(57)【要約】【課題】所定の温度でパッケージおよび内容物が準備されたことを提示できる袋の製造工程の簡略化を図る。【解決手段】対象物の温度を提示する装置は、多孔質基材と、第１相変化温度を有する第１の相変化インクを用いて、前記多孔質基材の第１の面に印刷される第１画像パターンの鏡像と、前記多孔質基材の第１の面に塗布されて、対象物に前記多孔質基材を貼り付けられるようにする接着剤層と、を含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の温度を提示する装置であって、
多孔質基材と、
第１相変化温度を有する第１の相変化インクを用いて、前記多孔質基材の第１の面に印刷される第１画像パターンの鏡像と、
前記多孔質基材の第１の面に塗布されて、対象物に前記多孔質基材を貼り付けられるようにする接着剤層と、を含む装置。
【請求項２】
第２相変化温度を有する第２の相変化インクを用いて、前記多孔質基材の前記第１の面に印刷される第２画像パターンの鏡像を更に含み、前記第１相変化温度は、前記第２相変化温度よりも低い温度である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１画像パターンの前記鏡像は、同じ相変化温度を有する少なくとも２種類の相変化インクを用いて印刷され、前記鏡像の印刷に用いられる前記２種類の相変化インクは、異なる色を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記相変化インクと前記接着剤層の間に設けられる熱絶縁層を更に含む、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
下記に開示する装置および方法は、概して、温度表示システムに関し、より詳細には、標章を利用して対象物の温度表示を提供するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
加熱されて、内容物を食用に調理する食品パッケージが知られている。例えばポップコーンなど、一部の食品は、電子レンジ内に配置されて加熱される袋に詰められている。ポップコーン粒が加熱されてはじけると、袋が膨張する。内容物を食べるのに適した温度にパッケージが達する時点は、消費者には不明であるため、このようなパッケージ内の内容物は、場合によっては、過度に加熱されたり、または十分に加熱されなかったりすることがある。パッケージとその内容物が所定の温度に達したことを消費者に提示するメッセージを表示することは、望ましい目標である。
【０００３】
スクリンジャー（Ｓｃｒｙｍｇｅｏｕｒ）他に付与された米国特許第５，０８３，８１５号明細書には、袋に反応して、ロト式ゲームの数字に対応した標章を顕現させる、ポップコーンの袋が開示されている。この数字は、２つの方式のうちの一つを用いて露出させることができる。第１は、数字を覆っている不透明インクをユーザが削り落として、その数字を観察できるようにする方式である。第２は、所定の温度数に加熱されたときに透明になるように、不透明インクを配合する方式である。したがって、袋を加熱することで、インクは、その袋に印刷された下部の数字を露出させることができる。数字を露出させる第２の方法は、対象物の熱的特性の変化に基づいたものであるが、この方法では、１種類のインクで袋に数字の標章を印刷した後、加熱時に特性が変化して数字を露出させるインクで標章を覆う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，０８３，８１５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
袋または他の要素が、所定の温度でパッケージおよび内容物が準備されたことを提示できる袋の製造工程を簡略化することは、依然として包装産業における目標である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
対象物の温度を表示する装置が開発された。本装置は、多孔質基材と、第１相変化温度を有する第１の相変化インクを用いて、前記多孔質基材の第１の面に印刷される第１画像パターンの鏡像と、前記多孔質基材の前記第１の面に塗布されて、対象物に前記多孔質基材を貼り付けられるようにする接着剤層と、を含む。
【０００７】
本開示の前述した側面および他の特徴は、付属の図面に関連して展開する下記の説明に記載される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態に係る温度検知システムを模式的に示す図である。
【図２Ａ】図１に示した温度検知システムの一部を拡大して示す模式図である。
【図２Ｂ】多孔質基材の裏面に印刷される鏡像パターンを模式的に示す図である。
【図３Ａ】一実施形態に係る温度検知システムを模式的に示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示した温度検知システムの一部を拡大して示す模式図である。
【図４】相変化が生じる前の温度検知システムの側面を模式的に示す図である。
【図５】図４の温度検知システムを模式的に示して、相変化プロセスを表した側面図である。
【図６】図４の温度検知システムを模式的に示して、多孔質基材からの相変化インクの転写を表した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１、図２Ａ、および図２Ｂを参照すると、標章を起動する所定温度に対象物が到達した後の温度表示システム１００が図示されている。このシステム１００は、対象物１０２および多孔質基材１０４を含み、この多孔質基材１０４上に、相変化インクを用いて、下記で詳細に説明する方式で画像パターン１０６が印刷されている。簡単に述べると、多孔質基材１０４には、鏡像構造の画像パターン１０６が印刷されて、接着剤で被覆される。この接着剤を利用して、対象物１０２に多孔質基材１０４を取り付けるが、この取り付けは、対象物１０２の表面に多孔質基材１０４の非印刷面が露出し、前記基材１０４と対象物１０２の間に画像パターン１０６が挿入されるように行う。所定の温度まで対象物１０２を加熱すると、相変化インクは、液体になって多孔質基材１０４に吸収され、図１に示す堅実な画像パターン１０６を顕現させる。
【００１０】
図２Ａに、多孔質基材１０４のコーナー部の拡大図を示す。多孔質基材１０４の一部がめくれて、基材１０４の下にある対象物１０２の表面の一部が露出している。画像パターン１０６の鏡像１１０が印刷された印刷領域の周りには、接着剤層１０８が存在する。接着剤層１０８は、鏡像１１０の印刷領域を取り囲むように図示されているが、接着剤の特性が、鏡像１１０の印刷に用いられるインクの相変化特性を妨害しない、または、溶融した後で基材１０４に浸透するインクの能力を阻害しないのであれば、接着剤層１０８は、印刷領域を覆うことができる。一実施形態において、接着剤層１０８は、熱伝導率係数の高い材料である。多孔質基材１０４、鏡像パターン１１０を形成する相変化インク、および接着剤層１０８は、すべて、意図される特性を維持しながら屈曲できる材料である。
【００１１】
鏡像パターン１１０を形成する相変化インクは、各種の相変化温度で相変化するように調製することができる。一実施形態において、固体から液体への相変化は、１１０℃で生じる。この相変化インクは、例えば、ポップコーンが調理されたときに１１０℃の温度に達する、図１に示すようなポップコーンの袋に利用することができる。他の用途、例えば、電子レンジで利用できる冷凍食品パッケージにおいて、内容物が調理されるまでに、対象物が１３０℃の温度に達しなければならない場合がある。この場合、相変化インクの組成は、約１３０℃の温度で溶解する相変化インクを提供するように選択される。
【００１２】
溶融した相変化ンクが多孔質基材に浸み込むのに必要な時間は、無視できる程度の長さである。したがって、相変化インクが溶融した時点から表示画像パターン１０６がユーザに見えるようになるまでに、対象物１０２は、僅かな温度上昇を呈するだけである。対象物のこの僅かな温度上昇が好ましくない場合、相変化インクの成分は、対象物の中身にとって好ましい温度より若干低い温度で相変化するように選択することができる。これにより、基材１０４内にインクが浸み込んで画像パターン１０６を形成するまでの時間で、対象物１０２は、所望の温度に達することになる。
【００１３】
対象物に使用する基材１０４を調製するプロセスにおいて、相変化インクは、固体インクジェット印刷技術を用いて、多孔質基材１０４の裏面１１２に印刷される。固体インクは、溶融されて、固体インク印刷ヘッドから噴射され、基材１０４の裏面１１２に鏡像パターン１１０を形成する。印刷ヘッドから噴射される溶融インクは、そのインクが多孔質基材１０４に向かって移動するときに直ちに冷え始める。多孔質基材１０４の温度は、溶融インクよりも低い。したがって、インクは、多孔質基材１０４上で十分に凝結し、印刷時に基材に吸収されることはない。基材にインクが噴射された後、インクは、基材に貼り付けられるか、または圧着される。一実施形態において、多孔質基材１０４は、多くの一般的な印刷用途で利用される、例えば、２０ｌｂｓの紙強度の印刷紙であってよい。
【００１４】
図１には、単純な語句（「ＰＯＰＣＯＲＮ  ＲＥＡＤＹ（ポップコーン調理完了）」）が記載されているが、多孔質基材１０４の裏面１１２にはあらゆるパターンを印刷することができる。また、図１および図２には白黒のパターンが記載されているが、同じ印刷技術、例えば、固体インクジェット印刷プロセスを用いて、多色のパターンを印刷することもできる。カラーインクの場合は、表示画像パターン１０６の所望の色と、多孔質基材１０４の色との相互作用を考慮する必要がある。
【００１５】
前述したように、鏡像パターン１１０は、表示画像パターン１０６の鏡像である。鏡像パターン１１０の例は、図２Ｂに示されている。鏡像パターン１１０は、印刷システムのデジタルフロントエンド（ＤＦＥ）プロセッサなどのコンピュータによって電子的に生成することができる。一実施形態において、用途によっては、多孔質基材１０４の屈曲および湾曲を考慮し、その状態に応じた適正な表示画像パターン１０６を生じる鏡像パターン１１０を生成するようにコンピュータをプログラムすることができる。
【００１６】
図１には、対象物１０２と多孔質基材１０４の間に閉じ込められる蒸気を放出する穿孔１１４が示されている。この蒸気は、対象物１０２と多孔質基材１０４の間に集められる水滴から形成され得る。特に、このような水滴は、加熱前に対象物が冷えているか、冷凍されている場合に、凝結効果によって形成する可能性がある。例えば、冷凍食品のパッケージでは、多孔質基材１０４と食品のパッケージの間に、小さい水滴が形成し得るであろう。この水滴は、加熱状態の対象物１０２に反応して、蒸気を発生させることになる。閉じ込められた蒸気は、相変化インクの早発相変化をもたらす可能性がある。穿孔１１４は、蒸気を逃がすことができるため、相変化インクは、対象物１０２の温度に応じて相変化することができる。ただし、多孔質基材１０４の多孔性を考えると、多くの用途で穿孔１１４を必要とするわけではない。また、一実施形態において、相変化インクは、十分に疎水性であるため、インクは、湿気または水滴に接触しても分解または変形することはない。
【００１７】
対象物１０２が所定の温度に達するまで、鏡像パターン１１０を形成する相変化インクは、対象物１０２と多孔質基材１０４との間に留まる。したがって、鏡像パターン１１０は、ユーザにとって実質的に不可視のままである。対象物１０２が相変化インクの相変化温度に達し、相変化インクが溶融して基材内に浸み込むと、多孔質基材１０４が冷えて相変化インクが再び固化するため、表示画像パターン１０６に僅かな変化が生じ得る。ただし、この僅かな変化が生じている間、表示画像パターン１０６は、意図されたメッセージをユーザに伝え続ける。
【００１８】
対象物１０２上の多孔質基材１０４の位置は、対象物１０２が所定の温度に達した時点でユーザに表示を提供するという目標を達成するように、戦略的に選択することができる。例えば、ある用途では、対象物１０２の中心位置が、対象物１０２に多孔質基材１０４を接着する適切な場所であり得るのに対し、他の用途では、異なる場所が、対象物の温度をより明瞭に提示する適切な場所であり得る。
【００１９】
図３Ａを参照すると、温度検知システム２００が示されている。対象物２０２には、多孔質基材２０４が接着される。多孔質基材２０４上に、一連の表示画像パターン２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃが図示されている。また、図３Ａには、対象物２０２に多孔質基材２０４を接着する接着剤層２０８が示されている（多孔質基材２０４の裏面２１２を示す仮想ボックスとして図示）。表示画像パターン２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃに対応する一連の鏡像２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃは、相変化インクによって形成され、多孔質基材２０４の裏面２１２に印刷される。配合の異なる相変化インクを選択して、異なる温度を提示する各種の鏡像パターン２１０を印刷することができる。例えば、一つの相変化インク材料を選択して、表示画像パターン２０６ａを生成（すなわち、パターン「５０℃」を生成）する鏡像パターン２１０ａを形成する一方で、異なる相変化インク材料を選択して、表示画像パターン２０６ｂを生成（すなわち、パターン「７５℃」を生成）する。図３Ａの対象物２０２は、鏡像パターン２１０ｃ、すなわち１００℃の形成に用いられる相変化インクの配合に対応する相変化温度にちょうど達した状態で示されている。多孔質基材２０４の上で表示画像パターン２０６ｃが可視になりつつあるので、相変化プロセスは進行中であることが図示されている。多くの用途に必要というわけではないが、多孔質基材２０４と対象物２０２の間に、熱絶縁層２１６を配置することができる。熱絶縁層２１６は、多孔質基材２０４と接着剤層２０８の間で、多孔質基材２０４の裏面２１２の切り抜き部に図示されている。この熱絶縁層２１６のための切り抜きも仮想線で示されている。熱絶縁層２１６を利用することで、対象物が取り得る温度が何度であるのかに関わらず、対象物に温度検知システム２００を適用することができる。熱絶縁層は、ボディ２０２と相変化インクの間に適切な大きさの耐熱性を提供して、相変化インクが曝される温度が、最も高い相変化温度以下に留まるようにしなければならない。判り易くするため、図３Ａの一部を拡大して、図３Ｂに示した。一実施形態において、接着剤層２０８も、適切な耐熱性を提供するために利用することができる。
【００２０】
図３Ａの対象物２０２は、各種の所定温度に達したことを恒久的に記憶しておくと望ましい任意のデバイスであってよい。例えば、対象物２０２は、高温に曝されると、壊滅的な歪を生じることになるエンジンヘッドであってよい。このヘッドが曝された温度の恒久的表示を生成することを利用して、エンジンの後の購買者は、エンジンが過熱されたことがあるかどうかを評価することができる。
【００２１】
図４〜６を参照すると、相変化の異なる段階における動的な相変化プロセスを表した、温度検知システム３００の側面図が示されている。図４には、多孔質基材３０４に印刷される鏡像パターン３１０の形成に用いられる相変化インクが示されている。基材３０４は、接着剤層３０８によって対象物３０２に接着される。説明のために、多孔質基材３０４と接着剤層３０８は、相変化インクの高さ３１８の分だけ離隔しているように図示されている。図５を参照すると、対象物３０２が加熱されて所定の温度に達し、相変化インクは、相変化を開始したところが示されている。この相変化は、相変化インクの中間相（intra-phase）３２０によって表されており、この中間相３２０により、図５に示した実施形態では、多孔質基材３０４と接着剤層３０８の間の離隔状態が小さくなっている。ただし、他の実施形態において、相変化が生じたときに、相変化インクの中間相３２０によって、多孔質基材３０４と接着剤層３０８の間の離隔状態が大きくなってもよい。
【００２２】
図６を参照すると、相変化インクの相変化が完了して、基材３０４内に浸み込んで表示画像パターン３０６を提示したところが示されている。図６の実施形態において、相変化インクは、多孔質基材３０４内に完全に浸出した状態で示されている。この状態は、多孔質基材３０４が接着剤層３０８の上に完全に落ち込んだことによって表されている。ただし、一実施形態において、相変化インクは、多孔質基材３０４内に部分的に浸出し、その結果、参照番号３１８で示した最初の離隔距離をある程度維持するように構成されてもよい。
【符号の説明】
【００２３】
１００  温度表示システム、１０２，２０２，３０２  対象物、１０４，２０４，３０４  多孔質基材、１０６，２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ，３０６  表示画像パターン、１０８，２０８，３０８  接着剤層、１１０  鏡像、１１２  裏面、１１４  穿孔、２００，３００  温度検知システム、２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ，３１０  鏡像パターン、２１６  熱絶縁層、３１８  高さ、３２０  中間相。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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