CN1835691B - 指示器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定塑料物件的老化的指示器装置(5)，其中所述物件在紫外线辐射下可以发生退化。指示器装置被固定安置在物件上或结合在物件内并且包括在紫外线辐射下可以发生退化的颜料。颜料的退化跟随包含在物件中的塑料材料的退化或者对应于符合法规或其他法令的预先确定的时间间隔。本发明还涉及一种包括指示器装置(5)的安全头盔，其中所述指示器装置(5)具有上面所述的性能。

Description

指示器装置

技术领域

本发明涉及一种用于确定塑料物件的老化的指示器装置，其中所述物件在紫外线辐射下可发生退化，所述指示器装置被固定安置在物件上或结合在物件内。

本发明还涉及一种包括指示器装置的安全头盔。

背景技术

塑料是一种用在许多场合中的材料。特别地，塑料已经开始被用在各种安全和个人防护物件的制造上。塑料具有许多有利性能，例如，能经受冲击，而且在制造上则易于形成不同的形状。

遗憾的是，塑料同时具有缺点。一个并非微不足道的缺点在于，在紫外线辐射的作用下，塑料发生退化、进而老化。例如，紫外线辐射的存在可能导致不同类型的塑料中裂纹的产生。就算通过材料的开发而进行各种尝试以阻止此种老化，但是，对于那些目前现有的材料而言，在对安全性至关重要的部件，例如个人防护装置，的制造方面，老化是一个必须加以考虑的因素。此类产品的几个例子为安全头盔、儿童汽车座椅和儿童自行车座，这些产品在其使用期中均会程度或大或小地经受到紫外线辐射。

然而，在没有紫外线的辐射下，例如当产品包装以及存储时，退化极小。取决于产品用在室内还是室外、以及产品用在北纬度范围还是南纬度范围，老化速度的差别也已经被观察到。换言之，产品所暴露到的紫外线辐射是老化速度的一个决定性因素。

因而，目前在某些情况下所应用的日期标记法不能以适宜的方式反映产品的老化。为了保证已经老化以及其机械强度已经失效的产品不再被使用，日期标记法必须采用这样的方式，即应用相当大的安全裕度。产品能够使用多长时间的限度必须这样设定，即把暴露到紫外线辐射上以及随之发生老化的最大假设量作为出发点。在许多情况下，导致可使用的产品，由于它们尚未暴露到紫外线辐射上，从而根本就还未老化，在它们的日期标记到期时，变得无法销售。通常，日期标记被遵守，因为无人希望冒着人员伤害或财物损坏的风险去使用由于老化已经变为失效的产品。对于此类产品库存量大的制造商、零售商以及终端用户而言，这方面使得他们蒙受相当大的经济损失。

一个进一步的问题点在于，一些国家在当地对于最大允许使用时限具有极其严厉的法规要求。这样会使同一种产品由于法规问题在一个市场上至多只能使用一段短的时间，而在另一个市场上，所述产品则可使用一段较长的时间。由于产品的实际耐用期限一般超过所述的较长时间，因而为了避免不必要的经济损失，同时遵守当地的法规，确实地充分利用最大允许时间相当重要。

发明内容

因而，本发明的目的在于提供一种指示器装置，该指示器装置比现有技术中的日期标记法更好地反映出老化程度。

构成本发明的基础的目的将通过这样的方式得以实现，即所述指示器装置包括由于紫外线辐射而发生退化的颜料，并且所述颜料的退化跟随包含在物件中的塑料材料由于紫外线辐射所发生的退化而发生退化、或者跟随由法规或其他法令预先确定的时间间隔而发生退化。

对于安全头盔，依据本发明的目的将通过这样的方式得以实现，即指示器装置展现出的性能与权利要求1或2中的至少一项一致。

如果使指示器装置进一步具有权利要求3到6中所列出的其中一个或多个特征，则将获得更多的优点。

附图说明

现在将在下面通过参考附图，对本发明进行更加详细的描述。所述附图如下：

附图1A为依据本发明的指示器装置的一个实施例的剖视图；

附图1B为指示器装置的一个变体的、对应于附图1A中的剖视图的视图；

附图2A为依据本发明的指示器装置的第二实施例的平面图，其中所述指示器装置处于其原始状态；

附图2B为依据附图2A中所示指示器装置的视图，其中所述指示器装置处于老化状态；

附图3为其上安置有一个依据本发明的指示器装置的安全头盔的直立侧视正面图；

附图4为依据本发明的指示器装置的第二实施例的立体图；

附图5为依据本发明的指示器装置的第三实施例的立体图。

具体实施方式

图1A、1B、2A和2B示出了依据本发明的指示器装置的实施例。本发明的这些以及其它实施例的一个共同特征在于：指示器装置由耐光度已知的颜料掺合到其中的载体材料制成，其中所述载体材料通常为塑料材料。

最为优选地，载体材料为聚乙烯，原因是该材料经济、对环境有利、能够注射模塑、易于紫外线稳定(simple to UV stabilise)、易于借助颜料而上色、以及在指示器装置的使用寿命期间为颜料提供一个有利的环境。在紫外线稳定方面，其必须确保颜料不受影响，而其保持那些预期的性能。

载体材料所携带的是这样的颜料，即所述颜料比其载体材料退化(degrades)得更快。光，尤其是紫外光，作用下退化的速度通过颜料的耐光度指示。耐光度被分成1到8级，其中较低的级数表示颜料在光作用下快速退化，而较高级数则表示退化所用的时间更长。许多颜料的性能众所周知并被文献记载。例如，在合适的已知数量的紫外线辐射作用下，能够使颜色变化从紫色变到白色或红色、直至透明。

颜料的颜色、进而指示器装置的颜色的退化，还受到指示器装置的材料厚度的影响，因为最为接近指示器装置的表面的颜料首先受到影响并且受到影响的程度最大，而位置较深的颜料则只有当表面颜料已经退化时才受到影响。因而，颜色在材料厚度薄的区域将首先消失，而在材料厚度较大的区域上，则会最长久地保持原始颜色。

为了使依据本发明的指示器装置指示出物件在紫外线辐射作用下的老化程度，颜料的退化应该以大体上与物件中材料老化相同的速率发生。可能地，可允许指示器装置中颜料的退化发生得稍微快些，但不可使退化发生得更慢，原因在于，如果指示器装置如此指示的话，则物件中材料完好无损的目的将得到保证。

合适地，彩色颜料的性能以及指示器装置的厚度与物件中的材料所发生的退化匹配，其中指示器装置安置在所述物件上。然而，指示器装置本身无需由与物件相同的材料制成；关键在于彩色颜料的性征，即在紫外线辐射作用下的退化，对应于物件自身的制造材料所发生的退化，例如裂纹的形成。为了促使指示器装置中颜料的退化对应于物件中材料的退化，主要对下列因素进行实验：颜料的选择，考虑其对于光、天气和温度的性能；颜料的浓度，以及相关物件的厚度。

另一种变通的可行方式在于，以这样的方式选择彩色颜料和材料厚度，使得彩色颜料的退化对应于指定市场上暴露到紫外线光的最大允许量。在这样的情况下，出发点必须为允许暴露时间中经过计算的总紫外线辐射量。因而，可获得这样的指示器装置，当在一个预定时间期限中完成了积极使用(即暴露在紫外线辐射下)时，所述指示器装置作出指示。可在同一个物件上提供不同的指示器装置，以适应在不同市场上所实施的法规或其它法令。当物件在一段时间中没有被使用时，所述物件的老化中止，同样在对所述指示器装置进行保护而使其免受紫外线辐射、亦即将所述指示器装置存储在室内的情况下，指示器装置中的彩色颜料的退化也中止。

图1A示出了具有不同材料厚度的指示器装置1的剖视图。材料厚度从较薄的部分2、经过中等厚部分3、逐渐变化到最大厚度的部分4。图1B示出了指示器装置1的一种变体的剖视图，其中材料厚度在薄边缘2和厚度最大的中心部分4之间无极变化。随着依照两幅图的指示器装置中的颜料的退化，其颜色将逐渐消失，其中在较薄部分2的边缘处消失最快，且在最厚部分4消失得最迟。颜色的逐渐消失可为用户提供物件的使用寿命还有多长的指示，其中指示器装置1紧固到所述物件上。

图2A示出了指示器装置的一种变体，其中所述变体的特殊性能可以与那些刚刚进行描述的、图1所示的指示器装置1的性能结合在一起。图2A中的指示器装置5为小标牌形式，所述小标牌由着色的载体材料制成。图2A中颜料以一系列点表示。在图2A中，指示器装置5被显示为处于其原始状态，即当所述指示器装置5以及所述指示器装置5紧固到其上的物件是新的并且还未暴露到大量的紫外线辐射上的时候。指示器装置5设置有一个标记6，在图中，所述标记6为字母C形式。在图2A中，标记6被布置在指示器装置5内的颜料所隐藏。如果标记的颜色与未退化颜料的颜色一致，则用肉眼将会相当彻底地看不着所述标记。标记可在指示器装置上铸成，但是也可后来添附，例如印刷或胶合在指示器装置的下侧。

图2B显示指示器装置5已经暴露到紫外线辐射上一段长时间之后的、依据图2A的指示器装置5，在该情形下，所述指示器装置5的颜料已经退化，从而标记6已经变成肉眼可见。在此类指示器装置5的制造中，标记6必须比布置在指示器装置中的颜料更加耐光，从而由于紫外线辐射而造成的标记6颜色的退化不如颜料颜色的退化快。当标记6已经变成可辨认时，即为用户形成了一个其上紧固有指示器装置5的物件被视为已经损毁并应该被更换掉的信号。

图3示出了安置在物件上的指示器装置1、5，更加明确地，该物件是一个其老化可在指示器装置1、5上辨认出的头盔。当然，将装置1、5安置在其他类型的物件上也是可行的。

指示器装置1、5必须充分地暴露到紫外线光上，优选地，暴露的程度与头盔7那些经受最大暴露的部分相同。通过这样的方式，将确保头盔7中的材料不比指示器装置1、5中的颜料退化得更加严重。

指示器装置1、5通过某些形式的固定装置8固定到头盔7上。此类固定装置8可通过铆接、材料的缩锻、铸造、胶合或其他可利用的方法而得以实现。所采用方法的一个条件为其满足由管理部门及其他机构所制定的有关头盔的其他安全要求。指示器装置1、5应该难以被移除，至少应该不能够将指示器装置1、5更换掉或者损害它使其不能清晰可见。通过这样的方式，避免了这样的风险，即在一个老化的安全头盔上设置上一个不能反映头盔中材料的真实状态的新的指示器装置1、5。

一种改变依据本发明的指示器装置1、5的方法是允许颜料为一种由两种或多种具有不同耐光度的不同颜料组成的均质混合物。于是结果将会是随着指示器装置暴露到紫外线光上，所述指示器装置显示出不同的颜色。例如，可将红色和黄色颜料混合在一起，其中黄色比红色更加耐光。起初，指示器装置将显出红色，但是随着红色颜料的消失。指示器装置变为黄色。适当时间之后，黄颜色颜料也将消失，指示器装置变为白色。这为用户提供了一个预告，即指示器装置1、5以及指示器装置1、5紧固到其上的物件7即将损毁。因此，能够及时定购新的物件，这对于计划采购和库存保持是一个有利条件。不同颜色颜料的均质混合物可有利地与指示器装置1、5结合，其中，所述指示器装置1、5的厚度依据图1变化和/或依据图2A和2B设置有一个嵌入标记。因而，可获得所想要的具有很大程度的变化的视觉效果。

而改变本发明的另一种方法是将不同颜料布置在指示器装置1、5的不同部位或不同层面上。例如，所述部位可以是彼此相邻，当它们呈现出相同的颜色时，即提供要对物件进行更换的信号。一种进一步的方法是将不同颜料依次分布在各个层面上，这样，第一层面的颜料首先消失，然后第二层面的颜料再开始退化。在这样的情况下，提供一种额外的改变指示器装置1、5不同颜色效果的方法。然而，设置成不同颜料的若干层面或部位需要以双部件或多部件式注射模塑法为前提。这些变化也可与指示器装置1、5的变化相结合，其中所述指示器装置1、5的厚度是变化的，嵌入了标记6，或均质混合物中存在有数种不同的颜料。

图4和5示出了指示器装置具体的两种示例性变体9和10。

显示在图4中的变体具有大体上圆盘或圆板的外部形状。环绕着中心区域15分布有若干厚度互不相同的部分11、12、13、14，在该图中，所述部分的数量为四。颜料将首先在最薄的部分上退化，而在最厚的中心区域15上颜料将最后退化。因而，指示器装置9的不同部分11、12、13、14、15将呈现出不同的颜色，由此将为用户提供一个指示，即已用了总使用寿命或期限的多大部分。当将显示在图2A和2B中的标记6嵌入到指示器装置9中或者印刷在其后侧上，从而当颜料退化所述标记6变成可视时，则该指示进一步得到加强。例如，在暴露到紫外线光上的暴露量相同的前提下，标记可指示出物件在其损毁之前还可进行积极使用的、预计的剩余使用寿命。

除了中心区域15之外，图5中的变体10还具有环绕区域16，其厚度沿着顺时针方向连续增大，直至经过一个完整的圆圈并且出现一个台阶17形式的中断为止。颜料退化时颜色的变化将沿着与区域16厚度增大相同的方向逐渐发生。以上述的相同方式，可将标记6嵌入或印刷在指示器装置10之中或之上，以给用户提供一个何时应该更换掉物件的指示。

尽管图3中的指示器装置1、5显示为固定在安全头盔7上，当然，将指示器装置1、5、9、10安置在对其材料老化进行监控甚为重要的其他物件上也是可行的。尤其是应用在安全方面至关重要的物件上，例如儿童的自行车后座、汽车中的儿童安全座椅，如在背景技术部分中所提到的。

可对本发明进行进一步地改变而不脱离权利要求书的范围。

Claims (2)

1.一种用于确定塑料物件的老化的指示器装置（1、5、9、10），所述塑料物件在紫外线辐射下可以发生退化，所述指示器装置包括：

载体材料，所述载体材料用于安置在所述塑料物件上或结合在所述塑料物件内；

设置在载体材料内的颜料，所述颜料能够在紫外线的辐射下退化；

其中，所述载体材料设置成具有不同的厚度（2、3、4、11、12、13、14、15、16），因此，当曝露在紫外线辐射下时，颜料中将会发生退化，从而在载体材料的表面上产生颜色变化，所述颜色变化指示塑料物件的剩余寿命。

2.一种安全头盔（7），其特征在于，该安全头盔包括如权利要求1所述的指示器装置（1、5、9、10）。

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