CN1721831A - 温度感应标签 - Google Patents

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Abstract

一种温度敏感元件(9)，具有在彩色纸(6)的彩色面(4)上形成的蜡层(7)，并具有任意平面形状。蜡层(7)是由适量粘性材料和能够在选择预设的温度下熔化的粉末状石油蜡组成。温度敏感元件(9)附贴在片形基件(1)上，蜡层(7)的位置靠近温度感应标签的前表面，然后整个基件(1)朝向温度感应标签前面的表面由透明膜(5)覆盖。

Description

温度感应标签
技术领域
本发明涉及一种温度感应标签，具体地，是一种能够附贴在需要温度调节的各种类型装置的所需位置上，并通过颜色变化不可逆地指示装置的温度达到或超过了某一预设值的温度感应标签。
背景技术
温度感应标签能够很容易的附贴在各种类型装置的所需位置，并能应用于狭小空间等并且无需能源。因此，这种温度感应标签广泛应用于各类产业中以调节装置温度。温度感应标签有不可逆型和可逆型。不可逆型温度感应标签色彩发生变化指示所测量物体的温度达到或超过预设值，在温度降低回到预设值或者更低的时候仍然继续保持该颜色指示。可逆型温度感应标签则随着所测量物体温度的变化而改变色彩指示。不可逆型温度感应标签有广泛的应用，例如远程和无人装置，或者需要在固定时间间隔定期检查的装置的温度调节。现有各种不同类型的可用于不可逆温度感应标签的着色机构。目前最主流的类型是这样一种着色机构，浸有在预设温度下可熔化的物质的彩色纸与片形温度敏感材料彼此叠置，被遮蔽并无法从外面看到的彩色纸的彩色面由于可熔物质的融化现象而显现出来。在这种情况下，可在预设温度下熔化的物质不用说是一个非常重要的因素，此可熔物质对于对感应精度是否合格的评估具有决定性的影响。不可逆型温度感应标签有两类，用化学物质或者用石油蜡作为可熔物质。关于使用的化学物质的类型，由实验法或类似方法事先选定在特定温度下熔化的化学物质，然后使用一种适用于所需预设温度的化学物质有选择地适当地制造温度敏感材料。具体来讲，如果预设温度是45℃，就使用三月桂精(trilaurin)。如果预设温度是50℃，就使用肉豆蔻酸(myristic acid)。如果预设温度是70℃，就使用山嵛酸(behenicacid))。如果预设温度是95℃，就使用硬脂酰胺(stearamide)。这样，不同的化学物质有选择地分别应用于制造不同的温度敏感材料。这种使用化学物质的温度感应标签优点是能够相对较精确地感应温度，并且具有即使在不利环境，如高温环境下不易于变化的质量。但是，由于需要根据预设温度的不同准备各种不同的化学物质，这种方法也有缺陷。仅仅是它本身在生产地的库存管理就是一项繁重的任务，还有因此造成的温度感应标签制造成本的显著增长。另一方面，使用石油蜡作为可熔材料的不可逆温度感应标签则具有制造成本明显低于采用化学物质类的巨大优势。具体来讲，石油蜡是一种长期以来被广泛应用于许多种工业领域的物质，对它的成分和特性参数的说明在过去已得到研究。按照随之产生且积累至今的大量资料，可通过精炼方法和混合而实现所需的少许不同的熔化温度(熔点)的设定。此外，由于石油蜡非常容易获得，因此可以说石油蜡是一种性能出色的可用于温度感应标签的可熔物质。图1示出了一种目前普遍生产的使用石油蜡的温度感应标签的典型例子。浸有在预设温度下熔化的石油蜡的蜡纸2安装在基件1上。彩色纸3覆盖在蜡纸2上，它的彩色面4面向蜡纸2。然后透明膜5覆盖住整个前表面。在这个温度感应标签中，彩色纸3的彩色面4位于背面因此被遮住，在正常情况下是看不到的。但是，一旦温度达到预设值，浸入蜡纸2内的石油蜡就会熔化，渗入彩色纸3使之变得透明。于是此前看不到的彩色面4就通过前表面显示出来，就是说，能从上面看到颜色的变化。但是，使用常规的石油蜡的温度感应标签还有另一个与它的侵蚀(weathering)特性有关的问题。这就是，如果透明膜5上因为某种原因出现例如针孔这样的破裂，水就能从破裂处进入。于是，水会被彩色纸3自身吸收，或者留存在彩色纸3和蜡纸2之间。因此，将无法在预设温度发生准确的着色变化。另外，石油蜡本身具有在高温下气化的特性。因此，如果预设温度高，浸入蜡纸2中的石油蜡就会气化，尽管很少，也可能造成着色时的变化不充分。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种使用石油蜡的温度感应标签，能够有效利用石油蜡的优势，适用石油蜡易获得不同熔化温度，并且从高温特性和侵蚀性能的角度来看具有和使用化学物质的温度感应标签具有同样好的质量。本发明的另一个目的是提供一种能够使制出不合格产品的风险最小化的温度感应标签。本发明的第三个目的是提供一种低成本条件下具有高精度的温度感应标签。
附图说明
图1是一个使用石油蜡作为可熔物质的常规温度感应标签的典型例子的放大剖面图。
图2是一个根据本发明的温度感应标签的实施例的放大剖面图。
图3是同一个实施例的放大和部分剖视图。
图4是示出了根据本发明的制造温度感应标签的工艺的透视图。
图5是示出同一制造工艺的透视图。
图6是温度感应标签的主要部分，即温度敏感元件9的透视图。
图7是根据本发明的温度感应标签的透视图。
具体实施方式
以下将参照附图描述一个本发明的温度感应标签的优选实施例。图2和3示出片形基件1，上面附贴着冲压成所需形状的彩色纸6，其中彩色面4向上，即朝向温度感应标签的前方。由在选择预设的温度下熔化的石油蜡粉末、粘性材料和溶剂组成的蜡混合物覆在彩色纸6的彩色面4上形成不透明蜡层7。进一步地，基件1的整个前表面由透明膜5覆盖，制成如图7所示的温度感应标签。本实施例中，使用乙基纤维素为粘性材料，丁醇为溶剂。在重量比大约41％的预处理中先行粉碎的石油蜡中，加入重量比大约4％的乙基纤维素和重量比大约55％的丁醇。三者一起装入球磨机中，用球磨机粉碎和混合大约70小时使颗粒更细，从而获得呈现出不透明状态的蜡混合物。如图4所示，所获得的蜡混合物用丝网印刷(screen printing)或类似技术覆在片形彩底纸8的涂色面4上，形成蜡层7。然后，如图5所示，得到的蜡层7冲压成所需形状，制成如图6所示的温度敏感元件9。温度敏感元件9附贴在片形基件1上。然后，基件1的整个前表面由透明膜5覆盖，制成温度感应标签。装入球磨机的石油蜡可能是块状的。这种情况下，球磨机内的粉碎过程需要相当长的时间。因此，优选事先粉碎这些石油蜡做为前处理。石油蜡能通过事先粉碎和球磨机内的粉碎变成非常微细的粉末状。石油蜡本身是透明的或半透明的，并且如上所述由球磨机颗粒化成微细的粉末。由于会造成漫反射，光无法通过石油蜡的粉末颗粒所组成的聚合体，因此会呈现不透明的白色形态。用作粘性材料的乙基纤维素用于将石油蜡的粉末颗粒互相联结起来的粘结剂，因此使得粉末状的石油蜡覆在彩底纸8上以形成蜡层7。经过球磨机中的粉碎和混合工艺的蜡混合物处于糖浆般粘度的流态，将其覆在彩底纸8上。然后，将涂有蜡混合物的彩底纸8放置一段确定的时间。这之后，蜡混合物中做为溶剂的丁醇挥发，使得彩底纸8上形成白色的蜡层7。本实施例中使用乙基纤维素为粘性材料，丁醇为溶剂，不过除乙基纤维素和丁醇之外的其他任何物质也可用作粘性材料和溶剂，并且这些物质混合的百分比也不限于本实施例中所描述的那些。本实施例中，温度感应标签的外观如图7所示，用双面胶或类似东西附贴在需要用温度感应标签进行温度测量的装置的所需位置。当贴有温度感应标签的装置部分的温度达到或超过预设值时，形成蜡层7的粉末状石油蜡熔化，石油蜡的粉末颗粒联结在一起成为流体状蜡。由于这种相变，蜡层的颜色由白色变为接近透明的半透明。进一步地，一部分流体蜡浸入彩色纸6并渗透横穿彩色纸6，使得彩色纸6的彩色面4显现出来。这样，就表现为温度感应标签的白色指示部分的色彩发生改变，从而显示出装置的温度达到或超过了预设温度这一事实。在装置温度达到或超过预设值之后，如果温度下降，蜡层7中的石油蜡重新由流体变为固体，但是却不会变回粉末状态。因此，即使在固体状态下，石油蜡仍然保持半透明状态。
发明效果
用石油蜡做为可熔材料。因而不再需要像使用化学物质那样准备各种适合于不同预设温度的化学物质。可以通过精炼和混合的方法自由选择预设温度。因此，原材料的库存管理变得容易，采购成本显著降低。这样，就有可能充分满足在低成本下进行所谓多品种、小批量生产的需求。另外，使用积累了丰富数据资料的石油蜡做为可熔材料，使得提供高精度的温度感应标签成为可能。更进一步地，由于具有抗水性能的蜡层7在彩色纸6的前面，如果透明膜5因为某种原因出现如针孔这样的破裂导致水从此进入，蜡层7会阻止水从蜡层7进入到温度感应标签的内部。这样，就不必担心因为进水导致的功能下降。更进一步，由于在蜡混合物中被用作粘性材料的乙基纤维素具有阻止石油蜡气化的特性，即使在预设温度较高的情况下仍然不会出现由蜡层7气化的情况。这样，温度感应标签就能够保持色彩指示性能而不会因为石油蜡的气化导致性能降低。另外，蜡混合物是覆在彩底纸8上并干燥。在这之后，彩底纸8只需要简单地冲压成合适的形状就成为温度感应标签的主要部件。因而，与常规的温度感应标签对比，采用本发明有可能减少制造温度感应标签的工艺步骤。这种工艺步骤的减少，会使得在制造过程中将预设温度不同但从外表难以区分的多种温度感应标签意外混淆的风险降低，从而使得制造出来的不合格产品比例减少。

Claims (2)

1.一种温度感应标签，其特征在于，在彩色纸(6)的彩色面(4)上形成有蜡层(7)并具有任意平面形状的温度敏感元件(9)附贴在片形基件(1)上，蜡层(7)的位置靠近温度感应标签的前表面，蜡层(7)是由适量粘性材料和能够在选择预设的温度下熔化的粉末状石油蜡的混合物组成，然后基件(1)朝向温度感应标签前面的整个表面由一透明膜(5)覆盖。
2.一种制造温度感应标签的方法，其特征在于将适量粘性材料、适量溶剂和能够在选择预设的温度下熔化的粉末状石油蜡的蜡混合物覆在彩底纸(8)的彩色表面(4)上而形成蜡层(7)后，所述蜡层(7)被冲压成任意平面形状而形成温度敏感元件(9)，然后所述温度敏感元件(9)附贴在片形基件(1)上，蜡层(7)的位置靠近温度感应标签的前表面，然后基件(1)朝向温度感应标签前面的整个表面由一透明膜(5)覆盖。
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