可調(diào)節(jié)的比色濕氣指示器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及包含濕氣指示組合物的比色濕氣指示器，該濕氣指示組合物包含結(jié)合 到固體載體的雙（乙二肟）-過渡金屬絡(luò)合物，該濕氣指示組合物通過添加吸濕性鹽而改 性。本公開還包括包含濕氣指示組合物的指示卡，該濕氣指示組合物包含結(jié)合到固體載體 的雙（乙二肟）-過渡金屬絡(luò)合物，該濕氣指示組合物通過添加吸濕性鹽而改性。本公開還 包括調(diào)整基于結(jié)合到固體載體的雙（乙二肟）-過渡金屬絡(luò)合物的濕氣指示器的比色響應(yīng) 的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 濕氣指示器被用來例如確定指示器附近的濕氣量或濕度。在暴露于濕氣或濕度 時(shí)，比色指示器改變顏色。當(dāng)前的商用比色濕氣指示器基于含鈷的化合物（例如C〇Cl2)。 由于鈷潛在的不利環(huán)境影響和成本，當(dāng)前正在尋求鈷化合物的替代方案。諸如包含鐵（II)、 鐵（III)或氯化銅鹽的凝膠載體的其它組合物已經(jīng)用作濕氣指示器，但是這些指示器在可 見電磁光譜中沒有強(qiáng)吸收，并且濕氣指示顏色變化通常難以檢測(cè)。
[0003]另外，許多比色濕氣指示器僅在一個(gè)或兩個(gè)特定濕氣水平下表現(xiàn)出濕敏顏色變 化，從而限制了各指示器的應(yīng)用。例如，一些比色濕氣指示器在60%相對(duì)濕度下顯出顏色變 化。使用濕氣指示的一些應(yīng)用需要指示器對(duì)更高或更低的相對(duì)濕度水平敏感。例如，電子 器件和電子裝置可對(duì)濕氣非常敏感，即使是在低的相對(duì)濕度水平下，諸如低于40%相對(duì)濕 度，以及甚至低于10%相對(duì)濕度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 存在對(duì)不基于鈷的經(jīng)濟(jì)的比色濕氣指示器的需求。還存在對(duì)這樣的比色濕氣指示 器的需求：它們?cè)趯挿旱臐穸人椒秶ň唧w地講低于40%相對(duì)濕度以及甚至低于10%相 對(duì)濕度的相對(duì)濕度水平）內(nèi)具有高度可見的顏色變化，并且可隨著濕度變化定性和/或定 量地改變。
[0005] 在本公開的一個(gè)方面，提供一種包括比色濕氣指示組合物的組合物，該比色濕氣 指示組合物包括改性的濕氣指示組合物。改性的濕氣指示組合物包含：（a)濕氣指示組合 物，該濕氣指示組合物包含（1)固體載體和（2)結(jié)合到固體載體的雙（乙二肟）-過渡金屬 絡(luò)合物；以及（b)包括至少一種吸濕性鹽的改性劑。該至少一種吸濕性鹽包含陰離子，所 述陰離子選自包含以下各項(xiàng)的組：鹵離子、硝酸根、乙酸根、碳酸根和氫氧根，并且包含陽離 子，所述陽離子選自包含以下各項(xiàng)的組：銨、堿金屬、堿土金屬和過渡金屬。改性劑與濕氣指 示組合物物理接觸或流體連通。
[0006] 在本公開的另一方面，提供一種包含改性的濕氣指示組合物的比色相對(duì)濕度指示 傳感器。改性的濕氣指示組合物包含：(a)濕氣指示組合物，該濕氣指示組合物包含（1)固 體載體和（2)結(jié)合到固體載體的雙（乙二肟）_過渡金屬絡(luò)合物；以及（b)包括至少一種吸 濕性鹽的改性劑。該至少一種吸濕性鹽包含陰離子，所述陰離子選自包含以下各項(xiàng)的組：鹵 離子、硝酸根、乙酸根、碳酸根和氫氧根，并且包含陽離子，所述陽離子選自包含以下各項(xiàng)的 組：銨、堿金屬、堿土金屬和過渡金屬。改性劑與濕氣指示組合物物理接觸或流體連通，并且 傳感器的光譜根據(jù)傳感器置于其中的環(huán)境內(nèi)的相對(duì)濕度而定量地改變。
[0007] 在另一方面，提供一種調(diào)整濕氣指示組合物的比色響應(yīng)的方法。該方法包括將具 有第一臨界相對(duì)濕度的濕氣指示組合物與具有不同于第一臨界相對(duì)濕度的第二臨界相對(duì) 濕度的至少一種吸濕性鹽混合以制備改性的濕氣指示組合物。濕氣指示組合物包含固體載 體和結(jié)合到固體載體的雙（乙二肟）_過渡金屬絡(luò)合物。該至少一種吸濕性鹽與濕氣指示 組合物物理接觸或流體連通，該至少一種吸濕性鹽包含陰離子，所述陰離子選自包含以下 各項(xiàng)的組：鹵離子、硝酸根、乙酸根、碳酸根和氫氧根，并且包含陽離子，所述陽離子選自包 含以下各項(xiàng)的組：銨、堿金屬、堿土金屬和過渡金屬。改性的濕氣指示組合物的臨界相對(duì)濕 度不同于濕氣指示組合物的臨界相對(duì)濕度。
[0008] 在本公開的另一方面，提供包含改性的比色濕氣指示組合物的比色濕氣指示卡。
[0009] 本文的組合物、傳感器和方法可在寬泛的濕度水平范圍（具體地講低于40%相對(duì) 濕度以及甚至低于10%相對(duì)濕度的相對(duì)濕度水平）內(nèi)提供高度可見的顏色變化，并且可提 供對(duì)組合物和傳感器附近的濕氣量的定性和/或定量指示。
[0010] 以上內(nèi)容并非意圖描述本發(fā)明每種實(shí)施方式的每一個(gè)公開實(shí)施例。本發(fā)明的一個(gè) 或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)還在下面的描述中示出。本發(fā)明的其它特征、目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)描述和 權(quán)利要求將顯而易見。
【附圖說明】
[0011] 圖1是根據(jù)本公開的某些實(shí)施例的比色濕氣指示卡的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 除非另外指明，否則本說明書和權(quán)利要求中使用的表示特征尺寸、數(shù)量和物理特 性的所有數(shù)字均應(yīng)該理解為在所有情況下均是由術(shù)語"約"來修飾的。因此，除非有相反的 說明，否則上述說明書和所附權(quán)利要求書中列出的數(shù)值參數(shù)均是近似值，根據(jù)本領(lǐng)域的技 術(shù)人員利用本文所公開的教導(dǎo)內(nèi)容尋求獲得的所需特性，這些近似值可以變化。通過端值 表示的數(shù)值范圍包括該范圍內(nèi)的所有數(shù)字（如，1到5包括1、1. 5、2、2. 75、3、3. 80、4和5) 以及該范圍內(nèi)的任何范圍。
[0013] 如本文所用：
[0014] "雙（乙二肟）_過渡金屬絡(luò)合物"是指具有絡(luò)合到過渡金屬的兩個(gè)乙二肟部分的 絡(luò)合物；如本文描述，乙二肟部分可具有烷基或在鄰位取代氫的其它基團(tuán)。
[0015] "乙二肟"是指具有取代的或未取代的鄰?fù)泥彾浚?br>[0016] "色調(diào)"范圍在0至360 (包括在其中的所有數(shù)字）的值內(nèi)，并且指與描述為紅、綠 和藍(lán)并可使用本文進(jìn)一步描述的已知數(shù)學(xué)技術(shù)計(jì)算的色質(zhì)相似或不同的色質(zhì)程度。
[0017] "濕度"和"濕氣"可互換地使用。
[0018] "可見光譜學(xué)反射顏色強(qiáng)度變化"是指在兩種顏色狀態(tài)之間觀察到的差值，并且在 一些實(shí)施例中可表示為色調(diào)差值。
[0019] "可見光譜學(xué)反射"是指通常在電磁光譜的近UV-可見區(qū)域一一約350nm至約 830nm中的反射測(cè)量；應(yīng)理解，特定組合物的實(shí)際反射光譜可能受溶劑、溶劑化、薄表面涂 層的干涉作用以及其它環(huán)境參數(shù)如溫度的影響。
[0020] "光譜"是指在從對(duì)象反射的和/或通過對(duì)象透射的近可見和可見波長中的電磁輻 射光譜。在一些情況下，光譜中的變化是可見的顏色變化。
[0021] "過渡金屬"是指原子數(shù)為21-30、39-48、72-80和104-112的任何一種元素或多種 元素。示例性過渡金屬包括錯(cuò)、鈦、銘、銥、鉬、鈕、金、鎳、銅、以及它們的組合。
[0022] 除非另外指明，如本文所用，所有相對(duì)濕度值和臨界相對(duì)濕度值分別是指如在室 溫（介于22°C和28°C之間）下測(cè)量的相對(duì)濕度和臨界相對(duì)濕度。
[0023] 目前可商購獲得的濕度指示器依賴于諸如氯化鈷（II)的無機(jī)鹽，從而在暴露于 不同水平的相對(duì)濕度時(shí)通過顏色強(qiáng)度變化來提供視覺指示。近來，由于對(duì)環(huán)境的關(guān)注，氯化 鈷（II)已經(jīng)受到監(jiān)管審查。使用用于濕度指示的鈷鹽的另一問題在于顏色強(qiáng)度變化（例 如，對(duì)于氯化鈷（II)，從藍(lán)色到粉色）難以探知，并因此難以確定濕度暴露水平。
[0024] 濕度指示器可用于定量密封包裝內(nèi)部的相對(duì)濕度水平。這在電子部件和裝置的包 裝中尤其重要，因?yàn)檫@些裝置和部件的有效性和性能可受濕度損害。例如，對(duì)于包裝某些 濕敏裝置的聯(lián)合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（1?(：/邛0￡(：1-310-0338.1)要求包裝包含提供關(guān)于5%、10%和 60%相對(duì)濕度的相對(duì)濕度水平的指示的濕氣指示器。因此，對(duì)于一些應(yīng)用而言，需要可在 5%和10%相對(duì)濕度或低于5%和10%相對(duì)濕度下定量相對(duì)濕度水平的濕度指示器。
[0025] 包含固體載體和結(jié)合到載體的雙（乙二肟）_過渡金屬絡(luò)合物的組合物可以是用 于比色濕氣或濕度確定的氯化鈷（II)的有用替代方案。基于結(jié)合到固體載體的雙（乙二 肟）_過渡金屬絡(luò)合物的