專利名稱：一種用于指示環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境溫 度直觀的判定或監測[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，經常發生干冰和冰袋都已經融化，無法確知低溫物 品是否暴露、甚至已經失效。[0004](2)冷鮮食品在運輸過程中，冷藏車內溫度達不到食品的保質要求或者冷藏車內 溫度失控，到達到目的地后，雖然物品在冷藏柜內進行存儲、銷售，但消費者并不知道該物 品其實已經暴露或變質。[0005](3)供電站配電箱等特殊作業環境，電纜經常因線路故障、調試或其他原因造成局 部過熱，如果過熱持續時間過長可能會影響電纜壽命或引發安全事故，因此需要對特殊設 備、支路電纜溫度進行日常監控。[0006]( 4 )冷鮮肉等特殊食品從屠宰場到超市冷柜銷售過程中，對貯運和物流環節中的 環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，而且細菌數量每 隔30分鐘呈幾何級數增長，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等受損幾十億元。[0007]以上四種情況，均需要開發一種可以被生產廠家、物流公司和最終用戶接受的低 成本、安全、環境友好的指示溫度變化的視覺標簽，貼于物品表面，如果環境溫度高于物品 需要的冷藏溫度(或者環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，生產企業、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和標簽印刷不受環境溫度影響；室溫下即可 操作。[0009](2)制備完成的成品標簽在儲藏、運輸等所有物流過程中不發生溫度感應反應，只 有在需要使用的時候才開始發生感應反應，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，因此制作標簽所需的各種原料必須為安全、環境友好型，避免二次污染。[0012](5)成本低廉，溫敏標簽的本質仍然是一個標簽，因此不應該過高的增加商品的價值。實用新型內容[0013]本實用新型要解決的技術難題是，克服現有技術中的不足，提供一種用于指示環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在不同溫度下呈現的狀態(指的是液態和固態)不同，利用液態H- [OCH2-CH2-]n-0H在濾紙上產生層析擴散，而固態H-[OCH2-CH2-]n-0H在濾紙上不產生層析擴散的原理。[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的數值為100 8000中的任一數值，用于指示從-65°C 150°C的環境溫度變化；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的數值為300，在標簽紙上對應設有(TC的指示標記；或11的數值為400，在標簽紙上對應設有 4°C的指示標記；或11的數值為600,在標簽紙上對應設有25°C的指示標記；或11的數值為 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，與硬紙經加熱加壓后黏合在一起。硬紙為厚度 40 70絲或O. 5 2. O謹的白紙(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，如果環境溫度低于標簽的設置溫度，H-[OCH2-CH2-Jn-OH保持固體狀態，不會在在濾紙 A和濾紙B之間發生任何層析擴散效應；如果環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固體狀態還是液體狀態，在濾紙A中已經飽和， 因此在上下都經過熱壓處理過的塑料薄膜夾層中不會發生自主擴散。[0034]理論上，高分子材料H-[OCH2-CH2-]n_0H中η的數值為100 8000中的任一數值，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境。[0037]相對于現有的溫度標識技術，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， 在該圓圈內出現顏色時需要的時間，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。標簽空白區域可以根據需求，印制各種文字說明。[0045]以下的實施例可以使本專業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中，也可以采用工業化工染料。[0063](15)塑隔層8不在其他11層材料的熱壓區，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。如果環境溫度低于溫敏標簽的設定溫度，不發生顏色反應；如果環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，發生顏色反應的區域也逐漸增大。[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。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連接。
7.根據權利要求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境。相對于現有的溫度標識技術，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 優先權日2012年8月24日
發明者李肖梁, 方維煥, 宋厚輝 申請人:浙江大學