專利名稱：一種用于指示環(huán)境溫度變化的視覺標簽的制作方法
技術領域：
—種用于指示環(huán)境溫度變化的視覺標簽技術領域[0001]本實用新型屬于標簽材料領域，具體涉及一種以高分子材料制備的、色彩可視的 溫度變化指示標簽及應用。
背景技術：
[0002]新鮮動物性食品、果蔬、生物制品、特殊藥品和試劑等的貯藏、運輸對環(huán)境溫度條 件有一定的要求。如低溫制品在長途運輸、物流、儲運和配送過程中，不可避免的需要將其 暫時儲藏于干冰、冰袋等提供的冷藏箱(盒)中，但以下問題往往影響用戶對其接觸環(huán)境溫 度直觀的判定或監(jiān)測[0003](I)目前，我國幾乎所有的物流公司倉庫沒有冷庫，因此低溫物品(藥品、生物制 品)到達最終用戶(或者消費者)手中時，經(jīng)常發(fā)生干冰和冰袋都已經(jīng)融化，無法確知低溫物 品是否暴露、甚至已經(jīng)失效。[0004](2)冷鮮食品在運輸過程中，冷藏車內(nèi)溫度達不到食品的保質(zhì)要求或者冷藏車內(nèi) 溫度失控，到達到目的地后，雖然物品在冷藏柜內(nèi)進行存儲、銷售，但消費者并不知道該物 品其實已經(jīng)暴露或變質(zhì)。[0005](3)供電站配電箱等特殊作業(yè)環(huán)境，電纜經(jīng)常因線路故障、調(diào)試或其他原因造成局 部過熱，如果過熱持續(xù)時間過長可能會影響電纜壽命或引發(fā)安全事故，因此需要對特殊設 備、支路電纜溫度進行日常監(jiān)控。[0006]( 4 )冷鮮肉等特殊食品從屠宰場到超市冷柜銷售過程中，對貯運和物流環(huán)節(jié)中的 環(huán)境溫度變化非常敏感。但是肉又是極其容易腐敗的食品，在超過室溫的環(huán)境中暴露超過 2小時以上時，增加了沙門氏菌、李斯特菌、大腸桿菌等致病菌的污染機會，而且細菌數(shù)量每 隔30分鐘呈幾何級數(shù)增長，因此溫度是影響冷鮮肉貨架期的關鍵因素。目前我國尚未形成 完整的食品冷鏈體系，由于食品冷鏈技術集成不夠，產(chǎn)品貯運技術配套組裝落后，中國每年 因肉類在貯運中腐敗變質(zhì)等受損幾十億元。[0007]以上四種情況，均需要開發(fā)一種可以被生產(chǎn)廠家、物流公司和最終用戶接受的低 成本、安全、環(huán)境友好的指示溫度變化的視覺標簽，貼于物品表面，如果環(huán)境溫度高于物品 需要的冷藏溫度(或者環(huán)境溫度高于物品可接受的溫度)，該標簽以不可逆的、色彩可視形 式指示溫度的變化。目前，盡管市場上已經(jīng)有商品化的感溫變色粉出售，但這種感溫變色粉 的缺點是可逆的。因此，生產(chǎn)企業(yè)、物流公司和終端用戶能夠的接受的溫敏標簽必須滿足以 下要求[0008](I)制作標簽所需的各種原料的生產(chǎn)和標簽印刷不受環(huán)境溫度影響；室溫下即可 操作。[0009](2)制備完成的成品標簽在儲藏、運輸?shù)人形锪鬟^程中不發(fā)生溫度感應反應，只 有在需要使用的時候才開始發(fā)生感應反應，標簽需要一個溫度感應開啟的“開關”。[0010](3)溫度感應反應通過色彩可視的方式指示，方便讀取。[0011](4)由于標簽將來可能用作食品行業(yè)，因此制作標簽所需的各種原料必須為安全、環(huán)境友好型，避免二次污染。[0012](5)成本低廉，溫敏標簽的本質(zhì)仍然是一個標簽，因此不應該過高的增加商品的價值。實用新型內(nèi)容[0013]本實用新型要解決的技術難題是，克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種用于指示環(huán)境溫度變化的可視化標簽。其原理是基于高分子聚合材料H-[OCH2-CH2-]n-0H在不同溫度下呈現(xiàn)的狀態(tài)(指的是液態(tài)和固態(tài))不同，利用液態(tài)H- [OCH2-CH2-]n-0H在濾紙上產(chǎn)生層析擴散，而固態(tài)H-[OCH2-CH2-]n-0H在濾紙上不產(chǎn)生層析擴散的原理。[0014]為解決技術問題，本實用新型的解決方案是[0015]提供一種用于指示環(huán)境溫度變化的視覺標簽，該標簽至少包括依次設置的三層結構濾紙A、塑隔層和濾紙B，且塑隔層能夠從濾紙A和濾紙B之間抽離；其中，濾紙A上含有均勻混合的高分子聚合材料H- [OCH2-CH2-] n-0H及顏料，高分子聚合材料H- [OCH2-CH2-] n_0H 中η的數(shù)值為100 8000中的任一數(shù)值，用于指示從-65°C 150°C的環(huán)境溫度變化；所述顏料為食品著色劑或化工染料，在高分子材料中的濃度為O. 001% 10%。[0016]所述的顏料為檸檬黃、靛青、莧菜紅、甘薯紅、胭脂紅、蘋果綠、桅子黃、姜黃、紅曲紅、赤蘚紅、日 落黃、誘惑紅、偶氮玉紅、巧克力棕、黑色素、可可棕、草莓紅、葡萄紫、楊梅紫、 香芋紫、氧化鐵紅、氧化鐵黑等食品著色劑或化工染料中的任意一種。[0017]作為一種改進，所述濾紙A和濾紙B的外側分別設置有用于保護的外襯層，其中濾紙A的外側為外襯層A，濾紙B的外側為外襯層B ;外襯層B上設有用于觀察濾紙B的窗口和用于指示溫度變化范圍的標記。[0018]作為一種改進，所述外襯層A或外襯層B至少包括兩層結構，為硬紙和覆膜；其中， 外襯層B的窗口和標記均設于硬紙上。[0019]作為一種改進，所述外襯層A或外襯層B至少包括三層結構，為覆膜、硬紙和覆膜； 其中，外襯層B的窗口和標記均設于硬紙上。[0020]作為一種改進，所述的濾紙A為塊狀，濾紙B為長條形；濾紙A的位置對應于濾紙 B的一個端部。[0021]作為一種改進，所述的外襯層之間通過在其邊緣的熱壓接合實現(xiàn)連接。[0022]作為一種改進，所述外襯層B的一端設有用于拉斷外襯層B的鋸齒狀折痕或連續(xù)孔狀撕裂線，外襯層B的該端同時還與所述塑隔層的端部黏合，當拉斷外襯層B后，塑隔層能夠同時被抽離。[0023]作為一種改進，所述外襯層A的外側還設有雙面膠；雙面膠的外側為保護層，該保護層由紙和覆膜組成。[0024]作為一種改進，該標簽由12層材料組成，依次為紙、覆膜、雙面膠、覆膜、硬紙、覆膜、濾紙A、塑隔層、濾紙B、覆膜、硬紙、覆膜；其中最外側的硬紙與其內(nèi)側的覆膜組成雙面膠的保護層，位于中間的硬紙與其兩側的覆膜組成外襯層A ;另一硬紙與其兩側的覆膜組成外襯層B，該硬紙上設有用于觀察濾紙B的窗口和用于指示溫度變化范圍的標記；保護層、外襯層A、外襯層B之間通過在其邊緣的熱壓接合實現(xiàn)連接；外襯層B的一端設有用于拉斷外襯層B的鋸齒狀折痕或連續(xù)孔狀撕裂線，外襯層B的該端同時還與所述塑隔層的端部黏合，當拉斷外襯層B后，塑隔層能夠同時被抽離；所述的濾紙A為塊狀，濾紙B為長條形；濾紙A的位置對應于濾紙B的一個端部，該端部與外襯層B的鋸齒狀折痕或連續(xù)孔狀撕裂線位于同一側。[0025]作為一種改進，所述濾紙A上含有的高分子聚合材料H-[OCH2-CH2-]n_0H中n的數(shù)值為300，在標簽紙上對應設有(TC的指示標記；或11的數(shù)值為400，在標簽紙上對應設有 4°C的指示標記；或11的數(shù)值為600,在標簽紙上對應設有25°C的指示標記；或11的數(shù)值為 800，在標簽紙上對應設有65 °C的指示標記。[0026]本實用新型中，所述的紙為牛皮紙、珠光紙、白卡紙、蠟紙或雙銅紙中的任意一種； 所述覆膜為涂布黏合劑后的塑料透明薄膜，與硬紙經(jīng)加熱加壓后黏合在一起。硬紙為厚度 40 70絲或O. 5 2. O謹?shù)陌准?板)。[0027]雙面膠為普通雙面膠，用于將保護層和外襯層A粘貼在一起。[0028]濾紙A為層析濾紙，厚度為O. 2 1. O mm ;通過經(jīng)加熱、加壓后與外襯層A的覆膜黏合在一起；濾紙A的面積為外襯層A的1/4 1/2。[0029]所述塑隔層為塑料透明薄片，厚度為O.1 O. 5 mm ;[0030]濾紙B為不含任何顏料的層析濾紙，白色。厚度為O. 2 1. O mm ;通過經(jīng)加熱、加壓后與外襯層B的覆膜黏合在一起；濾紙B的面積為外襯層B的1/5至1/8，為長條狀；外襯層B的硬紙上設置了 I 3個圓孔或圓方孔；當環(huán)境溫度超過標簽設定的溫度時，含顏色的高分子材料擴散，通過圓孔或圓方孔觀察。觀察到的顏色由摻入高分子材料中的顏料顏色決定。[0032]本實用新型的核心技術在于濾紙A、塑隔層、濾紙B三層材料的組合。本標簽可以簡易成用5層材料制作而成，也可根據(jù)功能的需求增加至12層材料甚至更多。[0033]制作本實用新型中制作溫敏標簽的所有材料均不受溫度變化影響，其中塑隔層相當于溫敏標簽的“開關”，將濾紙A (含有高分子聚合材料H-[OCH2-CH2-]n-0H和顏料)和濾紙 B (不含任何染料，無色)隔開。溫敏標簽在使用時，將塑隔層抽出，此時濾紙A和濾紙B將接觸，如果環(huán)境溫度低于標簽的設置溫度，H-[OCH2-CH2-Jn-OH保持固體狀態(tài)，不會在在濾紙 A和濾紙B之間發(fā)生任何層析擴散效應；如果環(huán)境溫度高于標簽的設置溫度，H-[OCH2-CH2-] n-0H將融化為液體，并從濾紙A擴散到濾紙B上，且隨著暴露時間的延長，擴散面積也逐漸加大。溫敏標簽未使用時，塑隔層將濾紙A和濾紙B隔開，雖然濾紙A含有高分子材料 H-[OCH2-CH2-Jn-OH,無論該高分子材料呈現(xiàn)固體狀態(tài)還是液體狀態(tài)，在濾紙A中已經(jīng)飽和， 因此在上下都經(jīng)過熱壓處理過的塑料薄膜夾層中不會發(fā)生自主擴散。[0034]理論上，高分子材料H-[OCH2-CH2-]n_0H中η的數(shù)值為100 8000中的任一數(shù)值，分別可以制作溫度從_65°C 150°C中任一溫度標簽。但是在實際使用過程中，以下溫度標簽用途最廣0°C (冷藏溫度)、4°C (保鮮溫度)、8°C (保鮮溫度)、10°C (保鮮溫度)、 250C (室溫)、37°C (多數(shù)細菌生長溫度)、45°C (中溫細菌生長溫度)、60°C (高溫細菌生長溫度)、65°C (巴氏消毒溫度)、75°C (巴氏消毒溫度)、90°C (極端嗜熱細菌生長溫度)。比如采用 H-[OCH2-CH2-] 3QQ-0H，制作(TC溫敏標簽；H-[OCH2-CH2-]4QQ-0H，制作 4°C溫敏標簽； H-[OCH2-CH2-]6QQ-0H，制作 25°C將溫敏標簽，H-[OCH2-CH2-]8(Ι(Γ0Η，制作 65°C將溫敏標簽。[0035]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果在于[0036]本實用新型的溫敏標簽適用于食品冷鏈物流、生物制品冷鏈物流、冷庫、冷藏車、超市冷柜、高溫電纜、變電站、極地等對溫度有特殊要求的環(huán)境。[0037]相對于現(xiàn)有的溫度標識技術，本實用新型具有簡捷、快速、使用方便、適用廣、成本 低廉等優(yōu)點。


[0038]圖1為本實用新型所述標簽分解結構示意圖。[0039]附圖標記紙1、覆膜2、雙面膠3、覆膜4、硬紙5、覆膜6、濾紙A7、塑隔層8、濾 紙B9、覆膜10、硬紙11、覆膜12;圖中實線為各層材料的邊界，虛線為熱壓黏合線。[0040]圖2為本實用新型所述溫敏標簽的外觀。[0041]圖3為本實用新型所述溫敏標簽的外觀。
具體實施方式
[0042]如圖所示，本實用新型中的標簽為方形，由12層材料組成，每覆一層材料為一道 工序。標簽從下至上依次為紙1、覆膜2、雙面膠3、覆膜4、硬紙5、覆膜6、濾紙A7、塑隔層8、濾紙B9、覆膜10、硬紙11、覆膜12。本實用新型的核心技術在于濾紙A7、塑隔層8、濾紙 B9三層材料的選擇，因此本標簽也可以簡易成用5層材料制作而成，因此本實用新型中12 層材料中的數(shù)字“ 12”不是限定術語。[0043]其中紙1、覆膜2、雙面膠3、覆膜4、硬紙5、覆膜6、覆膜10、硬紙11、覆膜12 的尺寸為45X20 mm (長X寬)；濾紙A7尺寸為10X10 mm (長X寬)，塑隔層8尺寸為 40X12 mm (長X寬)，濾紙B9尺寸為30X5 mm(最長X最寬)。硬紙5和硬紙11均為厚 度40 70絲或O. 5 2. O mm的白紙(板)；濾紙A7和濾紙B9為層析濾紙，厚度為O. 2 1.0 mm ;塑隔層8厚度為O.1 O. 5 mm ;濾紙A7的面積為覆膜6的1/4 1/2 ;濾紙B9的 面積為覆膜10的1/5至1/8。[0044]其中標簽下方的溫度表明該標簽適用的指示溫度，可以從_65°C 150°C變化，在 圖中為4°C。圓圈上方(或圓方形右側)的時間(5 min、20 min、60 min)表示在指定溫度下， 在該圓圈內(nèi)出現(xiàn)顏色時需要的時間，這個時間也指示標簽在高于設定溫度下暴露的時間， 可以制作成O 48 h在圖中為O 60 min。標簽空白區(qū)域可以根據(jù)需求，印制各種文字說明。[0045]以下的實施例可以使本專業(yè)技術領域的技術人員更全面的了解本實用新型，但不 以任何方式限制本實用新型。[0046]實施例[0047]1.溫敏標簽的制作[0048]參照圖1制作標簽印刷版(模具)印刷，按照標示的熱壓線，利用熱壓機將各層依 次碾壓在一起。也可以逐層制作，逐層手工黏貼。批量生產(chǎn)時必須制備印刷版。本實用新 型中的溫敏標簽由12層材料組成，每覆一層材料為一道工序。標簽從下至上依次為硬紙1、覆膜2、雙面膠3、覆膜4、硬紙5、覆膜6、濾紙A7、塑隔層8、濾紙B9、覆膜10、硬紙11、覆 膜12。其中[0049]( I)紙I的選擇為牛皮紙、珠光紙、白卡紙、蠟紙、或雙銅紙任一。[0050](2)覆膜2為涂布黏合劑后的塑料透明薄膜，與紙I經(jīng)熱壓后黏合在一起。[0051](3)雙面膠3為普通雙面膠，將覆膜2和覆膜4粘貼在一起。[0052](4)覆膜4為涂布黏合劑后的塑料透明薄膜，與硬紙5經(jīng)熱壓后黏合在一起。[0053](5)硬紙5和硬紙11均為厚度40 70絲或O. 5 2. O mm的白紙(板)。[0054](6)覆膜6為涂布黏合劑后的塑料薄透明膜，與硬紙5經(jīng)加熱、加壓后黏合在一起。[0055](7)濾紙A7為浸有顏色反應劑的層析濾紙,厚度為O. 2 1. O mm ;通過經(jīng)熱壓后與覆膜6黏合在一起；濾紙A7的面積為覆膜6的1/4 1/2。[0056](8)塑隔層8為塑料透明薄片，厚度為O.1 O. 5 mm。[0057](9)濾紙B9為不含任何顏料的層析濾紙，白色。厚度為O. 2 1. O mm ;通過經(jīng)熱壓后與覆膜10黏合在一起；濾紙B9的面積為覆膜10的1/5至1/8，為條狀。(10)覆膜10為涂布黏合劑后的塑料透明薄膜，與硬紙11經(jīng)熱壓后黏合在一起。[0059](11)硬紙11中間有I 3個圓孔或I個圓方孔(圖2)。[0060](12)覆膜12為涂布黏合劑后的塑料透明薄膜，與硬紙11經(jīng)熱壓后黏合在一起。[0061](13)濾紙A7浸的顏色反應劑為高分子材料H-[0CH2-CH2-]n-0H和顏料的混合物， 其中顏料的濃度為O. 001% 1%。H-[0CH2-CH2-]n-0H中的η為100 8000, η的不同決定著標簽設定的溫度不同。一個標簽只能設定一個溫度。[0062](14)高分子材料中的顏料為檸檬黃、靛青、莧菜紅、甘薯紅、胭脂紅、蘋果綠、桅子黃、姜黃、紅曲紅、赤蘚紅、日落黃、誘惑紅、偶氮玉紅、巧克力棕、黑色素、可可棕、草莓紅、葡萄紫、楊梅紫、香芋紫、氧化鐵紅、氧化鐵黑中的任一種。由于溫敏標簽將用于食品中，因此顏料均為食品級，以防止標簽破損時對食品的二次污染。如果標簽用于非食品行業(yè)中，也可以采用工業(yè)化工染料。[0063](15)塑隔層8不在其他11層材料的熱壓區(qū)，而是單獨采用熱壓工序與覆膜后的硬紙11上部相連(圖1)。其中硬紙11分為上下兩個部分，上部分與塑隔層8黏合在一起，下部分不與塑隔層8黏合，而是與其他10層材料黏合在一起。硬紙11的上下兩部分的連接方式為鋸齒狀連接。[0064]2.使用[0065]使用溫敏標簽時，沿鋸齒狀折痕將硬紙11的上部分抽出，由于硬紙11上部分已經(jīng)與塑隔層8黏合在一起，這樣同塑料隔層8也一同被抽出，顏色反應開始。如果環(huán)境溫度低于溫敏標簽的設定溫度，不發(fā)生顏色反應；如果環(huán)境溫度高于溫敏標簽的設定溫度，溫敏標簽將變成顏料的顏色，隨著暴露時間的延長，發(fā)生顏色反應的區(qū)域也逐漸增大。[0066]以上是結合具體實施例子對本實用新型所做的進一步描述。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型原理的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求1.一種用于指示環(huán)境溫度變化的視覺標簽，其特征在于，該標簽至少包括依次設置的三層結構濾紙A、塑隔層和濾紙B，且塑隔層能夠從濾紙A和濾紙B之間抽離。
2.根據(jù)權利要求1所述的視覺標簽，其特征在于，所述濾紙A和濾紙B的外側分別設置有用于保護的外襯層，其中濾紙A的外側為外襯層A，濾紙B的外側為外襯層B ;外襯層B上設有用于觀察濾紙B的窗口和用于指示溫度變化范圍的標記。
3.根據(jù)權利要求2所述的視覺標簽，其特征在于，所述外襯層A或外襯層B至少包括兩層結構，為硬紙和覆膜；其中，外襯層B的窗口和標記均設于硬紙上。
4.根據(jù)權利要求2所述的視覺標簽，其特征在于，所述外襯層A或外襯層B至少包括三層結構，為覆膜、硬紙和覆膜；其中，外襯層B的窗口和標記均設于硬紙上。
5.根據(jù)權利要求1至4任意一項中所述的視覺標簽，其特征在于，所述的濾紙A為塊狀，濾紙B為長條形；濾紙A的位置對應于濾紙B的一個端部。
6.根據(jù)權利要求2至4任意一項中所述的視覺標簽，其特征在于，所述的外襯層之間通過在其邊緣的熱壓接合實現(xiàn)連接。
7.根據(jù)權利要求2至4任意一項中所述的視覺標簽，其特征在于，所述外襯層B的一端設有用于拉斷外襯層B的鋸齒狀折痕或連續(xù)孔狀撕裂線，外襯層B的該端同時還與所述塑隔層的端部黏合，當拉斷外襯層B后，塑隔層能夠同時被抽離。
8.根據(jù)權利要求2至4任意一項中所述的視覺標簽，其特征在于，所述外襯層A的外側還設有雙面膠；雙面膠的外側為保護層，該保護層由紙和覆膜組成。
9.根據(jù)權利要求1所述的視覺標簽，其特征在于，該標簽由12層材料組成，依次為紙、覆膜、雙面膠、覆膜、硬紙、覆膜、濾紙A、塑隔層、濾紙B、覆膜、硬紙、覆膜；其中最外側的硬紙與其內(nèi)側的覆膜組成雙面膠的保護層，位于中間的硬紙與其兩側的覆膜組成外襯層A ；另一硬紙與其兩側的覆膜組成外襯層B，該硬紙上設有用于觀察濾紙B的窗口和用于指示溫度變化范圍的標記； 保護層、外襯層A、外襯層B之間通過在其邊緣的熱壓接合實現(xiàn)連接；外襯層B的一端設有用于拉斷外襯層B的鋸齒狀折痕或連續(xù)孔狀撕裂線，外襯層B的該端同時還與所述塑隔層的端部黏合，當拉斷外襯層B后，塑隔層能夠同時被抽離； 所述的濾紙A為塊狀，濾紙B為長條形；濾紙A的位置對應于濾紙B的一個端部，該端部與外襯層B的鋸齒狀折痕或連續(xù)孔狀撕裂線位于同一側。
專利摘要本實用新型涉及標簽材料領域，旨在提供一種用于指示環(huán)境溫度變化的視覺標簽。該標簽至少包括依次設置的三層結構濾紙A、塑隔層和濾紙B，且塑隔層能夠從濾紙A和濾紙B之間抽離；其中，濾紙A上含有均勻混合的高分子聚合材料H-[OCH2-CH2-]n-OH及顏料，用于指示環(huán)境溫度變化；所述顏料為食品著色劑或化工染料。本實用新型的溫敏標簽適用于食品冷鏈物流、生物制品冷鏈物流、冷庫、冷藏車、超市冷柜、高溫電纜、變電站、極地等對溫度有特殊要求的環(huán)境。相對于現(xiàn)有的溫度標識技術，本實用新型具有簡捷、快速、使用方便、適用廣、成本低廉等優(yōu)點。
文檔編號G09F3/02GK202855188SQ20122042610
公開日2013年4月3日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權日2012年8月24日
發(fā)明者李肖梁, 方維煥, 宋厚輝 申請人:浙江大學