CN102066922B - 湿度指示器及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种湿度指示器，其包括显色组合物，所述显色组合物包含保持在多孔基材上的潮解材料，其中抑制已曾印刷并由此粘附至基材的显色化合物粘附至印刷设备等的构件，从而由此防止印刷错误并减少印刷设备的维护频率。此外，能够由此防止在堆叠多个湿度指示器片材中出现的粘连。在显色化合物(4)中，将与显色化合物的构成组分不反应的微珠(3)分散以形成凸部。此外，显色化合物(4)涂布有包含分散在树脂(7)中的微珠(6)的面涂层(5)。

Description

湿度指示器及其生产方法
技术领域
本发明涉及进行颜色变化以致容易看到湿度增加的湿度指示器，以及湿度指示器的生产方法。
背景技术
作为封入到商品包装内的干燥剂，已常规使用含硅胶的小袋，并且所述小袋内具有被称为蓝色凝胶的浸渍氯化钴的硅胶作为用于了解干燥状态的指示剂。但是，由于钴是重金属，从环境的观点，已经期望不含钴的湿度指示器。
因此，本申请人已在专利文献1提出具有显色组合物的湿度指示器，所述显色组合物包含给电子显色化合物、环境温度下为固体的酸性化合物、具有潮解性能的物质和粘合至基体如无纺布的树脂粘结剂。当具有潮解性能的物质通过其周围的湿气而潮解，且给电子显色化合物通过湿气而变色或脱色时，上述湿度指示器显示湿度的增加。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP-A 2007-316058
发明内容
本发明要解决的问题
在批量生产专利文献1提出的湿度指示器的情况下，通过以下步骤来生产：根据凹版法(gravure method)等借助连续地辊对辊(roll-to-roll)，在基材上印刷湿度指示器用涂料，并切成规定大小，所述湿度指示器用涂料至少包含给电子显色化合物、环境温度下为固体的酸性化合物、具有潮解性能的物质和水性树脂乳液或水溶性高分子化合物水溶液。
这里，由于上述涂料含有具有潮解性能的物质，如果印刷涂料干燥后周围湿度增加，则显色组合物吸收周围湿气以变得发粘，显色组合物粘附至印刷侧与其接触的辊表面，导致引起印刷不良如印刷不均匀或印刷遗漏(printing omission)的可能性。由于显色组合物含有酸性化合物，通过由具有潮解性能的物质吸收的湿气与酸性化合物之间的化学反应，存在引起辊(显色组合物粘附至该辊)的腐蚀等的可能性，有必要进行粘附显色组合物的辊的频繁维护。
另外，当堆叠多个上述湿度指示器时，也存在引起粘连(blocking)的问题，这是因为在显色组合物中含有具有潮解性能的物质，相互堆叠的湿度指示器之一的显色组合物粘附至另一所述湿度指示器的背面。
本发明解决了上述问题，提供通过以下能够有效生产湿度指示器的方法：在湿度指示器的生产过程中，抑制已曾印刷并粘附至基材的显色组合物粘附至印刷设备等的构件，以防止印刷不良还减少印刷设备的维护频率，并且提供根据上述方法的湿度指示器。本发明也具有以下目的：当堆叠多个印刷的湿度指示器时，防止此时的粘连。
用于解决问题的手段
本发明的第一湿度指示器是如下的湿度指示器：其是将印刷层负载在基材上形成的，所述印刷层具有分散在所述显色组合物中的微珠，其中显色组合物至少包含给电子显色化合物、环境温度下为固体的酸性化合物、具有潮解性能的物质和树脂粘结剂，所述给电子显色化合物与所述酸性化合物反应以显示规定颜色，以及所述印刷层在所述印刷层表面上具有所述微珠的凸部。
本发明的第一湿度指示器作为优选实施方案包括以下：基材是多孔的，微珠由与显色组合物的任何构成组分不反应的材料形成，将树脂膜层压在基材背面上，湿度指示器具有由至少覆盖印刷层的树脂形成的面涂层，所述面涂层具有分散在树脂中的微珠且具有由面涂层表面上的微珠形成的凸部，将由树脂形成的透湿度调节层额外层压在湿度指示器的印刷层侧上的最外表面上，以及将彩色墨层设置在印刷层和基材之间。
本发明的第一湿度指示器的生产方法包括以下步骤：在基材上印刷湿度指示器用涂料，并加热干燥以形成具有分散在显色组合物中的微珠的印刷层，所述湿度指示器至少包含给电子显色化合物、环境温度下为固体的酸性化合物、具有潮解性能的物质、微珠以及水性树脂乳液或水溶性高分子化合物水溶液。
本发明的第一湿度指示器的生产方法作为优选实施方案包括以下：基材是多孔的，微珠由与湿度指示器用涂料的任何构成组分不反应的材料形成，湿度指示器用涂料包含水性树脂乳液或水溶性高分子用交联剂，将树脂膜预先层压在基材背面上，将所述湿度指示器用涂料印刷在所述基材上并且加热干燥，并且涂布不溶性的树脂基体形成的树脂以形成面涂层，从而至少覆盖所述印刷层。
本发明的第二湿度指示器是如下的湿度指示器：其中在基材上负载由显色组合物形成的印刷层，所述显色组合物至少包含给电子显色化合物、环境温度下为固体的酸性化合物、具有潮解性能的物质和树脂粘结剂，其中给电子显色化合物与酸性化合物反应以显示规定颜色，所述印刷层覆盖有具有分散在树脂中的微珠的面涂层，以及面涂层在其表面上具有由微珠形成的凸部。
本发明的第二湿度指示器作为优选实施方案包括以下：基材是多孔的，将树脂膜预先层压在基材背面上，将由树脂形成的透湿度调节层进一步层压在面涂层上，以及将彩色墨层设置在印刷层和基材之间。
本发明的第二湿度指示器的生产方法包括以下步骤：在基材上印刷湿度指示器用涂料，所述湿度指示器至少包含给电子显色化合物、环境温度下为固体的酸性化合物、具有潮解性能的物质以及水性树脂乳液或水溶性高分子化合物水溶液，加热干燥以形成由显色组合物形成的印刷层；施涂具有分散于其中的微珠的不溶性树脂基体以至少覆盖所述印刷层，从而形成具有分散在所述树脂中的所述微珠的面涂层。
本发明的第二湿度指示器的生产方法作为优选实施方案包括以下：基材是多孔的，将树脂膜预先层压在基材背面上。
本发明的效果
根据本发明的第一湿度指示器，由在基材上印刷的显色组合物正面上的微珠形成凸部，以致当印刷侧与印刷设备的构件等接触时，基本上抑制显色组合物粘附至所述构件表面。根据本发明，抑制印刷不良，也减少构件的维护频率，并能够有效生产湿度指示器。
借助于凸部的存在，即使当堆叠多个湿度指示器时，相互堆叠的湿度指示器之一的背面难以粘附至另一所述湿度指示器的印刷侧，并且能够减少粘连。
根据本发明，面涂层在印刷层上的额外形成通过面涂层覆盖微珠表面的显色组合物，并能够更有效防止生产后的粘连。特别地，当将微珠与第二湿度指示器组合添加至面涂层时，面涂层中的微珠也设置在不具有显色组合物中的微珠的区域内，并能够更好防止粘连。
根据本发明的第二湿度指示器，由包含具有潮解性能的物质的显色组合物形成的印刷层覆盖有面涂层，以致即使当堆叠多个湿度指示器时，相互堆叠的湿度指示器之一的背面也不直接与另一所述湿度指示器印刷层的显色组合物接触。另外，将微珠分散在面涂层中，凸部通过正面上的微珠形成，以致背面与另一所述面涂层本身之间的接触面积小，并能够防止粘连。
附图说明
图1是本发明的第一湿度指示器的一个实施方案的示意性截面图。
图2是设置有面涂层的本发明的第一湿度指示器的一个实施方案的示意性截面图。
图3是本发明的第二湿度指示器的一个实施方案的示意性截面图。
图4是组合本发明的第一湿度指示器和第二湿度指示器的一个实施方案的示意性截面图。
图5是具有设置有彩色墨层的本发明的第一湿度指示器的一个实施方案的示意性截面图。
图6是具有设置有彩色墨层的本发明的第二湿度指示器的一个实施方案的示意性截面图。
图7是具有设置有透湿度调节层的图4的湿度指示器的一个实施方案的示意性截面图。
图8是具有设置有透湿度调节层的图3的湿度指示器的一个实施方案的示意性截面图。
附图标记说明
1：多孔基材
2：印刷层
3：微珠
4：显色组合物
5：面涂层
6：微珠
7：树脂
8：彩色墨层
10：树脂膜
11：透湿度调节层
具体实施方式
以下详细描述本发明的湿度指示器及其生产方法。
首先，参照使用根据辊对辊(roll-to-roll)法的印刷设备的生产实例，详细描述本发明的第一湿度指示器及其生产方法。
本发明的第一湿度指示器具有印刷层，印刷层具有分散在显色组合物中的微珠并且负载在基材上，第一湿度指示器通过以下步骤来生产：在基材上印刷包含规定组分和微珠的湿度指示器用水性涂料并加热干燥湿度指示器。
作为在本发明中使用的基材，如果通过粘合水性涂料并加热干燥所述涂料，在基材的表面和内部，基材可负载含涂料组分的显色组合物，则可使用任何材料。但是，多孔基材如纸、布或无纺布等是优选的，不过由于纸具有纸粉和pH的缺点，优选使用长纤维无纺布。
在本发明中使用的基材优选通过以下来使用：在基材背面上预先堆叠树脂膜，优选堆叠聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。这是因为当通过根据辊对辊法印刷来生产本发明的湿度指示器时，对基材施加拉伸和烘箱的热湿度指示器，就容易拉伸，印刷后拉伸的基材收缩从而可能引起外观不良。当将树脂膜堆叠在基材背面上时，即使将拉伸施加至基材也防止收缩。此外，当在基材上印刷湿度指示器用涂料时，也能够防止涂料通过树脂膜渗出至背面。作为在基材背面上堆叠树脂膜的方法，优选使用层压法。
在根据本发明的基材背面上待堆叠的PET膜优选具有厚度为4μm至100μm。当厚度为4μm以上时，能够充分获得防止基材拉伸的效果，但是当厚度为100μm以下时，湿度指示器需要的透气性不受干扰。
根据本发明的湿度指示器至少包含给电子显色化合物、环境温度下为固体的酸性化合物、具有潮解性能的物质和树脂粘结剂，并具有分散在显色组合物中的微珠以构成印刷层。
如果给电子显色化合物是用酸引起显色的化合物，则在本发明中使用的给电子显色化合物不限于特定一种，但是具体地优选使用隐色染料。例如，使用如果酸化则显色或引起颜色改变的pH指示剂、三芳基甲烷衍生物或荧烷衍生物等。具体实例是：结晶紫内酯(Crystal Violet Lactone)、3-二氢吲哚基-3-对-二甲基氨基苯基-6-二甲基氨基2-苯并[c]呋喃酮、3-二乙基氨基-7-氯荧烷、2-(2-氟苯基氨基)-6-二乙基氨基荧烷、2-(2-氟苯基氨基)-6-二正丁基氨基荧烷、3-二乙基氨基-7-环己基氨基荧烷、3-二乙基氨基-5-甲基-7-叔丁基荧烷、3-二乙基氨基-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-二乙基氨基-6-甲基-7-对-丁基苯胺基荧烷、3-环己基氨基-6-氯荧烷、2-苯胺基-3-甲基-6-(N-乙基-对甲苯氨基)-荧烷、3-吡咯烷基-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-吡咯烷基-7-环己基氨基荧烷、3-N-甲基环己基氨基-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-N-乙基戊基氨基-6-甲基-7-苯胺基荧烷等。
如果酸性化合物在环境温度下为固态，则酸性化合物不限于特定一种，但其实例包括草酸、丙二酸、柠檬酸、水杨酸、苯甲酸、硼酸和对甲苯磺酸等。在它们中，从在水中的高溶解度的观点，草酸、丙二酸和对甲苯磺酸是期望的。根据本发明的“环境温度”表示在日本工业标准(Japanese IndustrialStandards)(JI S Z 8703)中规定的20摄氏度±15摄氏度(5至35摄氏度)。
如果它是具有潮解性能的物质，则具有潮解性能的物质不限于特定一种，但优选盐，更优选金属盐。具有潮解性能的物质的实例是：氯化镁、氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化锶、氯化钡、硝酸镁、硝酸钙、硝酸锶、硝酸钡和溴化镁等。在它们中，期望使用具有较小温度依赖性的潮解性能的物质，这是因为不论温度的变化如何，都能够发挥稳定的湿度指示能力。具有较小温度依赖性的潮解性能的物质的实例包括氯化镁、氯化钠和氯化钾等。
对于具有潮解性能的物质和酸性化合物的混合比例，以重量比计，优选湿度指示器用涂料内的具有潮解性能的物质(作为水合物)∶酸性化合物＝200∶1至1∶5，更优选100∶1至1∶2。此外，涂料中给电子显色化合物的含量在添加微珠前的涂料中优选为0.05至20.0重量％，更优选0.1至10.0重量％。
根据本发明，将上述给电子显色化合物、酸性化合物和具有潮解性能的物质投入到水性树脂乳液或水溶性高分子化合物水溶液中，并充分搅拌以精细分散和/或溶解。
树脂乳液通过在不影响基材的程度下加热干燥来固化，从而变成负载上述组分的树脂粘结剂，并且与具有潮解性能的物质或酸性化合物不反应，另外，如果树脂乳液是不会由于上述组分的存在而聚集的水性乳液，则其不限于特定一种。另外，优选使用非离子乳液，特别优选使用丙烯酸系乳液。另外，可优选使用弱阴离子乳液等。树脂乳液可适当地在用水稀释的状态下使用，通过适当选择乳液浓度，可调节湿度指示器的显色(coloring)程度。
作为水溶性高分子化合物，优选使用聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或羟乙基纤维素(HEC)，且优选使用为1至20重量％的水溶液。在使用水溶性高分子化合物如聚乙烯醇的情况下，当显色组合物吸湿时，水溶性高分子化合物溶出，涂布面可能变得有些发粘。因此，在本发明中，优选使用水性树脂乳液。
特别地，当使用水性树脂乳液时，具有潮解性能的物质以均匀溶解在树脂乳液的水性溶剂中的状态供给，以致具有潮解性能的物质以分子水平分散至树脂粘结剂中，并且在显色组合物中也以微细且均匀的状态存在。因此，具有潮解性能的物质也会通过与显色组合物接触的微量湿气而潮解，从而能够使给电子显色化合物变色。此外，当使用树脂乳液时，显色组合物本身趋于吸湿。
根据本发明，为了牢固固定微珠至基材，可将上述树脂乳液或水溶性高分子化合物用交联剂添加至湿度指示器用涂料。例如，当将丙烯酸类乳液用作树脂粘结剂时，优选使用噁唑啉树脂或环氧树脂作为交联剂。交联剂的添加量为2至5重量份，相对于100重量份树脂乳液或水溶性高分子化合物水溶液。
由于可以将环境温度下为固体的酸性化合物均匀地精细分散或溶解在水性溶剂如水性树脂乳液或水溶性高分子化合物水溶液中，所以可使给电子显色化合物在涂料中均匀且良好显色。
因此，本发明的湿度指示器的显色化合物可非常灵敏地检测空气中的湿气。
通过选择具有在水中的高溶解度的酸性化合物，或通过提高给电子显色化合物在涂料中的分散性，将这些组分精细分散在树脂粘结剂中，以致可提高树脂粘结剂的物理强度，和使显色组合物难以从基材脱离(separate)。
作为优选实施方案，本发明包括将有机溶剂添加至上述湿度指示器用涂料中的构成。作为有机溶剂，优选使用以对水溶解度为5ml/100ml以上且通过加热挥发的极性溶剂。具体地，优选使用甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、叔丁醇、甲基乙基酮、乙酸乙酯、四氢呋喃、环己酮、丙酮和乙腈中的一种，或者含有它们中至少一种的混合溶剂。
在添加有机溶剂之前，将给电子显色化合物、具有潮解性能的物质和酸性化合物精细分散和/或溶解在水性树脂乳液或水溶性高分子化合物水溶液中，以致各组分能够均匀地精细分散和/或均匀溶解在如上所述的涂料中。有机溶剂的添加量优选为10至100体积份，基于100体积份的上述给电子显色化合物、具有潮解性能的物质、酸性化合物和水性树脂乳液或水溶性高分子化合物水溶液。
如果需要，在不损害本发明效果的范围内，也可以向上述涂料中添加消泡剂和防腐剂。
在本发明中使用的微珠是由与显色组合物的构成组分(即湿度指示器用涂料的构成组分)不反应的材料形成的微珠。具体地，优选使用由丙烯酸类树脂、聚氨酯树脂或丙烯酸聚氨酯树脂形成的微珠，以体积平均粒径计，为获得本发明效果的粒径优选为1μm至10μm。当粒径小于1μm时，难以形成具有足以防止显色组合物与辊之间接触的大小的凸部，当粒径超过10μm时，它是不期望的，这是因为微珠趋于从显色组合物脱离，和显色组合物与微珠一起粘附至辊，当在商品用包装中包含本发明的湿度指示器时，脱离的微珠可能污染所述商品。
此外，在本发明中使用的微珠优选对通过显色组合物显示的颜色不产生影响，以致微珠优选由无色材料形成。微珠的形状优选具有较小的对基材表面的投影面积，从而明显观察到显色组合物的变色，因此椭圆形状是优选的。
将微珠以1至20重量％的比例添加至包含全部上述组分的湿度指示器用涂料中。以下所述是不期望的：当微珠的量过小时，防止显色组合物与辊之间接触的效果趋于变得不充分，和当微珠的量过大时，除去微珠的层区域变小，可能变得难以了解显色组合物的变色。
根据本发明，将上述湿度指示器用涂料在基材上印刷为规定设计，并加热干燥从而固化显色组合物，将具有分散在显色组合物中的微珠的印刷层负载在基材上以获得湿度指示器，所述显色组合物由以下组分形成：在涂料中包含的给电子显色化合物、具有潮解性能的物质、酸性化合物和来源于树脂乳液或水溶性高分子的树脂粘结剂。给电子显色化合物与湿度指示器用涂料中的酸性化合物反应以显示规定颜色。由于在与酸性化合物反应的状态下干燥给电子显色化合物，且给电子显色化合物包含在显色组合物中，因此显色组合物显示当上述给电子显色化合物与酸性化合物反应时获得的规定颜色。作为在基材上印刷上述涂料的方法，优选使用根据辊对辊法的凹版印刷，但在本发明中绝不限于此。
作为加热方法，可以适宜使用烘箱等。加热温度和加热时间取决于基材的材料和涂料组成，尽管是可变的，但优选在40至150摄氏度，更优选50至130摄氏度下进行加热。通过多次重复涂料的粘附与加热干燥，还可以负载规定量的显色组合物。在干燥的湿度指示器中负载的显色组合物的量优选为0.3至100g/m2。
可重复进行印刷和通过加热的干燥，以使得能够形成具有规定厚度的显色组合物层(除微珠以外的区域)。
根据本发明，当基材是多孔基材时，湿度指示器用涂料在印刷时进入多孔基材的孔中，以致印刷层覆盖多孔基材表面，并且也进入基材的孔中以相互牢固地一体化。
多孔基材在其表面上具有凹凸(irregularities)，从而设置涂料中的微珠以部分配合多孔基材表面上的凸部，并通过显色组合物牢固固定多孔基材和微珠。特别地，当将无纺布用作基材时，设置微珠以部分配合构成无纺布的纤维之间的间隙，并通过显色组合物相互固定纤维和微珠。
图1是本发明的湿度指示器的优选实施方案的示意性截面图，其中1表示多孔基体，2表示印刷层，3表示微珠，4表示显色组合物和10表示树脂膜。如图1中所示，因为显色组合物4在印刷时的流动性，覆盖微珠3的显色组合物4变得比在除微珠3以外的区域上更薄。因此，即使当将微珠3的顶部与印刷设备的辊接触时，粘附至辊的显色组合物的量也非常小。此外，除去微珠3的区域的显色组合物4具有对于通过微珠3排除的部分增加的厚度，容易获得所述指示剂需要的厚度。
当给电子显色组合物与由基材负载的显色组合物内的酸性化合物反应时，如上所述获得的本发明的湿度指示器显示规定颜色。此外，当在配置本发明的湿度指示器的环境中的湿气增加和在显色组合物中包含的具有潮解性能的物质通过吸收周围水分而潮解时，给电子显色组合物与显色组合物之间的反应物通过潮解导致的水溶液而潮解，通过显色组合物显示的颜色变色(包括脱色)。该颜色变化表示在配置湿度指示器的环境中的湿气已增加。曾变色的显色组合物可通过在烘箱中加热等容易地恢复至具有变色之前的颜色。
根据本发明的湿度指示器，通过分散在显色组合物中的微珠抑制生产过程中显色组合物粘附至辊，即使当将所得湿度指示器卷绕至辊中时，也抑制相互堆叠的湿度指示器之一的正面上的显色组合物粘附至另一所述湿度指示器的背面，并减少粘连。
根据本发明，为了进一步改进上述粘连防止效果，优选将湿度指示器用涂料印刷和加热干燥，并施涂树脂基体以覆盖印刷层从而由此形成面涂层。在当在多孔基材表面上形成稍后所述的透湿度调节层时多孔基材在其表面上具有粗糙凸凹，以及当将透湿度调节层在印刷层上原样层压时强度变差的情况下，通过借助在形成的面涂层上层压透湿度调节层的面涂层，使得多孔基材的表面凸凹均匀。因此，也获得改进透湿度调节层的层压强度的效果。作为面涂层的形成方法，可使用已知方法如凹版涂布或线棒涂布等。
通过简单覆盖印刷层，面涂层是充分的，所以面涂层厚度可以小。因此，不需要是透明的但优选透明的，从而可容易地目视观察到显色组合物的变色。此外，必要的是当施涂面涂层时印刷层是不溶性的。作为其中印刷层是不溶性的树脂基体，优选使用丙烯酸类树脂。当面涂层过厚时，透气性变低，抑制显色组合物由于湿气的变色。因此，面涂层厚度优选为50μm以下。
图2是图1的湿度指示器进一步设置有面涂层的结构的示意性截面图，其中7表示树脂。如图2中所示，印刷层2完全用树脂7覆盖，所以即使当堆叠湿度指示器时，湿度指示器之一的背面也与另一湿度指示器的显色组合物4不接触，并更有效防止粘连。
上述是使用辊对辊法印刷设备的实例，所以示例辊为显色组合物接触的印刷设备构件，但根据本发明接触显色组合物的构件不限于辊。通过在基材上印刷湿度指示器用涂料并通过加热干燥而形成显色组合物后与所述显色组合物接触的任何构件也都防止根据本发明的显色组合物的粘附。参照湿度指示器卷绕至辊中的实例来描述粘连，但本发明并不限于上述，当堆叠多个湿度指示器时也同样适用。
以下详细描述本发明的第二湿度指示器及其生产方法。
本发明的第二湿度指示器包含由在基材上负载的显色组合物形成的印刷层，印刷层被具有分散在树脂中的微珠的面涂层覆盖，所述第二湿度指示器通过以下步骤来生产：在基材上印刷包含规定组分的湿度指示器用水性涂料，通过加热干燥，并施涂具有分散在树脂基体中的微珠的树脂基体。
根据本发明的上述第二湿度指示器与第一湿度指示器之间的结构差异是：第一湿度指示器具有分散在显色组合物中的微珠，第二湿度指示器具有分散在面涂层中的微珠。根据本发明，可将第一湿度指示器和第二湿度指示器组合构成如稍后所述的更优选的湿度指示器。
对于第二湿度指示器，基材、除去微珠的湿度指示器用涂料以及通过在基材上印刷湿度指示器用涂料和通过加热干燥来形成显色组合物的方法与对于第一湿度指示器的那些相同，因此省略它们的描述。
下面描述第二湿度指示器的面涂层。
根据本发明的显色组合物包含具有潮解性能的物质，所以当生产具有暴露的显色组合物的湿度指示器后并置于多个堆叠状态下周围湿度增加时，具有潮解性能的物质潮解以使相互堆叠的湿度指示器之一的背面粘附至另一湿度指示器的显色组合物，从而由此引起粘连。根据本发明，印刷层覆盖有面涂层以防止显色组合物暴露至表面，由于通过微珠在面涂层表面上形成凸部，相互堆叠的湿度指示器之一的背面与另一湿度指示器面涂层之间的接触面积非常小，因此能够防止粘连。
在多孔基材正面上形成稍后所述的透湿度调节层但多孔基材在其表面上具有粗糙凸凹，以及当将透湿度调节层在印刷层上原样层压时强度变差的情况下，在形成的面涂层上层压透湿度调节层也提供改进透湿度调节层的层压强度的效果，这是因为通过面涂层使多孔基材的表面凸凹均匀。
通过简单覆盖印刷层，面涂层是充分的，所以树脂部分的厚度可以小。因此，不需要是透明的但优选透明的，从而可容易地目视观察到显色组合物的变色。此外，必要的是当施涂面涂层时印刷层是不溶性的。作为其中印刷层是不溶性的树脂基体，优选使用丙烯酸类树脂。当面涂层过厚时，透气性变低，抑制显色组合物由于湿气的变色。当面涂层过薄时，微珠变得容易从面涂层脱离。因此，树脂层的厚度优选为0.1至50μm。
分散在树脂中的微珠由与当在印刷层上施涂面涂层时形成印刷层的材料或树脂基体不反应的材料制成，并优选是无色的，从而容易看到显色组合物的变色。具体地，优选使用由丙烯酸类树脂、聚氨酯树脂或丙烯酸聚氨酯树脂形成的微珠。另外，为了形成良好的凸部，优选微珠具有体积平均粒径为1至10μm。如果粒径小于1μm，不能形成具有适合高度的凸部，如果粒径超过10μm，微珠变得容易从面涂层脱离，当在商品用包装中包含本发明的湿度指示器时，脱离的微珠可能污染所述商品，这是不期望的。优选在面涂层中以0.1至20重量％含有微珠。
作为根据本发明的面涂层的形成方法，可使用已知方法如凹版涂布或线棒涂布等。
由于面涂层是用于防止显色组合物导致的粘连的构件，所以面涂层仅覆盖至少负载显色组合物的区域(印刷层)。
图3是本发明的湿度指示器的示意性截面图，其中1表示多孔基体，4表示显色组合物，5表示面涂层，6表示微珠，7表示树脂和10表示树脂膜。图4示出通过与第一湿度指示器组合而形成具有分散至显色组合物4中的微珠3的印刷层2的实施方案。根据图4的结构，微珠6也在除印刷层2的微珠3区域以外的区域中设置，以增加每单位面积的微珠数。
根据本发明，由于湿度指示器的印刷侧覆盖有在面涂层表面上具有凸部的面涂层，所以当堆叠多个湿度指示器时可防止粘连的发生。因此，如在以下的情况即使当湿度指示器卷绕至辊绕(rolled)状态下，也能够良好地防止粘连：该情况为在将辊对辊法印刷设备用于本发明的湿度指示器批量生产的情况。
下面描述本发明的湿度指示器的更优选实施方案。
作为通过本发明的湿度指示器更清楚地检测湿度增加的实施方案，使用通过吸湿脱色的显色组合物，并在基材表面(在该表面侧上印刷湿度指示器用涂料)上预先形成具有与通过加热干燥的显色组合物的颜色不同的颜色的彩色墨层。例如，当显色组合物在吸湿前是蓝色时，将红色墨施用至基材，且墨层覆盖有显色组合物。当其干燥时显色组合物是蓝色，当湿度增加时显色化合物脱色，覆盖有显色组合物的红色墨层变得可见。换句话说，随着湿度增加，湿度指示器将其颜色从蓝色变为红色，从而一看就检测到湿度增加。当印刷墨层至具有规定设计或字符时，更清楚地检测湿度增加。
图5是在图1的湿度指示器中形成彩色墨层的结构的示意性截面图，其中8表示彩色墨层。可通过组合图2或图4的面涂层构成此实施方案。图6是图3的湿度指示器设置有彩色墨层的结构的示意性截面图。可通过组合图1的印刷层2构成图6的实施方案。
对于本发明的湿度指示器，优选应用如下实施方案：在背面上形成粘合剂层，粘合剂层表面覆盖有剥离层(release layer)，使用时将剥离层剥离下来，湿度指示器借助于粘合剂层粘附至商品用包装材料的内表面或含干燥剂的袋。另外，也可原样使用本发明的湿度指示器作为干燥剂用存储袋。在这种情况下，仅在基材的一部分上形成印刷层，并将基材形成为袋状以容纳其中的干燥剂。作为所述干燥剂，优选使用与湿度指示器的显色组合物不反应的硅胶。
另外，本发明的湿度指示器优选应用如下实施方案：将由树脂形成的透湿度调节层在印刷侧的表面上或面涂层上(图1或图5的印刷层2上，图2的树脂7上，或者图3、图4或图6的面涂层5上)堆叠以控制表面透气性，从而由此抑制显色组合物由于湿度增加的变色速度。作为所述透湿度调节层，优选使用具有适合透气性且也具有以致显色组合物的变色容易可见的透明性的PET膜，其厚度优选在约4至100μm的范围内。图7是在图4的面涂层5上形成透湿度调节层11的实施方案的示意性截面图，图8是在图3的面涂层5上形成透湿度调节层11的实施方案的示意性截面图。
实施例
(实施例1)
将1重量份隐色染料“BLUE-63”(由Yamamoto Chemicals Inc.制造)、1重量份草酸二水合物(由Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造)和10重量份氯化镁六水合物添加至100重量份丙烯酸类乳液“DICNAL RS-308”(由Dainippon Ink and Chemicals制造；40重量％固体组分)中，将它们搅拌以致变得均匀。进一步添加微珠(由Gifu Shellac Manufacturing Co.，Ltd.制造；丙烯酸聚氨酯微珠)以致所述微珠在最终涂料中的含量变为表1中给出的数值，从而制备湿度指示器用涂料。
将已知辊对辊法的印刷设备用于在具有厚度为0.17mm和宽度为100cm的无纺布(由Du Pont Kabushiki Kaisha制造，商品名“Tyvek”)上印刷上述涂料，所述无纺布具有在其背面上层压的厚度为25μm的PET膜。印刷设计是具有直径为1.5cm的填充其内侧的圆。
将此实施例的湿度指示器在23摄氏度和50％的湿度的环境中贮存一周，通过粘连测试机观察粘连状态。结果示于表1中。根据以下标准判断粘连状态。
○：非粘附。不存在粘附痕迹，且涂布面是脱离的。
△：弱粘附。在几处发现粘附痕迹，但涂布面无异常。
×：难以剥离，且涂布面剥离。
(实施例2)
作为树脂基体，将由Dainippon Ink and Chemicals制造的“Acrydic BZ-1161”用3/7(重量比)的甲基乙基酮/甲苯稀释以致具有根据Zahn cup No.3的粘度为15至17秒，施涂至实施例1的湿度指示器的印刷侧，并在100摄氏度下干燥，以形成具有厚度为3μm的面涂层。然后，以与实施例1中相同的方式观察粘连状态。结果示于表1中。
(实施例3)
除了将实施例1中使用的具有粒径为4.0μm的微珠添加至实施例2的树脂基体以致变为5重量％之外，以与实施例2中相同的方式形成具有厚度为3μm的面涂层。以与实施例1中相同的方式观察粘连状态。结果示于表1中。
将通过从卷绕辊拉出并切出实施例1至3的各湿度指示器制备的样品置于23摄氏度和50％的湿度的环境中，蓝色消失。
[表1]
Figure BPA00001277858200191
(实施例4)
将1重量份隐色染料“BLUE-63”(由Yamamoto Chemicals Inc.制造)、1重量份草酸二水合物(由Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造)和10重量份氯化镁六水合物添加至100重量份丙烯酸类乳液“DICNAL RS-308”(由Dainippon Ink and Chemicals制造；40重量％固体组分)中，并将它们搅拌以致变得均匀，从而由此制备湿度指示器用涂料。
使用已知辊对辊法的印刷设备用于在具有厚度为0.17mm和宽度为100cm的无纺布(由Du Pont Kabushiki Kaisha制造，商品名“Tyvek”)上印刷上述涂料，所述无纺布具有在其背面上层压的厚度为25μm的PET膜。印刷设计是具有直径为1.5cm的填充其内侧的圆。
在100摄氏度下进行干燥2秒，重复印刷和干燥两次。干燥后，将微珠(由Gifu Shellac Manufacturing Co.，Ltd.制造；丙烯酸聚氨酯微珠)添加至树脂基体(将由Dainippon Ink andChemicals制造的“Acrydic BZ-1161”用3/7(重量比)的甲基乙基酮/甲苯稀释以致具有根据Zahn cup No.3的粘度为15至17秒)中，从而在最终涂料中的含量变为表2中给出的数值。将树脂基体施涂至无纺布的整个表面以覆盖印刷侧，并在100摄氏度下干燥从而形成面涂层。
将此实施例的湿度指示器在23摄氏度和50％的湿度的环境中贮存一周，通过粘连测试机观察粘连状态。结果示于表2中。根据以下标准判断粘连状态。
○：非粘附。不存在粘附痕迹，且涂布面是脱离的。
×：难以剥离，且涂布面剥离。
将通过从卷绕辊拉出并切出此实施例的湿度指示器制备的样品置于23摄氏度和50％的湿度的环境中，蓝色消失。
[表2]
Figure BPA00001277858200201

Claims (15)

1.一种湿度指示器，其是将印刷层负载在基材上形成的，所述印刷层具有分散在所述显色组合物中的微珠，其中显色组合物至少包含给电子显色化合物、环境温度下为固体的酸性化合物、具有潮解性能的物质和树脂粘结剂，所述给电子显色化合物与所述酸性化合物反应以显示规定颜色，以及所述印刷层在所述印刷层表面上具有所述微珠的凸部。
2.根据权利要求1所述的湿度指示器，其中所述基材是多孔的。
3.根据权利要求1或2所述的湿度指示器，其中所述微珠由与所述显色组合物的任何构成组分不反应的材料形成。
4.根据权利要求1或2所述的湿度指示器，其中将树脂膜层压在所述基材的背面上。
5.根据权利要求1或2所述的湿度指示器，其中所述湿度指示器具有由至少覆盖所述印刷层的树脂形成的面涂层。
6.根据权利要求5所述的湿度指示器，其中所述面涂层具有分散在所述树脂中的所述微珠且在所述面涂层表面上具有由所述微珠形成的凸部。
7.根据权利要求1或2所述的湿度指示器，其中将由树脂形成的透湿度调节层额外层压在所述湿度指示器的所述印刷层侧上的最外表面上。
8.根据权利要求1或2所述的湿度指示器，其中将彩色墨层设置在所述印刷层和所述基材之间。
9.根据权利要求4所述的湿度指示器，其中所述湿度指示器具有由至少覆盖所述印刷层的树脂形成的面涂层。
10.根据权利要求9所述的湿度指示器，其中所述面涂层具有分散在所述树脂中的所述微珠且在所述面涂层表面上具有由所述微珠形成的凸部。
11.根据权利要求4所述的湿度指示器，其中将彩色墨层设置在所述印刷层和所述基材之间。
12.根据权利要求5所述的湿度指示器，其中将彩色墨层设置在所述印刷层和所述基材之间。
13.根据权利要求6所述的湿度指示器，其中将彩色墨层设置在所述印刷层和所述基材之间。
14.根据权利要求9所述的湿度指示器，其中将彩色墨层设置在所述印刷层和所述基材之间。
15.根据权利要求10所述的湿度指示器，其中将彩色墨层设置在所述印刷层和所述基材之间。
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