專利名稱：時(shí)間指示器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一指示器，用于表現(xiàn)所述指示器所附著物品的產(chǎn)品壽命。本發(fā)明特別涉及一指示器，它通過施加壓力而受到起動(dòng)，測量已經(jīng)過的時(shí)間且可視地顯示有關(guān)所附著物品的產(chǎn)品壽命的指示。
背景技術(shù)：
要對(duì)食品和藥品的壽命進(jìn)行監(jiān)視是公知的，特別是對(duì)被制造或打開后迅速變質(zhì)的產(chǎn)品。乳制品從制造時(shí)起迅速地變質(zhì)，并且許多類的長期產(chǎn)品(如有關(guān)聽裝的產(chǎn)品)在打開后的幾天內(nèi)需要進(jìn)行處理。因此，在一個(gè)典型的家居環(huán)境下需要監(jiān)視在冰箱內(nèi)產(chǎn)品的新鮮度的裝置，特別地，在這些情況中一個(gè)聽裝產(chǎn)品被打開或一制備的食品沒有立即全部消費(fèi)掉，剩下的就要經(jīng)常放入冰箱。在缺乏簡單的幫助為消費(fèi)者顯示任何這樣的容器被放入冰箱多長時(shí)間的情況下，就存在所述剩余物變質(zhì)和造成危害健康的危險(xiǎn)?；蛘?，由于不知道這些物品已經(jīng)放入冰箱多長時(shí)間，一個(gè)小心的消費(fèi)者就可能將這些物品在應(yīng)該進(jìn)行處理之前就作了處理。在這兩種情況下，很清除都需要一個(gè)用于這種冰箱內(nèi)的容器的簡單、廉價(jià)和可靠的指示器或標(biāo)識(shí)。
在已有技術(shù)中有許多公知的完成這一目的的裝置。待審申請(qǐng)WO01/26993描述了一包含一體的壽命指示器的杯子，當(dāng)?shù)谝淮未蜷_所述杯子時(shí)起動(dòng)所述壽命指示器。但是，這種處理在消費(fèi)者的角度上對(duì)正在準(zhǔn)備一個(gè)剩余物的容器的消費(fèi)者卻沒有幫助。同樣地，美國專利4,292,916；5,053,339；5,446,705和5,633,835描述了監(jiān)視易腐爛產(chǎn)品儲(chǔ)存期限的變色裝置。這些裝置通過物理地使反應(yīng)層進(jìn)行接觸而被啟動(dòng)，因此在反應(yīng)層之間會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，并且僅在初始制造時(shí)可方便地執(zhí)行該行為。而這種處理適合于在整個(gè)分銷鏈上監(jiān)視食品的變質(zhì)，但是不適合使用者在家居環(huán)境下啟動(dòng)和應(yīng)用。進(jìn)一步已有技術(shù)論述涉及在制造和包裝處理時(shí)使用這樣的裝置。美國專利5,555,223描述一個(gè)在包裝上附加計(jì)時(shí)指示器的方法，包括在準(zhǔn)確的生產(chǎn)時(shí)間設(shè)定計(jì)時(shí)器的時(shí)鐘的步驟，因此上述已有技術(shù)的裝置對(duì)包裝和裝填處理的生產(chǎn)結(jié)束過程要求特殊的制造步驟，而不是象本發(fā)明設(shè)計(jì)的那樣由最終的使用者在使用或儲(chǔ)存時(shí)附加或起動(dòng)的一壽命指示器。同樣地，時(shí)間-溫度指示器(TTIs)也用作完成監(jiān)視整個(gè)分銷鏈的任務(wù)，而不是為最終的使用者提供的解決方案。在該領(lǐng)域許多液體移動(dòng)技術(shù)也是公知的，但是這些類型或依賴于紙的快速燈芯效應(yīng)且因此適合于應(yīng)用在幾分鐘或幾小時(shí)的時(shí)間范圍，或者為了提供較慢的移動(dòng)，用如明膠或其它膠體的材料作為移動(dòng)介質(zhì)的制造工藝很復(fù)雜，并且其生產(chǎn)復(fù)雜且昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，一時(shí)間指示器包括一個(gè)第一儲(chǔ)液器，一移動(dòng)介質(zhì)和用于將從所述第一儲(chǔ)液器出來的液體與所述移動(dòng)介質(zhì)接觸的起動(dòng)裝置，以使在起動(dòng)后所述液體經(jīng)過所述移動(dòng)介質(zhì)在其上產(chǎn)生一個(gè)顏色的變化，所述起動(dòng)裝置包括一第二儲(chǔ)液器，連接在所述第一儲(chǔ)液器與所述移動(dòng)介質(zhì)之間，因此在起動(dòng)后所述液體相對(duì)較快地由所述第一儲(chǔ)液器流到第二儲(chǔ)液器，并且然后相對(duì)較慢地在計(jì)時(shí)期間沿所述移動(dòng)介質(zhì)的長度方向移動(dòng)。
當(dāng)在所述液體在所述移動(dòng)介質(zhì)的長度方向慢慢移動(dòng)時(shí)，通過顏色變化的累積過程給出一個(gè)已經(jīng)過的時(shí)間的視覺指示。所述時(shí)間指示器可以包括標(biāo)記，因此可以通過將沿所述移動(dòng)介質(zhì)的顏色變化的進(jìn)度與所述標(biāo)記比較測出已經(jīng)過的時(shí)間。
所述第二儲(chǔ)液器的存在用于使離開所述第一儲(chǔ)液器的液體迅速分散。這樣減少了當(dāng)液體從所述第一儲(chǔ)液器中受壓排出時(shí)使裝置泄漏的危險(xiǎn)。而且，用于測量僅僅與移動(dòng)介質(zhì)和液體的自然特性有關(guān)且與所述第一儲(chǔ)液器的液體的初始流動(dòng)無關(guān)，測量已經(jīng)過的時(shí)間的準(zhǔn)確性得到提高。
所述第二儲(chǔ)液器可以是在時(shí)間指示器本體內(nèi)的內(nèi)部腔或室、一個(gè)在起動(dòng)后膨脹的可膨脹袋或在起動(dòng)后吸收液體的吸收介質(zhì)的形式。所述第一和第二儲(chǔ)液器可以通過導(dǎo)管連接，所述導(dǎo)管包括在起動(dòng)后可以將第一儲(chǔ)液器的液體迅速吸收到第二儲(chǔ)液器的材料。所述第一和第二儲(chǔ)液器可以布置在所述移動(dòng)介質(zhì)的相反端或可以布置在同一端。
所述第一儲(chǔ)液器可以封裝在第二儲(chǔ)液器內(nèi)，例如，所述第一儲(chǔ)液器可以為一個(gè)在形成所述第二儲(chǔ)液器的腔內(nèi)的可破裂的囊的形式。由于使囊破裂釋放液體進(jìn)入所述腔而起動(dòng)所述時(shí)間指示器。
所述時(shí)間指示器最好適合于如通過適當(dāng)?shù)剡x擇液體和所述移動(dòng)介質(zhì)的特性，以使沿所述移動(dòng)介質(zhì)的移動(dòng)要經(jīng)歷一預(yù)定的時(shí)間期限。所述時(shí)間期限可以在三十分鐘到六個(gè)月，最好在幾天到幾周的范圍。例如，對(duì)于用于日常產(chǎn)品的時(shí)間指示器，時(shí)間期限可以在兩天到五天?；蛘撸瑢?duì)用于聽裝或罐裝的煮熟的調(diào)味品，時(shí)間期限可以在一到兩周范圍。進(jìn)一步例子包括對(duì)眼藥膏或鼻子噴霧劑需要時(shí)間期限為一個(gè)月，過濾器，如水過濾器，可以要求時(shí)間期限為一到三個(gè)月，冷肉制品或嬰兒食品可以要求時(shí)間期限分別為三到七天或二十四到四十八小時(shí)。
所述起動(dòng)裝置可以是壓力起動(dòng)，例如，使用壓力迫使第一儲(chǔ)液器內(nèi)的液體進(jìn)入所述第二儲(chǔ)液器。所述起動(dòng)裝置可以包括將第一儲(chǔ)液器與第二儲(chǔ)液器分開的可以壓裂的密封并且因此將所述第一儲(chǔ)液器與所述移動(dòng)介質(zhì)分開。
所述時(shí)間指示器可以包括一個(gè)基層，在該基層上可以形成一個(gè)用于所述第一儲(chǔ)液器的盤形部分，一個(gè)包括所述移動(dòng)介質(zhì)的移動(dòng)層和一個(gè)中間層，該中間層夾在所述基層和移動(dòng)層之間。每層和所述移動(dòng)介質(zhì)可以是片形，例如具有下面的薄和柔軟的特征。所述中間層可以輕粘到移動(dòng)層的移動(dòng)介質(zhì)的一端因此在起動(dòng)后在所述上層和中間層之間形成所述第二儲(chǔ)液器。所述第二儲(chǔ)液器可以以這樣的方式成為一個(gè)可膨脹的袋。
所述時(shí)間指示器可以包括至少一個(gè)部分透明層安裝在所述移動(dòng)介質(zhì)或移動(dòng)層上。所述至少部分透明層可以為部分透明的罩膜的形式。該罩膜可以包括一或多個(gè)透明的窗口，通過該窗口可以觀察到顏色的變化。所述透明窗口可以用作測量顏色變化進(jìn)程的標(biāo)記?？梢圆贾靡粋€(gè)所述標(biāo)記以與所述第二儲(chǔ)液器結(jié)合，提供一個(gè)所述裝置被起動(dòng)的指示。例如，所述第一透明窗口可以定位在所述第二儲(chǔ)液器上部?？梢栽谒鲆苿?dòng)介質(zhì)或移動(dòng)層上直接即制限定所述透明窗口，而這簡化了時(shí)間指示器的制造。所述移動(dòng)介質(zhì)或?qū)涌梢詫盈B以允許在其上進(jìn)行印刷。
所述顏色的變化可以是從任何其它顏色到紅色。所述液體的移動(dòng)可以導(dǎo)致在移動(dòng)介質(zhì)上的一個(gè)以上，如兩個(gè)或多個(gè)顏色變化。例如，所述顏色變化可以具有一個(gè)在顯示紅色之前顯示黃色的中間色。
所述液體可以有顏色，因此通過液體進(jìn)入所述移動(dòng)介質(zhì)的空隙，所述移動(dòng)介質(zhì)產(chǎn)生可以被看到的顏色變化?；蛘撸鲆后w可以包含一第一反應(yīng)劑而移動(dòng)介質(zhì)可以包含與第一反應(yīng)劑起反應(yīng)的第二反應(yīng)劑，因此產(chǎn)生顏色的變化。所述移動(dòng)介質(zhì)可以是浸泡、摻入或印刷在所述第二反應(yīng)劑上的。
所述第一和第二反應(yīng)劑的反應(yīng)相同可以從下列組中選??；通過一螯合劑的金屬離子的螯合，一酸/堿與一pH指示計(jì)的反應(yīng)，氧化還原指示計(jì)的電子供體/受體的反應(yīng)，和酶和酶作用物之間的酶化反應(yīng)。所述金屬離子可以從包括鋅離子，銅離子，鐵離子和鈣離子組成的組中選??；螯合劑可以從1，10菲咯啉，鋅試劑，2，2′-聯(lián)喹啉(康銅)和石蠟組成的組中選??；酸/堿反應(yīng)劑從鹽酸，檸檬酸，抗壞血酸，氫氧化鈉和磷酸氫二鈉組成的組中選??；pH指示計(jì)從溴百里酚藍(lán)，甲基紅和甲酚紅組成的組中選??；電子供體/受體從漂白粉和釩鹽組成的組中選??；和氧化還原指示計(jì)從n-苯基蒽酸和漂白染料組成的組中選取。
所述液體可以是粘性液體，以使所述液體的粘性控制液體在所述移動(dòng)介質(zhì)內(nèi)的移動(dòng)。所述液體可以包含油和油溶性染料或者可以包含水、水溶性染料以及在類似情況下控制所述液體的粘性的一個(gè)化學(xué)制品。
所述移動(dòng)的機(jī)理可以是擴(kuò)散或毛細(xì)作用。所述移動(dòng)介質(zhì)可以從聚合微孔材料如聚烯烴塑料，纖維素-堿的材料如紙，溶膠-凝膠，和顆粒填充的聚四氟乙烯組成的組中選取。所述移動(dòng)介質(zhì)可以包括一個(gè)帶有硅填充物的微孔聚合材料。所述移動(dòng)介質(zhì)可以是由指定的孔隙材料組合而成的，如將紙放在一個(gè)溶膠-凝膠溶液中浸泡。
所述指示器可以與一個(gè)粘性的背襯結(jié)合用于貼附在要儲(chǔ)存的產(chǎn)品和包裝上。所述指示器可以包括限定沿移動(dòng)介質(zhì)長度的移動(dòng)的裝置。所述限定裝置可以是一個(gè)密封的形式。所述移動(dòng)通路減少所要求的液體的量并且減少任何液體從所述指示器偶然地泄漏。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一個(gè)制造時(shí)間指示器的方法，其中包括；提供一個(gè)基層，形成一個(gè)用于一液體儲(chǔ)液器的盤形部分；一個(gè)中間層，具有一個(gè)入口；和一個(gè)移動(dòng)層，包括一個(gè)移動(dòng)介質(zhì)；連接所述基層與所述中間層，使所述入口對(duì)準(zhǔn)所述盤形部分；將液體通過入口進(jìn)入所述盤形部分以形成一液體儲(chǔ)液器；并且將所述移動(dòng)層部分地連接到所述中間層因此當(dāng)所述時(shí)間指示器起動(dòng)時(shí)液體能夠迅速地由所述液體儲(chǔ)液器進(jìn)入到在所述移動(dòng)層和所述中間層之間形成的腔內(nèi)且然后沿著所述移動(dòng)介質(zhì)在計(jì)時(shí)期間慢慢移動(dòng)。
所述中間層最好包括一個(gè)通風(fēng)口，當(dāng)制造中將液體充入所述第一儲(chǔ)液器中時(shí)容許空氣從第一儲(chǔ)液器中排出。因此，所述中間層可以被認(rèn)為用作對(duì)充入操作進(jìn)行簡化的一個(gè)層。
所述方法可以包括為阻止所述移動(dòng)層和中間層連接在所述中間層的一部分表面上的印制。以這樣的方法，在所述指示器被起動(dòng)后就能夠形成一個(gè)可膨脹袋形式的第二儲(chǔ)液器。所述袋形成在所述移動(dòng)層和中間層之間的部分阻止連接的表面區(qū)域。該方法可以包括限定一個(gè)沿所述移動(dòng)介質(zhì)長度的移動(dòng)通道，例如通過在所述移動(dòng)層上形成一個(gè)密封來限定所述移動(dòng)通道。
所述方法可以包括將至少一個(gè)透明層連接到所述移動(dòng)層并且包括限定在所述透明層上的標(biāo)記，因此通過將沿所述移動(dòng)介質(zhì)的顏色變化的進(jìn)程與所述標(biāo)記比較測量已經(jīng)過的時(shí)間?；蛘?，所述方法可以包括在所述移動(dòng)層上的標(biāo)記，因此通過比較沿移動(dòng)介質(zhì)的顏色變化和所述標(biāo)記就能夠測量已經(jīng)過的時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一個(gè)壽命指示裝置，包括一個(gè)容納具有分解的紅染料的液體儲(chǔ)液器，一個(gè)由帶有一初級(jí)硅填充料的聚烯烴塑料組成的微孔介質(zhì)，一個(gè)部分透明的罩膜，布置在所述微孔介質(zhì)上以當(dāng)將所述液體與所述介質(zhì)接觸時(shí)所述液體緩慢地?cái)U(kuò)散到整個(gè)介質(zhì)使顏色變化到紅色，所述顏色變化前端處緩慢地沿所述微孔介質(zhì)進(jìn)程并且透過包含標(biāo)記的罩膜被觀察，所述標(biāo)記將所述前端的進(jìn)程與貼附所述時(shí)間指示器的物品的壽命相關(guān)聯(lián)。


為了更進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面將參照附圖，結(jié)合確定的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。
圖1A表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的指示器部件的平面示意圖。
圖1B和1C表示圖1A所示指示器在起動(dòng)后的截面示意圖。
圖2A和2B表示在圖1所述指示器中使用的中間層的詳細(xì)示意圖。
圖3表示一個(gè)可替換的指示器。
圖4A和4B表示一個(gè)指示器，其中觀察整個(gè)時(shí)間上緩慢液體移動(dòng)過程的進(jìn)程。
圖5A和5B表示一可替換的指示器在起動(dòng)前和后的截面示意圖。
圖6表示在圖5A和5B中的指示器在計(jì)時(shí)期間的緩慢液體移動(dòng)過程。
具體實(shí)施例方式
在下面的附圖中相同的標(biāo)號(hào)用于相同的部件。在圖1A和1B中表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性的時(shí)間指示器(裝置)。所述裝置包括一個(gè)基層10，含有一個(gè)第一液體儲(chǔ)液器13，一個(gè)中心層11，包括一個(gè)移動(dòng)介質(zhì)，以及一個(gè)部分透明的上層，其中設(shè)置兩個(gè)窗口17、18，透過這些窗口可以觀察液體經(jīng)過所述移動(dòng)介質(zhì)的進(jìn)程。
所述基層10構(gòu)成一個(gè)用于將所述指示器作為一個(gè)整體的下部密封。所述基層10包括一個(gè)盤形部分19，形成一個(gè)泡并且容納所述第一儲(chǔ)液器13，用于驅(qū)動(dòng)所述液體-移動(dòng)機(jī)理。所述盤形部分19可以是熱成形的。所述基層的下側(cè)可以是一個(gè)粘性表面用于將所述指示器貼附在要被監(jiān)視的物品上。所述基層10的上側(cè)表面，除了兩個(gè)部分外，用強(qiáng)粘性膠粘到所述中心層11上，所述兩個(gè)部分是沿一個(gè)弱密封14和沿一個(gè)液體導(dǎo)管15。所述液體導(dǎo)管15有一個(gè)第一端連接所述密封14和一個(gè)第二端引導(dǎo)到第二儲(chǔ)液器，該第二儲(chǔ)液器為在與所述移動(dòng)介質(zhì)連接的中間層11上的一個(gè)開放部分或一個(gè)腔16。
所述裝置一旦被組裝，通過擠壓所述盤形部分19而被起動(dòng)，由于在所述儲(chǔ)液器內(nèi)液體的壓力的增加導(dǎo)致弱密封14破裂。所述液體迅速流入導(dǎo)管15并且進(jìn)入在中間層11的腔16。所述中間層11包括一個(gè)層疊包裝密封住了一個(gè)用作移動(dòng)介質(zhì)的多孔或微孔介質(zhì)。液體在進(jìn)入所述腔16后，緩慢地沿所述介質(zhì)移動(dòng)。
所述上層12包括透明窗口17、18(標(biāo)記)表示所述緩慢移動(dòng)過程的進(jìn)程，因此作為一個(gè)圖象罩膜。一個(gè)窗口18在中間層12的所述腔16的上部并且第二窗口定位于要終止端的上部。當(dāng)所述裝置被起動(dòng)時(shí)，所述液體流入到所述腔16內(nèi)并且通過所述窗口18可以看到顏色的變化，它表示所述裝置已經(jīng)被起動(dòng)。在第二窗口17處觀察到顏色變化表示到達(dá)了預(yù)想的終止端(對(duì)應(yīng)于要進(jìn)行監(jiān)視的物品的壽命)。
下面參考圖2A和2B，可以看到兩個(gè)示意性的所述裝置的中間層的實(shí)施例，所述中間層是液體緩慢移動(dòng)的部分。在圖2A中，所述中間層包括一個(gè)由一多孔或微孔材料經(jīng)層疊形成的條26，用作進(jìn)入由去除部分所述介質(zhì)而限定的第二儲(chǔ)液器或腔22的液體的緩慢移動(dòng)的介質(zhì)。通過一個(gè)在所述層邊緣周圍施加熱壓密封24，防止所述液體移動(dòng)超過所述層的邊界，所述密封操作基本上封閉住了所述微孔材料的孔。
在如圖2B所述一個(gè)替換實(shí)施例中，所述中間層20包括一個(gè)微孔材料的密封的條26用作為到達(dá)在所述介質(zhì)當(dāng)中切割出的腔22中的液體的緩慢移動(dòng)介質(zhì)。通過在所述環(huán)繞的邊緣28的層疊連接，防止所述液體移動(dòng)超過所述條26。
參考圖3，表示一替換實(shí)施例的液體釋放機(jī)理。根據(jù)該實(shí)施例一個(gè)第一儲(chǔ)液器的形式為一個(gè)含有液體的可擠裂的囊30，放置在為一個(gè)腔32形式的所述第二儲(chǔ)液器內(nèi)。壓力高于和低于所述腔32會(huì)導(dǎo)致液體釋放到所述腔32內(nèi)并因此開始所述液體的移動(dòng)。在該實(shí)施例中，所述裝置的下層僅僅提供一個(gè)下部的密封，因此圖1所示的熱成形的儲(chǔ)液器和導(dǎo)管就省略了。
參考圖4A到4F，在所述移動(dòng)介質(zhì)的前端，液體移動(dòng)整個(gè)時(shí)間上的進(jìn)展如圖4A到4C所示。通過所述裝置的部分透明上層觀察到的顏色的變化如圖4D到4F所示。在開始，圖4A和圖4D分別表示在所述腔包含所述液體并且僅僅可以在第一或開始窗口48觀察到顏色的變化。這表示裝置已經(jīng)被起動(dòng)。
隨著時(shí)間的過去，如圖4B所示，所述液體開始從所述腔向外移動(dòng)并且開始使腔42周圍邊緣變色。如圖4E所示，在第二或到期窗口看不到任何顏色的變化。整個(gè)時(shí)間上所述變色的區(qū)域通過在移動(dòng)介質(zhì)44內(nèi)向下移動(dòng)，逐漸地并累積地?cái)U(kuò)大沿所述指示器的長度方向增加。最后，如圖4C所示所有或大致所有移動(dòng)介質(zhì)已經(jīng)被變色并且如圖4F所示，在指示產(chǎn)品到期的第二窗口可以觀察到顏色的變化。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將很清楚，可以使用各種類型的圖形設(shè)計(jì)用于到期/壽命終點(diǎn)，包括各種線、曲線、橢圓、矩形或點(diǎn)，但是并不限于這些。橢圓，可以使用表示液體移動(dòng)進(jìn)程的前端作為標(biāo)記，包括各種不同尺寸的箭頭、曲線、線和點(diǎn)，但是并不限于這些。
而且，每個(gè)實(shí)施例可以適合于包括附加的表示時(shí)間指示的標(biāo)記。這樣的標(biāo)記(未表示)可以包括表示所述逐步進(jìn)展到所述終點(diǎn)的圖形標(biāo)記。通過窗口看到的開始顏色可以與上層的背景色相同，并且因此任何顏色的變化都非常明顯。所述最終顏色可以是紅色；一向紅色的過渡可容易地理解為一個(gè)被監(jiān)視的物品應(yīng)該被處理的信號(hào)。
圖5A和5B表示一個(gè)可替換的指示器，包括一個(gè)基層50，一個(gè)包括移動(dòng)介質(zhì)的上部移動(dòng)層56和一個(gè)夾在所述上層56和基層50之間所中間層60。所述上層56是層疊的，即在兩個(gè)表面包覆一個(gè)疊層51。所述移動(dòng)層56的上表面被印刷表示開始點(diǎn)和終止點(diǎn)的標(biāo)記，因此不需要一個(gè)為了印刷的分離的部分透明的上層。而且，所述移動(dòng)層56的印刷可以如前述實(shí)施例限定透明窗口。
所述基層50最好由PVC制造，并且形成一個(gè)容納第一液體儲(chǔ)液器54的盤形部分52。所述中間層上設(shè)置一個(gè)通風(fēng)口65和一個(gè)入口用于連接所述液體儲(chǔ)液器54到在所述移動(dòng)層56上的一個(gè)小的腔66。通過在所述中間層的上表面的除了覆蓋所述移動(dòng)層56的下表面的印刷區(qū)域以外施加一個(gè)熱粘結(jié)劑，將所述中間層密封在所述移動(dòng)層上。所述印刷區(qū)域66被印上如漆的材料，與所述粘結(jié)劑形成一個(gè)輕的粘結(jié)，所述粘結(jié)劑可為預(yù)涂覆的由Lmarr(Glen Ellen，CA，US)制造的脂肪族聚酯氨基甲酸乙酯膠粘劑W50和W60。
通過擠壓所述盤形部分迫使儲(chǔ)液器54內(nèi)的液體通過入口64進(jìn)入到腔66而起動(dòng)所述裝置、所述腔66膨脹或擴(kuò)充所述印刷區(qū)域67以形成如圖5B所示的內(nèi)部袋68形式的第二儲(chǔ)液器。一旦形成所述袋68，所述鈕或盤形部分52保持在其壓下的狀態(tài)。所述液體開始如上所述經(jīng)過所述移動(dòng)介質(zhì)在整個(gè)時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散。
圖6A到6C表示圖5A和圖5B的裝置，該裝置具有一個(gè)引導(dǎo)所述液體的移動(dòng)進(jìn)入穿過所述移動(dòng)介質(zhì)的狹窄的通路的機(jī)構(gòu)。使用熱和壓力形成一個(gè)密封70以限制所述狹窄通路。圖6A表示所述裝置在起動(dòng)前且沒有液體在所述腔66內(nèi)存在。在起動(dòng)后很短時(shí)間內(nèi)所述腔66內(nèi)充滿液體并且所述液體開始向所述移動(dòng)介質(zhì)擴(kuò)散，如圖6B所示。長時(shí)間液體連續(xù)沿由密封70所限定的狹窄移動(dòng)介質(zhì)的通道的進(jìn)展如圖6C所示。
圖5A到5B的實(shí)施例可以由以下步驟制造1)在150到160℃下使一個(gè)PVC塑料層經(jīng)熱成形而形成具有一個(gè)盤形部分52的基層50；2)一個(gè)具有一入口64和一通風(fēng)口65的第二塑料層被粘到所述基層50以形成一個(gè)具有與所述盤形部分對(duì)準(zhǔn)的入口的一中間層；
3)將液體經(jīng)過所述入口充入所述盤形部分以形成一個(gè)第一儲(chǔ)液器，隨著所述液體充入所述儲(chǔ)液器，通過通風(fēng)口65，空氣被從所述盤形部分吸出。所述中間層可以被認(rèn)為是一個(gè)充入操作的協(xié)助層并且能夠加速制造的速度；4)在所述中間層60的自由表面涂覆膠粘劑；5)一包括移動(dòng)介質(zhì)的移動(dòng)層56被在其一部分表面上涂覆如漆的材料，所述涂覆形成一個(gè)在所述中間層上的輕的膠粘劑連接；6)在大致90℃下將所述中間層60和所述移動(dòng)層56連接在一起，及；7)可選擇的，對(duì)上表面進(jìn)行加熱(在150-200℃范圍)并加壓使所述移動(dòng)層熔化因此形成一個(gè)密封或部分密封來限定一個(gè)狹窄的移動(dòng)通道。
8)可選擇的，可以在所述移動(dòng)層上印制標(biāo)記或限定觀察所述移動(dòng)的開始和結(jié)束的透明窗口。或者一個(gè)帶有那樣標(biāo)記的附加的部分透明的層可以被連接到所述移動(dòng)層上。
在每個(gè)實(shí)施例中所述移動(dòng)介質(zhì)可以是多孔材料如一個(gè)微孔聚合物，例如Teslin(PPG Industries，Inc.，Pennsylvania，USA)的聚烯烴塑料(具有一個(gè)初級(jí)硅填充料)或如ArtisynTM(Daramic Inc.，Owensboro，KY，USA)的帶硅填充料的聚乙烯。所述液體可以是任何具有顏色(如紅色)的粘性液體，例如象含可油溶性紅染料的玉米油的可食用油，所述紅色染料可以是如油紅EGN(Aldrich Chemical Company，Inc.，USA)。在本例中，所述液體移動(dòng)的比例由液體的粘性和移動(dòng)介質(zhì)的厚度及密度來決定。
有益地，選擇一個(gè)食用油加上食用染料能夠使所述裝置保持無毒狀態(tài)，即使被打破。所述油/染料的結(jié)合的進(jìn)一步的好處是當(dāng)所述液體沿所述移動(dòng)介質(zhì)移動(dòng)時(shí)，隨著基本上黃色的油產(chǎn)生紅顏色的表現(xiàn)，產(chǎn)生了兩段變色的前端。因此發(fā)生了逐步變色，首先以黃色作為一個(gè)中間色，然后變紅。所述顏色的變化順序?qū)τ谙M(fèi)者來說為直觀的是非常有益的，因?yàn)橄M(fèi)者非常熟悉交通燈先變黃而后變紅。同樣地，紅色與危險(xiǎn)相聯(lián)系并且因此所述的結(jié)合為本發(fā)明的裝置提供一個(gè)優(yōu)選的顏色變化順序。
一個(gè)可替換的液體/染料的組合應(yīng)用在水中的一個(gè)水溶染料(如一個(gè)紅色食用染料)，加上一個(gè)添加劑，所述添加劑如聚乙二醇(PEG)，用于控制所述得到的液體粘性以及移動(dòng)的速度。而且，可以使用不同保持時(shí)間的染料的組合，使一個(gè)顏色(所述的黃色)在所述最終顏色(所述紅色)占主導(dǎo)之前短期地呈現(xiàn)。
可替換地，所述移動(dòng)介質(zhì)可以是微孔摻雜溶膠-凝膠，所述液體可以是如氯化鋅的鋅鹽的溶液，及所述顏色變化體系可以是一個(gè)螯合反應(yīng)。當(dāng)所述鋅溶液提供所述摻雜溶膠-凝膠的介質(zhì)緩慢地移動(dòng)時(shí)，與所述摻雜劑反應(yīng)；在這種情況下所述螯合劑4-(2-吡啶偶氮)間苯二酚磷酸鹽，在下文稱為石蠟，因此獲得由黃到紅的顏色變化。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述用于摻雜溶膠-凝膠的支持材料可以為標(biāo)準(zhǔn)激光高級(jí)紙(80g/m2)，紙被裁成1cm乘2.5cm的條并且用石蠟摻雜溶膠-凝膠。所述摻雜溶膠-凝膠液體的制備如下通過首先在由10ml酒精、1.6ml三重蒸餾水、四滴濃度為33％的鹽酸(HCl)和0.1g的石蠟攪拌組成的溶液中加入5ml的四乙氧(基)硅烷(TEOS)，再攪拌5分鐘，再加入0.3g如CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)的表面活化劑并且攪拌直到溶液均勻。所述溶液要再攪拌兩個(gè)小時(shí)，可以通過一個(gè)浸蘸機(jī)將所述紙條一致地抓住使所述紙條浸泡在該溶膠-凝膠溶液中，將它們放入不攪動(dòng)的溶液內(nèi)并且以0.08厘米/秒的速度抽出。然后放入烤爐以50℃進(jìn)行干燥至少24小時(shí)使它們完全固化。
在本例中，所述液體移動(dòng)的速度由在所述凝膠制備過程中的pH值決定，該制備過程控制得到的孔隙的尺寸。因?yàn)榧词顾鲅b置被打破，不會(huì)釋放有危險(xiǎn)的化學(xué)物質(zhì)，所以選擇這樣的反應(yīng)體系非常有益。鋅鹽是無毒的(在飲用水中高到5ml/l水平仍是可接受的)并且石蠟被作為在溶膠-凝膠基體內(nèi)的摻雜劑仍然保持在其中且因此不會(huì)滲出。
由于對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是很明顯的，可以使用多個(gè)可替換的移動(dòng)介質(zhì)和多個(gè)可替換的反應(yīng)機(jī)理。能夠使用多個(gè)有緩慢移動(dòng)效果微孔介質(zhì)；例如包括EmporeTM公司的顆粒填充的聚四氟乙烯(可從Minnesota Miningand Manufacturing Company，St.Paul，Minnesota，USA得到)。其它用于移動(dòng)介質(zhì)的適當(dāng)?shù)牟牧蠟槔w維素-堿的材料，如紙，其具有的毛細(xì)作用和擴(kuò)散能夠?qū)σ苿?dòng)效果有利。
能夠產(chǎn)生與上述實(shí)施例類似的顏色變化的多個(gè)可替換的化學(xué)體系如下所示1.為完成其它螯合反應(yīng)，能夠被采用或摻入到所述孔隙介質(zhì)的可替換的螯合劑如1，10菲咯啉，鋅試劑，或2，2′-聯(lián)喹啉(康銅)，而可替換的液體反應(yīng)劑可以包括金屬離子的溶液，如銅離子、鐵離子和鈣離子溶液，所述液體流動(dòng)到所述孔隙介質(zhì)內(nèi)。
2.為完成酸/堿反應(yīng)體系，被采用或摻入到所述移動(dòng)介質(zhì)的適當(dāng)?shù)膒H指示計(jì)包括溴百里酚藍(lán)，甲基紅和甲酚紅，并且流入所述移動(dòng)介質(zhì)中的適當(dāng)酸/堿液體反應(yīng)劑包括酸鹽酸，檸檬酸，抗壞血酸和堿氫氧化鈉和磷酸氫二鈉。
3.為完成氧化還原反應(yīng)，被采用或摻入到所述移動(dòng)介質(zhì)的氧化還原指示計(jì)包括n-苯基蒽酸和漂白染料，而可替換的流入所述移動(dòng)介質(zhì)中液體反應(yīng)劑可以包括漂白粉和釩鹽。
4.為完成酶化反應(yīng)，與一個(gè)pH指示計(jì)一起被采用或摻入到所述移動(dòng)介質(zhì)的酶可以如脂肪酶，而一個(gè)液體物質(zhì)如甘油三己酸酯流入所述移動(dòng)介質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施例中一個(gè)脂肪酶和甘油三己酸酯的酶化反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物是己酸；所述酸在pH指示計(jì)上產(chǎn)生顏色的變化。
通過確保一個(gè)所述化學(xué)反應(yīng)劑在所述移動(dòng)介質(zhì)內(nèi)存在，上述的化學(xué)變色體系可以在本發(fā)明范圍內(nèi)使用。已知的將一個(gè)化學(xué)物質(zhì)放入所述移動(dòng)介質(zhì)的辦法包括摻雜(如上述的溶膠-凝膠)，浸泡和印制所述化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入所述介質(zhì)或在其上。
如上所述，通過簡單地?cái)D壓所述指示器的一個(gè)部分就能夠起動(dòng)每個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明具有容易使用的優(yōu)點(diǎn)和可以具有極簡單的操作。而且，通過基于指示器的結(jié)構(gòu)在可印刷的、薄片形的液體移動(dòng)介質(zhì)上；可以使用非常簡單的技術(shù)完成其制造，如印刷、浸泡、沖壓和層疊。因此，所述時(shí)間指示器非常簡單且便宜。例如根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)成的介質(zhì)就適合于提供一個(gè)指示器。所述時(shí)間指示器同樣適合于貼附在一個(gè)容器或其它儲(chǔ)藏在冰箱或冰柜內(nèi)的產(chǎn)品，并且可以使用不冷凍的液體，例如被設(shè)計(jì)成在零下條件下工作的各種濃度的丙二醇和水的混合物或合成油。
這可以特別地使用在長期的時(shí)間期限，如六個(gè)月。
因此根據(jù)本發(fā)明描述了一個(gè)為了消費(fèi)者的簡單且便宜的時(shí)間指示器。而本發(fā)明在此以對(duì)更實(shí)際和優(yōu)選的實(shí)施例的構(gòu)思進(jìn)行表示，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說明顯地可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)作出許多改進(jìn)，其范圍與所附的權(quán)利要求書最廣泛的含義一致以致包括所有的等同的結(jié)構(gòu)和裝置。
權(quán)利要求
1.一時(shí)間指示器，包括一第一儲(chǔ)液器，一移動(dòng)介質(zhì)和起動(dòng)裝置，所述起動(dòng)裝置用于讓第一儲(chǔ)液器內(nèi)的液體與所述移動(dòng)介質(zhì)接觸，使起動(dòng)后，該液體經(jīng)過所述移動(dòng)介質(zhì)移動(dòng)，以在移動(dòng)介質(zhì)上產(chǎn)生一個(gè)顏色變化，其特征在于；所述起動(dòng)裝置包括一第二儲(chǔ)液器，該第二儲(chǔ)液器連接在所述第一儲(chǔ)液器和所述移動(dòng)介質(zhì)之間，在起動(dòng)后使該液體從所述第一儲(chǔ)液器相對(duì)迅速地流到所述第二儲(chǔ)液器，并且然后在計(jì)時(shí)期間相對(duì)緩慢地沿所述移動(dòng)介質(zhì)長度方向移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述時(shí)間指示器，其中所述第二儲(chǔ)液器為可膨脹袋的形式，在起動(dòng)后膨脹。
3.如權(quán)利要求1或2所述時(shí)間指示器，其中所述第一和第二儲(chǔ)液器布置在所述移動(dòng)介質(zhì)相反的端部并且由一個(gè)導(dǎo)管連接。
4.如權(quán)利要求1所述時(shí)間指示器，其中所述第一儲(chǔ)液器封裝在所述第二儲(chǔ)液器內(nèi)。
5.如上述任一權(quán)利要求所述時(shí)間指示器，其中所述起動(dòng)裝置包括一個(gè)在所述第一和第二儲(chǔ)液器之間的可壓力壓破的密封。
6.如上述任一權(quán)利要求所述時(shí)間指示器，其特征在于包括一個(gè)基層，在該基層上形成一個(gè)用于所述第一儲(chǔ)液器的盤形部分；一個(gè)移動(dòng)層，包括所述移動(dòng)介質(zhì)；和一個(gè)中間層，該中間層夾在所述基層和移動(dòng)層之間。
7.如權(quán)利要求6所述時(shí)間指示器，其中所述中間層輕粘接到移動(dòng)介質(zhì)一端的移動(dòng)層上，使起動(dòng)后在所述上層和中間層之間形成所述第二儲(chǔ)液器。
8.如上述任一權(quán)利要求所述時(shí)間指示器，其特征在于包括一安裝在移動(dòng)介質(zhì)上的至少部分透明層。
9.如上述任一權(quán)利要求所述時(shí)間指示器，其特征在于包括標(biāo)記，通過將沿所述移動(dòng)介質(zhì)的顏色變化的進(jìn)程與所述標(biāo)記作比較，測量已經(jīng)過的時(shí)間。
10.如權(quán)利要求9所述時(shí)間指示器，其中所述標(biāo)記為透明窗的形式，通過所述窗能看到顏色變化。
11.如權(quán)利要求9或10所述時(shí)間指示器，其中所述標(biāo)記由在所述移動(dòng)介質(zhì)上的印刷來限定。
12.如上述任一權(quán)利要求所述時(shí)間指示器，其特征在于選擇所述液體和移動(dòng)介質(zhì)的特性，使沿移動(dòng)介質(zhì)的移動(dòng)持續(xù)一預(yù)定的時(shí)間期限。
13.如權(quán)利要求12所述時(shí)間指示器，其中所述時(shí)間期限為三十分鐘到六個(gè)月之間。
14.如上述任一權(quán)利要求所述時(shí)間指示器，其特征在于所述液體為粘性液體，并且所述液體的粘性控制液體在所述移動(dòng)介質(zhì)內(nèi)的移動(dòng)速度。
15.如權(quán)利要求12到14中任一項(xiàng)所述時(shí)間指示器，其中所述液體從和油溶性染料混合的油或和水溶性染料混合的并由一個(gè)化學(xué)制品控制其粘性的水組成的組中選取。
16.如上述任一權(quán)利要求所述時(shí)間指示器，其中所述移動(dòng)介質(zhì)從聚合微孔材料，纖維素-堿的材料，溶膠-凝膠，和顆粒填充的聚四氟乙烯組成的組中選取。
17.如權(quán)利要求16所述時(shí)間指示器，其中所述移動(dòng)介質(zhì)包括一個(gè)帶有硅填充料的微孔聚合材料。
18.如上述任一權(quán)利要求所述時(shí)間指示器，其中所述液體是有色的，通過液體沿所述移動(dòng)介質(zhì)內(nèi)的移動(dòng)在所述移動(dòng)介質(zhì)上產(chǎn)生顏色變化。
19.如權(quán)利要求1到17所述時(shí)間指示器，其中所述液體包含一第一反應(yīng)劑及所述移動(dòng)介質(zhì)內(nèi)包含一與所述第一反應(yīng)劑起反應(yīng)的第二反應(yīng)劑，從而產(chǎn)生顏色變化。
20.如權(quán)利要求19所述時(shí)間指示器，其中在第一和第二反應(yīng)劑之間的反應(yīng)體系是從通過一螯合劑的金屬離子的螯合，一酸/堿與一pH指示計(jì)的反應(yīng)，氧化還原指示計(jì)與電子供體/受體的反應(yīng)，和酶和一基質(zhì)之間的酶化反應(yīng)組成的組中選取。
21.如權(quán)利要求20所述時(shí)間指示器，其中所述金屬離子可以從包括鋅離子，銅離子，鐵離子和鈣離子組成的組中選取；螯合劑可以從1，10菲咯啉，鋅試劑，和2，2′-聯(lián)喹啉(康銅)和石蠟組成的組中選??；酸/堿反應(yīng)劑從鹽酸，檸檬酸，抗壞血酸，氫氧化鈉和磷酸氫二鈉組成的組中選??；pH指示計(jì)從溴百里酚藍(lán)，甲基紅和甲酚紅組成的組中選?。浑娮庸w/受體從漂白粉和釩鹽組成的組中選??；和氧化還原指示計(jì)從n-苯基蒽酸和漂白染料組成的組中選取。
22.如上述任一權(quán)利要求所述時(shí)間指示器，其中所述顏色變化為變向紅色。
23.如上述任一權(quán)利要求所述時(shí)間指示器，其中所述液體的移動(dòng)導(dǎo)致在移動(dòng)介質(zhì)上有多于一種的顏色變化。
24.如權(quán)利要求23所述時(shí)間指示器，其中所述顏色變化首先變?yōu)辄S色然后變到紅色。
25.如上述任一權(quán)利要求所述時(shí)間指示器，其特征在于包括一個(gè)有粘性背襯。
26.如上述任一權(quán)利要求所述時(shí)間指示器，其特征在于包括沿所述移動(dòng)介質(zhì)長度限定移動(dòng)通道的裝置。
27.一種制造一時(shí)間指示器的方法，包括提供一個(gè)基層，形成一個(gè)用于一液體儲(chǔ)液器的盤形部分；一個(gè)中間層，具有一個(gè)入口；和一個(gè)移動(dòng)層，包括一個(gè)移動(dòng)介質(zhì)；連接所述基層與所述中間層，使所述入口對(duì)準(zhǔn)所述盤形部分；將液體通過入口灌入所述盤形部分以形成一液體儲(chǔ)液器；并且將所述移動(dòng)層部分地連接到所述中間層因此當(dāng)所述時(shí)間指示器起動(dòng)時(shí)液體能夠迅速地由所述液體儲(chǔ)液器進(jìn)入到在所述移動(dòng)層與所述中間層之間形成的腔內(nèi)，且然后沿著所述移動(dòng)介質(zhì)在計(jì)時(shí)期間緩慢移動(dòng)。
28.如權(quán)利要求27所述方法，其特征在于包括為阻止所述移動(dòng)層和中間層的連接在所述中間層的一部分表面上的印刷。
29.如權(quán)利要求27或28所述方法，其特征在于包括限定一個(gè)沿所述移動(dòng)介質(zhì)長度的移動(dòng)通道。
30.如權(quán)利要求29所述方法，其特征在于包括在所述移動(dòng)層上形成一個(gè)密封來限定所述移動(dòng)通道。
31.如權(quán)利要求27到30中任一項(xiàng)所述方法，其特征在于包括將至少一部分透明層連接到所述移動(dòng)層。
32.如權(quán)利要求31所述方法，其特征在于包括限定在所述透明層上的標(biāo)記，通過將沿所述移動(dòng)介質(zhì)的顏色變化的進(jìn)程與所述標(biāo)記比較測量已經(jīng)過的時(shí)間。
33.如權(quán)利要求27到32中任一項(xiàng)所述方法，其特征在于包括在所述移動(dòng)層上印刷標(biāo)記，通過比較沿移動(dòng)介質(zhì)的顏色變化和所述標(biāo)記測量已經(jīng)過的時(shí)間。
全文摘要
一時(shí)間指示器，包括一第一儲(chǔ)液器(13)，一移動(dòng)介質(zhì)(11)和起動(dòng)裝置，所述起動(dòng)裝置用于使第一儲(chǔ)液器(13)內(nèi)的液體與所述移動(dòng)介質(zhì)(11)接觸從而起動(dòng)后的液體提供所述移動(dòng)介質(zhì)(11)進(jìn)行移動(dòng)在移動(dòng)介質(zhì)上產(chǎn)生一個(gè)顏色變化。所述起動(dòng)裝置包括一個(gè)第二儲(chǔ)液器(16)，該第二儲(chǔ)液器(16)連接在所述第一儲(chǔ)液器(13)和所述移動(dòng)介質(zhì)(11)之間，因此在起動(dòng)后液體從所述第一儲(chǔ)液器(13)相對(duì)迅速地流到所述第二儲(chǔ)液器(16)并且然后在計(jì)時(shí)期間相對(duì)緩慢地沿所述移動(dòng)介質(zhì)(11)長度方向移動(dòng)。
文檔編號(hào)G01K3/04GK1533518SQ02814632
公開日2004年9月29日 申請(qǐng)日期2002年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月11日
發(fā)明者魯本·伊斯比茨基, 保羅·J·弗里德曼, 伊恩·M·所羅門, 邁克爾·L·卡根, L 卡根, J 弗里德曼, M 所羅門, 魯本 伊斯比茨基 申請(qǐng)人:泰姆斯特里普有限公司, 普羅菲爾索爾－格爾有限公司