CN110068569B - 高耐光色变指示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高耐光色变指示装置。一种高耐光色变指示装置，包括：基底层；指示层，层叠于所述基底层的表面，所述指示层包括指示部，所述指示部含有挥发材料及亲水材料，所述挥发材料选自二茂铁、二茂钴、二茂钒及二茂铬中的至少一种，所述亲水材料能吸附空气中的水蒸气；及阻隔层，贴附于所述指示层的表面且可以自所述指示层的表面剥离；其中，所述基底层及所述阻隔层均能阻隔水蒸气及挥发材料。上述高耐光色变指示装置抗光照能力强、适用性广。

Description

高耐光色变指示装置

技术领域

本发明涉及一种高耐光色变指示装置。

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、饮料及药品等易变质的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。

目前，市场上的色变指示装置大体分为几种：酶反应型色变指示装置、氧气敏感型色变指示装置、二氧化碳敏感型色变指示装置、酸敏感型色变指示装置、碱敏感型色变指示装置及UV光激活色变指示装置。现有的这些色变指示装置都采用活性染料作为色变指示剂，活性染料耐光性差，在日光环境下几分钟即褪色，在室内灯光环境下几周内褪色，导致适用性较窄。

发明内容

基于此，有必要提供一种抗光照能力强、适用性广的高耐光色变指示装置。

一种高耐光色变指示装置，包括：

基底层；

指示层，层叠于所述基底层的表面，所述指示层包括指示部，所述指示部含有挥发材料及亲水材料，所述挥发材料选自二茂铁、二茂钴、二茂钒及二茂铬中的至少一种，所述亲水材料能吸附空气中的水蒸气；及

阻隔层，贴附于所述指示层的表面且可以自所述指示层的表面剥离；

其中，所述基底层及所述阻隔层均能阻隔水蒸气及挥发材料。

上述高耐光色变指示装置，在正常情况下，阻隔层及基底层能阻隔气体，指示层处于密封空间内，水蒸气无法渗入或渗出指示层，从而处于休眠状态；使用时，将阻隔层自保护层表面剥离，指示部中因为有亲水材料，从而指示部处于吸附水蒸气、挥发水蒸气、吸附水蒸气的循环状态，在水蒸气挥发过程中，挥发材料与水蒸气共同蒸发，随着挥发材料的减少，指示部颜色变浅，且挥发材料的挥发程度与时间呈正关联，因此，高耐光色变指示装置激活后，指示部的颜色深浅与时间呈正关联，从而通过指示部颜色变化能指示时间；挥发材料选自二茂铁、二茂钴、二茂钒及二茂铬中的至少一种，挥发材料具有极高的耐光照及耐辐射性能，因此，高耐光色变指示装置的耐光强度可满足室内外各种光照环境要求，其使用范围大幅增强，适用性较为广泛。

在其中一个实施例中，所述亲水材料选自氯化镁、氯化钠、氯化钙及甘油中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述指示部还含有粘结剂，所述粘结剂选自聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸树脂、水性苯乙烯丙烯酸树脂、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯及丙烯酸甲酯中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述挥发材料与所述亲水材料的质量比为5～40：1～5。

在其中一个实施例中，所述指示部覆盖所述基底层的表面的中部，所述指示层还包括参考部，所述参考部层叠于所述基底层的表面且绕设于所述指示部设置。

在其中一个实施例中，还包括层叠于所述指示层表面的保护层，所述保护层透明且能使水蒸气及挥发材料透过，所述阻隔层粘附于所述保护层的表面且可以自所述保护层的表面剥离。

在其中一个实施例中，所述保护层的材料选自聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯及光油中的至少一种。

在其中一个实施例中，还包括位于所述指示层及所述阻隔层之间的离型层，所述离型层的材料选自聚乙烯醇、硅油、硅脂及乳化石蜡中的至少一种。

在其中一个实施例中，还包括位于所述离型层及所述阻隔层之间的粘合层。

在其中一个实施例中，所述基底层的材料选自聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯及铝箔中的至少一种；及/或

所述阻隔层的材料选自聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯及铝箔中的至少一种。

附图说明

图1为一实施方式的高耐光色变指示装置的结构示意图；

图2为另一实施方式的高耐光色变指示装置另一角度的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式及附图对高耐光色变指示装置进行进一步地详细说明。

请参阅图1，一实施方式的用于指示时间的高耐光色变指示装置100包括基底层110、指示层120、保护层130、离型层140、粘合层150、阻隔层160、胶粘层170及剥离层180。

基底层110用于承载指示层120。基底层110能阻隔水蒸气及指示层120的挥发材料透过基底层110。基底层110的材料为聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)及铝箔中的至少一种。当然，需要说明的是，基底层110的材料不限于上述材料，其他能阻隔水蒸气及指示层120的挥发的材料都可以作为基底层110的材料。

指示层120形成于基底层110的一侧表面。在图示的实施方式中，指示层120包括指示部121及参考部123，指示部121覆盖基底层110的表面的中部，参考部123层叠于基底层110表面且绕设于指示部121。

指示部121由指示油墨印刷形成。指示部121的厚度为0.01mm～1mm。

指示油墨按照质量份数计，包括5份～40份的挥发材料、1份～5份的亲水材料、30份～70份的溶剂及30份～60份的粘结剂。

挥发材料具有不溶于水但是可随水蒸气挥发的特性。当然，挥发材料具有初始颜色，从而能挥发后颜色不断变浅。挥发材料选自二茂铁、二茂钴、二茂钒及二茂铬中的至少一种，优选为二茂铁。二茂铁具有无毒、耐光性强及耐辐射性能优异的优点。优选的，挥发材料为15份～30份。

亲水材料对水蒸气具有亲和性，能吸附空气中的水蒸气，且能挥发吸收的水蒸气，实现吸附-挥发-吸附的循环状态，这种状态也可以当作是平衡状态。在其中一个实施例中，亲水材料选自氯化镁、氯化钠、氯化钙及甘油中的至少一种，当然，其他能够吸附空气中的水蒸气，且能挥发吸收的水蒸气的材料均可以作为亲水材料。优选的，亲水材料为2份～3份。

粘结剂赋予指示油墨粘附性，使指示油墨成膜并附着于基底层110的表面。在其中一个实施例中，粘结剂选自聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸树脂、水性苯乙烯丙烯酸树脂、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯及丙烯酸甲酯中的至少一种。当然，其他能起到粘附作用的材料都可以作为粘结剂使用。优选的，粘结剂为40份～50份。

溶剂用于溶解粘结剂。在其中一个实施例中，溶剂选自水、乙醇、甲醇、异丙醇、乙二醇及丙酮中的至少一种。当然，其他能溶解粘结剂的溶剂均能作为溶剂使用。优选的，溶剂为40份～50份。

上述指示油墨印刷形成指示部121，指示部121包括5份～40份的挥发材料、1份～5份的亲水材料及30份～60份的粘结剂。挥发材料与亲水材料的质量比为5～40：1～5，挥发材料与粘结剂的质量比为5～40：30～60，挥发材料、亲水材料、粘结剂的质量比为5～40：1～5：30～60。

在一些实施方式中，指示部121通过其他方式制备，粘结剂可以省略，此时指示部121含有挥发材料和亲水材料。

参考部123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121进行对比，从而使用者可以明确的知道指示部121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123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123的三种不同颜色围绕指示部121呈环形设置，即参考部123为环形，包括三个不同的颜色区域。参考部123环绕指示部121设置。参考部123的厚度为0.001mm～0.05mm。

参考部123也可以位于参考部123的外围或指示层120仅包括指示部121，另外提供参考部123的比色卡等均可以。

保护层130层叠于指示层120的表面。保护层130具有良好的透明度，从而可以通过保护层130观察指示层120的颜色。保护层130能使水蒸气及挥发材料透过，从而可以使得外部水蒸气通过保护层130进入指示层120或指示层120的水蒸气能渗出。在一些实施方式中，保护层130的材料选自聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯及光油中的至少一种。保护层130的材料不同，可以调节水蒸气渗入或渗出的速度，进而调节变色速度。保护层130的厚度为0.01mm～1mm。

离型层140层叠于保护层130的表面，用于降低粘合层150与保护层130之间的粘合力，以方便将粘合层150及阻隔层160剥离。在一些实施方式中，离型层140的材料选自聚乙烯醇、硅油、硅脂及乳化石蜡中的至少一种。当然，其他能降低粘合层150及保护层130之间粘合力，且能水蒸气及挥发材料透过的材料均可以作为离型层140的材料。离型层140的厚度为0.01mm～0.1mm。

粘合层150用于粘附阻隔层160至离型层140的表面。在一些实施方式中，粘合层150的材料选自UV胶、压敏胶及聚氨酯中的至少一种，当然，其他能起到粘附作用的材料都可以作为粘合层150。粘合层150的厚度为0.01mm～0.1mm。

阻隔层160通过粘合层150粘附于离型层140的表面。阻隔层160能够阻隔阻止水蒸气及随水挥发材料分子的渗入及渗出，具有良好的气密性。在一些实施方式中，阻隔层160的材料为聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)及铝箔中的至少一种。当然，需要说明的是，阻隔层160的材料不限于上述材料，其他能阻隔水蒸气及指示层120的挥发的材料都可以作为阻隔层160的材料。阻隔层160的厚度为0.01mm～1mm。

胶粘层170形成于基底层110远离指示层120的一侧表面。胶粘层170用于将高耐光色变指示装置粘附在其他物品的表面。胶粘层170的材料选自丙烯酸树脂、聚氨酯及压敏胶中的至少一种。胶粘层170的厚度为0.01mm～0.1mm。

剥离层180粘附在胶粘层170的表面。优选的，剥离层180为玻璃纸或涂布有硅油的纸，从而可以将剥离层180从胶粘层170的表面剥离。剥离层180的厚度为0.01mm～1mm。

上述高耐光色变指示装置100，在正常情况下，阻隔层160及基底层110能阻隔气体，指示层120处于密封空间内，水蒸气无法渗入或渗出指示层120，从而处于休眠状态；使用时，将阻隔层160自保护层130表面剥离，由于保护层130具有透气性，指示部121中因为有亲水材料，从而指示部121处于吸附水蒸气、挥发水蒸气、吸附水蒸气的循环状态，在水蒸气挥发过程中，挥发材料与水蒸气共同蒸发，随着挥发材料的减少，指示部121颜色变浅，且挥发材料的挥发程度与时间呈正关联，因此，高耐光色变指示装置激活后，指示部121的颜色深浅与时间呈正关联，从而通过指示部121颜色变化能指示时间；挥发材料选自二茂铁、二茂钴、二茂钒及二茂铬中的至少一种，挥发材料具有极高的耐光照及耐辐射性能，因此，高耐光色变指示装置的耐光强度可满足室内外各种光照环境要求，其使用范围大幅增强，适用性较为广泛。

请参阅图2，另一实施方式的高耐光色变指示装置200的结构与高耐光色变指示装置100的结构大致相同，其不同在于：离型层140可以省略，高耐光色变指示装置200的粘合层250直接形成于保护层230的表面。对应的，在一些实施方式中，保护层230的材料选自聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯及光油中的至少一种，起到调节水蒸气渗入或渗出的速度的作用，通过调整粘合层250的材料，可以方便将粘合层250及阻隔层260剥离；在一些实施方式中，保护层230的材料选自聚乙烯醇、硅油、硅脂及乳化石蜡中的至少一种，这些材料也能起到调节水蒸气渗入或渗出的速度的作用，同时起到方便将粘合层250及阻隔层260剥离的作用。

当然，需要进一步说明的是，保护层也可以省略，此时阻隔层直接贴附于指示层的表面并可从指示层剥离即可。

需要说明的是，使用环境的湿度不同，会影响高耐光色变指示装置的变色周期，也就是说，同一个高耐光色变指示装置具有多个变色周期，多个变色周期是根据应用环境的湿度确定，可以在使用前根据测试确定不同湿度环境下的变色周期，根据现实使用环境的湿度确定在本环境下的对应的变色周期即可，不影响变色指示功能的实现。

以下结合具体实施例进行说明。

实施例1

实施例1的高耐光色变指示装置结构如图2所示，包括基底层、指示层、保护层、粘合层、阻隔层、胶粘层及剥离层。

其中，基底层的材料为PET，厚度为0.1mm。

指示部由指示油墨印刷后干燥形成，指示油墨包括5份的二茂铁、1份的氯化镁、30份的水及30份的羟甲基纤维素。指示部为直径为10mm的圆形，厚度为0.01mm。参考部为圆环形，绕设于指示部，参考部的内圆直径为12mm，外圆直径为20mm。参考部包括橙黄色、浅橙色、浅黄色三种颜色，分别提供指示部的起始颜色、中间颜色及终点颜色。

保护层的材料为聚乙烯醇缩丁醛，厚度为0.01mm。

粘合层的材料为UV胶，厚度为0.01mm。

阻隔层的材料为PET，厚度为0.01mm。

胶粘层的材料为压敏胶，厚度为0.01mm。

剥离层的材料为玻璃纸，厚度为0.01mm。

经实验测定，将上述高耐光色变指示装置置于40％湿度的环境中，色变时间指示装置放置0天，指示部呈现橙黄色；放置2天，指示部呈现浅橙色；放置4天，指示部呈现浅黄色。上述高耐光色变指示装置的变色周期为4天，当高耐光色变指示装置的变色周期与食品等材料的保质期一直时，可以指示食品的新鲜程度。将上述高耐光色变指示装置置于80％湿度的环境中，色变时间指示装置放置0天，指示部呈现橙黄色；放置1.5天，指示部呈现浅橙色；放置3天，指示部呈现浅黄色。上述高耐光色变指示装置的变色周期为3天，当高耐光色变指示装置的变色周期与食品等材料的保质期一致时，可以指示食品的新鲜程度。

实施例2

实施例2的高耐光色变指示装置结构如图2所示，包括基底层、指示层、保护层、粘合层、阻隔层、胶粘层及剥离层。

其中，基底层的材料为PET，厚度为0.3mm。

指示部由指示油墨印刷后干燥形成，指示油墨包括40份的二茂钴、5份的氯化钠、70份的乙醇及60份的丙烯酸丁酯。指示部为直径为10mm的圆形，厚度为1mm。参考部为圆环形，绕设于指示部，参考部的内圆直径为12mm，外圆直径为20mm。参考部包括紫黑色、紫色、浅紫色三种颜色，分别提供指示部的起始颜色、中间颜色及终点颜色。

保护层的材料为低密度聚乙烯膜，厚度为0.1mm。

粘合层的材料为压敏胶，厚度为0.1mm。

阻隔层的材料为PET，厚度为1mm。

胶粘层的材料为压敏胶，厚度为0.1mm。

剥离层的材料为玻璃纸，厚度为1mm。

经实验测定，将上述高耐光色变指示装置置于40％湿度的环境中，色变时间指示装置放置0天，指示部呈现紫黑色；放置30天，指示部呈现紫色；放置50天，指示部呈现浅紫色。上述高耐光色变指示装置的变色周期为50天。将上述高耐光色变指示装置置于80％湿度的环境中，色变时间指示装置放置0天，指示部呈现紫黑色；放置25天，指示部呈现紫色；放置45天，指示部呈现浅紫色。上述高耐光色变指示装置的变色周期为45天。

实施例3

实施例3的高耐光色变指示装置结构如图2所示，包括基底层、指示层、保护层、粘合层、阻隔层、胶粘层及剥离层。

其中，基底层的材料为PET，厚度为0.3mm。

指示部由指示油墨印刷后干燥形成，指示油墨包括20份的二茂钒、3份的氯化钠、40份的异丙醇及40份的甲基丙烯酸甲酯。指示部为直径为10mm的圆形，厚度为0.1mm。参考部为圆环形，绕设于指示部，参考部的内圆直径为12mm，外圆直径为20mm。参考部包括紫黑色、紫色、浅紫色三种颜色，分别提供指示部的起始颜色、中间颜色及终点颜色。

保护层的材料为聚乙烯醇缩丁醛，厚度为0.1mm。

粘合层的材料为聚氨酯，厚度为0.03mm。

阻隔层的材料为PET，厚度为0.05mm。

胶粘层的材料为压敏胶，厚度为0.02mm。

剥离层的材料为玻璃纸，厚度为0.02mm。

经实验测定，将上述高耐光色变指示装置置于50％湿度的环境中，色变时间指示装置放置0天，指示部呈现紫黑色；放置15天，指示部呈现紫色；放置25天，指示部呈现浅紫色。上述高耐光色变指示装置的变色周期为25天。将上述高耐光色变指示装置置于70％湿度的环境中，色变时间指示装置放置0天，指示部呈现紫黑色；放置13天，指示部呈现紫色；放置22天，指示部呈现浅紫色。上述高耐光色变指示装置的变色周期为22天。

实施例4

实施例4的高耐光色变指示装置结构如图1所示，包括基底层、指示层、保护层、离型层140、粘合层、阻隔层、胶粘层及剥离层。

其中，基底层的材料为PET，厚度为0.2mm。

指示部由指示油墨印刷后干燥形成，指示油墨包括30份的二茂铁、3份的甘油、50份的乙醇及40份的甲基丙烯酸甲酯。指示部为直径为8mm的圆形，厚度为0.3mm。参考部为圆环形，绕设于指示部，参考部的内圆直径为10mm，外圆直径为20mm。参考部包括深橙色、中橙色、浅橙色三种颜色，分别提供指示部的起始颜色、中间颜色及终点颜色。

保护层的材料为聚乙烯醇缩丁醛，厚度为0.1mm。

离型层140的材料为UV硅油，厚度为0.05mm。

粘合层的材料为压敏胶，厚度为0.02mm。

阻隔层的材料为PET，厚度为0.05mm。

胶粘层的材料为压敏胶，厚度为0.05mm。

剥离层的材料为玻璃纸，厚度为0.2mm。

经实验测定，将上述高耐光色变指示装置置于30％湿度的环境中，色变时间指示装置放置0天，指示部呈现橙黄色；放置10天，指示部呈现浅橙色；放置20天，指示部呈现浅黄色。上述高耐光色变指示装置的变色周期为20天。将上述高耐光色变指示装置置于50％湿度的环境中，色变时间指示装置放置0天，指示部呈现橙黄色；放置9天，指示部呈现浅橙色；放置18天，指示部呈现浅黄色。上述高耐光色变指示装置的变色周期为18天。

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 (10)

1.一种高耐光色变指示装置，其特征在于，包括：

基底层；

指示层，层叠于所述基底层的表面，所述指示层包括指示部，所述指示部含有挥发材料及亲水材料，所述挥发材料选自二茂铁、二茂钴、二茂钒及二茂铬中的至少一种，所述亲水材料能吸附空气中的水蒸气，所述亲水材料选自氯化镁、氯化钠、氯化钙及甘油中的至少一种；及

阻隔层，贴附于所述指示层的表面且可以自所述指示层的表面剥离；

其中，所述基底层及所述阻隔层均能阻隔水蒸气及挥发材料。

2.根据权利要求1所述的高耐光色变指示装置，其特征在于，所述指示部还含有粘结剂，所述粘结剂选自聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸树脂、水性苯乙烯丙烯酸树脂、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯及丙烯酸甲酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的高耐光色变指示装置，其特征在于，所述挥发材料与所述亲水材料的质量比为5～40：1～5。

4.根据权利要求1所述的高耐光色变指示装置，其特征在于，所述指示部覆盖所述基底层的表面的中部，所述指示层还包括参考部，所述参考部层叠于所述基底层的表面且绕设于所述指示部设置。

5.根据权利要求1所述的高耐光色变指示装置，其特征在于，还包括层叠于所述指示层表面的保护层，所述保护层透明且能使水蒸气及挥发材料透过，所述阻隔层粘附于所述保护层的表面且可以自所述保护层的表面剥离。

6.根据权利要求5所述的高耐光色变指示装置，其特征在于，所述保护层的材料选自聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯及光油中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的高耐光色变指示装置，其特征在于，还包括位于所述指示层及所述阻隔层之间的离型层，所述离型层的材料选自聚乙烯醇、硅油、硅脂及乳化石蜡中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的高耐光色变指示装置，其特征在于，还包括位于所述离型层及所述阻隔层之间的粘合层。

9.根据权利要求1所述的高耐光色变指示装置，其特征在于，所述基底层的材料选自聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯及铝箔中的至少一种；及/或

所述阻隔层的材料选自聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯及铝箔中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的高耐光色变指示装置，其特征在于，还包括胶粘层，所述胶粘层位于所述基底层远离指示层的一侧表面。

Images