[发明专利]一种含有挥发剂的功能材料

说明书

本发明涉及一种功能材料，它使用诸如芳香剂，除臭剂、抗菌剂、抗真菌剂和/或防蛀剂等挥发剂并含有一种可以对挥发剂的挥发结束进行目测的染料。

现有技术中有一种材料含有诸如芳香剂的挥发剂和挥发剂染料，从而可对挥发剂的余量及其作用按照颜色褪变的程度进行目视检测。

但在这类材料中，挥发剂和染料未必以相同的速度挥发。因此，如果染料早于挥发剂挥发完毕，则尽管实际上还余留有相当数量的挥发剂，使用者也可能会以为挥发剂也已挥发散尽，而将该材料弃之不用。相反地，挥发剂可能早于染料挥发完毕，这种情况下，尽管该材料实际已无任何效果了，使用者还会继续使用下去。

现有技术中还有一种材料含有挥发剂和一种带色有机化合物，可以基于伴随着挥发剂挥发的化合物的化学变化所导致的化合物的颜色变化对挥发剂的效用进行视觉检测。在这种情况下，尽管不存在挥发剂有效期限和颜色变化之间的时间差异问题，但挥发剂和带色有机化合物的结合又会产生一个大问题。换句话说，可用来与某特定带色有机化合物结合在一起的挥发剂的种类十分有限。还有，即使结合是可能的，大多数带色有机化合物会随着挥发剂的挥发而使颜色变深。变深的颜色会给人们一个错误印象即该材料是新制的，且含有大量的挥发剂，但实际上该挥发剂已散尽。

本发明的一个目的是提供一种功能材料，可以根据颜色褪变的程度目测出挥发剂的挥发结束，且几乎可以使用任何一种油溶性染料可在其中溶解的挥发剂。

本发明提供了一种功能材料，它包含有一种挥发剂，一种溶解比率为0.0001-1％的油溶性染料和一种不被油溶性染料染色的多孔载体，载体上具有微孔，挥发剂和油溶性染料存留在微孔中，从而可以目测出挥发剂挥发完毕，油溶性染料的含量为在每平方厘米的多孔载体的有效表面积中含有0.1-100μg。

本发明中所采用的“溶解比率”是由下式算出：

本发明中采用的多孔载体的“有效表面积”是从一个无限远处的光源(如太阳)发出的光射在载体上产生的最大阴影面积的二倍。例如，一半径为r的球体的有效表面积为2×πr²。一块长度为a，宽度为b，厚度为c(a、b的值远远大于c)的平板或平片的有效表面积为2×ab。

如果挥发剂还存留在材料中，因染料溶解于挥发剂，所以可将挥发剂染色。这种情况下。因为均匀地存在于多孔载体的微孔中的挥发剂被染色，在人眼中，整体功能材料是有颜色的。在挥发剂挥发的过程中，同样，因溶解有染料的挥发剂还存在于多孔载体的微孔中，所以整体功能材料看上去仍是带颜色的(参见图1所示)。

当挥发剂接近挥发完毕时，溶解在挥发剂中的染料将在载体的表面上分离出来而不使载体染色，因为该载体对该染料无亲合力。如果染料的量很小，则分离出的固态染料的表面积与载体的表面积相比很小。所以，整体功能材料即显现出载体本身的颜色。例如，如果染成兰色的挥发剂被承载于一白色载体上，则当该挥发剂接近挥发完毕时，载体的白颜色便将呈现。因此，随着挥发剂的挥发，该功能材料从兰色变为白色。所以使用者通过功能材料的颜色可目视判断出挥发剂已用的情况。功能材料颜色的变化并不是由于染料本身颜色的变化，而是由于染料的分离和相对于载体的整体表面的被染色面积相应的减小所引起的。在这种情况下，对于人眼来说，当染料的颜色很难被观察到时，只有载体的颜色是明显的(参看图2所示)。

这样颜色上的变化告知使用者挥发剂挥发的结束。

在图1和2中，1为载体，2为溶解的染料，2’是分离的染料。

如果挥发剂作为一种有效成分诸如一种芳香剂，抗菌剂和一种除臭剂等起作用时，本发明中的材料的功能是通过颜色变化显示挥发剂效用的有效期限。否则，该材料通过控制挥发剂挥发所需的期限充当一种时间指示剂。

这种功能材料的颜色变化与油溶性染料的溶解比率和该染料在多孔载体的每一单位有效表面积上的存在量有密切关系。

如果溶解比率小于0.0001％，当挥发剂浸渍有染料时，它不能着色。如果溶解比率超过1％，当染料象一层薄膜一样在载体上散布时，它将会分离。因此即便挥发剂已挥发尽了，该材料的颜色也将不会消失。

如果油溶性染料的含量在每平方厘米多孔载体的有效表面积上少于0.1μg，通过挥发剂的浸渍不可能使全体载体着色。如果每平方厘米上染料含量超过100μg，当挥发剂挥发尽时，载体的整个表面将被分离的染料覆盖住。所以材料的颜色将不会消失。