CN110049877A - 用于指示热密封条件的包装 - Google Patents

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Abstract

热密封条件指示包装包括包含隐色染料的第一密封基材和包含隐色染料显色剂的第二密封基材。这些包装可任选地包括隐色染料敏化剂，该隐色染料敏化剂在熔化时溶解该隐色染料和该隐色染料显色剂二者。这些包装进一步包括在该第一密封基材与该第二密封基材之间产生的热密封部。该热密封部包含该隐色染料与该隐色染料显色剂的反应产物。该反应产物可以是有色的，其可为该热密封部提供可检测的光学特征。该光学特征的量值可与该第一密封基材与第二密封基材之间的密封部的强度成比例。

Description

用于指示热密封条件的包装
本披露涉及密封包装的制造，并且更具体地涉及由可以指示这些包装的热密封区域中的缺陷和瑕疵的包装材料形成的包装。
在密闭条件下包装范围广泛的产品以便延长储存期限、保证质量、或保持无菌。此类产品的范围从食品和饮料到医疗、电气和制药物品。确保包装的高品质密封是包装过程中重要的方面。密封品质可包括许多事项，如气密性、内含物、强度和视觉外观。
如果包装未通过高品质的密封部密封，则可能导致包装内的产品的品质的实际或感知的降低。例如，密封在包装内的产品可能基于包装的视觉外观而被消费者拒绝。此外或可替代地，包装内的产品的品质可能在例如视觉外观、气味、和无菌性方面迅速恶化。
塑料膜中的热密封部通常由带式密封器形成，该带式密封器通过在塑料膜的窄区域内施加热和压力部分地熔化并熔合塑料膜中的热塑性基材。密封部的品质受许多变量影响，如工艺温度、密封基材上施加的压力、和密封工艺的清洁度。当带式密封器温度、过渡速度或压力变化时，当膜基材在密封期间起皱或扭曲时，当密封部中引入异物时等，密封过程期间可能遇到瑕疵和缺陷。密封部中包含瑕疵和缺陷经常产生弱密封部，这些弱密封部在预期的特定应用中可能恶化和失效。密封部的失效可能具有范围从产品变坏到医疗应用中的无菌性损失的不利影响。
本披露除了其他方面还描述了使用两种组分颜色指示剂用于确定是否在包装中形成高品质的(例如，对于给定应用而言足够的)热密封部。例如，具有第一组分的层与具有第二组分的层(所述组分之一是有色组分)之间的紧密接触可能由于这两种组分之间的相互作用或反应而导致颜色变化，并且因此可以提供高品质的密封部的视觉指示剂。作为具体的实例，隐色染料可以在第一密封基材中或在其上，并且隐色染料显色剂可以在第二密封基材中或在其上。当通过使隐色染料和隐色染料显色剂紧密接触以产生有色反应产物而在第一与第二密封基材之间形成高品质的热密封部时，可能出现颜色变化。
在本文描述的各个方面，热密封条件指示包装包括包含隐色染料的第一密封基材和包含隐色染料显色剂的第二密封基材。该包装还包括将该第一密封基材与该第二密封基材连接的热密封部。该热密封部包含隐色染料和隐色染料显色剂的有色反应产物。指示该热密封部中的该有色反应产物的光学特征是可检测的。优选地，光学特征的量值与该热密封部中的第一与第二密封基材之间的连接强度在至少该密封部的强度范围内成比例(例如，直接成比例或间接成比例)。
在本文描述的各个方面，热密封条件指示包装包括包含隐色染料的第一密封基材；包含隐色染料显色剂的第二密封基材；以及将该第一密封基材与该第二密封基材连接的热密封部。该热密封部具有指示该热密封部中的该第一密封基材与该第二密封基材的连接强度的可检测的光学特性。
在本文描述的各个方面，热密封条件指示包装包括包含隐色染料的第一密封基材和包含隐色染料显色剂的第二密封基材。该包装还包括在其中将该第一密封基材连接到该第二密封基材上的热密封区域。该热密封区域包含隐色染料和隐色染料显色剂的有色反应产物(如果该热密封区域的至少一部分在至少最低程度上被密封)。该包装进一步包括与该热密封区域相邻的非密封区域。该有色反应产物为该热密封区域提供了不同于该非密封区域的光学特征(前提是产生足够量的有色反应产物，光学特征的差异应该是可检测的)。优选地，该热密封区域与该非密封区域之间的光学特征的差异的量值与该热密封区域中的该第一密封基材与该第二密封基材的连接强度在至少该密封部的强度范围内成比例(例如，直接成比例或间接成比例)。优选地，该热密封区域与该非密封区域之间的光学特征的差异的量值与该热密封区域中的该第一密封基材与该第二密封基材的连接强度成比例。
为了本披露的目的，“非密封”区域是不旨在被热密封的区域。即，非密封区域没有为了热密封的目的而经受热和压力。非密封区域与旨在被热密封但由于缺陷而没有被有效地密封的包装的区域不同。
在本文描述的不同实施例中，热密封条件指示包装包括包含隐色染料的第一密封基材；包含隐色染料显色剂的第二密封基材；将该第一密封基材与该第二密封基材连接的热密封区域；以及与该热密封区域相邻的非密封区域。该热密封区域具有不同于该非密封区域的可检测的光学特征，并且其中该可检测的光学特征指示该热密封区域中的该第一密封基材与该第二密封基材的连接强度。
在本文描述的包装的一些实施例中，该可检测的光学特征包括当该第一密封基材被热密封到该第二密封基材上时产生的可见的颜色变化。
在一些实施例中，本文描述的包装被配置为使得当该热密封部的强度沿着该热密封部或该热密封区域的长度一致时，沿着该热密封部或热密封区域的该光学特征的量值的方差不超过方差阈值。如本文使用的，“方差阈值”是在三个或更多个位置处的测量值之间的方差的阈值。
在一些实施例中，本文描述的包装被配置为使得当该热密封部中存在缺陷时，(i)该热密封部的第一区域内的光学特征的量值与(ii)该热密封部的第二区域内的光学特征的量值的差值超过差别阈值。如本文使用的，“差别阈值”是在第一位置和第二位置处的测量值的量值的差值的(绝对)值的阈值。
在本文描述的各个方面，一种方法包括提供包含隐色染料的第一密封基材；提供包含隐色染料显色剂的第二密封基材；并且将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上以产生该隐色染料和该隐色染料显色剂的有色反应产物。
在一些实施例中，本文描述的方法进一步包括检测指示在该第一基材被热密封到该第二基材上的区域的有色反应产物的光学特征。这些方法可进一步包括将检测到的光学特征的量值与该第一密封基材与该第二密封基材之间的该密封部的强度相关联。此外或可替代地，这些方法可进一步包括确定如果该检测到的光学特征的量值满足或超过绝对阈值，则该热密封部的品质是足够的，或者确定如果该检测到的光学特征的量值小于该绝对阈值，则该热密封部的品质是不足的。如本文使用的，“绝对阈值”是在单个位置处的测量值的量值的阈值。
在一些实施例中，本文描述的方法进一步包括检测指示在该第一基材被热密封到该第二基材上的第一区域的有色反应产物的光学特征；检测指示在该第一基材被热密封到该第二基材上的第二区域的有色反应产物的光学特征；并且比较该第一与第二区域之间的检测到的光学特征的量值。这些方法可进一步包括确定该第一与第二区域之间的检测到的光学特征的量值的差值是否满足或超过预定的差别阈值，并且可任选地进一步包括确定如果该差值满足或超过该差别阈值，则该第一与第二基材之间的该热密封部的品质是不足的，或者确定如果该差值小于该差别阈值，则该第一与第二基材之间的该热密封部的品质是足够的。
在一些实施例中，本文描述的方法可进一步包括检测指示在该第一密封基材被热密封到该第二密封基材上的区域中的多个位置处的有色反应产物的光学特征；并且确定在该多个位置处的检测到的光学特征的量值的方差。这些方法可进一步包括确定在该多个位置处的检测到的光学特征的量值的方差是否满足或超过预定的方差阈值，并且可任选地包括确定如果该方差满足或超过该方差阈值，则该第一与第二基材之间的该热密封部的品质是不足的，或者确定如果该方差小于该方差阈值，则该第一与第二基材之间的该热密封部的品质是足够的。
在本文描述的方法的一些实施例中，将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上产生了包括热密封区域和非密封区域的包装，在该热密封区域中该第一密封基材被热密封到该第二密封基材上，在该非密封区域中该第一密封基材未被热密封到该第二密封基材上。这些方法可进一步包括检测指示在该热密封区域中的有色反应产物的光学特征；检测指示在该非密封区域中的有色反应产物的光学特征；并且比较在该热密封区域检测到的光学特征与在该非密封区域检测到的光学特征，并且可任选地包括确定在该热密封区域的检测到的光学特征的量值与在该非密封区域的检测到的光学特征的量值的差值；并且将该量值的差值与该热密封区域中该第一与第二密封基材之间的该密封部的强度相关联。
在本文描述的不同实施例中，一种方法包括提供包含隐色染料的第一密封基材；提供包含隐色染料显色剂的第二密封基材；并且将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上以产生热密封部。产生该热密封部导致在该热密封部处的光学特征的变化。
在本文描述的不同实施例中，用于生产热密封条件指示包装的系统包括包含隐色染料的第一密封基材；和包含隐色染料显色剂的第二密封基材。该第一密封基材被配置为热密封到该第二密封基材上以生产该包装。将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上产生了该隐色染料和该隐色染料显色剂的有色反应产物。在将该第一密封基材密封到该第二密封基材上之后，指示该有色反应产物的光学特征在热密封部的区域中是可检测的。
在本文描述的不同实施例中，用于生产热密封条件指示包装的系统包括包含隐色染料的第一密封基材；和包含隐色染料显色剂的第二密封基材。该第一密封基材被配置为热密封到该第二密封基材上以生产该包装。将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上导致热密封部的区域中的光学特征可检测。
在本文描述的各个方面，热密封条件指示包装具有包含隐色染料的第一密封基材和包含隐色染料显色剂的第二密封基材。这些包装可包含隐色染料敏化剂，该隐色染料敏化剂在熔化时溶解该隐色染料和该隐色染料显色剂二者。该隐色染料敏化剂(如果存在)可以被布置在该第一密封基材的表面和该第二密封基材的表面之一或二者中或在其上。这些包装进一步包括在该第一密封基材与该第二密封基材之间产生的热密封部。该热密封部包括热密封无缺陷状态，该无缺陷状态在热密封工艺之后在该热密封部内产生可见的颜色变化，以及热密封缺陷状态，该缺陷状态在热密封工艺之后在该热密封部内产生比当处于该热密封无缺陷状态时明显更不饱和的颜色变化。
在本文描述的各个方面，用于生产热密封条件指示包装的系统包括第一和第二密封基材。该第一密封基材包含热密封层和至少一个选自下组的附加层，该组由以下各项组成：阻挡层、主体层、外部保护层、和粘接层。该第二密封基材经由该热密封层可被热密封到该第一密封基材上。该第一密封基材包含隐色染料和隐色染料显色剂之一并且该第二密封基材包含该隐色染料和该隐色染料显色剂的另一种。该第一和第二密封基材被配置为使得将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上形成热密封部，该热密封部包括存在于该第一密封基材与该第二密封基材之间的热密封无缺陷状态和/或热密封缺陷状态。在该热密封无缺陷状态中，在将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上之后，该包装在该热密封部内产生可见的颜色变化。在该热密封缺陷状态中，相对于在该热密封无缺陷状态中产生的颜色变化，该包装产生明显更不饱和的颜色变化。
在本文描述的各个方面，用于生产热密封条件指示包装的方法包括将第一密封基材热密封到第二密封基材上以生产该包装。该第一密封基材包含热密封层和至少一个选自下组的附加层，该组由以下各项组成：阻挡层、主体层、外部保护层、和粘接层。该第一密封基材包含隐色染料和隐色染料显色剂之一并且该第二密封基材包含该隐色染料和该隐色染料显色剂的另一种。将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上形成了热密封部，该热密封部包括存在于该第一密封基材与该第二密封基材之间的热密封无缺陷状态和热密封缺陷状态。在该热密封无缺陷状态中，在将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上之后，该包装在该热密封部内产生可见的颜色变化。在该热密封缺陷状态中，相对于在该热密封无缺陷状态中产生的颜色变化，该包装产生明显更不饱和的颜色变化。
在本文描述的各个方面，热密封条件指示包装包括包含隐色染料的第一密封基材；包含隐色染料显色剂的第二密封基材；以及在该第一密封基材与该第二密封基材之间产生的热密封部。该热密封部包括存在于该第一密封基材与该第二密封基材之间的热密封无缺陷状态和/或热密封缺陷状态。在该热密封无缺陷状态中，在将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上之后，该包装在该热密封部内产生可见的颜色变化。在该热密封缺陷状态中，相对于在该热密封无缺陷状态中产生的颜色变化，该包装产生明显更不饱和的颜色变化。该第一和第二密封基材基本上不含隐色染料敏化剂。
在本文描述的各个方面，用于生产热密封条件指示包装的系统包括包含隐色染料的第一密封基材；和包含隐色染料显色剂的第二密封基材，其中该第二密封基材可被热密封到该第一密封基材上。该第一和第二密封基材被配置为使得将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上产生热密封部。该热密封部包括存在于该第一密封基材与该第二密封基材之间的热密封无缺陷状态和热密封缺陷状态。在该热密封无缺陷状态中，在将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上之后，该包装在该热密封部内产生可见的颜色变化。在该热密封缺陷状态中，相对于在该热密封无缺陷状态中产生的颜色变化，该包装产生明显更不饱和的颜色变化。该第一和第二密封基材基本上不含隐色染料敏化剂。
在本文描述的各个方面，用于生产热密封条件指示包装的方法包括将第一密封基材热密封到第二密封基材上。该第一密封基材包含隐色染料。该第二密封基材包含隐色染料显色剂。将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上产生了热密封部，该热密封部包括存在于该第一密封基材与该第二密封基材之间的热密封无缺陷状态和/或热密封缺陷状态。在该热密封无缺陷状态中，在将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上之后，该包装在该热密封部内产生可见的颜色变化。在该热密封缺陷状态中，相对于在该热密封无缺陷状态中产生的颜色变化，该包装产生明显更不饱和的颜色变化。该第一密封基材和第二密封基材基本上不含隐色染料敏化剂。
如果适当地进行热密封工艺并且隐色染料和隐色染料显色剂应互相作用，则在借助于隐色染料敏化剂的一些情况下，产生该隐色染料与该隐色染料显色剂之间的反应产物。该热密封部中的反应产物可以赋予该热密封部光学特性，该光学特性可允许对该热密封部对于包装的预期目的(例如，包装的给定应用)是否具有足够的品质进行确定。该反应产物优选产生颜色变化。
在许多情况下，随着用于形成热密封部所施加的温度或压力增加可以产生更多的反应产物，至少部分由于热密封区域中隐色染料与隐色染料显色剂之间的更大的潜在相互作用。类似地，第一与第二热密封的基材之间的连接强度可以随着热密封温度和压力的增加而增加。因此，热密封部的光学特征的量值可以与热密封部中第一基材与第二基材之间的连接强度在至少密封部的强度范围内成比例(例如，直接成比例或间接成比例)。光学特征的量值可以随着密封强度的增加而增加，但可能达到饱和点，在该饱和点处密封强度的进一步增加不会导致光学特征的绝对值的进一步可检测的增加。在一些实施例中，光学特征的量值可与热密封部的剥离强度在至少剥离强度的范围内成比例。
光学特征的量值的合适范围可以取决于所需的密封部的强度来变化。例如，如果包装是“易剥离”包装，则指示合适的密封品质的光学特征的量值可以小于如果包装旨在耐受由无辅助的人力撕裂的情况。可替代地，所采用的隐色染料、隐色染料显色剂和/或隐色染料敏化剂的量或类型可以变化以产生遍及旨在具有不同密封强度的包装的更一致的光学特征变化。
在一些情况下，合适的密封强度可以在一定范围内与光学特征的量值相关联。在其他情况下，合适的密封强度可以与满足或超过绝对阈值的光学特征的量值相关联。
如果适当地进行热密封工艺并且不存在破坏密封的瑕疵或缺陷，则指示高品质的热密封部的光学特征应在整个热密封部中是一致的。例如，沿着热密封部的光学特征的量值的方差应不超过方差阈值。如果方差超过方差阈值，则可确定热密封部的品质是弱的，或者如果方差不满足或超过方差阈值，则可确定热密封部的品质是良好品质，特别地如果光学特征的量值也指示高品质的密封部。在遍及热密封部的多个位置处可确定热密封部的光学特征的量值以确定方差是否满足或超过方差阈值。
方差的阈值水平可以取决于以下各项变化：所采用的基材、所采用的隐色染料和显色剂、是否采用隐色敏化剂、所需的密封强度、测量或观察到的光学特征等。例如，方差以百分比评价，指示低劣品质的密封部与高品质的密封部的百分比取决于应用。
在一些实施例中，热密封部的第一位置与热密封部的第二位置之间的光学特征的量值的差值可以用作确定热密封部是否具有足够的品质或强度的指标。例如，热密封部的第一区域(如不含缺陷的热密封部的区域)与第二区域(如包括缺陷的热密封部的区域)之间的光学特征的量值的显著大的差值可允许确定热密封部具有不足以被接受的品质。因此，除了计算遍及多个位置的光学特征的量值的方差之外，足够大的量值的单差可足以丢弃含有低劣品质的热密封部的包装。
在一些实施例中，热密封部的光学特征的相对量值可通过比较包装的热密封区域与非密封区域的光学特征来获得。相对量值或相对量值的方差可用于确定密封品质是否是足够的。
关于热密封部中缺陷性质的信息可以基于热密封部中的光学特性的量值或方差来获得。当存在缺陷或瑕疵时，例如两个密封基材之间的碎屑如灰尘或污垢或形成高品质的密封部所提供的热或压力不足，碎屑或其他缺陷将干扰热密封部的局部区域内的隐色染料和隐色染料显色剂的混合。因此，相对于热密封部不含缺陷的位置，在密封区域中存在碎屑或缺陷的位置，与隐色染料和隐色染料显色剂的反应产物相关的光学特性的量值可以不同。在热密封部中存在碎屑或褶皱的位置，光学特征的量值的局部变化可以是可检测的。在热密封期间使用的温度或压力太低的情况下，遍及整个热密封部的光学特征的量值可以是低的。在热密封设备上在使第一或第二密封基材接触的位置处存在堆积物或碎屑的情况下，可以检测到光学特征的量值的局部变化的可重复模式。
在本文描述的包装、系统和方法中可以采用热密封部的任何合适的光学特征。优选地，光学特征指示隐色染料和隐色染料显色剂的反应产物。优选地，隐色染料和隐色染料显色剂的反应产物是有色反应产物。因此，当形成适当的热密封部时，热密封部的区域改变颜色。
因此，光学特征可以是可见光吸收、可见光传输或可见光反射的特征。因此，在一些实施例中，可以视觉观察到光学特征。在一些实施例中，可通过适当的设备检测到光学特征。通过举例，分光光度计或合适的成像设备可用于检测与将包含隐色染料的第一基材热密封到包含隐色染料显色剂的第二基材上相关的光学特征的变化。在一些实施例中，该设备可以存在于包装生产线上以实时或近实时监测热密封部的品质。
在一些实施例中，在包装上、包装中或伴随着包装提供颜色指示剂，其中该颜色指示剂提供例如指示高品质的热密封部的颜色饱和度的水平。使用者可以比较热密封部与颜色指示剂的颜色饱和度水平。通过举例，使用者可得出以下结论：如果热密封部颜色饱和度水平没有明显小于颜色指示剂的颜色饱和度水平，则该热密封部是高品质的密封部。如果热密封部包括明显小于颜色指示剂的颜色饱和度水平，则使用者可得出以下结论：例如在水平颜色饱和度小于指示给定应用的高品质的密封部的绝对阈值的情况下，该热密封部包括缺陷。
如果可检测的光学特征是颜色的特征，则可以检测任何合适的颜色光学特征以确定是否已经产生合适的热密封部。例如，可以检测特定颜色的存在或不存在，可以检测颜色的饱和度水平(例如，颜色是多么“强烈”或“浓烈”)、色泽、色彩、色调、和/或值或亮度。例如，并且在一些实施例中，更好品质的密封部可以通过更高的颜色饱和度来指示。在一些实施例中，可以采用lab颜色空间体系(如以下实例7中描述的体系)来确定与颜色相关的一个或多个光学特征以评价热密封部的充足性。
应理解，使用产生选择性地吸收、传输或反射可见光谱之外(如IR或UV光谱中)的电磁辐射的反应产物的染料和显色剂被考虑并且在本文提供的描述的范围内。
在一些实施例中，包装包括熔化和溶解隐色染料和隐色染料显色剂以促进染料与敏化剂之间的相互作用的隐色染料敏化剂，这可以导致比不包括隐色染料敏化剂的包装更增强的颜色改变。在热密封工艺期间，隐色染料敏化剂可以熔化和溶解隐色染料和隐色染料显色剂。隐色染料敏化剂可以在第一基材和第二基材之一或二者中或在其上。
在一些实施例中，包装不含或基本上不含隐色染料敏化剂。如本文使用的，“基本上不含”隐色染料敏化剂的包装是当第一和第二基材热密封在一起时，相对于不含隐色染料敏化剂的包装，包括不可检测量的隐色染料敏化剂或不足以明显增强颜色饱和度的量的隐色染料敏化剂的包装。
当包装不含或基本上不含隐色染料敏化剂时，在热密封期间足够量的染料和显色剂存在于第一基材与第二基材之间的界面处以产生超过在其中形成高品质的热密封部的区域的阈值颜色饱和度水平的颜色变化。隐色染料可以涂覆在第一密封基材的表面上并且隐色染料显色剂可以涂覆在第二密封基材上以确保密封界面处存在足够量的染料和显色剂。然而，此类涂层可能随着处理而脱落，易于被刮掉或被其他侵蚀等。
优选地，染料和显色剂之一或二者在其各自的密封基材中。如果染料或显色剂在其各自的基材中并且如果第一基材和第二基材基本上不含隐色染料敏化剂，则当形成高品质的热密封部时，染料或显色剂能够以足够量迁移到密封界面。如果染料或显色剂在基材中是非常相容或可溶的，那么染料或显色剂在密封期间可能没有充分迁移到界面，在这种情况下，隐色染料敏化剂可以在第一和第二基材之一或二者中或在其上。然而，如果染料或显色剂在基材中是非常不相容或不可溶的，则染料或显色剂可以在密封之前(如在储存期间)从基材迁移出。
在一些优选的实施例中，使用本领域已知的常规树脂共混技术，隐色染料在第一密封基材中。
在一些优选的实施例中，使用本领域已知的常规印刷方法将隐色染料施加到第一密封基材上。然而，可以采用任何其他合适的涂覆或掺入方法。
在一些优选的实施例中，使用本领域已知的常规树脂共混技术，隐色染料显色剂在第二密封基材中。
在一些实施例中，使用本领域已知的常规印刷方法将隐色染料显色剂施加到第二密封基材上。然而，可以采用任何其他合适的涂覆或掺入方法。
在一些优选的实施例中，使用本领域已知的常规印刷方法将隐色染料显色剂和隐色染料敏化剂二者都施加到第二密封基材上。然而，可以采用任何其他合适的涂覆或掺入方法。
在一些优选的实施例中，使用本领域已知的常规树脂共混技术，隐色染料显色剂和隐色染料敏化剂二者都在第二密封基材中。
在一些优选的实施例中，将隐色染料涂覆在第一密封基材上并且隐色染料显色剂在第二密封基材中。
可以根据本文提出的传授内容使用任何合适的隐色染料。合适类别的隐色染料的实例包括荧烷、若丹明、和三芳基甲烷内酯隐色染料。这些化合物与酸性显色剂如路易斯酸、水杨酸、酚类化合物、或酸性粘土反应，以通过打开内酯环形成高度有色的物种。此类化合物的具体实例包括但不限于以商品名“PERGASCRIPT”(纽约州塔里镇的汽巴精化公司(Ciba Specialty Chemicals of Tarrytown,N.Y.))已知的那些。合适的隐色染料的另一个实例是隐色染料结晶紫内酯(三芳基甲烷内酯)。在其内酯形式中，结晶紫内酯是至少基本上无色、无色或浅黄色。但是，在低pH环境中，它成为质子化的并且展现出强烈的紫罗兰色，如具有以下结构的结晶紫内酯：
通常，隐色染料是基本上无色的并且在加入一个或两个氢原子后转化为有色染料。在上述类别中的多种多样的具体隐色染料可以适合用于不同实施例中，如本领域技术人员将理解的。这些类型的隐色染料的更详细的讨论可以在美国专利号3,658,543和6,251,571中找到，将所述专利中的每一个通过引用以其各自的全部内容结合在此。隐色染料的以下非限制性列表适合单独地或以两种或更多种的组合在此使用：酰基金胺、酰基隐色吩噻嗪、α-不饱和芳基酮、氮杂苯酞、苯甲酰基隐色亚甲基蓝、苯甲酰基隐色噁嗪、苯甲酰基隐色噻嗪、β-不饱和芳基酮、碱性单偶氮染料、双吲哚基苯酞、10-苯甲酰基-N,N,N,N-四乙基-3,7-二氨基-10H-吩噁嗪、咔唑基蓝、显色氮杂苯酞化合物、结晶紫内酯、二芳基苯酞、二苯基甲烷、二硫代-草酰胺、二[双-(吲哚基)乙烯基]四卤代苯酞、荧烷、绿内酯、3-(吲哚-3-基)-3-(4-取代的氨基苯基)苯酞、吲哚基双-(吲哚基)乙烯、吲哚基红、隐色金胺、隐色苯甲酰基亚甲基蓝、隐色孔雀石绿、3-甲基-2,2-螺双(苯并-[f]-色烯)、吩噁嗪、苯酞隐色染料、二氢异苯并呋喃、聚苯乙烯甲醇和8-甲氧基苯并吲哚啉螺吡喃、罗丹明β内酰胺、螺吡喃、取代的4,7-二氮杂苯酞、亚磺酸内酯(sultines)、米氏醇的对甲苯磺酸酯、三芳基甲烷、三苯基甲烷(龙胆紫和孔雀石绿)、3,3-二芳基-3H-2,1-苯并氧硫杂环戊烷1-氧化物及其混合物。
一种或多种隐色染料可以以任何合适的方式和以任何合适的浓度在基材中或在其上。例如，如果隐色染料在基材的层中，则隐色染料可以以从按重量计约0.1％至按重量计约10％、如从按重量计约0.1％至按重量计约5％的量存在于该层中。如果隐色染料在基材的层中，则优选地该层是热密封层。
在一些实施例中，在隐色染料与酸性显色剂反应的情况下，隐色染料显色剂可以被称为电子受体，还更精确地描述为质子供体。在某些实施例中，显色剂是水不溶性的。在一些实施例中，显色剂是选自以下各项的弱酸：对羟基苯甲酸辛酯、对羟基苯甲酸甲酯、1,2,3-三唑、4-羟基香豆素衍生物、以及前述中的两种或更多种的组合。在一些实施例中，路易斯酸可以用作显色剂。此类显色剂的实例包括活性粘土物质，如绿坡缕石、酸性粘土、膨润土、蒙脱土、酸活化的膨润土或蒙脱土、沸石、多水高岭土、二氧化硅、氧化铝、硫酸铝、磷酸铝、水合二氧化锆、氯化锌、硝酸锌、活化高岭土或其他粘土。在其他实施例中，酸性有机化合物可用作隐色染料显色剂。此类显色剂的实例包括环取代的苯酚、间苯二酚、水杨酸(例如，3,5-双(α,α′-二甲基苄基)水杨酸；3,5-双((γ-甲基苄基)水杨酸)、或水杨酸酯及其金属盐(例如锌盐)。附加的酸性有机化合物包括某些聚合物材料，例如像酚类聚合物，烷基酚乙炔树脂，马来酸/松香树脂，或马来酸酐与苯乙烯、乙烯或乙烯基甲醚、或羧基亚甲基的部分或完全水解的聚合物。还可以使用单体和聚合物型酸性有机化合物中的两种或更多种的混合物。
在还其他实施例中，该隐色染料显色剂可以选自以下各项：酚醛树脂或酚类化合物，如4-叔丁基苯酚；4-苯基苯酚；亚甲基-双(对苯基苯酚)；4-羟基二苯醚；α-萘酚；β-萘酚；4-羟基苯甲酸甲酯；4-羟基苯甲酸苄酯；4-羟基二苯砜；4-羟基苯乙酮；2,2′-二羟基联苯；4,4′-亚环己基苯酚；4,4′-异亚丙基二苯酚；4,4-异亚丙基双(2-甲基苯酚)；硫氰酸锌的吡啶络合物；4,4-双(4-羟基苯基)戊酸；对苯二酚；连苯三酚；间苯三酚；对羟基苯甲酸；间羟基苯甲酸；邻羟基苯甲酸；没食子酸；1-羟基-2-萘甲酸。
在一些优选的实施例中，该隐色染料显色剂包含一种或多种儿茶素，如绿茶儿茶素。例如，该隐色染料显色剂可包含表儿茶素衍生物、如表儿茶素、表没食子儿茶素、表儿茶素没食子酸酯、和表没食子儿茶素没食子酸酯中的一种或多种。在一些实施例中，该隐色染料显色剂包含绿茶提取物。
在一些优选的实施例中，该隐色染料显色剂包含选自下组的弱酸，该组由以下各项组成：双酚A、双酚S、对羟基苯甲酸辛酯、对羟基苯甲酸甲酯、1,2,3-三唑、4-羟基香豆素衍生物、及其组合。
在其他优选的实施例中，该隐色染料显色剂包含选自下组的有机化合物，该组由以下各项组成：环取代的苯酚、抗坏血酸、十八烷酸(硬脂酸)、间苯二酚、水杨酸。优选地，该隐色染料显色剂是十八烷酸。
在一些优选的实施例中，该隐色染料显色剂具有在3与10之间的pKa。
一种或多种隐色染料显色剂可以以任何合适的方式和以任何合适的浓度在基材中或在其上。例如，如果隐色染料显色剂在基材的层中，则隐色染料显色剂可以以从按重量计约0.1％至按重量计约10％、如从按重量计约0.1％至按重量计约5％的量存在于该层中。如果隐色染料显色剂在基材的层中，则优选地该层是热密封层。
优选地，该隐色染料和隐色染料显色剂二者均为低毒或无毒化合物并且适合用于食品和医疗包装应用中。
如所述，隐色染料与隐色染料显色剂之间的相互作用导致发生化学变化，由此该隐色染料的颜色在外观上从基本上白色或无色改变为基本上有色。该有色外观可以是总体上暗色的，如具有高光学密度的黑色或深色。通常，在施加预定量的热和压力时，发生隐色染料的化学变化。如果存在隐色染料敏化剂，则可以选择该隐色染料敏化剂使得该隐色染料敏化剂的熔点容易地控制颜色变化发生的温度。
如本文使用的，“隐色染料敏化剂”是在其熔融状态下能够溶解隐色染料和隐色染料显色剂二者的化合物。该隐色染料敏化剂旨在在该敏化剂已经熔融时促进隐色染料和隐色染料显色剂的混合。在优选的实施例中，该隐色染料敏化剂具有在23℃与149℃之间的熔点，在此温度范围内其容易地溶解隐色染料和隐色染料显色剂二者。该隐色染料敏化剂可以在第一密封基材中或施加到第一密封基材的表面上。可替代地，该隐色染料敏化剂可以在第二密封基材中或施加到第二密封基材的表面上。在一些优选的实施例中，该隐色染料敏化剂是在第一密封基材和第二密封基材中或施加到第一密封基材和第二密封基材的表面上。
在一些优选的实施例中，该隐色染料敏化剂是2,2’-亚乙基双(4,6-二-叔丁基苯酚)。可商购的隐色染料敏化剂的非限制性实例以由巴斯夫公司(BASF Corporation)(德国路德维希港)供应的商标出售。特别合适的隐色染料敏化剂是129。
一种或多种隐色染料敏化剂可以以任何合适的方式和以任何合适的浓度在基材中或在其上。例如，如果隐色染料敏化剂在基材的层中，则隐色染料敏化剂可以以从按重量计约0.1％至按重量计约10％、如从按重量计约0.1％至按重量计约5％的量存在于该层中。如果隐色染料敏化剂在基材的层中，则优选地该层是热密封层。
可以热密封任何合适的第一密封基材和第二密封基材以产生如本文描述的热密封条件指示包装。在一些优选的实施例中，第一基材与第二基材中的至少一种包含热密封层和至少一个选自下组的附加层，该组由以下各项组成：阻挡层、主体层、保护层和粘接层。
第一热密封层和第二热密封层之一或二者可包含任何合适的热密封层。如本文使用的，“热密封”层是能够通过常规的间接加热手段熔融粘结的层，这些加热手段在至少一个膜接触表面上产生足够的热量以传导到邻近的膜接触表面上并在它们之间形成粘结界面而不损失膜的完整性。邻近的内层之间的接合界面优选地具有足够的物理强度以经受住包装工艺和随后的处理。
在一些实施例中，该热密封层包含聚烯烃。“聚烯烃”在此广泛用于包括聚合物，如聚乙烯、乙烯-α烯烃共聚物(EAO)、聚丙烯、聚丁烯，具有与较少量的共聚单体(如乙酸乙烯酯)聚合的按重量计大部分量的乙烯的乙烯共聚物，以及其他落入“烯烃”家族分类的聚合物树脂。聚烯烃可通过本领域熟知的各种方法(包括使用单一反应器、分阶段反应器或顺序反应器的分批和连续方法，浆液、溶液和流化床方法)以及一种或多种催化剂(包括例如非均相和均相体系和齐格勒(Ziegler)、菲利普斯(Phillips)、茂金属、单位点和限定几何构型催化剂)以产生具有不同特性组合的聚合物来制备。此类聚合物可以是高度支化的或基本上线性的，并且支化度、分散度和平均分子量可以根据聚合物领域的传授内容选择用于这些聚合物的制造的参数和方法而变化。
合适的聚乙烯的实例包括但不限于诸如低密度聚乙烯(“LDPE”)、线性低密度聚乙烯(“LLDPE”)、非常低密度聚乙烯(“VLDPE”)、超低密度聚乙烯(“ULDPE”)、中密度聚乙烯(“MDPE”)、高密度聚乙烯(“HDPE”)等聚乙烯，包含乙烯与一种或多种乙烯/α-烯烃(“乙烯/α-烯烃”)的共聚物的聚乙烯，如丁烯-1，己烯-1，辛烯-1等作为共聚单体，乙烯/丙烯共聚物、聚丙烯、丙烯/乙烯共聚物、聚异戊二烯、聚丁烯(polybutylene)、聚丁烯(polybutene)、聚-3-甲基丁烯-1、聚-4-甲基戊烯-1、离聚物等。低密度聚乙烯(“LDPE”)可以使用自由基引发剂在高压下制备，或使用齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)或钒催化剂在气相工艺中制备，并且典型地具有在0.916–0.940g/cm3范围内的密度。LDPE因为从主聚合物骨架延伸的相对大量的长链分支也称为“支化的”或“非均匀支化的”聚乙烯。还已知在相同密度范围内(即0.916至0.940g/cm3)的聚乙烯，其是线性的并且不含有长链分支；此“线性低密度聚乙烯”(“LLDPE”)可以用常规的齐格勒-纳塔催化剂或用茂金属催化剂来产生。如在本披露中使用的，术语“线性的”适用于具有线性骨架并且不具有长链分支的聚合物；即“线性”聚合物是不具有长链分支的聚合物。相对较高密度的LDPE(典型地在0.928至0.940g/cm3的范围内)有时称为中密度聚乙烯(“MDPE”)。具有还更大密度的聚乙烯是高密度聚乙烯(“HDPE”)，即具有大于0.940g/cm3的密度的聚乙烯，并且通常用齐格勒-纳塔催化剂制备。还已知非常低密度聚乙烯(“VLDPE”)。VLDPE可以通过许多不同的产生具有不同特性的聚合物的方法来生产，但可以通常描述为具有小于0.916g/cm3、典型地0.890至0.915g/cm3或0.900至0.915g/cm3的密度的聚乙烯。合适的热密封层树脂的其他非限制性实例包括乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯和乙烯乙酸乙烯酯共聚物的共混物、环烯烃共聚物(COC)、共-聚氯三氟乙烯(co-PCTFE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及其共混物。在优选的实施例中，热密封层包含乙烯乙酸乙烯酯共聚物或乙烯乙酸乙烯酯共聚物和聚乙烯的共混物。
根据包装的最终要求，第一或第二密封基材可包括任意数量的附加膜层。
保护层
第一密封基材或第二密封基材之一或二者可包含外部保护层。由于它被消费者或使用者看到，因此基材的外表面可优选地具有所希望的光学特性并且可具有高光泽。而且，它优选地经受住与尖锐物体接触并且提供耐磨损性，并且出于这些原因，它通常被称为抗损坏层。
外表面层应易于机械加工(即易于进料到机器并通过机器进行操作，例如用于输送、包装、印刷或作为膜或袋制造工艺的一部分)。合适的刚性、柔性、抗挠裂性、模量、拉伸强度、摩擦系数、可印刷性、和光学特性也经常通过合适地选择材料被设计到外部层中。也可选择此层具有适合于产生所希望的热密封部的特征，这些热密封部可以是耐烧穿的(例如，被脉冲密封器)或可以在某些包装实施例中用作热密封表面(例如，使用重叠密封)。
合适的外表层可包括：纸、取向聚酯、无定形聚酯、聚酰胺、聚烯烃、浇铸或取向尼龙、聚丙烯、或共聚物、或其共混物。此层或任何其他层的取向膜可以是单轴取向的或双轴取向的。外部层厚度典型地是0.5至2.0密耳。较薄的层可能对抗损坏性不太有效，然而较厚的层尽管更昂贵但可有利地用于生产具有独特的高度希望的抗穿刺性和/或抗损坏性特性的膜。
中间层
第一密封基材和第二密封基材之一或二者可包含中间层。中间层是外部层与内部层之间的任何层，并且可包括氧气阻挡层、粘接层或具有可用于膜结构或其预期用途的功能属性的层。中间层可用于改进、影响或以其他方式改变众多特征：例如陷印结构(trapprintedstructure)的可印刷性、机械加工性、拉伸特性、柔性、刚性、模量、设计的分层、易开特征、撕裂特性、强度、伸长率、光学、湿气阻挡性、氧气或其他气体阻挡性、辐射选择性或阻挡性(例如对紫外线波长)等。合适的中间层可包括：粘合剂、粘合剂聚合物、纸、取向聚酯、无定形聚酯、聚酰胺、聚烯烃、尼龙、聚丙烯、或共聚物、或其共混物。合适的聚烯烃可包括：聚乙烯、乙烯-α烯烃共聚物(EAO)、聚丙烯、聚丁烯、具有与较少量的共聚单体(如乙酸乙烯酯)聚合的按重量计大部分量的乙烯的乙烯共聚物、以及其他落入“烯烃”家族分类的聚合物树脂、LDPE、HDPE、LLDPE、EAO、离聚物、乙烯甲基丙烯酸(EMA)、乙烯丙烯酸(EAA)、改性的聚烯烃例如酸酐接枝的乙烯聚合物等。
粘接层
第一密封基材和第二密封基材之一或二者可包含一个或多个粘合剂层(本领域中也称为“粘接层”)，可以选择这些粘合剂层以促进多层膜中相邻层的彼此粘附并且防止不希望的分层。优选地配制多功能层以凭借该层中的材料与第一层和第二层的相容性而有助于一个层与另一个层的粘附，而无需使用单独的粘合剂。在一些实施例中，粘合剂层包含在第一层和第二层两者中发现的材料。该粘合剂层可合适地是多层基材的总厚度的小于10％并且优选在2％与10％之间。
第一基材和第二基材中的每一个可独立地包含任何合适数量的任何合适组成的粘接层或粘合剂层。根据与粘接层接触的层的组成，配制和定位各个粘合剂层以在膜的特定层之间提供所需水平的粘合剂。
内部层、外部层、中间层或粘接层可以由任何合适的热塑性材料形成，例如聚酰胺、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物例如苯乙烯-丁二烯共聚物、聚烯烃、以及特别地聚乙烯家族的成员(如LLDPE、VLDPE、HDPE、LDPE、COC、乙烯乙烯基酯共聚物或乙烯丙烯酸烷基酯共聚物)、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、离聚物、聚丁烯、α-烯烃聚合物、聚酯、聚氨酯、聚丙烯酰胺、酸酐改性的聚合物、丙烯酸脂改性的聚合物、聚乳酸聚合物、或这些材料中的两种或更多种的不同共混物。
阻挡层
第一密封基材和第二密封基材之一或二者可包括阻挡层。该阻挡层可充当气体阻挡层、湿气阻挡层、或气体和湿气阻挡层。气体阻挡层优选地是氧气阻挡层，并且优选地是位于表面层之间并由表面层保护的核心层。例如，氧气阻挡层可以与第一表面层和粘合剂层接触或可以夹在两个粘接层和/或两个表面层之间。
优选地选择氧气阻挡层以提供充分降低的氧气渗透性以保护包装的物品免受不希望的劣化或氧化过程。优选地多层包装基材具有在1个大气压和23℃下小于150cm3/m2/24h的氧气透过率(O2TR)、如在1个大气压下小于10cm3/m2/24h。为了保护对氧敏感的物品免受随时间推移由氧气接触产生的劣化，膜可以具有在1个大气压和23℃下小于l、如小于0.1、小于0.01、或小于0.001cm3/m2/24h的O2TR。
优选选择湿气阻挡层以提供充分减少的透湿性以保护布置在密封包装中的物品免受不希望的劣化。根据不同实施例，优选的膜将具有在38℃和90％RH下小于15g/m2/24h的水蒸气透过率(WVTR)。在一些实施例中，膜具有在38℃和90％RH下小于1、小于0.1、或小于0.01g/m2/24h的WVTR。
阻挡层可以包含任何合适的材料并且可以是任何合适的厚度。气体阻挡层可以包括聚乙烯醇(PVOH)、乙烯乙烯基醇(EVOH)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚酰胺、聚酯、聚亚烷基碳酸酯、聚丙烯腈、纳米复合材料、金属化膜如铝气相沉积在聚烯烃上等，如本领域技术人员已知的。合适的湿气阻挡层包括铝箔、PVDC、氟聚合物像聚氯三氟乙烯(PCTFE)、聚烯烃如HDPE、LLDPE和环烯烃共聚物(COC)以及金属化膜如铝气相沉积在聚烯烃上等，如本领域技术人员已知的。希望的是选择阻挡层的厚度以提供所寻求的性能特性的所希望的组合(例如，相对于氧渗透性、水蒸气渗透性、抗分层性等)。
主体层
第一密封基材或第二密封基材可包含任何合适的主体层。主体层可提供附加的功能如刚性或改善机械加工性、成本、柔性、阻挡特性等。优选的主体层包含一种或多种聚烯烃，如聚乙烯、乙烯-α烯烃共聚物(EAO)、聚丙烯、聚丁烯，具有与较少量的共聚单体(如乙酸乙烯酯)聚合的按重量计大部分量的乙烯的乙烯共聚物，以及其他落入“烯烃”家族分类的聚合物树脂。该主体层可以具有任何合适的厚度或甚至可以省略以用于某些应用。
在优选的实施例中，第二密封基材是热成型的。
在一些优选的实施例中，第一密封基材由不同于形成第二密封基材的材料的材料形成。在一些实施例中，第一密封基材包含纸或非织造材料。优选地，纸或非织造材料应该是多孔的并且具有足够低的孔径以防止被细菌和其他微生物渗透，但具有足够高的孔径以允许气体和/或水蒸气通过孔。在优选的实施例中，用作第二密封基材的材料包括但不限于医疗级牛皮纸，尤其是未经涂覆的医疗级牛皮纸。此种纸的非限制性实例包括Arjo60克/m2纸(法国布洛涅比扬古阿尔若维根斯公司(Arjowiggins SAS,BoulogneBillancourt,France))。另外优选的非织造材料包括纺粘的非织造聚烯烃，如但不限于以商标DuPontTM 材料(美国特拉华州威尔明顿杜邦公司(E.I.du Pont de Nemoursand Company,Wilmington,DE,USA))出售的材料家族。根据包装的最终要求，第二密封基材可包括任意数量的附加膜层。
如本文使用的，术语“热密封部”等是指膜表面的第一部分(即，由单层或多个层形成的)，其能够典型地在热和压力下与膜表面的第二部分形成气密熔融粘结。热密封层能够通过常规的间接加热手段熔融粘结，这些加热手段在至少一个膜接触表面上产生足够的热量以传导到邻近的膜接触表面上并在它们之间形成粘结界面而不损失膜的完整性。应认识到热密封可以通过多种多样的方式中的任何一种或多种进行，如使用热密封技术(例如，熔珠密封(melt-bead sealing)、热密封、脉冲密封、超声密封、热空气、热线、红外线照射等)。
定义
应理解，本发明不限于所描述的具体方法学、方案、材料、和试剂，因为这些可以变化。还应理解的是，本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在对本发明的范围进行限制。
如本文使用的，除非上下文明确地另外指出，否则单数形式“一个/一种”(a/an)以及“该”包括复数指示物。
如本文使用的，除非上下文明确地另外指出，否则术语“或”通常以其包括“和/或”的含义来使用。术语“和/或”意指所列出的元素中的一项或所有或者所列出的元素中的任何两项或更多项的组合。在本文的某些情况下使用“和/或”并不意味着在其他情况下使用“或”不意指“和/或”。
如本文使用的，“具有(have)”、“具有(has)”、“具有(having)”、“包括(include)”、“包括(includes)”、“包括(including)”、“包含(comprise)”、“包含(comprises)”、“包含(comprising)”等以其开放式的包含性含义使用，并且通常意指“包括但不限于(includes,but not limited to)”、“包括但不限于(includes,but not limited to)”、或“包括但不限于(including,butnot limited to)”。将理解的是，“由......组成(consists of)”和“由......组成(consisting of)”或“基本上由......组成(consists essentially of)”或“基本上由......组成(consisting essentially of)”包括在“包含(comprise)”、“包含(comprising)”等内。例如，包含第一密封基材和第二密封基材的包装可以是由第一和第二基材组成、或基本上由其组成的包装。
“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况、或组成部分能或不能发生，并且该描述包括该事件、情况、或组成部分发生的情况以及其不发生的情况。
措辞“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可以提供某些益处的本披露的实施例。然而，在相同的或其他情况下，其他实施例也可以是优选的。此外，一个或多个优选的实施例的陈述不意味着其他实施例是没有用的，并且不旨在将其他实施例从本发明技术的范围内排除。
除非另外定义，本文所用的所有技术和科学术语都具有与本发明所属领域普通技术人员通常所理解的相同的含义。出于所有目的将本文特别提及的所有公开物以及专利通过引用结合。
附图说明
本发明的其他特征和优点将从下面的详细说明、结合附图变得明显，在这些附图中：
图1是含有如本文描述的包装的包装产品的实施例的示意图。
图2是可以热密封以生产热密封条件指示包装的第一密封基材和第二密封基材的实施例的示意图。
图3是热密封条件指示包装的两个基材之间的在不同温度下的密封强度的曲线图以及相应的颜色变化。
图4是在已经出现颜色变化的热密封区域中包含隐色染料的基材热密封到具有隐色染料显色剂的基材上的图像。图4中热密封区域的其中很少或没有颜色可见的部分是具有污染物的区域。
图5是不含隐色染料和显色剂的两个传统基材的图像，这些基材在热密封区域(左)中被热密封并且包含隐色染料的基材在热密封区域(右)中被热密封到具有隐色染料显色剂的基材上。热密封条含有污染物。
具体实施方式
现将更详细地描述附图，其中示出了一些但不是全部的实施例。实际上，本发明可以以许多不同的形式来体现，并且不应理解为受限于图中展示的实施例。相同的数字在全文中是指相同的元素。
图1中示出的是包括热密封条件指示包装10的包装产品的一个实施例，该热密封条件指示包装包括由第一密封基材100形成的热成型部件11，和由第二密封基材200形成的封盖部件12。该封盖部件12通过热和压力活化的热密封部15被粘附到该热成型部件11上。该热和压力活化的热密封部15通常与封盖部件12的外围边缘14相邻并且提供了包围用于接收产品16的产品空腔20的边界。在此特别优选的实施例中，包装10是可气体灭菌的医疗包装。当该第一密封基材100与该第二密封基材200充分熔融时，出现了指示在该热密封部15内的热密封无缺陷状态25的有色外观。然而，当存在缺陷或瑕疵时，缺陷将干扰热密封部15内的有色组分的混合。因此，在热密封部中存在缺陷的位置将不存在颜色变化，并且热密封缺陷状态(未示出)将是明显的。在此具体实例中，热密封部15被配置为翅形密封。
在此具体实施例中，该产品空腔15形成为其中包含的产品16的一般形状。然而，本领域技术人员将理解，该热成型部件11可以形成为所需的任何形状并且可以具有各种尺寸。包装10特别良好地适合于医疗产品的包装，如但不限于注射器等，因为第二密封基材200的纸或非织造材料对于气体如环氧乙烷是多孔的，从而允许包装内容物在其最终用途之前进行灭菌。应理解，包装10也可以包装其他产品，如非医疗产品，包括食物物品。虽然包装10被描述为仅具有一个空腔13，但还考虑本发明的热成型部件11可包括多个空腔(未示出)。虽然示出了图1中描绘的包装具有热成型部件11，但还考虑本发明的包装包括包和袋，这些包和袋通常不是热成型的但具有平坦部件(未示出)。
现参考图2，示出了第一100和第二200密封基材的实施例。该第一密封基材100包括包含隐色染料的涂层120，该涂层布置在可以与该第二基材200热密封的该基材100的层110的表面上。该涂层120可被印刷在该层110的表面上。该第二基材200是多层膜，其具有热密封层210和至少一个附加层220。该热密封层210包含隐色染料显色剂并且可以热密封到其上施加该涂层120的该第一基材100的层110的表面上。
实例
实例1
在此实例中，将5克的结晶紫内酯的隐色染料与1995克的乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)(具有2％乙酸乙烯酯含量)树脂在挤出之前通过用手简单地混合进行干共混。将该混合物进料至单螺杆挤出机料斗内。单螺杆挤出机温度曲线设定为(200°F、250°F、300°F、或330°F)并且染料温度设定为330°F。挤出机的螺杆转速设定为40RPM。然后将2密耳厚的单层膜从该混合物中挤出以形成第一密封基材。制备含有在异丙醇中的10％(wt.)十八烷酸(硬脂酸)隐色染料显色剂和10％(wt.)2,2’-亚乙基双(4,6-二-叔丁基苯酚)(129)隐色染料敏化剂的溶液。将1-密耳等分试样的该溶液涂覆到DuPontTM 膜上以形成第二密封基材。切割每个基材的一英寸宽的带，并且然后将其在300°F(149℃)下在30psi下热密封在一起，其中停留时间为一秒。
实例2
在此实例中，与以上实例1相同地制备第一密封基材。制备10％(wt.)2,2’-亚乙基双(4,6-二-叔丁基苯酚)(129)隐色染料敏化剂在异丙醇中的第一溶液。制备10％(wt.)抗坏血酸隐色染料显色剂在水中的第二溶液。然后将1-密耳等分试样的每种溶液涂覆到膜上以形成第二密封基材。切割每个基材的一英寸宽的带，并且然后将其在300°F(149℃)下在30psi下热密封在一起，其中停留时间为一秒。
实例3
在此实例中，与以上实例1相同地制备第一密封基材。制备含有在异丙醇中的10％(wt.)双酚A隐色染料显色剂和10％(wt.)2,2’-亚乙基双(4,6-二-叔丁基苯酚)(129)隐色染料敏化剂的溶液。将1-密耳等分试样的该溶液涂覆到膜上以形成第二密封基材。切割每个基材的一英寸宽的带，并且然后将其在300°F(149℃)下在30psi下热密封在一起，其中停留时间为一秒。
实例4
在此实例中，与以上实例1相同地制备第一密封基材。制备含有在异丙醇中的10％(wt.)双酚S隐色染料显色剂和10％(wt.)2,2’-亚乙基双(4,6-二-叔丁基苯酚)(129)隐色染料敏化剂的溶液。将1-密耳等分试样的该溶液涂覆到膜上以形成第二密封基材。切割每个基材的一英寸宽的带，并且然后将其在300°F(149℃)下在30psi下热密封在一起，其中停留时间为一秒。
实例5
在此实例中，与以上实例1相同地制备第一密封基材。制备含有在异丙醇中的10％(wt.)十八烷酸(硬脂酸)隐色染料显色剂的溶液(没有隐色染料敏化剂)。将1-密耳等分试样的该溶液涂覆到膜上以形成第二密封基材。切割每个基材的一英寸宽的带，并且然后将其在300°F(149℃)下在30psi下热密封在一起，其中停留时间为一秒。
实例6
在此实例中，与以上实例1相同地制备第一密封基材。制备含有在异丙醇中的10％(wt.)双酚A隐色染料显色剂的溶液(没有隐色染料敏化剂)。将1-密耳等分试样的该溶液涂覆到膜上以形成第二密封基材。切割每个基材的一英寸宽的带，并且然后将其在300°F(149℃)下在30psi下热密封在一起，其中停留时间为一秒。
记录每个实例的观察结果并将结果报告在下表1中：
实例7
在此实例中，将绿茶提取物用作隐色染料显色剂。将绿茶提取物掺入多层基材的热密封层中。该热密封层由EVA-聚丁烯(PB1)+30％绿茶提取物母料组成。将绿茶提取物以10％装载入母料中以在密封层中产生3％。制备另一个具有如下密封层的多层基材：EVAPB1+20％绿茶提取物母料。将绿茶提取物以10％装载入母料中，在密封层中产生2％。
将密封层中具有显色剂的多层基材热密封到未经涂覆的膜上，该膜印刷有溶解在乙酸正丙酯中的0.05％、0.1％、0.5％和1％的结晶紫内酯(隐色染料)。将这些膜在220°F至300°F之间的不同温度下在40psi下密封，其中停留时间为1s。
使用英斯特朗(Instron)机器测试这些膜之间的密封强度以进行180度剥离测试。当机器将密封的带拉开时，同时测量剥离力。剥离密封强度被测量为整个剥离过程中测量的最高剥离力。
如下测量热密封部中的颜色变化。采用基于lab颜色的体系。lab颜色空间是颜色-对立空间，其中维度L表示亮度，并且a和b表示颜色-对立维度，基于非线性压缩的(例如，CIE XYZ)坐标。CIELAB的三个坐标代表颜色的亮度(L*＝0产生黑色并且L*＝100表示漫射白色；镜反射白色可能更高)，其在红色/品红与绿色之间的位置(a*，负值表示绿色而正值表示品红)以及其在黄色与蓝色之间的位置(b*，负值表示蓝色而正值表示黄色)。因为一旦与显色剂反应，隐色染料为蓝色，在此实例中使用“b”值。使用爱色丽公司(X-Rite)分光光度计测量b值。绝对b数值越大，蓝色越强烈。
操作热密封条件以提供良好品质的密封部，密封部中轻微的破坏，如膜或低温热密封部中的褶皱，或密封中的完全破坏，如材料之间的污染物。良好的热密封部导致可辨别的颜色变化(良好的颜色饱和度)。密封部中的轻微的破坏导致非常微弱的颜色变化(一些颜色饱和度，但低于明显阈值)。密封部中的完全破坏导致没有颜色变化。
图3示出了在220°F至300°F之间的不同温度下颜色变化和密封强度的测试结果。随着密封温度从220°F增加至300°F，峰值密封强度从约10gF增加至约2200gF。此外，随着热密封温度增加，热密封部处的颜色饱和度增加。例如，在热密封条件220°F下，观察到微弱的颜色变化(从b＝0至b＝-2.13)。然而，随着热密封温度增加，在约280°F下颜色变化变得更为显著(b＝-21.64)。所观察到的颜色变化的表示在下图3中的曲线图中示出。
如图3所示，颜色饱和度与密封品质之间的相关性是可容易观察到的。
图4是热密封到具有EVA-聚丁烯(PB1)+20％绿茶提取物母料热密封层的多层膜上的印刷有溶解在乙酸正丙酯中的1％的结晶紫内酯(隐色染料)的膜的图像。如图4所示，热密封区域包括在其中已经出现颜色变化的部分以及在其中没有(或少许)出现颜色变化的部分。图4中的热密封区域中没有颜色的部分是具有污染物的区域。
图5是两个热密封的包装的图像。右边的包装是印刷有溶解在乙酸正丙酯中的1％的结晶紫内酯(隐色染料)并且热密封到具有EVA-聚丁烯(PB1)+20％绿茶提取物母料热密封层的多层膜上的膜。左边的包装与右边的包装相同，不同之处在于这些膜不含隐色染料和显色剂。污染物存在于热密封条上。如右边的所示，浅色指示整体低劣品质的密封部，其中一些非常浅至无色的区域指示极度低劣品质的密封部或没有密封部。在不存在两种组分指示剂的情况下，几乎没有证据表明低劣品质的密封部(左边)。
以上描述和实例说明了本发明的某些实施例，并不解释为限制性的。本领域内通常遇到的具体实施例、其组合、不同实施例的修改和改编、条件和参数的选择将对本领域技术人员而言是明显的，并且被视为在本发明的精神和范围内。

Claims (51)

1.一种热密封条件指示包装，其包括：
包含隐色染料的第一密封基材；
包含隐色染料显色剂的第二密封基材；以及
将该第一密封基材与该第二密封基材连接的热密封部，该热密封部包含隐色染料和隐色染料显色剂的有色反应产物，
其中指示该热密封部中的该有色反应产物的光学特征是可检测的。
2.根据权利要求1所述的热密封条件指示包装，其中，该光学特征的量值与该热密封部中的该第一密封基材与该第二密封基材的连接强度成比例。
3.根据权利要求2所述的热密封条件指示包装，其中，如果沿着该热密封部的至少一部分的该光学特征的量值满足或超过基于应用的绝对阈值，那么该热密封部的至少该部分对于给定的应用具有足够的强度。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的热密封条件指示包装，其中，该包装被配置为使得当该热密封部的强度沿着该热密封部或该热密封区域的长度一致时，沿着该热密封部或热密封区域的该光学特征的量值的方差不超过方差阈值。
5.根据权利要求2所述的热密封条件指示包装，其中，如果沿着该热密封部的至少一部分的该光学特征的量值不满足或超过该包装的给定应用的绝对阈值，那么该热密封部对于该给定的应用是不足的。
6.一种热密封条件指示包装，其包括：
包含隐色染料的第一密封基材；
包含隐色染料显色剂的第二密封基材；以及
将该第一密封基材与该第二密封基材连接的热密封部，其中该热密封部具有指示该热密封部中的该第一密封基材与该第二密封基材的连接强度的可检测的光学特性。
7.一种热密封条件指示包装，其包括：
包含隐色染料的第一密封基材；
包含隐色染料显色剂的第二密封基材；
其中该第一密封基材与该第二密封基材连接的热密封区域，该热密封区域包含隐色染料和隐色染料显色剂的有色反应产物；以及
与该热密封区域相邻的非密封区域，
其中该有色反应产物为该热密封区域提供不同于该非密封区域的光学特征。
8.根据权利要求7所述的热密封条件指示包装，其中，该热密封区域与该非密封区域之间的光学特征的差异的量值与该热密封区域中的该第一密封基材与该第二密封基材的连接强度成比例。
9.一种热密封条件指示包装，其包括：
包含隐色染料的第一密封基材；
包含隐色染料显色剂的第二密封基材；
将该第一密封基材与该第二密封基材连接的热密封区域；以及
与该热密封区域相邻的非密封区域，
其中该热密封区域被配置为具有不同于该非密封区域的可检测的光学特征，并且其中该可检测的光学特征指示该热密封区域中的该第一密封基材与该第二密封基材的连接强度。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的热密封条件指示包装，其中，该可检测的光学特征包括当该第一密封基材被热密封到该第二密封基材上时产生的可见的颜色变化。
11.根据权利要求7-10中任一项所述的热密封条件指示包装，其中，该包装被配置为使得当该热密封部的强度沿着该热密封部或该热密封区域的长度一致时，沿着该热密封部或热密封区域的该光学特征的量值的方差不超过方差阈值。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的热密封条件指示包装，其中，该包装被配置为使得当该热密封部中存在缺陷时，(i)该热密封部的第一区域内的光学特征的量值与(ii)该热密封部的第二区域内的光学特征的量值的差值超过差别阈值。
13.一种方法，该方法包括：
提供包含隐色染料的第一密封基材；
提供包含隐色染料显色剂的第二密封基材；并且
施加热和压力以在热密封区域处将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上，以产生该隐色染料和该隐色染料显色剂的有色反应产物。
14.根据权利要求13所述的方法，该方法进一步包括：
检测指示在该第一基材被热密封到该第二基材上的区域中的该有色反应产物的光学特征。
15.根据权利要求14所述的方法，该方法进一步包括：
将检测到的光学特征的量值与第一密封基材与该第二密封基材之间的该密封部的强度相关联。
16.根据权利要求15所述的方法，该方法进一步包括确定如果该检测到的光学特征的量值满足或超过该包装的给定应用的绝对阈值，则该热密封部的品质是足够的，或者确定如果该检测到的光学特征的量值小于该阈值，则该热密封部的品质对于该给定应用是不足的。
17.根据权利要求13所述的方法，该方法进一步包括：
检测指示该热密封区域中的第一区域的有色反应产物的光学特征；
检测指示该热密封区域中的第二区域的有色反应产物的光学特征；并且
比较该第一区域与第二区域之间的检测到的光学特征的量值。
18.根据权利要求17所述的方法，该方法进一步包括：
确定该第一区域与第二区域之间的检测到的光学特征的量值的差值是否满足或超过预定的差别阈值。
19.根据权利要求18所述的方法，该方法进一步包括确定如果该差值满足或超过该差别阈值，则该第一基材与第二基材之间的该热密封部的品质是不足的，或者确定如果该差值低于该差别阈值，则该第一基材与第二基材之间的该热密封部的品质是足够的。
20.根据权利要求18所述的方法，该方法进一步包括确定如果第一区域和第二区域二者的检测到的光学特征的量值超过该包装的给定应用的绝对阈值，则该第一基材与第二基材之间的该热密封部的品质是足够的。
21.根据权利要求13所述的方法，该方法进一步包括：
检测指示在该第一密封基材被热密封到该第二密封基材上的区域中的多个位置处的有色反应产物的光学特征；并且
确定在该多个位置处的检测到的光学特征的量值的方差。
22.根据权利要求21所述的方法，该方法进一步包括：
确定在该多个位置处的检测到的光学特征的量值的方差是否满足或超过预定的方差阈值。
23.根据权利要求22所述的方法，该方法进一步包括确定如果该方差满足或超过该方差阈值，则该第一基材与第二基材之间的该热密封部的品质是不足的，或者确定如果该方差小于该方差阈值，则该第一基材与第二基材之间的该热密封部的品质是足够的。
24.根据权利要求22所述的方法，该方法进一步包括确定如果第一区域和第二区域二者的检测到的光学特征的量值超过该包装的给定应用的绝对阈值，则该第一基材与第二基材之间的该热密封部的品质是足够的。
25.根据权利要求13-24中任一项所述的方法，其中，将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上产生了包括热密封区域和非密封区域的包装，在该热密封区域中该第一密封基材被热密封到该第二密封基材上，在该非密封区域中该第一密封基材未被热密封到该第二密封基材上。
26.根据权利要求25所述的方法，该方法进一步包括
检测指示在该热密封区域中的有色反应产物的光学特征；
检测指示在该非密封区域中的有色反应产物的光学特征；并且
比较在该热密封区域检测到的光学特征与在该非密封区域检测到的光学特征。
27.根据权利要求26所述的方法，该方法进一步包括：
确定在该热密封区域的检测到的光学特征的量值与在该非密封区域的检测到的光学特征的量值的差值；并且
将该量值的差值与该热密封区域中该第一密封基材与第二密封基材之间的该密封部的强度相关联。
28.一种方法，该方法包括：
提供包含隐色染料的第一密封基材；
提供包含隐色染料显色剂的第二密封基材；并且
将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上以产生热密封部，其中产生该热密封部导致该热密封部处光学特征的变化。
29.一种用于生产热密封条件指示包装的系统，该系统包括：
包含隐色染料的第一密封基材；以及
包含隐色染料显色剂的第二密封基材；
其中该第一密封基材被配置为热密封到该第二密封基材上以生产该包装，
其中将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上产生了该隐色染料和该隐色染料显色剂的有色反应产物，并且
其中在将该第一密封基材密封到该第二密封基材上之后，指示该有色反应产物的光学特征在热密封部的区域中是可检测的。
30.一种用于生产热密封条件指示包装的系统，该系统包括：
包含隐色染料的第一密封基材；以及
包含隐色染料显色剂的第二密封基材；
其中该第一密封基材被配置为热密封到该第二密封基材上以生产该包装，
其中将该第一密封基材热密封到该第二密封基材上导致热密封部的区域中的光学特征可检测。
31.根据权利要求1-12中任一项所述的包装，根据权利要求13-28中任一项所述的方法，或根据权利要求29或30所述的系统，其中，该第一密封基材与第二密封基材之一或二者包含热密封层和至少一个选自下组的附加层，该组由以下各项组成：阻挡层、主体层、外部保护层、和粘接层。
32.根据权利要求31所述的包装、方法或系统，其中，该隐色染料或该隐色染料显色剂之一或二者在该热密封层中或在其上。
33.根据权利要求31或32所述的包装、系统或方法，其中，该隐色染料显色剂在该热密封层中。
34.根据权利要求31-33中任一项所述的包装、系统或方法，其中，该热密封层包含乙烯乙酸乙烯酯共聚物。
35.根据权利要求31-34中任一项所述的包装、系统或方法，其中，该热密封层包含环烯烃共聚物。
36.根据权利要求31-35中任一项所述的包装、系统或方法，其中，该第一密封基材和该第二密封基材之一或二者进一步包含隐色染料敏化剂，该隐色染料敏化剂在熔化时溶解该隐色染料和该隐色染料显色剂二者。
37.根据权利要求36所述的包装、系统或方法，其中，隐色染料敏化剂具有在23℃与149℃之间的熔点。
38.根据权利要求36所述的包装、系统或方法，其中，该隐色染料敏化剂是2,2’-亚乙基双(4,6-二-叔丁基苯酚)。
39.根据权利要求1-12中任一项所述的包装，根据权利要求13-28中任一项所述的方法，或根据权利要求29或30所述的系统，或根据权利要求31-35中任一项所述的包装、系统或方法，其中，该第一密封基材和第二密封基材基本上不含隐色染料敏化剂。
40.根据权利要求1-39中任一项所述的包装、系统或方法，其中，该隐色染料选自下组，该组由以下各项组成：酰基金胺、酰基隐色吩噻嗪、α-不饱和芳基酮、氮杂苯酞、苯甲酰基隐色亚甲基蓝、苯甲酰基隐色噁嗪、苯甲酰基隐色噻嗪、β-不饱和芳基酮、碱性单偶氮染料、双吲哚基苯酞、10-苯甲酰基-N,N,N,N-四乙基-3,7-二氨基-10H-吩噁嗪、咔唑基蓝、显色氮杂苯酞化合物、结晶紫内酯、二芳基苯酞、二苯基甲烷、二硫代-草酰胺、二[双-(吲哚基)乙烯基]四卤代苯酞、荧烷、绿内酯、3-(吲哚-3-基)-3-(4-取代的氨基苯基)苯酞、吲哚基双-(吲哚基)乙烯、吲哚基红、隐色金胺、隐色苯甲酰基亚甲基蓝、隐色孔雀石绿、3-甲基-2,2-螺双(苯并-[f]-色烯)、吩噁嗪、苯酞隐色染料、二氢异苯并呋喃、聚苯乙烯甲醇和8-甲氧基苯并吲哚啉螺吡喃、罗丹明β内酰胺、螺吡喃、取代的4,7-二氮杂苯酞、亚磺酸内酯、米式醇的对甲苯磺酸酯、三芳基甲烷、三苯基甲烷(龙胆紫和孔雀石绿)、3,3-二芳基-3H-2,1-苯并氧硫杂环戊烷1-氧化物及其混合物。
41.根据权利要求1-39中任一项所述的包装、系统或方法，其中，该隐色染料是结晶紫内酯。
42.根据权利要求1-41中任一项所述的包装、系统或方法，其中，该隐色染料显色剂包含选自下组的弱酸，该组由以下各项组成：双酚A、双酚S、对羟基苯甲酸辛酯、对羟基苯甲酸甲酯、1,2,3-三唑、4-羟基香豆素衍生物、及其组合。
43.根据权利要求1-39中任一项所述的包装、系统或方法，其中，该隐色染料显色剂包含选自下组的有机化合物，该组由以下各项组成：环取代的苯酚、抗坏血酸、十八烷酸(硬脂酸)、间苯二酚、水杨酸。
44.根据权利要求1-39中任一项所述的包装、系统或方法，其中，该隐色染料显色剂是十八烷酸或抗坏血酸。
45.根据权利要求1-39中任一项所述的包装、系统或方法，其中，该隐色染料显色剂具有在3与10之间的pKa。
46.根据权利要求1-39中任一项所述的包装、系统或方法，其中，该隐色染料显色剂包含儿茶素。
47.根据权利要求1-39中任一项所述的包装、系统或方法，其中，该隐色染料显色剂包含绿茶提取物。
48.根据权利要求1-47中任一项所述的包装、系统或方法，其中，该第一基材是热成型的。
49.根据权利要求1-47中任一项所述的包装、系统或方法，其中，该第一基材是柔性的。
50.根据权利要求1-49中任一项所述的包装、系统或方法，其中，该第二密封基材是涂覆的纺粘聚烯烃材料。
51.根据权利要求1-49中任一项所述的包装、系统或方法，其中，该第二密封基材是热塑性材料。
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