(57)【要約】  凍結インジケータは、活性インジケータ要素として、水または水性とし得る液体媒質中に固体粒子が分散された分散体を用い、分散体は凍結すると凝固して不可逆的な外見の変化をもたらす。液体分散体は、インジケータ容積体内に収容可能で、インジケータ容積体の周囲に蒸気阻止層が延びている。蒸気阻止層は分散体からの液体蒸気の損失を防止し、ひいては凍結インジケータの乾き切り及び機能不全を防止可能である。水性媒質を収容するのに、低い水蒸気透過率を有する２層及び３層の積層材を使用できる。活性インジケータ要素は、水または水性媒質中に金や銀などの金属またはその他の無機顔料材を分散させた希釈コロイド状分散体とし得る。一部の実施形態では分散剤などの使用を避け、無機顔料粒子、水、及び任意選択成分としての氷核形成剤からなる活性インジケータ要素を用いる。所望なら、重水または重水素化水も水の成分とし得る。
2009515200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）インジケータ容積体、
（ｂ）液体媒質中に固体粒子が分散されたインジケータ分散体で、前記インジケータ容積体内に収容され、凍結すると凝固して不可逆的な外見の変化をもたらすことが可能なインジケータ分散体、及び
（ｃ）前記インジケータ容積体の周囲に延びて、前記インジケータ分散体からの液体蒸気の損失を防止する少なくとも１つの蒸気阻止部材、
を備える凍結インジケータ。
【請求項２】
前記液体媒質は水性液体で、液体媒質の重量を基準として、約１０％から約７０％の酸化デューテリウム、重水素化水、または酸化デューテリウムと重水素化水の両方を任意選択的に含む請求の範囲第１項に記載の凍結インジケータ。
【請求項３】
前記水性分散体は、水中に分散された顔料粒子、及び任意選択成分としての氷核形成剤からなる、または実質上なる、またはそれらを含む請求の範囲第２項に記載の凍結インジケータ。
【請求項４】
前記液体媒質は凍結への露出前、中、及び後において単相である請求の範囲第２項に記載の凍結インジケータ。
【請求項５】
前記水性分散体はラテックス粒子の分散体を含む請求の範囲第２項に記載の凍結インジケータ。
【請求項６】
前記顔料粒子は、顔料、インク顔料、鉱物、非反応性金属、貴金属、高価金属、金、銀、アルミニウム、イリジウム、プラチナ、亜鉛、セレン、カーボンブラック、イオウ、酸化鉄、カオリナイト、モンモリロナイト、タルク、ハロイサイト、カルサイト、ドロマイト、ルチル二酸化チタン、ギブサイト、紅亜鉛鉱、バライト、結晶質シリカ、非晶質シリカ、水和シリカ、ほたる石、ハイドロキシアパタイト、白色及び着色されたポリスチレンビーズ、白色及び着色されたプラスチック及び合成ポリマー粒子、及び上記材料の中の２種以上の組み合わせで、一方の材料が他方の上に被覆されているものを含む組み合わせからなる群の中から選ばれた材料を含む請求の範囲第２項に記載の凍結インジケータ。
【請求項７】
前記インジケータ容積体の容積は約３mＬから約５０mＬの範囲である請求の範囲第３項に記載の凍結インジケータ。
【請求項８】
前記顔料粒子の濃度は前記インジケータ分散体の約０.０５重量％以下である請求の範囲第１項に記載の凍結インジケータ。
【請求項９】
前記インジケータ分散体はインジケータ分散体の凍結前に不透明で、凍結後に視認可能に光透過性であるか、もしくは前記インジケータ分散体はインジケータ分散体の凍結前に着色しており、凍結後に実質上無色である請求の範囲第１項に記載の凍結インジケータ。
【請求項１０】
ホスト製品に取り付けられて前記インジケータを支持する基材を有し、少なくとも１つの蒸気阻止部材が、前記インジケータ及び基材に配設された蒸気阻止部材の視認を可能とする湾曲した透明部材を有する請求の範囲第１項に記載の凍結インジケータ。
【請求項１１】
１１．前記湾曲した透明部材は合成有機ポリマー材の層を有し、前記基材に配設された部材は金属膜を有する請求の範囲第１０項に記載の凍結インジケータ。
【請求項１３】
前記インジケータ容積体を画成し、前記基材上に支持されたドーム状の透明な構造部材を更に有する請求の範囲第９項に記載の凍結インジケータ。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの蒸気阻止部材は、前記インジケータ容積体を完全に閉じる包囲物を有する請求の範囲第１項に記載の凍結インジケータ。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの蒸気阻止部材は、金属フォイル、金属フィルム、アルミニウムフォイル、アルミニウムフィルム、合成有機ポリマー材、シリコーン、有機シリコーンポリマー材、シリコーン水蒸気封止材、水蒸気阻止材、有機ポリマー封水材、透明な封水ポリウレタン、透明で重合可能な有機シリコーンモノマー、トリメトキシシラン、アルキル及び低級アルキル置換アルコキシシラン、複合材、ブリスター包装水分遮断フィルム材、構造的合成ポリマーフィルムと蒸気阻止合成ポリマーフィルムの多層積層材、ポリ塩化ビニルとポリクロロトリフルオロエチレンの２層積層材、ポリ塩化ビニルと、ポリエチレンと、ポリクロロトリフルオロエチレンとの３層積層材、グリコール化ポリエチレンテレフタレート、ポリクロロトリフルオロエチレン、グリコール化ポリエチレンテレフタレートとポリクロロトリフルオロエチレンとの２層積層材、ポリ塩化ビニルとポリクロロトリフルオロエチレンまたはその他適切なバリアフィルム材との２層積層材、エチレンビニルアルコール共重合体、グリコール化ポリエチレンテレフタレートと、ポリクロロトリフルオロエチレンと、エチレンビニルアルコール共重合体との３層積層材、セラミック被覆材、インジウムスズ酸化物、及び二酸化ケイ素被覆材からなる群の中から選ばれた材料からなる請求の範囲第１項に記載の凍結インジケータ。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの蒸気阻止部材は、温度３８°Ｃ及び相対湿度９０％で約１.０ｇ／ｍ２／日以下の水蒸気透過率を有する請求の範囲第１項に記載の凍結インジケータ。
【請求項１７】
分散固相の比率が、分散体の約５容量％以下の比率；分散体の約５重量％以下の比率；分散体の約１容量％以下の比率；分散体の約０.１重量％より少ない比率；及び分散体の約０.０５重量％より少ない比率からなる群の中から選ばれた比率を有する請求の範囲第１項に記載の凍結インジケータ。
【請求項１８】
前記インジケータ分散体は、液体媒質中に視認可能な気泡を有する請求の範囲第１項に記載の凍結インジケータ。
【請求項１９】
前記インジケータ分散体は前記インジケータ容積体に近接して参照領域を有し、参照領域は凍結前または凍結時における前記インジケータ分散体の外見と同様の外見を有する請求の範囲第１項に記載の凍結インジケータ。
【請求項２０】
前記凍結インジケータは、前記インジケータ分散体を視認するための少なくとも１つの透明な外側面と、紫外線阻止層とを含み、該紫外線阻止層は前記凍結インジケータの透明な外側面の１つ以上の上に位置し且つ可視光に対して透明である請求の範囲第１項に記載の凍結インジケータ。
【請求項２１】
水性分散媒中に固体無機顔料粒子が分散された分散体で、凍結に応答して不可逆的な外見の変化を呈する分散体と、前記無機顔料分散体を収容するインジケータ容積体と、前記分散体を視認するための視認窓とを備える凍結インジケータで、モニターすべきホスト製品に凍結インジケータを固定する取り付け装置を任意選択として更に備える凍結インジケータ。
【請求項２２】
前記顔料粒子は、顔料、インク顔料、鉱物、非反応性金属、貴金属、高価金属、金、銀、アルミニウム、イリジウム、プラチナ、亜鉛、セレン、カーボンブラック、イオウ、酸化鉄、カオリナイト、モンモリロナイト、タルク、ハロイサイト、カルサイト、ドロマイト、ルチル二酸化チタン、ギブサイト、紅亜鉛鉱、バライト、結晶質シリカ、非晶質シリカ、水和シリカ、ほたる石、ハイドロキシアパタイト、及び上記材料の中の２種以上の組み合わせで、一方の材料が他方の上に被覆されているものを含む組み合わせからなる群の中から選ばれた材料を含む請求の範囲第２１項に記載の凍結インジケータ。
【請求項２３】
前記インジケータ容積体の容積は約５mＬから約５０mＬの範囲であり、前記顔料粒子の濃度は約０.０５重量％以下であり、前記インジケータ分散体はインジケータ分散体の凍結前に不透明で、凍結後に視認可能に光透過性であるか、もしくは前記インジケータ分散体はインジケータ分散体の凍結前に着色しており、凍結後に実質上無色である請求の範囲第２２項に記載の凍結インジケータ。
【請求項２４】
（ａ）インジケータ容積体、
（ｂ）凍結可能な液体分散媒中に固体粒子が分散されたインジケータ分散体で、前記インジケータ容積体内に収容され、凍結すると凝固して不可逆的な外見の変化をもたらすことが可能なインジケータ分散体、及び
（ｃ）前記分散媒中に溶解された濃度応答性凝固剤、
を有し、前記分散媒の凍結が前記凝固剤の濃度を高め、前記分散媒の外見の変化を伴う凝固を引き起こす凍結インジケータ。
【請求項２５】
前記固体粒子は表面電荷を有する無機顔料粒子であり、前記凝固剤は前記インジケータ分散体に対して約０.００１重量％から約０.０１重量％の対イオン物質を含み、無機顔料粒子上の表面電荷を減少させる請求の範囲第２３項に記載の凍結インジケータ。
【請求項２６】
請求の範囲第１項に記載の凍結インジケータを作製する方法であって：
シートまたは連続状の巻帯体に形成された一連のインジケータ容積体画成凹部を有するシートまたは連続状の巻帯体を用意すること、
凍結インジケータ用の分散体を前記凹部に充填し、液体が充填された凹部上に基材層を施すこと、
前記基材層を前記シートまたは巻帯体に封着すること、及び
個々の凍結インジケータを前記シートまたは巻帯体から分離すること、
を含む方法。
【請求項２７】
ホスト製品と請求の範囲第１項に記載の凍結インジケータであって、前記凍結インジケータが前記ホスト製品に付設または付着されており、凍結する可能性のある温度に対するホスト製品の過去における露出を指示するように組み合わされたホスト製品と凍結インジケータ。
【請求項２８】
前記液体媒質は非水性液体である請求の範囲第１項に記載の凍結インジケータ。
【請求項２９】
前記インジケータ分散体は、非水性液体中に分散された顔料粒子からなる、または実質上なる、またはそれを含む請求の範囲第２８項に記載の凍結インジケータ。
【請求項３０】
前記液体媒質は凍結への露出前、中及び後において単相である請求の範囲第２９項に記載の凍結インジケータ。
【請求項３１】
前記分散体はインク顔料粒子の分散体を含む請求の範囲第２８項に記載の凍結インジケータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多量または大量生産に適した凍結インジケータに関する。特に本発明は、ほぼ水の凝固点かそれより低い温度に対する、ホスト製品（主製品）の過去における露出を正確に指示するのに使用可能な凍結インジケータに関する。本発明は、例えば小型の薬瓶（バイアル）や注射器など、小型のホスト製品に取り付けるのに適した小ユニットとして実施可能な凍結インジケータの実施形態を含む。
【背景技術】
【０００２】
多くの商品は温度に敏感で、わずかであっても凝固点近くまたは以下の温度に露出されると、損傷を受けたり、劣化したり、あるいは品質の低下を生じることがある。例えば、バナナは茶色に変色し、柔らかくなる。一部の花、サラダ用野菜、バジルなどのハーブは、凍結温度またはそれに近い温度に露出されると、萎れたり、黒く変色したり、使用不能になったり、価値を失ったりする。そのような変化はよく知られており、主に氷の結晶が植物細胞の完全性を破壊することによって生じる。
【０００３】
上記のものに加え、当業者にとって周知もしくは自明なように、その他多くの重要な商品も、同様な凍結に起因した損傷を受ける。例えば、その他の食物や食用製品、一部の薬品、血清、ワクチンを含む薬品類、さらに一部の工業用化学品やその他の製品などである。また商業的に重要な凍結に敏感な製品の例には、世界保健機構（ＷＨＯ）の免疫拡張計画で使われているような凍結に敏感な液体ワクチンも含まれる。
【０００４】
上記の問題に対処する１つの方法は、個々の品目、パケット、注射器、小型の薬瓶、瓶、その他の大容量容器が有害な凍結条件下に置かれたことを不可逆的に指示することである。
【０００５】
凍結露出の不可逆的な指示を与える、各種の提案が知られている。例えば、Ignacio らの米国特許第5,239,942号は、破裂すると染料を放出して、色の変化を生じる砕け易いアンプルからなる凍結インジケータを開示している。JP
Labs, Inc., に譲渡されたShahinpoorの米国特許第6,837,620号は、特定のスタート温度より低い温度に瞬間的にでも露出されると形状変化を生じ、その温度露出の永続的な指示を与える合金要素を有した形状記憶合金製温度センサを開示している。またPatelの米国特許第6,472,214号は、部分重合のジアセチレンで構成でき、活性剤混合物が約０から
-３０°Ｃの範囲で凍結すると、例えば青から赤など、不可逆的な色の変化を発生可能な変色インジケータからなる凍結モニター装置を開示している。
【０００６】
Hanlonらの米国特許第4,148,748号(以下"Hanlon")は、物品が凍結または解凍条件にさらされたかどうかを検出する不可逆的な凍結−解凍インジケータを開示している。Hanlonのインジケータは、例えばスチレンポリマーなど、ラテックス形状とし得るポリマー樹脂材の有機固体粒子のコロイド状分散体を用いている。その他の各種スチレン、ビニル及びビニリデンポリマー及び共重合物も記述されている。Hanlonのコロイド状分散体は、凍結すると不可逆的に不安定化し、半透明な分散体をほぼ不透明な分散体にすると報告されている。一般に、ラテックス分散体は低脂肪牛乳の外見を有する。それが一旦凍結及び解凍されると、得られる製品は、凝固（凝乳）あるいはゲル化した凍結牛乳の外見を有する。
【０００７】
本発明を基準に比較すると、Hanlonに記載されたインジケータは、一部の用途において適切な保存寿命（有効期間）を欠いており、凍結範囲の温度に対する応答が一貫しておらず、不充分なあるいは存在を認識し得ない視覚シグナルを与えることがある。
【０００８】
凍結すると水の膨張によって容器が破砕することを利用した、各種の凍結インジケータが知られている。例えばJohnsonの米国特許第4,191,125号は、水、核形成剤及び表面活性剤の混合物で実質上満たされた砕けやすいアンプルを含む凍結インジケータを開示している。水の凝固点に達すると、水混合物が凍結し、砕けやすいアンプルを破砕する。Johnson
によれば、過冷却効果と呼ばれる問題を解決するのに核形成剤を使用でき、色の変化を示すのに染料印刷パッドを使用でき、さらに凝固点を上昇させるのに酸化デューテリウム（代表的重水）を追加可能である。
【０００９】
Emslanderらの米国特許第4,846,095号は、少なくとも２つの液体、例えば水／エタノール混合物からなる凍結感応混合物で湿らせた微孔シートを有する凝固点指示装置を開示している。液体混合物の温度が水の凝固点などの臨界値に達すると、微孔シートの光学的特性が変化する。
【００１０】
Pereyraの米国特許第5,964,181号は、指示組成物を用いた臨界温度指示装置を開示している。指示組成物は以下のものを含むと記載されている：臨界温度より高い凝固点を有する有機化合物；臨界温度より低い凝固点を有する化合物；及び組成物の一部が凝固すると、ほぼ臨界温度で微孔膜を湿潤可能な湿潤成分。Pereyra
によれば、湿潤した膜は一般に不可逆的に透明や半透明になったり、あるいは内部の色素によって発色する。この装置は水蒸気、環境ガスなどに対するバリアを与えるバリア物質を使用し、それらが装置内の指示組成物を汚染しないようにできる。Pereyra
は、微孔膜の不透明度及び／又は色の変化により、温度が指示すべき臨界温度にあるいはそれ以下に低下したことを指示することも開示している。また、指示組成物は溶液またはゲルとし得ることも開示されている。さらに、増濃剤及び増粘剤などの固定化剤を組成物に添加し、拡散率(速度)及び／又は堆積（build）速度を制御可能である。
【００１１】
Patelの米国特許第6,472,214号は、色変化インジケータと、ゲル形成能力を有することも可能な任意選択のポリマーバインダと、約０から
-３０°Ｃの範囲で凍結すると、インジケータ内で変色を誘起する溶媒混合物とからなる装置を開示している。色変化インジケータは、溶媒混合物に分散された部分重合ジアセチレンの微粒分散体とし得る。装置の温度が水の凝固点まで下がると、活性剤溶媒相が溶媒混合物から分離し、インジケータ内で変色を誘起する。
【００１２】
Guisingerの米国特許第6,957,623号は、インジケータが水の凝固点に近い温度などの臨界温度に露出されると、不可逆的で視認可能な指示を生じる臨界温度インジケータを記載している。同米国特許に記載されているようにGuisinger
の臨界温度インジケータは、透明なハウジングと、透明なハウジング内に含まれた温度感応性の変換可能材とを含む。変換可能材は、水、核形成剤、ラテックス、及び核形成剤用の安定剤を含む。変換可能材は、露出前は半透明だが、不透明に変換可能であると記載されている。ラテックスは５−３５重量％の量で用いられており、核形成剤は氷核用活性（ＩＮＡ）微生物であるのが好ましい。
【特許文献１】米国特許第6,837,620号
【特許文献２】米国特許第6,837,620号
【特許文献３】米国特許第4,148,748号
【特許文献４】米国特許第4,191,125号
【特許文献５】米国特許第4,846,095号
【特許文献６】米国特許第5,964,181号
【特許文献７】米国特許第6,472,214号
【特許文献８】米国特許第6,957,623号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、１つの生産単位（生産ユニット）と別の生産単位との間で一貫した応答を可能とし、大量生産に適した凍結インジケータを提供する。また本発明は、一部の実施形態において、比較的長い保管期間後でも１つの生産単位と別の生産単位との間で一貫した不可逆的な応答を与え、良好な長期の保存寿命を有する凍結インジケータを提供する。
【００１４】
本発明の更なる実施形態は、例えばワクチン用の小型薬瓶や注射器、あるいはその他の小型ホスト製品の蓋や側面に取り付けて使用可能な小型ユニットとして、低コストでの生産に適した凍結インジケータからなる。
【００１５】
別の一般的観点において本発明は、長い保存寿命を有するだけでなく、過去における凍結露出の事象を表す明瞭な視認シグナルを与えることができる小型ユニットとして大量生産可能な凍結インジケータを提供する。一部の状況では、凍結露出の事象は進行中でもよい。
【００１６】
また本発明は一部の実施形態において、例えば注射器、ワクチン用薬瓶、その他の小型容器など、小容量容器への取り付けに適しており、低コストで大量生産可能で、しかも性能が一貫した小型の凍結インジケータを提供する。
【００１７】
一観点において本発明は、インジケータ容積体（volume）と、液体媒質中に固体粒子が分散されたインジケータ分散体を有する凍結インジケータを提供する。インジケータ分散体はインジケータ容積体内に収容可能で、凍結すると凝固して不可逆的な外見の変化をもたらすことが可能である。この観点において本発明は、インジケータ容積体の周囲に延びて、インジケータ分散体からの液体蒸気の損失を防止する少なくとも１つの蒸気阻止部材も含む。
【００１８】
少なくとも１つの蒸気阻止部材は、低い水蒸気透過率を有し、所望なら２または３以上の層を備えた薄層構造とし得る材料から構成可能である。
【００１９】
液体媒質は水性液体とすることができ、例えば液体媒質の重量を基準として、約１０％から約７０％の酸化デューテリウム、重水素化水、または酸化デューテリウムと重水素化水の両方を含むことができる。分散体は水性の場合、水中に分散された顔料粒子、及び任意選択成分としての氷核形成剤を含むことができる。本発明は、それらの構成成分のみからなる、または実質上なる実施形態を含む。水性分散体は所望なら、有機液体を含まず、それを欠いていてもよい。さらに、液体媒質は所望なら、凍結への露出前、中、及び後において単相とし得る。
【００２０】
小型の実施形態において、インジケータ容積体の容積は約３mＬから約５０mＬの範囲とし得る。顔料粒子の濃度は、インジケータ分散体の約０.０５重量％以下とし得る。
【００２１】
本発明の実施に際して有用な水性分散体の一実施形態は、ラテックス粒子の分散体を含む。
【００２２】
別の実施形態において本発明は、水性分散媒中に固体無機顔料粒子が分散された分散体を有する凍結インジケータを提供する。分散体は、その凍結に応答して不可逆的な外見の変化を呈する。またインジケータは、無機顔料分散体を収容するインジケータ容積体と、分散体を視認するための視認窓とを含む。任意選択として、凍結インジケータは、モニターすべきホスト製品に凍結インジケータを固定する取り付け装置を有することができる。
【００２３】
更なる実施形態において本発明は、インジケータ容積体と、凍結可能な液体分散媒中に固体粒子が分散されたインジケータ分散体とを有する凍結インジケータを提供する。インジケータ分散体はインジケータ容積体内に収容され、凍結すると凝固して不可逆的な外見の変化をもたらすことが可能である。凍結インジケータは更に、分散媒中に溶解された濃度応答性凝固剤を含む。分散媒の凍結が凝固剤の濃度を高め、分散媒の外見の変化を伴う凝固を引き起こす。
【００２４】
所望なら、本発明による凍結インジケータはホスト製品に付設して、そのホスト製品が凍結温度に露出して損傷を受けた可能性を示す一貫し且つ信頼できる指示を与えられる。
【００２５】
本発明による凍結インジケータの一部の実施形態は、大量生産に適し、水の凝固点近傍またはそれより低い温度に対し現時点に至るまでに一時的にでも露出したかどうかの、一貫した、信頼でき且つ不可逆的な指示を与えることが可能である。本発明の一観点において、品質管理基準に合格した凍結インジケータの生産バッチに含まれる各ユニットは、特定の凍結への露出事象に応答して同様の外見を与える。
【００２６】
使用時、本発明による凍結インジケータは、各種の着色されたまたは着色されていない初期の外見のいずれをも有することができ、また比較的透明で、色付け可能なものであってもよい。凍結して解凍されると、分散体の安定性が失われ、明確な外見の変化をもたらす。例えば、解凍後に、分散体の粒子が視認可能なビーズ、凝塊（ランプ）または集塊へと凝集または集成し、その間に透明な液体が視認可能な状態になる。凍結前及び後において所望の視覚的外見を分散体に与えるために、例えば反射性の背景など、各種の印象的な視覚上の組み合わせを用いることができる。
【００２７】
更に別の観点において、本発明は、請求の範囲第１項に記載の凍結インジケータを作製する方法であって、シートまたは連続状の巻帯体（ウェブ）に形成された一連のインジケータ容積体画成凹部を有するシートまたは連続状の巻帯体を用意すること、凍結インジケータ用の分散体を凹部に充填し、液体が充填された凹部上に基材層を施すこと、基材層をシートまたは巻帯体に封着すること、及び個々の凍結インジケータをシートまたは巻帯体から分離することを含む方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の幾つかの実施形態、本発明を実施して使用する際における幾つかの実施形態、及び本発明を実施するための最良の形態を、添付の図面を参照しながら以下詳しく例示として説明する。一部の図面中、同じ参照符号は同じ構成要素を示す。
【００２９】
本発明は、液体媒質中における固体粒子の視覚的に活性な分散体であって、凍結露出を示す明確且つ不可逆的な外見の変化を生じる分散体からなる活性インジケータを用いた凍結インジケータを提供する。本発明の一部の実施形態では、凍結インジケータの有効寿命（使用有効期間）を延ばすために、新規な蒸気封止技術を用いる。また本発明は、例えば金属や金属酸化物など無機顔料の、水、水性媒質あるいはその他適切な分散媒中の分散体を含む新規な分散体を用いた実施形態を含む。
【００３０】
本発明は、大量生産可能であり、且つどのインジケータによっても一貫した応答を可能とする、小型で低コストの凍結インジケータをなす有用な実施形態を含む。本発明に基づくそのような小型の凍結インジケータは、例えば数ミクロリットルまたは数十ミクロリットルレベルで計測可能なかなり小型のインジケータ容量を有し得る。液体媒質を通過する光路が短いにもかかわらず、本発明は、例えば凍結露出の結果として不透明度、反射率、またはそれら両方において顕著な変化を呈することによって、凍結露出を示す優れた視認シグナルを与えることが可能な活性インジケータ要素を提供する。
【００３１】
本発明の更なる実施形態は、例えば所定の時間間隔にわたる特定の温度または特定の温度間隔への露出など、定められた凍結露出の事象に応答して、明瞭で不可逆的な視認シグナルを提供可能である。望ましくは、凍結インジケータの生産バッチ中の全てでないにしてもほとんどが、定められた温度事象に応答して、所望の視認シグナルを与えることができる。例えば、水の凝固点をモニターする場合、定められる温度事象は、-２°Ｃ± ０.２°Ｃで１時間とし得る。もちろん特定の目的に応じて、その他の温度事象も定義あるいは選択可能である。所望の均質性（一貫性）は、バッチあるいはサンプル中における凍結インジケータユニットの少なくとも約９０％から、良好な視認応答が得られることである。例えば９９％や９９．９％など、もっと高い均質性が得られればより有用である。
【００３２】
本発明は、通常は凍結温度より高い周囲温度に維持されており、凍結するとその指示を与えることができる新規な凍結インジケータを提供する。凍結の指示は、水の凝固点またはそれに近い温度に対するインジケータの現在あるいは過去の露出についての明瞭で不可逆的な指示として与えられる。指示される凍結温度またはそれに近い温度の事象は、水の凝固点から数度の範囲内、例えば約−１０°Ｃから約５°Ｃの範囲内の温度への露出とすることが考えられる。インジケータを活性化させるのに必要な露出の持続時間は、インジケータの応答成分が周囲温度にまで冷えるのに掛かる時間、及び凍結が生じるのに要する時間を含む。この時間は、当業者であれば理解されるように、インジケータの構成及びその他各種の因子に応じて、１または２分程度の短い時間、３０または６０分程度の長い時間、あるいはその他適切な時間とし得る。
【００３３】
「水」及び「水性」という用語は本明細書において、酸化水素Ｈ２Ｏだけでなく、酸化デューテリウムＤ２Ｏ、部分的に重水素化された水ＤＨＯ、及びそれらの混合物を含む。酸化デューテリウム及び／又は部分的に重水素化された水の濃度を変更して、水または水相の凝固点を制御できる。
【００３４】
本明細書の開示から当業者であれば自明であるように、凝固点以外の温度や上記以外の露出持続時間に応答する凍結インジケータも提供可能である。さらに、本明細書の開示から当業者であれば、特定の物質の凝固点に対応することもあれば対応しないこともある、周囲よりも低下したその他の温度に応答するインジケータをどのようにすれば提供できるか理解可能であろう。
【００３５】
本発明の一部の凍結インジケータの実施形態は、凍結温度に対するホスト製品の実際の過去における露出、あるいは潜在的な露出を伴う事象を指示するのに使用できる。
【００３６】
使用する液体分散媒の組成に応じ、指示される凍結温度は、本発明の凍結インジケータで使われる場合、水の凝固点、水性溶液や混合物の凝固点、あるいは有機物、シリコーンやその他の溶媒、液体や液体混合物の凝固点とし得る。液体媒質は、凍結露出の前、中及び後において単一相であることが望ましい。つまり、液体媒質は単一の液体例えば水、または凍結の前、中及び後あるいは解凍後において１つまたは複数のその他のものから分離しない混合可能な液体の混合物とし得る。その他の液体としては、例えば所望なら、エチルやその他のアルコール、トルエン、ヘキサンを使用可能である。
【００３７】
本発明の一実施形態において、活性インジケータ要素２３は、有機溶媒あるいはその他の有機液体を含まない。
【００３８】
応答温度は所望なら、例えば液体媒質の凝固点を低下させる溶質を加えることによって調整できる。一例として、低下される温度の範囲は約−１°Ｃから約−５°Ｃである。
【００３９】
制限を意図するものでない一例では、低下した凝固点を有するホスト製品について、０°Ｃより低い凍結指示を与えるため、塩化ナトリウムまたはその他適切な溶質が適量含められる。そのようなホスト製品の例は、血清、血液、その他の体液、及び類似物を含む。
【００４０】
本発明の更なる実施形態によれば、水または用いられるその他の水性分散媒の凝固点を高めるため、酸化デューテリウムまたはその他適切な物質を添加できる。
【００４１】
一部の実用状況においては、ホスト製品自体が凍結するよりわずか前に、凍結インジケータが凍結することがある。この現象は、ホスト製品の差し迫った凍結を予め警告する点で、一部の場合に有用である。予め与えられる警告は、誤った保証（肯定）が行われるリスク、あるいは潜在的に損傷が生じる凍結条件にホスト製品が露出されことの指示を怠るリスクを減じる。つまり本発明の凍結インジケータは、既に起こったかもしれないしあるいはまだ起こってないかもしれないホスト製品の実際の凍結でなく、インジケータ自体の現在または過去の凍結を、それ自身の視覚表示によって指示する。
【００４２】
本発明による凍結インジケータで与えられる凍結指示は、本明細書の開示から当業者であれば自明であるように、各種の方法で使用可能である。例えば、否定の指示、つまりホスト製品の状態に問題が有り得ることもしくは状態が望ましくないことを表す凍結露出の指示を与える凍結インジケータを有するホスト製品は、さまざまな異なる方法で対処できる。すなわちそのようなホスト製品は、使用の継続または撤回、将来のエンドユーザによる廃棄、流通チャネルからの排除、または改善が可能である。
【００４３】
一部の実施形態において、本発明による凍結インジケータは、一定のインジケータ容積体（volume）を閉じて取り囲むインジケータバブル（半球状体）またはハウジングを備え、インジケータ容積体が活性インジケータ要素または物質を含む。インジケータバブルは、例えばドーム様形状やその他の適切に輪郭形成された形状など、任意の適切な形状を取り得る。インジケータバブルは、ホスト製品に付着可能あるいは付設可能なインジケータ基材上に支持したり、あるいはその上方または外側へ突出可能である。
【００４４】
本発明の凍結インジケータは、幅広い各種のホスト製品に適用あるいは付設可能な小型の視認インジケータとして有用に実施できる。小型の凍結インジケータの実施形態は、経済的な大量生産に適している。但し所望なら、比較的大型の実施形態も可能である。そのような大型の実施形態は、所望であるなら、より大きな視認効果及び／又はより遅い応答時間をインジケータの視認シグナルに与えることができる。
【００４５】
一部のホスト製品は凍結に敏感で損傷し易い製品であり、例えばワクチン用の小型薬瓶や損傷し易い生物製剤を含んだ注射器、あるいは感覚反応上の品質が凍結によって損なわれるその他の凍結に敏感な製品、例えば果物、トリュフ（truffles）、グルメ向き食肉、魚などの食品が含まれる。
【００４６】
上記以外の適用可能なホスト製品としては、本明細書の他の箇所でも記述されているように、チーズやワインなどの熟成製品が含まれる。さらに他の適用可能なホスト製品は、当業者にとって周知であるかもしくは周知となるものである。
【００４７】
ここで図１−２を参照すると、番号１０で表した例示の凍結インジケータは、凍結インジケータ１０を構造的に支持する担持基材１２と、基材１２の下面に塗布された接着剤層１４と、ライナー(裏当て)１６とを備える。本明細書で用いる方向に関する記述（下面など）は、図１及び２に示したインジケータ１０の向きを基準にしている。尚実施に際して、凍結インジケータ１０は任意の所望の向きを取り得るものである。ライナー１６は引き剥がしシーとして機能し、これを引き剥がすことでライナー１６上の接着剤１４によって、凍結インジケータ１０をホスト製品（不図示）へ取り付け可能となる。従ってその目的上、接着剤１４は所望なら感圧式のものとし得る。ライナー１６はフレキシブルなのが望ましいが、剛性でもよく、例えばポリマー、紙、金属のフィルムやシートなど、任煮の適切なフィルム材またはシート材で形成可能である。ライナー１６や感圧接着剤として使用可能な適切な材料は、引き剥がしシートまたはその他の分野において周知である。上記に代え、別個に塗布される接着剤で凍結インジケータをホスト製品に取り付けてもよく、そのような接着剤は所望なら感圧式、ホットメルト、または化学反応接着剤とし得る。この場合、接着剤はインジケータをホスト製品に取り付ける際に塗布可能である。
【００４８】
凍結インジケータ１０をホスト製品に取り付けるあるいは付設させる別の手段は、当業者にとって周知であるかもしくは周知となるものである。そのような代替手段はフック-ループファスナー方式、ピンなどの機械的な突状物、鳩目、テープ、固定具、及び単なる並置を含むが、これらに限定されない。
【００４９】
基材１２の上面に、図１−２に示した本発明の実施形態ではドーム様の形状を有するものとして例示した透明または半透明のインジケータバブル１８が保持されている。以下、それ以外の幾つか可能な形状を説明する。インジケータバブル１８は、望ましくは熱封着の遮水（ウォータバリア）層２２を介して基材１２上に支持された周囲フランジ２０を有する。インジケータバブル１８は、インジケータ容積体３４内に入れられた外見が変化する活性インジケータ要素２３を含む。インジケータ要素２３は凍結インジケータの凍結応答成分であり、後で詳しく説明する。
【００５０】
インジケータバブル１８は光透過性が充分に高く、外見の変化を例えば約０.２ｍから約３ｍなど適切な視認距離から、肉眼またはその他適切な計測具で読み取り可能とするのが望ましい。
【００５１】
凍結インジケータとして用いるのに適した多くのポリマーフィルムは、顕著な蒸気透過率を有する。凍結インジケータの使用期間中における過剰な蒸気損は、液体分散媒の喪失つまりインジケータの乾き切りを引き起こすことがある。すなわち、蒸気損はインジケータの性能低下や喪失をもたらす可能性がある。この問題を改善し活性インジケータ要素２３の利用度を高めるため、本発明は蒸気阻止手段を提供する。かかる手段は、インジケータバブル１８の下方で、基材１２上に形成された蒸気阻止層２４を有する第１の蒸気阻止部材を含む。後で詳述する別の蒸気阻止部材を、インジケータバブル１８の壁の層成分として設けることもできる。
【００５２】
遮水層２２と蒸気阻止層２４は共に、図１−２に示すように、平面形状の薄層シートからなる。不透明なプリント受容リング２６がインジケータバブル１８を取り囲み、周囲フランジ２０の上に位置する。リング２６は、テキスト、グラフィックス及び／又はその他のプリント可能な表記２７を受容及び表示可能である。
【００５３】
上記に代えてあるいは加えて、表示テキスト、グラフィックス、及びその他のプリント可能な表記を、遮水層２２または蒸気阻止層２４に施すこともできる。
【００５４】
リング２６は適切な色のインク被覆で設けたり、あるいは所望なら例えばポリマー、紙、金属のフィルムやシート要素など、別個の構造要素をフランジ２０に付着して設けてもよい。本発明の一実施形態において、リング２６は参照リングまたは活性インジケータ要素２３に近接したその他の参照領域である。この目的上、リング２６またはその他の参照領域は、活性インジケータ要素２３の外見を解釈（視認）し易くするため、凍結インジケータの外見変化の最終点もしくはその他の変化点と一致するか、あるいはそれを示唆するように選択された外見を有することができる。例えば、参照リング２６は、凍結後における活性インジケータ要素２３の外見とほぼ一致するか、またはそれを示唆するものである。本発明の一実施形態において、参照リング２６は凍結後の外見と視覚的にコントラストな表示を与えることができる。また例えば参照リング２６は、凍結前における活性インジケータ要素２３の外見とほぼ一致するか、あるいはそれを示唆するようにもできる。
【００５５】
例えば参照リング２６は、凍結した後の活性インジケータ要素２３の外見とほぼ一致した外見を有し、両者を組み合わせた外見がほぼ一様になるようにすることもできる。この一様な外見は、活性インジケータ要素２３が周囲の参照リング２６と対照をなしている当初のインジケータの外見と著しく異なる。
【００５６】
担持基材１２は、本明細書の開示に照らして発明の目的を満たすことが見込まれる任意の適切な材料で作成可能である。これらの材料は例えば、ポリマー材、紙、厚紙、その他の繊維または織物材、積層材、金属材、及び金属複合材を含む。担持基材１２は、意図する最終用途及び凍結インジケータの所望コストに基づいて選択される強度と耐久性を有することが望ましい。
【００５７】
担持基材１２は、特定のホスト製品について所望に応じあるいは適宜、かなりフレキシブル、わずかにフレキシブル、または剛性とし得る。平坦であるが剛性の担持基材１２を用いた凍結インジケータ１０の実施形態は、ワクチン用小型薬瓶などのホスト製品容器の平坦な頂部またはその他の平坦面上に取り付けるのに使える。フレキシブルで平坦な基材１２は、円筒状のワクチン用小型薬瓶、注射器、注射器用容器、その他の薬品用容器、あるいはその他のホスト製品の側面など、湾曲面上に取り付けるのに使える。所望なら担持基材１２は、例えば円筒状または球状表面など、凸状の容器表面と合致するように凹状に形成することも可能である。
【００５８】
遮水層２２は、水性分散体を活性要素として使用する凍結インジケータ１０の実施形態において有用される。適切な水性分散体の例は、本明細書の別の箇所で詳しく説明される。遮水層２２は、例えば疎水性の合成ポリマーなど、活性要素２３と反応せず且つそれによって劣化せず、特に活性要素２３の水性成分が存在する場合にはそれによって劣化しない材料で形成されるのが好ましい。そのような耐久性は、特定の凍結インジケータについて意図される、数日、数週、数ヶ月、あるいは数年の寿命にわたって効果を生じるものとすべきである。インジケータ２３内にその他の液体が含まれる場合、それらも同様に適切な材料を用いることで内部に含めることができる。
【００５９】
遮水層２２によって得られる有用な追加機能は、熱封着の機能である。遮水層２２は適切な材料で形成した場合、周囲フランジ２０の近傍あるいはそれ以外の適切な位置において、凍結インジケータ１０の別の１つまたは複数の構成部分と有効に封着可能で、インジケータ要素２３の周囲に全体的または部分的に封着された容器を与えることができる。耐水性と熱封着の両機能を与えられる遮水層２２用の適切な材料は、例えばポリオレフィン、非晶質ポリエステル、及びその他の材料など、当業者にとって周知であるかもしくは周知となるであろう熱封着可能な材料を含む。また当業者にとって自明であるように、異なるバリヤー層２２を用いて対応する機能を与えることで、異なる種類の活性要素２３も利用可能である。
【００６０】
所望なら遮水層２２は、活性インジケータ要素２３に対して視覚上対照的な背景を与え、活性要素２３の視認とインジケータの読み取りを容易化する外見を有することもできる。例えば、カーボンブラック粒子の分散体など、比較的暗いインジケータ要素２３を用いる場合、遮水層２２は淡いまたは明るい色とし得る。これに代えて所望なら、インジケータバブル１８の視覚的な外見に対して、遮水層２２は比較的暗くまたは濃く着色された背景を与えることもできる。
【００６１】
外見の別の選択肢を与えるため、追加の着色または他の方法による視覚的活性層あるいは被覆を、遮水層２２の「上方」の視認者の方を向いた表面に設けることも可能である。
【００６２】
基材の蒸気阻止層２４は、蒸気の下方への移動を防止し、それに伴うインジケータバブル１８からの蒸気損を防止する役割を果たす。蒸気阻止層２４は、例えばアルミニウムやその他適切な水蒸気阻止材で形成された金属箔またはフィルムで構成できる。所望なら基材の蒸気阻止層２４は、基材１２または遮水層２２に対して蒸着可能である。上記に代えて所望なら、遮水層２２は、一部の例については後でさらに説明する適切なポリマーまたはシリコーンの水封止材からなるフィルムまたは被覆を、構造的なバリヤー層または担持基材１２上に形成して構成してもよい。そのような場合の一例は、アルミニウムの層または被覆である。さらには、インジケータバブル１８に関連して後で述べるような透明な蒸気阻止材も使用可能である。
【００６３】
基材の蒸気阻止層２４は任意の適切は構成とすることができ、例えば基材１２及び遮水層２２と組み立てられる別個の要素としたり、あるいは上記で示唆したように、それらいずれかの構成部材の上面または下面に被着される被覆またはフィルムで構成可能である。所望なら基材の蒸気阻止層２４は、インジケータバブル１８の周囲に延びる容器やポーチの壁部ともし得る。
【００６４】
所望なら、基材１２、遮水層２２、及び基材の蒸気阻止層２４は、積層体または複合体として予め組み立て、幾つか個々の層の所望な機能性を複合体全体として与えることもできる。すなわち、例えば蒸気阻止層２４を比較的丈夫なアルミニウム層とし、これを担持基材１２に接着して、担持基材１２の構造的安定性に寄与させることが可能である。
【００６５】
本発明の有用な一実施形態において、遮水層２２と蒸気阻止層２４は、複合二層材または積層材として、例えば熱封着可能なフィルム上に施したアルミニウムフォイル層または被覆からなる被覆フォイルとして設けることができる。アルミニウムの層または被覆は、所望の蒸気阻止機能を与え、蒸気阻止層２４となり得る。所望ならアルミニウムの層または被覆より上方の各層を透明にして、アルミニウム層が活性インジケータ２３に対し銀色の反射性背景を与えるようにしてもよい。
【００６６】
上記のような複合二層フィルムの熱封着可能なフィルム構成部のための適切な材料の幾つか有用な例は、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルを含む。その他の例は、当業者にとって周知であろう。所望なら、被覆フォイルの片面または両面にラッカーを塗布可能である。本発明の実施に際して有用な被覆フォイルの供給メーカーの１つは、米国ニュージャーシ州サマヴィル所在の Tekni-Plex, Inc. である。 Tekni-Plex, Inc.から入手可能で有用なアルミニウム被覆フォイルの一例は
TEKNILID (商標)1252 で、これは供給メーカーによれば、ポリ塩化ビニル及びポリ塩化ビニリデンを基材とし、その上に上塗りラッカー／アルミニウム／熱封着ラッカーを形成してなる。
【００６７】
再び図１−２を参照すると、図示したインジケータバブル１８の実施形態は、透明または部分的に透明なドーム状の外壁２９からなる上方構造体を有し、外壁２９は各種の機能を果たすように複数の層で作成可能である。
【００６８】
本発明の一実施形態において、外壁２９は外層２８と、熱成形可能な内層３２と、透明な蒸気阻止層３０として形成される別の蒸気阻止部材とからなる多層構成を有する。外層２８は凍結インジケータ１０の周囲環境に露出される一方、内層３２は基材１２と共に、内部に要素２３を収容可能なインジケータ容積体３４を画成する。
【００６９】
透明な蒸気阻止層３０は所望なら、内層３２と外層２８の間に挟むこともできる。これに代えて、透明な蒸気阻止層３０を、内層３２の内側または最外層２８の外側に配置することもできる。例えば透明な蒸気阻止層３０は、外層２８または内層３２いずれか上の層または被覆として形成可能である。この層または被覆は、例えば真空下の蒸着やその他の適切な方法など、任意の所望な方法によって形成可能である。
【００７０】
望ましくは、外壁２９がインジケータ容積体３４内の活性インジケータ２３を視認するための視認窓を提供する。このために、外壁２９を構成する幾つかの層がそれ自体光透過性とされるか、あるいは光透過層を含む。あるいは、インジケータバブル１８の外壁全体を光透過性にする必要はない。所望なら、ドームよりも広がりが小さい光透過性の窓を設け、ドームの残りの部分を不透明にしてもよい。
【００７１】
外壁２９はその層全体を考慮して、例えば透明または半透明など充分に光透過性で、インジケータバブル１８の内部における反射の著しい変化を、人の肉眼または光学的な読み取り装置によって外部からモニター可能とすることが望ましい。このようなモニタリングは、例えば約０.２ｍから約３ｍの距離から有効である。但し所望なら、凍結インジケータ１０は、上記よりも短いあるいは長い距離からのモニタリングを可能とする視認特性を有することも可能である。
【００７２】
本発明の一実施形態においては、活性インジケータ２３がインジケータ容積体３４を完全に満たす。別の実施形態においては、活性インジケータ２３がインジケータ容積体３４を完全には満たさず、小さいが視認できる空気またはその他のガスの気泡３６がインジケータ容積体３４内に形成される。気泡３６は容易に移動して、ドーム内に液体媒質が存在することを示す。例えばドーム直径の約５から約３０％の範囲の直径、またはそれより大きい寸法を有する気泡は、凍結インジケータとしての役割も果たし、活性インジケータ要素が凍結して固体状態にあることを、ホスト製品の動きに伴って明瞭に指示する。このような指示は、活性インジケータ要素が凍結の指示については比較的あいまいで、解凍時により顕著な指示を与える場合に有用である。
【００７３】
本発明の別の実施形態において、凍結インジケータ１０は、不透明でもよい基材材料から、例えば成型によって形成された湾曲またはドーム状部分を有するインジケータバブル（半球状物）１８を備える。基材材料としては、例えば２ミル（０.００２インチ、約０.０５ｍｍ）の適切な厚さを有するポリウレタン発泡体などが使え、所望ならバブル１８の湾曲部分が凹部として形成される。インジケータバブル１８の湾曲またはドーム型の形状は、平坦、透明またはその他の光透過性窓によって覆うことができ、その窓を通じて凍結指示のシグナルが視認される。ドーム及び平坦な透明窓はそれら両者の間で、インジケータ分散体を受け入れるためのインジケータ容積体をドーム内に画成する。所望なら、インジケータ容積体は前述したように、１つまたは複数の適切な蒸気阻止材で部分的または全体的に包囲可能である。
【００７４】
有機液体、特に揮発性有機物を活性インジケータ要素２３の成分として含まない水性分散体を用いた本発明の実施形態は、蒸気阻止層３０に適した材料または構造の選択を容易にする点で有益である。
【００７５】
所望なら、後で詳述するように、透明な蒸気阻止層３０の範囲を、周囲フランジ２０を除いた領域に限定し、フランジ２０の熱封着を容易化することも可能である。
【００７６】
熱成形可能な内層３２を構造層とし、インジケータバブル１８の外壁２９に形状を与えることもできる。あるいはそのような構造的形状を、外層２８及び／又は透明な蒸気阻止層３０で与えてもよい。一実施形態において内層３２は、遮水層２２またはその他の適切な層に対し、周囲フランジ２０で熱封着可能な熱成形材料を有するか、もしくはそれによって構成することができる。内層３２は、場合に応じ適度な可撓性を伴って所望の形状を維持し、外層２８を構成するその他の層を支持可能である。
【００７７】
外層２８の外面は、通常の取り扱い中及びその他の物体との接触時の損傷からインジケータバブル１８を保護するため、それ自体を耐引っ掻き性にしてもよいし、耐引っ掻き性の被覆を施すこともできる。上記に加えてもしくはそれに代えて、外層２８の外面をプリント可能、つまり印字物を受容及び表示可能に処理あるいは構成することもできる。
【００７８】
別の実施形態において本発明は、外層２８、基材の蒸気阻止層２４、及び内層によって個々に与えられる諸機能の幾つかを果たす既知の積層材または複合材を使用可能である。例えば、丸薬、錠剤などとして処方された薬物用の蒸気遮断包装として用いられている複合包装フィルムは、メーカーの仕様、簡単な実験、もしくはその他適切な手段に基づく判断によれば、本発明の実施に際して用いるのに適した性質を有するものである。
【００７９】
本発明の一実施形態において、活性インジケータ要素２３は水蒸気損を防止するため、蒸気阻止容器内に全体的に収容される。蒸気阻止容器は、蒸気阻止層２４と蒸気阻止層３０によって全体的、ほぼ全体的、または部分的に構成可能である。本発明の別の実施形態（図示せず）において、容器は小型アンプルのように、インジケータ分散体を収容したフレキシブルまたは剛性の蒸気阻止材からなる独立式で、曇りのないまたは透明な封着サックである。所望なら、インジケータ分散体を含むそのようなサックまたはアンプルは予め作製しておき、その後基材１２及び凍結インジケータ１０のその他所望の構成部と一体に組み立てることもできる。
【００８０】
本発明の別の実施形態によれば、少量または小等分量のインジケータ分散体が蒸気阻止材の透明で、フレキシブルなサック内にカプセル封入される。内容物の液体状態を示す手助けとして、小さい空気またはその他のガスの気泡を封着サックまたはアンプル内に含めるのが有用である。
【００８１】
本発明のさらに別の実施形態では、インジケータ分散体をマイクロカプセルに封入し、各凍結インジケータユニット毎に、各々が凝固可能な分散体を含む微小バブルのフラットアレイ（平坦な配列物）を得ることができる。そのようなインジケータアレイは所望なら、ホスト製品に合わせて湾曲可能であり、また印刷あるいはその他の連続的な巻帯体（ウェブ）やシート送り式大量生産に適するようにも構成可能である。
【００８２】
そのような方式で収容される液体及び液体蒸気は、水、水性液体、及びそれらから誘起されるものを含む蒸気である。その他の液体や溶媒及びそれらの蒸気が活性インジケータ要素２３で使われる場合、所望なら対応する適切な蒸気阻止材を使うことで、それらも同様に収容及び保持可能である。用いる特定の蒸気阻止材は、液体とその蒸気の性質に基づき、凍結インジケータの意図する有用期間中充分な封じ込めを与えて性能の劣化を防止するように選択可能である。
【００８３】
凍結インジケータ１０の使用前における保存寿命は所望に応じ、蒸気損を防止するアルミニウムフォイルやその他の適切な材料からなる保護ポーチやシース内にインジケータを封入することにより、例えば１年、２年、数年あるいは不定期間に延長可能である。保護ポーチやシースは、インジケータ１０をホスト製品に適用する前、インジケータ１０をホスト製品に付設する前、またはインジケータの応答を読み取る前に取り除くことができる。
【００８４】
蒸気阻止層３０に使われる材料は、凍結インジケータの意図する寿命中における水またはその他の分散相成分の望ましくない損失を防ぐように選択可能である。前述したように、分散相または媒質の過剰な損失は、シグナルの質低下、凍結露出事象に関する分かりにくいシグナル、またはシグナル無しの事態をもたらすことがある。本発明の一実施形態において、蒸気阻止層３０は、温度３８°Ｃ（１００°Ｆ）及び相対湿度９０％で、水蒸気または水分の透過率が１.０ｇ／ｍ２／日以下を可能とする物質、積層材、複合材などからなる。他の実施形態において、温度３８°Ｃ（１００°Ｆ）及び相対湿度９０％で、水蒸気の透過率は０.５０ｇ／ｍ２／日以下である。所望なら、水蒸気の透過率が０.１ｇ／ｍ２／日以下など、もっと低い水蒸気の透過率を与える材料も使える。
【００８５】
蒸気阻止材は、本発明の多くの目的上、その蒸気阻止特性が、正常または標準の保存寿命中の１年で、水またはその他のインジケータ液体の２０重量％以下、より望ましくは１０重量％以下が失われるような特性である場合に有用となる。もっと長い保存寿命が望ましい場合には、例えば正常または標準の保存寿命中の２年、３年、あるいはもっと長い年数で、水の２０重量％以下、より望ましくは１０重量％以下が失われるように、より優れた水蒸気制御を用いることもできる。ここで用語「保存寿命（shelf life）」は、例えばホスト製品への取り付け後の周囲の条件に露出される状態におけるインジケータの寿命を意味する。
【００８６】
本発明は、基材の蒸気阻止層２４が透明な蒸気阻止層３０について上述した蒸気制御の要件を満たすような実施形態も含む。本発明の多くの実施形態では、基材の蒸気阻止層２４を不透明にできるため、アルミニウムやその他不透明な材料からなる適度に厚い層を蒸気阻止層２４に用いて、蒸気損の良好な制御を行うことができる。
【００８７】
多くの有用で透明な蒸気阻止材は、本明細書における教示に基づき当業者にとって自明なものであり、複合材を含む。一部の適切な材料は、当業者にとって周知であるかまたは周知となるであろう合成有機ポリマー材、シリコーンまたは有機シリコーンポリマー材を含むが、これらに限定されるものではない。単層フィルムや多層積層材も使用可能である。有用な多層積層材は、構造的な合成ポリマーフィルム及び蒸気阻止合成ポリマーフィルムからなる。一般に、適切な多層材はより低い水蒸気透過率を有するが、より高価である。一部の有用で透明な蒸気阻止材の例は、下記のものを含む：木製床用封水材のような、被覆として塗布可能で透明な封水ウレタン、ポリ塩化ビニルとポリクロロトリフルオロエチレンの２層積層材、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン及びポリクロロトリフルオロエチレンの３層積層材、グリコール化ポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴＧ」）、ポリクロロトリフルオロエチレン（「ＰＣＴＦＥ」）、ＰＥＴＧとＰＣＴＦＥの２層積層材及びポリ塩化ビニルとＰＣＴＦＥまたはその他適切なバリアフィルム材との２層積層材、エチレンビニルアルコール共重合体（「ＥＶＯＨ」），及びＰＥＴＧ，ＰＣＴＦＥ及びＥＶＯＨの３層積層材。
【００８８】
透明な水蒸気バリア３０を作製するのに有用な一部の材料は、Tekni-Plex,
Inc.から入手可能であるような剛性またはフレキシブルなブリスター（発泡）包装用の水分遮断フィルムを含む。その一例は、Honeywell
International Inc. から商標 ACLAR22 で供給されているようなポリ塩化ビニルとポリクロロトリフルオロエチレンの２層積層材である。別の例は、米国ニュージャーシ州サマヴィル所在の
Tekni-Plex, Inc. から供給されている TEKNIFLEX（商標）VPA 760 で、これは２層、すなわち７.５ミルのＰＶＣ層と０.６ミルのＰＣＴＦＥ層とからなる積層材であると説明されている。この物質の水蒸気透過率はメーカーによれば、２４時間当たり１００平方インチ当たり０.０２５グラムである。同じメーカーによる別の例は、TEKNIFLEX（商標）VPA
10300 で、これは３層、すなわち１０ミルのＰＶＣ層、２ミルのＰＥ層、及び３ミルのＰＣＴＦＥ層からなる積層材であると説明されている。この物質の水蒸気透過率はメーカーによれば、２４時間当たり１００平方インチ当たり０.００５グラムである。
【００８９】
一部の実施形態において、本発明は凍結インジケータの大量生産のため、トローチ剤や錠剤包装用にTekni-Plex, Inc.から供給されているような、例えば直径１５ｍｍのブリスター（泡状体）の予形成アレイを用いることができる。
【００９０】
その他の適切で透明な水蒸気遮断材の一部は、例えばアルキルと低級アルキル置換シランを含むトリメトキシシランなど、硬化すると丈夫な疎水性被覆を与える重合可能な有機シリコーンモノマーを含有可能である。このため、所望ならインジケータの作製プロセスに、例えば約６０−１２０°Ｃなど適度な温度での蒸気阻止材硬化工程を含めることができる。この場合基材の被覆材料は、適切なポリエステルなど、適度な硬化温度に耐えられるように選択される。
【００９１】
本発明の一部の代替実施形態では、一種または複数種の金属からなる薄い蒸着（デポジット）膜が透明な蒸気阻止層３０の役割を果たしたり、あるいはその成分となり得る。蒸着金属は例えば、アルミニウムまたはその他の適切な金属である。蒸着金属膜の厚さは、凍結インジケータの意図される寿命中における水蒸気やその他の液体の蒸気の適切な遮断と適切な光透過性との間のバランスが得られるように選択される。
【００９２】
本発明の別の実施形態では、透明な蒸気阻止層３０用に他の材料を用いることもできる。例えば蒸気阻止層３０は、インジウムスズ酸化物、酸化ケイ素などや、またはそのような材料の組み合わせ物や複合物など、透明なセラミック材からなる蒸着もしくはその他の方法で形成されたフィルム、層または被覆で構成可能である。一部の有用なセラミック層製品は、米国ミネソタ州ノースフィールド所在の Sheldahl から入手可能である。セラミック材は脆いことがあるため、蒸気阻止層３０が湾曲形状を有する場合、セラミックの付着は例えば外層２８の凹状内面や内層の凸状外面に対してなど、予成形された構成部に対して行うことができる。このようにすれば、脆いセラミック層をポスト成形しなくて済む。
【００９３】
次に図３を参照すると、凍結インジケータ１０の各構成層は、本明細書で説明した諸機能を果たすのに適した寸法を有する。尚各寸法は、特定の最終的な製品用途、モニターすべきホスト製品、及びその他の因子に従って変わり得る。図１の用紙面と直角な水平面内における凍結インジケータ１０のＸ−Ｙ寸法は主に、意図する用途によって決まる特定の凍結インジケータ１０の所望な寸法及び形状によって決まる。
【００９４】
Ｘ−Ｙ平面に直角な方向、つまり図３に示した用紙上の垂直方向、において取り得るＺ−方向の寸法例を次に説明する。以下に記述する寸法は、直径が例えば１０ｍｍで、インジケータ容積体３４の容積が例えば１０または２０mＬの凍結インジケータ１０に用いられるもので、単位はミル（mils）で表されている。尚ミルは、１インチの１０００分の１で、約０.０２５ｍｍである。図３を順次上方に向かって見ると、引き剥がし可能ライナー１６は約０.２５から約２５ミルの厚さで、例えば約２.５ミルの厚さとし得る。接着剤層１４は約０.１から約１０ミルの厚さで、例えば約１ミルの厚さとし得る。担持基材１２は約０.２から約２０ミルの厚さで、例えば約２ミルの厚さとし得る。基材の蒸気阻止層２４は約０.００２から約０.２ミルの厚さで、例えば約０.０２ミルの厚さとし得る。遮水層２２は約０.１から約１０ミルの厚さで、例えば約１ミルの厚さとし得る。
【００９５】
熱成形可能な内層３２は約０.６から約６０ミルの厚さで、例えば約６ミルの厚さとし得る。透明な蒸気阻止層３０は約０.０２から約２ミルの厚さで、例えば約０.２ミルの厚さとし得る。外層２８は約０.０３から約３ミルの厚さで、例えば約０.３ミルの厚さとし得る。周囲リング２６は約０.０３から約３ミルの厚さで、例えば約０.３ミルの厚さとし得る。その他の適切な寸法は、本明細書の開示から明らかであるかまたは明らかとなるであろう。上記の各寸法は、単に例示であるに過ぎない。その他の可能な寸法は、当業者にとって自明であろう。
【００９６】
上記の各層は、フランジ２０の近くで一体状に締め付けまたは圧接することで、望ましくはインジケータ容積体３４の全周にわたって閉ループ状に延びる水及び蒸気に対する密封シールを与えることができる。その密封シールは所望なら、加熱及び／又は接着剤を用いて、もしくはその他の適切な手段で施せる。例えば、熱成形可能な内層３２を遮水層２２に封着するのに、感圧接着剤を使用可能である。
【００９７】
インジケータの幾つかの層の材料は、フランジ２０の近くで相互に接着可能または熱封着可能となるように選択したり、あるいは接着剤を用いて各層を垂直方向にそれと隣接する層に接合することができる。上記に代えてまたはそれに加えて、クランプ、リベットなどの機械的手段も、幾つかの層を一体状に固定するのに使用可能である。また凍結インジケータ１０に構造的一体性を与えるのに、上記したものの１つまたはその他、もしくはそれらの組み合わせを用いてもよい。
【００９８】
凍結インジケータ１０は、低コストでの作製のため、ロール状またはシート状材料として入手可能な市販のフィルム材を部分的または全体的に有する、もしくはそれによって部分的または全体的に構成することができる。そのような凍結インジケータは、明確な視認シグナルを与える小ユニットとして実施可能である。基材の蒸気阻止層２４と透明な蒸気阻止層３０を用いて得られる蒸気損の制御は、活性インジケータ要素の乾き切りを防止し、凍結インジケータ１０によって与えられる視認シグナルの均質性（一貫性）及び明瞭度を促進させる。
【００９９】
図１に示すように、インジケータバブル１８は垂直の断面において、円の一部をなす内部容積体３４を画成する。外壁２９がほぼ部分円弧状である一方、基材１２及びその上の各層が、インジケータバブル１８に対して平坦な床を提供する。その他の断面形状、特にドーム内の流体圧によって自然に与えられる形状、もしくはその他各種の形状も用いることができる。
【０１００】
インジケータバブル１８は平面視において、例えば円形、楕円形、角状、正方形、長方形、三角形、多角形、六角形、及びストリップ（帯片）状など、任意の所望な外周形状を取り得る。インジケータバブル１８の角形状は、一体状のフィルムやシートなどから凍結インジケータの構造物を受け入れるように、丸みを付けたまたは湾曲した角部を有する形状で実施可能である。平面視における凍結インジケータの外周形状は、インジケータバブル１８と同様の形状、あるいは全く異なる形状とし得る。凍結インジケータ１０の図示した実施形態は、所望ならその他の形状も取り得るという理解を前提として、凍結インジケータ及びインジケータバブル１８が共に平面視で円形という特に有用な例を参照してさらに説明される。
【０１０１】
活性要素２３は、凍結温度への露出とその後の解凍によって、明瞭で且つ不可逆的な変化を外見に生じる任意の有効な液体組成物、分散体、またはその他の要素とすることができる。外見の変化は、活性要素内に存在する水またはその他の液体の結晶化によってもたらされてもよく、人の観測者あるいは光学的手段で読み取られる。
【０１０２】
上述したように有用な視覚上の変化は、例えば水性液体媒質などの液体媒質中における不透明な固体粒状物の分散体を用いることによって与えられる。視覚上の変化は、肉眼や適切な光学的装置により過度な困難さを伴わずに検出可能な、最終製品状態の凍結インジケータにおける任意の変化とし得る。有用な視覚上の変化の一例は、特定のインジケータ分散体に適した選択波長における、初期の着色したまたは相対的に暗い１.０以上の光学濃度から、無色の０.１以下の光学濃度へという光学濃度の変化である。所望なら、光学濃度の変化は、２.０以上から０.０１以下への変化であってもよい。
【０１０３】
液体媒質は、液体媒質の単独液体成分として、水または水性混合物からまたは実質上それらからなるのが有用である。本明細書で説明するようにもしくは当業者にとっては自明であるように、溶質が存在してもよい。液体媒質は有機液体、特に非極性の揮発性液体を含まないものとし得る。但し一部のケースでは所望なら、例えばエチルアルコールなどの極性有機溶媒を、場合によっては水との共沸点混合物の形で、凝固点を下げるために用いてもよい。また水と混和可能で、凍結インジケータ１０の使用条件下において水または水相から分離しない液体も使える。本発明の一部の実施形態では、凍結前、中及び後において単相のままである液体水性混合物を用いる。
【０１０４】
本発明によれば、有用な比率の酸化デューテリウム及び／又は重水素化水を、液体媒質で用いられる水中に含めることができる。酸化デューテリウムは、水性液体媒質の凝固点を高める役割を果たす。さらに酸化デューテリウムは、所定の凍結温度においてより迅速な応答を与えるのを助成する。例えば、水が存在する場合における、液体媒質中の水成分内での酸化デューテリウムの比率は、水のうち約１０から約７０重量％の範囲で用いることができる。所望ならその比率は、液体媒質中の水成分内のうち約２０から約５０重量％とし得る。
【０１０５】
活性要素２３の一例は、水またはその他の水性媒質中におけるインクまたはその他の不透明な粒子の安定した水生分散体、場合によってはコロイド状分散体からなる。分散粒子は、安定して分散可能な、任意の適切な粒径（粒度）及び粒径分布をとり得る。例えば、分散粒子は１０ミクロン、１ミクロン、または１００ｎｍより小さい平均粒径を有することができる。
【０１０６】
粒子は、例えばカーボンブラック、酸化鉄、ウルトラマリンなど、任意の適切な有機または無機顔料やレーキとし得る。その他多くのものも当業者にとって周知であり、使用可能である。
【０１０７】
分散される固相は、例えば約５容量％以下など、分散体中かなり小さい比率とし得る。本発明の一実施形態では、約１容量％以下の比率の顔料を用いる。この比率は、約０.１から１容量％の範囲が可能である。所望なら、分散体中の固体粒子について、約１０重量％までのもっと高い比率も可能である。固体のより高い濃度は、凍結前の凍結インジケータ１０に対して、より濃いまたはより暗い視覚上の外見を与えることができる。一部のケースでは、固体濃度が低い方が凍結時により明瞭な視覚上の変化を与えることもある。
【０１０８】
所望なら、分散体の凝固開始を助成し、決められた温度事象に対する一貫した応答を得るのを容易化するため、核形成剤を用いることもできる。例えば水は、０°Ｃの標準条件下で正確な融点を呈する。しかしながら、周知の過冷却の現象により、与えられた環境状況における凝固点はゼロより数度低くなることがある。その他の液体も、多かれ少なかれ同様に挙動する。核形成剤の使用、水性液体分散媒の場合には氷核形成剤の使用は、凝固点を液体の融点により近づける制御を助成する。
【０１０９】
水性のインジケータ分散体を利用した本発明の一実施形態では、水の凍結をその凍結に近い温度で開始させることが知られている核形成剤を用いる。適切な核形成剤の一部の例は、当業者にとって周知であるかまたは周知となるであろうヨー化銀結晶、低温析出のヨー化銀／臭化銀混合物、硫化銅、氷核を形成するたんぱく質材、及びその他の適切な氷またはそれ以外の核形成剤を含む。氷核を形成するたんぱく質材の一例は、York Snow (米国ニューヨーク州ヴィクター所在)から商標 SNOMAX で市販されている、氷核形成活性微生物
Pseudomonas syringae （植物病原細菌）から誘導された雪誘起製品である。
【０１１０】
核形成剤は、核形成上有効な任意の量または比率で添加可能であり、例えばインジケータ分散体の約０.０１重量％から約１重量％の比率、一例としては約０.０５から約０.１重量％の核形成剤を用いる。当該分野で周知のように、一定量の核形成剤で異なる量の液体に核形成を行える。所望なら、用いるべき核形成剤の量をルーチン実験によって求めることができる。
【０１１１】
凍結インジケータ１０は所望なら、可視光に対しては透明な紫外線阻止層または被覆を、凍結インジケータ１０の１つ以上の透明な外層上に含むことができる。このような紫外線阻止手段は、凍結インジケータ１０中の紫外線感知成分を、紫外線によって起こり得る損傷や劣化から保護するのに有用である。適切な紫外線阻止技術の一部の例は、米国特許出願公開第2004/0253733 号及びそこで引用されている文献に記載されており、同米国特許出願公開の開示全体が参照によってここに包含される。
【０１１２】
有用な活性要素の別の例は、例えばコロイド状金、コロイド状銀、コロイド状セレンなど、非反応性金属またはその他の非反応性無機鉱物（ミネラル）や無機材のコロイド状分散体からなる。分散材は通常、凍結インジケータの使用寿命中、凍結インジケータの性能に悪影響を及ぼす反応を示さない。
【０１１３】
粒状形態で使用可能な材料の更なる一部の例には、顔料、インク顔料、鉱物、非反応性金属、貴金属、高価金属、金、銀、アルミニウム、イリジウム、プラチナ、亜鉛、セレン、カーボンブラック、イオウ、酸化鉄、カオリナイト、モンモリロナイト、タルク、ハロイサイト、カルサイト（炭酸カルシウム）、ドロマイト（炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム）、ルチル二酸化チタン、ギブサイト（水酸化アルミニウム）、紅亜鉛鉱（酸化亜鉛）、バライト（硫酸バリウム）、結晶質シリカ、非晶質シリカ、水和シリカ、ほたる石（フッ化カルシウム）、ハイドロキシアパタイト、白色及び着色されたポリスチレンビーズ、白色及び着色されたプラスチック及び合成ポリマー粒子、または上記材料の中の２種以上の組み合わせで、一方の材料が他方の上に被覆されているものを含む組み合わせ、からなる群の中から選ばれた材料の粒子が含まれる。
【０１１４】
分散される無機顔料材は、凍結及び解凍後に外見の変化をもたらすものが選ばれる。外見の変化は明確であるのが望ましい。例えば、英国カーディフ所在の BB International Ltd から入手可能な１０ｎｍのコロイド状金は、凍結及び解凍すると赤から青黒に変化し、使用可能である。その他のサイズ、例えば２０，５０及び２００ｎｍのコロイド状金も、例えば赤から透明（clear）になり、所望なら使用可能である。
【０１１５】
コロイド状固体は一般に、球状粒子とし得る。一実施形態において、コロイド状固体は、平均粒径の１０％以内の直径を有する粒子が９０％以上となる狭い粒径分布を有する。
【０１１６】
そのようなコロイド状鉱物またはその他の固体は、百万分の約１から５００または１０００重量部（「ｐｐｍ」）、すなわち約０.０００１から約０.０５または０.１重量％の範囲という極めて低濃度で使用可能である。例えば、コロイド中の固体の濃度または比率が、約１０から約１００重量ｐｐｍという範囲で使える。分散体は、ほぼ純粋な水中における、元素状またはその他の無機材の比較的純粋な分散体とし得る。本発明の一実施形態において、その他の構成成分は存在しない。活性インジケータ要素２３は、水中に分散したコロイド状の無機粒子、例えば金粒子から、もしくは実質上それらから構成可能である。
【０１１７】
所望なら、分散体の安定を容易化し維持するため、当該分野で周知であるような１種以上の分散体つまり分散助剤を用いることができる。その一例は、ヘキサメタリン酸塩である。一般に、約０.１モル以上の強度を有する分散剤溶液であるのが好ましい。
【０１１８】
凍結インジケータ分散体の一部の実施形態は、顔料、水及び分散剤から、または実質上それらからなる。染料などの着色剤を、水性分散媒に添加可能である。蒸気損の制御を容易にするため、有機溶媒は所望なら除くことができる。
【０１１９】
使用時、凍結インジケータ１０の一部の実施形態は、不透明な灰色、黒、白、赤、青、黄、緑、またはその他所望の色の初期外見を有することができ、その色は分散体で使われる顔料を適切に選択することによって決まる。凍結して解凍すると、分散体の安定性が失われる。分散体の粒子は、視認可能なビーズ、凝塊（ランプ）または集塊へと凝集または集成し、その間に透明な液体が視認可能な状態になる。液体の光学的特性に応じ、透明な液体を介して背景が視認可能になることもある。この場合、透明な液体の外見は、減色効果によって与えられる。例えば、黄色の液体を介して見える青の背景は、観測者に対して緑の外見を生じる。使用可能な各種有用な視覚上の組み合わせは、本明細書の開示から当業者にとっては自明であろう。
【０１２０】
例えば、水中のカーボンブラックの分散体と白の背景層は、初期において連続的な黒の外見を有する凍結インジケータを提供する。凍結すると、カーボンブラック粒子が小さい黒の各領域に凝塊し、観測者にはそれらの間からバリア層の白がまだら状またはモザイク状に見える。あるいは、バリア層つまり背景層を赤、オレンジまたは黄などの明るい警告色とし、凝集した黒い粒子の間からそれが見えたとき注目を引くようにすることもできる。
【０１２１】
別の著しい色の変化として、１種以上の添加剤を用いると黄色になる青粒子の水中分散体を用い、初期に一様な緑の外見を与えるように着色剤の濃度を選択しておくこともできる。凍結して凝集すると、青の凝乳中に黄色がまだらに存在する初期とまったく異なる外見を生じる。
【０１２２】
一部の場合、視認応答の強度は分散体中における固体顔料またはその他の材料の濃度と関連しており、この点を考慮すれば、所望の視認効果を与えられるように変更、選択または調整可能な別のパラメータを得ることができる。
【０１２３】
このように本発明は、視認シグナルの選択をフレキシブルな範囲で行える凍結インジケータを提供する。凍結によって与えられる外見の変化は、活性要素２３の顔料成分、活性要素の水性またはその他の液相、水阻止層または水阻止層の上または背後にある追加の背景色層によって与えられる背景外見の色及び反射率または吸収率に応じて決まるそれぞれの外見を、それらが用いられている場合に適切に選択することによって管理可能である。
【０１２４】
限定を意図するものではない、本発明を実施する際の幾つかの例を以下において説明する。
例１：凍結時のコロイド外見変化
【０１２５】
各種コロイド状混合物の５つの試料１−５で、各々がほぼ０.５ｍｌの２つの等量試料を別々のカップに入れる。これらのカップは透明な２５０mｍのポリマーフィルムから熱成形されたもので、各カップは約０.８ｍｌの容積を有する。カップを透明なポリマーテープで密封する。各密封カップには、小さい気泡が意図的に入れられている。各試料の一方の等量分を、-２９°Ｃの冷凍庫内に入れる。他方の等量分は、室温に置いたままとする。各試料の一方の等量分が完全に凍結した後、それを取り出して解凍し、室温に置いたままで凍結させなかった他方の等量分と視覚的に比較する。
【０１２６】
試料１−５を用意するのに、以下の各組成を有するコロイド状混合物を用いている：
【０１２７】
試料１：米国ウィスコンシン州グリーンベイ所在Omnova Performance Chemicals から入手可能な
Genflo 9771 ラテックス（固体約４０％ｗ/ｗ）
【０１２８】
試料２：米国ペンシルバニア州フィラデルフィア所在Hunt Corp. から入手可能な Aquaseal
AS510G ラテックス（固体約４０％ｗ/ｗ）
【０１２９】
試料３：米国カリフォルニア州レディング所在 Ted Pella Inc.から入手可能な１０ｎｍの金ゾル
【０１３０】
試料４：米国カリフォルニア州レディング所在 Ted Pella Inc.から入手可能な５０ｎｍの金ゾル
【０１３１】
試料５：米国カリフォルニア州レディング所在 Ted Pella Inc.から入手可能な２００ｎｍの金ゾル
【０１３２】
観測で得られた一部の結果を、下記の表１に示す：
2009515200.tif 000003
【０１３３】
各ケースで、凍結及び解凍の結果、明確な視覚上の変化が生じている。コロイド状組成物１−５は各々、本発明における活性要素、例えば活性インジケータ要素２３として用いるのに適している。金試料３−５は、驚くべきほど明確な外見の変化を与えており、蒸気阻止層２４及び３０またはその他の蒸気損防止手段を設けてもしくは設けなくとも、各種の異なる凍結インジケータ１０で有利に使用可能なことを実証している。つまり金コロイドは、見込まれる寿命が比較的短い凍結インジケータだけでなく、保管状態の寿命及びホスト製品に取り付けてからの寿命の両方を含め、比較的長い寿命を有することが期待される凍結インジケータにおいても有効に使える。
例２：ラテックスコロイド
【０１３４】
固体濃度の高い（約４０％ｗ/ｗ）ラテックス分散体（米国ウィスコンシン州グリーンベイ所在Omnova
Performance Chemicals から入手可能な Genflo 9771）を、水道水で各種レベルに希釈し、多数のテスト試料を作製する。水道水としては、溶解したカルシウム塩を含んでいると考えられる、米国ペンシルバニア州ニューホープのろ過してない硬質水道水が用いられる。
【０１３５】
希釈ラテックス分散体の各試料について、各々がほぼ０.５ｍｌの２つの等量試料を別々のカップに入れる。これらのカップは透明な２５０mｍのポリマーフィルムから熱成形されたもので、各カップは約０.８ｍｌの容積を有する。カップを透明なポリマーテープで密封する。各密封カップには、小さい気泡が意図的に入れられている。各試料の一方の等量分を、-２０°Ｃの冷凍庫内に入れる。他方の等量分は、室温に置いたままとする。各試料の一方の等量分が完全に凍結した後、それを取り出して解凍し、室温に置いたままで凍結させなかった他方の等量分と視覚的に比較する。
【０１３６】
得られた一部の結果を、下記の表２に示す：
2009515200.tif 000004
【０１３７】
すべてのケースで、凍結／解凍した試料と凍結させなかった試料との間で、明確な相違が生じている。ラテックスが１.６％以下である比較的低い濃度においても、明確な外見の変化が得られる。凍結して解凍された製品における透明な液体の存在は、例えば濃く着色された明瞭な背景を示すのに有用な手段を提供する。例２の各コロイドは、本発明の凍結インジケータにおける活性要素として使用可能である。
【０１３８】
以下の対照例Ｃ３−Ｃ５及び例６−１１で説明する実験手順は、各種のバリアフィルム材からなる市販のブリスターパッケージ内に封入された各種のインジケータ分散体の水分損性能に関する有意なシミュレーションを提供することを意図している。
対照例Ｃ３：
【０１３９】
単層ポリ塩化ビニルバリアフィルム／希釈水
【０１４０】
直径が１５ｍｍよりやや大きい一連の孔を、長さ３０ｃｍ、幅１０ｃｍ、厚さ２ｃｍの木製ブロックに約５ｍｍの深さで穿孔する。この木製ブロックを支持体として用い、Tekni-Plex, Inc.から供給されている直径１５ｍｍのブリスター（泡状体）の予形成アレイから個々のブリスターをカットする。本対照例で用いるブリスター材は、商標TEKNIFLEX
VM 100 でTekni-Plex, Inc.から供給されている、１０ミルの単層ポリ塩化ビニル製バリアフィルムである。このフィルムの水蒸気透過率はメーカーによれば、２４時間当たり１００平方インチ当たり０.１８グラムである。ブリスターをカットする際には、各ブリスター空所（キャビティ）の周辺に、少なくとも３ｍｍの平坦なフィルム材料が存在するように注意する必要がある。後述するインジケータ分散体を、各ブリスター空所内に加える。商標
TEKNILID 1252 でTekni-Plex, Inc.から入手可能なアルミニウム被覆フォイルを、２５´３５ｍｍの長方形にカットする。このフォイルはメーカーによれば、ポリ塩化ビニル及び塩化ポリビニリデンを基材とし、その上に上塗りラッカー／アルミニウム／熱封着ラッカーを形成してなる。その１つの長方形を、各ブリスターの頂部に、熱封着側を下に向けて置く。
【０１４１】
高さ２５ｍｍ及び直径１９ｍｍで円筒状のアルミニウムブロックで、その一端に深さ約７ｍｍであけられた直径１５ｍｍの孔を有するブロックを、約１７０°Ｃの表面温度を有するように設定されたラボ用スターラーホットプレート上に、孔あき端を下向きに置いて加熱する。加熱されたブロックを万力型把持器でつかみ、支持されている各ブリスターの中心に位置合わせして、約３秒間適度な圧力を手で加えながら被覆フォイルと接触する。アルミニウムブロックが被覆フォイルをブリスターに封着するのに充分な熱を発生する一方、アルミニウムブロックに孔が存在することで、ブリスターの中身の過熱は防止される。被覆フォイルとブリスターの間の熱封着の効力は視覚的に確認され、ブリスターフォイルを軽く加圧することによって得られる。必要なら、アルミニウムブロックを再度加熱する。
【０１４２】
ACME Markets（www.acmemarkets.com）から供給されている蒸留水を、被覆フォイルで密封した各ブリスター内に２００mＬの容量づつ加えて３つの試料を作成する。
対照例Ｃ４：
【０１４３】
単層ポリ塩化ビニルバリアフィルム／金コロイド
【０１４４】
重量１.０ｍｇのヨー化銀粉末核形成剤をへら（スパチュラ）を使ってブリスターに入れ、次いで容量２００mＬのインジケータ分散体をブリスター内に分与して３つの試料を作製する点を除き、対照例Ｃ３と同様の手順を繰り返す。ここで用いるインジケータ分散体は塩化金から誘導された水性金コロイドで、British BioCell International （www.bbigold.com）から製品コード EM.GC40 で供給されているものである。この金コロイド製品は受納状態において非常に濃い赤で、また供給メーカーによれば、粒径４０ｎｍ、５２０ｎｍでの光学濃度４.８、及び塩化金での金重量を基準として０.０４重量％の金コロイド濃度を有する。ここで用いるヨー化銀は、Sigma-Aldrich
から製品コード 226823-25G で供給されているものである。
対照例Ｃ５：
【０１４５】
単層ポリ塩化ビニルバリアフィルム／ラテックス分散体
【０１４６】
ここでは、OMNOVA
Solutions Inc.（www.omnova.com）から供給されているOMNOVA 5176ラテックスをインジケータ分散体として用い、これをピペットを使ってブリスターに入れる点を除き、対照例Ｃ４と同様の手順を繰り返す。供給された状態のラテックス分散体を、蒸留水（Acme
Markets）中に０.０７％の塩化カルシウムを含む溶液で３％の濃度に希釈する。メーカーから供給された状態のラテックス分散体は、固体含有量が公称５０％のため、希釈で得られる分散体は約１.５重量％の固体含有量を有する。その色は、白から淡い黄褐色である。尚、重量表示の濃度は分散体の重量を基準としている。
例６−８：
３層積層フィルム
【０１４７】
ブリスターアレイが、米国
Tekni-Films から製品コード Teknifex （登録商標）VPA 10300 で供給されているもので、１０ミルのポリ塩化ビニル層、２ミルのポリエチレン層、及び３ミルのポリクロロテトラフルオロエチレン層からなる３層積層フィルムである点を除き、対照例Ｃ３−Ｃ５と同様の手順を繰り返す。このフィルムの水蒸気透過率は供給メーカーによれば、２４時間当たり１００平方インチ当たり０.００５グラムである。
例７−９：
２層積層フィルム
【０１４８】
積層フィルムが、製品コード
Teknifex （登録商標）760 で、７.５ミルのポリ塩化ビニル層と０.６ミルのポリクロロテトラフルオロエチレン層からなる２層フィルムである点を除き、例７−９と同様の手順を繰り返す。このフィルムの水蒸気透過率は供給メーカーによれば、２４時間当たり１００平方インチ当たり０.０２５グラムである。
老化テスト
【０１４９】
各例毎に３試料で、例Ｃ３−Ｃ５及び例６−１１で合計２７個のテスト試料を老化テストに付す。老化テストは、ブリスターを通り水蒸気が移動する結果として、室温または周囲温度における長期の貯蔵期間中に生じると考えられる製品からの水損をシミュレートするために、上昇温度において行う。凍結インジケータの各ブリスター試料を計量し、グラム単位で小数点以下５桁までの重量を求めた後、６５°Ｃに保持された炉内に６週間入れておく。室温より高く加熱することで老化過程が加速され、例えば１２または２４ヶ月以上など、多月数にわたって測定されることになる所望の保存寿命よりも短い時間枠内でテストを実施可能とする。各試料は定期的に炉から取り出し、計量をその都度行って水損の評価をしてから、炉内に再び戻す。水（水分）損は減算法によって求める。各ケースにおいて、開始時の水の重量は約２００ｍｇである。一部の得られた結果を、以下の表３に示す。重量損を求めるのに加え、各試料を毎日観測し、例えば色の変化や粘性の増加など、インジケータ分散体の外見の変化を記録する。
表３：老化テスト
2009515200.tif 000005
【０１５０】
１  試料が２４日後に乾燥し切ったため、それ以降の測定は行ってない
【０１５１】
表３のデータを見れば分かるように、テストした各試料は、６５°Ｃで老化させた場合異なる率で水を損失する。
【０１５２】
水だけを含む例６と９のブリスター試料を、同じく水だけを含む対照例Ｃ３のブリスター試料と比較すると、本テスト系においては、単層VM 100の対照フィルムよりも、３層VPA 10300のフィルム及び２層VPA 760のフィルムの方が優れた水蒸気遮断特性を持つことが示されている。対照例Ｃ３の試料は、例６と９の試料よりも著しく急速に水を損失している。つまり２週後において、Ｃ３試料からは約６０％の水が損失したのに対し、例６の試料からは約４−５％の損失また例９の試料からは約１６％の損失が生じている。これらの結果は、前述したそれぞれの相対的な水蒸気透過率と一致している：すなわち本実験においては、VPA
10300が前述した中で最も低い水蒸気透過率を有し、実際の水損も最も低かった。
【０１５３】
金コロイド EM.GC40を含む例７と１０のブリスター試料を、同じく金コロイドEM.GC40を含む対照例Ｃ４のブリスター試料と比較すると、本テスト系においては、金コロイドを含む凍結インジケータ用の材料として、単層VM
100の対照フィルムよりも、３層VPA 10300のフィルム及び２層VPA 760のフィルムの方が優れた水蒸気遮断特性を持つことが示されている。（表３には記載してない）外見について見ると、６５°Ｃで最初の９日間、どの金コロイド試料についても外見の変化は何ら認められていない。６５°Ｃで１２日後に、対照例Ｃ４の試料の中身が赤から無色に変化した一方、例７と１０の試料は色の変化を生じなかった。試料重量の比較は、Ｃ４試料の色の全体的損失が水の約６０％の損失に一致することを示している。さらにテストを継続すると、対照例Ｃ４の色が無くなった後も、例７と１０の試料は色を長く維持された。最終的に、例７と１０の試料は次のように褪色を生じた：６５°Ｃで２４日後、例７の試料は淡い桃色になったのに対し、例１０の試料は淡い紫色になった。この段階での水損は、例５の試料で約１０％、例８の試料で約３０％である。つまり、１２日後には色が喪失した対照例Ｃ４の試料と比較し、VPA 10300及びVPA 760両フィルムによって得られる優れた水分の遮断性能が、例７と１０の試料の色保持に寄与していることが明らかである。
【０１５４】
３.０％のOMNOVA
5176ラテックスを含む例８と１１のブリスター試料を、同じく３.０％のOMNOVA 5176ラテックスを含む対照例Ｃ５のブリスター試料と比較すると、本テスト系においては、ラテックス分散体を含む凍結インジケータ用の材料として、単層VM
100の対照フィルムよりも、３層VPA 10300のフィルム及び２層VPA 760のフィルムの方が優れた水蒸気遮断特性を持つことが示されている。外見について見ると、６５°Ｃで最初の１２日間で、全ての試料について色がやや黒くなり、白から淡い茶褐色または中間の茶褐色になっただけである。対照例Ｃ５は例５と８の試料より早く水を損失するが、試料は全て流動自在な液体のままである。２４日目に、対照例Ｃ５の試料はほとんどの水を損失し、濃い茶褐色の粘性半固体になる一方、例８と１１の試料は依然流動自在で、茶褐色液体のままである。テストが終了した６週後、例８と１１の試料は尚流動自在で茶褐色の、当初の試料と同様の外見を有する液体のままであるのに対し、対照例Ｃ５のブリスターは液体を含まず、黄茶色の残留物を有するだけである。対照試料が乾燥し切った後も、上記のような物理的外見が保持されたのは、VPA 10300及びVPA 760両フィルムの優れた水分の遮断性能のためであることが明らかである。
【０１５５】
例１２：金コロイド及び酸化デューテリウム
【０１５６】
へらを使い、得られるコロイドを基準として０.０５重量％の濃度に対応する０.０００２ｇのヨー化銀粉末を、０.２ｍｌの蓋付きプラスチック製小型薬瓶（Corning Inc. 製：「Thermowell
チューブ」、カタログ番号６５７１）１０個の各々に入れる。対照例Ｃ４で用いたのと同じ濃い赤色の４０ｎｍ金コロイド（製品コードEM.GC40）２６.４mＬと、１３.６mＬの酸化デューテリウム（Sigma-Aldrich、www.sigmaaldrich.com）とを、ピペットを使って各小型薬瓶に加える。得られた１０個の各試料を、超音波クリーナ
Brasonic 200 を使って５秒間超音波処理する。酸化デューテリウムによる希釈後、金コロイドの赤色はやや減じたが、依然肉眼で鮮明に視認される。各試料を−２℃のプロピレングリコール／水浴内に入れ、色の変化を定期的にチェックする。
【０１５７】
各試料は全て、１０分以内で凍結し氷を形成する。凍結した試料の小型薬瓶は全て、白色から透明の外見を有する。試料の小型薬瓶を室温に戻した後は、全て無色である。凍結前（赤）と凍結後（無色）におけるインジケータの外見の相違は顕著である。
【０１５８】
例１２は、用いた金コロイドが顕著な視覚上の色変化を与える本発明の有用な実施形態を例示している。凍結速度を高める核形成剤としての０.０５％のヨー化銀と、凝固点を純水よりも上昇させる３４％の酸化デューテリウムとの組み合わせを用いることで、迅速な凍結応答が得られる。尚、％表示はコロイドの重量を基準とした重量％である。
【０１５９】
例１３−１６  金コロイド及び異なる濃度での酸化デューテリウム
【０１６０】
粒径２０ｎｍ、光学濃度２.２、塩化金での重量を基準とした０.０２％の金コロイド濃度を有する、製品コード
EM.GC20（British BioCell International、 www.bbigold.com）で供給されているものを金コロイドとして用いる点を除き、例１２と同様の手順を繰り返す。また、金コロイドと酸化デューテリウムを、ピペットを使って異なる比率で試料小型薬瓶に加え、それぞれ例１３、１４，１５及び１６で０％、２０％、３４％及び４５％のデューテリウム（重水素）濃度を与える。各ケースにおいて、試料の総容量は４０mＬである。必要に応じ、例毎に３０個の試料で、それぞれの例を３回実施し、後で説明するように３つの異なる温度で選択的にテストする。
【０１６１】
表４に示すように、例１３−１６の選択したそれぞれ１０個の試料群を、３つの温度、すなわち水の融点とそれよりわずかに低い温度である０℃、-１℃及び  -２℃のプロピレングリコール／水浴内に浸漬する。各試料は定期的に調べる。表４中「変化」と記された試料は、テスト温度で凍結して白色／透明の固体を生じ、浴から取り出して室温に戻した後は、全てのケースにおいて無色の液体である。「無変化」と記された試料は、テスト温度下及び室温に戻した後も桃／赤色の液体のままであった。表４は、各カテゴリーについて観測された試料の数を示している。
【０１６２】
表４：例１３−１６の試料の凍結挙動に対する酸化デューテリウムの影響
2009515200.tif 000006
ＮＴ＝テストせず
【０１６３】
表４は、試料の凝固に起因した視認可能な色の変化を伴って、テストした金コロイドが凍結温度に応答するのに要する時間が、酸化デューテリウムの濃度の上昇と共に減少すること示している。例１３は酸化デューテリウムを含まず、対照となるものである。例１３の全試料は凍結するまでに、-２℃においても、約２時間という比較的長い応答時間を要している。-１℃では、例１３の試料はいずれも６時間後でも凍結せず、また０℃では、３日後も不凍結のままである。
【０１６４】
これに対し、２０％の酸化デューテリウムを含む例１４の試料は、応答時間が著しく短い：つまり、１０個全ての試料の色が -２℃で１０分後に変化し、-１℃では４５分後に半分の試料が凍結し、また１.５時間後には全てが凍結している。しかしながら０℃では、５.０日露出した後でもいずれの試料も凍結していない。
【０１６５】
３４％の酸化デューテリウムを含む例１５の試料も、-２℃で１０分後に全て色が変化している。-１℃では、１０個の試料うち７個がわずか１０分後に凍結を指示する色変化を示しており、１７分後には全試料が色変化している。０℃では、１２０分後に一部の試料が凍結を指示し、１５０分後には１０個のうち７個の試料が色変化している。
【０１６６】
４５％の酸化デューテリウムを含む例１６の試料は、０℃でわずか５５分後に全て色が変化しており、表４に示したデータから -１℃及び−２℃ではほんの数分で色変化することが予期されるため、０℃より低い温度でのテストは行っていない。
【０１６７】
表４の結果は、酸化デューテリウムの存在が各試料を凍結温度に対して感応し易くしていることを示している。
例１７：ＧＣ４０金コロイド単体
【０１６８】
光学濃度４.８を有する４０mＬの金コロイドEM.GC40を、例１２で述べたような１０個の試料用小型薬瓶の各々にピペットを使って入れる。コロイドEM.GC40は室温で濃い赤色である。各小型薬瓶を、−２５℃の冷凍庫内に３０分間置く。
【０１６９】
EM.GC40 金コロイドの試料は全て凍結して、白色から透明な外見を有する氷を形成し、室温に戻した後は全て無色である。
例１８：ＧＣ２０金コロイド単体
【０１７０】
例１７で用いた金コロイドEM.GC40の代わりに、光学濃度２.２を有するEM.GC20
金コロイドを用い、例１７と同様の手順を繰り返す。コロイドEM.GC20は、凍結前において桃／赤色である。例１７と同様の結果が得られる。
【０１７１】
例１９：銀コロイド（Hot Tub（商標））
【０１７２】
例１７で用いた金コロイドEM.GC40の代わりに、Purest Colloids Inc.（www.purestcolloids.com）から供給されている水性銀コロイド
Hot Tub Silverを用い、例１７と同様の手順を繰り返す。用いた水性銀コロイドは、凍結前において灰色である。室温に戻した後の試料はほぼ無色であるが、わずかに灰色味を有していた点を除き、例１７とほぼ同様の結果が得られる。
【０１７３】
例２０：銀コロイド（MesoSilver（商標））
【０１７４】
例１７で用いた金コロイドEM.GC40の代わりに、Purest Colloids Inc.（www.purestcolloids.com）から供給されている水性銀コロイド
MesoSilver（商標）を用い、例１７と同様の手順を繰り返す。用いた水性銀コロイドは、凍結前において淡い灰色である。例１７と同様の結果が得られる。
【０１７５】
例２１：金コロイド（MesoGold（商標））
【０１７６】
例１７で用いた金コロイドEM.GC40の代わりに、Purest Colloids Inc.（www.purestcolloids.com）から供給されている水性金コロイド
MesoGold（商標）を用い、例１７と同様の手順を繰り返す。用いた水性金コロイドは、凍結前において淡い桃色である。例１７と同様の結果が得られる。
【０１７７】
例１７−２１は、British
BioCell International から入手された金コロイド（例１７と１８）の本テスト系における挙動を、その他の市販されている金属コロイド製品と比較している。例１９−２１は、Hot
Tub Silver、MesoSilver 及び MesoGold の全てが、凍結すると肉眼で視認可能な、不可逆的で明確な色変化を与えることを示している。従ってこれらの各製品は、本発明による凍結インジケータの視覚的に活性なコロイド状インジケータ成分として適切に使用できることが明らかである。例１７と１８で用いた、British
BioCell International 製の金コロイドEM.GC40 とEM.GC20 は、特に劇的な色変化を与える。例１９−２１で用いたような、その他の比較的不活性な貴金属のコロイドで得られるそれより薄い色も、視覚上利用可能な選択肢の範囲を広げている。そのような低濃度の金属コロイドは、白またはその他の色を背景として、１つ以上の各種異なる視覚的効果を与えるのに使用可能である。
【０１７８】
例２２：銀コロイドMesoSilverと酸化デューテリウム
【０１７９】
２６.４mＬの銀コロイドMesoSilverと１３.６mＬの酸化デューテリウムを、１０個の Thermowell 製試料用小型薬瓶の各々にピペットを使って入れる。各試料を、超音波クリーナ Brasonic 200 を使って５秒間超音波処理する。酸化デューテリウムによる希釈後、銀コロイドの灰色は薄くなったが、依然肉眼で明らかである。各試料を−２℃の水浴内に入れ、色変化を定期的にチェックする。
【０１８０】
１８時間後も、試料は凍結せず、色の変化も現れない。次いで試料の小型薬瓶を、−２５℃の冷凍庫内に３０分間置く。試料は全て凍結して、白色から透明な外見を有する氷を形成し、室温に戻した後は全て無色である。
【０１８１】
例２３：金コロイドMesoGoldと酸化デューテリウム
【０１８２】
銀コロイドMesoSilverに代え、金コロイドMesoGoldを用いる点を除き、例２２と同様の手順を繰り返す。酸化デューテリウムによる希釈後、桃色は薄くなったが、依然肉眼に明らかなものである。例２２と同様の結果が得られる。
【０１８３】
例２４：銀コロイドMesoSilver、酸化デューテリウム及びヨー化銀
【０１８４】
０.０００２ｇのヨー化銀粉末も各試料の小型薬瓶に加える点を除き、例２２と同様の手順を繰り返す。このケースでは、−２℃への露出後１０分以内に１０個全ての試料が凍結し、室温へ戻した後は全て無色である。
【０１８５】
例２５：金コロイドMesoGold、酸化デューテリウム及びヨー化銀
【０１８６】
０.０００２ｇのヨー化銀粉末も各試料の小型薬瓶に加える点を除き、例２３と同様の手順を繰り返す。このケースでは、−２℃への露出後１０分以内に１０個全ての試料が凍結し、室温へ戻した後は全て無色である。
【０１８７】
例２２−２５は、コロイド単体の場合よりも冷凍露出に対して迅速な応答を得るために、金コロイドMesoGold
及び銀コロイドMesoSilver に加えて、酸化デューテリウム及び場合によってはヨー化銀を処方できることを例示している。
【０１８８】
本発明の更なる観点によれば、活性インジケータ２３として使用するのに適切な凍結インジケータ分散体は、表面電荷を減少し分散体の安定性を減じる多価対イオンの供給源を用いることによって、酸化鉄やその他の金属酸化物などの、微細に分散された表面荷電顔料を使用可能である。以下の例２６は、本発明のこの観点を例示している。
例２６：酸化鉄分散体の作成
【０１８９】
２３.０ｇの希釈水をガラス製容器内で、米国マサチューセッツ州ワードヒル所在の Alpha Aesar
から得られる０.２５ｇの乾燥酸化鉄粉末、つまり純度９９％、平均粒径２０−５０ｎｍの酸化鉄(III)に加える。これに、約１０％のアンモニア溶液２.０ｇを加え、容器を閉じる。混合物を激しく振ってから、１０分間超音波浴中に入れ、その後放置する。混合物は即座に凝固した。数ヵ月後容器を開けると、強いアンモニア臭が認められ、上澄みを取り出した。同量の蒸留水で置き換え、容器を閉じてから、５分間超音波浴中に入れた。この混合物は凝固せず、軽いアンモニア臭を有していた。一晩放置後、少量の物質が沈殿したが、上澄みはよく分散されたままであった。これを分散体Ｉとする。
【０１９０】
一定分量の分散体Ｉを、約１.０ｇ／ｌの濃度となるように蒸留水で希釈する。この希釈液はよく分散しており、凍結しても凝固しない。その後、空気に露出させながら、約２０分間６５℃に加熱する。冷却時、アンモニア臭は存在しない。−３.０℃で凍結させると、部分凝固が見られる。これを分散体IIとする。
【０１９１】
一定分量の分散体Ｉを取り、蒸留水による少量の０.２０％または０.０２０％塩化カルシウム溶液をこれに加える。得られた試料を混合し、放置する。０.００４％以上の塩化カルシウムで用意した各試料は凝固したが、０.００２％以下の塩化カルシウムで用意した各試料は凝固しない。より多量の分散体試料を、０.００２％の塩化カルシウムで用意する。この試料は、一晩置いても分散したままであった。これを分散体IIIとする。
【０１９２】
分散体Ｉ−IIIの各試料を、凍結テストのため次のように用意する：核形成剤である約０.５mｇのヨー化銀粉末を、１５０mｌのポリ塩化ビニル製ブリスターの底に入れ、約１００mｌの分散体をこれに加える。ブリスターを、感圧接着テープ 3M 3850 で密封する。−３.０℃の不凍溶液中に５分間浸漬し、凍結テストを行う。全試料をこのように用意し、３回テストを行う。
【０１９３】
全試料は５分以内に凍結することが分かる。ヨー化銀を機能不全にしてしまうような、ヨー化銀の効力減退は見られない。
【０１９４】
塩化カルシウムを加えない試料を含むブリスターの外見は、凍結するとわずかに変化し、凍結外観を呈する。しかしながら、酸化物の錆色はブリスター全体にわたりほぼ一様に分散したままである。解凍した混合物はよく分散しており、対応する非凍結のブリスターと見分けがつかない。その外見変化は有用なインジケータとして用いるには不充分であり、また変化が不可逆的でない。つまり、塩化カルシウムを含まないテストした分散体は、本発明による凍結インジケータとして用いるのに適さない。
【０１９５】
０.００２％の塩化カルシウムを含む試料の外見は、凍結すると明確に変化する。色の強度が減少し、ブリスターの中心に向かってクラスター（房）状に集中する。解凍するとコロイドが凝固し、透明な上澄みから急速に沈殿する。これらの試料は、本発明による凍結インジケータの活性成分として有用と認められる。その他の多価陽イオンまたはその他の不溶性無機粉末についても、同様の結果が得られることが見込まれる。
【０１９６】
例２６から理解されるように、本例ではカルシウムイオンである多価の対イオン源が分散体に含まれる場合には、その濃度に対して分散体を限界近くで安定させておくことにより、微細に分散された酸化鉄を凍結インジケータの活性要素として使用可能である。凍結すると、対イオンの濃度が増大し、分散粒子の表面電荷をさらに中性化する結果、分散体は安定性を失い凝固する。
【０１９７】
酸化鉄に加え、水中に懸濁化されると単純なイオン化可能表面を有する多くの鉱物及びその他の粒子も、表面電荷を部分的に中性化して限界近くで安定な分散体を与える適切な多価の対イオン源を用いることによって、本発明の実施に際して同様に使用できる。
【０１９８】
懸濁液の表面電荷は、それほど分散しないように比較的低く調整可能である。この調整は、表面電荷の性質に応じ酸または塩基を使って行える。例２６では、水酸化アンモニウムを使ってまず酸化鉄粒子に高い電荷を与えてよく分散可能とし、その後水酸化アンモニウムを取り除き電荷を低めている。
【０１９９】
本発明の別の観点では、例２７に説明するような更なる実験を行い、透明なインジケータドームまたはバブルを基材層に接着するのに感圧接着剤を用いることで、高温での熱封着が避けられるかどうかを判定可能である。
【０２００】
例２７：ブリスターパック凍結インジケータに対する感圧接着剤の使用
【０２０１】
１００mｌ等分量の金コロイド（BBIEM GC40）と、蒸留水を用いた５０mｌ等分量の約１％のヨー化銀懸濁液（Sigma Aldrich）を、４５０mｌの各ポリ塩化ビニル製ブリスター内に配分する。一組のブリスター試料を、熱シール接着剤を含むTEKNILID (商標)1252 フォイルで熱封着する。もう一組のブリスター試料を、3M Corp. 製で製品コード 3280の感圧性接着テープ剤を用いて低温封着する。２種類の試料の凍結特性を、−３.０℃の冷却浴中に浸漬して比較する。両方の組の試料は１０分以内に凍結し、全てのケースで中身は桃色から透明に変化する。試料を解凍し室温に戻しても、透明のままである。テストは、室温に１日保持した試料についても繰り返した。同様の結果が得られている。全試料が凍結時に良好な視覚上の変化を示し、その変化は不可逆である。これらの試料は全て、本発明の実施の際に凍結インジケータの分散体として有用と認められる。本テストの結果、感圧性接着剤は、望ましくないほど分散体を汚染するものではないと認められる。
【０２０２】
所望なら、水の代わりに混和可能な有機物、有機混合物、シリコーン流体またはシリコーン流体混合物、もしくはその他の液体または液体混合物を用い、所望の温度への露出に対する応答およびその指示を与えるように選択可能である。それに応じ、適切な蒸気バリアも選択可能である。
【０２０３】
本発明による凍結インジケータを大量生産するのに、各種の方法が使える。例えば、インジケータの上層をなすシートまたは巻帯体（ウェブ）アセンブリに逆向きのドーム状部を設け、そこに活性要素の液体分散体を全体的または部分的に満たすことができる。次いで基材層をその上に施し、締め付けて閉じる。その後、個々の凍結インジケータを周囲フランジの近傍で圧力または熱封着し、シートまたは巻帯体から切断もしくは打ち抜いて得る。
【０２０４】
上記の説明から理解されるように、本発明は特に、例えば少なくとも６ヶ月、１年、２年、場合によってはそれ以上の年数に及ぶ良好な保存寿命を有する小型で経済的な凍結インジケータを提供可能である。そのために本発明は、所定の凍結条件に対し一貫して反応し、光学的に容易に観察または読み取り可能な強度及び／又はコントラストの充分な視覚的変化を与える、高質で適切に制御された水性分散体を使うことができる。小型のユニットを提供する際に役立つ有用な特徴には、希釈水性分散体の使用、蒸気損抑制措置の採用、及び凍結事象に対して優れた光学的応答を与える活性要素の採用が含まれる。
【０２０５】
凍結インジケータ１０は、幅広い各種のホスト製品の凍結に対する露出をモニターするのに使える。本発明による凍結インジケータは、ホスト製品に付設または付着して、その凍結露出をモニター可能である。適用可能なホスト製品の一部の例は、凍結に敏感なワクチン、食材、酪農品、野菜、植物、花、球根、生物製剤、培養物、人間または動物の器官、薬物、医薬品、化学品、水性化学品、塗料、及び水性接着剤を含む。
【０２０６】
凍結すると損傷し易い恐れのあるホスト製品の別の一部の例は、次のものを含む：果物、野菜、例えば牛乳、クリーム、ヨーグルト及びチーズなどの酪農品；卵及び卵を含む製品；例えばパン、ケーキ、クッキー、ビスケット、練り粉菓子類（ペストリー）及びパイなどの焼き製品；生、調理、保存または燻製処理した肉及び魚；さらには牛肉、子牛肉、豚肉、羊肉、山羊肉、狩猟肉、家畜化動物の肉、野生動物の肉、及びその他の肉のロースト、ステーキ、細切れ、全体及び分割した部片；
【０２０７】
例えばレストランで提供される食品、取り立て食品、果物、野菜などの提供食品；
【０２０８】
例えば高級及びその他の果物、チョコレート、チーズ及び保存処理肉、チキン、家禽、狩猟品などのメール注文品や一般運送業者による配送品、さらには電話、メール、インターネットで注文され、個人宅や会社に配達されるインスタントまたは下ごしらえ済みの料理品；
【０２０９】
例えばペットフード、及び農業や動物園関連、その他の動物用フードなど、凍結すると損傷し易い動物用フード；
切断済み及び未切断の花；
【０２１０】
水含有化粧品、及び生物製剤やその他化学変化を起こし易い成分を含む化粧品；
【０２１１】
例えば培養物、器官やその他の人間または動物の肉体部片、血液、及び血液製剤など、産業用または治療用に使われる生物学的物質；
【０２１２】
凍結すると損傷し易いものを含む診断用デバイス、キット及び成分；
【０２１３】
例えばワクチン、ドラッグ、医薬品、薬物、医療用デバイス及び予防具などの、凍結すると損傷し易い医療品；
【０２１４】
神経作用物質、血液剤、びらん剤、その他の有毒剤への露出を検出するのに有用な、凍結すると損傷し易い化学または生物剤検出キット；
【０２１５】
例えば水含有製品などの、凍結すると損傷し易い化学品及び工業的供給品；及び
【０２１６】
その他、当業者によって自明な凍結すると損傷し易い製品。
【０２１７】
本発明の凍結インジケータの実施形態は、例えば次のようなものを含む幅広い熟成品の凍結にたいする露出の恐れをモニターするのにも有用に使える：果物；りんご；西洋なし；キューイ；メロン；ぶどう；グレープフルーツ；バナナ；モモ；ネクタリアン；プラム；パイナップル；マンゴー；グアバ；ナツメヤシ；パパイヤ；プランテーン（料理用バナナ）；アボガド；ペッパー（ピーマン）；トマト；チーズ；ソフトチーズ；ブリチーズ；カマンベールチーズ；ハードチーズ；チェダーチーズ；熟成牛肉；熟成ステーキ；その他の熟成肉及び肉製品；熟成高級肉；熟成ハム；キジ；高級狩猟品；熟成ソーセージ；ワイン；ブルドーワイン；ブルゴーニュ（バーガンディ）ワイン；クラレット；シャンパン；ポートワイン；ウィスキー；コニャック；及びその他の熟成によって得られる飲料からなる群の中から選ばれた１つ以上の熟成製品。
【０２１８】
本発明はさらに、本明細書で説明した本発明による品質保証システムを備えた上述の熟成ホスト製品のいずれかを有する、熟成可能なまたは熟成している品質保証品を含む。
【０２１９】
凍結インジケータは、例えば最終包装品に仕上げられる時点など、生産、包装または流通中の適切な時点でホスト製品に適用可能であり、使用前の所定の時点でそれを検査する。使用前の適切な時点で凍結インジケータ１０を検査し、凍結への露出が生じたことがシグナル表示されていれば、そのホスト製品を廃棄することができる。
【０２２０】
ここに包含される開示物。  本明細書で特に参照した米国特許及び特許出願の各々、諸外国及び国際特許の各刊行物、その他の各刊行物、及び刊行されていない各特許出願の全開示内容が、参照によってここに全て包含される。
【０２２１】
本明細書の全体を通じて、特定の成分を有する、含むまたは備えるものとして組成が説明されている場合、あるいは特定の処理工程を有する、含むまたは備えるものとして方法（プロセス）が説明されている場合、本発明の組成は記載された成分から実質上構成可能またはそれらから構成可能であること、及び本発明の方法は記載された処理工程から実質上構成可能またはそれらから構成可能であることが意図されている。工程の順序または幾つかの措置を実施する順序は、発明が機能可能である限り重要なものではない。また、２つ以上の工程または措置を同時に実施することもできる。尚、本明細書に記載する全ての比率は、特に断り書きがない限り、当該組成の重量を基準とした重量比率である。
【０２２２】
さらに、２つの物質層を用いるものとして構造が例示されている場合、本発明は、それら２層の機能を単層で果たす代替実施形態も想定している。
【０２２３】
上記の詳細な説明は、当業者にとっては自明であるように、本発明を実施するための最良の形態に関する、あるいは本発明の変形、代替または有用な実施形態に関する部分的または完全な情報が記述もしくは示唆されていることもある前述の背景及び発明の要旨の記載を参照してまたはそれと組み合わせて読まれるべきである。本明細書における発明の記述で用いられている用語に意味と参照によってここに包含される別の文書で使われているものの意味とが一致しない場合には、本明細書で用いている意味の方が優先する。
【０２２４】
以上本発明の例示の実施形態を説明したが、当業者にとっては多くの及び各種の変形が自明であり、また当該分野の発展に伴ってそれらが自明になるのはもちろんのことである。そのような変形も、本明細書及び請求の範囲に開示された発明の精神及び範囲内に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０２２５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の基づく、感応物品の凍結誘起温度に対する露出をモニターするのに適した凍結インジケータの断面図。
【図２】図２は、図１中の２−２線に沿って見た各構成層の分解図であるが、説明図であって一定の倍率比率で描かれたものではない。
【図３】図３は、図１中の２−２線に沿った部分概略断面図で、図１に示した凍結インジケータの一実施形態における各構成層の相対的な寸法を一定の倍率比率で描いたものである。
【図１】
2009515200.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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