技术领域
[0001] 本
发明涉及
温度监测领域，特别涉及一种对温度感应效果不可逆、可循环使用的柔性过温监测装置。
背景技术
[0002] 在一些特殊物品(如鲜活品、加工食品、药品、
生物制品等)运输过程中，对货物的存放
环境温度有严格要求，超过一定温度就会产生变质变性等问题，如2016年爆发的山东问题
疫苗案就是犯罪嫌疑人为了节约成本将疫苗置于常温导致疫苗失效的典型案例，此案发生后，有关部
门除了加强监管外，对疫苗的存储监控方法也逐渐受到重视，因此极为需要提供一种简单有效且成本低廉的温度监测装置。
[0003] 目前市面上主要通过使用一种每隔一定时间可记录温度的
温度计实现温度监测，在货物运输完成后，通过调取运输过程中的温度变化曲线来判断存储温度是否有高于规定温度，该种温度计的使用方法复杂，维护成本高。
[0004]
液晶温度计作为一种新型温度计，核心部分为不同配方的液晶，通过利用具有不同
相变温度的液晶在相变时产生的光学性质的变化实现温度感应。如将不同相变温度的液晶涂在一基体层上，则由液晶
颜色的变化，便可知道温度为何。此类温度计之优点是读数容易，而缺点则是精确度不足，常用于观赏用鱼缸中，以指示
水温。
[0005] 美国
专利US4859360公开了一种可实现对温度感应且产生不可逆变化的温度监测装置，其通过胆甾醇型液晶材料的
玻璃化转变温度引起的不可逆的颜色变化来实现，但是该装置存在着颜色变化效果不明显，用肉眼难以监控的问题，此类装置的制作过程也很复杂、成本高且无法实现循环使用，其应用也受到限制。
发明内容
[0006] 发明目的：本发明的目的是提供一种柔性过温监测装置，其具有对温度感应效果不可逆且效果明显、醒目的特性，同时有制作简单、成本低、使用过程简便、可靠性高、可循环使用的优点。
[0007] 本发明的技术方案：
[0008] 一种柔性过温监测装置，含有第一基体层、第二基体层及夹持在第一基体层和第二基体层中间的混合物层，其中，混合物层至少含有液晶和
聚合物，所述液晶为
胆甾相或
手性向列相液晶。
[0009] 在一些实施方案中，所述第一基体层和第二基体层均为柔性膜层，优选为PET
薄膜，其中，第一基体层呈透明设置；第二基体层呈不透明设置，优选呈黑色设置，当然根据需求，可以选用其它不透明颜色。
[0010] 在一些实施方案中，第二基体层也可呈透明设置，此时，需要在混合物层和第二基体层之间或在第二基体层远离混合物层一侧设置吸光层，所述吸光层可在可见光范围内吸收光线，优选具有用于固定的不透明的吸收光的背景的黑色，暗黑色的背景提供了本发明过温监测装置的反射颜色图像的高
对比度，但也可以使用用于胆甾相
液晶显示器的固定背景的其他不透明颜色。
[0011] 在一些实施方案中，所述混合物层厚度为2-50μm，可以通过公知的方法来控制，例如使用普通的间隙控制物(spacer)、光聚合的间隙控制物(Photo-spacer)或者精密涂布的方式等。混合物层中的液晶和聚合物在室温下混溶而形成混合物，此混合物通过涂布的方式被均匀地"夹在"第一基体层和第二基体层的中间，并具有一定的厚度，随后在光、热的作用下液晶和聚合物之间发生相分离形成细微的结构，从而起到
支撑压
力、限制液晶流动的作用。
[0012] 在一些实施方案中，所述聚合物占混合物总重量的5-50％。
[0013] 在一些实时方案中，所述聚合物选自可热
固化或者UV固化的胶黏剂中的一种或者多种，优选
丙烯酸树脂类或环
氧树脂类。
[0014] 在一些实施方案中，所述手性向列相液晶中手性
掺杂剂含量占手性向列相液晶总重量的2-50％。
[0015] 在一些实施方案中，本发明所述
手性掺杂剂可以选自如下一种或多种掺杂剂：
[0016]
[0017]
[0018] 在一些实施方案中，所述混合物层中液晶的清亮点为-20℃～40℃。
[0019] 在一些实施方案中，所述第一基体层、第二基体层与液晶层之间还可以分别设置第一导电层、第二导电层；基体层与导电层可以合并在一起，如市售的ITO-PET薄膜是合并在一起出售的；基体层和导电层也可以独立存在，使用不同的薄膜底材和导电涂层，薄膜底材可以使用聚酯(PET或PEN)、聚
碳酸酯(PC)、三乙酸
纤维素(TAC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、尼龙(Nylon)、聚氯乙烯(PVC)、硝基
纤维素(NC)、
镀铝薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚
氨酯(Pu)、聚苯乙烯(PS)等透明或不透明的材料，其中第一基体层的材料选用透明材料，而导电涂层可以使用氧化锢
锡(ITO)、导电高分子(Conductive Polymer)、纳米
银、金属、
合金、碳
纳米管(CNT)、
石墨烯(Graphene)等透明或不透明的材料，其中第一导电层的材料选用透明材料。导电涂层可以通过机械涂布、
化学气相沉积(CVD)、溅射
镀膜、电
化学镀膜等方法在基体层上均匀分布形成薄膜。
[0020] 在一些实施方案中，所述第一导电层和第二导电层可以根据显示或者擦除图案的需求被分割成不同形状及若干单元。
[0021] 在一些同时含有导电层和吸光层的实施方案中，所述吸光层可以设于第二导电层和第二基体层之间，也可设于第二基体层远离第二导电层一侧。
[0022] 在一些实施方案中，所述第二导电层可与上述吸光层单独设置，如可选用染料与可热固化或UV固化的胶黏剂混合后以涂层的方式实现吸光层的设置，再在吸光层上单独设置导电层(如导电银等)，也可将吸光层和导电层合并成一层设置，如可选用黑色导电胶。
[0023] 在一些实施方案中，所述过温监测装置还可以设置相应的外部驱动
电路和相应的封装，以实现循环利用。
[0024] 一种柔性过温监测装置的使用方法，包括如下步骤：将所述柔性过温监测装置置于低于装置中液晶清亮点的温度环境中，在通电、施加外
电场或按压等方式的作用下，在柔性过温监测装置上形成图案；再将形成图案的柔性过温监测装置置于待监测环境中；监测过程结束后，观察柔性过温监测装置中图案有无消失，若图案没有消失，说明整个监测过程中的环境温度始终未曾高于液晶的清亮点，若图案消失，说明整个监测过程中的环境温度曾经高于液晶的清亮点，而液晶的清亮点即为待监测温度。
[0025] 在对本发明的柔性过温监测装置通电、施加外电场或按压等方式的作用下，液晶层中的液晶分子的螺旋结构发生改变而分别呈现亮和暗的状态。在亮的状态下，液晶分子处于平面态，液晶分子螺旋轴与基体层表面基本都垂直，这时若
螺距与入射光
波长相近或相等，满足布拉格反射条件，则该波长的入射光就会被反射而呈现特定颜色。相反，如果螺旋轴与基体层表面在暗态时基本都平行，液晶分子呈现不规则排列时，入射光被散射，或被下基体层表面的吸收层所吸收，没有光线射出，入射至所述混合物的光呈透射状态而显示基体层颜色。通过上述亮和暗的状态的控制可以实现图案的显示。由于上述亮和暗的状态都是稳定状态，所以图案在外界温度低于液晶清亮点时可以长时间保持而不消失。当外界温度一旦高于液晶清亮点，液晶产生相变从而图案消失，效果不可逆。
[0026] 有益效果：
[0027] 本发明的柔性过温监测装置结构简单，成本低，对温度感应效果变化明显，效果不可逆，并且使用过程简单便捷，监测过程中无需通电，可靠性高，可循环使用，并且作为柔性装置，可以做成标签置于货物
包装材料上，非常简易便捷。
附图说明
[0028] 图1为本发明的柔性过温监测装置的剖面示意图；
[0029] 图2为本发明的柔性过温监测装置在按压状态下的剖面示意图；
[0030] 图3为本发明的柔性过温监测装置在按压形成图案后的示意图；
[0031] 图4为本发明的柔性过温监测装置图案消失后的示意图。
具体实施方式
[0032] 以下将结合具体实施方案来说明本发明。需要说明的是，下面的
实施例为本发明的示例，仅用来说明本发明，而不用来限制本发明。在不偏离本发明主旨或范围的情况下，可进行本发明构思内的其他组合和各种改良。
[0033] 为便于表达，以下各实施例中，液晶组合物的基团结构用表1所列的代码表示：
[0034] 表1液晶化合物的基团结构代码
[0035]
[0036]
[0037] 以如下结构式的化合物为例：
[0038]
[0039] 该结构式如用表1所列代码表示，则可表达为：nCCGF，代码中的n表示左端烷基的C
原子数，例如n为“3”，即表示该烷基为-C3H7；代码中的C代表环己烷基，G代表2-氟-1,4-亚苯基，F代表氟。
[0040] 实施例1-3
[0041] 分别准备3片10cm×18cm的透明ITO-PET薄膜、3片10cm×18cm的黑色ITO-PET薄膜，
电阻均为100Ω/□。
[0042] 按表2中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例1-3的手性向列相液晶，再按重量比为85:15的比例称取手性向列相液晶与聚合物材料，聚合物材料购自库
耳实业(上海)有限公司，商品名为UV200。将二者在室温下搅拌均匀，得到混合物。分别称取5g混合物，分别均匀的涂布于两片ITO-PET薄膜(其中一片为透明ITO-PET薄膜、另一片为黑色ITO-PET薄膜)之间，控制混合物层的厚度为6μm左右。
[0043] 涂布均匀后，将器件置于光强为3mW/cm2的紫外灯下聚合6min，即可得到如图1所示的的柔性过温监测装置，如图2按压后可形成相应图案，施加15V、50Hz的交流电或置于高于液晶清亮点的温度的环境中即可实现擦除。
[0044] 表2液晶组合物配方及其性能参数
[0045]
[0046] 将实施例1-3制得的柔性过温监测装置在低于各自液晶清亮点的环境中，通过加电驱动和按压以显示相应的图案(如图3所示)后断电，置于待监测的环境中，一段时间后，观察所述装置图案是否消失，若图案没有消失，说明整个监测过程中的环境温度始终未曾高于液晶的清亮点(0℃、8℃、20℃)，若图案消失(如图4所示)，说明整个监测过程中的环境温度曾经高于液晶的清亮点(0℃、8℃、20℃)，而液晶的清亮点即为待监测温度。图案消失的过温监测装置可通过加电刷新的方式实现重复使用。
[0047] 当然，根据需要监测的温度的不同，可以相应的调整液晶组合物的成分和/或含量，得到具有不同清亮点的液晶组合物，从而实现对不同温度的监测。也可根据不同应用环境的需求将上述过温监测装置制成不同的形状，和/或设置相应的外围驱动电路和封装设计。
[0048] 本发明还可以由其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和
变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的
权利要求的保护范围。
