CN105542554B - 色变指示装置及透明油墨 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种色变指示装置及透明油墨。一种色变指示装置包括基底层、形成于基底层表面的指示层，指示层包括指示部，指示部由氧气敏感的指示油墨印刷形成，色变指示装置还包括覆盖于指示部表面的保护层，保护层由透明油墨印刷形成，透明油墨包括电子供体材料、粘结剂、光触媒材料及溶剂，电子供体材料选自乙二胺四乙酸二钠、三乙醇胺、葡萄糖、果糖、聚乙烯醇、甘油、三羟基己烷及柠檬酸中的至少一种，粘结剂选自明胶、羟乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种，光触媒材料为纳米二氧化钛、纳米钛酸锶、纳米氧化锡、纳米氧化钨和纳米氧化锌中的至少一种，透明油墨的pH值与指示油墨的pH值相同。上述色变指示装置能有效避免指示部的pH值发生偏差。

Description

色变指示装置及透明油墨
技术领域
本发明涉及一种色变指示装置及透明油墨。
背景技术
一般的产品均有使用期限或者保质期，尤其是食品、饮料及药品等产品在储存时容易发生腐败变质，为了减少包装中氧气，避免在氧气环境下变质，通常采用真空包装或气调包装，并在外包装上打印出厂日期和保质期以供人们对是否过期进行判断。然而，如果产品包装被打开或者开始使用，如何有效记录打开或使用时间显得尤为重要。
现有的色变指示装置包括基底层、形成于所述基底层表面的指示层及保护层，所述指示层包括指示部及参考部，保护层覆盖于指示部表面以对指示部进行保护，指示部通常包括所述氧气敏感活性染料，随着产品使用时间的增加，外部氧气与氧气敏感活性染料发生反应，导致指示部颜色发生变化，随着时间的延长，指示部的颜色会发生渐变，根据指示部的颜色与参考部对比可以判断产品的使用时间或打开时间。
为了避免保护层对与指示部变色的影响，通常选用pH值呈中性的材料作为保护层的材料，比如烫印电化铝，然而，烫印电化铝的pH值与指示部的pH值之间存在一定偏差，保护层会对指示部的pH值产生负面影响，导致色变指示装置失效。
发明内容
基于此，有必要提供一种能有效避免指示部的pH值发生偏差的色变指示装置及透明油墨。
一种色变指示装置，所述色变指示装置包括基底层、形成于所述基底层表面的指示层，所述指示层包括指示部，所述指示部由氧气敏感的指示油墨印刷形成，所述色变指示装置还包括覆盖于所述指示部表面的保护层，所述保护层由透明油墨印刷形成，所述透明油墨包括电子供体材料、粘结剂、光触媒材料及溶剂，所述电子供体材料选自乙二胺四乙酸二钠、三乙醇胺、葡萄糖、果糖、聚乙烯醇、甘油、三羟基己烷及柠檬酸中的至少一种，所述粘结剂选自明胶、羟乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种，所述光触媒材料为纳米二氧化钛、纳米钛酸锶、纳米氧化锡、纳米氧化钨和纳米氧化锌中的至少一种，所述透明油墨的pH值与所述指示油墨的pH值相同。
在其中一个实施例中，还包括如下特征中的至少一个：
所述溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯及丙酮中的至少一种；
所述透明油墨还包括疏水剂，所述疏水剂为磺化聚苯乙烯。
在其中一个实施例中，所述指示油墨包括氧气敏感活性染料、所述电子供体材料、所述粘结剂、所述光触媒材料、所述疏水剂及所述溶剂，所述氧气敏感活性染料为噻嗪染料、恶嗪染料、吖嗪染料、靛酚染料、靛蓝染料和氧化还原指示剂中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述透明油墨按质量百分比计包括1份～5份的电子供体材料、30份～50份的粘结剂、1份～5份的光触媒材料、5份～10份的疏水剂及40份～70份的溶剂；所述指示油墨按质量百分比计包括0.1份～5份的氧气敏感活性染料、1～5份的所述电子供体材料、30份～50份的所述粘结剂、1份～5份的所述光触媒材料、5份～10份的所述疏水剂及40份～70份的所述溶剂。
一种色变指示装置，所述色变指示装置包括基底层、形成于所述基底层表面的指示层，所述指示层包括氧气敏感的指示部，所述色变指示装置还包括覆盖于所述指示部表面的保护层，所述保护层包括电子供体材料、粘结剂及光触媒材料，所述电子供体材料选自乙二胺四乙酸二钠、三乙醇胺、葡萄糖、果糖、聚乙烯醇、甘油、三羟基己烷及柠檬酸中的至少一种，所述粘结剂选自明胶、羟乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种，所述光触媒材料为纳米二氧化钛、纳米钛酸锶、纳米氧化锡、纳米氧化钨和纳米氧化锌中的至少一种，所述保护层的pH值与所述指示部的pH值相同。
在其中一个实施例中，所述指示部包括氧气敏感活性染料、所述电子供体材料、所述光触媒材料、所述粘结剂及所述疏水剂，所述氧气敏感活性染料为噻嗪染料、恶嗪染料、吖嗪染料、靛酚染料、靛蓝染料和氧化还原指示剂中的至少一种。
一种透明油墨，所述透明油墨用于色变指示装置，所述色变指示装置包括基底层、形成于所述基底层表面的指示层，所述指示层包括指示部，所述指示部为氧气敏感的指示油墨印刷形成，所述色变指示装置还包括覆盖于所述指示部表面的保护层，所述保护层由透明油墨印刷形成，所述透明油墨包括电子供体材料、光触媒材料、粘结剂及溶剂，所述电子供体材料选自乙二胺四乙酸二钠、三乙醇胺、葡萄糖、果糖、聚乙烯醇、甘油、三羟基己烷及柠檬酸中的至少一种，所述粘结剂选自明胶、羟乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种，所述光触媒材料为纳米二氧化钛、纳米钛酸锶、纳米氧化锡、纳米氧化钨和纳米氧化锌中的至少一种，所述透明油墨的pH值与所述指示油墨的pH值相同。
在其中一个实施例中，所述指示油墨包括氧气敏感活性染料、所述电子供体材料、所述光触媒材料、所述粘结剂及所述溶剂，所述氧气敏感活性染料为噻嗪染料、恶嗪染料、吖嗪染料、靛酚染料、靛蓝染料和氧化还原指示剂中的至少一种。
在其中一个实施例中，还包括如下特征中的至少一个：
所述溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯及丙酮中的至少一种；
所述透明油墨及所述指示油墨还包括疏水剂，所述疏水剂为磺化聚苯乙烯。
在其中一个实施例中，所述透明油墨按质量百分比计包括1份～5份的电子供体材料、30份～50份的粘结剂、1份～5份的光触媒材料、5份～10份的疏水剂及40份～70份的溶剂；所述指示油墨按质量百分比计包括0.1份～5份的氧气敏感活性染料、1～5份的所述电子供体材料、30份～50份的所述粘结剂、1份～5份的所述光触媒材料、5份～10份的所述疏水剂及40份～70份的所述溶剂。
上述透明油墨及色变指示装置，色变指示装置的指示部由氧气敏感的指示油墨印刷形成，覆盖于指示部的保护层由透明油墨印刷形成，透明油墨的pH值与指示油墨相同，保护层对指示部的pH值不会产生影响，在油墨激活过程中，指示油墨内部发生一系列氧化还原反应，但其本身PH值不发生变化，保护层中，由于缺乏氧气敏感活性染料，光触媒材料与电子供体材料之间被相互氧化还原，其PH值也不发生变化，从而有效避免对指示部的pH值造成干扰。且疏水剂与氧气敏感活性染料发生离子绑定后，赋予氧气敏感油墨疏水功能，从而满足高湿环境的使用要求。
附图说明
图1为一实施方式的色变指示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面主要结合具体实施例及附图对透明油墨及色变指示装置作进一步详细的说明。
请参阅图1，一实施方式的色变指示装置100包括基底层10、指示层20、保护层30、隔离层40、离型层50、第一胶粘层60、阻隔层70、第二胶粘层80及剥离层90。
基底层10用于承载指示层20。基底层10具有良好的气密性，可以阻止气体透过基底层10。基底层10的材料为氧化铝、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯对苯二甲酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。当然，需要说明的是，基底层10的材料不限于上述材料，其他具有良好的透明性及气密性的材料都可以作为基底层10的材料。基底层10的厚度为0.1mm～0.3mm。
指示层20形成于基底层10的一侧表面。在图示的实施方式中，指示层20包括指示部21及参考部23，指示部21位于参考部23的中央。指示部21由指示油墨印刷形成。指示部21的厚度为0.001mm～0.2mm。
指示油墨按照质量分数计，包括以下组分：
0.1份～5份的氧气敏感活性染料；
1～5份的电子供体材料；
30份～50份的粘结剂；
1份～5份的光触媒材料；
5份～10份的疏水剂；及
40份～70份的溶剂。
其中，氧气敏感活性染料为噻嗪染料、恶嗪染料、吖嗪染料、靛酚染料、靛蓝染料和氧化还原指示剂中的至少一种。进一步优选的，噻嗪染料为亚甲基蓝、劳氏紫或甲苯胺蓝，恶嗪染料为刃天青、藏红O或天青石蓝，吖嗪染料为甲酚紫或天青A，靛酚染料为二氯靛酚，靛蓝染料为靛蓝或靛青胭脂红。氧化还原指示剂为二苯胺磺酸钠、邻二氮菲亚铁。更进一步地，氧气敏感活性染料优选为亚甲基蓝。需要说明的是，氧气敏感活性染料不限于为上述列举的材料，还可以是在还原后具有氧气敏感性的任何其他染料。氧气敏感活性染料具有氧化态和还原态两种形式，分别对应两种不同的颜色，其还原态产物易被空气中的氧气氧化成氧化态产物，呈现第一颜色(该变色过程为指示部所利用的变色指示过程)；氧气敏感活性染料可被UV光激发的自由光生电子从氧化态还原为还原态，呈现第二颜色(该变色过程为油墨激活过程)。
光触媒材料选自纳米二氧化钛、纳米钛酸锶、纳米氧化锡、纳米氧化钨和纳米氧化锌中的至少一种。光触媒材料在配方中起光催化剂作用，其受到波长能量处于电子跃迁能级附近的UV光照射后，其处于价带的电子受激发越过禁带进入导带形成自由光生电子，同时在价带上产生光生空穴。一方面，自由光生电子具有较强的还原性，可还原氧化态的氧气敏感活性染料；另一方面，光生空穴具有较强的氧化性，可氧化电子供体材料。
电子供体材料为乙二胺四乙酸二钠(2Na-EDTA)、三乙醇胺(TEOA)、葡萄糖、果糖、聚乙烯醇、甘油、三羟基己烷和柠檬酸中的至少一种，优选为甘油。电子供体材料在配方中起弱还原剂的作用，其本身并不能直接还原处于氧化态的氧气敏感活性染料，但可还原具有光生空穴的光触媒材料。
粘结剂选自明胶、羟乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。所述粘结剂具有干燥成膜特性，使其满足印刷对附着力的要求。
溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯及丙酮中的至少一种。
疏水剂为磺化聚苯乙烯。优选的，磺化聚苯乙烯的磺化度为10％～30％。所述的疏水剂具有疏水特性，可溶于有机溶剂，其离子键可与氧气敏感活性染料发生离子绑定。该疏水剂与氧气敏感活性染料发生离子绑定后，使易吸潮的氧气敏感活性染料具备疏水特性，从而使油墨满足高湿环境的要求。该疏水剂具有疏水基团和带电荷的苯环，有足够极性，可与氧气敏感活性染料产生稳定的结合力。
指示油墨制备时，将各组分混合后充分搅拌即可。
指示油墨印刷干燥后，溶剂挥发，其他组分固化形成指示部21。指示部21按重量份数计包括0.1份～5份的氧气敏感活性染料、1～5份的电子供体材料、30份～50份的粘结剂、1份～5份的光触媒材料及5份～10份的疏水剂。指示部21在使用的过程中，经合适波长的紫外线照射后，光触媒材料产生具有还原性的自由光生电子，及具有氧化性的光生空穴，光生电子将氧化态的氧气敏感活性染料还原，使氧气敏感活性染料处于还原态，易被空气氧化，同时，具有氧化性的光生空穴被电子供体材料还原。此时，指示油墨被激活，在氧气敏感活性染料与氧气发生反应的过程中，氧气敏感活性染料的颜色不断发生变化直至达到变色终点。将氧气敏感活性染料的变色时间设置与产品的有效期一致，从而根据pH指示剂也就是指示部21显示的颜色可以判断使用的时间，或者使用时间有没有超出产品的有效期。
参考部23由普通油墨印刷形成，具有至少两种固定的颜色，用于与指示部21进行对比，从而使用者可以明确的知道指示部21所处于初始色(刚开始使用)或处于终点色(反应时间最长，超出产品有效期)，当然，优选的，参考部23还包括中间色，从而消费者通过对比颜色可以判断产品的使用时间。参考部23的三种不同颜色围绕指示部21呈环形设置，即参考部23为环形，包括三个不同的颜色区域。参考部23的厚度为0.001mm～0.01mm。
需要说明的是，指示部21也可以位于参考部23的外围或指示层20仅包括指示部21，另外提供参考部的比色卡等均可以。
在图示的实施方式中，保护层30覆盖指示部21的表面。当然，在其他实施例中，保护层30也可以覆盖指示层20的参考部23。保护层30由透明油墨印刷形成。透明油墨按照质量分数计，包括以下组分：
1～5份的电子供体材料；
30份～50份的粘结剂；
1份～5份的光触媒材料；
5份～10份的疏水剂；及
40份～70份的溶剂。
其中，电子供体材料选自乙二胺四乙酸二钠、三乙醇胺、葡萄糖、果糖、聚乙烯醇、甘油、三羟基己烷及柠檬酸中的至少一种。
粘结剂选自明胶、羟乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
光触媒材料选自纳米二氧化钛、纳米钛酸锶、纳米氧化锡、纳米氧化钨和纳米氧化锌中的至少一种。
疏水剂为磺化聚苯乙烯。优选的，磺化聚苯乙烯的磺化度为10％～30％。
溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯及丙酮中的至少一种。
透明油墨的pH值与指示油墨的pH值相同。
透明油墨制备时，将各组分混合均匀即可。
透明油墨印刷干燥后，溶剂挥发，其他组分固化形成保护层30。保护层30按重量份数计包括1～5份的电子供体材料、30份～50份的粘结剂、1份～5份的光触媒材料及5份～10份的疏水剂。保护层30的厚度为0.001mm～0.2mm。
隔离层40形成于保护层30的表面。隔离层40对保护层30及参考部23起到保护作用，且无色透明具有良好的透气性。在使用过程中，隔离层40处于色变指示装置100的最外层，起两方面作用，第一，阻止保护层中所含非食品安全成份与人体直接接触；第二，降低外部环境(空气流动和人体接触)对指示油墨造成的负面影响。隔离层40可以通过印刷或涂布溶剂型胶体制备，溶剂型胶体中的溶剂挥发后形成透气孔，从而隔离层40具有良好的透气性。优选的，隔离层40的材料选自聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙烯醇(PVA)、羟乙基纤维素(HEC)及羟丙基纤维素(HPC)中的至少一种。隔离层40的厚度为0.001mm～0.2mm。
离型层50覆盖指示层20的指示部23的表面。离型层50的材料为聚乙烯醇、硅油、硅脂或乳化石腊等。第一胶粘层60形成于离型层50的表面。第一胶粘层60的材料选自丙烯酸树脂、聚氨酯或其它胶粘剂。通过仅在指示部23的表面设置离型层50这种局部设置的方式，可以降低第一胶粘层60与指示层23之间的粘结力。离型层50的厚度为0.001mm～0.1mm。第一胶粘层60的厚度为0.01mm～0.1mm。
阻隔层70覆盖第一胶粘层60及隔离层40的表面，且粘附于第一胶粘层60的表面。阻隔层70具有良好的气密性，可以阻止外界空气通过隔离层40进入保护层30，也可以阻止保护层30及指示部21的挥发性酸从内部挥发，使色变指示装置100暂时处于休眠状态，当阻隔层70和第一胶粘层60从离型层50上被剥离后，色变指示装置100被激活。阻隔层70的材料为氧化铝、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯对苯二甲酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。阻隔层70的厚度为0.05mm～0.3mm。
第二胶粘层80形成于基底层10远离指示层20的一侧表面。第二胶粘层80用于将色变指示装置100粘附在其他物品的表面。第二胶粘层80的材料选自丙烯酸树脂、聚氨酯或其它胶粘剂。第二胶粘层80的厚度为0.01mm～0.1mm。
剥离层90粘附在第二胶粘层80的表面。优选的，剥离层90为含硅油的玻璃纸，从而可以将剥离层90从第二胶粘层80的表面剥离。剥离层90的厚度为0.1mm～0.3mm。
上述色变指示装置，指示部21的光触媒材料在适当波长的UV光照射下，产生具有还原性的自由光生电子及具有氧化性的光生空穴，其自由光生电子可将氧化态的氧气敏感活性染料还原，使其处于还原态，从而易被氧气氧化，同时，具有氧化性的光生空穴可被电子供体材料还原，光触媒材料在油墨激活过程发挥催化剂的作用。指示部21处于初始状态时，阻隔层70具有良好的气密性，可以阻止外界空气通过隔离层40进入保护层30进而与指示部的氧气敏感活性染料发生反应，指示部21处于休眠状态下，当将阻隔层70剥离后，指示部被激活，氧气透过保护层与氧气敏感活性染料发生反应使氧气敏感活性染料的颜色发生变化。
上述透明油墨及色变指示装置，色变指示装置的指示部由氧气敏感的指示油墨印刷形成，覆盖于指示部的保护层由透明油墨印刷形成，透明油墨的pH值与指示油墨相同，保护层对指示部的pH值不会产生影响；在油墨激活过程中，指示油墨内部发生一系列氧化还原反应，但其本身PH值不发生变化，保护层中，由于缺乏氧气敏感活性染料，光触媒材料与电子供体材料之间被相互氧化还原，其PH值不发生变化，避免对指示部的pH值造成干扰，从而能有效避免指示部的pH值发生偏差；且疏水剂与氧气敏感活性染料发生离子绑定后，赋予氧气敏感油墨疏水功能，从而满足高湿环境的使用要求，通过设置透明保护层30及隔离层40，空气流动对指示部21的变色塑料的影响基本被消除，使得指示装置可以适用多种环境。
需要说明的是，隔离层40、离型层50、第一胶粘层60及阻隔层70均可以省略，此时将色变指示装置100储存与密封袋或采用其他方式密封保存即可；第二胶粘层80和剥离层90可以省略，此时将色变指示装置100通过其他方式固定在产品上或与产品一起放置即可。
以下，结合具体实施例进行详细说明。
实施例1
实施例1的色变指示装置结构如图1所示，包括基底层10、指示层20、保护层30、隔离层40、离型层50、第一胶粘层60、阻隔层70、第二胶粘层80及剥离层90。
其中，基底层10的材料为PET，厚度为0.1mm；指示层20、保护层30、隔离层40的材料为聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，厚度为0.02mm；离型层50的材料为硅油，厚度为0.01mm；第一胶粘层60的材料为丙烯酸树脂，厚度为0.01mm；阻隔层70的材料为聚乙烯对苯二甲酸酯，厚度为0.05mm；第二胶粘层80的材料为丙烯酸树脂，厚度为0.01mm；剥离层90的材料为含有硅油的玻璃纸，厚度为0.1mm。
指示层20的指示部21由指示油墨涂覆形成，指示油墨的制备包括取5g的磺化聚苯乙烯(疏水剂)加入到样品瓶中，加入70g的乙醇(溶剂)，轻轻搅拌，直到所有的聚合物都溶化了，向溶液添加3g的甘油(电子供体)、2g的纳米二氧化钛(光触媒)，搅拌溶液，直到所有的纳米二氧化钛已分散均匀，加入5g的亚甲基蓝(氧气敏感活性染料)，用石蜡密封样品瓶，以减少乙醇的蒸发，然后搅拌8小时以上，以确保所有亚甲基蓝溶化；随后开启样品瓶并加入30g的聚乙烯醇缩丁醛(粘结剂)，搅拌至混合物呈粘稠状，即制成UV激活的氧气敏感的变色油墨。指示层20的参考部23包含白色、浅蓝及深蓝三种颜色。指示层的厚度为0.08mm。
保护层30由透明油墨涂覆形成，透明油墨的制备包括：取5g的磺化聚苯乙烯(疏水剂)加入到样品瓶中，加入70g的乙醇(溶剂)，轻轻搅拌，直到所有的聚合物都溶化了，向溶液添加3g的甘油(电子供体)、2g的纳米二氧化钛(光触媒)，搅拌溶液，直到所有的纳米二氧化钛已分散均匀，加入30g的聚乙烯醇缩丁醛(粘结剂)，搅拌至混合物呈粘稠状，即制成保护层油墨。保护层30的厚度为0.08mm。
在基底层10的表面直接印刷指示油墨得到厚度为0.08mm的指示部，测试其激活后变色周期为20天。
经测试，激活后色变指示装置的变色周期为30天。增加保护层30后，指示装置非但没有失效，反而获得了更长的指示周期，说明保护层30对色变指示装置的指示部没有负面影响，能避免指示部失效。
实施例2
实施例2的色变指示装置结构如图1所示，包括基底层10、指示层20、保护层30、隔离层40、离型层50、第一胶粘层60、阻隔层70、第二胶粘层80及剥离层90。
其中，基底层10的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，厚度为0.15mm；指示层20、保护层30、隔离层40的材料为聚乙烯醇(PVA)，厚度为0.05mm；离型层50的材料为硅油，厚度为0.015mm；第一胶粘层60的材料为聚氨酯，厚度为0.05mm；阻隔层70的材料为聚乙烯对苯二甲酸酯，厚度为0.1mm；第二胶粘层80的材料为丙烯酸树脂，厚度为0.05mm；剥离层90的材料为含硅油的玻璃纸，厚度为0.2mm。
指示层20的指示部21由指示油墨涂覆形成，指示油墨的制备包括取5g的磺化聚苯乙烯(疏水剂)加入到样品瓶中，加入70g的丙酮(溶剂)，轻轻搅拌，直到所有的聚合物都溶化了，向溶液添加3g的葡萄糖(电子供体)、2g的纳米氧化锡(光触媒)，搅拌溶液，直到所有的纳米氧化锡已分散均匀，加入5g的刃天青(氧气敏感活性染料)，用石蜡密封样品瓶，以减少丙酮的蒸发，然后搅拌8小时以上，以确保所有刃天青溶化；随后开启样品瓶并加入30g的聚乙烯醇缩丁醛(粘结剂)，搅拌至混合物呈粘稠状，即制成UV激活的氧气敏感的变色油墨。指示层20的参考部23包含白色、浅粉色及粉红色三种颜色。指示层的厚度为0.1mm。
保护层30由透明油墨涂覆形成，透明油墨的制备包括：取5g的磺化聚苯乙烯(疏水剂)加入到样品瓶中，加入70g的丙酮(溶剂)，轻轻搅拌，直到所有的聚合物都溶化了，向溶液添加3g的葡萄糖(电子供体)、2g的纳米氧化锡(光触媒)，搅拌溶液，直到所有的纳米氧化锡已分散均匀，加入30g的聚乙烯醇缩丁醛(粘结剂)，搅拌至混合物呈粘稠状，即制成保护层油墨。保护层30的厚度为0.1mm。
在基底层10的表面直接印刷指示油墨得到厚度为0.1mm的指示部，测试其激活后的变色周期为25天。
经测试，激活后的色变指示装置的变色周期为35天。增加保护层30后，指示装置非但没有失效，反而获得了更长的指示周期，说明保护层30对色变指示装置的指示部没有负面影响，能避免指示部失效。
实施例3
实施例3的色变指示装置结构如图1所示，包括基底层10、指示层20、保护层30、隔离层40、离型层50、第一胶粘层60、阻隔层70、第二胶粘层80及剥离层90。
其中，基底层10的材料为氧化铝箔，厚度为0.1mm；指示层20、保护层30、隔离层40的材料为羟乙基纤维素(HEC)，厚度为0.07mm；离型层50的材料为乳化石蜡，厚度为0.02mm；第一胶粘层60的材料为丙烯酸树脂，厚度为0.02mm；阻隔层70的材料为聚丙烯，厚度为0.15mm；第二胶粘层80的材料为聚氨酯，厚度为0.08mm；剥离层90的材料为含硅油的玻璃纸，厚度为0.2mm。
指示层20的指示部21由指示油墨涂覆形成，指示油墨的制备包括：取5g的磺化聚苯乙烯(疏水剂)加入到样品瓶中，加入70g的乙酸乙酯(溶剂)，轻轻搅拌，直到所有的聚合物都溶化了，向溶液添加3g的果糖(电子供体)、2g的纳米氧化锌(光触媒)，搅拌溶液，直到所有的纳米氧化锌已分散均匀，加入5g的靛蓝(氧气敏感活性染料)，用石蜡密封样品瓶，以减少乙酸乙酯的蒸发，然后搅拌8小时以上，以确保所有靛蓝溶化；随后开启样品瓶并加入30g的醋酸纤维素(粘结剂)，搅拌至混合物呈粘稠状，即制成UV激活的氧气敏感的变色油墨。指示层20的参考部23包含白色、浅蓝及深蓝色三种颜色。指示层的厚度为0.12mm。
保护层30由透明油墨涂覆形成，透明油墨的制备包括：取5g的磺化聚苯乙烯(疏水剂)加入到样品瓶中，加入70g的乙酸乙酯(溶剂)，轻轻搅拌，直到所有的聚合物都溶化了，向溶液添加3g的果糖(电子供体)、2g的纳米氧化锌(光触媒)，搅拌溶液，直到所有的纳米氧化锌已分散均匀，加入30g的醋酸纤维素(粘结剂)，搅拌至混合物呈粘稠状，即制成保护层油墨。保护层30的厚度为0.12mm。
在基底层10的表面直接印刷指示油墨得到厚度为0.12mm的指示部，测试其激活后变色周期为30天。
经测试，激活后色变指示装置的变色周期为40天。增加保护层30后，指示装置非但没有失效，反而获得了更长的指示周期，说明保护层30对色变指示装置的指示部没有负面影响，能避免指示部失效。
实施例4
实施例4的色变指示装置结构如图1所示，包括基底层10、指示层20、保护层30、隔离层40、离型层50、第一胶粘层60、阻隔层70、第二胶粘层80及剥离层90。
其中，基底层10的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，厚度为0.1mm；指示层20、保护层30、隔离层40的材料为聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，厚度为0.05mm；离型层50的材料为硅油，厚度为0.01mm；第一胶粘层60的材料为聚氨酯，厚度为0.01mm；阻隔层70的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，厚度为0.05mm；第二胶粘层80的材料为丙烯酸树脂，厚度为0.01mm；剥离层90的材料为含硅油的玻璃纸，厚度为0.15mm。
指示层20的指示部21由指示油墨涂覆形成，指示油墨的制备包括：取5g的磺化聚苯乙烯(疏水剂)加入到样品瓶中，加入70g的异丙醇(溶剂)，轻轻搅拌，直到所有的聚合物都溶化了，向溶液添加3g的甘油(电子供体)、2g的纳米二氧化钛(光触媒)，搅拌溶液，直到所有的纳米二氧化钛已分散均匀，加入5g的二氯酚靛酚(氧气敏感活性染料)，用石蜡密封样品瓶，以减少异丙醇的蒸发，然后搅拌8小时以上，以确保所有二氯酚靛酚溶化；随后开启样品瓶并加入30g的醋酸纤维素(粘结剂)，搅拌至混合物呈粘稠状，即制成UV激活的氧气敏感的变色油墨。指示层20的参考部23包含白色、浅蓝色及深蓝色三种颜色。指示层的厚度为0.15mm。
保护层30由透明油墨涂覆形成，透明油墨的制备包括：：取5g的磺化聚苯乙烯(疏水剂)加入到样品瓶中，加入70g的异丙醇(溶剂)，轻轻搅拌，直到所有的聚合物都溶化了，向溶液添加3g的果糖(电子供体)、2g的纳米二氧化钛(光触媒)，搅拌溶液，直到所有的纳米二氧化钛已分散均匀，加入30g的醋酸纤维素(粘结剂)，搅拌至混合物呈粘稠状，即制成保护层油墨。保护层30的厚度为0.15mm。
在基底层10的表面直接印刷指示油墨得到厚度为0.15mm的指示部，测试其激活后变色周期为35天。
经测试，激活后色变指示装置的变色周期为45天。增加保护层30后，指示装置非但没有失效，反而获得了更长的指示周期，说明保护层30对色变指示装置的指示部没有负面影响，能避免指示部失效。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种色变指示装置，所述色变指示装置包括基底层、形成于所述基底层表面的指示层，所述指示层包括指示部，所述指示部由氧气敏感的指示油墨印刷形成，所述色变指示装置还包括覆盖于所述指示部表面的保护层，所述保护层由透明油墨印刷形成，其特征在于，所述透明油墨包括电子供体材料、粘结剂、光触媒材料及溶剂，所述电子供体材料选自乙二胺四乙酸二钠、三乙醇胺、葡萄糖、果糖、聚乙烯醇、甘油、三羟基己烷及柠檬酸中的至少一种，所述粘结剂选自明胶、羟乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种，所述光触媒材料为纳米二氧化钛、纳米钛酸锶、纳米氧化锡、纳米氧化钨和纳米氧化锌中的至少一种，所述透明油墨的pH值与所述指示油墨的pH值相同；
所述透明油墨还包括疏水剂，所述疏水剂为磺化聚苯乙烯；
所述指示油墨包括氧气敏感活性染料、所述电子供体材料、所述粘结剂、所述光触媒材料、所述疏水剂及所述溶剂，所述氧气敏感活性染料为噻嗪染料、恶嗪染料、吖嗪染料、靛酚染料及靛蓝染料中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的色变指示装置，其特征在于，还包括如下特征中的至少一个：
所述溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯及丙酮中的至少一种；
所述透明油墨还包括疏水剂，所述疏水剂为磺化聚苯乙烯。
3.根据权利要求1所述的色变指示装置，其特征在于，所述透明油墨按质量百分比计包括1份~5份的电子供体材料、30份~50份的粘结剂、1份~5份的光触媒材料、5份~10份的疏水剂及40份~70份的溶剂；所述指示油墨按质量百分比计包括0.1份~5份的氧气敏感活性染料、1~5份的所述电子供体材料、30份~50份的所述粘结剂、1份~5份的所述光触媒材料、5份~10份的所述疏水剂及40份~70份的所述溶剂。
4.一种色变指示装置，所述色变指示装置包括基底层、形成于所述基底层表面的指示层，所述指示层包括氧气敏感的指示部，所述色变指示装置还包括覆盖于所述指示部表面的保护层，其特征在于，所述保护层包括电子供体材料、粘结剂及光触媒材料，所述电子供体材料选自乙二胺四乙酸二钠、三乙醇胺、葡萄糖、果糖、聚乙烯醇、甘油、三羟基己烷及柠檬酸中的至少一种，所述粘结剂选自明胶、羟乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种，所述光触媒材料为纳米二氧化钛、纳米钛酸锶、纳米氧化锡、纳米氧化钨和纳米氧化锌中的至少一种，所述保护层的pH值与所述指示部的pH值相同；
所述保护层还包括疏水剂，所述疏水剂为磺化聚苯乙烯；
所述指示部包括氧气敏感活性染料、所述电子供体材料、所述光触媒材料、所述粘结剂及所述疏水剂，所述氧气敏感活性染料为噻嗪染料、恶嗪染料、吖嗪染料、靛酚染料及靛蓝染料中的至少一种。
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