一種化學(xué)智能標(biāo)簽組件及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種化學(xué)智能標(biāo)簽組件及其制備方法，所述化學(xué)智能標(biāo)簽組件包括標(biāo)簽（1）和擴(kuò)散劑（2），其中所述標(biāo)簽由基底層（11）、緊密疊加在基底層表面的擴(kuò)散層（12）、外殼（13）組成，所述擴(kuò)散劑在激活標(biāo)簽時(shí)從擴(kuò)散層的一側(cè)加入。本發(fā)明專利技術(shù)的化學(xué)智能標(biāo)簽的制備方法簡單，成本低，能夠有效地對(duì)食品質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及時(shí)間-溫度指示
，特別是涉及。
技術(shù)介紹
食品的保質(zhì)期是預(yù)包裝食品在標(biāo)簽指明的貯存條件下，保持品質(zhì)的期限。在此期限內(nèi)，產(chǎn)品完全適于銷售，并保持標(biāo)簽中不必說明或已經(jīng)說明的特有品質(zhì)。通過食品保質(zhì)期，消費(fèi)者可以了解所購產(chǎn)品的質(zhì)量狀況，生產(chǎn)商可以指定正確的流通途徑和銷售模式。食品是一個(gè)多元的、活躍的復(fù)雜體系，和食品品質(zhì)有關(guān)的微生物增殖、酶反應(yīng)、物化變化等都可能會(huì)在同一時(shí)間發(fā)生，而外界一些條件如溫度、濕度也會(huì)影響這些反應(yīng)的進(jìn)行，尤其是溫度對(duì)保質(zhì)期的影響至關(guān)重要。現(xiàn)有的對(duì)食品是否還可以食用的判斷主要依據(jù)是包裝上印刷的保質(zhì)期，但是在整個(gè)儲(chǔ)運(yùn)階段，溫度具有不可測(cè)性，因此印刷的日期不能真實(shí)的反應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量狀況，比如有一些需要冷藏的食品在運(yùn)輸過程中沒有使用規(guī)定的冷藏車，就會(huì)造成食物在食品包裝的保持期內(nèi)已經(jīng)發(fā)生變質(zhì)，由此引發(fā)的孕婦流產(chǎn)和食物中毒事件近幾年來時(shí)有發(fā)生，這給我國食品安全問題提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，在各種食品質(zhì)量問題頻發(fā)的現(xiàn)代社會(huì)，我們更應(yīng)該注重食品安全問題，提高生活質(zhì)量。時(shí)間-溫度指示器(Time-Temperature Indicator, TTI)是一種易于測(cè)量或觀察的和時(shí)間、溫度變化相關(guān)的簡單的裝置，其變化反映食品全程或部分所處的溫度情況，能夠指示所監(jiān)視的食品經(jīng)歷的溫度變化過程，進(jìn)而可能根據(jù)溫度變化過程估計(jì)食品的變質(zhì)范圍和剩余貨架期。其反應(yīng)原理有機(jī)械的、化學(xué)的、電化學(xué)、酶反應(yīng)、微生物等方面的不可逆變化，這種變化是與溫度相關(guān)的，而且是連續(xù)累積的，變化的結(jié)果最后通常以可見的物化現(xiàn)象如顏色變化反映出來。TTI裝置40多年前就已提出來，并已應(yīng)用于需冷藏的生物制品疫苗上，在食品上的應(yīng)用，始于上世紀(jì)末，主要針對(duì)那些對(duì)溫度較敏感的冷藏、冷凍食品，如鮮牛奶、冷凍魚、肉、海鮮產(chǎn)品等。目前世界上商業(yè)用的TTI主要有三類:第一類是3M公司的3M MonitorMark，它是一種利用擴(kuò)散原理的TTI，依賴于其中的化學(xué)物質(zhì)在擴(kuò)散遷移的過程中發(fā)生的顏色反應(yīng)，即通過有色脂肪酸酯在吸水性優(yōu)良的多孔紙芯上的擴(kuò)散距離作為響應(yīng)值來記錄溫度隨時(shí)間的變化，當(dāng)儲(chǔ)藏溫度低于酯質(zhì)的熔點(diǎn)時(shí)，指示器不響應(yīng)；當(dāng)儲(chǔ)藏溫度高于酯質(zhì)的熔點(diǎn)時(shí)，指示劑則開始響應(yīng)，擴(kuò)散型指示器的適用溫度范圍與所選擇的酯質(zhì)的類型有關(guān)；第二類是VITSAB公司的Vist ab Check Point，這種TTI的原理是基于一種脂質(zhì)底物在受控條件下發(fā)生酶促水解使PH降低從而引起酸堿指示劑的顏色發(fā)生變化，溫度越高，酶催化脂類底物水解釋放的質(zhì)子的速度越快，其顏色變化隨著時(shí)間的延長也發(fā)生較大變化；第三類是LifeLines Technology公司的Fresh Check,其原理是化學(xué)聚合反應(yīng),形成有顏色的聚合物，通過利用無色炔類單體固相聚合后形成不透明有色聚合物后產(chǎn)生的顏色變化來記錄溫度變化，聚合反應(yīng)隨著溫度升高而加速，從而導(dǎo)致指示器顏色更快變深，該時(shí)間-溫度指示器在使用前必須冷凍保藏，以免反應(yīng)激活。以上類型的指示分別具有不同的局限性。如對(duì)于反應(yīng)型的時(shí)間-溫度指示器，一方面需要封裝氣體或液體，需要用脂質(zhì)膜作分隔，當(dāng)溫度超過脂質(zhì)膜的熔點(diǎn)后，兩種物質(zhì)混合再進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。一方面在脂質(zhì)膜沒有破損之前的溫度影響不能記錄，其二，一旦反應(yīng)，其反應(yīng)完全的界限不易界定。一般作為一種不能超過某溫度的指示器較為合適，不能全面反映時(shí)間和溫度的綜合影響。對(duì)于擴(kuò)散型的3M公司的產(chǎn)品，它能很好的綜合時(shí)間和溫度的因素，但由于溶液中水與顏料在擴(kuò)散時(shí)會(huì)在多孔紙上發(fā)生了擴(kuò)散速度不同而導(dǎo)致的分離現(xiàn)象，其結(jié)果是顏色擴(kuò)散界面不齊整，不清晰，不分明。盡管，TTI能夠改善食品的品質(zhì)，減少食品浪費(fèi)，給予消費(fèi)者更真實(shí)的品質(zhì)保證，但直到今日，因經(jīng)濟(jì)性、可行性及實(shí)用性的原因受到一定的限制，只有為數(shù)不多的指示器產(chǎn)品投入到商業(yè)市場(chǎng)。作為很有前景的保質(zhì)期預(yù)報(bào)裝置，人們對(duì)TTI的研究及應(yīng)用方興未艾，不斷有新的專利出現(xiàn)。例如:專利號(hào)為200720032925.x的技術(shù)專利公開了一種溫度時(shí)間指示標(biāo)簽，該標(biāo)簽包括盛裝擴(kuò)散液的儲(chǔ)藏池和載有擴(kuò)散層的標(biāo)簽底板，其中，擴(kuò)散液中可以含有色素、染料或是能與擴(kuò)散層反應(yīng)的物質(zhì)，擴(kuò)散液通過密封或隔離物與外界隔離，撤除隔離后標(biāo)簽被激活，此時(shí)，擴(kuò)散液通過毛細(xì)管線向擴(kuò)散層擴(kuò)散，其擴(kuò)散距離由環(huán)境溫度和擴(kuò)散時(shí)間決定，適于貨物在儲(chǔ)存、運(yùn)輸過程中的監(jiān)控，但是該指示標(biāo)簽制作工序十分復(fù)雜。專利號(hào)為200910227305.5的專利技術(shù)專利公開了一種擴(kuò)散型時(shí)間-溫度指示劑及指示卡及其制備方法，該時(shí)間-溫度指示卡采用水楊酸甲酯和Y -己內(nèi)酯的混合物作為擴(kuò)散物質(zhì)，再添加著色劑充分混合制成指示劑，然后再超低溫處理使其形成凝固態(tài)，將凝固后的指示劑與擴(kuò)散介質(zhì)接觸制成指示卡。當(dāng)環(huán)境溫度高于指示劑熔點(diǎn)時(shí)，指示劑融化即被“激活”，然后將沿著擴(kuò)散介質(zhì)擴(kuò)散，通過擴(kuò)散長度就可以知道食品的接觸溫度的歷程和剩余貨架期。該專利技術(shù)的時(shí)間-溫度指示卡，可以改變水楊酸甲酯和Y-己內(nèi)酯之間的配比，實(shí)現(xiàn)調(diào)控指示劑的臨界溫度在-3?_15°C之間，以適應(yīng)不同冷凍食品的需要。但是該指示卡只能用于冷凍食品的時(shí)間-溫度指示，制備工序復(fù)雜，而且消費(fèi)者很難直觀讀取其中所記錄的信息。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對(duì)現(xiàn)有的食品保質(zhì)期指示標(biāo)簽中存在的技術(shù)問題，提供一種化學(xué)智能標(biāo)簽、標(biāo)簽組件及其制備方法，本專利技術(shù)的化學(xué)智能標(biāo)簽組件利用電解質(zhì)溶液在聚合物中的擴(kuò)散與化學(xué)摻雜引起聚合物的顏色變化這一原理來實(shí)現(xiàn)對(duì)食品質(zhì)量的監(jiān)測(cè)，本專利技術(shù)制備的化學(xué)智能標(biāo)簽，制備工序簡單，成本低廉，含時(shí)間-溫度指示器功能，可以用于常溫和冷凍食品或藥品的質(zhì)量監(jiān)測(cè)。為實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)的目的，本專利技術(shù)一方面提供一種整體呈長方形的化學(xué)智能標(biāo)簽，包括基底層、擴(kuò)散層、外殼和時(shí)間刻度標(biāo)尺，其中:所述基底層由絕緣并且透明的材料組成；所述擴(kuò)散層和時(shí)間刻度標(biāo)尺設(shè)置在所述基底層的表面；所述外殼將所述基底層和擴(kuò)散層密封；所述時(shí)間刻度標(biāo)尺的起點(diǎn)與擴(kuò)散層的一個(gè)頂端的位置相對(duì)應(yīng)。其中，所述基底層選自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)塑料或聚碳酸酯(PC)塑料，優(yōu)選為PET。特別是，所述基底層的長度為30-50mm ;寬度為2_20mm ;厚度為0.01-0.02mm ;擴(kuò)散層12的長度為30-50mm，厚度為0.01-0.1mm,寬度2_20mm。其中，所述擴(kuò)散層為由第一聚合物和第二聚合物組成的薄膜材料，其中，所述第一聚合物選擇鹽態(tài)聚苯胺、聚吡咯或PEDOT中的一種；第二聚合物選擇聚乙烯醇、羥乙基纖維素、支化淀粉、殼聚糖中的一種。特別是，所述第一聚合物選擇鹽態(tài)聚苯胺；第二聚合物選擇聚乙烯醇。尤其是，所述第一聚合物與第二聚合物的質(zhì)量之比為1-10:1，優(yōu)選為1-2:1。尤其是，所述第一聚合物選擇導(dǎo)電聚合物；所述第二聚合物選擇水溶性聚合物。其中，所述擴(kuò)散層和時(shí)間刻度標(biāo)尺設(shè)置在所述基底層同一側(cè)的表面或者所述擴(kuò)散層設(shè)置在所述基底層一側(cè)的表面、時(shí)間刻度標(biāo)尺設(shè)置在所述基底層另一側(cè)的表面。其中，所述外殼選用透明的透明熱塑性材料或紫外線膠。特別是，所述透明熱塑性材料選自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酪，聚酰胺、丙烯酸中的一種。尤其是，所述外殼與所述基底層、擴(kuò)散層緊密貼合。本專利技術(shù)另本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種化學(xué)智能標(biāo)簽（1），整體呈長方形，其特征是，包括基底層（11）、擴(kuò)散層（12）、外殼（13）和時(shí)間刻度標(biāo)尺（3），其中：所述基底層（11）由絕緣并且透明的材料組成；所述擴(kuò)散層（12）和時(shí)間刻度標(biāo)尺（3）設(shè)置在所述基底層的表面；所述外殼（13）將所述基底層（11）和擴(kuò)散層（12）密封；所述時(shí)間刻度標(biāo)尺（3）的起點(diǎn)與擴(kuò)散層（12）的一個(gè)頂端的位置相對(duì)應(yīng)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種化學(xué)智能標(biāo)簽(1)，整體呈長方形，其特征是，包括基底層(11)、擴(kuò)散層(12)、外殼(13)和時(shí)間刻度標(biāo)尺(3)，其中: 所述基底層(11)由絕緣并且透明的材料組成；所述擴(kuò)散層(12)和時(shí)間刻度標(biāo)尺(3)設(shè)置在所述基底層的表面； 所述外殼(13 )將所述基底層(11)和擴(kuò)散層(12 )密封； 所述時(shí)間刻度標(biāo)尺(3)的起點(diǎn)與擴(kuò)散層(12)的一個(gè)頂端的位置相對(duì)應(yīng)。2.一種化學(xué)智能標(biāo)簽(1)，整體呈長方形，其特征是，包括基底層(11)、擴(kuò)散層(12)、外殼(13)、時(shí)間刻度標(biāo)尺(3)、擴(kuò)散劑載體(5)，其中: 所述基底層(11)由絕緣并且透明的材料組成；所述擴(kuò)散層(12)、擴(kuò)散劑載體(5)和時(shí)間刻度標(biāo)尺(3)設(shè)置在基底層的表面，并且所述擴(kuò)散層(12)、擴(kuò)散劑載體(5)位于基底層(11)的同一側(cè)； 所述外殼(13 )將所述基底層(11)、擴(kuò)散層(12 )和擴(kuò)散劑載體(5 )密封； 所述擴(kuò)散劑載體(5)沿著擴(kuò)散層(12)的長度方向排列，位于擴(kuò)散層(12)的一個(gè)頂端； 所述時(shí)間刻度標(biāo)尺(3)的起點(diǎn)與擴(kuò)散層(12)與擴(kuò)散劑載體(5)相接的頂端的位置相對(duì)應(yīng)。3.一種化學(xué)智能標(biāo)簽(1)，整體呈長方形，其特征是，包括基底層(11)、擴(kuò)散層(12)、外殼(13 )、擴(kuò)散劑注入口( 15 )、封閉擴(kuò)散劑注入口( 15 )的密封件(16 )和時(shí)間刻度標(biāo)尺(3 )，其中: 所述基底層(11)由絕緣并且透明的材料組成；所述擴(kuò)散層(12)和時(shí)間刻度標(biāo)尺(3)設(shè)置在所述基底層表面； 所述外殼(13 )將所述基底層(11)和擴(kuò)散層(12 )密封； 所述時(shí)間刻度標(biāo)尺(3)的起點(diǎn)與擴(kuò)散層(12)的一個(gè)頂端的位置相對(duì)應(yīng)； 所述擴(kuò)散劑注入口( 15)開設(shè)在外殼(13)上，其位置與所述時(shí)間刻度標(biāo)尺(3)的起點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。4.一種化學(xué)智能標(biāo)簽(1)，整體呈長方形，其特征是，包括基底層(11)、擴(kuò)散層(12)、外殼(13 )、擴(kuò)散劑注入口( 15 )、封閉擴(kuò)散劑注入口( 15 )的密封件(16 )、時(shí)間刻度標(biāo)尺(3 )和擴(kuò)散劑載體(5)，其中: 所述基底層(11)由絕緣并且透明的材料組成；所述擴(kuò)散層(12)、擴(kuò)散劑載體(5)和時(shí)間刻度標(biāo)尺(3)設(shè)置在基底層的表面，并且所述擴(kuò)散層(12)、擴(kuò)散劑載體(5)位于基底層(11)的同一側(cè)； 所述外殼(13 )將所述基底層(11)、擴(kuò)散層(12 )和擴(kuò)散劑載體(5 )密封； 所述擴(kuò)散劑載體(5)沿著擴(kuò)散層(12)的長度方向排列，位于擴(kuò)散層(12)的一個(gè)頂端； 所述時(shí)間刻度標(biāo)尺(3)的起點(diǎn)與擴(kuò)散層(12)與擴(kuò)散劑載體(5)相接的頂端的位置相對(duì)應(yīng)； 所述擴(kuò)散劑注入口( 15)開設(shè)在外殼(13)上，其設(shè)置的位置與所述時(shí)間刻度標(biāo)尺(3)的起點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。5.一種化學(xué)智能標(biāo)簽組件，其特征是包括如權(quán)利要求1-4任一所述化學(xué)智能標(biāo)簽(I)和擴(kuò)散劑(2)，其中所述擴(kuò)散劑(2)選擇濃度為0.001-lmol/L的堿性溶液。6.一種如權(quán)利要求5所述智能標(biāo)簽組件的使用方法，其特征是，將所述擴(kuò)散劑加入到所述智能標(biāo)簽(I)中的時(shí)間刻度標(biāo)尺(3)的起點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的處擴(kuò)散層(12)上。7.如權(quán)利要求1所述化學(xué)智能標(biāo)簽的制備方法，其特征是包括如下順序進(jìn)行的步驟: 1)將導(dǎo)電聚合物溶液和水溶性聚合物溶液混合均勻，制得導(dǎo)電-水溶性聚合物混合溶液； 2)將導(dǎo)電-水溶性聚合物混合溶液涂布在所述的基底層(11)一側(cè)的表面，接著...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：萬祥龍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：安徽理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：