溼度指示器及其生產方法

2023-12-04 22:57:31 1

專利名稱：溼度指示器及其生產方法
技術領域：
本發明涉及進行顏色變化以致容易看到溼度增加的溼度指示器，以及溼度指示器 的生產方法。
背景技術：
作為封入到商品包裝內的乾燥劑，已常規使用含矽膠的小袋，並且所述小袋內具 有被稱為藍色凝膠的浸漬氯化鈷的矽膠作為用於了解乾燥狀態的指示劑。但是，由於鈷是 重金屬，從環境的觀點，已經期望不含鈷的溼度指示器。因此，本申請人已在專利文獻1提出具有顯色組合物的溼度指示器，所述顯色組 合物包含給電子顯色化合物、環境溫度下為固體的酸性化合物、具有潮解性能的物質和粘 合至基體如無紡布的樹脂粘結劑。當具有潮解性能的物質通過其周圍的溼氣而潮解，且給 電子顯色化合物通過溼氣而變色或脫色時，上述溼度指示器顯示溼度的增加。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 JP-A 2007-316058

發明內容
本發明要解決的問題在批量生產專利文獻1提出的溼度指示器的情況下，通過以下步驟來生產根據 凹版法(gravure method)等藉助連續地輥對輥(roll-to-roll)，在基材上印刷溼度指示 器用塗料，並切成規定大小，所述溼度指示器用塗料至少包含給電子顯色化合物、環境溫度 下為固體的酸性化合物、具有潮解性能的物質和水性樹脂乳液或水溶性高分子化合物水溶 液。這裡，由於上述塗料含有具有潮解性能的物質，如果印刷塗料乾燥後周圍溼度增 加，則顯色組合物吸收周圍溼氣以變得發粘，顯色組合物粘附至印刷側與其接觸的輥表面， 導致引起印刷不良如印刷不均勻或印刷遺漏(printing omission)的可能性。由於顯色組 合物含有酸性化合物，通過由具有潮解性能的物質吸收的溼氣與酸性化合物之間的化學反 應，存在引起輥(顯色組合物粘附至該輥)的腐蝕等的可能性，有必要進行粘附顯色組合物 的輥的頻繁維護。另外，當堆疊多個上述溼度指示器時，也存在引起粘連(blocking)的問題，這是 因為在顯色組合物中含有具有潮解性能的物質，相互堆疊的溼度指示器之一的顯色組合物 粘附至另一所述溼度指示器的背面。本發明解決了上述問題，提供通過以下能夠有效生產溼度指示器的方法在溼度 指示器的生產過程中，抑制已曾印刷並粘附至基材的顯色組合物粘附至印刷設備等的構 件，以防止印刷不良還減少印刷設備的維護頻率，並且提供根據上述方法的溼度指示器。本 發明也具有以下目的當堆疊多個印刷的溼度指示器時，防止此時的粘連。
用於解決問題的手段本發明的第一溼度指示器是如下的溼度指示器其是將印刷層負載在基材上形成 的，所述印刷層具有分散在所述顯色組合物中的微珠，其中顯色組合物至少包含給電子顯 色化合物、環境溫度下為固體的酸性化合物、具有潮解性能的物質和樹脂粘結劑，所述給電 子顯色化合物與所述酸性化合物反應以顯示規定顏色，以及所述印刷層在所述印刷層表面 上具有所述微珠的凸部。本發明的第一溼度指示器作為優選實施方案包括以下基材是多孔的，微珠由與 顯色組合物的任何構成組分不反應的材料形成，將樹脂膜層壓在基材背面上，溼度指示器 具有由至少覆蓋印刷層的樹脂形成的面塗層，所述面塗層具有分散在樹脂中的微珠且具有 由面塗層表面上的微珠形成的凸部，將由樹脂形成的透溼度調節層額外層壓在溼度指示器 的印刷層側上的最外表面上，以及將彩色墨層設置在印刷層和基材之間。本發明的第一溼度指示器的生產方法包括以下步驟在基材上印刷溼度指示器用 塗料，並加熱乾燥以形成具有分散在顯色組合物中的微珠的印刷層，所述溼度指示器至少 包含給電子顯色化合物、環境溫度下為固體的酸性化合物、具有潮解性能的物質、微珠以及 水性樹脂乳液或水溶性高分子化合物水溶液。本發明的第一溼度指示器的生產方法作為優選實施方案包括以下基材是多孔 的，微珠由與溼度指示器用塗料的任何構成組分不反應的材料形成，溼度指示器用塗料包 含水性樹脂乳液或水溶性高分子用交聯劑，將樹脂膜預先層壓在基材背面上，將所述溼度 指示器用塗料印刷在所述基材上並且加熱乾燥，並且塗布不溶性的樹脂基體形成的樹脂以 形成面塗層，從而至少覆蓋所述印刷層。本發明的第二溼度指示器是如下的溼度指示器其中在基材上負載由顯色組合物 形成的印刷層，所述顯色組合物至少包含給電子顯色化合物、環境溫度下為固體的酸性化 合物、具有潮解性能的物質和樹脂粘結劑，其中給電子顯色化合物與酸性化合物反應以顯 示規定顏色，所述印刷層覆蓋有具有分散在樹脂中的微珠的面塗層，以及面塗層在其表面 上具有由微珠形成的凸部。本發明的第二溼度指示器作為優選實施方案包括以下基材是多孔的，將樹脂膜 預先層壓在基材背面上，將由樹脂形成的透溼度調節層進一步層壓在面塗層上，以及將彩 色墨層設置在印刷層和基材之間。本發明的第二溼度指示器的生產方法包括以下步驟在基材上印刷溼度指示器用 塗料，所述溼度指示器至少包含給電子顯色化合物、環境溫度下為固體的酸性化合物、具有 潮解性能的物質以及水性樹脂乳液或水溶性高分子化合物水溶液，加熱乾燥以形成由顯色 組合物形成的印刷層；施塗具有分散於其中的微珠的不溶性樹脂基體以至少覆蓋所述印刷 層，從而形成具有分散在所述樹脂中的所述微珠的面塗層。本發明的第二溼度指示器的生產方法作為優選實施方案包括以下基材是多孔 的，將樹脂膜預先層壓在基材背面上。本發明的效果根據本發明的第一溼度指示器，由在基材上印刷的顯色組合物正面上的微珠形成 凸部，以致當印刷側與印刷設備的構件等接觸時，基本上抑制顯色組合物粘附至所述構件 表面。根據本發明，抑制印刷不良，也減少構件的維護頻率，並能夠有效生產溼度指示器。
藉助於凸部的存在，即使當堆疊多個溼度指示器時，相互堆疊的溼度指示器之一 的背面難以粘附至另一所述溼度指示器的印刷側，並且能夠減少粘連。根據本發明，面塗層在印刷層上的額外形成通過面塗層覆蓋微珠表面的顯色組合 物，並能夠更有效防止生產後的粘連。特別地，當將微珠與第二溼度指示器組合添加至面塗 層時，面塗層中的微珠也設置在不具有顯色組合物中的微珠的區域內，並能夠更好防止粘 連。根據本發明的第二溼度指示器，由包含具有潮解性能的物質的顯色組合物形成的 印刷層覆蓋有面塗層，以致即使當堆疊多個溼度指示器時，相互堆疊的溼度指示器之一的 背面也不直接與另一所述溼度指示器印刷層的顯色組合物接觸。另外，將微珠分散在面塗 層中，凸部通過正面上的微珠形成，以致背面與另一所述面塗層本身之間的接觸面積小，並 能夠防止粘連。


圖1是本發明的第一溼度指示器的一個實施方案的示意性截面圖。圖2是設置有面塗層的本發明的第一溼度指示器的一個實施方案的示意性截面 圖。圖3是本發明的第二溼度指示器的一個實施方案的示意性截面圖。圖4是組合本發明的第一溼度指示器和第二溼度指示器的一個實施方案的示意 性截面圖。圖5是具有設置有彩色墨層的本發明的第一溼度指示器的一個實施方案的示意 性截面圖。圖6是具有設置有彩色墨層的本發明的第二溼度指示器的一個實施方案的示意 性截面圖。圖7是具有設置有透溼度調節層的圖4的溼度指示器的一個實施方案的示意性截 面圖。圖8是具有設置有透溼度調節層的圖3的溼度指示器的一個實施方案的示意性截 面圖。附圖標記說明1 多孔基材2:印刷層3 微珠4 顯色組合物5 面塗層6 微珠7:樹脂8 彩色墨層10 樹脂膜11 透溼度調節層
具體實施例方式以下詳細描述本發明的溼度指示器及其生產方法。首先，參照使用根據輥對輥(roll-to-roll)法的印刷設備的生產實例，詳細描述 本發明的第一溼度指示器及其生產方法。本發明的第一溼度指示器具有印刷層，印刷層具有分散在顯色組合物中的微珠並 且負載在基材上，第一溼度指示器通過以下步驟來生產在基材上印刷包含規定組分和微 珠的溼度指示器用水性塗料並加熱乾燥溼度指示器。作為在本發明中使用的基材，如果通過粘合水性塗料並加熱乾燥所述塗料，在基 材的表面和內部，基材可負載含塗料組分的顯色組合物，則可使用任何材料。但是，多孔基 材如紙、布或無紡布等是優選的，不過由於紙具有紙粉和PH的缺點，優選使用長纖維無紡布。在本發明中使用的基材優選通過以下來使用在基材背面上預先堆疊樹脂膜，優 選堆疊聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。這是因為當通過根據輥對輥法印刷來生產本發明 的溼度指示器時，對基材施加拉伸和烘箱的熱溼度指示器，就容易拉伸，印刷後拉伸的基材 收縮從而可能引起外觀不良。當將樹脂膜堆疊在基材背面上時，即使將拉伸施加至基材也 防止收縮。此外，當在基材上印刷溼度指示器用塗料時，也能夠防止塗料通過樹脂膜滲出至 背面。作為在基材背面上堆疊樹脂膜的方法，優選使用層壓法。在根據本發明的基材背面上待堆疊的PET膜優選具有厚度為4 μ m至100 μ m。當 厚度為4 μ m以上時，能夠充分獲得防止基材拉伸的效果，但是當厚度為100 μ m以下時，溼 度指示器需要的透氣性不受幹擾。根據本發明的溼度指示器至少包含給電子顯色化合物、環境溫度下為固體的酸性 化合物、具有潮解性能的物質和樹脂粘結劑，並具有分散在顯色組合物中的微珠以構成印刷層。如果給電子顯色化合物是用酸引起顯色的化合物，則在本發明中使用的給電子顯 色化合物不限於特定一種，但是具體地優選使用隱色染料。例如，使用如果酸化則顯色或 引起顏色改變的PH指示劑、三芳基甲烷衍生物或熒烷衍生物等。具體實例是結晶紫內酯 (Crystal Violet Lactone)、3_ 二氫吲哚基_3_對-二甲基氨基苯基_6_ 二甲基氨基2_苯 並[c]呋喃酮、3-二乙基氨基-7-氯熒烷、2-(2-氟苯基氨基)-6-二乙基氨基熒烷、2-(2-氟 苯基氨基)-6-二正丁基氨基熒烷、3-二乙基氨基-7-環己基氨基熒烷、3-二乙基氨 基-5-甲基-7-叔丁基熒烷、3-二乙基氨基-6-甲基-7-苯胺基熒烷、3-二乙基氨基-6-甲 基-7-對-丁基苯胺基熒烷、3-環己基氨基-6-氯熒烷、2-苯胺基-3-甲基-6- (N-乙基-對 甲苯氨基)-熒烷、3-吡咯烷基-6-甲基-7-苯胺基熒烷、3-吡咯烷基-7-環己基氨基熒烷、 3-N-甲基環己基氨基-6-甲基-7-苯胺基熒烷、3-N-乙基戊基氨基-6-甲基-7-苯胺基熒 焼等。如果酸性化合物在環境溫度下為固態，則酸性化合物不限於特定一種，但其實例 包括草酸、丙二酸、檸檬酸、水楊酸、苯甲酸、硼酸和對甲苯磺酸等。在它們中，從在水中的高 溶解度的觀點，草酸、丙二酸和對甲苯磺酸是期望的。根據本發明的「環境溫度」表示在日 本工業標準(Japanese Industrial Standards) (JI S Z 8703)中規定的 20 攝氏度士 15 攝氏度(5至35攝氏度)。
如果它是具有潮解性能的物質，則具有潮解性能的物質不限於特定一種，但優選 鹽，更優選金屬鹽。具有潮解性能的物質的實例是氯化鎂、氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化 鍶、氯化鋇、硝酸鎂、硝酸鈣、硝酸鍶、硝酸鋇和溴化鎂等。在它們中，期望使用具有較小溫度 依賴性的潮解性能的物質，這是因為不論溫度的變化如何，都能夠發揮穩定的溼度指示能 力。具有較小溫度依賴性的潮解性能的物質的實例包括氯化鎂、氯化鈉和氯化鉀等。對於具有潮解性能的物質和酸性化合物的混合比例，以重量比計，優選溼度指示 器用塗料內的具有潮解性能的物質(作為水合物)酸性化合物=200 1至1 5，更優 選100 1至1 2。此外，塗料中給電子顯色化合物的含量在添加微珠前的塗料中優選為 0. 05至20. 0重量％，更優選0. 1至10. 0重量％。根據本發明，將上述給電子顯色化合物、酸性化合物和具有潮解性能的物質投入 到水性樹脂乳液或水溶性高分子化合物水溶液中，並充分攪拌以精細分散和/或溶解。樹脂乳液通過在不影響基材的程度下加熱乾燥來固化，從而變成負載上述組分的 樹脂粘結劑，並且與具有潮解性能的物質或酸性化合物不反應，另外，如果樹脂乳液是不會 由於上述組分的存在而聚集的水性乳液，則其不限於特定一種。另外，優選使用非離子乳 液，特別優選使用丙烯酸系乳液。另外，可優選使用弱陰離子乳液等。樹脂乳液可適當地在 用水稀釋的狀態下使用，通過適當選擇乳液濃度，可調節溼度指示器的顯色(coloring)程 度。作為水溶性高分子化合物，優選使用聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或羥 乙基纖維素(HEC)，且優選使用為1至20重量％的水溶液。在使用水溶性高分子化合物如 聚乙烯醇的情況下，當顯色組合物吸溼時，水溶性高分子化合物溶出，塗布面可能變得有些 發粘。因此，在本發明中，優選使用水性樹脂乳液。特別地，當使用水性樹脂乳液時，具有潮解性能的物質以均勻溶解在樹脂乳液的 水性溶劑中的狀態供給，以致具有潮解性能的物質以分子水平分散至樹脂粘結劑中，並且 在顯色組合物中也以微細且均勻的狀態存在。因此，具有潮解性能的物質也會通過與顯色 組合物接觸的微量溼氣而潮解，從而能夠使給電子顯色化合物變色。此外，當使用樹脂乳液 時，顯色組合物本身趨於吸溼。根據本發明，為了牢固固定微珠至基材，可將上述樹脂乳液或水溶性高分子化合 物用交聯劑添加至溼度指示器用塗料。例如，當將丙烯酸類乳液用作樹脂粘結劑時，優選使 用噁唑啉樹脂或環氧樹脂作為交聯劑。交聯劑的添加量為2至5重量份，相對於100重量 份樹脂乳液或水溶性高分子化合物水溶液。由於可以將環境溫度下為固體的酸性化合物均勻地精細分散或溶解在水性溶劑 如水性樹脂乳液或水溶性高分子化合物水溶液中，所以可使給電子顯色化合物在塗料中均 勻且良好顯色。因此，本發明的溼度指示器的顯色化合物可非常靈敏地檢測空氣中的溼氣。通過選擇具有在水中的高溶解度的酸性化合物，或通過提高給電子顯色化合物在 塗料中的分散性，將這些組分精細分散在樹脂粘結劑中，以致可提高樹脂粘結劑的物理強 度，和使顯色組合物難以從基材脫離(s印arate)。作為優選實施方案，本發明包括將有機溶劑添加至上述溼度指示器用塗料中的構 成。作為有機溶劑，優選使用以對水溶解度為5ml/100ml以上且通過加熱揮發的極性溶劑。具體地，優選使用甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1- 丁醇、2- 丁醇、2-甲基-1-丙醇、叔丁醇、 甲基乙基酮、乙酸乙酯、四氫呋喃、環己酮、丙酮和乙腈中的一種，或者含有它們中至少一種 的混合溶劑。在添加有機溶劑之前，將給電子顯色化合物、具有潮解性能的物質和酸性化合物 精細分散和/或溶解在水性樹脂乳液或水溶性高分子化合物水溶液中，以致各組分能夠均 勻地精細分散和/或均勻溶解在如上所述的塗料中。有機溶劑的添加量優選為10至100 體積份，基於100體積份的上述給電子顯色化合物、具有潮解性能的物質、酸性化合物和水 性樹脂乳液或水溶性高分子化合物水溶液。如果需要，在不損害本發明效果的範圍內，也可以向上述塗料中添加消泡劑和防 腐劑。在本發明中使用的微珠是由與顯色組合物的構成組分(即溼度指示器用塗料的 構成組分)不反應的材料形成的微珠。具體地，優選使用由丙烯酸類樹脂、聚氨酯樹脂或丙 烯酸聚氨酯樹脂形成的微珠，以體積平均粒徑計，為獲得本發明效果的粒徑優選為ι μ m至 IOum0當粒徑小於Iym時，難以形成具有足以防止顯色組合物與輥之間接觸的大小的凸 部，當粒徑超過10 μ m時，它是不期望的，這是因為微珠趨於從顯色組合物脫離，和顯色組 合物與微珠一起粘附至輥，當在商品用包裝中包含本發明的溼度指示器時，脫離的微珠可 能汙染所述商品。此外，在本發明中使用的微珠優選對通過顯色組合物顯示的顏色不產生影響，以 致微珠優選由無色材料形成。微珠的形狀優選具有較小的對基材表面的投影面積，從而明 顯觀察到顯色組合物的變色，因此橢圓形狀是優選的。將微珠以1至20重量％的比例添加至包含全部上述組分的溼度指示器用塗料中。 以下所述是不期望的當微珠的量過小時，防止顯色組合物與輥之間接觸的效果趨於變得 不充分，和當微珠的量過大時，除去微珠的層區域變小，可能變得難以了解顯色組合物的變 色。根據本發明，將上述溼度指示器用塗料在基材上印刷為規定設計，並加熱乾燥從 而固化顯色組合物，將具有分散在顯色組合物中的微珠的印刷層負載在基材上以獲得溼度 指示器，所述顯色組合物由以下組分形成在塗料中包含的給電子顯色化合物、具有潮解性 能的物質、酸性化合物和來源於樹脂乳液或水溶性高分子的樹脂粘結劑。給電子顯色化合 物與溼度指示器用塗料中的酸性化合物反應以顯示規定顏色。由於在與酸性化合物反應的 狀態下乾燥給電子顯色化合物，且給電子顯色化合物包含在顯色組合物中，因此顯色組合 物顯示當上述給電子顯色化合物與酸性化合物反應時獲得的規定顏色。作為在基材上印刷 上述塗料的方法，優選使用根據輥對輥法的凹版印刷，但在本發明中絕不限於此。作為加熱方法，可以適宜使用烘箱等。加熱溫度和加熱時間取決於基材的材料和 塗料組成，儘管是可變的，但優選在40至150攝氏度，更優選50至130攝氏度下進行加熱。 通過多次重複塗料的粘附與加熱乾燥，還可以負載規定量的顯色組合物。在乾燥的溼度指 示器中負載的顯色組合物的量優選為0. 3至100g/m2。可重複進行印刷和通過加熱的乾燥，以使得能夠形成具有規定厚度的顯色組合物 層(除微珠以外的區域)。根據本發明，當基材是多孔基材時，溼度指示器用塗料在印刷時進入多孔基材的孔中，以致印刷層覆蓋多孔基材表面，並且也進入基材的孔中以相互牢固地一體化。多孔基材在其表面上具有凹凸(irregularities)，從而設置塗料中的微珠以部分 配合多孔基材表面上的凸部，並通過顯色組合物牢固固定多孔基材和微珠。特別地，當將無 紡布用作基材時，設置微珠以部分配合構成無紡布的纖維之間的間隙，並通過顯色組合物 相互固定纖維和微珠。圖1是本發明的溼度指示器的優選實施方案的示意性截面圖，其中1表示多孔基 體，2表示印刷層，3表示微珠，4表示顯色組合物和10表示樹脂膜。如圖1中所示，因為顯 色組合物4在印刷時的流動性，覆蓋微珠3的顯色組合物4變得比在除微珠3以外的區域 上更薄。因此，即使當將微珠3的頂部與印刷設備的輥接觸時，粘附至輥的顯色組合物的量 也非常小。此外，除去微珠3的區域的顯色組合物4具有對於通過微珠3排除的部分增加 的厚度，容易獲得所述指示劑需要的厚度。當給電子顯色組合物與由基材負載的顯色組合物內的酸性化合物反應時，如上所 述獲得的本發明的溼度指示器顯示規定顏色。此外，當在配置本發明的溼度指示器的環境 中的溼氣增加和在顯色組合物中包含的具有潮解性能的物質通過吸收周圍水分而潮解時， 給電子顯色組合物與顯色組合物之間的反應物通過潮解導致的水溶液而潮解，通過顯色組 合物顯示的顏色變色(包括脫色)。該顏色變化表示在配置溼度指示器的環境中的溼氣已 增加。曾變色的顯色組合物可通過在烘箱中加熱等容易地恢復至具有變色之前的顏色。根據本發明的溼度指示器，通過分散在顯色組合物中的微珠抑制生產過程中顯色 組合物粘附至輥，即使當將所得溼度指示器卷繞至輥中時，也抑制相互堆疊的溼度指示器 之一的正面上的顯色組合物粘附至另一所述溼度指示器的背面，並減少粘連。根據本發明，為了進一步改進上述粘連防止效果，優選將溼度指示器用塗料印刷 和加熱乾燥，並施塗樹脂基體以覆蓋印刷層從而由此形成面塗層。在當在多孔基材表面上 形成稍後所述的透溼度調節層時多孔基材在其表面上具有粗糙凸凹，以及當將透溼度調節 層在印刷層上原樣層壓時強度變差的情況下，通過藉助在形成的面塗層上層壓透溼度調節 層的面塗層，使得多孔基材的表面凸凹均勻。因此，也獲得改進透溼度調節層的層壓強度的 效果。作為面塗層的形成方法，可使用已知方法如凹版塗布或線棒塗布等。通過簡單覆蓋印刷層，面塗層是充分的，所以面塗層厚度可以小。因此，不需要是 透明的但優選透明的，從而可容易地目視觀察到顯色組合物的變色。此外，必要的是當施塗 面塗層時印刷層是不溶性的。作為其中印刷層是不溶性的樹脂基體，優選使用丙烯酸類樹 脂。當面塗層過厚時，透氣性變低，抑制顯色組合物由於溼氣的變色。因此，面塗層厚度優 選為50 μ m以下。圖2是圖1的溼度指示器進一步設置有面塗層的結構的示意性截面圖，其中7表 示樹脂。如圖2中所示，印刷層2完全用樹脂7覆蓋，所以即使當堆疊溼度指示器時，溼度 指示器之一的背面也與另一溼度指示器的顯色組合物4不接觸，並更有效防止粘連。上述是使用輥對輥法印刷設備的實例，所以示例輥為顯色組合物接觸的印刷設備 構件，但根據本發明接觸顯色組合物的構件不限於輥。通過在基材上印刷溼度指示器用塗 料並通過加熱乾燥而形成顯色組合物後與所述顯色組合物接觸的任何構件也都防止根據 本發明的顯色組合物的粘附。參照溼度指示器卷繞至輥中的實例來描述粘連，但本發明並 不限於上述，當堆疊多個溼度指示器時也同樣適用。
以下詳細描述本發明的第二溼度指示器及其生產方法。本發明的第二溼度指示器包含由在基材上負載的顯色組合物形成的印刷層，印刷 層被具有分散在樹脂中的微珠的面塗層覆蓋，所述第二溼度指示器通過以下步驟來生產 在基材上印刷包含規定組分的溼度指示器用水性塗料，通過加熱乾燥，並施塗具有分散在 樹脂基體中的微珠的樹脂基體。根據本發明的上述第二溼度指示器與第一溼度指示器之間的結構差異是第一溼 度指示器具有分散在顯色組合物中的微珠，第二溼度指示器具有分散在面塗層中的微珠。 根據本發明，可將第一溼度指示器和第二溼度指示器組合構成如稍後所述的更優選的溼度 指不器。對於第二溼度指示器，基材、除去微珠的溼度指示器用塗料以及通過在基材上印 刷溼度指示器用塗料和通過加熱乾燥來形成顯色組合物的方法與對於第一溼度指示器的 那些相同，因此省略它們的描述。下面描述第二溼度指示器的面塗層。根據本發明的顯色組合物包含具有潮解性能的物質，所以當生產具有暴露的顯色 組合物的溼度指示器後並置於多個堆疊狀態下周圍溼度增加時，具有潮解性能的物質潮解 以使相互堆疊的溼度指示器之一的背面粘附至另一溼度指示器的顯色組合物，從而由此引 起粘連。根據本發明，印刷層覆蓋有面塗層以防止顯色組合物暴露至表面，由於通過微珠在 面塗層表面上形成凸部，相互堆疊的溼度指示器之一的背面與另一溼度指示器面塗層之間 的接觸面積非常小，因此能夠防止粘連。在多孔基材正面上形成稍後所述的透溼度調節層但多孔基材在其表面上具有粗 糙凸凹，以及當將透溼度調節層在印刷層上原樣層壓時強度變差的情況下，在形成的面塗 層上層壓透溼度調節層也提供改進透溼度調節層的層壓強度的效果，這是因為通過面塗層 使多孔基材的表面凸凹均勻。通過簡單覆蓋印刷層，面塗層是充分的，所以樹脂部分的厚度可以小。因此，不需 要是透明的但優選透明的，從而可容易地目視觀察到顯色組合物的變色。此外，必要的是當 施塗面塗層時印刷層是不溶性的。作為其中印刷層是不溶性的樹脂基體，優選使用丙烯酸 類樹脂。當面塗層過厚時，透氣性變低，抑制顯色組合物由於溼氣的變色。當面塗層過薄時， 微珠變得容易從面塗層脫離。因此，樹脂層的厚度優選為0. 1至50 μ m。分散在樹脂中的微珠由與當在印刷層上施塗面塗層時形成印刷層的材料或樹脂 基體不反應的材料製成，並優選是無色的，從而容易看到顯色組合物的變色。具體地，優選 使用由丙烯酸類樹脂、聚氨酯樹脂或丙烯酸聚氨酯樹脂形成的微珠。另外，為了形成良好的 凸部，優選微珠具有體積平均粒徑為1至10 μ m。如果粒徑小於1 μ m，不能形成具有適合高 度的凸部，如果粒徑超過 ο μ m，微珠變得容易從面塗層脫離，當在商品用包裝中包含本發 明的溼度指示器時，脫離的微珠可能汙染所述商品，這是不期望的。優選在面塗層中以0. 1 至20重量％含有微珠。作為根據本發明的面塗層的形成方法，可使用已知方法如凹版塗布或線棒塗布等。由於面塗層是用於防止顯色組合物導致的粘連的構件，所以面塗層僅覆蓋至少負 載顯色組合物的區域(印刷層)。
圖3是本發明的溼度指示器的示意性截面圖，其中1表示多孔基體，4表示顯色組 合物，5表示面塗層，6表示微珠，7表示樹脂和10表示樹脂膜。圖4示出通過與第一溼度 指示器組合而形成具有分散至顯色組合物4中的微珠3的印刷層2的實施方案。根據圖4 的結構，微珠6也在除印刷層2的微珠3區域以外的區域中設置，以增加每單位面積的微珠數。根據本發明，由於溼度指示器的印刷側覆蓋有在面塗層表面上具有凸部的面塗 層，所以當堆疊多個溼度指示器時可防止粘連的發生。因此，如在以下的情況即使當溼度指 示器卷繞至輥繞(rolled)狀態下，也能夠良好地防止粘連該情況為在將輥對輥法印刷設 備用於本發明的溼度指示器批量生產的情況。下面描述本發明的溼度指示器的更優選實施方案。作為通過本發明的溼度指示器更清楚地檢測溼度增加的實施方案，使用通過吸溼 脫色的顯色組合物，並在基材表面(在該表面側上印刷溼度指示器用塗料)上預先形成具 有與通過加熱乾燥的顯色組合物的顏色不同的顏色的彩色墨層。例如，當顯色組合物在吸 溼前是藍色時，將紅色墨施用至基材，且墨層覆蓋有顯色組合物。當其乾燥時顯色組合物是 藍色，當溼度增加時顯色化合物脫色，覆蓋有顯色組合物的紅色墨層變得可見。換句話說， 隨著溼度增加，溼度指示器將其顏色從藍色變為紅色，從而一看就檢測到溼度增加。當印刷 墨層至具有規定設計或字符時，更清楚地檢測溼度增加。圖5是在圖1的溼度指示器中形成彩色墨層的結構的示意性截面圖，其中8表示 彩色墨層。可通過組合圖2或圖4的面塗層構成此實施方案。圖6是圖3的溼度指示器設 置有彩色墨層的結構的示意性截面圖。可通過組合圖1的印刷層2構成圖6的實施方案。對於本發明的溼度指示器，優選應用如下實施方案在背面上形成粘合劑層，粘合 劑層表面覆蓋有剝離層(release layer)，使用時將剝離層剝離下來，溼度指示器藉助於粘 合劑層粘附至商品用包裝材料的內表面或含乾燥劑的袋。另外，也可原樣使用本發明的溼 度指示器作為乾燥劑用存儲袋。在這種情況下，僅在基材的一部分上形成印刷層，並將基材 形成為袋狀以容納其中的乾燥劑。作為所述乾燥劑，優選使用與溼度指示器的顯色組合物 不反應的矽膠。另外，本發明的溼度指示器優選應用如下實施方案將由樹脂形成的透溼度調節 層在印刷側的表面上或面塗層上(圖1或圖5的印刷層2上，圖2的樹脂7上，或者圖3、 圖4或圖6的面塗層5上)堆疊以控制表面透氣性，從而由此抑制顯色組合物由於溼度增 加的變色速度。作為所述透溼度調節層，優選使用具有適合透氣性且也具有以致顯色組合 物的變色容易可見的透明性的PET膜，其厚度優選在約4至100 μ m的範圍內。圖7是在圖 4的面塗層5上形成透溼度調節層11的實施方案的示意性截面圖，圖8是在圖3的面塗層 5上形成透溼度調節層11的實施方案的示意性截面圖。實施例(實施例1)將1重量份隱色染料「BLUE-63」(由Yamamoto Chemicals Inc.製造)、1重量份草 酸二水合物(由Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製造)和10重量份氯化鎂六水合 物添加至100重量份丙烯酸類乳液「DICNAL RS-308」(由Dainippon Ink and Chemicals制 造；40重量％固體組分)中，將它們攪拌以致變得均勻。進一步添加微珠(由Gifu ShellacManufacturing Co. ,Ltd.製造；丙烯酸聚氨酯微珠)以致所述微珠在最終塗料中的含量變 為表1中給出的數值，從而製備溼度指示器用塗料。將已知輥對輥法的印刷設備用於在具有厚度為0. 17mm和寬度為IOOcm的無紡布 (由Du Pont Kabushiki Kaisha製造，商品名「Tyvek」)上印刷上述塗料，所述無紡布具有 在其背面上層壓的厚度為25 μ m的PET膜。印刷設計是具有直徑為1. 5cm的填充其內側的圓。將此實施例的溼度指示器在23攝氏度和50%的溼度的環境中貯存一周，通過粘 連測試機觀察粘連狀態。結果示於表1中。根據以下標準判斷粘連狀態。〇非粘附。不存在粘附痕跡，且塗布面是脫離的。Δ 弱粘附。在幾處發現粘附痕跡，但塗布面無異常。X 難以剝離，且塗布面剝離。(實施例2)作為樹脂基體，將由Dainippon Ink and Chemicals 製造的 「Acrydic BZ-1161" 用3/7(重量比)的甲基乙基酮/甲苯稀釋以致具有根據Zahn cup No. 3的粘度為15至 17秒，施塗至實施例1的溼度指示器的印刷側，並在100攝氏度下乾燥，以形成具有厚度為 3μπι的面塗層。然後，以與實施例1中相同的方式觀察粘連狀態。結果示於表1中。(實施例3)除了將實施例1中使用的具有粒徑為4. Oym的微珠添加至實施例2的樹脂基體 以致變為5重量％之外，以與實施例2中相同的方式形成具有厚度為3 μ m的面塗層。以與 實施例1中相同的方式觀察粘連狀態。結果示於表1中。將通過從卷繞輥拉出並切出實施例1至3的各溼度指示器製備的樣品置於23攝 氏度和50%的溼度的環境中，藍色消失。[表1]
微珠的平均粒徑在塗料中 白勺添力口量面塗層在面塗層 中的微珠粘連性-甩有沒有X4 . Oym5重量％X有Δ%O10重量《浚有X有OψO7. 5pm5重量％沒有Δ有O右O10. Ιμπι5重量％mO有mOfO14. 7μπι5重量％O有O有O
(實施例4)將1重量份隱色染料「BLUE-63」 (由Yamamoto Chemicals Inc.製造)、1重量份 草酸二水合物(由Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製造)和10重量份氯化鎂六水 合物添加至100重量份丙烯酸類乳液「DICNAL RS-308」(由Dainippon Ink and Chemicals 製造；40重量％固體組分)中，並將它們攪拌以致變得均勻，從而由此製備溼度指示器用塗 料。使用已知輥對輥法的印刷設備用於在具有厚度為0. 17mm和寬度為IOOcm的無紡 布(由Du Pont Kabushiki Kaisha製造，商品名「Tyvek」)上印刷上述塗料，所述無紡布具 有在其背面上層壓的厚度為25 μ m的PET膜。印刷設計是具有直徑為1. 5cm的填充其內側 的圓。在100攝氏度下進行乾燥2秒，重複印刷和乾燥兩次。乾燥後，將微珠(由Gifu Shellac Manufacturing Co.，Ltd.製造；丙烯酸聚氨酯微珠)添加至樹脂基體(將由 Dainippon Ink and Chemicals 製造的 「Acrydic BZ-1161 」 用 3/7 (重量比)的甲基乙基 酮/甲苯稀釋以致具有根據Zahn cup No. 3的粘度為15至17秒)中，從而在最終塗料中 的含量變為表2中給出的數值。將樹脂基體施塗至無紡布的整個表面以覆蓋印刷側，並在 100攝氏度下乾燥從而形成面塗層。將此實施例的溼度指示器在23攝氏度和50%的溼度的環境中貯存一周，通過粘 連測試機觀察粘連狀態。結果示於表2中。根據以下標準判斷粘連狀態。〇非粘附。不存在粘附痕跡，且塗布面是脫離的。X 難以剝離，且塗布面剝離。將通過從卷繞輥拉出並切出此實施例的溼度指示器製備的樣品置於23攝氏度和 50%的溼度的環境中，藍色消失。[表 2]
微珠的平均粒徑 (μιη)添加量透明樹脂 層的厚度 (urn)粘連性無面塗層--X4. Ομιη5重霣％3O10O10重霣《3O10O7 · 5μιη5重置％3O10OlO.lpm5重置％3O10O14. 7μπι5重量％3O10O
1權利要求
1.一種溼度指示器，其是將印刷層負載在基材上形成的，所述印刷層具有分散在所述 顯色組合物中的微珠，其中顯色組合物至少包含給電子顯色化合物、環境溫度下為固體的 酸性化合物、具有潮解性能的物質和樹脂粘結劑，所述給電子顯色化合物與所述酸性化合 物反應以顯示規定顏色，以及所述印刷層在所述印刷層表面上具有所述微珠的凸部。
2.根據權利要求1所述的溼度指示器，其中所述基材是多孔的。
3.根據權利要求1或2所述的溼度指示器，其中所述微珠由與所述顯色組合物的任何 構成組分不反應的材料形成。
4.根據權利要求1-3任一項所述的溼度指示器，其中將樹脂膜層壓在所述基材的背面上。
5.根據權利要求1-4任一項所述的溼度指示器，其中所述溼度指示器具有由至少覆蓋 所述印刷層的樹脂形成的面塗層。
6.根據權利要求5所述的溼度指示器，其中所述面塗層具有分散在所述樹脂中的所述 微珠且在所述面塗層表面上具有由所述微珠形成的凸部。
7.根據權利要求1-6任一項所述的溼度指示器，其中將由樹脂形成的透溼度調節層額 外層壓在所述溼度指示器的所述印刷層側上的最外表面上。
8.根據權利要求1-7任一項所述的溼度指示器，其中將彩色墨層設置在所述印刷層和 所述基材之間。
9.一種溼度指示器的生產方法，所述方法包括以下步驟在基材上印刷溼度指示器用 塗料，並且加熱乾燥以形成具有分散在顯色組合物中的微珠的印刷層，所述溼度指示器至 少包含給電子顯色化合物、環境溫度下為固體的酸性化合物、具有潮解性能的物質、微珠以 及水性樹脂乳液或水溶性高分子化合物水溶液。
10.根據權利要求9所述的溼度指示器的生產方法，其中所述基材是多孔的。
11.根據權利要求9或10所述的溼度指示器的生產方法，其中所述微珠由與所述溼度 指示器用塗料的任何構成組分不反應的材料形成。
12.根據權利要求9-11任一項所述的溼度指示器的生產方法，其中所述溼度指示器用 塗料包含水性樹脂乳液或水溶性高分子用交聯劑。
13.根據權利要求9-12任一項所述的溼度指示器的生產方法，其中將樹脂膜預先層壓 在所述基材的背面上。
14.根據權利要求9-13任一項所述的溼度指示器的生產方法，其中將所述溼度指示器 用塗料印刷在所述基材上並且加熱乾燥，並且塗布不溶性的樹脂基體形成的樹脂以形成面 塗層，從而至少覆蓋所述印刷層。
15.根據權利要求14所述的溼度指示器的生產方法，其中將所述微珠分散在所述樹脂 基體中。
16.一種溼度指示器，其中將由顯色組合物形成的印刷層負載在基材上，所述顯色組合 物至少包含給電子顯色化合物、環境溫度下為固體的酸性化合物、具有潮解性能的物質和 樹脂粘結劑，其中所述給電子顯色化合物與所述酸性化合物反應以顯示規定顏色，所述印 刷層覆蓋有具有分散在樹脂中的微珠的面塗層，所述面塗層具有由在所述面塗層表面上的 微珠形成的凸部。
17.根據權利要求16所述的溼度指示器，其中所述基材是多孔的。
18.根據權利要求16或17所述的溼度指示器，其中將樹脂膜層壓在所述基材的背面上。
19.根據權利要求16-18任一項所述的溼度指示器，其中將由樹脂形成的透溼度調節 層進一步層壓在所述面塗層上。
20.根據權利要求16-19任一項所述的溼度指示器，其中將彩色墨層設置在所述印刷 層和所述基材之間。
21.一種溼度指示器的生產方法，所述方法包括以下步驟在基材上印刷溼度指示器 用塗料，所述溼度指示器至少包含給電子顯色化合物、環境溫度下為固體的酸性化合物、具 有潮解性能的物質以及水性樹脂乳液或水溶性高分子化合物水溶液；加熱乾燥以形成由顯 色組合物形成的印刷層；施塗具有分散於其中的微珠的不溶性樹脂基體以至少覆蓋所述印 刷層，從而形成具有分散在所述樹脂中的所述微珠的面塗層。
22.根據權利要求21所述的溼度指示器的生產方法，其中所述基材是多孔的。
23.根據權利要求21或22所述的溼度指示器的生產方法，其中將樹脂膜預先層壓在所 述基材的背面上。
全文摘要
一種溼度指示器，其包括顯色組合物，所述顯色組合物包含保持在多孔基材上的潮解材料，其中抑制已曾印刷並由此粘附至基材的顯色化合物粘附至印刷設備等的構件，從而由此防止印刷錯誤並減少印刷設備的維護頻率。此外，能夠由此防止在堆疊多個溼度指示器片材中出現的粘連。在顯色化合物(4)中，將與顯色化合物的構成組分不反應的微珠(3)分散以形成凸部。此外，顯色化合物(4)塗布有包含分散在樹脂(7)中的微珠(6)的面塗層(5)。
文檔編號G01N31/22GK102066922SQ20098012270
公開日2011年5月18日 申請日期2009年6月22日 優先權日2008年6月25日
發明者中坪邦夫, 大友仁, 小川達也 申請人:共同印刷株式會社