CN110470412A - 一种扩散型温度时间标签及其激活方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于指示装置技术领域，公开了一种扩散型温度时间标签及其激活方法。该标签包括基板及位于其上的扩散层和保护层，保护层与基板、扩散层的一端部之间形成容纳腔，在该容纳腔内设置与扩散层一端部相连的相变部，相变部包括染料和复合相变材料。在使用时，当环境温度在复合相变材料的相变温度以上时，复合相变材料呈液态并向扩散层扩散，根据扩散的长度可推算冷链温度异常的时间。本发明的温度时间标签具有设计巧妙，结构简单，使用方便，效果准确、稳定、可靠的优点。

Description

一种扩散型温度时间标签及其激活方法

技术领域

本发明属于指示装置技术领域，涉及一种对温度时间累计的指示标签，具体涉及一种扩散型温度时间标签及其激活方法。

背景技术

在医药、食品以及电子技术领域，有很多原材料或者成品需要在冷冻条件下运输和储藏。以疫苗为例，通常情况下需在2℃～8℃的特定冷链温度环境下储藏，当储藏温度高于上临界温度或低于下临界温度时，疫苗活性将快速下降，尤其当储藏温度高于上临界温度一定时间还会导致疫苗变质，若使用了变质的疫苗，将危害人体健康，严重者甚至会引起死亡。

因此，非常有必要对冷链的上临界温度进行监控，并确定物品处于异常温度的时间，从而判断物品是否变质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对温度时间累计的温度时间标签，不仅能指示冷链的温度变化，还能推断出温度异常的时间，具有结构简单、使用方便、效果准确、稳定、可靠的优点。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案如下：

一种复合相变材料，由正十四烷、正十五烷、壬酸、肉豆蔻酸乙酯和液体石蜡按体积比为(1～10)：(1～10)：(1～10)：(0～10)：(1～10)的比例组成。通过调整多种相变材料的用量，可以得到具有不同相变温度(-18～37℃)的复合相变材料。

优选地，所述正十四烷、正十五烷、壬酸、肉豆蔻酸乙酯和液体石蜡的体积比为1：5：1：0：4。

优选地，所述正十四烷、正十五烷、壬酸、肉豆蔻酸乙酯和液体石蜡的体积比为1：2：1：5：4。

优选地，所述正十四烷、正十五烷、壬酸、肉豆蔻酸乙酯和液体石蜡的体积比为1：1：1：2：4。

优选地，所述正十四烷、正十五烷、壬酸、肉豆蔻酸乙酯和液体石蜡的体积比为5：1：3：10：10。

优选地，所述正十四烷、正十五烷、壬酸、肉豆蔻酸乙酯和液体石蜡的体积比为2：1：3：5：10。

一种温度时间标签，包括：

基板；

扩散层，设置于所述基板上；

保护层，与所述基板相对设置，所述保护层与所述基板、所述扩散层的一端部之间形成容纳腔；以及

相变部，设置于所述容纳腔内并与所述扩散层的所述端部相连，所述相变部包括扩散剂，所述扩散剂包括染料和上述的复合相变材料。

优选地，所述基板的厚度为0.01～5mm。

优选地，所述保护层的厚度为0.01～5mm。

优选地，所述基板和所述保护层的材质分别为聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯中的至少一种。

优选地，所述基板和所述保护层分别为依次层叠设置的第一膜层、纸板和第二膜层，所述第一膜层和所述第二膜层的材质分别为聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯中的至少一种。

优选地，所述扩散层为由纸浆和棉按质量比3：(2～8)制备而成的纸片。通过调整扩散层材质中制浆与棉的比例，使得温度时间标签的适用时间可达3～12小时，拓展了标签的应用范围。

优选地，所述扩散剂为液态时的体积为10～100μL。

优选地，所述复合相变材料与所述染料的质量比为1：(0.01～0.15)。可选地，所述染料为苏丹1，苏丹4、苏丹蓝2、苏丹黑B、辣椒红、紫草红、栀子黄或栀子蓝。

优选地，所述相变部还包括膜体，所述膜体包覆于所述扩散剂的外表面。

进一步优选地，所述膜体的材质为聚乙二醇或明胶，厚度为1～10μm。

优选地，所述温度时间标签还包括阻隔部，设置于所述相变部与所述扩散层之间，用于阻隔所述相变部与所述扩散层接触。

进一步优选地，所述阻隔部为薄膜层，或者为至少一个阻隔带，所述阻隔带在沿所述扩散剂的扩散方向上的宽度为1～100μm。

可选地，所述薄膜层或者所述阻隔带的材质为聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯中的至少一种。

可选地，所述保护层和所述基板上各设置两个所述阻隔带，间距均为1～100μm。

进一步优选地，所述相变部还包括载体，所述扩散剂负载于所述载体上。

可选地，所述载体为由纸浆和棉按质量比(4～7)：6制备而成的纸片。

本发明所述的温度时间标签的适用温度为-18～37℃，适用时间为3～12小时。

本发明所述的温度时间标签的激活方法，包括如下步骤：

去除所述阻隔部，使所述相变部与扩散层直接接触；或者

向所述容纳腔施加外力，以使所述阻隔部或所述膜体破损，这样扩散剂便与扩散层直接接触，从而发挥效用。

与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明的温度时间标签包括，基板及位于其上的扩散层和保护层，保护层与基板、扩散层的一端部之间形成容纳腔，在该容纳腔内设置与扩散层一端部相连的相变部，相变部包括染料和复合相变材料。在使用时，当环境温度低于复合相变材料的相变温度时，复合相变材料呈固态不发生扩散，而当环境温度在复合相变材料的相变温度以上时，复合相变材料呈液态并向扩散层扩散，根据扩散的长度可以推算冷链温度异常的时间，从而为生产、储藏、运输和销售过程中环境温度与时间的累积效应提供指示。

为保证温度时间标签效果的准确性、稳定性和可靠性，一方面，本发明可以在标签的相变部与扩散层之间设置阻隔部，用于在不使用标签时阻隔相变部与扩散层的接触，作为优选的实施方式，本发明中的阻隔部可以是一薄膜层，也可以是至少一个阻隔带；另一方面，本发明还可以在扩散剂的外表面包覆一层膜体，作为优选的实施方式，本发明中膜体的材质为聚乙二醇或明胶，厚度为1～10μm。这样在使用标签之前需要激活，通过去除阻隔部或者向容纳腔施加外力以使阻隔部或膜体破损，从而使扩散剂与扩散层直接接触而发挥效用。

由此可见，本发明的温度时间标签具有设计巧妙，结构简单，使用方便，效果准确、稳定、可靠的优点。

并且，本发明通过调整多种相变材料的用量，可以得到具有不同相变温度(-18～37℃)的复合相变材料，将其应用到温度时间标签中，拓宽了标签的应用场合；通过调整扩散层材质中制浆与棉的比例，使得标签的适用时间可达3～12小时，拓展了标签的应用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中温度时间标签的分解结构示意图；

图2为本发明实施例1中温度时间标签的横截面结构示意图；

图3为本发明实施例4中温度时间标签的分解结构示意图；

图4为本发明实施例4中温度时间标签的横截面结构示意图；

图5为本发明实施例4中膜球的结构示意图；

图6为本发明实施例5中温度时间标签的分解结构示意图；

图7为本发明实施例5中温度时间标签的横截面结构示意图；

其中，附图标记如下所示：

1-薄片A，2-薄片B，3-薄膜C，4-载体纸片，5-空白纸片，6-相变材料，7-膜体，8-膜球，9-凸起，10-封条。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

将正十四烷、正十五烷、壬酸、液体石蜡按体积比1：5：1：4的比例混合均匀，配制成1mL的复合相变材料，然后向上述复合相变材料中加入0.1mg苏丹4，混匀，配制成红色的相变材料。

取50μL滴至载体纸片(由纸浆和棉以质量比5：6制成)上，并使相变材料完全负载于该载体纸片上。

取另一空白纸片，其成分为纸浆和棉的质量比为3：6。

如图1所示，取两张矩形聚乙烯薄片，厚度均为1mm，用粘合剂将上述载体纸片粘在其中一张聚乙烯薄片A上，将上述空白纸片粘在另一张聚乙烯薄片B上，并在空白纸片上覆盖一聚乙烯薄膜，而后将聚乙烯薄片A放置于聚乙烯薄膜C上，并使载体纸片与聚乙烯薄膜C直接接触且载体纸片与空白纸片有部分重叠，最后将聚乙烯薄片A与聚乙烯薄片B的三边粘合，即得到温度时间标签，见图2。

在使用该温度时间标签之前需要先激活，具体方法为：从聚乙烯薄片A与聚乙烯薄片B的未粘合处抽出聚乙烯膜C，以使载体纸片与空白纸片直接接触。

将本实施例的温度时间标签放置于5℃的恒温箱中，5小时后发现，红色的相变材料扩散了2cm，达到温度时间累计的效果。

实施例2

将正十四烷、正十五烷、壬酸、肉豆蔻酸乙酯、液体石蜡按体积比1：2：1：5：4的比例混合均匀，配制成1mL的复合相变材料，然后向上述复合相变材料中加入0.1mg辣椒红，混匀，配制成红色的相变材料。取10μL滴至载体纸片(由纸浆和棉以质量比7：6制成)上，并使相变材料完全负载于该载体纸片上。

取另一空白纸片，其成分为纸浆和棉的质量比为3：8。

下面参照与实施例1相同的方法制备和激活温度时间标签，不同之处在于：薄片A是由聚苯乙烯膜、纸板和聚丙烯膜依次层叠粘合而成，薄片B的材质为聚苯乙烯，薄膜C的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

将本实施例的温度时间标签放置于-18℃的恒温箱中，5小时后发现，红色的相变材料一直没有扩散。

实施例3

将正十四烷、正十五烷、壬酸、肉豆蔻酸乙酯、液体石蜡按体积比1：1：1：2：4的比例混合均匀，配制成1mL的复合相变材料，然后向上述复合相变材料中加入0.1mg栀子蓝，混匀，配制成蓝色的相变材料。取100μL滴至载体纸片(由纸浆和棉以质量比4：6制成)上，并使相变材料完全负载于该载体纸片上。

取另一空白纸片，其成分为纸浆和棉的质量比为3：2。

下面参照与实施例1相同的方法制备和激活温度时间标签，不同之处在于：薄片A的材质为丙烯睛-丁二烯-苯乙烯，薄片B是由聚氯乙烯膜、纸板和聚苯乙烯膜依次层叠粘合而成，薄膜C的材质为聚丙烯。

将本实施例的温度时间标签放置于-18℃的恒温箱中，12小时后发现，蓝色的相变材料扩散了3cm，达到温度时间累计的效果。

实施例4

将正十四烷、正十五烷、壬酸、肉豆蔻酸乙酯、液体石蜡按体积比5：1：3：10：10的比例混合均匀，配制成1mL的复合相变材料，然后向上述复合相变材料中加入0.1mg栀子黄，混匀，配制成黄色的相变材料。

采用胶囊机在50μL相变材料的外表面包覆一层膜体，膜体的材质为聚乙二醇，厚度为5μm。

取另一空白纸片，其成分为纸浆和棉的质量比为3：6。

如图3所示，取两张聚丙烯薄片，厚度均为5mm，其中薄片A上成型有空心的正方形凸起，薄片B为矩形。用粘合剂将上述空白纸片粘在薄片B的一端，将包裹有相变材料的膜球(见图5)放置于薄片B的另一端，再将薄片A与薄片B粘合并密封，以使膜球容置于凸起对应的空心腔内，即得到温度时间标签，见图4。

在使用该温度时间标签之前需要先激活，具体方法为：用力按压薄片A上的凸起，膜球继而破裂，相变材料就会流出并往空白纸片上扩散。

实施例5

将正十四烷、正十五烷、壬酸、肉豆蔻酸乙酯、液体石蜡按体积比2：1：3：5：10的比例混合均匀，配制成1mL的复合相变材料，然后向上述复合相变材料中加入0.1mg苏丹黑B，混匀，配制成黑色的相变材料。

取另一空白纸片，其成分为纸浆和棉的质量比为3：5。

如图6所示，取两张聚氯乙烯薄片，厚度均为5mm，其中薄片A上成型有空心的正方形凸起，薄片B为矩形，用粘合剂将上述空白纸片粘在薄片B的一端，将相变材料放置于薄片B的另一端，在薄片B上空白纸片与相变材料之间设置两条平行的聚氯乙烯封带，在薄片A上凸起附近也设置两条平行的聚氯乙烯封带，每个封带在沿相变材料扩散方向上的宽度为50μm，间距1μm，然后将两面的封带按上。再将薄片A与薄片B粘合并密封，以使相变材料容置于凸起对应的空心腔内，即得到温度时间标签，见图7。

在使用该温度时间标签之前需要先激活，具体方法为：用力按压薄片A上的凸起，封带会自动打开，相变材料就会流出并往空白纸片上扩散。

需要说明的是，本发明中薄片A和薄片B的材质及厚度均可根据需要进行调整，并不局限于上述实施例，作为可选的实施方式，薄片A和薄片B的材质可以分别为聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯中的至少一种，或者薄片A和薄片B分别为依次层叠设置的第一膜层、纸板和第二膜层，所述第一膜层和所述第二膜层的材质分别为聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯中的至少一种。薄片A和薄片B的厚度分别可以为0.01～5mm中的任意值。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种复合相变材料，其特征在于，由正十四烷、正十五烷、壬酸、肉豆蔻酸乙酯和液体石蜡按体积比为(1～10)：(1～10)：(1～10)：(0～10)：(1～10)的比例组成。

2.根据权利要求1所述的复合相变材料，其特征在于，所述正十四烷、正十五烷、壬酸、肉豆蔻酸乙酯和液体石蜡的体积比为1：5：1：0：4；或者

所述正十四烷、正十五烷、壬酸、肉豆蔻酸乙酯和液体石蜡的体积比为1：2：1：5：4；或者

所述正十四烷、正十五烷、壬酸、肉豆蔻酸乙酯和液体石蜡的体积比为1：1：1：2：4；或者

所述正十四烷、正十五烷、壬酸、肉豆蔻酸乙酯和液体石蜡的体积比为5：1：3：10：10；或者

所述正十四烷、正十五烷、壬酸、肉豆蔻酸乙酯和液体石蜡的体积比为2：1：3：5：10。

3.一种温度时间标签，其特征在于，包括：

基板；

扩散层，设置于所述基板上；

保护层，与所述基板相对设置，所述保护层与所述基板、所述扩散层的一端部之间形成容纳腔；以及

相变部，设置于所述容纳腔内并与所述扩散层的所述端部相连，所述相变部包括扩散剂，所述扩散剂包括染料和权利要求1或2所述的复合相变材料。

4.根据权利要求3所述的温度时间标签，其特征在于，还包括阻隔部，设置于所述相变部与所述扩散层之间，用于阻隔所述相变部与所述扩散层接触。

5.根据权利要求4所述的温度时间标签，其特征在于，所述阻隔部为薄膜层，或者为至少一个阻隔带，所述阻隔带在沿所述扩散剂的扩散方向上的宽度为1～100μm；

所述薄膜层或者所述阻隔带的材质为聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯中的至少一种。

优选地，所述保护层和所述基板上各设置两个所述阻隔带，间距均为1～100μm。

6.根据权利要求3-5任一项所述的温度时间标签，其特征在于，所述相变部还包括载体，所述扩散剂负载于所述载体上；

优选地，所述载体为由纸浆和棉按质量比(4～7)：6制备而成的纸片。

7.根据权利要求3所述的温度时间标签，其特征在于，所述相变部还包括膜体，所述膜体包覆于所述扩散剂的外表面；

优选地，所述膜体的材质为聚乙二醇或明胶，厚度为1～10μm。

8.根据权利要求3、4、5或7所述的温度时间标签，其特征在于，所述基板和所述保护层的厚度分别为0.01～5mm；和/或

所述基板和所述保护层的材质分别为聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯中的至少一种；或者所述基板和所述保护层分别为依次层叠设置的第一膜层、纸板和第二膜层，所述第一膜层和所述第二膜层的材质分别为聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯中的至少一种；和/或

所述扩散层为由纸浆和棉按质量比3：(2～8)制备而成的纸片；和/或

所述扩散剂为液态时的体积为10～100μL；和/或

所述复合相变材料与所述染料的质量比为1：(0.01～0.15)。

9.根据权利要求8所述的温度时间标签，其特征在于，适用温度为-18～37℃，适用时间为3～12小时。

10.权利要求4-8任一项所述的温度时间标签的激活方法，其特征在于，包括如下步骤：

去除所述阻隔部；或者

向所述容纳腔施加外力，以使所述阻隔部或所述膜体破损。