CN112226111A - 一种不可逆温敏贴及温感变色油墨 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不可逆温敏贴，包括：衬底层、温敏层、显色层、保护层和隔离层，所述衬底层边缘与所述保护层边缘部分或全部连接，所述衬底层内侧侧设置有所述温敏层，且所述温敏层内吸附有温感变色油墨，所述保护层内侧设有所述显色层，且所述显色层由吸附材料制成，所述温敏层与所述显色层部分重叠，所述隔离层设置于所述衬底层与所述保护层之间。本发明提供的不可逆温敏贴及温感变色油墨，具有灵敏度高，稳定性强，器件制备工艺简单的优点，同时，还具有其原料及工艺环保无污染，其目标物品在测温时的不可逆色变的特点，可广泛应用于药品、血液制品、生物制品、疫苗类、果蔬类冷链保存等领域。

Description

一种不可逆温敏贴及温感变色油墨

技术领域

本发明涉及温度监控设备领域，尤其涉及一种不可逆温敏贴及温感变色油墨。

背景技术

在运输和存储货物时，一些对温度要求高的货物，如需要冷冻或者冷藏的药品等货物，一旦达到某一特定温度货物自身品质就会下降，甚至完全失效。需要直观的了解到物体在运输和存储过程中是否达到过阀值，避免物品温度在偶然高于阀值后又低于阀值，使人们错误判断物品的存储环境的情况发生，便于对物品存储和运输环境的无人监控。传统冷链使用电子温度传感器作为集装型货物的温度标签，但存在使用成本高昂、难以对单个商品从出厂至货架过程进行全程持续温度检测等问题。常规温度指示标签易获得，容易更换标签或串改标签显示。若在运输环节中存在局部货物升温导致目标物品失效，影响身体健康，对于医药疫苗、果蔬、水性涂料粉末等特殊货物则存在重大风险。

因此，真实、便捷地了解目标物体在运输过程中所经历的运输温度是非常必要的，这就需要有一款不可逆温度敏感指示贴能够实时地监控货物所经历过的最高温度以及经历的大致的时间。

因此，开发一种简单、廉价、精确、对环境友好，能独立工作的温度监控器对诸如果蔬、疫苗、涂料粉末之类的高附加值的材料的安全性具有重要的经济意义与社会意义。

发明内容

本发明为解决现有的冷链运输中电子温度检测设备制造成本高、只能对运输目标物品所处环境温度进行监测而无法对单个目标物品温度进行监测的问题，所采用的技术方案是：一种不可逆温敏贴，包括：衬底层、温敏层、显色层、保护层和隔离层，所述衬底层边缘与所述保护层边缘部分或全部连接，所述衬底层内侧侧设置有所述温敏层，且所述温敏层内吸附有温感变色油墨，所述保护层内侧设有所述显色层，且所述显色层由吸附材料制成，所述温敏层与所述显色层部分重叠，所述隔离层设置于所述衬底层与所述保护层之间，所述隔离层的一侧为所述温敏层，另一侧为所述显色层。

进一步改进为，所述衬底层与所述保护层连接的边缘具有一开口，所述隔离层一端伸出于所述开口。

进一步改进为，所述衬底层边缘与所述保护层边缘全部连接。

进一步改进为，所述衬底层与所述保护层同一端上设有多个易撕孔构成的易撕线。

进一步改进为，所述保护层与所述显色层之间设有指示窗口层，且所述指示窗口层上依次开设有多个视窗口。

进一步改进为，所述衬底层和保护层均由透明或半透明材质制成。

进一步改进为，所述衬底层外表面设有粘附层。

另一方面，本发明还提供了一种温感变色油墨，包括：混合在一起的高分子载体材料、温度敏感材料。

进一步改进为，所述高分子载体材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯中的一种或多种。

进一步改进为，所述温度敏感材料包括：聚N,N－二甲基丙烯酰胺、4-氨基苯甲酸丁酯、4-硝基苯甲酸丁酯、聚己内酯、硫代硫酸钠中的一种或多种。

本发明的有益效果是：

本发明提供的不可逆温敏贴，具有灵敏度高，稳定性强，器件制备工艺简单的优点，同时，还具有其原料及工艺环保无污染，其目标物品在测温时的不可逆色变的特点，可广泛应用于药品、血液制品、生物制品、疫苗类、果蔬类冷链保存等领域。

本发明提供的不可逆温度敏感贴，通过不同配比的温度敏感材料，使得变色油墨的温度变化点可调，能够实现各种温度的监测，包括30摄氏度至60摄氏度范围的监测，而这一温度监测范围是传统的无机不可逆温敏贴所不能监测的范围，从而进一步扩大了本产品的适用范围。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例一中的不可逆温敏贴结构示意图；

图2是本发明的指示窗口层结构示意图；

图3是本发明的指示窗口层结构示意图；

图4是本发明实施例一中的不可逆温敏贴结构示意图；

图5是本发明实施例二中的不可逆温敏贴结构示意图；

图6是本发明实施例三中的不可逆温敏贴结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

在发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

此外，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。

实施例一

如图1所示，一方面本发明提供了一种不可逆温敏贴，包括：衬底层1、温敏层2、显色层3、保护层4和隔离层5，所述衬底层1边缘与所述保护层4边缘部分或全部通过热熔胶或其它胶连接在一起，所述衬底层1的厚度根据实际需要选择，本实施例中选择0.02mm-0.1mm厚度，所述衬底层1内侧侧黏贴有所述温敏层2，其黏贴材料可选择热熔胶，压敏胶，TPU胶中的一种或几种的组合，且所述温敏层2为吸附材料制成，如：吸油纸、吸油棉、吸油毡等，所述温敏层2内吸附有温感变色油墨21，且该温感变色油墨21只有达到预设温度时才会熔融，所述保护层4内侧黏贴有所述显色层3，且所述显色层3由吸附材料制成，即该显色层3的制作材质可与温敏层2的材质一致，所述温敏层2与所述显色层3部分重叠，当被检测目标物品温度达到预设值时，温敏层2内的温感变色油墨21发生变色并熔融，熔融的油墨通过所述温敏层2与所述显色层3的重叠部分向显色层3方向随着目标物品达到或高于预设温度时间的延长而持续浸润，而显色层3被油墨浸润的长度显示出贴有本温敏贴的目标物品经历的不低于预设温度的大致时长，所述隔离层5设置于所述衬底层1与所述保护层4之间，所述隔离层5的一侧为所述温敏层2，另一侧为所述显色层3。对于接近室温变色的温敏贴而言，其在室温条件下，用于监测目标物品前便会变色熔融，而无法准确得出目标物品在不低于预设温度下的暴露时长，为了避免这一问题，本技术方案中在所述温敏层2与所述显色层3之间设置了一个可以抽出的隔离层5，这样，本温敏贴在黏贴在被监测目标物品前边不会被激活，当黏贴到目标物品上后再将隔离层5抽出，即可避免上述问题的发生。

本温敏贴可以是任意形状，通过黏贴层贴在目标物体上，通过温敏层2内的温感变色油墨21感知目标物体的表面温度，随着温度变化温感变色油墨21会发生熔融，当温度到达阀值后，温感变色油墨21将会在显色层上发生浸润，随着时间的推移，温感变色油墨21沿着显色层进行持续浸润，用以记录目标物体曾经达到过的阀值温度以及目标物体在该温度下经历的大致时间，便于对物品存储和运输环境的无人监控。保护层的边缘与衬底层的边缘封接，将温敏层、显色层封在保护层和衬底层之间，为温敏层、显色层提供更好的保护。

本发明提供的不可逆温敏贴，具有灵敏度高，稳定性强，器件制备工艺简单的优点，同时，还具有其原料及工艺环保无污染，其目标物品在测温时的不可逆色变的特点，可广泛应用于药品、血液制品、生物制品、疫苗类、果蔬类冷链保存等领域。

如图4所示，进一步改进为，所述衬底层1与所述保护层4连接的边缘具有一开口，所述隔离层5一端伸出于所述开口，所述隔离层5在衬底层1余保护层4之间的部分用于将温敏层2与显色层3分离开，当本温敏贴黏贴在目标物体上后将隔离层5抽离。

如图2和图3所示，进一步改进为，所述保护层4与所述显色层3之间设有指示窗口层7，且所述指示窗口层7上依次开设有多个视窗口71。

进一步改进为，所述衬底层和保护层均由透明或半透明材质制成，如：纸质或塑料材质，本实施例中，采用PET材质。

进一步改进为，所述衬底层外表面设有粘附层8。

实施例二

如图5所示，本实施例与实施例一的区别在于：所述衬底层1边缘与所述保护层4边缘全部连接。也就是说，隔离层5被密封于所述衬底层1与保护层4之间，当需要使用本温敏贴时，需要人为借助剪刀等工具或徒手将本温敏贴撕开一个便于隔离层5抽离的开口。

实施例三

如图6所示，本实施例与实施例一的区别在于：所述衬底层1与所述保护层4同一端上设有多个易撕孔构成的易撕线6。当需要抽离隔离层5时，只需沿易撕线6将本温敏贴撕开一个开口，然后抽出隔离层5即可。

实施例四

另一方面，本发明还提供了一种温感变色油墨，包括：混合在一起的高分子载体材料、温度敏感材料。本温感变色油墨根据温度敏感材料的选取及配比的不同能够制备不同温敏温度的温感变色油墨。

进一步改进为，所述高分子载体材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯中的一种或多种。

进一步改进为，所述温度敏感材料包括：聚N,N－二甲基丙烯酰胺)、4-氨基苯甲酸丁酯、4-硝基苯甲酸丁酯、聚己内酯、硫代硫酸钠中的一种或多种。

具体如下：

本温感变色油墨中包括两类功能性材料：i.常见的高分子载体材料如：各种不同分子量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯乙烯(PS)、聚乙二醇(PEG)、聚氧化乙烯(PEO)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等。该类材料为温敏材料充当载体。Ii.对温度敏感的温敏材料如：聚N,N－二甲基丙烯酰胺(PDMA)、4-氨基苯甲酸丁酯、4-硝基苯甲酸丁酯、聚己内酯Polycaprolactone(简称PCL)、硫代硫酸钠等材料。该类材料可以以不同的配比组合成不同熔点的复合温敏材料。

具体配比实例如下：

①以温敏点为35度为例

以2:1的质量比称取分子量为2000的聚乙二醇：【聚(N,N－二甲基丙烯酰胺)(PDMA)与4-氨基苯甲酸丁酯以1:3的比例复合材料】，加入各种颜色的颜料(红、橙、黄、绿、蓝、青、紫等)进行机械研磨共混，制得温敏点为35度的温感变色油墨。

②以温敏点为40为例

以1:1的质量比称取分子量为3000的聚乙二醇：【聚(N,N－二甲基丙烯酰胺)(PDMA)与4-硝基苯甲酸丁酯以1:4比例复合材料】，加入各种颜色的颜料(红、橙、黄、绿、蓝、青、紫等)进行机械研磨共混，然后将粉末分散在三氯甲烷、二氯甲烷、乙酸乙酯等中，制得温敏点为40度的温感变色油墨。

本发明具有以下优点：

利用已知的不同熔点材料之间不同的质量比的组合，得到温度变化点可调的温敏材料。材料可选择的空间较大，无需进行新材料的开发工作。

不可逆温敏变色变色温度低且可调，避开了不可逆油墨变色温度高，含有重金属等缺点。

能够大致显示目标物体经历的时间长短，这对判断材料经历高温后能否将损失降到最低至关重要。

轻薄的贴片设计有助于温变标签紧凑地贴合在需要测温目标物体表面，节约贴合空间。

隔离层有助于保证标签贴在没有激活前不会显色。

标签在制备过程中，选用的原材料都是易得、便宜的，这大大降低了标签贴的成本，有助于标签贴大力推广。

温度精度能达到±1度。

本发明采用的都是对环境友好的，避免了对药品、食品、环境污染的可能性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种不可逆温敏贴，其特征在于，包括：衬底层、温敏层、显色层、保护层和隔离层，所述衬底层边缘与所述保护层边缘部分或全部连接，所述衬底层内侧侧设置有所述温敏层，且所述温敏层内吸附有温感变色油墨，所述保护层内侧设有所述显色层，且所述显色层由吸附材料制成，所述温敏层与所述显色层部分重叠，所述隔离层设置于所述衬底层与所述保护层之间，所述隔离层的一侧为所述温敏层，另一侧为所述显色层。

2.根据权利要求1所述的不可逆温敏贴，其特征在于，所述衬底层与所述保护层连接的边缘具有一开口，所述隔离层一端伸出于所述开口。

3.根据权利要求1所述的不可逆温敏贴，其特征在于，所述衬底层边缘与所述保护层边缘全部连接。

4.根据权利要求3所述的不可逆温敏贴，其特征在于，所述衬底层与所述保护层同一端上设有多个易撕孔构成的易撕线。

5.根据权利要求1所述的不可逆温敏贴，其特征在于，所述保护层与所述显色层之间设有指示窗口层，且所述指示窗口层上依次开设有多个视窗口。

6.根据权利要求1所述的不可逆温敏贴，其特征在于，所述衬底层和保护层均由透明或半透明材质制成。

7.根据权利要求1所述的不可逆温敏贴，其特征在于，所述衬底层外表面设有粘附层。

8.一种温感变色油墨，其特征在于，包括：混合在一起的高分子载体材料、温度敏感材料。

9.根据权利要求8所述的温感变色油墨，其特征在于，所述高分子载体材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯中的一种或多种。

10.根据权利要求9所述的温感变色油墨，其特征在于，所述温度敏感材料包括：聚N,N－二甲基丙烯酰胺、4-氨基苯甲酸丁酯、4-硝基苯甲酸丁酯、聚己内酯、硫代硫酸钠中的一种或多种。

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