專利名稱：溫度指示卡及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于一種濕度指示卡及其制造方法，特別關(guān)于一種具有含鎳化合物之濕度指示卡及其制造方法。
背景技術(shù)：
濕度指示卡是用來指示產(chǎn)品包裝容器內(nèi)相對濕度大小的，一般以氯化亞鈷作為吸濕變色的主要材料。然而，由于氯化亞鈷系為有毒的化學化質(zhì)且被歸類為第二類的致癌物 (接觸量超過IOOppm則易引發(fā)癌癥)；另外，不同的物品對濕度的感受性、容忍度皆不同，故需發(fā)展符合環(huán)保法規(guī)并具不同變色速率之材料配方，以利不同需求之使用。美國專利2，460，072及2，460，067揭露以氯化銅或溴化銅作為濕度指示材料，然而含有該等氯化物材料同樣具有毒性且不符合環(huán)保需求。美國專利6，663，679揭露以有顏色的指示材料為基底，其上覆蓋會吸濕潮解之鹽類，藉由鹽類潮解，顯露出的指示材料顏色來達到指示濕度變化的目的，但此方式僅用于不可逆之指示。美國專利6753184及6927063中揭露使用含鐵的化合物作為濕度指示材料，然而含有該等含鐵化合物的濕度指示材料其顏色變化程度并不明顯，無法達到可清楚判別濕度的目的，且需要一較高的制程溫度(145°C)及較長的制程時間(16小時)。因此，目前業(yè)界仍需要一種不具毒性且具明顯顏色變化的材料，以應用于濕度指不卡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明系關(guān)于一種可重復使用無鈷無鹵之濕度指示卡，除符合目前環(huán)保法規(guī)外， 在吸附濕氣后亦具有明顯的顏色變化。此外，本發(fā)明亦關(guān)于該濕度指示卡的制造方法，其符合現(xiàn)有工廠制程，可直接上線制作，且制程簡單、便宜、易于控制。本發(fā)明提供一種濕度指示卡，包含一基底；以及，一復合材料，配置于該基底之一區(qū)域上，其中該復合材料包含一親水性高分子、及一含鎳化合物。本發(fā)明亦提供一種濕度指示卡的制造方法，包含配制一含鎳化合物之水溶液； 添加一親水性高分子(或親水性高分子溶液)于該含鎳化合物之水溶液中，獲得一組合物； 將該組合物滴加于一基底上；以及，烘干該基底。。以下藉由數(shù)個實施例并配合所附圖式，以更進一步說明本發(fā)明之方法、特征及優(yōu)點，但并非用來限制本發(fā)明之范圍，本發(fā)明之范圍應以所附之申請專利范圍為準。


圖1系為本發(fā)明一實施例所述之濕度指示卡的示意圖。圖2系為圖1所示之濕度指示卡的部份放大圖。圖3系為本發(fā)明一實施例所述吸收水氣后之濕度指示卡的部份放大圖。
圖'4系顯示實施例1-3所述之濕度指示卡其干燥及吸收水氣后的照片。
圖5系顯示實施例5-10所述之濕度指示卡其吸收水氣后的照片。
符號說明
2 -虛線區(qū)塊；
10 基底；
12 區(qū)域；
14 復合材料；
16 親水性高分子；
18 含鎳化合物；以及
100濕度指示卡。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種濕度指示卡，包含一基底；以及，一復合材料，配置于該基底之一區(qū)域上，其中該復合材料包含一親水性高分子、及一含鎳化合物。請參照圖1，本發(fā)明所述之濕度指示卡100，可包含一基底10，該基底10具有一區(qū)域12。在該區(qū)域12內(nèi)，系配置一復合材料14。請參照圖2，系為在該區(qū)域12內(nèi)之復合材料14虛線區(qū)塊2的局部放大圖。由圖2可知，該復合材料14系由親水性高分子16、及含鎳化合物18所組成，其中該含鎳化合物18系作為吸濕變色之材料，而添加親水性高分子的目的在于利用高分子上之親水結(jié)構(gòu)，調(diào)控吸水速率，達到指示環(huán)境相對濕度的目標。當該濕度指示卡100在吸收環(huán)境的水氣后，由于該含鎳化合物18在吸收水氣后會產(chǎn)生顏色的變化 (例如由黃棕色轉(zhuǎn)變成藍色)，請參照圖3，因此可達到濕度指示的目的。本發(fā)明所使用之基底10，可為任何具有吸墨、快速干燥、及防止?jié)B透性質(zhì)之材質(zhì)， 例如植物紙漿、化學紙漿、或其混合。該含鎳化合物18可為具有鎳金屬之鹽類，例如硫酸鎳、醋酸鎳、硝酸鎳、碳酸鎳、硫氰酸鎳、硫化鎳、或其組合。該親水性高分子16可為具有親水基團之高分子，該親水基團可例如為羧酸基、醚基、羥基或酰胺基?；谏鲜?，該親水性高分子可包含聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚乙二醇二縮酸(PEG dicaid)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEG diacrylate)、聚乙烯醇(PVA)或其混合， 且該親水性高分子之分子量可介于150 5000之間。值得注意的是，該復合材料所包含之親水性高分子與含鎳化合物的重量比例可視需要將以調(diào)整(親水性高分子與含鎳化合物的不同重量比可造成吸水速率的差異，可適用于不同環(huán)境，達到指示濕度的目的)，一般來說該親水性高分子與含鎳化合物之重量比介于 10至0. 2之間。若該親水性高分子與含鎳化合物之重量比超過10，會因兩者的互溶性不佳， 造成混合不均勻的現(xiàn)象；反之，若該親水性高分子與含鎳化合物之重量比低于0. 2，由于親水性高分子過少，色度差異不佳。此外，本發(fā)明亦提供上述濕度指示卡的制造方法。該濕度指示卡的制造方法包含以下步驟。首先，將一含鎳化合物溶于水中，制配出一水溶液，其中該含鎳化合物之重量百分比可介于2 60wt% (以該水溶液之總重為基準)。接著，將一親水性高分子(或親水性高分子溶液)添加于該含鎳化合物水溶液中混合，得到一組合物，其中該親水性高分子與含鎳化合物之重量比介于10至0. 2之間。接著，將該組合物滴加于一基底之一預定區(qū)域
4內(nèi)。由于所選用的基底系為具有吸墨、快速干燥、及防止?jié)B透性質(zhì)之材質(zhì)，因此待該基底吸收該組合物后，該含鎳化合物及該親水性高分子可被配置于該預定區(qū)域內(nèi)。接著，可對該基底進行一預烘烤，烘烤溫度為50°C，烘烤時間可為30min。最后，對該基底進行一烘干制程， 其中該烘干制程的溫度可為110 140°C，且烘干制程所需時間可小于30分鐘，甚至可縮短至十分鐘內(nèi)。所得之濕度指示卡可重復使用。每次重復使用前，僅需在烘箱以140°C烘烤10 15分鐘即可，不需預烘烤。為了讓本發(fā)明之上述和其他目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉數(shù)實施例配合所附圖示，作詳細說明如下實施例1首先，取3. Og硫酸鎳(NiSO4)將入7. Og水中，配置成30wt%的NiSO4水溶液。接著，將3. 3g聚乙二醇PEG200 (分子量為200)加入水中，配置成濃度為0. 2g/ml的水溶液。接著，將聚乙二醇PEG200水溶液與NiSO4水溶液混合(NiSO4與PEG200的重量比為1.1 1)， 并于70°C下混合10分鐘。接著，將所得之組合物滴加于一指示卡紙上，于50°C預烘烤30 分鐘，并在110°C下烘烤10分鐘，得到本發(fā)明所述之濕度指示卡。實施例2-3實施例2系以實施例1所述之相同步驟進行，不過將NiSO4與PEG200的重量比改為1. 7 1 ；實施例3系以實施例1所述之相同步驟進行，不過將NiSO4與PEG200的重量比改為0.2 1。實施例4將實施例1-3所得之濕度指示卡置于一恒溫恒濕箱內(nèi)，并于23°C及50% RH下放置六十分鐘，觀察高分子對吸濕速率的影響。結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，NiS04與PEG200 的重量比改變，可使材料的吸濕速率產(chǎn)生差異化。比較實施例1比較實施例1系以實施例1所述之相同步驟進行，不過不添加PEG200。實施例5-7實施例5-7系以實施例1-3所述之相同步驟進行，不過將以實施例1-3所使用的高分子聚乙二醇PEG200 (分子量為200)改為聚乙二醇PEG400 (分子量為400)。實施例8-10實施例8-10系以實施例1-3所述之相同步驟進行，不過將以實施例1-3所使用的高分子聚乙二醇PEG200 (分子量為200)改為聚乙二醇PEG4000 (分子量為4000)。實施例11將比較實施例1及實施例5-10所得之濕度指示卡置于一恒溫恒濕箱內(nèi)，并于23°C 及50% RH下放置六十分鐘，觀察高分子對吸濕速率的影響，結(jié)果如圖5所示未添加高分子的濕度指示卡(比較實施例1)，約于置入恒溫恒濕箱內(nèi)后45分鐘左右開始產(chǎn)生由肉眼可分辨的顏色變化，而其他添加高分子的濕度指示卡(實施例5-10)，則約可提早15分鐘產(chǎn)生顏色變化，因此高分子的確可幫助吸水而加速顏色變化。此外，當所使用的高分子其分子量逐漸增加時，則會產(chǎn)生屏蔽現(xiàn)象，使硫酸鎳接觸濕氣的速度減慢。因此，所使用的高分子其分子量越小，其親水性較佳，吸水速度較快?；谏鲜?，本發(fā)明所使用之親水性高分子其分子量范圍較佳系介于150 5000之間。實施例12-17實施例12-17系以實施例1所述之相同步驟進行，不過將以實施例1所使用的高分子聚乙二醇PEG200(分子量為200)分別改為聚乙二醇二縮酸(分子量為600)、聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量為575)、聚乙二醇PEG2000(分子量為2000)、聚乙烯醇(分子量為 2000)、聚丙烯酸(分子量為1800)、及聚丙烯酰胺(分子量為1500)。實施例18將比較實施例1及實施例12-17所得之濕度指示卡置于一恒溫恒濕箱內(nèi)，并于 23°C及70% RH下放置六十分鐘，觀察濕度指示卡的色度差異，結(jié)果如表1所示。表 權(quán)利要求
1.一種濕度指示卡，包含一基底；以及一復合材料，配置于該基底之一區(qū)域上，其中該復合材料包含一親水性高分子、及一含鎳化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度指示卡，其中該親水性高分子與含鎳化合物之重量比介于10至0.2之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度指示卡，其中該含鎳化合物包含硫酸鎳、醋酸鎳、硝酸鎳、碳酸鎳、硫氰酸鎳、硫化鎳、或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度指示卡，其中該親水性高分子系具有親水基團，其中該親水基團包含羧酸基、醚基、羥基、酯基或酰胺基。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濕度指示卡，其中該親水性高分子包含聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚乙二醇二縮酸(PEG diacid)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEG diacrylate)、或其混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度指示卡，其中該親水性高分子與含鎳化合物之重量比介于10至0.2之間。
7.一種濕度指示卡的制造方法，包含配制一含鎳化合物之水溶液；添加一親水性高分子或親水性高分子溶液于該含鎳化合物之水溶液中，獲得一組合物；將該組合物滴加于一基底上；以及烘干該基底。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的濕度指示卡，其中該親水性高分子與含鎳化合物之重量比介于10至0.2之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的濕度指示卡，其中該含鎳化合物包含硫酸鎳、醋酸鎳、硝酸鎳、碳酸鎳、硫氰酸鎳、硫化鎳、或其組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的濕度指示卡，其中該親水性高分子系具有親水基團，其中該親水基團包含羧酸基、醚基、羥基、酯基或酰胺基。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的濕度指示卡，其中該親水性高分子包含聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚乙二醇二縮酸(PEG diacid)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEG diacrylate)、或其混合。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的濕度指示卡，其中該親水性高分子與含鎳化合物之重量比介于10至0.2之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種濕度指示卡及其制造方法。該濕度指示卡包含一基底；以及，一復合材料，配置于該基底之一區(qū)域上，其中該復合材料包含一親水性高分子、及一含鎳化合物。
文檔編號G01N21/81GK102539429SQ20101061963
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者周子琪, 潘信宏, 簡仁德 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院