專利名稱：時間歷程指示裝置、其配方及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種指示裝置，特別是關(guān)于一種時間歷程指示裝置、其配方及其形成方法。
背景技術(shù)：
人們一般認(rèn)為，只要食品仍在保存期限內(nèi)，就應(yīng)該是安全可食用的，但現(xiàn)實并非如此。例如保存食品的環(huán)境溫度過高、食品長時間直接接觸空氣、…等，都有可能造成細(xì)菌大量繁殖或食物腐敗，而影響人體健康。為了保護(hù)消費(fèi)者不誤食變質(zhì)食品，眾多企業(yè)與學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)競相投入研發(fā)能指示食品是否變質(zhì)的新型包裝技術(shù)，例如時間-溫度指示器(Time-Temperatureindicator，TTI)，其功能在于由顏色改變指示產(chǎn)品(例如食品)于倉儲、運(yùn)輸、銷售過程中的溫度和時間變化，它可以指示產(chǎn)品由制造完成到消費(fèi)者使用中間過程中的溫度變化和因溫度變化而引起的質(zhì)量下降程度，進(jìn)而保證產(chǎn)品的安全性。
目前已商業(yè)化的商品包含
3MTM、
OnVuTM…等，其工作原理有酵素催化、擴(kuò)散機(jī)制(diffusion)、固態(tài)聚合反應(yīng)(solid-state polymerization)…等，常有使用不便、價格昂貴缺點(diǎn)。有鑒于此，仍有必要發(fā)展新的時間歷程指示裝置，以符合使用方便、指示準(zhǔn)確以及降低生產(chǎn)成本的需求。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的發(fā)明背景中，為了克服傳統(tǒng)技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種新的時間歷程指示裝置、其配方及其形成方法。
本發(fā)明的一目的在于由氧化還原型化合物的還原態(tài)與氧化態(tài)兩者的色彩不同或是色階濃度不同，進(jìn)而改變指示層的色彩或是色階濃度，以指示時間歷程。隨著呈現(xiàn)還原態(tài)的氧化還原型化合物接觸環(huán)境中氧氣的時間增加，呈現(xiàn)氧化態(tài)的氧化還原型化合物數(shù)量也隨之增加，由此造成指示層的變化效果。
本發(fā)明的另一目的在于提供具有上述的氧化還原型化合物與光聚合單體或寡聚物的時間歷程指示配方，涂布此配方于所需基材后，由一光照程序不僅可以聚合上述光聚合單體或寡聚物以固化成形，同時可以光照還原原本呈氧化態(tài)的該氧化還原型化合物，以形成還原態(tài)的該氧化還原型化合物。據(jù)此，本發(fā)明能符合經(jīng)濟(jì)上的效益與產(chǎn)業(yè)上的利用性。
根據(jù)以上所述的目的，本發(fā)明揭示了一種時間歷程指示裝置，其特征在于，該時間歷程指示裝置包含 一基材，該基材包含下列族群中的一種陶瓷、金屬、塑料、紙類、織物；與 一形成于該基材上的指示層，其厚度小于或等于1000μm，該指示層包含一高分子基質(zhì)與一預(yù)先決定數(shù)量且呈現(xiàn)還原態(tài)的氧化還原型化合物，該氧化還原型化合物是由照光處理由氧化態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原態(tài)，其中，該氧化還原型化合物是分散于該高分子基質(zhì)中，該氧化還原型化合物具有下列性質(zhì)呈現(xiàn)還原態(tài)的該氧化還原型化合物與氧氣反應(yīng)形成氧化態(tài)的該氧化還原型化合物，且該氧化還原型化合物的還原態(tài)與氧化態(tài)兩者的色彩不同或是色階濃度不同；隨著該指示層中的呈現(xiàn)還原態(tài)的該氧化還原型化合物接觸環(huán)境中氧氣的時間增加，呈現(xiàn)氧化態(tài)的該氧化還原型化合物數(shù)量也隨之增加，由此改變該指示層的色彩或是色階濃度，并指示時間歷程。
其中上述的指示層厚度小于或等于300μm。
其中上述的高分子基質(zhì)是為光聚合高分子基質(zhì)。
其中上述的高分子基質(zhì)包含下列族群中的一種聚丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、聚酯、聚胺酯、聚烯、聚硅氧烷。
其中上述的高分子基質(zhì)是由至少一種親水性單體聚合而成，或是由至少一種親水性單體與其它疏水性單體共聚而成。
其中上述的高分子基質(zhì)是為聚丙烯酸酯，且由一具有至少一個極性基團(tuán)的丙烯酸酯單體與其它不含極性基團(tuán)的丙烯酸酯單體聚合而成。
其中上述的極性基團(tuán)包含下列族群中的一種羥基、醚基、胺基與酮基。
其中上述的氧化還原型化合物包含下列族群中的一種quinone-imine化合物、triarylmethane化合物、anthraquineone化合物及indigo化合物。
其中還包含一形成于該指示層上的保護(hù)層，其中，該保護(hù)層的至少一部份是為透明，以便于由外界觀察指示層的顏色變化。
其中上述的保護(hù)層的透明部分外圍區(qū)域是為一特定顏色，該特定顏色代表一預(yù)先決定的時間間隔，由比較該特定顏色與該指示層的顏色以判斷時間歷程是否超過該預(yù)先決定的時間間隔。
根據(jù)以上所述的目的，本發(fā)明揭示了一種時間歷程指示裝置的形成方法，其特征在于，該時間歷程指示裝置的形成方法包含 提供至少一種光聚合單體或寡聚物； 提供一預(yù)先決定數(shù)量且呈氧化態(tài)的氧化還原型化合物，其中，該氧化還原型化合物具有下列性質(zhì)呈現(xiàn)還原態(tài)的該氧化還原型化合物與氧氣反應(yīng)形成氧化態(tài)的該氧化還原型化合物，且該氧化還原型化合物的還原態(tài)與氧化態(tài)兩者的色彩不同或是色階濃度不同； 均勻混合一至少一種光起始劑、至少一種該光聚合單體或寡聚物與該預(yù)先決定數(shù)量的氧化還原型化合物，以形成一指示配方； 涂布該指示配方于一基材上以形成一中間層，其中，該基材包含下列族群中的一種陶瓷、金屬、塑料、紙類、織物，該中間層厚度小于或等于1000μm；與 對該中間層進(jìn)行一光照程序以固化形成一指示層，并形成該時間歷程指示裝置，其中，該中間層所含的該光起始劑與至少一種該光聚合單體或寡聚物進(jìn)行起始反應(yīng)與聚合反應(yīng)，且該中間層所含的呈氧化態(tài)的該氧化還原型化合物經(jīng)光照還原，以形成還原態(tài)的該氧化還原型化合物；隨著該指示層中的呈現(xiàn)還原態(tài)的該氧化還原型化合物接觸環(huán)境中氧氣的時間增加，呈現(xiàn)氧化態(tài)的該氧化還原型化合物數(shù)量也隨之增加，由此改變該指示層的色彩或是色階濃度，并指示時間歷程。
其中上述的光聚合單體或寡聚物是為親水性單體或寡聚物。
其中上述的至少一種光聚合單體或寡聚物包含至少一種親水性單體或寡聚物，以及其它疏水性單體或寡聚物。
其中上述的至少一種光聚合單體或寡聚物包含一具有至少一個極性基團(tuán)的丙烯酸酯單體與其它不含極性基團(tuán)的丙烯酸酯單體。
其中上述的極性基團(tuán)包含下列族群中的一種羥基、醚基、胺基與酮基。
其中上述的氧化還原型化合物包含下列族群中的一種quinone-imine化合物、triarylmethane化合物、anthraquineone化合物及indigo化合物。
其中上述的中間層厚度小于或等于300μm。
根據(jù)以上所述的目的，本發(fā)明揭示了一種時間歷程指示配方，其特征在于，該時間歷程指示配方包含 至少一種光起始劑； 至少一種光聚合單體或寡聚物；與 一預(yù)先決定數(shù)量且呈氧化態(tài)的氧化還原型化合物，其中，該氧化還原型化合物具有下列性質(zhì)呈氧化態(tài)的該氧化還原型化合物可以經(jīng)光照還原形成呈還原態(tài)的該氧化還原型化合物，呈現(xiàn)還原態(tài)的該氧化還原型化合物與氧氣反應(yīng)形成氧化態(tài)的該氧化還原型化合物，且該氧化還原型化合物的還原態(tài)與氧化態(tài)兩者的色彩不同或是色階濃度不同。
其中上述的光聚合單體或寡聚物是為親水性單體或寡聚物。
其中上述的至少一種光聚合單體或寡聚物包含至少一種親水性單體或寡聚物，以及其它疏水性單體或寡聚物。
其中上述的至少一種光聚合單體或寡聚物包含一具有至少一個極性基團(tuán)的丙烯酸酯單體與其它不含極性基團(tuán)的丙烯酸酯單體。
其中上述的極性基團(tuán)包含下列族群中的一種羥基、醚基、胺基與酮基。
其中上述的氧化還原型化合物包含下列族群中的一種quinone-imine化合物、triarylmethane化合物、anthraquineone化合物及indigo化合物。
為進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實施例及附圖詳細(xì)說明如后，其中 圖1A是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例中，時間歷程指示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖1B是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例中，另一種時間歷程指示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖 圖2是根據(jù)本發(fā)明的第三范例中，具有不同相對比例HEMA與TCDDA的時間歷程指示裝置隨時間變化的變色結(jié)果；與 圖3是根據(jù)本發(fā)明的第八范例中，時間歷程指示裝置放置于不同溫度條件下的變色結(jié)果。
具體實施例方式 本發(fā)明在此所探討的方向為一種時間歷程指示裝置及其形成方法。為了能徹底地了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳盡的步驟及其組成。顯然地，本發(fā)明的施行并未限定于該領(lǐng)域的技術(shù)者所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。另一方面，眾所周知的組成或步驟并未描述于細(xì)節(jié)中，以避免造成本發(fā)明不必要的限制。本發(fā)明的較佳實施例會詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述的外，本發(fā)明還可以廣泛地施行在其它的實施例中，且本發(fā)明的范圍不受限定，其以的后的專利范圍為準(zhǔn)。
本發(fā)明的第一實施例揭露一種時間歷程指示裝置，其包含一基材以及一形成于基材上的指示層(indicating layer)，其中上述的基材包含下列族群中的一種陶瓷、金屬、塑料、紙類、織物…等。其次，上述的指示層包含一高分子基質(zhì)(matrix)與一預(yù)先決定數(shù)量(predetermined amount)且呈現(xiàn)還原態(tài)的氧化還原型化合物(redox compound)，其是由照光處理由氧化態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原態(tài)，上述的氧化還原型化合物是分散于高分子基質(zhì)中，氧化還原型化合物具有下列性質(zhì)呈現(xiàn)還原態(tài)的氧化還原型化合物與氧氣反應(yīng)形成氧化態(tài)的氧化還原型化合物，且氧化還原型化合物的還原態(tài)與氧化態(tài)兩者的色彩(hue)不同或是色階濃度(color density)不同；隨著指示層中的呈現(xiàn)還原態(tài)的氧化還原型化合物接觸環(huán)境中氧氣的時間增加，呈現(xiàn)氧化態(tài)的氧化還原型化合物數(shù)量也隨之增加，由此改變指示層的色彩(hue)或是色階濃度(colordensity)，并指示時間歷程。
于本實施例中，上述指示層的厚度小于或等于1000μm，其較佳值小于或等于300m。此外，上述的高分子基質(zhì)的較佳材質(zhì)是為光聚合高分子，其包含下列族群中的一種聚丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、聚酯、聚胺酯、聚烯、聚硅氧烷。于本實施例的一較佳范例中，由于氧化還原型化合物的性質(zhì)較親水，為了均勻分散氧化還原型化合物于高分子基質(zhì)中，因此上述的高分子基質(zhì)是由至少一種親水性單體聚合而成，或是由至少一種親水性單體與其它疏水性單體共聚而成。
于本實施例的另一較佳范例中，上述的高分子基質(zhì)是為聚丙烯酸酯，且由一具有至少一個極性基團(tuán)的丙烯酸酯單體與其它不含極性基團(tuán)的丙烯酸酯單體聚合而成，其中，極性基團(tuán)包含下列族群中的一種羥基、醚基、胺基與酮基。上述的具有至少一個極性基團(tuán)的丙烯酸酯單體包含下列族群中的一種2-羥乙胺基丙烯酸酯(2-hydroxyethyl methacrylate，HEMA)、羥乙基丙稀酸脂(Hydroxyethyl Acrylate，HEA)、羥丙基丙稀酸脂(Hydroxypropyl Acrylate，HPA)、methoxy polyethylene glycol monoacrylate(MPEGMA)、methoxy polyethylene glycolmonomethacrylate(MPEGMMA)。
其它不含羥基的丙烯酸酯單體依照所含雙鍵數(shù)目，又可分為具有單一雙鍵的丙烯酸酯單體具有復(fù)數(shù)個雙鍵的丙烯酸酯單體。上述具有單一雙鍵的丙烯酸酯單體包含下列族群中的一種或其任意組合丙烯酸甲酯(Methylacrylate)、丙烯酸乙酯(Ethylacrylate)、丙烯酸丁酯(Butylacrylate)、丙烯酸辛酯(Octyl acrylate)、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸二甲胺乙酯、苯乙烯(Styrene)與醋酸乙烯(Vinyl Acetate)、isobornylmethacrylate(IBMA)。上述具有復(fù)數(shù)個雙鍵的丙烯酸酯單體包含下列族群中的一種或其任意組合乙二醇二甲基丙烯酸酯(ethylene glycol dimethacrylate，EGDMA)、1，3butylene glycol dimethacrylate(BGDMA)、propoxylated(2)neopentyl glycoldiacrylate(PONPGDA)、tricyclodecane dimethanoldiacrylate(TCDDA)、hydroxypivalaldehyde modifiedtrimethylolpropane diacrylate(HTPDA)、1，4-butane diol diacrylate(BDDA)、1，6-hexane dioldiacrylate(HDDA)、hexanediol dimethacrylate(HDDMA)、neopentylglycol diacrylate(NPGDA)、trimethylolpropane triacrylate(TMPTA)、ethoxylated(15)trimethylolpropone triacrylate[EO(15)TMPTA]、tris(2-hydroxy ethyl)isocyanurate triacrylate(TICTA)。
于本實施例中，上述的氧化還原型化合物的分子結(jié)構(gòu)具有共軛結(jié)構(gòu)，其可由照光處理由氧化態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原態(tài)，例如quinone-imine化合物、triarylmethane化合物、anthraquineone化合物及indigo化合物…等。此外，上述的氧化還原型化合物包含下列族群中的一種2，2’-dipyridin(complex with Ru)，nitro-o-phenantroline(nitroferroin，complexwith Fe2+)，1，10-phenantroline(ferroin，complex with Fe2+)，N-phenylantranyl acid(2-diphenylamin carboxylic acid)，5，6-dimethyl-1，10-phenantrolin(complex with Fe2+)，2，2’-dipyridine(complex with Fe2+)，sodium(orbarium)diphenylaminsulfonate，3，3’-dimetoxybenzidine(o-dianisidine)，diphenylamine，diphenylbenzidine，n-ethoxychrysoidin，variamine blue，indiamine，2，6-dibromindophenol(2，6-dibromobenzolindophenol，Na-salt)，2，6-dichlorindophenol(2，6-dichlorbenzol indophenol，Na-salt)，o-cresolindophenol(Na-salt)，toluylene blue，thionine(Lauth’s violet)，thiazine blue，toluidine blue，tionol，methylene blue，indigo-5，5’，7，7’-tetrasulfo-acid，indigo-5，5’，7-threesulfo-acid，indigo-5，5’-disulfo-acid(indigo carmine)，indigo-5-monosulfo-acid，phenosafranine，safranine T，neutral red。
參考圖1A所示，于本實施例的又一較佳范例中，上述的時間歷程指示裝置包含一基材110、一形成于基材110上的指示層120以及一形成于指示層120上的保護(hù)層130，其中，保護(hù)層130的至少一部份是為透明，以便于由外界觀察指示層120的顏色變化。上述的保護(hù)層的材質(zhì)是為半透明至透明高分子材質(zhì)，例如聚丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯(PC)、聚酯(如PET)、聚胺酯、聚烯、聚硅氧烷(silicone)，較佳的是，保護(hù)層材質(zhì)是為光聚合高分子。設(shè)置保護(hù)層的目的除了避免外力損傷指示層，還具有調(diào)整氧氣通量的功能，藉此調(diào)整指示層的變色時間。
參考圖1B所示，于本實施例的再一較佳范例中，上述的保護(hù)層130的透明部分130A外圍區(qū)域130B是為一特定顏色，特定顏色代表一預(yù)先決定的時間間隔，由比較特定顏色與指示層120的顏色以判斷時間歷程是否超過預(yù)先決定的時間間隔。
實際上使用時，本發(fā)明所提供的時間歷程指示裝置預(yù)先放置于一密閉空間內(nèi)，由移除密閉空間外側(cè)的封條、外蓋、外包裝…等密閉物后，外界環(huán)境的氧氣才能夠接觸本發(fā)明所提供的時間歷程指示裝置，由此開始進(jìn)行計時的程序。如前所述，針對不同應(yīng)用其所需的時間間隔也不同，可以根據(jù)一預(yù)先決定的時間間隔給定一特定顏色，由比較該特定顏色與該指示層的顏色以判斷時間歷程是否超過該預(yù)先決定的時間間隔。
本發(fā)明的第二實施例揭露一種時間歷程指示裝置的形成方法，首先提供至少一種光聚合單體或寡聚物，以及提供一預(yù)先決定數(shù)量(predetermined amount)且呈氧化態(tài)的氧化還原型化合物(redox compound)，其具有下列性質(zhì)呈現(xiàn)還原態(tài)的氧化還原型化合物與氧氣反應(yīng)形成氧化態(tài)的氧化還原型化合物，且氧化還原型化合物的還原態(tài)與氧化態(tài)兩者的色彩(hue)不同或是色階濃度(color density)不同。其次，均勻混合一光起始劑、至少一種上述的光聚合單體或寡聚物與上述的預(yù)先決定數(shù)量的氧化還原型化合物，以形成一指示配方。接著，涂布指示配方于一基材上以形成一中間層。然后，對中間層進(jìn)行一光照程序以固化形成一指示層，并形成時間歷程指示裝置，其中，中間層所含的光起始劑與至少一種光聚合單體或寡聚物進(jìn)行起始反應(yīng)與聚合反應(yīng)，且中間層所含的呈氧化態(tài)的氧化還原型化合物經(jīng)光照還原，以形成還原態(tài)的氧化還原型化合物；隨著指示層中的呈現(xiàn)還原態(tài)的氧化還原型化合物接觸環(huán)境中氧氣的時間增加，呈現(xiàn)氧化態(tài)的氧化還原型化合物數(shù)量也隨之增加，由此改變指示層的色彩(hue)或是色階濃度(color density)，并指示時間歷程。
于本實施例中，上述的光聚合單體或寡聚物可以為親水性單體或寡聚物，或是包含至少一種親水性單體或寡聚物，以及其它疏水性單體或寡聚物。于本實施例的一較佳范例中，上述的至少一種光聚合單體或寡聚物包含一具有至少一個極性基團(tuán)的丙烯酸酯單體與其它不含極性基團(tuán)的丙烯酸酯單體，其中，極性基團(tuán)包含下列族群中的一種羥基、醚基、胺基與酮基。此外，上述的具有至少一個極性基團(tuán)的丙烯酸酯單體、其它不含羥基的丙烯酸酯單體、氧化還原型化合物、基材的選擇與第一實施例相同。
于本實施例的光照程序中，隨著中間層厚度增加，光線強(qiáng)度隨之衰減，當(dāng)中間層厚度到達(dá)某一程度后，靠近下方(接近基材處)無法接收足夠的光強(qiáng)度，可能造成分布于此處的氧化還原型化合物無法由氧化態(tài)轉(zhuǎn)變成還原態(tài)。因此，本實施例的中間層厚度需小于或等于1000μm，其較佳厚度小于或等于300μm，目的是為了確保大部分的氧化還原型化合物都能由光照程序轉(zhuǎn)變成還原態(tài)。
本發(fā)明的第三實施例揭露一種時間歷程指示配方，其包含一光起始劑、至少一種光聚合單體或寡聚物與一預(yù)先決定數(shù)量(predetermined amount)且呈氧化態(tài)的氧化還原型化合物(redox compound)，其中，該氧化還原型化合物具有下列性質(zhì)呈氧化態(tài)的該氧化還原型化合物可以經(jīng)光照還原形成呈還原態(tài)的該氧化還原型化合物，呈現(xiàn)還原態(tài)的該氧化還原型化合物與氧氣反應(yīng)形成氧化態(tài)的該氧化還原型化合物，且該氧化還原型化合物的還原態(tài)與氧化態(tài)兩者的色彩(hue)不同或是色階濃度(color density)不同。此外，上述的光聚合單體或寡聚物以及氧化還原型化合物的選擇如第一實施例所述。
第一范例 一種時間歷程指示配方如表一所示 表一 將表一的配方均勻攪拌10分鐘以形成一藍(lán)色溶液。接著，由一棒狀物沾取藍(lán)色溶液并形成一厚度100μm的藍(lán)色薄膜于一玻璃基材上。然后，于氮?dú)鈿夥罩杏勺贤饩€照射上述藍(lán)色薄膜10分鐘以轉(zhuǎn)變成-黃色薄膜，由此形成時間歷程指示裝置。當(dāng)此裝置開始接觸氧氣后即逐漸開始變色(黃色→藍(lán)色)，約4天后完全變色。
第二范例 操作流程與第一范例相同，但是調(diào)整配方成分中的Methylene Blue含量如表二中的樣品A、B、C、D，其裝置變色結(jié)果顯示于表二中。
表二
第三范例 操作流程與第一范例相同，但是調(diào)整配方成分中的HEMA與TCDDA的相對比例如表三所示。
表三 參考圖2所示，當(dāng)TCDDA占了70等分時，變色速度相當(dāng)快速，約3天即完全變色；當(dāng)HEMA與TCDDA(親水性與疏水性丙烯酸酯)兩者等分相同時，其完全變色時間約需4天；當(dāng)HEMA提升至70等分時，其變色速度更慢，約6天還不會完全變色。
第四范例 操作流程與第一范例相同，但是以EO(15)TMPTA置換配方成分中的TCDDA如表四所示，HEMA與EO(15)TMPTA皆為親水性丙烯酸酯。
表四 所制成的時間歷程指示裝置開始接觸氧氣數(shù)分鐘后即逐漸開始變色，約3小時后完全變色。
第五范例 與第四范例相似，以不同疏水性丙烯酸酯置換配方成分中的TCDDA如表五所示，其變色情形與時間顯示于表五中。
表五 第六范例 操作流程與第一范例相同，但是調(diào)整配方成分中的薄膜厚度為50，75，100，150，200，250與300μm。經(jīng)UV光照射后，膜厚為50，75，100，150與200μm的薄膜顏色為黃色，較厚膜材(250與300μm)是為淡灰藍(lán)色，所有的膜材皆于4天后完全變色，且具有相同的最終顏色。
第七范例 將第一范例所制成的時間歷程指示裝置放置于不同濕度條件下相對濕度44％，58％，76％，90％與99％，發(fā)現(xiàn)相對濕度并不會影響時間歷程指示裝置的變色情形。
第八范例 參考圖3所示，將第一范例所制成的時間歷程指示裝置放置于不同溫度條件下A(+4℃)，B(+20℃)，C(+40℃)，可以發(fā)現(xiàn)A的完全變色時間約5天，B的完全變色時間約4天，C的完全變色時間約2天，隨著環(huán)境溫度升高，指示裝置的變色速度越快。此外，樣品A與樣品B的最終顏色相同，而樣品C的最終顏色是為較干凈的藍(lán)色，推測原因為高溫下Methylene Blue在丙烯酸酯內(nèi)的分散程度較佳。
第九范例 操作流程與第一范例相同，但改變指示層基質(zhì)成分與保護(hù)層成分，保護(hù)層是藉由不同丙烯酸酯與4％的起始劑(Irgacure651)所反應(yīng)形成，其厚度為100μm，不同時間歷程指示裝置變色情形與時間顯示于表六中。
表六
在上述本發(fā)明的實施例中，本發(fā)明由氧化還原型化合物的還原態(tài)與氧化態(tài)兩者的色彩不同或是色階濃度不同，進(jìn)而改變指示層的色彩或是色階濃度，以指示時間歷程。隨著呈現(xiàn)還原態(tài)的氧化還原型化合物接觸環(huán)境中氧氣的時間增加，呈現(xiàn)氧化態(tài)的氧化還原型化合物數(shù)量也隨之增加，由此造成指示層的變化效果。另一方面，本發(fā)明提供了具有上述的氧化還原型化合物與光聚合單體或寡聚物的時間歷程指示配方，涂布此配方于所需基材后，由一光照程序不僅可以聚合上述光聚合單體或寡聚物以固化成形，同時可以光照還原原本呈氧化態(tài)的該氧化還原型化合物，以形成還原態(tài)的該氧化還原型化合物。據(jù)此，本發(fā)明能符合經(jīng)濟(jì)上的效益與產(chǎn)業(yè)上的利用性。
顯然地，依照上面實施例中的描述，本發(fā)明可能有許多的修正與差異。因此需要在其附加的權(quán)利要求項的范圍內(nèi)加以理解，除了上述詳細(xì)的描述外，本發(fā)明還可以廣泛地在其它的實施例中施行。上述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用以限定本發(fā)明的申請專利范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在下述申請專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種時間歷程指示裝置，其特征在于，該時間歷程指示裝置包含
一基材，該基材包含下列族群中的一種陶瓷、金屬、塑料、紙類、織物；與
一形成于該基材上的指示層，其厚度小于或等于1000μm，該指示層包含一高分子基質(zhì)與一預(yù)先決定數(shù)量且呈現(xiàn)還原態(tài)的氧化還原型化合物，該氧化還原型化合物是由照光處理由氧化態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原態(tài)，其中，該氧化還原型化合物是分散于該高分子基質(zhì)中，該氧化還原型化合物具有下列性質(zhì)呈現(xiàn)還原態(tài)的該氧化還原型化合物與氧氣反應(yīng)形成氧化態(tài)的該氧化還原型化合物，且該氧化還原型化合物的還原態(tài)與氧化態(tài)兩者的色彩不同或是色階濃度不同；隨著該指示層中的呈現(xiàn)還原態(tài)的該氧化還原型化合物接觸環(huán)境中氧氣的時間增加，呈現(xiàn)氧化態(tài)的該氧化還原型化合物數(shù)量也隨之增加，由此改變該指示層的色彩或是色階濃度，并指示時間歷程。
2.如權(quán)利要求1項所述的時間歷程指示裝置，其特征在于，其中上述的指示層厚度小于或等于300μm。
3.如權(quán)利要求1項所述的時間歷程指示裝置，其特征在于，其中上述的高分子基質(zhì)是為光聚合高分子基質(zhì)。
4.如權(quán)利要求1項所述的時間歷程指示裝置，其特征在于，其中上述的高分子基質(zhì)包含下列族群中的一種聚丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、聚酯、聚胺酯、聚烯、聚硅氧烷。
5.如權(quán)利要求1項所述的時間歷程指示裝置，其特征在于，其中上述的高分子基質(zhì)是由至少一種親水性單體聚合而成，或是由至少一種親水性單體與其它疏水性單體共聚而成。
6.如權(quán)利要求1項所述的時間歷程指示裝置，其特征在于，其中上述的高分子基質(zhì)是為聚丙烯酸酯，且由一具有至少一個極性基團(tuán)的丙烯酸酯單體與其它不含極性基團(tuán)的丙烯酸酯單體聚合而成。
7.如權(quán)利要求6項所述的時間歷程指示裝置，其特征在于，其中上述的極性基團(tuán)包含下列族群中的一種羥基、醚基、胺基與酮基。
8.如權(quán)利要求1項所述的時間歷程指示裝置，其特征在于，其中上述的氧化還原型化合物包含下列族群中的一種quinone-imine化合物、triarylmethane化合物、anthraquineone化合物及indigo化合物。
9.如權(quán)利要求1項所述的時間歷程指示裝置，其特征在于，其中還包含一形成于該指示層上的保護(hù)層，其中，該保護(hù)層的至少一部份是為透明，以便于由外界觀察指示層的顏色變化。
10.如權(quán)利要求9項所述的時間歷程指示裝置，其特征在于，其中上述的保護(hù)層的透明部分外圍區(qū)域是為一特定顏色，該特定顏色代表一預(yù)先決定的時間間隔，由比較該特定顏色與該指示層的顏色以判斷時間歷程是否超過該預(yù)先決定的時間間隔。
11.一種時間歷程指示裝置的形成方法，其特征在于，該時間歷程指示裝置的形成方法包含
提供至少一種光聚合單體或寡聚物；
提供一預(yù)先決定數(shù)量且呈氧化態(tài)的氧化還原型化合物，其中，該氧化還原型化合物具有下列性質(zhì)呈現(xiàn)還原態(tài)的該氧化還原型化合物與氧氣反應(yīng)形成氧化態(tài)的該氧化還原型化合物，且該氧化還原型化合物的還原態(tài)與氧化態(tài)兩者的色彩不同或是色階濃度不同；
均勻混合一至少一種光起始劑、至少一種該光聚合單體或寡聚物與該預(yù)先決定數(shù)量的氧化還原型化合物，以形成一指示配方；
涂布該指示配方于一基材上以形成一中間層，其中，該基材包含下列族群中的一種陶瓷、金屬、塑料、紙類、織物，該中間層厚度小于或等于1000μm；與
對該中間層進(jìn)行一光照程序以固化形成一指示層，并形成該時間歷程指示裝置，其中，該中間層所含的該光起始劑與至少一種該光聚合單體或寡聚物進(jìn)行起始反應(yīng)與聚合反應(yīng)，且該中間層所含的呈氧化態(tài)的該氧化還原型化合物經(jīng)光照還原，以形成還原態(tài)的該氧化還原型化合物；隨著該指示層中的呈現(xiàn)還原態(tài)的該氧化還原型化合物接觸環(huán)境中氧氣的時間增加，呈現(xiàn)氧化態(tài)的該氧化還原型化合物數(shù)量也隨之增加，由此改變該指示層的色彩或是色階濃度，并指示時間歷程。
12.如權(quán)利要求11項所述的時間歷程指示裝置的形成方法，其特征在于，其中上述的光聚合單體或寡聚物是為親水性單體或寡聚物。
13.如權(quán)利要求11項所述的時間歷程指示裝置的形成方法，其特征在于，其中上述的至少一種光聚合單體或寡聚物包含至少一種親水性單體或寡聚物，以及其它疏水性單體或寡聚物。
14.如權(quán)利要求11項所述的時間歷程指示裝置的形成方法，其特征在于，其中上述的至少一種光聚合單體或寡聚物包含一具有至少一個極性基團(tuán)的丙烯酸酯單體與其它不含極性基團(tuán)的丙烯酸酯單體。
15.如權(quán)利要求14項所述的時間歷程指示裝置的形成方法，其特征在于，其中上述的極性基團(tuán)包含下列族群中的一種羥基、醚基、胺基與酮基。
16.如權(quán)利要求11項所述的時間歷程指示裝置的形成方法，其特征在于，其中上述的氧化還原型化合物包含下列族群中的一種quinone-imine化合物、triarylmethane化合物、anthraquineone化合物及indigo化合物。
17.如權(quán)利要求11項所述的時間歷程指示裝置的形成方法，其特征在于，其中上述的中間層厚度小于或等于300μm。
18.一種時間歷程指示配方，其特征在于，該時間歷程指示配方包含
至少一種光起始劑；
至少一種光聚合單體或寡聚物；與
一預(yù)先決定數(shù)量且呈氧化態(tài)的氧化還原型化合物，其中，該氧化還原型化合物具有下列性質(zhì)呈氧化態(tài)的該氧化還原型化合物可以經(jīng)光照還原形成呈還原態(tài)的該氧化還原型化合物，呈現(xiàn)還原態(tài)的該氧化還原型化合物與氧氣反應(yīng)形成氧化態(tài)的該氧化還原型化合物，且該氧化還原型化合物的還原態(tài)與氧化態(tài)兩者的色彩不同或是色階濃度不同。
19.如權(quán)利要求18項所述的時間歷程指示配方，其特征在于，其中上述的光聚合單體或寡聚物是為親水性單體或寡聚物。
20.如權(quán)利要求18項所述的時間歷程指示配方，其特征在于，其中上述的至少一種光聚合單體或寡聚物包含至少一種親水性單體或寡聚物，以及其它疏水性單體或寡聚物。
21.如權(quán)利要求18項所述的時間歷程指示配方，其特征在于，其中上述的至少一種光聚合單體或寡聚物包含一具有至少一個極性基團(tuán)的丙烯酸酯單體與其它不含極性基團(tuán)的丙烯酸酯單體。
22.如權(quán)利要求21項所述的時間歷程指示配方，其特征在于，其中上述的極性基團(tuán)包含下列族群中的一種羥基、醚基、胺基與酮基。
23.如權(quán)利要求18項所述的時間歷程指示配方，其特征在于，其中上述的氧化還原型化合物包含下列族群中的一種quinone-imine化合物、triarylmethane化合物、anthraquineone化合物及indigo化合物。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種時間歷程指示裝置，其包含一基材以及一形成于基材上的指示層。上述的指示層包含一高分子基質(zhì)與一預(yù)先決定數(shù)量且呈現(xiàn)還原態(tài)的氧化還原型化合物(redox compound)，上述的氧化還原型化合物是分散于高分子基質(zhì)中，氧化還原型化合物具有下列性質(zhì)呈現(xiàn)還原態(tài)的氧化還原型化合物與氧氣反應(yīng)形成氧化態(tài)的氧化還原型化合物，且氧化還原型化合物的還原態(tài)與氧化態(tài)兩者的色彩不同或是色階濃度不同；隨著指示層中的呈現(xiàn)還原態(tài)的氧化還原型化合物接觸環(huán)境中氧氣的時間增加，呈現(xiàn)氧化態(tài)的氧化還原型化合物數(shù)量也隨之增加，由此改變指示層的色彩或是色階濃度，并指示時間歷程。
文檔編號G04F13/00GK101196729SQ200610161959
公開日2008年6月11日 申請日期2006年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月8日
發(fā)明者林唯芳, 尤莉雅·加拉漢, 許勝豪 申請人:林唯芳, 李其儒