不可逆湿度指示卡制造技术

本发明专利技术涉及用于检测环境湿度的方法，其通过制备和使用具有活性层上的含可潮解材料的区域的卡，和湿度指示卡。本文还公开了与这种卡一起使用的制剂，以及在卡上分配具有溶液中的可潮解材料的组合物的方案，所述卡可用做不可逆湿度指示卡。

Irreversible humidity indicator card

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不可逆湿度指示卡交叉参考的相关申请本申请要求2017年6月9日提交的美国临时专利申请系列No.62/517229的优先权，其在此以其全部引入作为参考。
本专利技术的实施方案涉及通过提供含有溶液中的可潮解材料的组合物，来保护商业制品避免环境湿度的有害作用。将所述组合物分配到卡或者其它基底上来充当湿度指示器，其当容器、仓库、或者另外在这样的制品周围的环境中湿度已经超过预定阈值时进行检测。可潮解材料的溶液被加入到所述卡的预定区域，并且是对以相对湿度表示的环境湿度敏感的，所以当达到或者超过一定的阈值湿度持续足够的时间时，发生可检测的变化。这种变化可被人的视觉感受到或者可以由机器光学读取器传感。
技术介绍
许多商业制品被装运或储存在容器中。经过一段时间，周围环境中的以水蒸气存在的湿气(即，湿度)使得所述制品易于腐蚀、降解或者其它损伤。半导体提供一个这样的例子，因为半导体在它们的潮湿敏感度水平(“MoistureSensitivityLevel，MSL”)方面有差异。对于一些半导体，在曝露于仅10％相对湿度(“RH”)达足够的时间后，在焊接到印刷电路板上之前它们将需要重新烘烤来缓和曝露于RH的影响。其它的半导体具有更高的MSL，所以它们可以在它们被严重损害或者必须经受缓和步骤例如重新烘烤前经受更高阈值的RH。印制电路板、半导体和其它电学部件不是唯一容易损坏的制品。仅仅提及几种，食品商品、药品、工业产品和实验室检测试剂盒是这样的制品种类，其花长时间包纳在容器中，作为在湿度受控或者不受控制的环境中商业运输和长期储存中的一部分，在其中它们曝露于环境湿度。此外，湿气经常带有微小的灰尘或者其它可以损坏这样的制品的粒子。因此，若干方案已经用于检测和控制可以损坏这种制品的湿度。这样的方案已经包括使用置于与制品相同环境的湿度指示器。指示器提供可以被人或机器感受到可观察信号，即，制品周围环境达到了预定的湿度水平。一些用途已经采用可逆湿度指示器。但是，已经注意到使用可逆湿度指示器的问题在于：当这样的制品处于容器中的时间过程中，环境湿度可以在高和低之间波动。因此，使用可逆湿度指示器，间歇性的高湿度可能损坏制品，即使这种条件的信号可能随着湿度降低而消失。这会阻止用户知道是否所述卡(和容器内容物)已经曝露于高于具体阈值的RH条件。因此，许多不可逆湿度指示卡已经用来代替可逆的种类。无论可逆或者不可逆，一些先前的湿度指示器基于潮解来运行，即，固体结晶材料吸收和溶解在来自于空气的周围湿气中的倾向。可潮解材料可以是颗粒。通常，这样的材料在特定的RH溶解，其会取决于温度或者其它环境因素而有轻微的不同。氯化锂，氯化镁，氯化钙，溴化钠，乙酸钾，硝酸镁，糖，硝酸镍，硝酸铁，溴化钴，硝酸铵，重铬酸钠，氯化亚铁，重铬酸铵，氯化镍，氯化锶，氯化亚铜，硝酸亚铜，碳酸钾和碳酸钠是可潮解材料的非限定性例子(无机和有机二者)，其已确定可与湿度指示器一起使用。在一些现有技术的湿度指示器中，可潮解材料溶解直到饱和点，其是包含可潮解材料的溶液的水蒸气压与空气湿气的蒸气压达到平衡的情况。这种趋势导致了不同材料之间发生潮解时的相对湿度的不同。一些现有技术的湿度指示器将可潮解材料放入外罩、多孔基质、或者其它用于放置在容器内或容器上的载体中。一些现有技术的湿度指示器提供了当可潮解材料吸收了阈值量的湿气时的视觉指示。一些已经排列，以使得当可潮解材料溶解和从固体变成液体时，所述液体在外壳或者载体内迁移，来引起颜色的改变、光学性能变化、或者其它能被感受到的变化。在一些现有技术的湿度指示器中，液体可以沿着毛细管从外罩中的一个位置被带到另一位置来提供这样的视觉效果。一些现有技术的湿度指示器已使用发色材料，其当曝露于迁移溶液时变色，这提供了可视的改变来检测湿度的存在。但是这样的方案需要两种不同的输送机构，即一种用于输送可潮解材料和另外一种用于在可潮解材料迁移之处附近输送发色材料。这种和其它方面的复杂性在回顾现有技术的湿度指示器时是显而易见的。为此需要一种更灵活，灵敏和可靠的方案。
技术实现思路
此处提供的实施方案包括涉及制备和使用具有用于不可逆湿度指示卡的包含可潮解区域的基底的方法的那些。此处提供的实施方案还涉及和这样的卡一起使用的制剂，以及在可以被用作不可逆湿度指示器的卡上分配具有溶液中的可潮解材料的组合物的方案。在一些实施方案中，制备了组合物，其包含溶液中的可潮解材料以及染料，具有或不具有另外的改性剂。所述组合物分配到湿度指示卡的特定区域，其接着经历干燥步骤。通过任意许多可用的方法来进行分配，其包括但不必需限于使用这样的机器来运行纸卡料(cardstock)，其装备有计量液体分配头来将可潮解材料施用到一个或多个规定区域，每个被称作“点”。如期望地，可以在活性层的连续辊或者片上加工大量卡，接着使用本领域已知的常规切割技术分成单个卡。通过干燥，可潮解材料沉淀并从溶液中出来。在这种条件下，随后曝露于预定湿度引起潮解，其在所述点外部产生颜色迁移，如在一些实施方案中，所述溶液包含染料。以此方式，颜色迁移可以被感觉或者感知来指示湿度已经达到持续高于预定阈值足够的时间。根据本专利技术实施方案的湿度指示卡可以具有单层。在一些实施方案中，这个单层包含充当活性层的具有吸收特性的纸基底。可潮解材料在活性层上的点内分配。作为期望地，所述卡上使用清晰的标记来显示点的边界。在这个点之内应当保持可潮解材料，条件是卡周围的相对湿度保持低于预定的阈值。作为期望地，将染料引入含有可潮解材料的制剂中。当可潮解材料迁移出所述点时，染料提供了可检测的特定的颜色特征。当干燥后处于沉淀形式的可潮解材料吸收环境湿度和溶解时发生了迁移，这导致所述材料渗出超过所述点的边界。当根据此处描述制备合适的卡时，将含有可潮解材料的溶液或者组合物分配到所述卡上。在一些实施方案中，溶液被限制到所述卡的表面上的点，它们的边界是清晰标记的。在一些实施方案中，溶液是含水的，并且包含金属卤化物、另外的水、染料、和至少一种改性剂，后者影响了可潮解材料吸收环境中湿气的倾向。非必要地，根据本专利技术实施方案的卡具有多个点，每个具有自己的边界并和其它点分开。同样地，分配到每个分别的点内的可潮解材料的溶液是不同的。用这种方式，单个卡可以用于检测曝露于大于一种具体的RH。因此，通过使用一种或多种改性剂，相同的潮解材料(例如金属卤化物，在此称作“MX”)可以形成几种溶液的基础，来用于检测RH范围。所述范围可以从相对低的产生可观测潮解的RH(例如10％)到大得多的阈值例如95％。在一些实施方案中，潮解材料的溶液需要在视觉可检测的潮解发生前曝露于具体的RH水平足够的时间(例如24小时)。通常，可以考虑在具体的RH的时间量，其被认为持续损坏具体种类的制品，和根据此处的教导开发制剂，其适于在持续时间的相同RH条件下潮解(返回溶液)。同样地，可以选择不同的模式来分配包含可潮解材料的溶液到卡的活性层上。上面讨论了具有计量液体分配头的机器的使用。其它非限定性例子包括已知的喷雾方法，调节来分配潮解材料溶液以取代油墨的印刷方法，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于检测环境湿度的方法，其包括：制备组合物，其包含溶液中的可潮解材料；和将所述组合物分配到卡的活性层上的点内；其中在将它分配后干燥所述组合物引起所述可潮解材料沉淀，以使得随后曝露于预定湿度时，所述可潮解材料潮解和在所述活性层上迁移。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170609 US 62/517,2291.用于检测环境湿度的方法，其包括：制备组合物，其包含溶液中的可潮解材料；和将所述组合物分配到卡的活性层上的点内；其中在将它分配后干燥所述组合物引起所述可潮解材料沉淀，以使得随后曝露于预定湿度时，所述可潮解材料潮解和在所述活性层上迁移。


2.权利要求1的方法，其中制备包含溶液中的可潮解材料的组合物包括在所述组合物中加入改性剂。


3.权利要求1的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·D·迪马乔，M·里斯，
申请(专利权)人：科莱恩公司，
类型：发明
国别省市：美国;US