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一种时间指示装置
申请号	CN202311466984.8	申请日	2023-11-07	公开(公告)号	CN117250845A	公开(公告)日	2023-12-19
申请人	深圳九星印刷包装集团有限公司;			发明人	刘永生; 祁建伟; 刘文恒; 周世兵; 曾海明;
摘要	本发明公开了一种时间指示装置，包括层叠设置的基材层及基底层，基底与基材层的边缘密封连接，基材层与基底层之间设有空腔及指示区域，指示区域的一端与空腔连接，另一端与外界连接，空腔内设置有第一反应物及第二反应物，指示区域内设置有第三反应物；当空腔处于休眠状态时，第一反应物与第二反应物相离设置，当空腔处于激活状态时，第一反应物与第二反应物接触设置，并反应生成敏感气体，敏感气体可令第三反应物发生变色反应，上述时间指示装置，激活后，第一反应物与第二反应物发生化学反应并生成敏感气体，敏感气体与第三反应物发生变色反应，变色反应的长度可用于指示时间进程。上述时间指示装置指示精度受温度变化影响较小。
权利要求	1.一种时间指示装置，其特征在于，包括：基材层，由透明材料制成；基底层，层叠设置于所述基材层的下方，所述基底与所述基材层的边缘密封连接，所述基材层与所述基底层之间设有空腔及指示区域，所述指示区域的一端与所述空腔连接，另一端与外界连接，所述空腔内设置有第一反应物及第二反应物，所述指示区域内设置有第三反应物；所述空腔具有休眠状态及激活状态两种形态，当所述空腔处于所述休眠状态时，所述第一反应物与所述第二反应物相离设置，当所述空腔处于所述激活状态时，所述第一反应物与所述第二反应物接触设置，并反应生成敏感气体，所述敏感气体可令所述第三反应物发生变色反应。 2.根据权利要求1所述的时间指示装置，其特征在于，所述第一反应物由第一反应油墨干燥得到，按质量份计，用于制备所述第一反应油墨的原材料包括：压敏胶粘剂20份～50份；铵盐5份～10份；以及第一溶剂30份～40份。 3.根据权利要求2所述的时间指示装置，其特征在于，所述压敏胶粘剂为水性丙烯酸乳液或水性丙烯酸树脂。 4.根据权利要求3所述的时间指示装置，其特征在于，所述铵盐选自盐氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氟化铵、碘化铵及溴化铵中的至少一种。 5.根据权利要求1所述的时间指示装置，其特征在于，所述第二反应物由第二反应油墨干燥得到，所述第二反应油墨通过在普通油墨中加入碱得到。 6.根据权利要求1所述的时间指示装置，其特征在于，所述第三反应物由第三反应油墨干燥得到，按质量份计，用于制备所述第三反应油墨的原材料包括： 7.根据权利要求6所述的时间指示装置，其特征在于，所述吸附材料选自水、酸性物质或两性物质中的至少一种。 8.根据权利要求7所述的时间指示装置，其特征在于，所述PH值指示剂选自石蕊、酚红、甲酚红、百里酚蓝、溴百里香酚蓝、溴甲酚紫、间甲酚紫、溴甲酚绿、酚酞及百里酚酞中的任意一种。 9.根据权利要求1‑8任意一项所述的时间指示装置，其特征在于，所述基底层远离所述基材层的一侧还设置有胶粘层及离型层。 10.根据权利要求9所述的时间指示装置，其特征在于，所述基材层的上表面设置有遮盖层。
说明书全文	一种时间指示装置技术领域 [0001] 本发明涉及时间指示技术领域，尤其涉及一种时间指示装置。背景技术 [0002] 现有技术的时间指示装置，通过将液体作为指示剂，利用指示剂在微孔材料上的渗透距离来指示时间进程，但该类型的时间指示装置存在一个问题：指示剂的分子运动速率受温度影响较大，导致指示精度较差。 [0003] 鉴于此，有必要提供一种指示精度较高的时间指示装置。发明内容 [0004] 本发明提供一种时间指示装置，用于解决上述问题。 [0005] 一种时间指示装置，包括： [0006] 基材层，由透明材料制成； [0007] 基底层，层叠设置于所述基材层的下方，所述基底与所述基材层的边缘密封连接，所述基材层与所述基底层之间设有空腔及指示区域，所述指示区域的一端与所述空腔连接，另一端与外界连接，所述空腔内设置有第一反应物及第二反应物，所述指示区域内设置有第三反应物； [0008] 所述空腔具有休眠状态及激活状态两种形态，当所述空腔处于所述休眠状态时，所述第一反应物与所述第二反应物相离设置，当所述空腔处于所述激活状态时，所述第一反应物与所述第二反应物接触设置，并反应生成敏感气体，所述敏感气体可令所述第三反应物发生变色反应。 [0009] 在一个实施方式中，所述第一反应物由第一反应油墨干燥得到，按质量份计，用于制备所述第一反应油墨的原材料包括： [0010] 压敏胶粘剂 20份～50份； [0011] 铵盐 5份～10份；以及 [0012] 第一溶剂 30份～40份。 [0013] 在一个实施方式中，所述压敏胶粘剂为水性丙烯酸乳液或水性丙烯酸树脂。 [0014] 在一个实施方式中，所述铵盐选自盐氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氟化铵、碘化铵及溴化铵中的至少一种。 [0015] 在一个实施方式中，所述第二反应物由第二反应油墨干燥得到，所述第二反应油墨通过在普通油墨中加入碱得到。 [0016] 在一个实施方式中，所述第三反应物由第三反应油墨干燥得到，按质量份计，用于制备所述第三反应油墨的原材料包括： [0017] [0018] 在一个实施方式中，所述吸附材料选自水、酸性物质或两性物质中的至少一种。 [0019] 在一个实施方式中，所述PH值指示剂选自石蕊、酚红、甲酚红、百里酚蓝、溴百里香酚蓝、溴甲酚紫、间甲酚紫、溴甲酚绿、酚酞及百里酚酞中的任意一种。 [0020] 在一个实施方式中，所述基底层远离所述基材层的一侧还设置有胶粘层及离型层。 [0021] 在一个实施方式中，所述基材层的上表面设置有遮盖层。 [0022] 上述时间指示装置，激活前，第一反应物与第二反应物隔离设置，指示装置处于休眠状态，使用时，按压空腔顶部激活时间指示装置，此时，第一反应物与第二反应物充分接触，随着分子迁移，第一反应物与第二反应物发生缓慢且持续的化学反应，并生成敏感气体，使空腔内产生正压，敏感气体在正压的作用下将通过微孔在第三反应物上扩散，扩散过程中，敏感气体与第三反应物发生变色反应，变色反应的长度可用于指示时间进程。 [0023] 上述时间指示装置的有益效果包括：(1)采用第一反应物与第二反应物生成的敏感气体作为指示剂，气体分子的运动速度受温度变化影响较小，因而可大幅提升时间指示装置的指示精度；(2)时间指示装置的变色速率与敏感气体在空腔内产生的正压呈正相关，即，敏感气体在空腔内产生的正压越高，其在第三反应物上的运动速度越快，进而引起第三反应物的变色程度也越高，因此，可通过控制第一反应物与第二反应物的反应速度，来控制空腔内敏感气体的正压，进而控制时间指示装置的变色速率。附图说明 [0024] 图1为一实施方式时间指示装置处于休眠状态时的立体结构示意图； [0025] 图2为如图1所示时间指示装置处于激活状态时的立体结构示意图； [0026] 图3为另一实施方式时间指示装置处于休眠状态时的立体结构示意图； [0027] 图4为一实施方式基材层与基底层密封连接示意图。具体实施方式 [0028] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。 [0029] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“连接”或“连通”，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“上”、“下”、“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。 [0030] 下面主要结合附图及具体实施例对时间指示装置作进一步详细的说明。 [0031] 请参阅图1、图2及图4，一实施方式的时间指示装置，包括层叠设置的基材层10及基底层20，基底层20与基材层10的层边缘密封连接，基材层10与基底层20之间设有空腔11及指示区域12，指示区域12的一端与空腔11连接，另一端与外界连接，空腔11内设置有第一反应物30及第二反应物40，指示区域12内设置有第三反应物50。 [0032] 基材层10，由透明致密材料制成，一方面，可使用户可透过基材层10看见第三反应物50的变色情况。另一方面，可防止空腔11内的敏感气体向外泄露。基材层10的上表面局部向上凸起，下表面局部向上凹陷，凹陷部位可与基底层20结合形成空腔11。基材层10具有一定的柔韧性，空腔11在外力作用下可发生凹陷变形。 [0033] 在本实施方式中，空腔11为弧形空腔11，弧形空腔11具有良好的受力性能，可防止空腔11被轻易误激活。 [0034] 可选地，制备基材层10的材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)的任意一种。 [0035] 优选地，制备基材层10的材料为PET/PE复合膜、PVC/PE复合膜或PP/PE复合膜中的任意一种，当基底层20为包含PE的复合膜时，基材层10与基底层20可发生热熔粘合，从而增强基材层10与基底层20之间的粘合牢度。 [0036] 应当理解，其它透明材料与PE膜或PP膜的复合膜也可作为本发明的基材层10材料。 [0037] 基底层20，层叠设置于基材层10的下方，基底层20起两方面作用，一方面，用于封闭空腔11及指示区域12的下侧，防止敏感气体泄露，另一方面，用于承载第一反应物30或第二反应物40。 [0038] 可选地，基底层20的材料包括但不限于：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、PET/PE复合膜、PVC/PE复合膜及PP/PE复合膜。 [0039] 具体地，基底层20的边缘与基材层10的边缘密封连接，请参阅图4，图中阴影部分为密封连接部分，基材层10的凹陷部位与基底层20结合形成空腔11，空腔11内设置有第一反应物30及第二反应物40。空腔11具有休眠状态及激活状态两种形态，当空腔11处于所述休眠状态时，请参阅图1，此时，第一反应物30与第二反应物40相离设置，且空腔11内充满空气，气体产生的压强可对空腔11起保护作用，可防止指示装置被误激活。使用时，用力按压空腔11的外表面，在外力作用下，空腔11中央部位产生凹陷，空腔11处于激活状态。请参阅图2，此时，第一反应物30与第二反应物40接触设置，且空腔11的边缘在压力作用下发生膨胀，使压力得到释放。 [0040] 在本实施方式中，第一反应物30设置于空腔11的顶部，第二反应物40设置于空腔11的底部。 [0041] 应当理解，第一反应物30和第二反应物40的位置是可以互换的，即，第一反应物30可以设置于空腔11的底部，而第二反应物40可以设置于空腔11的顶部。 [0042] 第一反应物30，由第一反应油墨干燥得到，按质量份计，用于制备第一反应油墨的原材料包括：20份～50份的压敏胶粘剂、5份～10份的铵盐及30份～40份的第一溶剂。 [0043] 压敏胶粘剂，在第一反应油墨中起三个方面的作用，第一方面，用于充当第一反应油墨的连接料，令第一反应油墨可干燥成膜；第二方面，压敏胶粘剂可令第一反应油墨干燥后具有压敏胶的特征，从而使得空腔11由休眠状态变为激活状态时，第一反应物30可与第二反应物40粘合在一起，两者充分接触，进而使第一反应物30与第二反应物40产生持续且稳定的化学反应；第三方面，压敏胶粘剂的非固态特征，可令第一反应物30中的铵根离子具有较高的迁移速率，进而使化学反应也保持相对较高的反应速率。 [0044] 在本实施方式中，压敏胶粘剂为丙烯酸酯型压敏胶，丙烯酸酯型压敏胶为丙烯酸酯类与其他乙烯类单体的共聚物。共聚单体在聚合过程中发挥交联作用，并产生高粘接力、内聚力和耐热蠕变性，使得第一反应油墨干燥后具备压敏胶的特征。 [0045] 可选地，丙烯酸酯型压敏胶粘剂包括但不限于：水性丙烯酸乳液及水性丙烯酸树脂。 [0046] 应当理解，其它具有良好迁移现象的压敏胶粘剂也可作为本发明的压敏胶粘剂。 [0047] 铵盐，其质量份数为5份‑10份，铵盐可溶于第一溶剂中，铵盐电离后形成铵根离子，铵根离子可与第二反应物40中的氢氧根离子发生化学反应，生成水和敏感气体氨气。 [0048] 可选地，铵盐选自氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氟化铵、碘化铵及溴化铵中的至少一种。 [0049] 第一溶剂，其质量份数为30份‑40份，用于溶解压敏胶粘剂及铵盐，使第一反应物30呈胶体状，从而具备印刷适性或涂布适性。 [0050] 在本实施方式中，第一溶剂为水。 [0051] 第二反应物40，可通过在普通油墨中加入少量的碱得到。碱用于提供氢氧根离子，氢氧根离子可与铵根离子发生化学反应，生成水及敏感气体氨气。值得注意的是，反应生成的水可促进铵盐和碱的离解以及铵根离子及氢氧根离子的迁移速率，从而进一步促进化学反应的速率。 [0052] 可选地，碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙及氢氧化铝中的至少一种。 [0053] 优选地，第二反应油墨还包括少量的吸湿剂，通过设置吸湿剂，使第二反应物40中保持较高的含水量，从而有助于提高化学反应的速率。 [0054] 可选地，吸湿剂包括但不限于：甘油、氯化锂、溴化锂及氯化钙。 [0055] 基底层20与基材层10之间还设置有指示区域12，指示区域12一端与空腔11连接，另一端与外界连接，指示区域12内设有第三反应物50，第三反应物50起三方面作用，一方面，用于填充指示区域12，从而防止敏感气体通过基材层10与基底层20之间的缝隙向外泄露，第二方面，第三反应物50具有微孔特征，使敏感气体可通过微孔缓慢向外界扩散，其扩散的距离可用于指示时间进程；第三方面，第三反应物50可与敏感气体发生视觉上的变化，从而使时间进程可视化。 [0056] 在本实施方式中，视觉上的变化为颜色发生变化。 [0057] 第三反应物50，由第三反应油墨印刷干燥得到，第三反应物50填充设置于指示区域12内，第三反应油墨在干燥过程中，因溶剂挥发形成微孔，从而使敏感气体可通过微孔朝远离空腔11的一侧扩散。 [0058] 具体地，按质量份数计，制备第三反应油墨的原材料包括：15份～30份的连接料、3份～5份的吸附材料、0.1份～2份的PH值指示剂及20份～40份的第二溶剂。 [0059] 连接料，用于使第三反应油墨具备干燥成膜的特征，市售的连接料都可作为本发明第三反应油墨的连接料。 [0060] 吸附材料，用于吸附碱性敏感气体氨气，从而令第三反应物50的PH值升高。 [0061] 可选地，吸附材料为水、酸性物质或两性物质。 [0062] 进一步地，酸性物质包括但不限于：盐酸、硫酸、硝酸、硫酸氢钠及磷酸二氢钾。两性物质包括但不限于：氢氧化铝或氢氧化锌。 [0063] PH值指示剂，在PH值发生变化时，其颜色可发生变化。 [0064] 可选地，PH值指示剂包括但不限于：石蕊、酚红、甲酚红、百里酚蓝、溴百里香酚蓝、溴甲酚紫、间甲酚紫、溴甲酚绿、酚酞及百里酚酞。 [0065] 第二溶剂，用于溶解连接料、吸附材料和PH值指示剂。 [0066] 可选地，第二溶剂为水或有机溶剂。 [0067] 在另外一个实施方式中，请参阅图3，基底层20远离基材层10的一侧还设置有胶粘层60，在胶粘层60远离基底层20的一侧还设置有离型层70，通过设置胶粘层60和离型层70，可方便的将时间指示装置粘贴在物品表面上。 [0068] 在另外一个实施方式中，在基材层10的上表面设置有遮盖层(图中未示出)，遮盖层在指示区域12的上方镂空设置，遮盖层远离基材层10的一侧还设置有图文层(图中未示出)。 [0069] 优选地，图文层包括时间指示标尺(图中未示出)，时间指示标尺设置于遮盖层镂空部位的边缘，通过设置指示标尺，使用户可通过比对第三反应物50的变色情况，直观判断当前的时间进程。 [0070] 上述时间指示装置，激活前，第一反应物30与第二反应物40隔离设置，指示装置处于休眠状态，使用时，按压空腔11顶部激活时间指示装置，此时，第一反应物30与第二反应物40充分接触，随着分子迁移，第一反应物30与第二反应物40发生缓慢且持续的化学反应，并生成敏感气体，使空腔11内产生正压，敏感气体在正压的作用下将通过微孔在第三反应物50上扩散，扩散过程中，敏感气体与第三反应物50发生变色反应，变色反应的长度可用于指示时间进程。 [0071] 上述时间指示装置的有益效果包括：(1)采用第一反应物30与第二反应物40生成的敏感气体作为指示剂，气体分子的运动速度受温度变化影响较小，因而可大幅提升时间指示装置的指示精度；(2)时间指示装置的变色速率与敏感气体在空腔11内产生的正压呈正相关，即，敏感气体在空腔11内产生的正压越高，其在第三反应物50上的运动速度越快，进而引起第三反应物50的变色程度也越高，因此，可通过控制第一反应物30与第二反应物40的反应速度，来控制空腔11内敏感气体的正压，进而控制时间指示装置的变色速率。 [0072] 以下为具体地实施例。 [0073] 实施例1 [0074] 请参阅图1、图2及图4，本实施例提供一种时间指示装置，包括层叠设置的基材层10及基底层20，基底与基材层10的层边缘密封连接，基材层10与基底层20之间设有空腔11及指示区域12，指示区域12一端与空腔11连接，另一端与外界连接，空腔11内设置有第一反应物30及第二反应物40，指示区域12内设置有第三反应物50。 [0075] 在本实施方式中，第一反应物30由第一反应油墨印刷干燥得到，以质量份计，制备该第一反应油墨的原料包括：20份的水性丙烯酸乳液(压敏胶粘剂)、5份的硫酸铵(铵盐)以及30份的水(第一溶剂)。 [0076] 第二反应物40由第二反应油墨印刷干燥得到，第二反应油墨通过市售的白色水性油墨中加入氢氧化钠(碱)得到。 [0077] 第三反应物50由第三反应油墨印刷干燥得到，以质量份计，制备该第三反应油墨的原料包括：15份的水性丙烯酸树脂(连接料)，3份的盐酸(吸附材料)，0.1份的石蕊(PH值指示剂)。 [0078] 上述时间指示装置，激活前，第一反应物30与第二反应物40隔离设置，指示装置处于休眠状态，使用时，按压空腔11顶部激活时间指示装置，此时，第一反应物30与第二反应物40充分接触，随着分子迁移，第一反应物30与第二反应物40发生缓慢且持续的化学反应，并生成敏感气体，使空腔11内产生正压，敏感气体在正压的作用下将通过微孔在第三反应物50上扩散，扩散过程中，敏感气体与第三反应物50发生变色反应，变色反应的长度可用于指示时间进程。 [0079] 上述时间指示装置的有益效果包括：采用第一反应物30与第二反应物40生成的敏感气体作为指示剂，气体分子的运动速度受温度变化影响较小，因而可大幅提升时间指示装置的指示精度。 [0080] 实施例2 [0081] 请参阅图3，本实施例提供的时间指示装置与实施例1提供的时间指示装置相似，不同之处在于： [0082] (1)基底层20远离基材层10的一侧还设置有胶粘层60及离型层70； [0083] (2)以质量份计，制备该第一反应油墨的原料包括：35份的水性丙烯酸乳液(压敏胶粘剂)、7.5份的碳酸铵(铵盐)以及35份的水(第一溶剂)； [0084] (3)第二反应油墨中加入的碱为氢氧化钾，且其二反应油墨中还包括少量的甘油(吸湿剂)。 [0085] (4)以质量份计，制备该第三反应油墨的原料包括：22.5份的水性丙烯酸树脂(连接料)，4份的盐酸(吸附材料)，1份的溴甲酚紫(PH值指示剂)。 [0086] 上述时间指示装置，一方面，第二反应油墨中设置有吸湿剂，使得第二反应物40中保持较高的含水量，由于时间指示装置的变色速率与敏感气体在空腔11内产生的正压呈正相关，即，敏感气体在空腔11内产生的正压越高，其在第三反应物50上的运动速度越快，进而引起第三反应物50的变色程度也越高，因此，通过控制第一反应物30与第二反应物40的反应速度，可控制空腔11内敏感气体的正压，进而控制时间指示装置的变色速率。另一方面，通过设置胶粘层60和离型层70，可方便的将时间指示装置粘贴在物品表面上。 [0087] 实施例3 [0088] 本实施例提供的时间指示装置与实施例2提供的时间指示装置相似，不同之处在于： [0089] (1)以质量份计，制备该第一反应油墨的原料包括：50份的水性丙烯酸树脂(压敏胶粘剂)、10份的碳酸氢铵(铵盐)以及40份的水(第一溶剂)； [0090] (2)第二反应油墨中加入的碱为氢氧化钙； [0091] (3)以质量份计，制备该第三反应油墨的原料包括：30份的水性丙烯酸树脂(连接料)，5份的硝酸(吸附材料)，2份的溴百里香酚蓝(PH值指示剂)。 [0092] (4)基材层10的上表面设置有遮盖层，遮盖层在指示区域12的上方镂空设置，遮盖层远离基材层10的一侧还设置有图文层，图文层包括时间指示标尺，时间指示标尺设置于遮盖层镂空部位的边缘。 [0093] 上述时间指示装置，通过设置指示标尺，使用户可通过比对第三反应物50的变色情况，直观判断当前的时间进程。 [0094] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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