专利名称：温度指示卡及其制造方法
技术领域：
本发明系关于一种湿度指示卡及其制造方法，特别关于一种具有含镍化合物之湿度指示卡及其制造方法。
背景技术：
湿度指示卡是用来指示产品包装容器内相对湿度大小的，一般以氯化亚钴作为吸湿变色的主要材料。然而，由于氯化亚钴系为有毒的化学化质且被归类为第二类的致癌物 (接触量超过IOOppm则易引发癌症)；另外，不同的物品对湿度的感受性、容忍度皆不同，故需发展符合环保法规并具不同变色速率之材料配方，以利不同需求之使用。美国专利2，460，072及2，460，067揭露以氯化铜或溴化铜作为湿度指示材料，然而含有该等氯化物材料同样具有毒性且不符合环保需求。美国专利6，663，679揭露以有颜色的指示材料为基底，其上覆盖会吸湿潮解之盐类，藉由盐类潮解，显露出的指示材料颜色来达到指示湿度变化的目的，但此方式仅用于不可逆之指示。美国专利6753184及6927063中揭露使用含铁的化合物作为湿度指示材料，然而含有该等含铁化合物的湿度指示材料其颜色变化程度并不明显，无法达到可清楚判别湿度的目的，且需要一较高的制程温度(145°C)及较长的制程时间(16小时)。因此，目前业界仍需要一种不具毒性且具明显颜色变化的材料，以应用于湿度指不卡。
发明内容
本发明系关于一种可重复使用无钴无卤之湿度指示卡，除符合目前环保法规外， 在吸附湿气后亦具有明显的颜色变化。此外，本发明亦关于该湿度指示卡的制造方法，其符合现有工厂制程，可直接上线制作，且制程简单、便宜、易于控制。本发明提供一种湿度指示卡，包含一基底；以及，一复合材料，配置于该基底之一区域上，其中该复合材料包含一亲水性高分子、及一含镍化合物。本发明亦提供一种湿度指示卡的制造方法，包含配制一含镍化合物之水溶液； 添加一亲水性高分子(或亲水性高分子溶液)于该含镍化合物之水溶液中，获得一组合物； 将该组合物滴加于一基底上；以及，烘干该基底。。以下藉由数个实施例并配合所附图式，以更进一步说明本发明之方法、特征及优点，但并非用来限制本发明之范围，本发明之范围应以所附之申请专利范围为准。
图1系为本发明一实施例所述之湿度指示卡的示意图。图2系为图1所示之湿度指示卡的部份放大图。图3系为本发明一实施例所述吸收水气后之湿度指示卡的部份放大图。
图'4系显示实施例1-3所述之湿度指示卡其干燥及吸收水气后的照片。
图5系显示实施例5-10所述之湿度指示卡其吸收水气后的照片。
符号说明
2 -虚线区块；
10 基底；
12 区域；
14 复合材料；
16 亲水性高分子；
18 含镍化合物；以及
100湿度指示卡。
具体实施例方式本发明提供一种湿度指示卡，包含一基底；以及，一复合材料，配置于该基底之一区域上，其中该复合材料包含一亲水性高分子、及一含镍化合物。请参照图1，本发明所述之湿度指示卡100，可包含一基底10，该基底10具有一区域12。在该区域12内，系配置一复合材料14。请参照图2，系为在该区域12内之复合材料14虚线区块2的局部放大图。由图2可知，该复合材料14系由亲水性高分子16、及含镍化合物18所组成，其中该含镍化合物18系作为吸湿变色之材料，而添加亲水性高分子的目的在于利用高分子上之亲水结构，调控吸水速率，达到指示环境相对湿度的目标。当该湿度指示卡100在吸收环境的水气后，由于该含镍化合物18在吸收水气后会产生颜色的变化 (例如由黄棕色转变成蓝色)，请参照图3，因此可达到湿度指示的目的。本发明所使用之基底10，可为任何具有吸墨、快速干燥、及防止渗透性质之材质， 例如植物纸浆、化学纸浆、或其混合。该含镍化合物18可为具有镍金属之盐类，例如硫酸镍、醋酸镍、硝酸镍、碳酸镍、硫氰酸镍、硫化镍、或其组合。该亲水性高分子16可为具有亲水基团之高分子，该亲水基团可例如为羧酸基、醚基、羟基或酰胺基。基于上述，该亲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)、聚乙二醇二缩酸(PEG dicaid)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEG diacrylate)、聚乙烯醇(PVA)或其混合， 且该亲水性高分子之分子量可介于150 5000之间。值得注意的是，该复合材料所包含之亲水性高分子与含镍化合物的重量比例可视需要将以调整(亲水性高分子与含镍化合物的不同重量比可造成吸水速率的差异，可适用于不同环境，达到指示湿度的目的)，一般来说该亲水性高分子与含镍化合物之重量比介于 10至0. 2之间。若该亲水性高分子与含镍化合物之重量比超过10，会因两者的互溶性不佳， 造成混合不均勻的现象；反之，若该亲水性高分子与含镍化合物之重量比低于0. 2，由于亲水性高分子过少，色度差异不佳。此外，本发明亦提供上述湿度指示卡的制造方法。该湿度指示卡的制造方法包含以下步骤。首先，将一含镍化合物溶于水中，制配出一水溶液，其中该含镍化合物之重量百分比可介于2 60wt% (以该水溶液之总重为基准)。接着，将一亲水性高分子(或亲水性高分子溶液)添加于该含镍化合物水溶液中混合，得到一组合物，其中该亲水性高分子与含镍化合物之重量比介于10至0. 2之间。接着，将该组合物滴加于一基底之一预定区域
4内。由于所选用的基底系为具有吸墨、快速干燥、及防止渗透性质之材质，因此待该基底吸收该组合物后，该含镍化合物及该亲水性高分子可被配置于该预定区域内。接着，可对该基底进行一预烘烤，烘烤温度为50°C，烘烤时间可为30min。最后，对该基底进行一烘干制程， 其中该烘干制程的温度可为110 140°C，且烘干制程所需时间可小于30分钟，甚至可缩短至十分钟内。所得之湿度指示卡可重复使用。每次重复使用前，仅需在烘箱以140°C烘烤10 15分钟即可，不需预烘烤。为了让本发明之上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数实施例配合所附图示，作详细说明如下实施例1首先，取3. Og硫酸镍(NiSO4)将入7. Og水中，配置成30wt%的NiSO4水溶液。接着，将3. 3g聚乙二醇PEG200 (分子量为200)加入水中，配置成浓度为0. 2g/ml的水溶液。接着，将聚乙二醇PEG200水溶液与NiSO4水溶液混合(NiSO4与PEG200的重量比为1.1 1)， 并于70°C下混合10分钟。接着，将所得之组合物滴加于一指示卡纸上，于50°C预烘烤30 分钟，并在110°C下烘烤10分钟，得到本发明所述之湿度指示卡。实施例2-3实施例2系以实施例1所述之相同步骤进行，不过将NiSO4与PEG200的重量比改为1. 7 1 ；实施例3系以实施例1所述之相同步骤进行，不过将NiSO4与PEG200的重量比改为0.2 1。实施例4将实施例1-3所得之湿度指示卡置于一恒温恒湿箱内，并于23°C及50% RH下放置六十分钟，观察高分子对吸湿速率的影响。结果如图4所示。由图4可知，NiS04与PEG200 的重量比改变，可使材料的吸湿速率产生差异化。比较实施例1比较实施例1系以实施例1所述之相同步骤进行，不过不添加PEG200。实施例5-7实施例5-7系以实施例1-3所述之相同步骤进行，不过将以实施例1-3所使用的高分子聚乙二醇PEG200 (分子量为200)改为聚乙二醇PEG400 (分子量为400)。实施例8-10实施例8-10系以实施例1-3所述之相同步骤进行，不过将以实施例1-3所使用的高分子聚乙二醇PEG200 (分子量为200)改为聚乙二醇PEG4000 (分子量为4000)。实施例11将比较实施例1及实施例5-10所得之湿度指示卡置于一恒温恒湿箱内，并于23°C 及50% RH下放置六十分钟，观察高分子对吸湿速率的影响，结果如图5所示未添加高分子的湿度指示卡(比较实施例1)，约于置入恒温恒湿箱内后45分钟左右开始产生由肉眼可分辨的颜色变化，而其他添加高分子的湿度指示卡(实施例5-10)，则约可提早15分钟产生颜色变化，因此高分子的确可帮助吸水而加速颜色变化。此外，当所使用的高分子其分子量逐渐增加时，则会产生屏蔽现象，使硫酸镍接触湿气的速度减慢。因此，所使用的高分子其分子量越小，其亲水性较佳，吸水速度较快。基于上述，本发明所使用之亲水性高分子其分子量范围较佳系介于150 5000之间。实施例12-17实施例12-17系以实施例1所述之相同步骤进行，不过将以实施例1所使用的高分子聚乙二醇PEG200(分子量为200)分别改为聚乙二醇二缩酸(分子量为600)、聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量为575)、聚乙二醇PEG2000(分子量为2000)、聚乙烯醇(分子量为 2000)、聚丙烯酸(分子量为1800)、及聚丙烯酰胺(分子量为1500)。实施例18将比较实施例1及实施例12-17所得之湿度指示卡置于一恒温恒湿箱内，并于 23°C及70% RH下放置六十分钟，观察湿度指示卡的色度差异，结果如表1所示。表 权利要求
1.一种湿度指示卡，包含一基底；以及一复合材料，配置于该基底之一区域上，其中该复合材料包含一亲水性高分子、及一含镍化合物。
2.根据权利要求1所述的湿度指示卡，其中该亲水性高分子与含镍化合物之重量比介于10至0.2之间。
3.根据权利要求1所述的湿度指示卡，其中该含镍化合物包含硫酸镍、醋酸镍、硝酸镍、碳酸镍、硫氰酸镍、硫化镍、或其组合。
4.根据权利要求1所述的湿度指示卡，其中该亲水性高分子系具有亲水基团，其中该亲水基团包含羧酸基、醚基、羟基、酯基或酰胺基。
5.根据权利要求4所述的湿度指示卡，其中该亲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)、聚乙二醇二缩酸(PEG diacid)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEG diacrylate)、或其混合。
6.根据权利要求1所述的湿度指示卡，其中该亲水性高分子与含镍化合物之重量比介于10至0.2之间。
7.一种湿度指示卡的制造方法，包含配制一含镍化合物之水溶液；添加一亲水性高分子或亲水性高分子溶液于该含镍化合物之水溶液中，获得一组合物；将该组合物滴加于一基底上；以及烘干该基底。
8.根据权利要求7所述的湿度指示卡，其中该亲水性高分子与含镍化合物之重量比介于10至0.2之间。
9.根据权利要求7所述的湿度指示卡，其中该含镍化合物包含硫酸镍、醋酸镍、硝酸镍、碳酸镍、硫氰酸镍、硫化镍、或其组合。
10.根据权利要求7所述的湿度指示卡，其中该亲水性高分子系具有亲水基团，其中该亲水基团包含羧酸基、醚基、羟基、酯基或酰胺基。
11.根据权利要求10所述的湿度指示卡，其中该亲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)、聚乙二醇二缩酸(PEG diacid)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEG diacrylate)、或其混合。
12.根据权利要求7所述的湿度指示卡，其中该亲水性高分子与含镍化合物之重量比介于10至0.2之间。
全文摘要
本发明提供一种湿度指示卡及其制造方法。该湿度指示卡包含一基底；以及，一复合材料，配置于该基底之一区域上，其中该复合材料包含一亲水性高分子、及一含镍化合物。
文档编号G01N21/81GK102539429SQ20101061963
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者周子琪, 潘信宏, 简仁德 申请人:财团法人工业技术研究院