(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
累積熱露出の目視観測可能な指示を提供するための時間温度積算装置（10）であって、前記装置が
ａ）露出表面（22）を有する拡散光反射多孔性母材（20）、
ｂ）第１の表面（34）および第２の表面（36）を備えた第１の裏地（32）であって、前記裏地の前記第１の表面はその上に配置された粘弾性材料（38）を有し、前記粘弾性材料は前記裏地に対向する露出表面（40）を有する、第１の裏地と、
ｃ）不活性化状態から活性化状態に前記装置を選択的に切り換える作動手段と、
からなり、前記装置が前記不活性化状態にあるとき、前記粘弾性材料（38）は前記多孔性母材（20）と実質的に接触しておらず、
前記装置が前記活性化状態にあるとき、前記作動手段は、前記粘弾性材料（38）の前記露出表面（40）と前記多孔性母材（20）の前記露出表面（22）とを互いに実質上接触した状態に維持するので、前記粘弾性材料は、温度上昇と共に増す速度で前記多孔性母材に連続的に移行することができ、かつ
前記粘弾性材料が前記多孔性母材に移行すると、前記多孔性母材の光透過性を連続的に増して、累積熱露出の前記目視観測可能な指示を提供する時間温度積算装置。
【請求項２】
第１の面（16）および第２の面（18）を備えた第１の基材（14）を更に有し、前記多孔性母材（20）は前記基材の第２の面の上にある請求の範囲第１項に記載の装置（10）。
【請求項３】
前記粘弾性材料（38）は、感圧接着剤を含む請求の範囲第１項に記載の装置（10）。
【請求項４】
前記目視観測可能な指示は潜伏性表示（50）を含み、前記潜伏性表示は、前記インジケータがその不活性化状態にあるとき、目視観測可能でなく、前記粘弾性材料が前記多孔性母材に移行すると、前記多孔性母材の光透過性を十分に増すので、前記潜伏性表示が目視観測可能となる請求の範囲第２項に記載の装置（10）。
【請求項５】
比較像（58）をさらに含み、前記目視観測可能な指示は、前記粘性材料が前記多孔性母材に移行するときの前記比較像の濃度と事実上同じか、またはそれよりも高い濃度を有する前記潜伏性表示（50）を含む請求の範囲第４項に記載の装置（10）。
【請求項６】
前記目視観測可能な指示は暗黒化可能な表示（51）を含み、前記基材（14）の前記第２の表面（18）は、前記暗黒化可能な表示（51）の色および光学濃度と十分に同じ色および光学濃度を有するので、前記粘弾性材料（38）が前記多孔性母材に移行すると、前記多孔性母材（20）の光透過性を十分に増す、故に前記基材の前記第２の表面は、前記多孔性母材を通して連続的に可視となり、前記暗黒化可能な表示と前記基材との間のコントラストを連続的に低減して前記暗黒化可能な表示を暗くすることができる請求の範囲第２項に記載の装置（10）。
【請求項７】
前記多孔性母材（20）は、結合剤（25）によって開孔した状態で基材（14）に保持された複数の粒子（24）を有する請求の範囲第２項に記載の装置（10）。
【請求項８】
前記粘弾性材料（38）は、前記装置が所定許容累積熱露出を指示できるように選択された有効活性化エネルギーを有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置（10）。
【請求項９】
前記活性化エネルギーは、その累積熱露出が前記装置によって指示されるべきである目標物に対する所定許容累積熱露出を前記装置が指示できるように選択される請求の範囲第８項に記載の装置（10）。
【請求項１０】
前記多孔性母材（20）は微孔性重合フィルムを含む請求の範囲第１項に記載の装置（10）。
【請求項１１】
前記粘弾性材料（38）は、モニターされるべき目標物に目で見て分かる変化が起きる温度範囲全体を通じての粘弾性液体状態を含む請求の範囲第１項に記載の装置（10）。
【請求項１２】
前記粘弾性材料（38）は、前記作動手段が前記インジケータを前記活性化状態に切り換える時点での粘弾性液体状態を含む請求の範囲第１項に記載の装置（10）。
【請求項１３】
累積熱露出の目視観測可能な指示を提供する方法であって、
ａ）拡散光反射多孔性母材（20）の露出表面（22）上に粘弾性液体（38）を塗布する工程であって、前記粘弾性液体は、温度上昇と共に増す速度で前記多孔性母材に連続的に移行する、塗布工程と、
ｂ）前記粘弾性液体を時間温度分布に露出する工程と、
ｃ）前記時間温度分布に応じて前記多孔性母材に前記粘弾性液体を移行させることによって前記多孔性母材の光透過性を変化させて、累積熱露出の目視観測可能な指示を提供する工程と、
を包含する累積熱露出の目視観測可能な指示を提供する方法。
【請求項１４】
目標物（10）上に拡散光反射多孔性母材を搭載する工程を更に包含し、
工程（ｂ）が、前記目標物を時間温度分布に露出する工程を包含する請求の範囲第１３項記載の累積熱露出の目視観測可能な指示を提供する方法。
【請求項１５】
請求の範囲第１３項に記載の方法を行うための時間温度積算装置（10）を提供する方法であって、
ａ）上部面（64）および底部面（66）を有する略平面スペーサー（62）に開口部（68）を形成する工程と、
ｂ）スペーサーの少なくとも前記底部面に接着剤を塗布する工程と、
ｃ）前記開口部に少なくとも部分的に覆い重なるように第１の基材（14）をスペーサーの前記底部面に接着する工程であって、前記第１の基材は、前記開口部に覆い重なる拡散光反射多孔性母材（20）を有する、接着工程と、
ｄ）前記開口部および前記多孔性母材に少なくとも部分的に覆い重なるように第１の裏地（32）の第１の表面（34）を前記スペーサーに貼り付ける工程であって、前記裏地の前記第１の表面は、前記開口部に覆い重なるようにその上に配置された粘弾性材料（38）を有し、
前記粘弾性材料は、温度上昇と共に増す速度で前記多孔性母材に連続的に移行させることによって経時的に前記温度を積算し、
前記粘弾性材料が前記多孔性母材に移行すると、前記多孔性母材の光透過性を連続的に変化させて前記目視観測可能な指示を提供する、貼り付け工程と、
を包含する時間温度積算装置を提供する方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、温度指示装置に、特に温度と共に変化する速度で粘弾性材料が拡散的光反射多孔性母材に移行し、多孔性母材の光透過率を連続的に変化させ、それによって視覚的に観測可能な指示を提供することができる累積熱露出の目視観測可能な指示を提供するための選択的活性化時間温度積算装置に関する。
背景技術
腐敗し易い製品の有効期間がいつ切れたかについての指示を提供することが望まれる。そのような腐敗し易い製品は、これらに限定されるわけではないが、食物と、アスパルテームなどの食品添加物と、生物学的材料と、薬剤と、化粧品と、写真補給材料と、それにワクチンとを含む。この指示を提供する一つの簡単な方法は、その製品が指定された期限までに使用されるべき日付を各製品に印すことである。但し、腐敗し易い製品の実有効期間が、その製品が露出される温度履歴に依存するこの方法には欠点がある。腐敗し易い製品の減成速度は、通常は温度上昇と共に増すからである。つまり、腐敗し易い製品は、一般に、比較的低温度で一定期間露出される場合よりも比較的高温度で同一期間露出される場合のほうが残留有効期間がより短くなる。より広義でいえば、任意の材料、すなわち製品の特定の属性、すなわち性質の変化速度は、温度上昇と共に増すということである。故に、製品に使用期限を印すには、特定の製品の予測される累積熱露出を想定して行わなければならない。但し、実際の露出を、常に予測、すなわち管理できるわけではない。故に、経時的に実温度露出を積算して、所定の許容累積熱露出に等しい、または越える露出の視覚的指示を提供することによって製品の実累積熱露出を考慮した製品の有効期間の指示を提供する必要がある。そのようなインジケータは、製品が露出される温度の全範囲と、目に見えるほどの変化が製品に生じる温度の全範囲とにわたって経時的に温度を積算することができなければならない。
特に重要なことのは、温度による減成速度の変化と同じように、所与温度における減成、または他の変化の速度は、製品によりまちまちであるということである。ある製品は、所与温度上昇に対して、他の製品よりもはるかに大きな変化速度の上昇を示す。これを定量化するための１つの有用な方法は、反応のＱ１０に関するものである。このＱ１０は、１０℃の温度上昇に応じて反応（化学的変化、微生物の増殖、または腐敗し易い製品の酵素による腐敗など）がどれだけ速く起こるかを示す。
Ｑ１０＝（Ｔ＋１０℃での変化速度）／（Ｔでの変化速度）
例えば、冷蔵状態で貯蔵された最も腐敗し易い食物は、約２から１０までの範囲の微生物増殖による腐敗に基づくＱ１０値を有する。つまり、減成速度は、１０℃の温度上昇に応じて、特定の食物により、約２から１０までの因数だけ増す。薬物、生物学的材料、さらにワクチンなどの他の腐敗し易い品目は、同様にそれぞれの特定品目に対して様々なＱ１０値を示す。
アレニウスの関係式は、多くの化学および物理的プロセスへの温度の影響を定量化するための有用な道具でもある。アレニウスの関係式は、
ｋ＝ｋ０ｅｘｐ（−Ｅａ／ＲＴ）
ここで、ｋ＝温度Ｔにおける反応速度定数、
ｋ０＝事前指数関数的係数、
Ｒ＝理想ガス定数、
Ｅａ＝活性化エネルギー
である。
特定の腐敗し易い品目で実験を行って、様々な温度での減成速度を判定し、次にこれらの実験結果にアレニウスの関係式を適用して、所与の温度範囲内でそれぞれの特定の腐敗し易い品目に対する測定活性化エネルギー（Ｅａ）を計算することが可能である。今まで数多くの腐敗し易い品目に対して、そのようなデータは、アレニウスの等式に密接に適合することが観察されており、Ｅａは温度と無関係であるとみなす。Ｑ１０値を用いると、Ｅａの特定値は、モニターされる特定の品目により異なる。食物の減成についての分析および定量化に関するさらなる議論については、テオドール  Ｐ．ラブザ（Ｔｈｅｏｄｏｒｅ  Ｐ．Ｌａｂｕｚａ）氏のシェルフライフ  デーティング  オブ  フーズ（Ｓｈｅｌｆ−Ｌｉｆｅ  Ｄａｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｆｏｏｄｓ）４１−８７（Ｆｏｏｄ  ＆  Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ  Ｐｒｅｓｓ，  Ｉｎｃ．  １９８２）を参照。
故に、累積熱露出の視覚的指示を提供するＱ１０またはＥａの率が、モニターされる目標物の変化のＱ１０またはＥａとほぼ一致させることができる累積熱露出のインジケータを提供する必要性があることが分かる。故に、累積熱露出の指示を、モニターされる目標物の累積減成にほぼ一致させることができる。
変わることなく長期間様々な温度で貯蔵される不活性化状態を有する時間温度インジケータを提供することも望まれる。このインジケータは製造されると同時に活性化することが望まれる。このインジケータは、モニターされる目標物に添付される前後、または同時に、容器がモニターされる内容物で満たされた直後に、モニターされる内容物の容器が開けられた直後に、またはインジケータが製造された後の任意の所望の時間に、活性化状態に選択的に切り換わることができるようにもなっていなければならない。そのようなインジケータは、活性化、または不活性化状態に関係なく、湿気や光などの環境的要因によって有害な影響を受けるものであってはならない。
温度露出を視覚的に示す時間温度インジケータは、周知である。何種類かのインジケータについての議論に関しては、ディ  リン  ジョンソン（Ｄｅｅ  Ｌｙｎｎ  Ｊｏｈｎｓｏｎ）氏のインジケーティング  デバイセス（Ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）、Ｔｈｅ  Ｗｉｌｅｙ  Ｅｎｃｙｃｒｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｐａｃｋａｇｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、４００〜４０６（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ、１９８６）を参照。
拡散特性に作用して、化学反応による視覚的指示を提供する時間温度インジケータは、パテル（Ｐａｔｅｌ）氏のタイトル名「カラー  チェンジング  デバイス  フォー  モニタリング  シェルフライフ  オブ  ア  ペリッシャブル  プロダクト（Ｃｏｌｏｒ  Ｃｈａｎｇｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｆｏｒ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｓｈｅｌｆ−Ｌｉｆｅ  ｏｆ  ａ  Ｐｅｒｉｓｈａｂｌｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔ）」の米国特許第５，０５３，３３９号で開示される。米国特許第５，０５３，３３９号は、活性剤テープと指示テープとを包含する腐敗し易い製品の時間温度履歴をモニターするための変色装置を開示する。活性剤テープは、有機酸などの活性化組成物を含む活性剤組成母材を含む。指示テープは、酸塩基染料インジケータなどの指示組成物を含む。母材の一方、または両方が感圧接着剤である。このインジケータは、活性化組成物が活性剤母材から指示母材内に拡散して、指示母材内の指示組成物と化学的に反応すると、変色する。その色は、さらに多くの活性剤組成物が指示母材内に拡散して、反応すると時間および温度と共に増倍する。要約書の１〜１７行に記載。米国特許第５，０５３，３３９号に記載のインジケータは、ｐＨに基づいて変色するので、その動作は、周囲湿度の変化に影響を受けやすい。
他のタイプのインジケータは、マンスク（Ｍａｎｓｋｅ）氏のタイトル名「セレクティッド  タイム  インターバル  インジケーティング  デバイス（Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ｔｉｍｅ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）」の米国特許第３，９５４，０１１号で開示される。米国特許第３，９５４，０１１号は、多孔性液体保持パッドと、含浸材料と、含浸剤用の灯心材料と、インジケータ手段とを含むインジケータを開示する。これによって灯心材料に沿う多孔性液体保持パッドからの含浸の進み具合を視覚的に示して、時間の経過、所与の最小温度への露出、または時間温度関係を測定するために使用することができる。要約書、１〜９行に記載。この含浸剤が、予定した貯蔵温度で液体状態となるように選択されると、インジケータは、液体が灯心に沿って進むときの時間間隔の経過を示す。３ページの左欄、１２〜２１行に記載。代わりに、この含浸剤は、冷凍食品が貯蔵される所望の貯蔵温度で固体となり、その食品が解凍される温度で液体となるように選択されても良い。この含浸剤は、インジケータが所望の貯蔵温度にある間は固体のままとなる。この含浸剤は、溶けて浸透状態となって、灯心に沿って進むと同時に、インジケータは所定温度以上となるので、所定温度より上にあった時間の経過を示すことができる。３ページの左欄、２２〜４４行に記載。それぞれがそれ自体の灯心路を備えた異なる氷点を有する複数の含浸剤は、不連続な所定温度範囲への露出時間を指示するために使用できる。３ページの左欄、４５行から右欄、５行に記載。但し、このようなインジケータは、含浸剤の溶解温度以下の時間の経過を記録できない。
他のインジケータは、アレン（Ａｒｅｎｓ）氏のタイトル名「サーマリー  アクチベーティド  タイム−テンペラチュア  インジケータ（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ−Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｔｉｍｅ−Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）」の米国特許第４，４２８，３２１号で開示される。米国特許第４，４２８，３２１号は、所定温度範囲内での許容時間が限度を超えた視覚的指示を提供する装置を開示する。１ページの右欄、９〜１２行に記載。この装置は、その裏面に染色した層と、その表面に接着された透明可融性コーティングとを備えた不透明微孔性シートを含む。この可融性コーティングは、ワックスなどの結晶性溶剤に溶かしたアモルファスゴム状重合体の固溶体である。この溶剤は所定温度範囲の下端より下の融点を有し、このアモルファスゴム状重合体は所定温度範囲の下端より下のガラス転移温度を有する。この固溶体は、微孔性コーティングに目に見えるほどには浸透しない。１ページの右欄、２０〜３７行に記載。溶剤の融解温度より下の温度で、この組成物は不浸透固体となる。インジケータが所定温度まで加熱されると、固体ワックス溶剤は、溶けて、ゴム状重合体を溶解し、微孔性層に次第に浸透する液体浸透状態となる。１ページの右欄、５９〜６４行と、２ページの左欄、２３〜２８行とに記載。重合体とワックスの組成物の屈折率は、微孔性層の固体成分のものと実質上同じであるので、微孔性層は次第に透明となる。１ページの右欄、６４〜６７行に記載。米国特許第４，４２８，３２１号で開示されるインジケータは、コーティングのワックス溶剤成分の融点よりも下の累積熱露出を指示できない。さらに、米国特許第４，４２８，３２１号は、多孔性コーティングに対して後に使用するための可融性コーティングを裏塗りすることも、可融性コーティングを微孔性コーティングと接触しないように選択的に保つための何らかの他の手段も提案しない。故に、米国特許第４，４２８，３２１号のインジケータは、インジケータを使用する前に、ワックスの融解温度よりも低い温度で貯蔵されなければならない。
よって、温度によって変化する速度で粘弾性材料が拡散的光反射多孔性母材に移行し、広い温度範囲で不活性化状態から活性化状態に選択的に切り換えられるようになっていても良い累積熱露出の目視観測可能な指示を提供するための時間温度積算装置を提供することを提案するもである。
発明の開示
本発明のある態様では、累積的熱露出の目視観測可能な指示を提供するための時間温度積算装置であって、前記装置が
ａ）第１の面および第２の面を備えた第１の基材であって、前記第２の面は拡散光反射多孔性母材を含み、前記多孔性母材は前記基材に対向する露出表面を含む、第１の基材と、
ｂ）第１および第２の表面を備えた第１の裏地であって、前記裏地の前記第１の表面はその上に配置された粘弾性材料を含み、前記粘弾性材料は前記裏地に対向する露出表面を含む、第１の裏地と、
ｃ）不活性化状態から活性化状態に前記装置を選択的に切り換える作動手段と、
からなり、前記装置が前記不活性化状態にあるとき、前記粘弾性材料は前記多孔性母材と実質的に接触しておらず、
前記装置前記活性化状態にあるとき、前記作動手段は前記粘弾性材料の前記露出表面と前記多孔性母材の前記露出表面とを互いに実質上接触した状態に維持するので、前記粘弾性材料は、温度上昇と共に増す速度で前記多孔性母材に連続的に移行することができ、かつ
前記粘弾性材料が前記多孔性母材に移行すると、前記多孔性母材の光透過性を連続的に増して、累積熱露出の前記目視観測可能な指示を提供する時間温度積算装置。
本発明の他の態様では、前記粘弾性材料が前記多孔性母材に移行すると、前記多孔性母材の光透過性を連続的に低減して、累積熱露出の前記目視観測可能な指示を提供する。
本発明の他の態様では、粘弾性材料は感圧接着剤を含む。
本発明の他の態様では、目視観測可能な指示は潜伏性表示を含む。前記潜伏性表示は、前記インジケータがその不活性化状態にあるときには目視観測可能でなく、前記粘弾性材料が前記多孔性母材に移行すると、前記多孔性母材の光透過性を十分に増すので、前記潜伏性表示が目視観測可能となる。
本発明の他の態様では、目視観測可能な指示は、暗黒化可能表示を含む。前記基材の前記第２の表面は前記暗黒化可能な表示の色および光学濃度と十分に同等の色および光学濃度を含むので、前記粘弾性材料が前記多孔性母材に移行すると、前記多孔性母材の光透過性を十分に増す、故に前記基材の前記第２表面は前記多孔性母材を通して連続的に可視となり、前記暗黒化可能な表示と前記基材との間のコントラストを連続的に低減して前記暗黒化可能な表示を暗くすることができる。
本発明の他の態様は、ａ）目標物上に第１の基材を搭載する工程であって、前記基材は第１の面および第２の面を含み、前記第２の面は拡散光反射多孔性母材を含む、搭載工程と、ｂ）第１の裏地の第１の表面を前記多孔性母材に接触させる工程であって、前記裏地の前記第１の表面はその上に配置された粘弾性材料を含み、前記粘弾性材料は、温度上昇と共に増す速度で前記多孔性母材に連続的に移行し、前記粘弾性材料が前記多孔性母材に移行すると、前記多孔性母材の光透過性を連続的に変化させて、前記目視観測可能な指示を提供する、接触工程とを含む、目標物の累積熱露出の目視観測可能な指示を提供するための時間温度積算装置を提供するための方法を提供する。
本発明の他の態様は、ａ）拡散光反射多孔性母材の露出表面上に粘弾性液体を塗布する工程であって、前記粘弾性液体は、温度上昇と共に増す速度で前記多孔性母材に連続的に移行する、塗布工程と、ｂ）前記粘弾性液体を時間温度分布に露出する工程と、ｃ）前記時間温度分布に応じて前記多孔性母材に前記粘弾性液体を移行させることによって前記多孔性母材の光透過性を変化させて、累積熱露出の目視観測可能な指示を提供する工程とを含む、累積熱露出の目視観測可能な指示を提供する方法を提供する。
本発明の他の態様は、ａ）目標物上に第１の基材を搭載する工程であって、前記基材は第１の面および第２の面を含み、前記第２の面は拡散光反射多孔性母材を含む、搭載工程と、ｂ）第１の裏地の第１の表面を前記多孔性母材に接触させる工程であって、前記裏地の前記第１の表面はその上に配置された粘弾性材料を含み、前記粘弾性材料は、温度上昇と共に増す速度で前記多孔性母材に連続的に移行する、接触工程と、ｃ）前記目標物を時間温度分布に露出する工程と、ｄ）前記時間温度分布に応じて前記多孔性母材に前記粘弾性材料を移行させることによって前記多孔性母材の光透過性を変化させて、累積熱露出の目視観測可能な指示を提供する工程とを含む、目標物の累積熱露出の目視観測可能な指示を提供する方法を提供する。
本発明の他の態様は、ａ）略平面スペーサー材料に開口部を形成することによって上部面および底部面を備えたスペーサーを形成する工程と、ｂ）スペーサーの少なくとも前記底部面に接着剤を塗布する工程と、ｃ）前記開口部に少なくとも部分的に覆い重なるように第１の基材をスペーサーの前記底部面に接着する工程であって、前記第１の基材は、前記開口部に覆い重なる拡散光反射多孔性母材を含む、接着する工程と、ｄ）前記開口部および前記多孔性母材に少なくとも部分的に覆い重なるように第１の裏地の第１の表面を前記スペーサーの上部面に貼り付ける工程であって、前記第１の裏地は、前記開口部に覆い重なる粘弾性材料を含み、前記粘弾性材料と前記多孔性母材とを前記開口部を通じて互いに接触させることによって前記インジケータを活性化すると、前記粘弾性材料は温度上昇と共に増す速度で前記多孔性母材に連続的に移行し、前記粘弾性材料が前記多孔性母材に移行すると、前記多孔性母材の光透過性を連続的に変化させて前記目視観測可能な指示を提供する、貼り付け工程とを含む、累積熱露出の目視観測可能な指示を提供するための時間温度積算装置を提供する方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
本発明を添付の図を参考にしてさらに説明する、ここで幾つかの図を通じて、同一構造には同一符号を付す。
第１Ａ図は、本発明に従って構成された、不活性化状態での時間温度積算インジケータの第１の実施例の横断面図である。
第１Ｂ図は、活性化状態の第１Ａ図の時間温度積算インジケータの横断面図である。
第２図は、本発明に従って構成された時間温度積算インジケータの第２の実施例の平面図である。
第３Ａ図は、第２図の切断線３Ａ−３Ａについての不活性化状態の第２図の時間温度積算インジケータの横断面図である。
第３Ｂ図は、活性化状態の第３Ａ図の時間温度積算インジケータの図である。
第４図は、本発明に従って構成された時間温度積算インジケータの第３の実施例の平面図である。
第５Ａ図は、第４図の切断線５Ａ−５Ａについての不活性化状態の第４図の時間温度積算インジケータの横断面図である。
第５Ｂ図は、活性化状態の第５Ａ図の時間温度インジケータの図である。
第６Ａ図は、本体およびキャップとを具備した容器と組み合わせた、本発明に従って構成された不活性化状態の時間温度積算インジケータのさらなる実施例の図である。
第６Ｂ図は、活性化状態の第６Ａ図の時間温度積算インジケータの図である。
第７Ａ図は、本発明に従って構成された、不活性化状態の時間温度積算インジケータのさらなる実施例の横断面図である。
第７Ｂ図は、活性化状態の第７Ａ図の時間温度積算インジケータの図である。
第８Ａ図は、本発明に従って構成された、不活性化状態の時間温度積算インジケータのさらなる実施例の横断面図である。
第８Ｂ図は、活性化状態の第８Ａ図の時間温度積算インジケータの図である。
第８Ｃ図は、本発明に従って構成された、不活性化状態の時間温度積算インジケータのさらなる実施例の横断面図である。
第８Ｄ図は、活性化状態の第８Ｃ図の時間温度積算インジケータの図である。
第９Ａ図は、本発明に従って構成された、不活性化状態の時間温度積算インジケータのさらなる実施例の横断面図である。
第９Ｂ図は、活性化状態の第９Ａ図の時間温度積算インジケータの図である。
第１０図は、本発明によるインジケータのさらなる実施例の展開図である。
第１１Ａ図は、不活性化状態の第９図のインジケータの横断面図である。
第１１Ｂ図は、活性化状態の第１０Ａ図のインジケータの図である。
第１２図は、本発明によるインジケータのさらなる実施例の平面図である。
第１３Ａ図は、未だ目視観測可能でない潜伏性表示を含む、本発明によるインジケータの不活性化された第１の積層部分の等角図である。
第１３Ｂ図は、本発明の第２の積層部分を含み、目視観測可能となっている潜伏性表示を示す、第１３Ａ図と同じ等角図である。
第１３Ｃ図は、第１３Ｂ図の切断線１３Ｃ−１３Ｃについての第１３Ｂ図のインジケータの横断面図である。
第１４Ａ図は、暗黒化可能な表示を含むインジケータの平面図である。
第１４Ｂ図は、暗黒化可能な表示が暗くなっている第１４Ａ図のインジケータの図である。
第１４Ｃ図は、第１４Ｂ図のインジケータの代わりになるべき実施例の図である。
第１５Ａ図は、暗黒化可能な表示が未だ目視観測可能であり、潜伏性表示も未だ目視観測可能でない状態の暗黒化可能な表示および潜伏性表示を備えたインジケータの平面図である。
第１５Ｂ図は、潜伏性表示が目視観測可能となり、暗黒化可能な表示が暗くなっている第１５Ａ図のインジケータの平面図である。
第１６Ａ図は、潜像および比較像を含む本発明によるインジケータの平面図である。
第１６Ｂ図は、潜像が目視観測可能となっている第１６Ａ図のインジケータの平面図である。
第１７図は、本発明によるインジケータを提供するための第１の装置の概略図である。
第１８図は、本発明によるインジケータを提供するための第２の装置の概略図である。
第１９図は、本発明によるインジケータの細片の等角図である。
第２０図は、第４図のインジケータの代わりになるべき実施例の平面図である。
第２１図は、第２０図の切断線２１−２１についての不活性化状態の第２０図のインジケータの横断面図である。
第２２図は、第４図のインジケータの他の代わりになるべき実施例の平面図である。
第２３図は、第２２図の切断線２３−２３についての部分的に活性化されている第２２図のインジケータの横断面図である。
第２４図は、潜像および比較像の代わりになるべき実施例を含む本発明によるインジケータの第１の積層部分の平面図である。
第２５図は、潜像および比較像の代わりになるべき実施例を含む本発明によるインジケータの第２の積層部分の平面図である。
第２６図は、活性化状態の第２４図および第２５図のインジケータの横断面図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明による時間温度指示装置１０の第１の実施例が、第１Ａ図および第２Ｂ図に示される。このインジケータは、インジケータ１０が第１Ａ図に示されるように不活性化状態にあるときは互いに接触していない第１の積層１２および第２の積層３０を含む。
第１の積層１２は、第１の面１６および第２の面１８を備えた略平面基材１４を含む。多孔性母材２０は、基材の第２の面１８に提供される。好適な実施例において、多孔性母材は、結合剤２５によって細孔が開口した状態で一緒に保持された複数の粒子２４を含む。この多孔性母材２０は、基材の第２の面１８に対向する露出表面２２を含む。第１の積層１２は、その累積熱露出が指示されるべきである目標物１１にインジケータ１０を搭載する手段を任意に含む。１つの予期される搭載手段が、基材の第１の面１６に提供された接着層２６と、接着層に脱着自在に接着された剥離ライナー２８として示される。接着層２６は、例えば、当業者には周知の感圧接着剤であっても良い。本発明のインジケータは、代わりに、任意の他の適当な手段によってモニターされるべき目標物に貼り付けられても良い。モニターされる目標物１１に直接インジケータを貼り付ける場合、インジケータは、モニターされる目標物と同じ時間温度履歴に確実に露出される。他の多くの変形が予期されるが、望ましくは、インジケータが目標物の累積熱露出をモニターすることを意図する場合、インジケータは目標物に熱的動作可能な状態で接続される、すなわち目標物と同じ温度履歴に露出される。
基材上の多孔性母材２０は、多孔性母材のものに近い屈折率を有する材料でそのボイドを満たすことによって徐々に半透明、または透明になることができる任意の微孔性拡散光反射層であっても良い。その多孔性母材は、適切な透明化材料でそのボイドを満たす前に、不透明、またはほとんど不透明であるのが望ましい。周知の微孔性層は、米国特許第２，２９９，９９１号と、第３，０３１，３２８号、それに第３，５０８，３４４号とに示された不織布基材と、微孔性重合フィルム、さらにこれらの不透明微孔性層とを含むが、これらに限定されるべきものではない。第１の好適な実施例は、第１の積層１２の基材１４および多孔性母材２０は、タイトル名「ディマンド  アンド  タイムド  リニュイング  イメージング  メディア（Ｄｅｍａｎｄ  ａｎｄ  Ｔｉｍｅｄ  Ｒｅｎｅｗｉｎｇ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｍｅｄｉａ）」（アレンズ（Ａｒｅｎｓ）氏）の米国特許第４，２９９，８８０号の教示に従って製作されるのが望ましい。
第１の好適な実施例において、基材１４は、例えば、アクリル被覆アルミニウム、セルロース、セルロースエステル、ポリカーボネート、ナイロン、ＰＥＴＧ、グラシン紙、防脂紙、二軸延伸ポリプロピレン、または二軸延伸ポリエチレンテレフタレートを含むが、これらに限定されない重合フィルム、紙、それに金属箔などの材料の部類を含む。好適な基材１４は、ポリエチレンフィルム裏地に積層された特定の用途のために選ばれた任意の色および色濃度で印刷、または塗布された４０ポンドクラフト紙の基材を含む。第２の紙は、ポリエチレンフィルムの第２の面に積層されて、処理中平らな基材１４を維持し易くするのが好ましい。黒色基材は、目視観測可能な指示がレーザ読み取り可能なＵＰＣバーコードを含む場合も含む、幾つかの用途で有利であることが分かっている。
第１の好適な実施例において、多孔性母材２０には、結合剤２５内の複数の粒子２４を含む。粒子２４は、例えば酸化アルミニウム、水和酸化アルミニウム、ガラス、シリカ、シラン処理シリカ、二酸化シリコン、米澱粉、二酸化チタン、酸化亜鉛、フッ化カルシウム、それに炭化カルシウムを含むことができる。好適な粒子には、炭化カルシウム、二酸化シリコン、それにフッ化カルシウムを含む。粒子の直径は、０．０１から７５０マイクロメートルまでの範囲内にあり、好ましくは約０．５から４０マイクロメートルまでの範囲内に、さらに好ましくは約８マイクロメートルである。
第１の好適な実施例の結合剤２５には、例えば、アクリル、エポキシ、ポリウレタン、または熱硬化性アルキドを含む重合結合剤を含むことができる。好適な結合剤には、硬化アクリル樹脂を含む。層内の微細ボイドの存在を確実にするために、結合剤対粒子体積比は、粒子が疑似焼結並置した状態で保持されるように選択される。この効果は、約１：２０から２：３までの、好ましくは約１：５から１：２までの範囲内の結合剤対粒子体積比を採用することによって得られる。一般に、粒子の多くが比較的大きな寸法のものである場合には、比較的低い結合剤対粒子体積比が採用され、それに対応して、粒子の多くが比較的小さい寸法のものである場合には、比較的高い結合剤対粒子体積比が採用される。
粒子２４は、好ましくは約１．３から２．２までの、さらに好ましくは１．４から１．８までの範囲内の屈折率を、さらに好ましくは約１．５の単一の屈折率を有すべきである。結合剤２５は、好ましくは粒子２４と同範囲内の、例えば粒子の屈折率の０．４以内の、さらに好ましくは粒子２４のものと実質的に同じ屈折率を有する。
多孔性母剤２０の第２の好適な実施例は、微孔性重合フィルムを含む。適切なフィルムには、ＴｅｓｌｉｎTM微孔性フィルム（ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．社から入手できる）と、ＥｍｐｏｒｅTM粒子充填Ｔｅｆｌｏｎ（テフロン）微孔性フィルム（ミネソタ州、セントポール市のＭｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ社から入手できる）とを含む。好適な微孔性フィルムには、「マイクロポラス  シート  マテリアル、メソッド  オブ  メーキング  アンド  アーティクル  メイド  ゼアウィズ（Ｍｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓ  Ｓｈｅｅｔ  Ｍａｔｅｒｉａｌ，Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  ａｎｄ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ  Ｍａｄｅ  Ｔｈｅｒｅｗｉｔｈ）」（シップマン（Ｓｈｉｐｍｅｎ）氏）、米国特許第４，５３９，２５６号に記載のものを含む。特に好適なものは、洗浄されて、製造行程中に付着したいかなる油脂も取り除いた、シップマン氏の例２３および２４で説明されるポリエチレン微孔性フィルムである。微孔性フィルムは、目標物１１上に搭載し易くするために上述のように好ましくは基材１４に積層されるが、微孔性フィルムは基材１４がなくても使用できる。
第２の積層３０には、第１の表面３４および第２の表面３６を備えた略平面光透過性裏地３２を含む。光の透過によって、裏地３２は十分な光透過性、半透明性となり、インジケータ１０の使用者がその裏地３２を透かして累積熱露出の指示を視覚的に観測することができるようになることである。この裏地３２は、好ましくは半透明、透明、またはほとんど透明であっても良い。光透過性粘弾性材料３８の層は、裏地３２の第１の表面３４に提供される。第１の表面３４は、粘弾性材料３８の接着性を強化するように処理できる。当業者には周知のこのような処理には、例えば、粘弾性材料３８が感圧接着剤を含む場合のコロナ放電処理も含めることができる。粘弾性材料３８の層には、裏地の第１の表面３４に対向する露出表面４０を有する。第２の積層３０には、第１の表面および第２の表面を備えた第２の光透過性裏地４２を任意に包含できる。第２の裏地４２は、例えば感圧接着剤、または熱活性化接着剤での熱積層によって第１の裏地の第２の表面３６に配置される。第１の裏地３２、またはもし在れば第２の裏地４２は、剥離ライナもなしに第２の積層３０がそれ自体折り曲げられることができるようにその露出表面に剥離被膜を有することができるので、その露出表面４０は裏地の露出表面上の剥離被膜の位置を占めることができる。剥離被膜の好適なタイプは、両方ともにミネソタ州、セントポール市のＭｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ社に譲渡されたリーデル（Ｒｉｅｄｅｌ）氏の米国特許第４，９７３，５１３号に開示されたシロキサンおよびアクリレートをベースにした化合物と、ダルキスト（Ｄａｈｌｑｕｉｓｔ）氏その外の米国特許第２，５３２，０１１号で開示されたポリビニルアルコールおよびオクタデシルイソシアネートの水不溶性疎水ウレタン（カルバメート）共重合体とである。
第１の光透過性裏地３２には、ガラス、セロファン、またはフィルムなどの任意の適切な基材を含むことができ、好ましくは重合フィルムを含む、例えば、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートまたは二軸延伸ポリプロピレンの透明フィルムなどである。裏地３２には、輪郭に対する柔軟性、すなわち順応性が要求される場合には低密度ポリエチレンなどの軟質フィルムを含めても良い。裏地は、任意の適切な厚みのものであっても良く、１２．７から５０．８マイクロメートルまで（．０００５から．００２インチまで）の厚みが有用性があると分かったが、それよりも厚い、または薄い裏地が使用されても良い。任意の第２の裏地４２には、第１の裏地を参考にして説明したものを含めて、任意の適切な材料および構造を備えていても良い。
光透過性裏地は、処理されて接着剤のコーティングおよび／または剥離コーティングを強化することができる。処理には、化学的下塗、火炎処理、それにコロナ処理を含む産業界では周知のものが含まれる。コロナ処理は、裏地へのコーティングの接着性を増すことができ、コロナ処理用の市販設備も容易に入手可能であるので、特に有用となる。
インジケータ１０は、第１Ｂ図においてその活性化状態で示される。インジケータ１０を活性化するために、粘弾性材料３８の露出表面４０および多孔性母材２０の露出表面２２は、互いに接触させられて、その接触状態が維持される。露出表面２２および露出表面４４に関連して、用語「露出」は、インジケータがその活性化状態にあるとき露出表面２２および４０は互いに機能的に作用するように接触することができることを意味するようにここでは使用される。但し、露出表面２２および４０は、インジケータがその不活性化状態にあるときには覆われていても、いなくても良い。１つの好適な実施例においては、粘弾性材料３８は、感圧接着剤を含み、それにより粘弾性材料３８および多孔性母材２０の相互の接触状態を維持することができる。第１の裏地３２よりも大きな第２の裏地４２を採用することも可能であり、これは接着剤を含み、第２の積層３０を第１の積層１２および／または目標物１１に接着することによって、粘弾性材料３８および多孔性母材２０を相互に接触させた状態に維持することができる。第２の裏地４２は、容器などの、目標物１１に貼られるラベルを備えて、容器の外部表面と裏地４２の第１の表面との間にインジケータ１０を搭載できるようにしても良い。第２の裏地４２には、例えば裏地４２が紙のラベルから成るような場合の裏地４２が不透明であればその裏地４２を透かして、使用者がインジケータ１０を見ることができるように適当な大きさおよび構造をもった開口部４３を含むことができる。
インジケータ１０がその活性化状態にあるとき、粘弾性材料は多孔性母材に移行する。任意の特別な理論に束縛されずに、毛管作用は、粘弾性材料の多孔性母材への移行を引き起こす基本的なメカニズムであっても良いと考えられる。但し、粘弾性材料および多孔性母材の互いの親和力、粘弾性流、圧力、それに重力などの他の要因が、または毛管作用の代わりに、移行を引き起こしても良い。移行の速度は、温度上昇と共に増加する。移行のこの温度に依存する速度は、インジケータ１０による時間と温度との積算を提供する。
多孔性母材２０は、そのボイドが、粒子２４および結合材２５の屈折率と十分に異なる屈折率をもった、不透明度を引き起こす材料で満たされると拡散反射となるので、最初のうちは不透明、またはそれに近い状態となる。典型的に、これらのボイドは、最初の内は空気で満たされるが、多孔性母材２０に所望の不透明度を与える任意の材料で満たされても良い。粘弾性材料３８が多孔性母材２０に連続的に移行すると、次第に母材２０のボイドを満たし、それによってボイドから空気を追い出すことができる。粘弾性材料３８と母材２０の構成成分は、十分に類似した屈折率を有するように選ばれるので、粘弾性材料３８が母材２０のボイドを満たすと、母材２０はますます光透過性となる。粒子２４、結合材２５、それに粘弾性材料３８の屈折率が、十分に類似している場合、母材２０は、粘弾性材料３８が多孔性母材２０を満たすと実質上透明となることができる。粘弾性材料３８が母材に移行するときの多孔性母材２０の光透過性の上昇が、累積熱露出の目視観測可能な指示を提供する。この効果については、以下で詳述される。
粘弾性材料３８には、累積熱露出に応じて多孔性母材２０への移行のための所望の特性を提供し、好ましくは粒子２４および結合材２５と同範囲内の屈折率を有する任意の粘弾性材料を含むことができる。粘弾性材料３８は、好ましくは多孔性母材２０の構成成分の屈折率の０．４以内の屈折率を、さらに好ましくは多孔性母材の構成成分と実質上同じ屈折率を有する。多孔性母材２０への粘弾性材料３８の移行を進める毛管作用に対して、系構成成分の表面エネルギーが、多孔性母材２０材料の表面上の粘弾性材料３８の局部接触角度を９０度未満にする。この接触角度は、多孔性母材２０の表面エネルギー、粘弾性材料３８の表面エネルギー、それに２者間の界面エネルギーの関数である。
粘弾性材料は、弾性および粘性を同時に示すものである。弾性は、典型的な弾性固体を参考にして説明できる。弾性固体は、変形によって内部応力に応答し、応力が除去されると、それらの元の形状に戻ることによって応答する。そのような応答を弾性と呼ぶ。ある弾性材料は、応力と変形との間で正比例を示すので、フックの法則として知られるものに従わせることができる。フックの法則に従わないで、応力と変形との間で非線形的関係を示す弾性材料もある。粘性は、典型的な粘性流体に対して説明できる。外力が粘性流体に加えられる場合、変形して、その応力が存在する限り変形し続ける。応力が除去されても、流体はその変形前の状態には戻らない。そのような応答を粘性と呼ぶ。粘性流体において、応力と変形速度との間に正比例の関係があるとき、その流体はニュートン流体である。非ニュートン流体であり、且つ応力と変形速度との間に非線形的依存性を示す粘性流体もある。弾性および粘性の両特性を示す材料を、粘弾性材料と呼ぶ。粘弾性材料は、しばしば、粘弾性固体、すなわち変形中若干の粘性効果を示す弾性固体か、または粘弾性液体、すなわち若干の弾性効果を示す粘性液体かのいずれかに分類される。粘弾性液体は、剪断応力を受けると無限に変形し続ける粘弾性材料として識別できる。粘弾性材料は、ガラス転移温度、Ｔｇとして知られる温度で、静止したガラス状態から粘弾性液体状態への転移を示しても良い。これは、結晶質が融解する温度、Ｔｍにおいて部分的結晶状態からアモルファス状態への転移を示しても良い。しばしば、このような材料は、Ｔｍよりも低温度では粘弾性固体となる。粘弾性材料は、化学的に架橋されて、それを粘弾性固体にしても良い。粘弾性材料は、母材相に化学的に結合される結晶、またはガラス分散相の存在によって物理的に架橋されても良い。粘弾性材料は、重合分子間にイオン結合、または水素結合が存在するので、粘弾性固体特性を示しても良い。粘弾性材料の特性および分析のさらなる議論に対しては、ジョン  Ｄ．フェリー氏（Ｊｏｈｎ  Ｄ．Ｆｅｒｒｙ）の「ビスコエラスチック  プロパティ  オブ  ポリマ（Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）」（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．１９８０）を参照のこと。
本発明のインジケータ装置においては、粘弾性材料は、モニターされる目標物が露出される全ての予測される温度で粘弾性液体状態となることが好ましい。これは、モニターされる目標物が露出される予測範囲の温度よりも低温度でそのような熱転移の全てを有する粘弾性材料を選ぶことによって達成できる。これは、インジケータが、粘弾性材料の多孔性母材との接触時にはその活性化状態にあるようにする。これは、予測される温度範囲全体を通じて粘弾性材料を多孔性母材に移行させることもできる。このようにして、インジケータは、モニターされる目標物が露出される温度の全範囲を通じて時間温度露出の連続的積算を提供することができる。粘弾性材料がその粘弾性液体状態にあるために、目視で分かる減成、またはその他の変化がモニターされている製品に生じ得る任意の温度でも、多孔性母材に移行できることも好ましい。
粘弾性液体材料が本発明においては好ましいが、材料の弾性率が材料を変形させるほど十分に低ければ、ある粘弾性固体材料でも機能し、装置に存在する毛管作用の影響、またはその他の駆動力の下で、多孔性母材の全体に浸透させることが可能である。
多孔性母材に接着できるように、インジケータを活性化する条件において粘弾性材料が感圧接着剤であることも好ましい。活性化のときにそのＴｇまたはＴｍよりも低い温度の感圧接着剤、またはその他の粘弾性材料が、初期接着を提供できるとは思えない。
結晶、またはガラス連続相での粘弾性固体は、ほとんど母材に移行しない、たとえしたとしても、累積熱露出の視覚的指示を提供するのに実用的ではない程度の低速度のものとなろう。故に、予測される温度範囲で結晶、またはガラス連続相を有する粘弾性材料は、モニターされる目標物が露出される温度の全範囲を通じて温度の積算を提供することはできないであろう。粘弾性材料３８が多孔性母材２０と接触するときにその粘弾性材料がそのガラス、または結晶状態であれば、その時点では効果的な移行が開始できないので、インジケータは、その時点で効果的に活性化されなかったであろう。インジケータは、粘弾性材料がそのＴｇまたはＴｍよりも上になるまで、効果的に活性化されなかったであろう。一定の用途では、臨界温度より上で流動可能となる粘弾性材料が望まれても良い。但し、転移が、目で見て分かる製品の減成が生じ得る温度範囲内の温度で起こる場合、このインジケータは、減成させるような温度で潜在的に一定期間経過している製品にもかかわらず、累積熱露出の正確な積算を提供することができない可能性がある。
本発明のインジケータで使用するのに適した実例的ではあるが、決して限定的ではない粘弾性材料には、自然ゴム、ブチルゴム、ポリブタジエンと、アクリロニトリルおよびスチレンとその共重合体、ポリヘキサン、ポリオクタンなどのポリアルファオレフィン、これらや他の共重合体、ポリアクリル酸エステル、ポリクロロプレンゴム、シリコーン感圧接着剤、スチレン−イソプレンブロック共重合体などのブロック共重合体、それに上記いずれかの混合物を含む。粘弾性材料３８は好ましくは感圧接着剤を含む。感圧接着剤には、例えばポリイソプレン、アタクチックポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、シリコーン、エチレンビニルアセテート、またはアクリレートをベースにした感圧接着剤を含み、典型的に粘着付与剤、および／または可塑剤を含めることもできる。接着剤は、「プレッシャセンシティブ  アデッシブ  シート  マテリアル（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ−Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｓｈｅｅｔ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）」（ウルリッヒ（Ｕｌｒｉｃｈ）氏）の米国再発行特許第２４９０６号で説明された好ましくはアクリレートをベースにした接着剤である。好適な接着剤には、イソオクチルアクリレート（ＩＯＡ）、またはイソオクチルアクリレート／アクリル酸（ＩＯＡ／ＡＡ）をベースにした感圧接着剤が含まれる。本発明の接着剤は、好ましくは重量で約５０から１００部までの少なくとも１つのアルキルモノマと、それに対応して、重量で約５０から０部までの任意の強化用コモノマとから成る感圧接着剤組成物から準備される。本出願書全体を通じて、特に指示されない限り組成物は重量パーセント、または比率で記載される。
本発明の実施の際に有用なモノマは、約０℃未満の単独重合体ガラス転移温度を有するものである。有用なアルキルアクリレートは、アルキル成分内に２から２０個までの炭素原子を、好ましくは４から１８個の炭素原子、さらに好ましくは２から２０個までの炭素原子を有する無第三アルキルアルコールの不飽和一官能価（メト）アクリル酸エステルである。有用なアルキルアクリレートモノマの例には、これらに限定されるものではないが、ｎ-ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、イソノニルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、ラウリルアクリレート、オクタデシルアクリレート、それにそれらの混合物が含まれる。
任意の強化用コモノマは、約２５℃よりも高い単独重合体ガラス転移温度を有するモノエチレン的不飽和モノマであり、好ましくはアクリレートモノマと共重合される。有用な共重合性モノマの例には、これらに限定されないが、メト（アクリル）酸、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎなどの置換（メト）アクリルアミド、Ｎ−ジメチルアクリルアミド、アクリロニトリル、イソボルニルアクリレート、それにそれらの混合物を含む。共重合性モノマが使用されると、アルキルアクリレートは重量で約５０から９９部までの量で合成物内に存在し、共重合性モノマは重量で５０から１部までの対応する量で存在する、ここで重量での合計量は１００である。
好適な有極性ＩＯＡ／ＡＡ接着剤には、約８０／２０から９８／２までのＩＯＡ／ＡＡ重量比を含む。有用なＩＯＡ／ＡＡをベースにした感圧接着剤は、９０／１０および９４／６の重量比を有するものを含む。他の有用な感圧接着剤には、イソオクチルアクリレート／メタクリレート（ＩＯＡ／ＭＡ）、イソオクチルアクレレート／イソボルニルアクリレート（ＩＯＡ／ＩＢＡ）、またはエチルアクレレート／メチルアクリレート（ＥＡ／ＭＡ）の無極性共重合体を含む。感圧接着剤には、約２：１までの粘着付与剤対接着剤ベース重量比、または可塑剤対接着剤ベース重量比で加えた粘着付与剤、および／または可塑剤を含めることができる。適切な粘着付与剤には、Ｆｏｒａｌ８５TM、Ｆｏｒａｌ１０５TM、またはＡｂｉｔｏｌTM  Ｅとして市販されている水素化エステルガムと、ＲｅｇａｌｒｅｚTMなどの炭化水素粘着付与剤を含み、これらの全てはデラウエァ州、ウィルミントン市のＨｅｒｃｕｌｅｓ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ社から入手可能である。適切な可塑剤は、ＳｈｅｌｆｌｅｘTM（Ｓｈｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．社から入手できる）などの炭化水素油と、ＵＳＰ等級鉱油と、ジオクチルフタレートおよびジイソノニルフタレートなどのアルキルフタレートと、アリルフタレートを含むフタレートとを含む。
裏地３２に塗布される粘弾性材料３８の量は、多孔性母材２０のボイドを満たすのに十分なもので、所望の光透過度を提供する。粘弾性材料３８は、ナイフ塗布機、またはロール塗布機を用いた有機溶剤、または水系媒体エマルションからの塗布による、１００％固体の後硬化低重合体による、またはホットメルト塗布による、または押出によることも含む、任意の適切な手段によって裏地３２に塗布することができる。粘弾性材料３８は、約０．１６から２．６グラム毎１５５ｃｍ2まで（２．５から４０グラム毎２４平方インチまで）の量で塗布されて、約６．３から１００マイクロメートルまで（．０００２５から．００４インチまで）の厚みの層にすることができるが、多少なりとも異なる厚みに塗布することも可能である。
粘弾性材料３８の構成成分は、適切な時間温度インジケータを提供するためにモニターされるべき目標物の反応速度の変化と同じように、好ましくは温度上昇と共に増す多孔性母材２０への移行の速度を所望のものにするように運ばれることである。粘弾性材料の性質を制御することによって、指示装置は、所定累積熱露出の目視観測可能な指示を提供するように構成できる。食物、薬品、写真補給物、それにワクチンなどの特定の腐敗し易い品目に対して所定許容累積熱露出の指示を提供することは、しばしば有用となろう。故に、モニターされるべき特定の製品に対して適切な特性を有する粘弾性材料３８を選択できることが望ましい。
前述のように、Ｑ１０およびＥａは、モニターされるべき目標物の減成速度、または変化速度の定量化として有用である。モニターされるべき目標物の粘弾性材料の適切な組成物を選択できるように粘弾性材料３８の有効ＥａおよびＱ１０を定量化することも有用である。モニターされるべき特定の目標物と同じように、様々な粘弾性材料３８を調合して、その粘弾性材料を備えたインジケータで実験を行って、各粘弾性材料３８に対して様々な温度での目視観測可能な指示の変化速度を決定することも可能である。その結果、様々な粘弾性材料の測定Ｅａおよび／またはＱ１０を計算して、インジケータの意図した用途に最適な粘弾性材料を選択することが可能となる。粘弾性材料の流動性の温度依存性を独立的に測定して、有効活性化エネルギーを推定することも可能である。例えば、様々な温度における周波数の関数として粘弾性材料の動的機械的特性を測定して、業界周知の典型的な処置法に従って時間温度重ね合わせを実行することができる。結果として生じる温度に依存する移動係数は、ウイリアムズ-ランドレル-フェリーの等式に当てはめることができるので、有効活性化エネルギーは、フェリーの等式に従って計算できる。前述のジョン  Ｄ．フェリー氏（Ｊｏｈｎ  Ｄ．Ｆｅｒｒｙ）の「ビスコエラスチック  プロパティ  オブ  ポリマ（Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ」（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．１９８０）を参照。クリープコンプライアンス、動的粘度等、それに有効活性化エネルギーを推定するために使用されたそれらの温度依存性などの他の数多くの流動学的特性のいずれも測定可能となろう。
ここで説明された実施例および例に従って調合された粘弾性材料は、温度と共に多少変化するＥａを有することが分かっている。この場合、温度範囲内での有効Ｅａの平均値は、計算することができる。相応じて、例えば、２０℃から３０℃までの特定の温度上昇に対する粘弾性材料のＱ１０値は、３０℃から４０℃までの温度上昇に対するＱ１０値とは多少異なると予測される。それにも関わらず、ＥａおよびＱ１０は、粘弾性材料が、所定許容熱露出の精密な指示を提供するために経時的温度の精密な積算器としてなおも有用であるほど十分に小さい量しか温度と共に変化しないことが観察されている。さらに、Ｅａは、温度がＴｇより高く上昇すると、温度変化に対して感度が低くなる。所与の温度範囲内での有効、すなわち平均Ｅａは、各粘弾性材料に対して計算できる。故に、粘弾性材料は、モニターされるべく与えられた目標物に対する所定熱露出の指示を提供するように選択することができる。
モニターされるべき特定の目標物に対するインジケータの安定性に影響を及ぼすことが観察されているインジケータの他の性質は、ランアウトタイムである。これは、多孔性母材２０の光透過性の十分な変化が得られる程度まで多孔性母材２０の微細ボイドを満たして、目視観測可能な指示を提供する粘弾性材料３８の移行にかかる期間である。次に詳述されるように、これは、潜像がたとえどのような基準が設定されても一致するポイントである、すなわちそのポイントで潜像が使用者、または適切な走査装置によって読み取り可能となる。或いは、これは、暗黒化可能な像が顕著に暗くなる、すなわち暗黒化可能な表示が使用者、または適切な走査装置によってもはや読み取り不能となるポイントである。粘弾性材料３８、多孔性母材２０の特性、それに基材および表示の光学濃度、または暗さが、特定のインジケータのランアウトタイムを制御する。
所望の有効Ｅａ（またはＱ１０）を有する粘弾性材料と所望のランアウトタイムを有する粘弾性材料および多孔性母材システムとを選択することによって、特定の腐敗し易い品目に対する累積熱露出の指示を提供することが可能となる。上述の感圧接着剤を含む好適な粘弾性材料３８を特に参考にして、次の全体的な観察が行われた。約５ｋｃａｌ／ｍｏｌｅから７０ｋｃａｌ／ｍｏｌｅまでの有効Ｅａ値が、ここで説明された感圧接着剤で観察された。感圧接着剤のベースにエラストマを選ぶと、特定の粘弾性材料に対する有効Ｅａを決定する際の一次的要因となることが観察されている。例えば、１００％ＩＯＡ感圧接着剤は、０℃から５０℃までの温度範囲内で約１２〜２０ｋｃａｌ／ｍｏｌｅの範囲内のＥａを有する。粘着付与剤の量をさらに加えると、一般に感圧接着剤のガラス転移温度および有効Ｅａを上昇させる。可塑剤を加えると、一般に感圧接着剤のガラス転移温度および有効Ｅａを低下させる。粘弾性材料３８として特定の感圧接着剤を選択することによって、または様々な量の粘着付与剤、および／または可塑剤を加えることによって、粘弾性材料の移行特性を制御できる。粘弾性材料３８は、好ましくは少なくとも５０℃よりも低温で、さらに好ましくは少なくとも２０℃よりも低温で、さらに好ましくは少なくとも０℃よりも低温で、さらに好ましくは少なくとも−２０℃よりも低温で、最も好ましくは少なくとも−４０℃よりも低温でそのアモルファス液体状態となる。ここで説明された粘弾性材料は、約−１２５℃から１０℃までのガラス転移温度を有することが観察されている。ここで説明された粘弾性材料の幾つかは、少なくとも１００℃の温度までは使用可能な粘弾性液体のままであり、２００℃以上の温度まで有用な粘弾性材料を調合することが可能であっても良い。
本発明によるインジケータは、好ましくはインジケータをその不活性化状態からその活性化状態にインジケータを選択的に切り換えるための作動手段を含む。インジケータがその不活性化状態にあるとき、作動手段は、粘弾性材料３８が多孔性母材２０と事実上接触しない状態に維持する。インジケータがその活性化状態にあるとき、作動手段は、粘弾性材料３８および多孔性母材２０を互いに事実上接触した状態に維持する。第１Ａ図および第１Ｂ図のインジケータに対して、作動手段には、機械的、または手動に関係なく、第１の積層１２に第２の積層を貼り付けて、インジケータを活性化させることができる任意の適切な手段を含めることができる。これには、モニターされるべき目標物に第１の積層２０を貼り付けるための手段を任意に含めることができる。活性化前に、第１および第２の積層は、ほとんど無期限にわたって別々に保管できる。
作動手段には、モニターされるべき目標物に搭載する前後のいずれにでも、任意の所望の時間に活性化できる一体となった、不活性化状態のインジケータとして第１および第２の積層を維持するための任意の適切な手段をも含めることができる。作動手段の１つの好適な実施例が第２−３Ｂ図に示される。明瞭にするために、第１の積層１２および第２の積層３０は、積層１２、３０の個々の構成要素を示さずに第２−３Ｂ図のインジケータ６０内に示される。第１の積層１２および第２の積層３０は、第１Ａ図および第１Ｂ図を参考に上述された実施例に従って提供される。この実施例においては、作動手段には、上部表面６４および底部表面６６を備えたスペーサー６２を含める。開口部６８はスペーサー６２に提供される。開口部６８の好適な形状は、第２図に示されるように方形であるが、例えば円形、または所望の他のいかなる形状であっても良い。好適な開口部６８は、スペーサー６２の本体によって完全に制限された閉じた開口部として示されるが、１つ以上の側部に開口していても良い。スペーサー６２は、好ましくは示されるように単一片であるが、代わりに２つ以上の別々の構成要素から成っても良い。スペーサーは、プラスチック、紙、木、セラミック、布、発泡材料、ポリエチレン、ウレタン、それにネオプレンなどの気泡テープ、または他の任意の適切な材料から形成できる。好適なスペーサー６２は、約１ｍｍ（．０４０インチ）厚の固体、すなわち発泡プラスチックから形成され、約２２ｍｍ（．８７インチ）幅で、約２４ｍｍ（．９４インチ）長であるが、そのほかの任意の寸法であっても良い。
第２の積層３０は、粘弾性材料３８の露出表面４０が上部表面６４に近接した状態でスペーサー６２の上部表面に提供される。第２の積層３０は少なくとも部分的に開口部６８に覆い重なる。第２図に示された実施例において、第２の積層３０は、開口部６８に完全に覆い重なり、多少スペーサー６２よりも小さい。代わりに、第１の積層３０の周縁部がスペーサー６２の周縁部と部分的、または完全に周延的であっても良い。粘弾性材料３８が感圧接着剤を含む場合、第２の積層３０は、粘弾性材料によって都合が良いように上部表面６４に接着されても良い。代わりに、第２の積層３０は、感圧接着剤を含み、第２の積層３０をスペーサー６２の上部表面６４に接着するために第１の裏地３２よりも十分に大きい任意の第２の裏地によって上部表面６４に接着されても良い。第２の積層は、例えば、ステイプル、ブリスターパックによって、または他の適切なケース、または包装手段によって、スペーサー６２の上部表面に機械的に固定されても良い。
第１の積層１２も同様に、多孔性母材２０の露出表面が底部表面６６に近接した状態でスペーサー６２の底部表面６６に提供される。第３Ａ図に示されるように、スペーサー６２は、インジケータがその不活性化状態にあるとき、粘弾性材料３８および多孔性母材２０を互いに接触しない状態に維持する。第１の積層１２は、開口部６８および第２の積層３０の一部に少なくとも部分的に覆い重ならなければならないので、第３Ｂ図のＡに示されるようにインジケータがその活性化状態にあるとき第１の積層１２の一部と第２の積層３０とが開口部６８を通じて互いに接触する。第１の積層１２は、スペーサー６２の底部表面６８の周縁部周りの感圧接着剤によってスペーサー６２の底部表面６６に搭載されても良い。代わりに、第１の積層１２は、ステイプル、または任意の適切なブリスターパック、または他のハウジング、またはケースによってスペーサー６２に機械的に搭載されても良い。
スペーサー６２は、長期間にわたって粘弾性材料３８が多孔性母材２０と接触しない状態に維持して、インジケータをその不活性状態に保つことができる。これは、活性化前、非常に長い貯蔵期間を有するインジケータ６０を持たせる利点がある。これは、インジケータ６０が、最後に接着される目標物から離れた場所および時間においてインジケータ６０を製作することができるようになる。インジケータ６０は、例えば食物用カン、またはジャー、または水薬ビンなどの空の容器に搭載されて、長期間不活性化状態を維持するようにしても良い。その容器が所望の内容物で満たされた後に、インジケータ６０が、第３Ｂ図に示されるように活性化されても良い。これは指、または適当な大きさのプランジャ、ブラシ、または他の道具によって簡単に行われても良い。このインジケータは、容器が満たされた後もその不活性化状態に維持されて、例えば容器が最初に開口されたときに、例えば容器からキャップを取り外すときの使用者の手で掴む力によって活性化されるようにしても良い。
作動手段の他の好適な実施例は、第４〜５Ｂ図に示される。本実施例の作動手段は、遮断フィルム６３を含む。この遮断フィルム６３には、例えば任意の適切な紙、またはフィルム剥離ライナ、またはシートを含んでも良い。遮断フィルム６３は、第２の積層３０の少なくとも一部と第１の積層との間に配置される。粘弾性材料３８の露出表面４０は、遮断フィルム６３の一方の面に近接しており、多孔性母材２０の露出表面２２は、遮断フィルムの他方の面に近接している。これは、第５Ａ図に示されるようにインジケータをその不活性化状態に維持する。第１の積層１２および第２の積層３０は、遮断フィルム６３の周りのそれらの周縁部の３つの端部に沿って互いに接着されていても良い。インジケータを活性化するために、遮断フィルム６３は、第５Ａ図に示されるように方向Ｂに引き抜かれる。これによって、第１の積層１２および第２の積層３０の残留部分が、第５Ｂ図に示されるように互いに接触できるようになる。部分的に遮断フィルム６３を取り除くことによってインジケータの部分を連続的に活性化させることも可能である。この遮断フィルム６３は、示されるように好ましくはＪ状に折り畳まれて、多孔性母材２０に対しては滑り剥離性を、粘弾性材料３８の露出表面４０からははぎ取る非滑り剥離性を持たせることによって除去を容易にする。代わりになるべきものとして、第１の積層１２および第２の積層３０は一端でのみ接合されて、不折り畳み遮断フィルム６３が、第２の積層３０から遮断フィルム６３をはぎ取ることができるほど十分に大きく第１および第２の積層を開くことによって取り除かれるようにしても良い。
遮断フィルム６３は、インジケータの活性化を遅延することが求められる際に、都合良く採用されても良い。例えば、このインジケータは、その累積熱露出がモニターされる目標物から離れた場所および時間において製作できる。このインジケータは、遮断フィルムを取り除くことによって目標物に取り付けられたときに活性化できる。代わりに、活性剤が、第２図の実施例を参考にして説明されたように、空の容器に搭載されて、その容器に充填するときに活性化されるようにできる。或いは、本実施例は、使用者が容器を開口することによって、周囲条件に内容物を露出した、または材料を添加、または混合した後にインジケータを活性化することが求められる場合に使用されても良い。例えば、本実施例によるインジケータは、インジケータが不活性化状態のままで最終消費者に販売される容器２５０に添付されても良い。このインジケータは容器の本体２５０に添付されると同時に、遮断フィルムの露出端は、第６Ａ図に示されるように容器のキャップ２５４に接合されていても良い。キャップ２５２を取り除くと、第６Ｂ図に示されるように遮断フィルム６３がインジケータから引き上げられて、インジケータが活性化される。このような構成は、例えば化粧品と共に都合良く採用されても良い。
上述の実施例の代わりとなるべきものが、第２０〜２１図に示される。この実施例においては、遮断フィルム６３は、複数の不活性化インジケータ１０の細長い連続担体の役目を果たす。第２１図に示されるように、それぞれ個別のインジケータ１０には、単一端に沿って互いに接着された第１の積層１２および第２の積層３０を含む。この実施例は、複数のインジケータ１０をロール状にして保管するための便利な手段を提供する。この実施例で示されるものは、剥離ライナ２８の細長い連続した態様である。剥離ライナのそのような任意の実施例は、遮断フィルム６３が取り除かれて、インジケータを活性化した後の個別のインジケータ１０のための担体として働く。個々のインジケータは、連続剥離ライナ２８からはぎ取られて、所望の目標物に貼付することができる。
上述の実施例の代わりになるべきものが、第２２〜２３図に示される。この実施例においては、第１および第２の積層１２、３０は、遮断フィルム６３と同じように細長くて、連続している。第２３図に示されるように、第１および第２の積層１２、３０は、一端で結合される。遮断フィルム６３は、第１および第２の積層１２、３０を互いに接触しない状態に保つことによってインジケータ１０をその不活性化状態に維持する。このようにして、ロール状の不活性化インジケータ１０は、容易に出荷でき、長期間保管することができる。この実施例は、第１および第２の積層１２、３０を方向Ａに連続的に送ると同時に、遮断フィルム６３を方向Ｂに取り除くことによって活性化される。この遮断フィルムは、それ自体折り曲げられて、遮断フィルム６３をＪ状に折り畳む必要もなく多孔性母材に対しては滑り除去が、粘弾性材料に対してははぎ取り除去ができるようにしても良い。遮断フィルム６３を除去した後に、細長い、活性化されたインジケータ１０は、所望の目標物に貼付するための個別のインジケータに切断、または分割されても良い。
作動手段の他の好適な実施例は、第７Ａ図および第７Ｂ図に示される。この実施例においては、第２の積層３０には、谷、すなわち近接部分３１と、山、すなわち遠隔部分３３を持つようにエンボス加工された第１の裏地３２を含む。これらの谷３１は、最初に多孔性母材２０の対応する部分に接着されて、これらの部分を局部的に透明化する、またはしないようにしても良い。但し、第１および第２の積層は、持ち上がった部分、すなわち山３３では事実上接触していない状態に維持される。このインジケータは、任意の適切な手段で第２の積層３０を押して、山３３の少なくとも一部を多孔性母材２０と接触させることによって活性化される。粘弾性材料３８が感圧接着剤である場合には、これは多孔性母材と山が接触した状態を維持することとなる。押されたときに、第２の積層３０にかかる圧力を維持するブリスターパックなどの、他の適切な機械的手段が、接触を維持するために提供されても良い。第１の積層の基材１４も、同様に、第２の積層３０に加えて、または代わりに近接部分および遠隔部分をその中に形成しても良い。
作動手段の他の好適な実施例は、第８Ａ図および第８Ｂ図に示される。この実施例は、基材１４および裏地３２についてここで説明されたものを含む任意の適切な構造を備えることができる作動基材６１を含む。第１の積層１２および第２の積層３０は、感圧接着剤などの任意の適切な手段によって互いに並んで作動基材６１にそれぞれ貼り付けられる。多孔性母材２０の露出表面２２および粘弾性材料３８の露出表面４０は、第８Ａ図に示されるように両方とも向きが作動基材６１からそれており、インジケータをその不活性化状態に維持している。好ましくは、剥離ライナ６５は、最初は汚れを防止するために露出表面２２、４０に貼り付けられている。インジケータを活性化するために、剥離ライナ６５は取り除かれて、基材６１は矢印Ｃによって示されるように折り畳まれて、第８Ｂ図に示されるように粘弾性材料３８を多孔性母材２０とフィンシールタイプの接触を行わせる。代わりに、第１の積層１２および第２の積層３０は、目標物、すなわち容器１１の周りに巻き付けられて、第８Ｄ図に示されるように重なった状態で接触するように、第８Ｃ図に示されるように基材６１の対向表面に貼り付けることができる。搭載接着剤２６は、示されるように基材６１に包含されていても良い。
作動手段のさらなる好適な実施例は、第９Ａ図および第９Ｂ図に示される。この実施例では、作動手段は、第１の積層１２と第２の積層３０との間に配置されたスペーシング体６７を含む。スペーシング体６７は、球状で示されているが、立方体、またはバー、ロッド、リブ、ワイヤなどの多面体を含む任意の適切な構造のものであっても良い。スペーシング体６７は、第９Ａ図に示されるようにインジケータがその不活性化状態のとき粘弾性材料３８の露出表面と多孔性母材２０の露出表面２２とが事実上接触しない状態に保つような寸法形状に加工されて、配置される。このインジケータは、任意の適切な手段によってインジケータ上を押すことによって活性化されて、第９Ｂ図に示されるようにスペーシング体６７の間で露出表面４０、２２を互いに事実上接触させる。インジケータが活性化されると、それらの形状を保持するスペーシング体を使用する場合には粘弾性材料３８はスペーシング体６７の周りに適合する。代わりになるべきものとして、スペーシング体は、タイトル名「アデッシブ  ボンディング  メソッド  パーミッティング  プリサイス  ポジショニング（Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｂｏｎｄｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｐｅｒｍｉｔｔｉｎｇ  Ｐｒｅｃｉｓｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）」（ダニエルソン（Ｄａｎｉｅｌｓｏｎ）氏その外）の米国特許第３，４１３，１６８号で教示されるように、圧力の下でつぶれても良い。
作動手段の他の好適な実施例は、タイトル名「ディバイス  フォー  ビジュアリー  インジケーティング  ア  プレッシュア  オア  テンペラチュア  コンディション（Ｄｅｖｉｃｅ  ｆｏｒ  Ｖｉｓｕａｌｌｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ  ａ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｏｒ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）」（マンスク（Ｍａｎｓｋｅ）氏）の米国特許第４，７９３，７１７号によって教示される。第１０図に示されるように、作動手段２００には、順番に内部空洞２１６を規定する肩部２１４を規定する一体的直立アーチ状壁を備えたベース２１２を含む。これらの肩部２１４は、全く反対側に位置する溝２１８によって分離される。これらのベース２１２および一体的直立肩部２１４は、適切な堅牢性を備えた任意の適切な材料から構成されても良く、好ましくはポリエステルフィルムから形成される。
第１の積層１２は、露出表面２２の向きがベース２１２からそれた状態で、ベース２１２に近接した受け器２１６内に収容されるような寸法形状に加工される。第１の積層１２は、ベース溝２１８内に適合するように形成され、肩部２１４の外部表面を越えて正反対に延在するタブを含む。溝２１８と共にタブ２１は、第１の積層１２の回転を防止し、後述されるように第１の積層１２をベース２１２に近接させた状態に維持するために利用される。第２の積層３０は、肩部２１４上に載り、直立肩部２１４の外部表面を越えて延在しないような寸法形状に加工される。露出表面４０は第１の積層１２に直面する。
カバー２２６は、第２の積層３０と、第１の積層１２と、それにベース２１２とに覆い重なり、肩部２１４の外部表面周りに密接に適合するように形成された円筒状壁２２８と、肩部２１４に覆い重なる環状リングとして形成された内側に延在する棚部２３０と、棚部２３０にその周縁部で取り付けられた輻合的に傾斜した中心部分２３２と、ベース２１２と同延の外辺境界部２３４とを含む。その境界部２３４は、接着結合、ヒートシール溶封、スポット溶接などの任意の適切な手段によってベース２１２に取り付けられる、または好ましくは封止されても良い。内側延在棚部２３０は、直立肩部２１４に当接して、それらの間に第２の積層３０を挟持する。代わりに、第２の積層３０は、ドーム２３２の内部表面に接着されても良い。あるいは、粘弾性材料３８がドーム２３２の内部表面に直接塗布されても良く、いずれの場合でも、ドーム２３２は第１の裏地３２の代わりとなる。
タブ２１は、溝２１８を通って、肩部２１４の外部表面を越えて延在するので、タブ２１は境界部２３４とベース２１２との間に挟まれて、タブ２１および第１の積層１２の回転と上方運動とを同時に妨げる。タブ２１が排除されて、第１の積層１２の上方運動が、接着接合、すなわち機械的固定装置のような従来の手段によって第１の積層１２をベース２１２に固定することによって防止されても良いことは理解されよう。
カバー２２６への中心は、反転できる任意のピラミッド状、または円錐状であっても良いが、製造を簡単にするために、好ましくはその周縁部において棚部２３０に取り付けられた浅く湾曲した凸状の球状ドームとして形成される輻合的に傾斜した中心部分２３２である。このドーム２３２は、第１１Ａ図と第１１Ｂ図とにそれぞれ示されるように、安定した湾曲の不活性化位置と反転湾曲の活性化位置との間で「スナップ」運動ができるように選択された半径を有した。カバー２２６は、作動手段２００を目視観測できるようにするためにドーム状部分２３２が透明でなければならないという付加的制約に加えて、ベース２１２に適切な任意の材料から形成されても良い。
第１１Ａ図は、ベース２１２から離れて凸状に延在する不活性化位置のドーム２３２を示す。ドーム２３２の外部表面に力を加えると、ドーム２３２は、短い距離移動して、第１１Ｂ図に示されるように、空洞２１６内でベース２１２に圧接する外側に凹状となる安定性のその第２の位置である活性化位置に素早く移動する。活性化位置にあるとき、そのドーム２３２は、第２の積層３０が第１の積層１２と接触した状態を維持する。
ベース２１２の外部表面は、感圧接着剤２２６で被覆されて、覆い重なる保護フィルム、すなわち剥離ライナ２２８で覆われても良い。カバー２２６の外部表面と内部受け器２１６との間を連通する小さな穴２４０は、棚部２３０に提供されて、ドーム２３２が不活性化状態から活性化状態に移動するとき作動手段２００内に閉じこめられた空気を逃がすことができる。
第１の積層１２および第２の積層３０を一緒に押すことによって活性化されるここで説明される作動手段において、積層間に真空を適用して、それらを一緒に引くことによってインジケータを活性化することも可能である。
ここで説明されたインジケータのいずれも、１つ以上の第２の積層１２を備えても良い。第１２図に示されるように、例えば、３つの第二の積層７２、７４、７６を備えることも可能である。第２の積層のそれぞれは、異なる粘弾性材料３８を備えて、それぞれの所定許容累積熱露出を指示することができる。このインジケータは、複数の異なる多孔性母材２０をも、或いは代わりに備えて、インジケータのための異なる移行速度、すなわちランアウトタイムを提供する。複数の多孔性母材２０は、異なる基材色、および／または濃度を有し、様々な所望の目視指示を提供するようにしても良い。それぞれが異なる多孔性母材２０を備えた別々の基材１４を、または単一の基材１４に形成された複数の多孔性母材２０を有することも可能である。
第１３Ａ図および第１３Ｂ図に示されるように、本発明のインジケータは、母材に粘弾性材料３８が移行する前は多孔性母材２０が不透明であるとき最初は目視観測可能ではない潜伏性表示５０を含むことができる。潜伏性表示５０は、粘弾性材料３８が多孔性母材２０に移行すると、母材２０をますます光透過性にするので、目視観測可能となる。このインジケータは、潜伏性表示の代わりに（第１４Ａ図、第１４Ｂ図、第１４Ｃ図）、または潜伏性表示に加えて（第１５Ａ図および第１５Ｂ図）暗黒化可能な表示５１を含むことができる。この暗黒化可能な表示５１は、多孔性母材２０が、粘弾性材料３８の多孔性母材２０への移行前に不透明であるとき最初は目視観測可能である。この暗黒化可能な表示は、多孔性母材２０への粘弾性材料３８の移行が母材２０をますます光透過性にするとますます暗くなる。故に、このインジケータは、潜伏性表示５０を現出させるか、暗黒化可能な表示５１を暗くするか、またはその両方を行うことによって累積熱露出の目視観測可能な指示を提供することができる。この目視観測可能な指示は、潜伏性表示が目視観測可能となる、またはバーコードスキャナ、または他のそのような装置を用いて読み取り可能となるほど十分に現出される場合に、または暗黒化可能な標示が十分に暗黒化されて、外観のその変化が目視で観測可能となる、または暗黒化可能な表示が使用者によって、またはバーコードレーザスキャナ、または他のそのような他の類似の装置ではもはや読み取り可能ではなくなる場合に提供される。暗黒化可能な表示を完全に消す必要はないが、このインジケータは、多孔性母材２０が光透過性となるときにはそのようにしても良い。
潜伏性表示５０は、幾つかのうちの任意の方法で提供されても良い。潜伏性表示５０の光学濃度は、粘弾性材料３８が多孔性母材２０に移行すると少なくとも０．２だけ増加するのが好ましい。インジケータは、ここで説明された方法の任意の組み合わせで提供された１つ以上の潜伏性表示を含めても良い。基材１４が光透過性である場合、基材１４の第１の面１６に潜伏性表示を提供することも可能である。母材２０が透明となると、潜伏性表示５０は、基材１４と、母材２０と、粘弾性層３８と、それに裏地３２とを透かして目視観測可能となる。同様に、この潜伏性表示５０は、基材１４の第１の面に提供された任意の第２の基材に提供できる。この潜伏性表示５０は、インジケータが第１Ｂ図に示されるように目標物１１に搭載される場合には目標物１１それ自身に提供されても良い。
潜伏性表示５０は、多孔性母材２０が潜伏性表示に覆い重なる状態で、基材１４の第２の面１８に提供されても良い。そのような実施例においては、基材１４は光透過性である必要はないが、光透過性であっても良い。潜伏性表示と、インジケータが搭載される目標物１１の表面とによって、基材の第２の面１８に提供された潜伏性表示５０を目立たせる背景を提供するように、基材１４は不透明であるのが好ましい。多孔性母材２０が光透過性となると、潜伏性表示は、母材２０と、粘弾性層３８と、それに裏地３２とを透かして目視観測可能となる。
潜伏性表示５０は、第１３Ａ図に示されるように、多孔性母材２０の露出表面４０内、または上に提供されても良い。このような実施例では、タイトル名「アーティクル  ケィパブル  オブ  ディスプレーイング  ディファインド  イメージズ（Ａｒｔｉｃｌｅ  Ｃａｐａｂｌｅ  ｏｆ  Ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ  Ｄｅｆｉｎｅｄ  Ｉｍａｇｅｓ）」（アレンズ（Ａｒｅｎｓ）氏）の米国特許第５，３５４，５９８号で教示されるように不可視剥離剤５２が多孔性母材２０の第１の部分５４に塗布される。この方法では、粘弾性材料３８は、熱露出に応じて２０ｂにおける多孔性母材の第２の部分５６に移行できるが、第１３Ｃ図に示されるように２０ａにおける多孔性母材の第１の部分には移行できない。代わりに、剥離剤がその移行を妨げるのではなくてそれを遅延させることによって、熱露出の２段階の指示を提供しても良い。目立たせる彩色した、または不透明の基材１４を用いることによって、潜伏性表示５０は、第１３Ｂ図に示されるように、基材の第２の面１８が母材の第２の部分５６を透かして目視観測可能となると、目視観測可能となる。明瞭化のために、必ずしも第２の部分５６の全てが、第１３Ｂ図において透明性が増している状態として示されてはいないが、インジケータの活性化後には同速度で事実上全ての第２の部分５６が透明となろう。多孔性母材の第２の部分５６は、第１３Ｂ図に示されるように潜伏性表示のネガ像を提供するか、または代わりに潜伏性表示のポジ像を提供しても良い。代わりに、この剥離剤は粘弾性材料の露出表面４０に塗布されても良い。次に、この剥離剤は、上述のように移行を局部的に遅延、または妨げる。剥離剤５２は、多孔性母材の第１の部分５４への粘弾性材料３８の移行を局部的に遅延、または妨げるのに適切な任意の材料であっても良い。１つの好適な剥離剤には、ミネソタ州、セントポール市のＭｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ社から商標名ＳｃｏｔｃｈｇａｒｄTMで入手できるフルオロケミカル剥離剤を含む。その他の好適な剥離剤は、オハイオ州、シンシナティ市のＢｏｒｄｅｎ  Ｉｎｃ．，社から入手できるＥｌｍｅｒｓ  Ｇｌｕｅ−ＡＩＩTMと、シリコーンとである。潜伏性表示も同様に、潜伏性表示を含むパターン模様で粘弾性材料３８を裏地３２に塗布することによって提供されても良い。例えば、潜伏性表示は、裏地３２に粘弾性材料３８で「ＲＥＰＬＡＣＥ」などの潜伏性文字メッセージを反転印刷することによって提供されても良い。このパターン塗膜は、多孔性母材２０に移行して、多孔性母材の光透過性を局部的に増加させる。基材１４が多孔性母材の局部的透明部分を透かして可視となると、潜伏性表示５０も目視観測可能となる。同様にして、多孔性母材２０もパターン模様で基材１４に適用できる。
暗黒化可能な表示５１は、幾つかのうちの任意の方法で提供されても良い。インジケータには、ここで説明された方法の任意の組み合わせにて提供される１つ以上の暗黒化可能な像を含めても良い。次に説明される暗黒化可能な表示の実施例に共通することは、粘弾性材料３８が多孔性母材に移行して、母材をますます光透過性にすると、暗黒化可能な表示がその背景に対して認識し難くなることである。例えば、基材１４の第２の面１８が多孔性母材２０を透かしてますます可視となると、暗黒化可能な表示５１は、より認識し難くなる。基材の第２の面１８と暗黒化可能な表示５１の双方の色および光学濃度は、多孔性母材２０の光透過性が増すと、その背景に対する暗黒化可能な表示５１のコントラストが低減されるように選ばれる。光透過性基材１４が使用される場合、任意の第２の基材、または目標物１１の可視性が増すと、暗黒化可能な表示５１を認識し難くする。好ましくは、背景に対する暗黒化可能な表示５１の光学濃度の差は、粘弾性材料３８が多孔性母材２０に移行すると少なくとも０．２だけ減少する。
暗黒化可能な表示５１は、多孔性母材２０に提供されても良い。暗黒化可能な表示は、露出表面２２に印刷されても良く、基材の第２の面１８と同様の色および光学濃度を有すべきである。多孔性母材２０がますます光透過性となると、第２の表面１８に対する暗黒化可能な表示５１のコントラストは、その表示を暗くするほど十分に低減される。
暗黒化可能な表示５１は、産業界では良く知られており、タイトル名「サーマリー・アクティベィティド  タイム・テンペラチュア  インジケータ（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ−Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｔｉｍｅ−Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）」の米国特許第４，４２８，３２１号によって例示されるように、多孔性母材２０の一部を永久的に透明化することによって提供されても良い。粘弾性材料３８が多孔性母材２０の残留部分に移行すると、母材はますます光透過性となって、基材１４の第２の面１８をますます目視できるようにする。これは、暗黒化可能な表示５１と母材２０の永久的透明化部分との間のコントラストを低減して、表示を暗くする。上記の２つの実施例のいずれの場合でも、暗黒化可能な表示５１は、粘弾性材料３８と、第１の裏地３２と、もしある場合には、任意の第２の裏地４２とを透かして最初は目視観測可能である。
暗黒化可能な表示５１は、粘弾性材料３８の露出表面４０に印刷されても良い。それは、粘弾性材料３８と、第１の裏地３２と、もしある場合には、任意の第２の裏地４２とを透かして最初は目視観測可能となろう。暗黒化可能な表示は、裏地３２の第１の表面３４、または第２の表面３６に提供されても良い。代わりに、暗黒化可能な表示は、第１Ａ図に示されるように第１の裏地の第２の表面に提供されても良い任意の光透過性裏地４２に存在しても良い。
暗黒化可能な表示５１の１実施例が第１４Ａ〜１４Ｃ図に示される。この実施例においては、暗黒化可能な表示は、第１４Ａ図に示されるように最初は観測可能であるバーコード５１を含む。多孔性母材２０がますます光透過性となると、基材１４の第２の面１８は可視となって、バーコードを第１４Ｂ図に示されるようにバーコード読み取り器によって読み取りができなくなるほど十分にバーコード５１とその背景との間のコントラストを低減する。明瞭化のために、バーコードの一部分だけが第１４Ｂ図で暗くなったように示されるが、一般に多孔性母材の全ては、インジケータが活性化された後ほぼ同速度でバーコードを暗くする。代わりに、暗黒化可能な表示５１は、第１４Ｃ図に示されるように暗黒化可能な表示５１を横切るように現出する線、または帯を含むことができる潜伏性表示５０によって暗黒化できる。潜伏性表示は、上述のように裏地３２に粘弾性材料３８をパターン状に塗布することによって提供できる。
第１５Ａ図および第１５Ｂ図に示されるように、インジケータには、潜伏性表示５０と暗黒化可能な表示５１との両方を含むことができる。暗黒化可能な表示５１は、第１５Ａ図に示されるように最初は目視観測可能である。基材１４の第２の面１８が可視となると、観測可能な表示５１のコントラストは、第１５Ｂ図に示されるように、それがもはや認識できなくなるまで低減される。潜伏性表示５０は、第１５Ａ図に示されるように最初は目視観測可能ではないが、第１５Ｂ図に示されるようにポジ像として目視観測可能となる。
第１６Ａ図および第１６Ｂ図に示されるように、インジケータは、例えば円形、または方形片の単純な潜像５０によって累積熱露出の目視観測可能な指示を提供しても良い。さらに提供されるものは、インジケータのどこにでも、好ましくは潜像５０に近接して提供される比較像５８である。例えば、比較像５８は示されるごとく開口部６８に近接したスペーサー６２の上部表面６４に印刷できる。代わりに、この比較像は、暗黒化可能な像を提供するための上述の任意の方法で提供できる。例えば、この比較像５８は、多孔性母材２０の一部に印刷することによって、または上述の多孔性母材の一部を永久的に透明化することによって潜像に近接して多孔性母材に提供できる。或いは、比較像５８は、第１の裏地３２、または第２の裏地４２に印刷されても良い。上述のように、多孔性母材２０に粘弾性材料３８が移行すると、潜像５０をますます目視観測可能にする。潜像５０が比較像５８と色および光学濃度において一致すると、これは累積熱露出の目視観測可能な指示を提供する。代わりに、比較像５８には、第１６Ａ図に示されるように濃度が増した３つの領域を含めも良い。所定熱露出の目視観測可能な指示は、第１６Ｂ図に示されるように潜像５０が最も明るい比較像よりも暗くなると、中間比較像と一致すると、それに最も暗い比較像よりも明るくなると提供される。
比較像を提供する代わりの実施例が、第２４〜２６図に示される。第２４図は、多孔性母材２０をその上に備えた円形平面基材を含む第１の積層１２の平面図である。この円形基材および多孔性母材は、接着剤２６および剥離ライナ２８を備えた連続した細長い裏地１５に接着される。第２５図は、粘弾性材料３８をその上に備えた長円形の光透過性裏地３２を含む第２の積層の平面図である。比較像５８は、この実施例においては、像の中心に非印刷領域５８を有する、粘弾性材料の露出表面４０に印刷された像である。この光透過性裏地３２は、連続した細長い第２の光透過性裏地４２に接着される。この実施例の１形態において、第１および第２の積層は分けてロール状にして長期間保管できる。次に、このインジケータは、第１および第２の積層１２、３０を一緒に接着することによって活性化されるので、これらは粘弾性材料３８が多孔性母材２０に覆い重なることができるように指し示されなければならない。活性化状態のインジケータの横断面図は、構成要素の厚みが説明のために拡大されている第２６図に示される。細長い第１および第２の積層１２、３０を一緒に接着した後、個々のインジケータ１０は、切断されて、次に所望の目標物に接着される。この実施例の他の形態においては、細長い連続した第１および第２の積層は、第２０〜２１図および第２２〜２３図で示された実施例に対して、上述のようにそれらの間の遮断ライナ（図示せず）と共に一緒に保管できる。代わりに、個々のインジケータ１０は、前述の第１および第２の積層１２、３０の別々の分割片を一緒に接着することによって、この実施例に従って構成できる。
潜伏性表示５０および暗黒化可能な表示５１には、文字メッセージ、画像、それにＵＰＣバーコードを含むが、これらに限定されるものではない任意の適切な表示を含めても良い。例えば、この表示は、使用者によって読まれるべく印刷したメッセージであっても良い。「ＥＸＰＩＲＥＤ，」「ＤＯ  ＮＯＴ  ＵＳＥ，」などの潜像が、所定許容最大値を超える累積熱露出を指示するために使用されても良い。「ＦＲＥＳＨ」などの暗黒化可能な像が、潜像に加えて、または代わりに使用されても良い。この指示「ＦＲＥＳＨ」は暗くなって、所定許容最大値を超える累積熱露出を指示する。潜伏性および暗黒化可能な像は、像の一部が暗黒化されるか、または潜像と置き換えられるように組み合わされても良い。さらに、暗黒化可能および潜伏性表示は、潜伏性表示が可視となると、両者の表示が事実上同じになって、潜伏性表示も暗黒化可能な表示も個別に認識できなくなるまで暗黒化可能な表示のコントラストを低減するように組み合わせることができる。粘弾性材料の移行が続くと、潜伏性表示は、暗黒化可能な表示よりも暗くなることができ、それによりポジからネガ像、またはネガからポジ像に暗黒化可能な表示を反転させることができる。
表示には、ＵＰＣシンボルなどのレーザ読み取り可能なバーコードを含めても良い。暗黒化可能なバーコード表示は、暗黒化されて、所定許容最大値を超える累積熱露出を指示する。バーコードが暗黒化されると、レーザバーコード読み取り器によって読み取り不能となり、それにより有効保存期間を越えた目標物の販売を防止することができる。潜伏性バーコード表示は、残存保存期間が減少すると品物を回収するために暗黒化可能なバーコード表示と組み合わせて使用することもできる。
潜伏性バーコード表示を提供する、または暗黒化可能なバーコード表示５１を暗黒化するインジケータの効率を測定するための１つの有用な方法は、ハンターＬスケールの測定値を提供する光学計器を使用することによる。ハンターＬスケールは、目標物の暗さの測定である。黒い第２の面１８を備えた基材１４が上述された多孔性母材２０の好適な実施例で塗布される場合、母材の露出表面２２は明るい灰色となる。粘弾性材料３８が多孔性母材２０に移行すると、第２の面１８がますます可視となるので露出表面の外観は明るい灰色から暗い灰色（黒色に近くなる）に変化する。この進行度は、ハンターＬスケールで測定でき、粘弾性材料３８の移行前の約７０の値から、粘弾性材料３８が多孔性母材２０のボイドを実質上満たすときの約２０の値まで減少することが観測された。暗黒化可能なバーコード表示５１は、インジケータの活性化の前に露出表面２２に印刷される。このインジケータが累積熱露出を受けると、ハンターＬ測定が行われる。暗黒化可能なバーコード表示は、ニューヨーク州、ウエブスター市のＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ  Ｃｏｒｐ．，社から入手できる６３３ワンドを備えたＱｕｉｃｋ−Ｃｈｅｃｋ５として知られるタイプのレーザスキャナでも走査される。活性化された多孔性母材２０のハンターＬ値が約５８〜６０よりも下になると、暗黒化可能なバーコード表示５１とその背景との間のコントラストは、バーコード読み取り器が暗黒化可能なバーコード５１をもはや読み取ることができなくなるほど十分に低減されることが観測された。
ここで説明された表示のいずれも、オフセット印刷、スクリーン印刷、熱転写、電子写真、フレキソ印刷、またはグラビア印刷を含むが、これらに限定されない周知の任意の印刷技術によってインジケータの様々な構成要素に印刷されても良い。
ここで説明された特定の実施例のインジケータは、目視観測可能な指示がそれを透かして見ることができる透明な第２の積層３０を備えているものとして説明され、第１の積層１２が目標物に近接するように目標物１１に搭載できるものとして説明された。本発明はそのように制限されるものではなく、代わりに透明基材１４を備えて、第１の積層１２を透かして目視観測可能な指示を見ることができるようにすることも可能であることは理解されよう。そのような構造では、インジケータは、粘弾性材料３８が目標物１１に近接するように目標物１１に搭載できる。そのような実施態様には、粘弾性材料を直接目標物１１に搭載することを含めても良く、いずれの場合にも、目標物１１は裏地３２として働き、別の裏地は省略されても良い。さらに、インジケータは、粘弾性材料が移行すると、多孔性母材の光透過性が低減するように十分に異なる屈折率を有する粘弾性材料および多孔性母材を選択することによって目視観測可能な指示を提供できる。任意に、色彩が、所望の目視観測可能な指示を生成することが求められれば、ここで説明された実施例の任意の裏地、粘弾性材料、多孔性母材、および／または基材に添加されても良い。
本発明のインジケータは、上述の例示的無制限用途に加えて多種多様な目標物１１と共に使用できることが理解されよう。インジケータは、たとえ目標物が温度に応じて減成しなくても、または通常室温で使用されるものであっても、その目標物が廃棄、交換、または保守点検されなければならない時期を示すために使用できる。例えば、そのインジケータは、歯ブラシに貼付することができ、いつその歯ブラシが廃棄されるべきかの指示を提供する。本発明のインジケータは、一種の安全バッチ、または通行証としても便利に使用できる。このインジケータは、例えば、室温での所定許容時間を指示するように製作される。そのようなインジケータは、バッチ、または通行証に組み込まれて、１日、または所望の日数の所望の期間、それを所有する人が指定区域に入ることができるようにする。このインジケータは、許容期間の開始時に活性化されて、目視観測可能な変化を呈して、許容期間が切れたことを示す。
本発明は、時間温度積算インジケータを提供する次の方法をも含む。第１Ａ図および第１Ｂ図を参考に説明された実施例は、第１７図に概略的に示された装置８０によって有利に構成されても良い。装置８０は、１本の第２の積層３０が巻かれている巻出ロール８２を含む。装置８０は、１本の第１の積層１２が巻かれている巻出ロール８４をさらに含む。第１の積層は、巻出ロール８４から巻き出されて、印刷部８６を通過する。印刷部８６は、上述のように潜伏性、または暗黒化可能な表示を塗布する。代わりに、第１の積層１２のストリップが、巻出ロール８４に巻かれる前に表示をすでに備えていても良い。第２の積層３０は、同時に、または逐次的に巻出ロール８４から巻き出される。第２の積層３０は、任意に８６と同様に印刷部を通過するか、または巻出ロール８２に巻かれる前にすでにそれ自体に表示を備えていても良い。第１の積層１２および第２の積層３０は、アイドラーロール９０、９２との間に形成されたニップで接触するので、多孔性母材２０の露出表面２２が粘弾性材料３８の露出表面４０と接触し、それによってインジケータを活性化させることができる。カッター９４は、長いインジケータを別々のインジケータに切断して、次にそれらは目標物１１に、または目標物１１に対する次の用途のための連続ライナに貼付される。代わりに、第１の積層は最初に目標物１１に接着されて、次に第２の積層３０が第１の積層１２上に搭載されても良い。装置８０では、インジケータは、第１および第２の積層を接触させる前は不活性化状態にある。故に、装置８０は、本発明による作動手段の１実施例である。
本発明によるインジケータを提供するための装置の第２の実施例は、第１８図の１００で概略的に示される。装置１００は、第２図に対して説明された実施例に従って製作されるインジケータを提供するのに特に適している。装置１００は、１本の第２の積層３０が巻かれている巻出ロール１０２と、１本の第１の積層１２が巻かれている巻出ロール１０６と、スペーサー６２を形成するための１本の材料が巻かれている巻出ロール１０４とを含む。スペーサー材料は、巻出ロール１０４から巻き出されて、スペーサー６２に開口部６８を形成するためのパンチ１０８およびバックアップ台１１０に進む。打ち抜き片６９は、スペーサー材料から排出される。スペーサー材料は、接着塗布機１１１を通って、アイドラーロール１１２、１１４の間に形成されたニップに進み続ける。第１の積層１２および第２の積層３０は、それぞれのロールから巻き出されて、ロール１１２、１１４の間に形成されたニップに同時に、または逐次的に進む。第２の積層３０は、粘弾性材料３８の露出表面４０が上部表面６４に接着して、開口部６８を覆うことができるようにスペーサー６２の上部表面６４に接着される。第１の積層１２は、多孔性母材２０の露出表面が底部表面６６に接着して、開口部６８をも覆うことができるようにスペーサー６２の底部表面６６に接着される。このインジケータは、粘弾性材料３８および母材２０が第３Ａ図に示されるように接触していない状態を維持している間は、その不活性化状態のままである。次に、このインジケータは、示されるように別々のインジケータ１６０に切断されるカッター１１６に進む。代わりに、このインジケータは、第１９図に示されるように後に分離できるようにミシン目をそれらの間に付けた何枚かの隣り合うインジケータに切断できる。このインジケータは、それらがモニターされる目標物に貼付されて、次に活性化されるまでの長期間不活性化状態のまま保管されても良い。
本発明の実施は、次の詳細な例に関してさらに説明される。これらの例は、様々な特定的で、好適な実施例と技術とをさらに示すために提供される。多くの変形や修正が、本発明の範囲を逸脱することなく行われても良いことは理解されよう。
試験方法
ランアウトタイム
ランアウトタイムは、インジケータが活性化された後に、累積熱露出に応じて約６５のＣｏｌｏｒ’Ｌ’値から３０のＣｏｌｏｒ’Ｌ’値に変化するのに、インジケータに必要とされる時間である。このＣｏｌｏｒ’Ｌ’値は、サンプルがどれだけ明るい、または暗いかについてのＨｕｎｔｅｒＬａｂ測定値である。より高い数値、すなわち１００に近い数値は、連続的に白に近づくより明るい色合いの灰色を示すが、０に近付く数値は、連続的に黒に近付くより暗い色合いの灰色を示す。約２５から７５までの間の中間の数値は、視覚的に識別可能な色合いの灰色である。時間温度インジケータの色は、分光光度計（ミシガン州、グランビル市のＸ−Ｒｉｔｅ  Ｉｎｃ．社から入手できるＸ−ＲｉｔｅTM  ＳＰ６８分光光度計）を用いて、活性化前に測定され、活性化後は定期的にモニターされる。その読みは、ＱＡ−ＭａｓｔｅｒTMソフトウエアを使用して記録および分析され、ＨｕｎｔｅｒＬａｂ  Ｃｏｌｏｒ’Ｌ’値は測定システムとして選択される。この試験は、製造者の指示に従って実行されて、標準色タイルで較正される。
ガラス転移温度
摂氏での粘弾性材料のガラス転移温度（Ｔｇ）は、示差走査熱量計（デラウェア州、ニューカッスル市のＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｉｎｃ．社から入手できるＤＳＣ２９２０）と、熱分析ソフトウエア（ＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｉｎｃ．社からのＴＡ２２００サーマルアナライザ）とを使用して、またはＤＳＣ２２００と関連ソフトウエア（以前はＤｕＰｏｎｔ  Ｃｏ．社から入手できた）とを使用して決定される。
活性化エネルギー
キロカロリー毎モル（Ｋｃａｌ／ｍｏｌｅ）での粘弾性材料の有効活性化エネルギー（Ｅａ）は、上述のアレニウス関係式を利用して決定される。速度定数ｋは、各粘弾性材料に対して幾つかの温度Ｔ、典型的に１２℃、２２．４℃、３０℃、４０℃、それに５０℃で決定される。次に、プロットした線が、ｉｎ（ｋ）対１／Ｔ（°ケルビン）に関して引かれる。最適直線がそのデータに対して決定され、その傾きは有効Ｅａ／Ｒの値を表す、ここでＲは万能ガス定数、１．９８７ｃａｌ／ｍｏｌｅ°Ｋである。次に、この線の傾きは、Ｒ倍されて、以下の表にされた結果で報告されるＥａを計算する。
固有粘度
粘弾性材料の固有粘度は、２５〜２７℃に制御された水槽内でＣａｎｏｎ−Ｆｅｎｓｋｅ＃５粘度計を使用して決定される。この粘度は、グラム毎デシリットル（ｇ／ｄｌ）で示された濃度のエチルアセテートで測定される。その手順は、ＡＳＴＭＤ２８５７−９３で説明される。この固有粘度は、粘弾性材料の分子重量の指示を提供する。
第１の積層Ａ
分散体は、２３．２３部のトルエンと、３．２４部のジスイソブチルケトンと、６．５部のメチルイソブチルケトンと、７．４９部のヒドロキシ機能アクリル樹脂（Ｈｅｎｋｅｌ  Ｃｏ．社から入手できるＧ−Ｃｕｒｅ８６８−ＲＸ−６０）と、５７．０１部のナトリウムカリウムアルミニウムシリケート（Ｉｎｄｕｓｍｉｎ  Ｌｉｍｉｔｅｄ社から入手できるＭｉｎｅｘTM１０）と、１．１１部のセルロースアセテートブチレート（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．社から入手できるＣＡＢ５００−５）と、１．４２部のヘキサメチレンジイソシアネート（Ｍｏｂａｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．社から入手できるＤｅｓｍｏｄｕｒTMＮ−７５）とを混合することによって準備された。片面に多孔性母材を備えた積層は、２枚の４０ポンド黒色機械光沢クラフト紙を備えた０．２ｍｍ厚の紙の積層構造にこの分散体をフローコーティングすることによって準備された。このクラフト紙は、２枚の紙の間に高密度ポリエチレンを押し出して、ロールにかけて約０．１８ミリメートル（積層の基本重量は約６５グラム／平方メートルであった）の厚みにすることによって供に積層される。このコーティングは、強制通風炉で１００℃で約１分間乾燥されて、約１２．７マイクロメートル（０．５ｍｉｌｓ）の乾燥塗膜厚を得た。
第１の積層Ｂ
分散体は、１６．５２部のトルエンと、８．２３部のヒドロキシ機能アクリル樹脂（Ｇ−Ｃｕｒｅ８６８−ＲＸ−６０）と、７３．５部の炭酸カルシウム（Ｓｙｌａｃａｕｇｅ  Ｃａｌｃｉｕｍ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社から入手できるＤｒｙｃａ  Ｆｌｏ１２５）と、１．４２部のヘキサメチレンジイソシアネート（ＤｅｓｍｏｎｄｕｒTMＮ−７５）とを混合することによって準備された。
片面に多孔性母材を備えた積層は、基材１と同じように高密度ポリエチレンで供に積層される２枚の４０ポンドローズ色機械光沢クラフト紙を備えた０．２ｍｍ厚の紙の積層構造にこの分散体をフローコーティングすることによって準備された。このコーティングは、強制通風炉で１００℃で約１分間乾燥されて、約１２．７マイクロメートル（０．５ｍｉｌｓ）の乾燥塗膜厚を得た。
第１の積層Ｃ
積層は、緑色のクラフト紙を用いて第１の積層Ｂと同じように準備された。
第１の積層Ｄ
積層は、青色の紙を用いて第１の積層Ｂと同じように準備された。
例１
アクリレート粘弾性組成物は、クォート容器内で９８部のエチルアセテートおよび２部のイソプロパノールを含む８１．８部の溶剤混合液内で０．００２部の２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）開始剤（ＤｕＰｏｎｔ社から入手できるＶａｚｏTM６４）と１００部のイソオクチルアクリレートとを混合することによって準備された。この容器は、１リットル毎分で２分間窒素でパージされ、密封されて、約５５℃で２４時間回転加熱水槽内に置かれた。固体パーセントは５５％であった、さらに０．２５グラム／デシリットルの固体濃度での上記手順に従って決定された固有粘度は表１に示される。
第２の積層は、裏面を剥離コーティング（米国特許第２，５３２，０１１号（ダルキスト（Ｄａｈｌｑｕｉｓｔ）氏その外）で開示されるポリビニルアルコールおよびオクタデシルイソシアネートのカルバメート共重合体）で処理した０．０５ミリメートルの厚みの光学的に透明な、コロナ処理したポリエステルフィルム上に上記組成物を０．３８グラム毎１５５平方センチメートル（ｇ／１５５ｃｍ2）の乾燥塗布量（塗布重量）までコーティングすることによって準備された。第２の積層は、約７１℃で約７分間炉内で乾燥された。
時間温度インジケータは、２．５４ｃｍ幅の第２の積層を第１の積層に貼り付けることによって準備されて、直ぐに２．３キログラム（５ポンド）のローラで転動することによって活性化された。Ｃｏｌｏｒ’Ｌ’値は、約６５となるように決定された。Ｃｏｌｏｒ’Ｌ’値は、Ｃｏｌｏｒ’Ｌ’値が３０に低下するまで、定期的（インジケータがどれだけ速く暗さが変化したかに対して適当に、毎時、毎日、毎週等、）に測定された。試験結果は表１に示される。
例２〜４
時間温度インジケータは、エチルアセテート／イソプロパノール比が表１に示されるように変更されたことを除いて例１と同じように準備された。様々な固有粘度が、表に示されるようにエチルアセテート／イソプロパノールの溶剤混合比を変更することによって得られた。
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例５〜８
時間温度インジケータは、固体パーセントが表２に示されるように変更されたことを除いて例１で説明されたのと同じように準備された。この溶剤はエチルアセテートであった。例５〜７の重合化条件は、例１と同じであった。例８は、０．１５部のＶａｚｏTM６４開始剤を有し、重合化は、５０℃で行われた。サンプルの全ては、重合化前に１リットル毎分で３分間窒素でパージされた。結果は表２に示される。
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例９〜２３
時間温度インジケータは、０．００２部のＶａｚｏTM６４開始剤と６部のアクリル酸（ＡＡ）とを含む９４部のイソオクチルアクリレート（ＩＯＡ）を有する粘弾性組成物を使用することを除いて例１と同じように準備された。この粘弾性材料は、０．２５グラム／デシリットルの濃度で測定された０．８０の固有粘度を有する。
例１０〜２３の粘度弾性組成物は、１００部のアクリレート粘弾性材料当たり表３に示された量（ｐｈｒ）の粘弾性組成物に粘着付与剤、および／または可塑剤を添加することによって準備された。例１０〜１４は、エステルガム粘着付与剤（デラウェア州、ウイツミントン市のＨｅｒｃｕｌｅｓ，Ｉｎｃ．社から入手できるＦｏｒａｌTM８５）の量を変更した。例１５はジオクチルフタレート、可塑剤を含めた。例１６〜１８は、ジイソノニルフタレート（Ｅｘｘｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．社から入手できるＪａｙｆｌｅｘTMジイソノニルフタレート）を含めた。例１９〜２１は、粘着付与剤（ＦｏｒａｌTM８５）と可塑剤（ジイソノニルフタレート）との両方を含めた。例２２〜２３は、ヒドロアビエチル樹脂粘性付与剤（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ，Ｉｎｃ．社から入手できるＡｂｉｔｏｌTMＥ）を含めた。
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表３のデータは、いかに粘弾性材料に添加する可塑剤、および／または粘着付与剤の量を変更して、ガラス転移温度、活性化エネルギー、それにインジケータのランアウトタイムを修正することができるかを示す。
例２４〜２５
時間温度インジケータは、例２４が重量で５０部のエチルアクリレートと５０部のメチルアクリレートとの組成物を有する粘弾性材料を使用したことと、例２５が重量で１８部のエチルアクリレートと８２部のメチルアクリレートとの組成物を有する粘弾性材料を使用したこととを除いて例１と同じように準備された。これらの例に使用された溶剤は、エチルアセテート／イソプロパノールの９０／１０の混合物であった。試験結果は表４に示される。
例２６〜２７
時間温度インジケータは、例２６が６０部のイソオクチルアクリレートと４０部のイソボルニルアクリレートとの組成物を有する粘弾性材料を使用したことと、例２７が５３部のイソオクチルアクリレートと４７部のイソボルニルアクリレートとの組成物を有する粘弾性材料を使用したこととを除いて例１と同じように準備された。これらの例に使用された溶剤は、エチルアセテート／イソプロパノールの９９／１の混合物であった。試験結果は表４に示される。
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例２８
感圧接着剤の組成物は、４００部のトルエン内で１００部のスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（Ｓｈｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．社から入手できるＫｒａｔｏｎTM１１０７）と、１００部の炭化水素粘着強化樹脂（Ａｒｉｚｏｎａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．社から入手できるＺｏｎａｒｅｚTMＡ２５）とを混ぜ合わせることによって準備された。さらに、酸化防止剤（１．５部のＣｉｂａ  Ｇｅｉｇｙ社から入手できるＩｒｇａｎｏｘTM１０７６と、１．５部のＡｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｙａｎａｍｉｄ  Ｃｏ．社から入手できるＣｙａｎｏｘTMＬＴＤＰ）も添加された。この接着剤組成物は、３０．５マイクロメートルの乾燥塗膜厚で透明コロナ処理二軸延伸性ポリプロピレンフィルム上に塗布されて、第２の積層を形成した。次に、時間温度インジケータは、２．３ｋｇのローラーを用いて２．５４ｃｍ幅の第２の積層を、黒色ＵＰＣバーコードで印刷されている第１の積層のサンプルに積層することによって準備された。次に、そのインジケータは、Ｃｏｌｏｒｏ’Ｌ’値を測定されて、そのバーコードは、６３３ワンドを備えたＱｕｉｃｋ−ＣｈｅｃｋTMバーコード読み取り器（ニューヨーク州、ウエブスター市のＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ  Ｃｏｒｐ．社から入手できる）での読み取り可能性を調べるために走査された。これらのサンプルは次に熟成されて、２３．９℃と４８．９℃とでモニターされた。このバーコードは、Ｃｏｌｏｒ’Ｌ’値が約５８よりも低下した場合にはバーコード読み取り器によってもはや読み取ることができなかった。試験結果は表５に示される。
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表５のデータは、本発明の時間温度インジケータが、より低い温度にあった場合よりも急速に暗くなることによってより高い温度に対する露出の指示を提供する。
例２８〜３０
例２８では、時間温度インジケータは、例１９の第２の積層を第１の積層Ｄに積層することによって準備された。例２９および３０は、例２８の第２の積層を第１の積層ＢとＣとにそれぞれ積層することによって準備された。例２８〜３０は、特定のランアウトタイムに対してはモニターされなかったが、目視観測可能な色の変化がある期間を通じて起こっていることが観測された。
例３１〜４０
例３１〜４０は、０．００７インチ厚みの洗浄された多孔性ポリエチレンフィルムのサンプルから成る微孔性母材で製作された。例３１〜３５は、表６で詳細に示されるようにイソオクチルアクリレート（ＩＯＡ）とアクリル酸（ＡＡ）との比率を変更して共重合化することによって準備された粘弾性材料を含めた。例３６〜４０は、表７で詳細に示されるようにイソオクチルアクリレート（ＩＯＡ）とメチルアクリレート（ＭＡ）との比率を変更して共重合化することによって準備された。この粘弾性材料は、表６および表７で詳細に示されるように固体パーセントを変更させたエチルアセテート／イソプロパノール（ＥｔＯＡｃ／ｉＰｒＯＨ）溶剤の混合比を変更させた溶液で準備された。この溶液は、約５．０ｃｍ（２．０インチ）径のアルミニウム乾燥皿に注ぎ込まれて、約１６時間空気乾燥されて、次に１２０℃で７時間熱対流炉内に置かれた。これらのサンプルは、８０℃で１６．５時間真空炉内に置かれた。この接着剤組成物は、約１ｍｍの乾燥塗膜厚を有した。微孔性ポリエチレンフィルムのサンプルは、各粘弾性材料サンプルの露出表面に配置された。これらの乾燥皿は、半分に切断されて、一方のセットは２２℃（７２°Ｆ）で保管され、他方のセットは４９℃（１２０°Ｆ）で保管された。例３１〜４９でのランアウトタイムを決定するために、サンプルは定期的にモニターされて、多孔性フィルムが、ポリエチレンフィルムと粘弾性材料とを透かしてアルミニウム皿を見ることができるほど十分に半透明となる時を視覚的に決定した。その結果は表６および表７に示される。
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本発明をその幾つかの実施例を参考にして説明してきた。前の詳細な説明や例は、理解し易くするためだけのものであった。何の不必要な制限もないことはそれらから理解されよう。多くの変更が本発明の範囲を逸脱することなく説明された実施例においてなし得ることは当業者には明白となろう。故に、本発明の範囲は、請求の範囲に記載された構造、およびこれらの構造と等価なものによってではなく、ここで説明された正確な詳細および構造に制限されるべきものではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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