CN105136330A - 时间温度指示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时间温度指示装置及其制造方法，其中，时间温度指示装置包括基底层、粘结层、指示层、相变材料和阻隔层，部分指示层形成一凸包，凸包具有一存储室；指示层包括至少两夹层和设于两夹层之间的一夹心层，夹心层与粘结层之间的夹层为致密膜层，致密膜层上设有一贯通至夹心层的切口，存储室与切口之间连通有液体通道；相变材料位于存储室内，阻隔层设于相变材料与切口之间；液态相变材料可在外力作用下压破阻隔层而进入液体通道并经由切口而在夹心层中渗透，且液态相变材料在夹心层上的渗透长度与时间长度成正比例。本发明时间温度指示装置可以防止液态相变材料穿过夹层而在夹心层中渗透。

Description

时间温度指示装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及指示装置技术领域，尤其涉及一种时间温度指示装置及其制造方法。

背景技术

众所周知，血袋、疫苗和肉类食物等等待检物品需在特定温度环境下保存，若存储环境温度超过待检物品规定的上临界温度，则待检物品将很快变质，消费者在使用上述变质待检物品后，将给人体带来损害，严重者甚至导致死亡。因此，有必要采用时间温度装置对环境温度超过上临界温度的时间进行准确记录，以确定存储的待检物品是否失效。现有的时间温度指示装置包括基底层、设于基底层上的柔性层、设于柔性层上的移动介质层以及设于基底层和柔性层之间的相变材料，其中，由于基底层与柔性层通过热熔胶粘合在一起，相变材料可与热熔胶直接接触，且当相变材料为有机溶剂时相变材料可溶解热熔胶。该相变材料具有一凝固点，当环境温度高于凝固点时，相变材料处于液态，当环境温度低于凝固点时，该相变材料处于固态，进而可以通过观察相变材料的状态判断环境温度高于或低于凝固点，实现温度指示功能。而且，该柔性层上设有连通至移动介质层的切口，且该切口与该相变材料之间连通有一通道，当该通道导通时，液态的相变材料可通过通道及切口进入移动介质层中，进而液态相变材料可在移动介质层中渗透，进而通过观察液态相变材料在移动介质层中的渗透长度判断时间长度，实现时间指示功能。然而，该移动介质层的微孔特征不明显，液体亲和力差，相变材料的渗透效果差，甚至不渗透，无法满足时间温度指示器的计时要求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种时间温度指示装置，旨在提高现有的时间温度指示装置的移动介质层的微孔特征及其液体亲和力。

为实现上述目的，本发明提供的时间温度指示装置包括基底层、设于所述基底层上的粘结层以及设于所述粘结层上的指示层，部分所述指示层向上凸起而形成一凸包，所述凸包具有一存储室；所述指示层包括至少两层夹层以及设于两层所述夹层之间的一夹心层，所述夹层为高分子致密膜，所述夹心层包括聚合材料以及填充在所述聚合材料中的无机颜料颗粒；靠近所述凸包的指示层部分的下侧设有一贯通至所述夹心层的切口，所述存储室与所述切口之间连通有液体通道；所述时间指示装置还包括相变材料以及可压力压破的阻隔层，所述相变材料位于所述存储室内，所述阻隔层设于所述相变材料与所述切口之间；液态的所述相变材料可在施加于所述凸包上的外力的作用下压破所述阻隔层而进入所述液体通道并经由所述切口而在所述夹心层中渗透，且液态的所述相变材料在所述夹心层上的渗透长度与时间长度成正比例。

优选地，所述液体通道开设于所述粘结层上；所述阻隔层包括第一部分和第二部分，所述第一部分设于所述存储室靠近所述切口的内壁上，所述第二部分设于所述液体通道内，且所述第二部分的一端延伸至所述切口，另一端连接所述第一部分。

优选地，所述液体通道镂空所述切口和所述存储室之间的粘结层而形成，所述阻隔层为包裹所述相变材料的包覆层。

优选地，所述时间温度指示装置还包括设于所述粘结层与所述指示层之间的防溶层，所述防溶层具有对应所述切口和存储室设置的凹陷部分，所述凹陷部分的凹陷朝向与所述凸包的凸起朝向相反；所述凹陷部分之外的防溶层部分与所述指示层的夹层熔融密封粘结；所述液体通道形成于所述凹陷部分与所述夹层之间，所述阻隔层位于所述凹陷部分与所述夹层之间。

优选地，所述阻隔层包括第一部分和第二部分，所述第一部分设于所述存储室靠近所述切口的内壁上，所述第二部分设于所述液体通道内，且所述第二部分的一端延伸至所述切口，另一端连接所述第一部分。

优选地，所述时间温度指示装置还包括设于所述粘结层与所述指示层之间的防溶层，所述防溶层具有对应所述切口和存储室设置的凹陷部分，所述凹陷部分的凹陷朝向与所述凸包的凸起朝向相反；所述凹陷部分之外的防溶层部分与所述指示层的夹层熔融密封粘结；所述液体通道形成于所述凹陷部分与所述夹层之间，所述阻隔层为包裹所述相变材料的包覆层。

优选地，至少一层夹层的熔点为80℃～200℃，且具有所述熔点的夹层设于所述指示层的外表面。

优选地，所述无机颜料颗粒为二氧化硅、氧化铝、镉红、镉黄、普鲁士蓝、铬黄、碳黑、锌白和二氧化钛中的至少一种。

优选地，所述夹心层还包括可与酸或碱发生变色反应的PH敏感染料。

本发明还提供一种时间温度指示装置的制造方法，包括如下步骤：

提供一指示层，所述指示层包括至少两层夹层以及设于两层所述夹层之间的一夹心层，所述夹层为高分子致密膜，所述夹心层包括聚合材料以及填充在所述聚合材料中的无机颜料颗粒；

在所述指示层一侧的部分所述夹层上设置可压力压破的阻隔层，并在所述阻隔层上开设贯通至所述夹心层的切口；

在所述指示层上设置具有一存储室的凸包，使所述阻隔层延伸至所述凸包的开口；

将所述凸包的开口朝上，并在所述凸包的存储室内放置相变材料；

在所述指示层和阻隔层上设置粘结层，进而形成连通所述存储室和所述切口的液体通道；液态的所述相变材料可在施加于所述凸包上的外力的作用下压破所述阻隔层而进入所述液体通道并经由所述切口而在所述夹心层中渗透，且液态的所述相变材料在所述夹心层上的渗透长度与时间长度成正比例；

在所述粘结层上设置基底层。

优选地，所述将所述凸包的开口朝上，并在所述凸包内放置相变材料的步骤之后，所述在所述指示层和阻隔层上设置粘结层，进而形成连通所述相变材料和所述切口的液体通道的步骤之前；所述时间温度指示装置的制造方法还包括如下步骤：

在所述粘结层与所述指示层、所述阻隔层之间设置防溶层，所述防溶层包括对应所述阻隔层和所述存储室设置的凹陷部分，所述凹陷部分之外的防溶层部分与所述夹层熔融密封粘结。

本发明时间温度指示装置的指示层为多层薄膜结构，该指示层的夹心层采用无机颜料颗粒填充聚合材料而成，该无机颜料颗粒可以起到致孔剂的作用，从而使夹心层的微孔特征明显；同时，无机颜料颗粒改善聚合材料对液态相变材料的亲和力，使液态相变材料在夹心层中的渗透效果更好；无机颜料颗粒赋予夹心层稳定的初始颜色，该初始颜色可以与液态相变材料的颜色叠色形成第三颜色，满足不同客户对不同颜色的要求；另外，该指示层中的夹心层夹设在任意两层夹层之间，由于位于夹心层和粘结层之间的夹层为致密膜层，从而可以防止液态的相变材料穿过夹层而在夹心层中渗透，避免了夹心层的时间指示存在误差或时间指示功能失效；进一步地，该时间温度指示装置还包括设置在粘结层与指示层之间的防溶层，防溶层与夹层熔融密封粘固连接，进而可以通过防溶层将相变材料与粘结层分隔，防止相变材料与粘结层长期接触而导致粘结层溶解，进而引起分层，使时间温度指示装置失效。

附图说明

图1为本发明时间温度指示装置的第一实施例的结构示意图；

图2为本发明时间温度指示装置的第二实施例的结构示意图；

图3为本发明时间温度指示装置的第三实施例的结构示意图；

图4为本发明时间温度指示装置的第四实施例的结构示意图；

图5a至图5i为本发明时间温度指示装置的制造方法的一实施例的工艺流程图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	离型层	20	胶粘层
30	基底层	40	粘结层
				50	指示层	60	切口
70	液体通道	80	相变材料
				90	阻隔层
42	防溶层	44	凹陷部分
				52	凸包	54	下夹层
56	夹心层	58	上夹层

62	油墨层	64	激活显示窗口
				66	时间显示窗口
92	第一部分	94	第二部分

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例就本发明的技术方案做进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种时间温度指示装置，参照图1，在第一实施例中，该时间温度指示装置包括离型层10、胶粘层20、基底层30、粘结层40、指示层50、油墨层62、具有一凝固点的相变材料80和可压力压破的阻隔层90。其中，胶粘层20设于离型层10上，用于离型层10剥离后将时间温度指示装置粘结在待检物品上，如血袋、疫苗和肉类食物等等；基底层30设于胶粘层20上；粘结层40设于基底层30上；指示层50设于粘结层40上，部分指示层50向上凸起而形成一凸包52，凸包52具有一存储室，指示层50包括至少两层夹层以及设于两层夹层之间的一夹心层56，夹心层56与粘结层40之间的夹层为高分子致密膜，靠近凸包52的高分子致密膜上设有一贯通至夹心层56的切口60，存储室与切口60之间连通有设于粘结层40上的液体通道70；相变材料80位于存储室内；阻隔层90设于相变材料80与切口60之间；油墨层62设于指示层50上，油墨层62上开设有间隔的激活显示窗口64和时间显示窗口66，激活显示窗口64对应切口60设置。由于液态的相变材料80可在施加于凸包52上的外力的作用下压破阻隔层90而进入液体通道70并经由切口60而在夹心层56中渗透，且液态的相变材料80在夹心层56上的渗透长度与时间长度成正比例；因此，使用者可以通过观察激活显示窗口64处的夹心层56是否渗透有液态相变材料80而判断该时间温度指示装置是否激活，并通过观察时间显示窗口66处的夹心层56中液态相变材料80的渗透长度而判断待检物品处于上临界温度(相变材料80的凝固点)的时长。

本实施例的时间温度指示装置的指示层50为多层薄膜结构，该指示层50中的夹心层56夹设在任意两层夹层之间，由于位于夹心层56和粘结层40之间的夹层为致密膜层，从而可以防止液态的相变材料80穿过夹层而在夹心层56中渗透，避免了夹心层56的时间指示存在误差或时间指示功能失效。

参照图1，在本实施例中，该激活显示窗口64用于观察时间温度指示装置是否处于激活状态，具体地，将该时间温度指示装置放置在上临界温度(高于凝固点的温度)中，使固态相变材料80变为液态相变材料80，然后按压凸包52使阻隔层90破裂，液态相变材料80依次进入液体通道70和切口60，并进入激活显示窗口64对应的夹心层56中而处于激活状态，最后将该时间温度指示装置放置在上临界温度以下的温度中，液态相变材料80固化，此时将激活后的时间温度指示装置安装在待检物品上即可。该时间显示窗口66可以观察液态相变材料80在夹心层56中渗透情况，进一步地，该时间显示窗口66呈长条状，沿其长度方向上设置时间标尺，由于渗透长度与时间长度成线性函数关系，通过时间显示窗口66的时间标尺，即可判断待检物品处于异常温度(高于上临界温度)时间的长度，进而判断产品是否变质。

参照图1，在本实施例中，该指示层50作为时间温度指示装置的基础结构，其包括至少三个层级，可以通过共挤出方式、复合方式或者涂布方式制备而成。生产过程中不使用胶水或使用与相变材料80不相溶的胶水进行粘合，避免胶水被液态的相变材料80溶解而产生分层。该指示层50优选为三个层级结构的薄膜，即一层夹心层56设置在两层夹层之间。然而该指示层50的层级结构并不限于三层，其夹层的数量可以根据实际需求进行设置。与现有技术相比，使用三层薄膜作为基础材料，可使时间温度指示装置的层级结构大为简化，在大幅提高生产效率的同时大幅降低生产成本。

在本实施例中，夹心层56包括聚合材料以及填充在聚合材料中的无机颜料颗粒。

本实施例的夹心层56采用无机颜料颗粒填充聚合材料而成，该无机颜料颗粒可以起到致孔剂的作用，从而使夹心层56的微孔特征明显；同时，无机颜料颗粒改善聚合材料对液态相变材料的亲和力，使液态相变材料在夹心层56中的渗透效果更好。具体地，可以通过调节聚合物材料或无机颜料颗粒的比重，而控制夹心层56对液态相变材料80的亲和力，从而控制计时的长度；可以通过控制微孔孔径的大小，从而控制指示装置的液态相变材料80的渗透速度；可以通过不同颜色的无机颜料颗粒控制夹心层56的颜色来控制显示窗口的变色效果，丰富显示窗口所呈现的颜色。

在本实施例中，进一步地，夹心层56还包括可与酸或碱发生变色反应的PH敏感染料。

本实施例的夹心层56可以通过增加PH值敏感染料来控制显示窗口的初始颜色，实现多种变色效果，丰富显示窗口所呈现的颜色。

参照图1，在本实施例中，进一步地，阻隔层90包括第一部分92和第二部分94，第一部分92设于存储室靠近切口60的内壁上，第二部分94设于液体通道70内，且第二部分94的一端延伸至切口60且未覆盖切口60，另一端连接第一部分92。

使用时，按压凸包52，在液态相变材料80的压力的作用下，第二部分94与和其粘结的粘结层40分离，且受压破裂，液态相变材料80进入液体通道70内，并流至切口60。显然，该阻隔层90与相变材料80互不相溶。

在该实施例中，更进一步地，与第二部分94粘结的粘结层40对应切口60的部分镂空处理，且保留第二部分94与第一部分92连接处的粘结层40。

该阻隔层90分别与粘结层40和夹层(致密膜层)结合，由于该阻隔层90起到减粘处理的作用，成为粘合薄弱点。当液体储存室隆起部位受外力挤压后，阻隔层90成为压力突破口被挤压破裂，从而使液态相变材料80进入液体通道70。因此，激活该时间温度指示装置时在压力作用下可以准确定点破裂。

参照图2，图2为本发明时间温度指示装置的第二实施例的结构示意图，在结构上，本实施例与第一实施例的不同之处在于：阻隔层90以及液体通道70。本实施例的阻隔层90为包裹相变材料80的包覆层，液体通道70镂空切口60和存储室之间的粘结层40而形成。

本实施例的阻隔层90具有柔性、易挤压破裂等特征，与相变材料80互不相溶。使用时，按压凸包52，包覆层受到一定压力时破裂，液态相变材料80从包覆层中溢出，并流经液体通道70进入切口60内。该结构相较于上述实施例更加简单，成本更低。

参照图3，图3为本发明时间温度指示装置的第三实施例的结构示意图，在结构上，本实施例与第一实施例的不同之处在于：

该时间温度指示装置还包括设于粘结层40与指示层50之间的防溶层42，防溶层42具有对应切口60和存储室设置的凹陷部分44，凹陷部分44的凹陷朝向与凸包52的凸起朝向相反。凹陷部分44之外的防溶层42部分与指示层50的夹层熔融密封粘结。液体通道70形成于凹陷部分44与夹层之间，阻隔层90位于凹陷部分44与夹层之间。

在该实施例中，进一步地，至少一层夹层的熔点为80℃～200℃，且具有该熔点的夹层设于指示层50的外表面。

防溶层42为熔点相对较低的聚合物材料，热封粘合时，由于防溶层42与指示层50的下夹层54同时熔化，冷却后防溶层42的上表面与指示层50的下夹层54有机结合在一起，其下表面与粘结层40紧密粘合在一起，处于存储室内的相变材料80不与粘结层40接触，从而避免粘结层40被溶解而导致时间温度指示装置分层。

在该实施例中，进一步地，阻隔层90包括第一部分92和第二部分94，第一部分92设于存储室靠近切口60的内壁上，第二部分94设于液体通道70内，且第二部分94的一端延伸至切口60，另一端连接第一部分92。

使用时，按压凸包52，在液态相变材料80的压力的作用下，第二部分94与和其粘结的防溶层40分离且受压破裂，液态相变材料80进入液体通道70内，并流至切口60。显然，该阻隔层90与相变材料80互不相溶。

参照图4，图4为本发明时间温度指示装置的第四实施例的结构示意图，在结构上，本实施例与第三实施例的不同之处在于：阻隔层。阻隔层为包裹相变材料的包覆层。

本实施例的阻隔层90具有柔性、易挤压破裂等特征，与相变材料80互不相溶。使用时，按压凸包52，包覆层受到一定压力时破裂，液态相变材料80从包覆层中溢出，并流经液体通道70进入切口60内。该结构相较于上述第三实施例更加简单，成本更低。

现从材质方面对上述四个实施例做进一步说明，除阻隔层90外，上述四个实施例的时间温度指示装置的其他各个层级结构的材质基本相同，参见如下内容。

离型层10优选为离型纸，其与粘结层40可剥离设置，需要使用时，将离型层10撕掉，并露出胶粘层20，通过胶粘层20将时间温度指示装置粘贴在待检物品上。

胶粘层20优选丙烯酸树脂或其它抗低温胶水，其粘结性能良好，可以将很好地将时间温度指示装置固定在待检物品上。

基底层30不具有微孔特征或微孔足够小，可避免液态相变材料80渗透流失。优选地，该基底层30为不透明且导热性能良好的铝箔材料，更进一步的，可在铝箔上复合一层防破裂薄膜。

粘结层40可以是单面涂布在基底层30上的热熔胶层，从而可以将指示层50固定在基底层30上；当相变材料采用有机溶剂时，相变材料可以溶解该热熔胶层；该粘结层40还可是其他具有粘结性能且不会被有机溶剂所溶解的材料，如光固化胶粘剂或热固化胶粘剂等等。

防溶层42为一层聚合物材料，可选的材料有聚乙烯、聚丙烯等熔点相对较低、微孔足够小的聚合物材料。热压粘合时，防溶层42及指示层50的下夹层54受热熔化，两种材料进而粘合成一体。相变材料80被密封在防溶层42与指示层50的下夹层54之间，不与粘结层40(热熔胶粘层)直接接触，从而避免粘结层40被溶解。

夹层不具有微孔特征，或其微孔足够小，可防止液态相变材料80渗透，可选的夹层材料为聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或陶瓷等。更进一步地，至少一层夹层具有相对较低的熔点，该熔点为80℃～200℃，具有该熔点的夹层设于指示层50的外表面，由于该夹层的熔点较低，进而可以与防溶层42在高温下融合，实现稳固粘结。优选地，该具有较低熔点的夹层还可以为聚乙烯或聚丙烯，例如，双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)。

夹心层56可以包括聚合材料以及填充在聚合材料中的无机颜料颗粒和PH敏感染料。显然，该夹心层56具有明显的微孔特征，对液体具有一定的亲和力，液体可以通过微孔在其中渗透。进一步地，该微孔的孔径在50nm～5um之间。无机颜料颗粒可以起到致孔剂的作用，从而使夹心层56的微孔特征明显，且孔径大小可以薄膜拉伸程度控制；无机颜料颗粒改善聚合材料对液体的亲和力，使液体在夹心层56中的渗透效果更好；无机颜料颗粒赋予夹心层56稳定的初始颜色，该初始颜色可以与液态相变材料80的颜色叠色形成第三颜色，满足不同客户对不同颜色的要求，丰富指示窗口的变色效果。

其中，该聚合材料为聚烯烃、聚环氧烷烃或缩合聚合物。该聚烯烃为聚乙烯或聚丙烯。该聚环氧烷烃为聚环氧乙烷。该缩合聚合物为聚酯、聚甲醛或聚醚，其中，该聚酯为聚碳酸酯或聚酰胺。

其中，无机颜料颗粒具有热稳定性，在极性上，该无机颜料颗粒可分为疏水性无机颜料和亲水性无机颜料。在具体种类上，该无机颜料颗粒为二氧化硅、氧化铝、镉红、镉黄、普鲁士蓝、铬黄、碳黑、锌白和二氧化钛中的至少一种。应当理解，其它具有热稳定性的无机颜料颗粒也可作为本发明的无机颜料颗粒。

其中，PH敏感染料可与酸或碱发生变色反应的。该PH敏感材料在本发明中起三方面的作用，一是作为致孔剂在薄膜拉伸时形成微孔特征增强的夹心层56；二是其为夹心层56提供稳定的初始颜色；三是与呈酸性或碱性的液体发生变色反应，丰富夹心层56的颜色。该PH敏感染料为间甲酚紫(MCP)、麝香草酚酞、邻甲酚酞、溴百里酚蓝(BTB)、甲酚红、十六烷基三甲基铵阳离子(CTA)化合物、中性红(NR)、酚红(PR)、罗丹明(R6G)、磺基罗丹明101、百里酚蓝。溴酚蓝(BPB)、溴甲酚绿(BCG)、溴甲酚紫(BCP)、溴百里酚蓝(BTB)、桃红蓝(PB)、麝香草酚蓝(TB)或间甲酚紫(MCP)。或者，该PH敏感染料为噻嗪染料、恶嗪染料、吖嗪染料、靛酚染料或靛蓝染料。该噻嗪染料为亚甲基蓝、劳氏紫或甲苯胺蓝。该恶嗪染料为刃天青、藏红O或天青石蓝。该吖嗪染料为甲酚紫或天青A。该靛酚染料为二氯靛酚。该靛蓝染料为靛蓝或靛青胭脂红。应当理解地，其它对PH敏感的变色材料也可作为本发明的PH敏感染料。

阻隔层90与相变材料80互不相溶，第一实施例和第三实施例中的阻隔层90可包含硅酮、脂肪酸或聚丙烯类化合物、蜡类物质中的一种。优选地，阻隔层90为烫印电化铝(电化铝烫印后其表面有剥离材料的残余，可起减粘作用)，更进一步的，阻隔层90为局部涂布硅油层或石蜡层。第二实施例和第四实施例中的阻隔层90可以为明胶或者其他可以形成包覆膜的物质。

相变材料80具有颜色，具有一固定的凝固点，当温度低于某预定温度值时，材料表现为固体，当温度高于预定温度值时，材料表现为液体，该预定温度值为相变材料80的凝固点。另外，该相变材料80表面能较低，能在狭小的液体通道70内自由流动，在温度时间装置中起到染色和温度开关双重作用。可选的相变材料80可为具有固定的凝固点的物质，可以是一种纯净的物质，如水、乙醇、脂肪酸、脂肪酸酯，也可以是几种物质的混合物，如盐水、不同脂肪酸、颜料等等。相变材料80优选为脂肪酸、脂肪酸酯或其混合物，其具有安全无毒、添加油溶染料后凝固温度不发生变化。应当理解，所有具有合适且固定的凝固点的物质都可作为本发明的相变材料80。

切口60位于液体通道70上方。切口60为细小线状，且贯穿处于相同位置的阻隔层90、多层薄膜的致密膜层和夹心层56(夹心层56和油墨层62之间的夹层未被贯穿)，使液体通道70内的相变材料80通过切口60与夹心层56微孔材料截面直接接触，从而使微孔材料上下表面同步进行染色。

油墨层62上设置激活显示窗口64和时间显示窗口66(两者也可并为一个窗口)，为避免夹心层56的染色引起油墨层62上的印刷图文颜色变化，油墨层62下方需印刷白墨遮盖层(未示出)。

现通过实施例1至实施例5对本发明的时间温度指示装置做进一步说明，该实施例1至实施例5中指示层50为三层薄膜结构，包括夹心层56、位于夹心层56上侧的上夹层58和位于夹心层56下侧的下夹层54，其中下夹层54为致密膜层且可以具有较低的熔点，熔点为80℃～200℃。

实施例1

参照图3，在结构方面，实施例1的时间温度指示装置的结构与图3中示出的实施例的结构相同；

在材质方面，离型层10为离型纸；胶粘层20为丙烯酸树脂；基底层30为铝箔；粘结层40为热熔胶；防溶层42为未经拉伸的高密度聚乙烯膜；下夹层54为未经拉伸的高密度聚乙烯；夹心层56为填充有白色的疏水二氧化硅的中密度聚乙烯，其初始颜色呈白色；上夹层58为PET；油墨层62为油墨；阻隔层90为烫印电化铝；相变材料80为具有凝固点为11℃的壬酸和四号苏丹红的混合物。

该时间温度指示装置的工作原理为：

按压激活前，用户透过时间显示窗口66可见夹心层56的初始颜色(白色)，红色相变材料80处于存储室内，使用前，将时间温度指示装置置于接近或高于上临界温度(11℃)的环境下存放一段时间，使红色相变材料80呈现液体形态。用户按压激活装置时，由于阻隔层90部分粘结牢度较低，成为应力突破口，被挤压破裂，装置随即被启动。然后，立即将装置放入冷链环节，在低于上临界温度的环境下，红色相变材料80快速固化，染色中止。此时，相变材料80的红颜色在激活瞬间已由储存室进入液体通道70和切口60，使用者可见激活显示窗口64由白色变成红色，代表装置已激活。由于夹心层56具有疏水亲油的特征，其对油性相变材料80具有亲和力，使相变材料80可在其微孔中渗透。

当冷链温度处于正常温度范围时，相变材料80处于固态，时间显示窗口66无染色痕迹，显示为初始色(白色)，即可判断冷链温度始终处于受控状态。当温度高于上临界温度后，相变材料80由固态变成液态，并在微孔材料中均匀渗透，红色区域呈线性向前推进，当温度再度受控恢复至正常温度时，相变材料80变为固态，染色中止。由于变色长度与染色时间成线性函数关系，通过时间显示窗口66的时间标尺，即可判断待检物品(如疫苗)处于异常温度时间的长度，进而判断产品是否变质。

实施例2

参照图3，在结构方面，实施例2的时间温度指示装置的结构与图3中示出的实施例的结构相同；

在材质方面，离型层10为离型纸；胶粘层20为丙烯酸树脂；基底层30为铝箔；粘结层40为热熔胶；防溶层42为BOPP膜；下夹层54为BOPP膜；夹心层56为填充有蓝色的普鲁士蓝的中密度聚乙烯，其初始颜色呈蓝色；上夹层58为BOPP膜；油墨层62为油墨；阻隔层90为石蜡；相变材料80为具有凝固点为24℃的月桂醇和红色油溶染料的混合物。

该时间温度指示装置的工作原理为：

按压激活前，用户透过时间显示窗口66可见夹心层56的初始颜色(蓝色)，红色相变材料80处于存储室内，使用前，将时间温度指示装置置于接近或高于上临界温度(24℃)的环境下存放一段时间，使红色相变材料80呈现液体形态。用户按压激活装置时，由于阻隔层90部分粘结牢度较低，成为应力突破口，被挤压破裂，装置随即被启动。然后，立即将装置放入冷链环节，在低于上临界温度的环境下，红色相变材料80快速固化，染色中止。此时，相变材料80的红颜色在激活瞬间已由储存室进入液体通道70和切口60，并与夹心层56的蓝色作用，形成紫色。使用者可见激活显示窗口64由蓝色变成紫色，代表装置已激活。由于夹心层56具有疏水亲油的特征，其对油性相变材料80具有亲和力，使相变材料80可在其微孔中渗透。

当冷链温度处于正常温度范围时，相变材料80处于固态，时间显示窗口66无染色痕迹，显示为初始色(蓝色)，即可判断冷链温度始终处于受控状态。当温度高于上临界温度后，相变材料80由固态变成液态，并在微孔材料中均匀渗透，紫色区域呈线性向前推进，当温度再度受控恢复至正常温度时，相变材料80变为固态，染色中止。由于变色长度与染色时间成线性函数关系，通过时间显示窗口66的时间标尺，即可判断待检物品(如疫苗)处于异常温度时间的长度，进而判断产品是否变质。

实施例3

参照图1，在结构方面，实施例3的时间温度指示装置的结构与图1中示出的实施例的结构相同；

在材质方面，离型层10为离型纸；胶粘层20为丙烯酸树脂；基底层30为铝箔；粘结层40为热熔胶，其与下夹层54接触的侧面上印刷有蓝色的背景色，该背景色对应时间显示窗口66设置；下夹层54为PET；夹心层56为填充有无机颜料的低密度聚乙烯，其为透明薄膜；上夹层58为PET；油墨层62为油墨；阻隔层90为有机硅；相变材料80为具有凝固点为24℃的月桂醇和黄色油溶染料的混合物。

该时间温度指示装置的工作原理为：

按压激活前，用户透过时间显示窗口66在透明的指示层50上可见印刷的背景色(蓝色)，黄色相变材料80处于存储室内，使用前，将时间温度指示装置置于接近或高于上临界温度(24℃)的环境下存放一段时间，使红色相变材料80呈现液体形态。用户按压激活装置时，由于阻隔层90部分粘结牢度较低，成为应力突破口，被挤压破裂，装置随即被启动。然后，立即将装置放入冷链环节，在低于上临界温度的环境下，黄色相变材料80快速固化，染色中止。此时，相变材料80的黄颜色在激活瞬间已由储存室进入液体通道70和切口60，并与背景色(蓝色)作用，形成绿色。使用者可见激活显示窗口64由蓝色变成绿色，代表装置已激活。由于夹心层56具有疏水亲油的特征，其对油性相变材料80具有亲和力，使相变材料80可在其微孔中渗透。

当冷链温度处于正常温度范围时，相变材料80处于固态，时间显示窗口66无染色痕迹，显示为初始色(蓝色)，即可判断冷链温度始终处于受控状态。当温度高于上临界温度后，相变材料80由固态变成液态，并在微孔材料中均匀渗透，绿色区域呈线性向前推进，当温度再度受控恢复至正常温度时，相变材料80变为固态，染色中止。由于变色长度与染色时间成线性函数关系，通过时间显示窗口66的时间标尺，即可判断待检物品(如疫苗)处于异常温度时间的长度，进而判断产品是否变质。

实施例4

参照图3，在结构方面，实施例4的时间温度指示装置的结构与图3中示出的实施例的结构相同；

在材质方面，离型层10为离型纸；胶粘层20为丙烯酸树脂；基底层30为铝箔；粘结层40为热熔胶；防溶层42为高密度聚乙烯；下夹层54为高密度聚乙烯；夹心层56为填充有溴百里酚蓝和亲水二氧化硅混合物的聚环氧乙烷；上夹层58为PVC；油墨层62为油墨；阻隔层90为烫印电化铝；相变材料80为具有凝固点为9℃的无机相变材料80，无色，PH值呈酸性。

该时间温度指示装置的工作原理为：

按压激活前，用户透过时间显示窗口66可见夹心层56的初始色(粉红色)，无色低温相变材料80处于存储室内，使用前，将时间温度指示装置置于接近或高于上临界温度(9℃)的环境下存放一段时间，使相变材料80呈现液体形态。用户按压激活装置时，由于阻隔层90部分粘结牢度较低，成为应力突破口，被挤压破裂，装置随即被启动。然后，立即将装置放入冷链环节，在低于上临界温度的环境下，相变材料80快速固化，变色中止。此时，呈酸性的无机相变材料80在激活瞬间已由储存室进入液体通道70和切口60，并与微孔材料中的PH值指示剂溴百里酚蓝发生变色反应，变成深黄色。使用者可见激活显示窗口64由粉红色变成深黄色，代表装置已激活。由于夹心层56具有疏水亲油的特征，其对油性相变材料80具有亲和力，使相变材料80可在其微孔中渗透。

当冷链温度处于正常温度范围时，相变材料80处于固态，时间显示窗口66无染色痕迹，显示为初始色(粉红色)，即可判断冷链温度始终处于受控状态。当温度高于上临界温度后，相变材料80由固态变成液态，并在微孔材料中均匀渗透，深黄色区域呈线性向前推进，当温度再度受控恢复至正常温度时，相变材料80变为固态，染色中止。由于变色长度与染色时间成线性函数关系，通过时间显示窗口66的时间标尺，即可判断待检物品(如疫苗)处于异常温度时间的长度，进而判断产品是否变质。

实施例5

参照图2，在结构方面，实施例5的时间温度指示装置的结构与图2中示出的实施例的结构相同；

在材质方面，离型层10为离型纸；胶粘层20为丙烯酸树脂；基底层30为铝箔；粘结层40为热熔胶；下夹层54为PVC；夹心层56为填充有白色的疏水二氧化硅的聚丙烯，其初始颜色呈白色；上夹层58为PVC；油墨层62为油墨；阻隔层90为明胶；相变材料80为具有凝固点为9℃的红色相变材料80。

该时间温度指示装置的工作原理为：

按压激活前，用户透过时间显示窗口66可见夹心层56的初始颜色(白色)，红色相变材料80处于存储室内，使用前，将时间温度指示装置置于接近或高于上临界温度(9℃)的环境下存放一段时间，使红色相变材料80呈现液体形态。用户按压激活装置时，明胶层破裂，液态相变材料80被释放，进入液体通道70和切口60，装置被启动。然后，立即将装置放入冷链环节，在低于上临界温度的环境下，红色相变材料80快速固化，染色中止。此时，相变材料80的红颜色在激活瞬间已由储存室进入液体通道70和切口60，使用者可见激活显示窗口64由白色变成红色，代表装置已激活。由于夹心层56具有疏水亲油的特征，其对油性相变材料80具有亲和力，使相变材料80可在其微孔中渗透。

当冷链温度处于正常温度范围时，相变材料80处于固态，时间显示窗口66无染色痕迹，显示为初始色(白色)，即可判断冷链温度始终处于受控状态。当温度高于上临界温度后，相变材料80由固态变成液态，并在微孔材料中均匀渗透，红色区域呈线性向前推进，当温度再度受控恢复至正常温度时，相变材料80变为固态，染色中止。由于变色长度与染色时间成线性函数关系，通过时间显示窗口66的时间标尺，即可判断待检物品(如疫苗)处于异常温度时间的长度，进而判断产品是否变质。

本发明还提供一种上述第三实施例的时间温度指示装置的制造方法，参照图5a至图5i，在一实施例中，该时间温度指示装置的制造方法包括：

S1、提供一指示层50，如图5a所示；

S2、在指示层50一侧上设置油墨层62，并在油墨层62开设激活显示窗口64和与激活显示窗口64间隔设置的时间指示窗口66，如图5b所示；

S3、在指示层50另一侧的部分夹层上设置阻隔层90，并在阻隔层90上开设贯通至夹心层56的切口60，切口60对应激活显示窗口64设置，如图5c所示；

S4、在指示层50上设置凸包52，使阻隔层90延伸至凸包52的开口，如图5d所示；

S5、将凸包52的开口朝上，并在凸包52内放置相变材料80，如图5e所示；

S6、在指示层50和阻隔层90上设置防溶层42，如图5f所示；

S7、在防溶层42上设置粘结层40，如图5g所示；

S8、在粘结层40上设置基底层30，如图5h所示；

S9、在基底层30上设置胶粘层20，胶粘层20用于粘贴在待检物品上；

S10、在胶粘层20上设置离型层10，如图5i所示。

结合上述实施例4，指示层50的制备方法包括步骤如下：

S10、制备混合粉末；

选取亲水二氧化硅粉末作为无机颜料颗粒，选取溴百里酚蓝粉末作为PH敏感染料，将0.04g溴百里酚蓝粉末加入到50ml的乙醇溶剂，然后加入2.0g亲水二氧化硅粉末中，将混合物充分搅拌，并放入蒸发器中去除乙醇溶剂，研磨得到粉红色的混合粉末。

S12、制备夹心层56；

将上述0.4g混合粉末加入到2.0～4.0g的聚环氧乙烷粉末材料中，将该混合粉末和聚环氧乙烷粉末研磨至颜色均一，然后使用热板在5吨的压力下将研磨得到的粉末在115℃热压5分钟，冷却到一定程度后，拉伸薄膜，获得厚度为0.10mm的粉红色聚环氧乙烷微孔薄膜。

S13、制备多层薄膜；

选取厚度为15μ的PVC薄膜作为上夹层58、厚度为15μ的高密度聚乙烯作为下夹层54，按PVC薄膜/高密度聚乙烯微孔薄膜/高密度聚乙烯的顺序，通过共挤出方式或复合方式，得到厚度为0.13mm的粉红色三层薄膜。由于该高密度聚乙烯薄膜的熔点较低，进而在高温下可以与采用高密度聚乙烯的防溶层42熔融粘结固定在一起，将相变材料90与粘结层40隔绝。

应当说明的是，本发明的各个实施例的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域的技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种时间温度指示装置，其特征在于，包括基底层、设于所述基底层上的粘结层以及设于所述粘结层上的指示层，部分所述指示层向上凸起而形成一凸包，所述凸包具有一存储室；

所述指示层包括至少两层夹层以及设于两层所述夹层之间的一夹心层，所述夹层为高分子致密膜，所述夹心层包括聚合材料以及填充在所述聚合材料中的无机颜料颗粒；靠近所述凸包的指示层部分的下侧设有一贯通至所述夹心层的切口，所述存储室与所述切口之间连通有液体通道；

所述时间指示装置还包括相变材料以及可压力压破的阻隔层，所述相变材料位于所述存储室内，所述阻隔层设于所述相变材料与所述切口之间；

液态的所述相变材料可在施加于所述凸包上的外力的作用下压破所述阻隔层而进入所述液体通道并经由所述切口而在所述夹心层中渗透，且液态的所述相变材料在所述夹心层上的渗透长度与时间长度成正比例。

2.如权利要求1所述的时间温度指示装置，其特征在于，

所述液体通道开设于所述粘结层上；

所述阻隔层包括第一部分和第二部分，所述第一部分设于所述存储室靠近所述切口的内壁上，所述第二部分设于所述液体通道内，且所述第二部分的一端延伸至所述切口，另一端连接所述第一部分。

3.如权利要求1所述的时间温度指示装置，其特征在于，所述液体通道镂空所述切口和所述存储室之间的粘结层而形成，所述阻隔层为包裹所述相变材料的包覆层。

4.如权利要求1所述的时间温度指示装置，其特征在于，还包括设于所述粘结层与所述指示层之间的防溶层，所述防溶层具有对应所述切口和存储室设置的凹陷部分，所述凹陷部分的凹陷朝向与所述凸包的凸起朝向相反；

所述凹陷部分之外的防溶层部分与所述指示层的夹层熔融密封粘结；

所述液体通道形成于所述凹陷部分与所述夹层之间，所述阻隔层位于所述凹陷部分与所述夹层之间。

5.如权利要求4所述的时间温度指示装置，其特征在于，所述阻隔层包括第一部分和第二部分，所述第一部分设于所述存储室靠近所述切口的内壁上，所述第二部分设于所述液体通道内，且所述第二部分的一端延伸至所述切口，另一端连接所述第一部分。

6.如权利要求1所述的时间温度指示装置，其特征在于，还包括设于所述粘结层与所述指示层之间的防溶层，所述防溶层具有对应所述切口和存储室设置的凹陷部分，所述凹陷部分的凹陷朝向与所述凸包的凸起朝向相反；

所述凹陷部分之外的防溶层部分与所述指示层的夹层熔融密封粘结；

所述液体通道形成于所述凹陷部分与所述夹层之间，所述阻隔层为包裹所述相变材料的包覆层。

7.如权利要求4至6任意一项所述的时间温度指示装置，其特征在于，至少一层夹层的熔点为80℃～200℃，且具有所述熔点的夹层设于所述指示层的外表面。

8.如权利要求1至6任意一项所述的时间温度指示装置，其特征在于，所述无机颜料颗粒为二氧化硅、氧化铝、镉红、镉黄、普鲁士蓝、铬黄、碳黑、锌白和二氧化钛中的至少一种。

9.如权利要求1至6任意一项所述的时间温度指示装置，其特征在于，所述夹心层还包括可与酸或碱发生变色反应的PH敏感染料。

10.一种时间温度指示装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供一指示层，所述指示层包括至少两层夹层以及设于两层所述夹层之间的一夹心层，所述夹层为高分子致密膜，所述夹心层包括聚合材料以及填充在所述聚合材料中的无机颜料颗粒；

在所述指示层一侧的部分所述夹层上设置可压力压破的阻隔层，并在所述阻隔层上开设贯通至所述夹心层的切口；

在所述指示层上设置具有一存储室的凸包，使所述阻隔层延伸至所述凸包的开口；

将所述凸包的开口朝上，并在所述凸包的存储室内放置相变材料；

在所述指示层和阻隔层上设置粘结层，进而形成连通所述存储室和所述切口的液体通道；液态的所述相变材料可在施加于所述凸包上的外力的作用下压破所述阻隔层而进入所述液体通道并经由所述切口而在所述夹心层中渗透，且液态的所述相变材料在所述夹心层上的渗透长度与时间长度成正比例；

在所述粘结层上设置基底层。

11.如权利要求10所述的时间温度指示装置的制备方法，其特征在于，所述将所述凸包的开口朝上，并在所述凸包内放置相变材料的步骤之后，所述在所述指示层和阻隔层上设置粘结层，进而形成连通所述相变材料和所述切口的液体通道的步骤之前；还包括如下步骤：

在所述粘结层与所述指示层、所述阻隔层之间设置防溶层，所述防溶层包括对应所述阻隔层和所述存储室设置的凹陷部分，所述凹陷部分之外的防溶层部分与所述夹层熔融密封粘结。