liquid was again applied to the erased area by applying it to the small brush, and the same vivid pictures and letters as the beginning could be drawn. Furthermore, when it was applied over another picture with a decoloring solution drawn with another small brush, it was easily erased without any traces. Thus, the image quality was not inferior even after rewriting 10 times or more.
In addition, it was confirmed that the drawn pictures and characters were not contaminated by amine gas and could be stably maintained for more than one week even when stored under air.

試験1の試験方法および試験1における色素センサの色変化を示す図である。It is a figure which shows the test method of Test 1, and the color change of the dye sensor in Test 1. 試験2におけるTEA濃度と色変化との関係を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the relationship between the TEA density | concentration and color change in Test 2. 試験3における希薄濃度下での色変化による検出を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the detection by the color change under the lean density in Test 3. FIG.

Claims (4)

ブレンステッド塩基である有機ガスを検出する色素センサであって、
強酸性基を有する高分子と、前記高分子と結合し、前記強酸性基によりプロトン付加されたカチオン性有機色素とを含み、前記カチオン性有機色素(c)および前記強酸性基(a)のモル比(c/a)が1/10〜1/25である色素センサ。
A dye sensor that detects an organic gas that is a Bronsted base,
A polymer having a strongly acidic group, and a cationic organic dye bonded to the polymer and protonated by the strongly acidic group, wherein the cationic organic dye (c) and the strongly acidic group (a) A dye sensor having a molar ratio (c / a) of 1/10 to 1/25.
前記有機ガスが、アミン系誘導体であることを特徴とする請求項1に記載の色素センサ。   The dye sensor according to claim 1, wherein the organic gas is an amine derivative. 基材上に、強酸性基を有する高分子、および前記高分子と結合し、前記強酸性基によりプロトン付加されたカチオン性有機色素を、前記カチオン性有機色素(c)および前記強酸性基(a)のモル比(c/a)が1/30〜1/50の比率で含む高分子膜を有する被記録体と、
前記カチオン性有機色素に対するブレンステッド塩基である有機物を含有し、前記被記録体の前記カチオン性有機色素を変色させて記録する記録液と、
変色された前記カチオン性有機色素にプロトン付加する化合物を含有し、前記記録を消去する消去液と、
を備えた記録用セット。
On a substrate, a polymer having a strongly acidic group, and a cationic organic dye bonded to the polymer and protonated with the strongly acidic group are converted into the cationic organic dye (c) and the strongly acidic group ( a recording material having a polymer film containing a molar ratio (c / a) of 1/30 to 1/50;
A recording liquid that contains an organic substance that is a Bronsted base with respect to the cationic organic dye, and records the recording material by changing the color of the cationic organic dye of the recording medium;
An erasing solution containing a compound that protonates the discolored cationic organic dye and erasing the recording;
A set for recording.
前記有機物がアミン系誘導体であって、前記化合物が酸であることを特徴とする請求項3に記載の記録用セット。   The recording set according to claim 3, wherein the organic substance is an amine derivative, and the compound is an acid.
JP2006179557A 2006-06-29 2006-06-29 Dye sensor and recording set Pending JP2008008761A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006179557A JP2008008761A (en) 2006-06-29 2006-06-29 Dye sensor and recording set

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006179557A JP2008008761A (en) 2006-06-29 2006-06-29 Dye sensor and recording set

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008008761A true JP2008008761A (en) 2008-01-17

Family

ID=39067106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006179557A Pending JP2008008761A (en) 2006-06-29 2006-06-29 Dye sensor and recording set

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008008761A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022134351A (en) * 2021-03-03 2022-09-15 学校法人昭和薬科大学 Amines detection agent

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6218483A (en) * 1985-07-16 1987-01-27 Toyo Soda Mfg Co Ltd Ink composition for writing board
JPH04110757A (en) * 1990-08-31 1992-04-13 Shinei Kk Moisture sensitive element
JPH0761169A (en) * 1993-08-24 1995-03-07 Yunitei:Kk Writing colored sheet and exclusive use writing instrument
JPH07223314A (en) * 1993-06-16 1995-08-22 Xerox Corp Method for desensitizing ink jet printing of non-carbon paper
JPH09169162A (en) * 1995-12-20 1997-06-30 Ricoh Co Ltd Regenerating method of image holding support
JP2002059690A (en) * 2000-08-15 2002-02-26 My Technical Business:Kk Erasing agent erasing composition for pressure sensitive paper (r)
JP2002529695A (en) * 1998-10-30 2002-09-10 フォトニック センサー システムズ Methods and sensors for detecting or measuring acids or bases
JP2005313521A (en) * 2004-04-30 2005-11-10 Teikoku Printing Inks Mfg Co Ltd Decoloring ink for pressure sensitive paper

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6218483A (en) * 1985-07-16 1987-01-27 Toyo Soda Mfg Co Ltd Ink composition for writing board
JPH04110757A (en) * 1990-08-31 1992-04-13 Shinei Kk Moisture sensitive element
JPH07223314A (en) * 1993-06-16 1995-08-22 Xerox Corp Method for desensitizing ink jet printing of non-carbon paper
JPH0761169A (en) * 1993-08-24 1995-03-07 Yunitei:Kk Writing colored sheet and exclusive use writing instrument
JPH09169162A (en) * 1995-12-20 1997-06-30 Ricoh Co Ltd Regenerating method of image holding support
JP2002529695A (en) * 1998-10-30 2002-09-10 フォトニック センサー システムズ Methods and sensors for detecting or measuring acids or bases
JP2002059690A (en) * 2000-08-15 2002-02-26 My Technical Business:Kk Erasing agent erasing composition for pressure sensitive paper (r)
JP2005313521A (en) * 2004-04-30 2005-11-10 Teikoku Printing Inks Mfg Co Ltd Decoloring ink for pressure sensitive paper

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022134351A (en) * 2021-03-03 2022-09-15 学校法人昭和薬科大学 Amines detection agent
JP7548506B2 (en) 2021-03-03 2024-09-10 学校法人昭和薬科大学 Amine detection agent

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI410622B (en) The ink for humidity indicator, its process of manufacture, and the humidity indicator manufactured with the ink
KR101725972B1 (en) Hydrochromic polydiacetylene composite, hydrochromic thin film using the same and use thereof
CN102066922B (en) Moisture indicator and method for producing the same
CN100497116C (en) Method for noticing changes in a package, method for locating a package, package and system for locating a package
JP5143573B2 (en) Ink composition and oxygen indicator
US11994474B2 (en) Printed sensor with vibrant colorimetric particles
EP2463650A1 (en) Indicator material and indicator device comprising said indicator material
CN101273268B (en) Ink composition, oxygen and/or PH indicator and package
JP2008008761A (en) Dye sensor and recording set
WO2006020507A1 (en) Sensor films and systems and methods of detection using sensor films
JP2008261681A (en) Humidity indicator
JP2000105230A (en) Wettability detecting method, wettability detecting label, and apparatus with wettability sensing function
JP3326831B2 (en) Reagent composition for measuring ionic strength or specific gravity of aqueous liquid sample
JP5236183B2 (en) Desiccant bag
CN100533130C (en) A kind of stable pH test paper and preparation method thereof
CN101324530B (en) Time history indicating device and forming method thereof
Bilgin et al. Development of an irreversible hydrochromic ink for smart packaging
JP2008058058A (en) Gas concentration measuring instrument
CN103909732A (en) Test method
JPH07270393A (en) Ink composition for moisture indicator and recording medium using the same
JP4966627B2 (en) Humidity indicator and its manufacturing method
JP3848347B2 (en) Method for discriminating changes in probe fixing substrate, probe fixing substrate and detection apparatus
JP4991246B2 (en) Humidity indicator and its manufacturing method
Bilgin et al. Hydrochromic ink as a security feature for piezoelectric inkjet printing
JP2010008119A (en) Humidity indicator and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090617

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110708

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110927

A02 Decision of refusal

Effective date: 20120207

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02