ES2621837T3 - Medios de conmutación termopoliméricos y dispositivos de monitorización de temperatura que comprenden tales medios - Google Patents

Abstract

Un indicador térmico para determinar y monitorizar visualmente la temperatura de cocción de alimentos, que comprende: a) un cuerpo que tiene un orificio (22); b) un medio de indicación capaz de moverse a través del orificio (22) con respecto al cuerpo desde una primera posición hasta una segunda posición para indicar visualmente cuándo se ha alcanzado una temperatura preseleccionada; y que el alimento está cocinado a una temperatura y a un punto de cocción deseados; y c) un medio de conmutación (40) que está contenido dentro del cuerpo para permitir que dicho medio de indicación indique dinámicamente cuándo se ha alcanzado dicha temperatura preseleccionada, en donde dicho medio de conmutación (40) comprende al menos un material que, cuando está a una temperatura inferior a la temperatura predeterminada, mantiene dicho medio de indicación en la primera posición, y que, cuando está a una temperatura igual o superior a la temperatura predeterminada, cede para permitir la liberación de dicho medio de indicación hacia la segunda posición, indicando visualmente que el alimento está cocinado a una temperatura y a un punto de cocción deseados, con lo que el medio de conmutación sufre una transición térmica desde una fase sólida hasta una fase líquida a la temperatura predeterminada, indicando que el alimento está cocinado a una temperatura y a un punto de cocción deseados, caracterizado por que el medio de conmutación (40) es un medio de conmutación termopolimérico (40) y el medio de conmutación termopolimérico (40) es un polímero orgánico.

Description

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DESCRIPCION

Medios de conmutacion termopolimericos y dispositivos de monitorizacion de temperatura que comprenden tales medios

Antecedentes de la invencion

1. Campo tecnico.

La presente invencion se refiere a medios de conmutacion termopolimericos y a su uso en dispositivos de indicacion termicamente sensibles. Mas particularmente, la presente invencion se refiere al uso de medios de conmutacion termopolimericos en dispositivos de monitorizacion de temperatura y a dispositivos de indicacion de temperatura que proporcionan una senal al alcanzar las temperaturas especificadas.

2. Tecnica anterior.

Los indicadores termicamente sensibles son utiles en varios campos para proporcionar una indicacion visual de la consecucion de una temperatura especificada. Por ejemplo, la Patente de Estados Unidos n.° 4083364 da a conocer un indicador termico montado a traves del craneo de un animal para detectar la presencia de una temperatura corporal elevada. La Patente alemana n.° 3229020 da a conocer un indicador termicamente sensible que esta disenado para ser montado sobre un conductor electrico para proporcionar una indicacion visual de la consecucion de una temperatura elevada en el conductor. La Patente de Estados Unidos n.° 4818119 da a conocer un perno de cojinete de rueda de ferrocarril con un orificio extendido axialmente en el que se insertan un sensor y un indicador de calor en los que el indicador queda expuesto cuando se alcanza una temperatura especificada. La Patente de Estados Unidos n.° 4289088 da a conocer un dispositivo de indicacion de esterilidad para su uso en un autoclave de vapor.

Los dispositivos de indicacion termicamente sensibles tambien son utiles en la preparacion de productos alimenticios, particularmente carne y aves de corral. Tales dispositivos, tales como la marca Pop Up® de dispositivos de indicacion de temperatura desechables ofrecidos por Volk Enterprises, Inc. de Turlock, California, Estados Unidos, pueden ser utilizados para indicar la temperatura elevada del interior del producto alimenticio, en lugar de la temperatura del exterior del mismo. Al indicar la consecucion de una temperatura interna especificada del producto alimenticio, el dispositivo puede senalar cuando el producto alimenticio es organolepticamente aceptable. Estos dispositivos deben ser suficientemente precisos para evitar la coccion insuficiente o la coccion excesiva, que no solo pueden disminuir significativamente la palatabilidad del alimento, sino incluso hacer que el alimento sea peligroso de comer, como en el caso de las carnes poco cocinadas.

En las Patentes de Estados Unidos n.° 945978 y 1509110 se describen ejemplos de tales dispositivos de indicacion para su uso en la coccion de alimentos, cada uno de los cuales permite que un embolo solicitado por un muelle sea liberado en una posicion extendida al alcanzar una temperatura especificada. Un medio de retention, que normalmente es un material fusible, mantiene el embolo en una posicion retralda hasta que el material fusible se deforme, momento en el que un muelle empuja el embolo hasta una posicion extendida. Cuando esta en la posicion extendida, el embolo proporciona al usuario una indicacion visual de que el alimento esta cocinado a un nivel de temperatura y punto de coccion aceptables. Para mejorar aun mas la visibilidad del embolo cuando esta en la posicion extendida, puede tener una cabeza unida a su extremo.

El material de los medios de retencion ha comprendido normalmente aleaciones metalicas, como en las Patentes de Estados Unidos n.° 3140611, 3682130, 3693579 y 3713416, o compuestos organicos, como en las patentes de Estados Unidos n.° 5323730 y 5537950. Aunque los dispositivos que emplean tales materiales de retencion han demostrado ser utiles, pueden tener ciertos inconvenientes. Por ejemplo, las aleaciones metalicas suelen ser mas diflciles de procesar.

Se han sugerido compuestos organicos, tales como ceras, como sustitutos de las aleaciones metalicas. Sin embargo, las ceras normalmente se deforman dentro de un intervalo de temperaturas relativamente amplio y, si estan compuestas por una mezcla de materiales diferentes, pueden tener multiples temperaturas de fusion, resultando en una senal prematura o retardada. Por lo tanto, las ceras en su forma actual pueden no ser adecuadas para dispositivos de indicacion de temperatura para el uso en la coccion de alimentos.

En la Patente de Estados Unidos n.° 4170956 se describe un dispositivo que intenta superar algunos de los problemas que presentan los materiales de retencion de aleacion y de cera. Esta patente describe un material de retencion organico a base de nitrogeno. El material a base de nitrogeno utilizado en este dispositivo no presenta algunos de los inconvenientes de sus predecesores de aleacion y puede presentar mejores caracterlsticas de liberation que las ceras. Sin embargo, los materiales a base de nitrogeno tambien pueden tener ciertos inconvenientes. Por ejemplo, dado que los materiales a base de nitrogeno de la Patente de Estados Unidos n.° 4170956 son muy puros cuando se preparan, y la temperatura de fusion, y por lo tanto la temperatura a la que se deforman, tiende a aumentar con el aumento de la pureza, los materiales se funden aproximadamente a 84,9 °C

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cuando se ensayan en su estado mas puro. Un pavo se considera hecho cuando su temperatura interior alcanza aproximadamente 82,2 °C. En consecuencia, el material de retencion a base de nitrogeno debe mezclarse con una sustancia extrana para reducir su pureza. El uso de sustancias extranas anade un gasto innecesario. Las sales, que se anaden al material de base de nitrogeno para limpiarlo, tienden a solidificarse para formar globulos de gel en el material, requiriendo por tanto que el material deba ser filtrado. El proceso de filtrado a menudo debe llevarse a cabo repetidamente, aumentando as! el tiempo y el coste de produccion. El rendimiento se reduce, y, en consecuencia, debe fabricarse y procesarse una mayor cantidad de material para obtener una cantidad dada de material de retencion.

El uso de compuestos organicos saturados esta descrito en la Patente de Estados Unidos n.° 5323730, en la que se da a conocer un indicador para proporcionar una indicacion de que un artlculo alimenticio ha alcanzado una temperatura deseada. El indicador incluye un retenedor organico que comprende un compuesto organico saturado que mantiene un embolo en una posicion retralda hasta que la forma del material con el que esta construido el retenedor se deforme. Cuando el retenedor se deforma, un muelle empuja el embolo hacia una posicion extendida para indicar que el artlculo alimenticio ha alcanzado la temperatura deseada.

El uso de cetonas grasas esta descrito en la Patente de Estados Unidos n.° 5537950, en la que se da a conocer un indicador para proporcionar una indicacion de que un artlculo alimenticio ha alcanzado una temperatura predeterminada. El indicador comprende un cilindro que tiene una cavidad en la que se dispone un embolo en una posicion retralda mediante un material de retencion. El material de retencion se derrite cuando se alcanza una temperatura predeterminada, liberando el embolo hacia una posicion extendida. El material de retencion comprende una cetona grasa y al menos otro compuesto organico seleccionado del grupo consistente en amidas grasas y anilidas grasas.

El documento WO 96/19717 A da a conocer una estructura especlfica para un dispositivo de indicacion o monitorizacion de temperatura que usa un material fusible comun como medio de conmutacion. A partir de este documento se conocen medios de conmutacion a base de metal y a base de material organico para utilizar como materiales fusibles.

Los materiales de conmutacion termopolimericos se pueden utilizar en varios productos comerciales, especialmente aquellos que requieran una transicion termica bien definida entre una fase solida y una fase llquida y, a menudo, efectuando multiples ciclos termicos. Los pollmeros naturales tales como cauchos naturales, materiales celulosicos y otros materiales biologicos tienen utilidad para la mayorla de los procesos clclicos de temperatura.

Pueden obtenerse sustancias monomericas naturales y sinteticas con caracterlsticas de fusion y solidificacion termicas bien definidas, pero suelen ser discretas y no proporcionan una plataforma qulmica para la modificacion. Pueden producirse pollmeros sinteticos que respondan a cambios de temperatura en condiciones controladas. Los materiales polimericos sinteticos tienen la ventaja de ser capaces de responder, dentro de unos pocos grados, para fundirse o solidificarse, cambiar su permeabilidad, cambiar sus caracterlsticas adhesivas, cambiar sus propiedades biologicas, as! como ciertos otros cambios de propiedades que a menudo se requieren para aplicaciones de productos.

Ademas, debido a que los pollmeros sinteticos pueden ser disenados y preparados para funcionar dentro de unos rangos predeterminados de actividad, utilizando modificaciones especlficas dentro de una clase de materiales monomericos que comprendan la composition polimerica, los pollmeros sinteticos proporcionan una gran versatilidad dentro de una clase especlfica de reactivos. Mas especlficamente, las composiciones termopolimericas, con sus caracterlsticas predecibles de conmutacion por temperatura, pueden encontrar uso en funciones de monitorizacion de temperatura en las que el material termopolimerico actua como indicador flsico de un evento de temperatura tal como calentamiento o enfriamiento.

Breve sumario de la invencion

La presente invencion proporciona un medio de conmutacion termopolimerico y su uso como indicador termico. En general, la invencion es capaz de determinar cuando un artlculo ha alcanzado una temperatura especlfica. En una realization ilustrativa, la invencion es capaz de indicar que un artlculo alimenticio se ha calentado hasta una temperatura especificada. Un indicador a modo de ejemplo es un dispositivo de indicacion de temperatura desechable que comprende un cilindro con una abertura que comunica con una camara dentro del cilindro, un embolo dispuesto en la camara y adaptado para deslizarse en la misma entre una posicion retralda y una posicion extendida, un medio para solicitar elasticamente el embolo apartandolo de la posicion retralda hacia la posicion extendida, y un medio de retencion para retener de manera liberable el embolo en la posicion retralda. El cilindro esta adaptado para su insertion en el artlculo alimenticio que vaya a calentarse.

El medio de retencion comprende un material formado a partir de una mezcla que comprende uno o mas materiales termopolimericos. Pueden utilizarse muchos tipos de pollmeros organicos y sinteticos como material termopolimerico y puede utilizarse una amplia variedad de pollmeros como medio de conmutacion termopolimerico. La selection de la composicion polimerica depende de varios criterios clave relativos a las aplicaciones de los dispositivos de

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conmutacion termomecanicos, incluyendo: la temperatura de activacion que el dispositivo pretende indicar; los parametros de flujo y viscosidad para procesar el material e incluirlo en el dispositivo durante la fabricacion; la naturaleza y precision de la temperatura de fusion de transicion; el tamano del peso molecular en lo relativo a la reduccion del potencial de absorcion en vivo resultante de cualquier contamination por contacto con alimentos; la carencia de olor del material; la resistencia a cizallamiento del material en un dispositivo inactivado; la cantidad deseada de fluencia o estiramiento del material en un dispositivo almacenado; la fuerza adhesiva del material a una superficie adyacente dentro de un dispositivo; el coste de materiales en lo que se refiere al coste total de production de un dispositivo; y la estabilidad y resistencia a la humedad deseadas para el material dentro de un dispositivo activado.

Cada medio de conmutacion termopolimerico utilizado tiene preferentemente un unico punto de fusion. Tambien se prefiere que la temperatura de fusion de la mezcla este comprendida entre aproximadamente 56 °C y aproximadamente 95 °C y que la mezcla se funda dentro de un margen de aproximadamente 15 °C con respecto al punto de fusion. Los compuestos termopolimericos antes mencionados pueden utilizarse en cantidades menores en comparacion con las aleaciones metalicas y los compuestos organicos de la tecnica anterior y, por lo tanto, son de uso relativamente menos caro y pueden resultar en un ahorro sustancial de coste por unidad. Mas importante aun, los materiales de retention de compuestos termopolimericos no son toxicos y por lo tanto su uso en alimentos es mas seguro. En terminos generales, este material proporciona una plataforma de enfoque para proporcionar una amplia gama de materiales que se activan a diferentes temperaturas. Las propiedades del material se pueden ajustar usando diversas proporciones de diferentes compuestos termopolimericos, aunque se pueden mezclar otros materiales con los compuestos termopolimericos sin afectar al comportamiento. Debido a su naturaleza de alto peso molecular, los compuestos termopolimericos son inherentemente mas compatibles fisiologicamente debido al riesgo significativamente menor de que los materiales sean absorbidos a traves del revestimiento del intestino.

Breve descripcion de los dibujos

La FIG. 1 es una vista en alzado lateral inclinado de una realization ilustrativa de un indicador que puede ser

utilizado con la presente invention.

La FIG. 2 es una vista en section longitudinal central del indicador de la FIG. 1 en una position retralda.

La FIG. 3 es una vista en seccion longitudinal central del indicador de la FIG. 1 en una posicion extendida.

La FIG. 4 es una vista en alzado lateral de una realizacion ilustrativa alternativa de un indicador que puede ser

utilizado con la presente invencion.

Realizaciones preferidas de la presente invencion

La presente invencion esta dirigida principalmente a mejoras en materiales de retencion para usar en dispositivos de monitorizacion de temperatura, tales como dispositivos de indication de temperatura. Mas especlficamente, la presente invencion es una composition adecuada para preparar el material de retencion, comprendiendo la composition uno o mas de una amplia variedad de pollmeros organicos y sinteticos como medios de conmutacion termopolimericos. El termino "medio de conmutacion termopolimerico" sera utilizado en toda esta memoria para referirse a las composiciones de la invencion. El termino "dispositivo de monitorizacion de temperatura" se utilizara en toda esta memoria para referirse a todos los dispositivos en los que el medio de conmutacion termopolimerico pueda ser utilizado como material de retencion. Por facilidad de referencia, la invencion se describira en relation con un dispositivo de indicacion de temperatura de alimentos como dispositivo de monitorizacion de temperatura ilustrativo; sin embargo, la invencion se puede utilizar con cualquier dispositivo mecanico adecuado de monitorizacion de temperatura.

Inicialmente, se da a conocer a continuation un dispositivo de monitorizacion de temperatura ilustrativo, como base para la posterior divulgation del medio de conmutacion termopolimerico. Con referencia a las FIGS. 1 a 4, se muestra a modo de ejemplo ilustrativo un dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura de la tecnica anterior. El dispositivo 10 de control de temperatura incluye el cilindro 12, que es un cuerpo moldeado monolltico fabricado con un material capaz de resistir las elevadas temperaturas encontradas en un entorno de cocina. El nylon es un material a modo de ejemplo, aunque otros materiales tambien podrlan ser adaptados para su uso en el entorno de cocina. El cilindro 12 incluye el extremo inferior 14 del cilindro, adaptado para su insertion en un artlculo alimenticio, y puede estar provisto de una o mas puas 20 dispuestas radialmente alrededor del extremo inferior 14 del cilindro para retener el dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura en el alimento una vez insertado. El cilindro 12 tambien incluye la brida anular 16 situada adyacente al extremo superior 18 del cilindro. La brida 16 puede tener diferentes dimensiones radiales para que entre en contacto con la superficie del artlculo alimenticio cuando el dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura sea insertado en el mismo, para evitar una insercion adicional.

El cilindro 12 se comunica a traves del orificio 22 con la cavidad 24. La cavidad 24 esta adaptada para contener al menos parte del indicador 26, tal como un embolo, que esta dispuesto a traves del orificio 22 del cilindro 12 y mantenido en relacion deslizante con el mismo dentro de la cavidad 24. El indicador 26 esta adaptado para desplazarse entre una posicion retralda y una posicion extendida. Las FIGS. 1 y 2 ilustran el indicador 26 en una posicion retralda, pero el termino posicion retralda no se limita a aquella en la que la cabeza 28 este en Intimo contacto con la brida 16. Adicionalmente, cuando esta construido sin la cabeza 28, el indicador 26 a modo de

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ejemplo puede estar en una posicion retralda, con el extremo superior 30 del embolo ya sea dentro de la cavidad 24 o sobresaliendo parcialmente de la misma. Las FIGS. 3 y 4 ilustran el indicador 26 en una posicion extendida. El indicador 26 proporciona una indicacion visual de la consecucion de una temperatura predeterminada cuando el indicador 26 esta en una posicion extendida.

Se puede proporcionar un medio para solicitar elasticamente el indicador 26 hacia la posicion extendida. En la realizacion ilustrada, el medio de solicitation comprende un muelle 34. En la FIG. 2, el muelle 34 esta dispuesto circunferencialmente alrededor del indicador 26 y ejerce una fuerza en la direction 50 contra la brida anular 36 del embolo situada sobre el indicador 26. El extremo opuesto del muelle 34 esta en contacto con, y ejerce una fuerza sobre, el asiento anular 38, formado en la cavidad 24. Otros medios de solicitacion incluyen bisagras, varillas dobladas, acordeones, muelles y similares que aprovechan la tendencia natural de ciertos materiales a volver a una posicion preformada. En una realizacion ilustrativa, el dispositivo comprende un dispositivo moldeado que incorpora el cilindro y un dispositivo de solicitacion en una sola unidad formada, eliminando as! la necesidad de muelles metalicos 34 separados. En otra realizacion ilustrativa, el dispositivo comprende un material termopolimerico en forma de espiral. Cuando la espiral se calienta, se desenrolla, girando una aguja, manilla u otro medio indicador para mostrar el progreso de la coccion. Por ejemplo, un medio indicador de aguja podrla girar, como un reloj o un termometro, para apuntar hacia una indicacion "hecho". Para dar otro ejemplo, la espiral podrla girar una esfera coloreada de manera que, en el estado sin cocer, la esfera mostrarla un primer color y, en el estado cocido, la esfera habrla girado para mostrar un segundo color.

En la realizacion mostrada en las FIGS. 1-4 se proporcionan medios de retention para mantener el indicador 26, antes de su uso, en una posicion retralda contra la fuerza del muelle 34 u otro medio de solicitacion. El medio de retencion incluye un material de retencion, concretamente el material de conmutacion termopolimerico 40 de la presente invention, colocado dentro de la cavidad 24 para interferir mecanicamente con el indicador 26. En la realizacion ilustrada, el material de conmutacion termopolimerico 40 esta posicionado dentro de la cavidad anular 42 de retencion, que esta alineada con la depresion anular 44 del embolo. Tanto la cavidad 42 de retencion como la depresion 44 del embolo se ilustran como depresiones anulares semiesfericas, pero se contempla cualquier configuration que permita la interferencia mecanica entre el material termopolimerico de conmutacion 40 y la cavidad 42 de retencion, y/o entre el material de conmutacion termopolimerico 40 y la depresion 44 del embolo. Ademas, el material de conmutacion termopolimerico 40, la depresion 44 del embolo y la cavidad 42 de retencion podrlan estar situados en cualquier punto a lo largo del indicador 26 para retener el indicador 26, pero estan situados preferentemente adyacentes al extremo inferior 14 del cilindro.

El indicador 26 es mantenido en una posicion retralda por el material de conmutacion termopolimerico 40 hasta que, despues de la exposition a una temperatura elevada, igual o cercana a la temperatura preseleccionada, el material de conmutacion termopolimerico 40 se deforma, permitiendo que el muelle 34 mueva el indicador 26 en la direccion 50. La temperatura de fusion, tal como se usa en este documento, significa la temperatura de inicio o la temperatura a la que el material de conmutacion termopolimerico 40 comienza a fundirse. La temperatura a la que todo el material de conmutacion termopolimerico 40 se ha fundido es irrelevante para la presente invencion, porque la deformation puede ocurrir antes de que se haya fundido todo el material de conmutacion termopolimerico 40. Deformarse, tal como se usa en este documento, significa fundirse, derretirse, plastificarse, o volverse ductil, maleable, o deformable hasta el punto en el que el material de conmutacion termopolimerico 40 tenga una resistencia a la cizalladura insuficiente para mantener el indicador 26 en una posicion retralda contra la presion del muelle 34. La temperatura de deformacion, tal como se usa en este documento, significa la temperatura a la que se produce la deformacion, y esta normalmente cerca de la temperatura de fusion, aunque la temperatura exacta de deformacion difiere dependiendo del particular material de conmutacion termopolimerico 40 seleccionado.

La deformacion puede ocurrir por uno de varios mecanismos. Una vez que la temperatura ambiente llega a la temperatura de fusion del material de conmutacion termopolimerico 40, parte del material de conmutacion termopolimerico 40 puede licuarse, y a partir de entonces funcionar como un lubricante. Alternativamente, el material de conmutacion termopolimerico 40 puede licuarse rapidamente y tener una resistencia al cizallamiento insuficiente para mantener el eje 36 en la posicion retralda. El material de conmutacion termopolimerico 40 tambien puede ablandarse hasta que el muelle 34 haga que parte del material de conmutacion termopolimerico 40 sea cizallado por la cavidad 42 de retencion. Una vez que la resistencia al cizallamiento del material de conmutacion termopolimerico 40 haya disminuido, el muelle 34 u otro medio de solicitacion empuja el eje 36 hasta una posicion extendida, que proporciona una indicacion visual de la consecucion de la temperatura especificada. Con referencia a la FIG. 3, el indicador 26 se muestra en la posicion extendida, cuya posicion corresponde a que la temperatura ambiente esta por encima de la temperatura de deformacion del material de conmutacion termopolimerico 40.

La cabeza 28 puede estar fijada encima del indicador 26 y esta adaptada para mantener un contacto Intimo con la pestana 16. Cuando el indicador 26 esta en una posicion retralda, la cabeza 28 impide que entren contaminantes en la cavidad 24, y evita que el material de conmutacion termopolimerico 40 se escape de la cavidad 24 del dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura. La cabeza 28 tambien proporciona una mayor visibilidad cuando el indicador 26 esta en la posicion extendida. El extremo superior 30 del embolo puede estar adaptado para mantener un contacto deslizante hermetico con la pared 32 de la cavidad para ayudar adicionalmente a impedir la entrada de contaminantes, o que el material de retencion no se escape de la cavidad 24.

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Con referenda a la FIG. 4, se muestra una realizacion ilustrativa alternativa 10' de un indicador de temperatura desechable para determinar si un artlculo alimenticio esta cocinado a una temperatura y punto de coccion deseados usando la presente invencion. La cabeza 28 ha sido omitida, por lo que se presenta el indicador 26' para la identification visual ante la consecution de la temperatura especificada.

Una vez dado a conocer un dispositivo ilustrativo que incorpora la presente invencion, se dara a conocer con mas detalle el medio de conmutacion termopolimerico 40. Las composiciones adecuadas para la preparation del material de conmutacion termopolimerico 40 de la presente invencion pueden comprender uno o mas de una amplia variedad de pollmeros organicos y sinteticos como medio de conmutacion termopolimerico 40. La selection de la composition polimerica depende de varios criterios clave, relevantes para las aplicaciones especlficas o seleccionadas de los dispositivos 10 de monitorizacion de temperatura, que incluyen la temperatura de activation que el dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura debe indicar, los parametros de flujo y viscosidad para procesar el medio de conmutacion termopolimerico 40 e incluirlo en el dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura durante la fabrication, la naturaleza y exactitud de la temperatura de fusion de transition, el tamano del peso molecular en lo que se refiere a la reduction del potencial de absorcion en vivo como resultado de cualquier contamination por contacto con el alimento, la carencia de olor que tenga el medio de conmutacion termopolimerico 40, la resistencia al cizallamiento del medio de conmutacion termopolimerico 40 en un dispositivo desactivado, la tendencia a baja fluencia o estiramiento del medio de conmutacion termopolimerico 40 en un dispositivo almacenado, la fuerza de adherencia del medio de conmutacion termopolimerico 40 a una superficie adyacente dentro de un dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura, el coste de los materiales en lo que se refiere al coste total de production de un dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura, la estabilidad de la humedad deseada para el medio de conmutacion termopolimerico 40, y la resistencia del medio de conmutacion termopolimerico 40 dentro de un dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura activado.

Uno o mas medios de conmutacion termopolimericos pueden ser utilizados en diversas proporciones para permitir la conmutacion a temperaturas preseleccionadas. Por ejemplo, los medios de conmutacion termopolimericos conocidos se funden o deforman a temperaturas conocidas o dentro de rangos de temperatura conocidos. Estos medios de conmutacion termopolimericos puros pueden ser utilizados para producir dispositivos de monitorizacion de temperatura que se activen a la temperatura de fusion del medio de conmutacion termopolimerico conocido. Ademas, las combinaciones de dos o mas medios de conmutacion termopolimericos tambien se funden o deforman a temperaturas conocidas o dentro de rangos de temperatura conocidos, y/o estas temperaturas de fusion y estos rangos de temperatura de deformation pueden ser determinados por los expertos en la tecnica. Estos medios de conmutacion termopolimericos combinados pueden ser utilizados para producir dispositivos de monitorizacion de temperatura que se activen a la temperatura de fusion de los medios de conmutacion termopolimericos combinados.

Las caracterlsticas adherentes del medio de conmutacion termopolimerico 40 proporcionan configuraciones del dispositivo 10 de monitorizacion de la temperatura compatibles con varios movimientos mecanicos de disparo y son adecuadas para la observation visual directa. El medio de conmutacion termopolimerico 40 puede ser formulado para mantener el contacto con el sustrato de conmutacion mecanica, impidiendo as! que el medio de conmutacion termopolimerico 40 penetre en el artlculo sometido a monitorizacion de temperatura.

Los materiales termopolimericos permiten moldear configuraciones estables del medio de conmutacion termopolimerico 40. Pueden presentarse diversas configuraciones que permiten utilizar menos material que con los medios de conmutacion organicos monomericos puros. Alternativamente, puesto que el material termopolimerico puede ser formulado para que se comporte como los plasticos utilizados en un proceso de moldeo por inyeccion, pueden disenarse, en un molde de inyeccion, bebederos que permitan el comoldeo de un material de vastago con el medio de conmutacion termopolimerico 40. Este enfoque permite el moldeo integrado de un unico componente de vastago y medio de conmutacion que puede ser utilizado para reducir las posteriores etapas de moldeo en el proceso de produccion del dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura.

En terminos generales, se puede utilizar cualquier termopollmero, que se selecciona segun la temperatura a la que se cocine el alimento. As! pues, se preferiran termopollmeros con mayor temperatura de punto de fusion para los indicadores de mayor temperatura y se preferiran termopollmeros con un punto de fusion mas bajo para los indicadores de menor temperatura. Ademas, se seleccionara un termopollmero para reducir la tendencia a fluir o degradarse a, o cerca de, las temperaturas de funcionamiento.

Procesos de produccion

Los dispositivos 10 de monitorizacion de temperatura que incorporan medios de conmutacion termopolimericos 40 se pueden producir de muchas maneras. El medio de conmutacion termopolimerico 40 puede ser transferido al dispositivo 10 de monitorizacion de la temperatura ya sea en estado solido pulverizado, en forma de pastillas, o en forma de dispensation llquida. El medio de conmutacion termopolimerico 40 se adhiere tanto al indicador 26 como a la pared de la cavidad 24, manteniendo as! el indicador 26 en la position retralda hasta que se haya alcanzado la temperatura especlfica.

Puede utilizarse soldadura ultrasonica como medio para fundir el indicador 26 a traves de la superficie interior del

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cilindro 12. El proceso de soldadura ultrasonica puede ser utilizado para fundir transitoriamente el medio de conmutacion termopolimerico 40, haciendo as! un contacto adherente entre las superficies opuestas, concretamente la superficie exterior del indicador 26 y la superficie interior del cilindro 12, y el medio de conmutacion termopolimerico 40. El proceso de fusion se puede completar despues de terminar el proceso ultrasonico. La fusion ultrasonica tiene la ventaja de una fusion rapida entre el indicador 26 y el cilindro 12, obviando la necesidad de una fusion en bloque y una atemperacion. Dado que el proceso ultrasonico es transitorio, el proceso de fusion y atemperacion del medio de conmutacion termopolimerico 40 es transitorio e instantaneo.

Como la adherencia sera principalmente entre las regiones opuestas del indicador 26 y el cilindro 12, la cantidad de medio de conmutacion termopolimerico 40 puede minimizarse a una capa adherente estable. La capa adherente estable de medio de conmutacion termopolimerico 40 se puede aplicar inicialmente a la superficie del indicador 26 o a la superficie del cilindro 12. El metodo de aplicacion puede incluir varios medios tales como recubrimiento por inmersion, recubrimiento por pulverization, de recubrimiento de polvo en relieve, recubrimiento por inyeccion y similares.

Para efectuar el proceso de soldadura por ultrasonidos, se coloca una cantidad adecuada de medio de conmutacion termopolimerico 40 en la position apropiada dentro de la cavidad 24, preferiblemente dentro de la cavidad de retention 42, o sobre la superficie del indicador 26, preferiblemente sobre o dentro de la depresion 44. El indicador 26 se inserta junto con el muelle 34 en la cavidad 24, con el extremo inferior del indicador 26 introducido dentro de la cavidad de retencion 42. La soldadura ultrasonica hace que el medio de conmutacion termopolimerico 40 se adhiera al indicador 26 y a la pared 44 de la cavidad de retencion, manteniendo as! el indicador 26 en la posicion retralda dentro de la cavidad 24.

La capa adherente de medio de conmutacion termopolimerico 40 puede variar desde varios millmetros hasta cinco micras. Mas generalmente, la capa estara comprendida entre un millmetro y 10 micras. Normalmente, la capa adherente estara comprendida entre 50 y 500 micras. La capa adherente de medio de conmutacion termopolimerico 40 se puede aplicar a una superficie no tratada o tratada del indicador 26 o del cilindro 12.

La superficie del indicador 26 y/o del cilindro 12 puede estar texturizada o tratada para facilitar y maximizar las propiedades adherentes entre la superficie y el medio de conmutacion termopolimerico 40. Las superficies lisas tienden a proporcionar mala o buena adherencia en funcion de las caracterlsticas flsicas y la compatibilidad qulmica ya sea del medio o de la superficie. Las superficies se pueden tratar qulmicamente o con energla, tal como energla ionizante, para compactar la superficie con propiedades adhesivas suficientemente fuertes. La ionization, la irradiation de plasma, el grabado qulmico y similares, pueden proporcionar medios para tratamientos de superficie.

Alternativamente, el indicador 26 o el cilindro 12 pueden ser moldeados para incluir estructuras superficiales o estructuras en relieve con buenas caracterlsticas de adherencia entre las superficies opuestas. Puede efectuarse un moldeo que incluya acabados de micrograno del orden de 1 millmetro a una micra. Mas generalmente, la superficie puede incluir estructuras de grano que vayan desde 10 micras a 500 micras. Normalmente, las estructuras seran de 50 micras a 250 micras. Las estructuras superficiales rugosas pueden ser periodicas o difusas. Las estructuras pueden ser introducidas directamente en el molde de inyeccion. El molde creara la superficie moldeada en cualquiera del indicador 26 o el cilindro 12 durante el proceso de moldeo por inyeccion. Pueden introducirse estructuras en relieve moldeadas para maximizar la superficie de contacto entre el indicador 26 y el cilindro 12.

Los disenos de superficie pueden incluir caracterlsticas para facilitar el flujo del medio de conmutacion termopolimerico 40 durante el proceso de llenado y a traves del proceso de enfriamiento/atemperacion de las superficies. Un flujo y una cobertura superficial maximos del medio de conmutacion termopolimerico 40 en contacto con ambas superficies asegura un contacto y adherencia maximos entre las dos superficies. Es deseable una adherencia maxima puesto que minimiza la cantidad de medio de conmutacion termopolimerico 40 necesaria para un acintamiento y una termoconmutacion eficaces.

Se proporciona varias configuraciones de dispositivos, que incluye utensilios de conmutacion mecanica de un solo componente o utensilios de conmutacion mecanica de multiples componentes. La complejidad y la utilidad de una configuration particular del dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura depende de la aplicacion de interes. Los dispositivos de conmutacion de multiples componentes pueden incluir dispositivos existentes de indication de temperatura, tales como los ejemplos de realization descritos anteriormente, que emplean el cilindro 12 para contener el medio de conmutacion termopolimerico 40, el muelle 34 para crear una respuesta mecanica, el indicador 26 para responder a la indicacion de disparo termico, y el medio de conmutacion termopolimerico 40 que responde a las condiciones termicas fundiendose para facilitar la respuesta de conmutacion mecanica del muelle 34.

Los dispositivos 10 de monitorizacion de temperatura complejos pueden incluir piezas mecanicas adicionales para mecanismos de conmutacion multiples o estar simplificados para incluir un menor numero de piezas mecanicas. En un caso, el dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura puede incluir el cilindro 12 o un alojamiento del mismo tipo, el muelle 34 y el medio de conmutacion termopolimerico 40. En este caso, los componentes del cilindro 12 pueden ser modificados para que esten contiguos al indicador 26. El indicador 26 puede estar unido flsicamente al cilindro 12 a traves de un puente. El puente puede proporcionar un medio de union entre el indicador 26 y el cilindro

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12 u otro componente de alojamiento.

El puente puede ser una continuation entre el indicador 26 y el componente de alojamiento y puede ser un conector simple entre los dos componentes. El puente puede proporcionar un medio de pivotacion para mantener el contacto entre el indicador 26 y el componente de alojamiento. El puente se puede utilizar para mantener el contacto entre los componentes al tiempo que proporciona las propiedades necesarias para no impedir el desalojo del indicador 26 durante un evento de activation por temperatura. El puente puede ser un modelo sencillo que mantenga el contacto con una parte continua de alojamiento del indicador. El muelle 34 puede proporcionar la fuerza necesaria para hacer que el dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura responda termicamente. El medio de conmutacion termopolimerico 40 puede proporcionar las caracterlsticas adherentes necesarias para asegurar una fusion y un disparo precisos del dispositivo inducidos por la temperatura.

La ubicacion del medio de conmutacion termopolimerico 40 dependera de la geometrla de disparo prevista para el dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura. Un dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura practico tendra un punto de contacto coherente entre una parte del indicador 26 y otra parte de la portion de alojamiento. El muelle 34 puede estar situado para efectuar la dislocation mecanica del indicador 26 y la section de alojamiento. En otra realization, el dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura puede simplificarse para eliminar componentes incrementales tales como el muelle 34. La constante de elasticidad de un muelle 34, que se encuentra normalmente en un indicador de temperatura desechable, puede ser eliminada y sustituida con geometrlas moldeadas que comprendan el indicador 26 y el componente de alojamiento.

Las caracterlsticas moldeadas en una pieza de plastico sencilla pueden incluir todos los componentes necesarios para alojar, forzar (por ejemplo proporcionando una constante de fuerza elastica) e indicar (por ejemplo indicando que se alcanzo una temperatura de coccion). Las geometrlas y configuraciones de moldeo pueden variar dependiendo de lo que se desee en cuanto a la aplicacion de interes, el coste, el tamano, la capacidad visual, la facilidad de insertion o aplicacion a un alimento cuya temperatura vaya a monitorizarse, el algoritmo de informe de temperatura, la durabilidad y otras caracterlsticas relevantes para una particular aplicacion de interes.

Para los dispositivos que solo contengan una unica pieza moldeada, tal como el cilindro 12 y el medio de conmutacion termopolimerico 40, es deseable moldear la seccion de indicador 26 y la seccion de alojamiento (cilindro 12) de manera que el muelle 34 puede entregar la fuerza deseada para el disparo por temperatura, pero sin verse afectado por el ambiente que rodea al dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura. El dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura debe ser construido de tal manera que las fuerzas de friction aplicadas sobre el dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura durante el proceso de insercion en el artlculo a monitorizar, tal como carnes, no estorben la capacidad del muelle 34 para ejercer la fuerza apropiada cuando se alcance la temperatura deseada.

Una realizacion alternativa del dispositivo de monitorizacion de temperatura comprende una region de bisagra entre la region de indication y la region de alojamiento, de tal manera que la bisagra tenga propiedades de tipo muelle. Doblando la region de bisagra para que quede en proximidad o en contacto con la region de alojamiento se imparte a la bisagra cualidades de tipo muelle. La proximidad dependera de la colocation y la ubicacion del medio de conmutacion termopolimerico 40. A modo de ejemplo, un dispositivo de monitorizacion de temperatura puede comprender una simple varilla de plastico. Pueden utilizarse medios de conmutacion termopolimericos 40 para fusionar los dos extremos de la varilla de tal manera que, despues de la fusion, se forme una estructura anular estable. Cuando se aplica calor al punto de fusion, el medio de conmutacion termopolimerico 40 se fundira para liberar los dos extremos opuestos del bucle. El proceso de fusion tendra un punto de disparo por temperatura predeterminado.

El medio de conmutacion termopolimerico 40 puede ser transferido al dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura ya sea en estado solido pulverizado, en forma de pastillas o en forma de dispensation de llquido. Por lo general, es deseable transferir el medio de conmutacion termopolimerico 40 en forma llquida a traves de medios de dispensacion comerciales. El medio de conmutacion termopolimerico 40 se puede utilizar en varias viscosidades dependiendo de la aplicacion especlfica de interes. Las viscosidades licuadas juegan un papel durante la dispensacion del medio de conmutacion termopolimerico 40 en el dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura.

Para una dispensacion conveniente, se puede mantener el medio de conmutacion termopolimerico 40 en un estado llquido para dispensarlo a una temperatura elevada. Las temperaturas de procesamiento se encuentran normalmente entre 35 °C y 205 °C para la dispensacion. Mas generalmente, las temperaturas de procesamiento se encuentran entre 65 °C y 180 °C y, normalmente, las temperaturas de tratamiento se encuentran entre 95 °C y 150 °C.

Los dispositivos a modo de ejemplo 10 de monitorizacion de temperatura desechables tales como los conocidos en la tecnica y que son adecuados para su uso con la presente invention tambien se pueden preparar y montar de la siguiente manera. El medio de conmutacion termopolimerico 40 se calienta y se funde en un recipiente de cristal o de acero inoxidable a una temperatura que no exceda la temperatura de degradation. El medio de conmutacion termopolimerico 40 resultante, fundido, se vierte a traves de una malla en otro recipiente calentado (tambien a una

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temperatura menor que la temperatura de degradacion) para filtrar cualquier materia extrana. Una cantidad medida de termopolimerico de conmutacion 40 se bombea al cilindro 12, recubriendo la pared interior del cilindro 12 y/o recubriendo el indicador 26. En una realizacion, el muelle 34 es guiado dentro del cilindro 12, y el indicador 26 es guiado entonces a traves del muelle 34 y dentro del cilindro 12.

Se calienta la totalidad del cilindro 12 mientras se presiona lentamente el indicador 26 hasta una posicion retralda. La temperatura a la que debe calentarse el cilindro 12 para fundir el medio de conmutacion termopolimerico 40 dentro del mismo depende de varios factores, incluyendo el tipo de material utilizado para construir el cilindro 12, el espesor de pared del cilindro 12, y el tipo de medio de conmutacion termopolimerico 40 utilizado. Una vez presionado el indicador 26 en una posicion retralda y fundido el medio de conmutacion termopolimerico 40, el indicador 26 es mantenido en posicion por medios conocidos en la tecnica, y por lo tanto no se muestra, mientras que el dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura es enfriado por una fuente de agua, solidificando as! el medio de conmutacion termopolimerico 40.

Aditivos para los medios de conmutacion termopolimericos

Se pueden anadir aditivos inertes, a modo de extensores, que no tienen efecto sobre las temperaturas de conmutacion o la temperatura de disparo en el dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura. El aditivo se puede utilizar para reducir la cantidad requerida de medio de conmutacion termopolimerico 40, para poder usar menos medio de conmutacion termopolimerico 40 en bruto. Se puede anadir al medio de conmutacion termopolimerico 40 entre 0,1 % y 99 % en peso de aditivo. A menudo puede usarse entre 5 % y 95 % en peso de aditivo en el medio de conmutacion termopolimerico 40. Por lo general, se puede anadir al medio de conmutacion termopolimerico 40 entre 10 % y 90 % en peso de aditivo y, mas normalmente, se puede anadir entre 20 % y 80 % en peso de aditivo.

Los aditivos inertes pueden ser dispersados homogeneamente en el medio de conmutacion termica 40 por diversos sistemas de mezclado incluyendo mezcla, agitacion, sonicacion, vibracion y similares. La dispersion es necesaria para que la mezcla pueda efectuar una interaccion uniforme entre el medio de conmutacion termopolimerico 40, el cilindro 12 y el indicador 26. El aditivo se puede mezclar mientras el medio de conmutacion termopolimerico 40 este en un estado fundido o mientras el medio de conmutacion termopolimerico 40 este en forma de polvo seco.

Los aditivos inertes incluyen formas finas particuladas de azucares, sales, almidones, celulosa reforzada con metal no fusible, tal como aluminio, plasticos en polvo, pollmeros tales como polietilenglicol y polipropilenglicol, silicio y silicatos, resinas de cromatografla, resinas de ceramica, yeso, vidrio, arena, aire, y cualquier otro material que no afecte negativamente a las propiedades de los materiales de conmutacion termopolimericos. Los aditivos inertes tambien pueden incluir llquidos finamente suspendidos, tales como aceites, agua y materiales polimericos llquidos de alta ebullicion. La forma llquida de un aditivo inerte debe seleccionarse de tal manera que no lubrique ni influya negativamente sobre el indicador 26 o el cilindro 12, ni provoque un disparo imprevisto o prematuro del dispositivo 12 de control de temperatura.

Pueden anadirse al medio de conmutacion termopolimerico 40 aditivos interactivos destinados a afectar a las caracterlsticas flsicas del medio de conmutacion termopolimerico 40. Por ejemplo, se pueden anadir aditivos que puedan reducir o aumentar la transition de fusion del medio de conmutacion termopolimerico 40. Los aditivos pueden ser seleccionados para influir sobre la transicion de fusion, viscosidad, elasticidad, caracterlsticas de humectacion de la superficie, caracterlsticas de flujo, plasticidad o fragilidad, resistencia a la traction o similares. Los aditivos pueden ser monomericos o polimericos en su composition. Se puede anadir un aditivo interactivo desde el 0,1 % hasta el 99 % en peso del medio de conmutacion termopolimerico 40. A menudo se puede utilizar entre el 5 % y el 95 % en peso de aditivo para el medio de conmutacion termopolimerico 40. Por lo general, se puede anadir entre el 10 % y el 90 % en peso de aditivo y, mas normalmente, se puede anadir entre el 20 % y el 80 % en peso de aditivo al medio de conmutacion termopolimerico 40.

Los aditivos para el medio de conmutacion termopolimerico 40 pueden permanecer solidos desde la temperatura ambiente hasta el margen de disparo por temperatura previsto para el dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura. Los aditivos para el medio de conmutacion termopolimerico 40 pueden comenzar como solidos a partir de la temperatura ambiente y tener como objetivo fundirse antes del margen de disparo por temperatura previsto para el dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura.

A modo de ejemplo, los aditivos interactivos monomericos se pueden anadir a la fase en bruto del medio de conmutacion termopolimerico 40 para influir y ajustar las caracterlsticas de fusion del medio de conmutacion termopolimerico 40. Pueden formularse aleaciones, mezclas eutecticas o similares de tal manera que una temperatura de fusion caracterlstica de un medio de conmutacion termopolimerico 40 dado pueda ser ajustada hacia arriba o hacia abajo desde su transicion de fusion conocida. Los aditivos interactivos comezclados, que tengan la propiedad de ajuste de la transicion de fusion conocida de un medio de conmutacion termopolimerico 40 especlfico, tienen la ventaja de ayudar a producir una amplia gama de ajustes discretos de temperatura a partir de una o de solo unas pocas composiciones del medio de conmutacion termopolimerico 40. Ademas, tales aditivos pueden ser anadidos para afectar a las caracterlsticas de enlace de hidrogeno, solubilidad, interacciones de van der Waals y similares, de los materiales, si es necesario o deseable, dependiendo del uso deseado.

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Normalmente, los aditivos interactivos seran seleccionados segun su capacidad para influir sobre el medio de conmutacion termopolimerico 40, as! como su compatibilidad para mezclarse y dispersarse de manera adecuada en el medio de conmutacion termopolimerico 40 durante el procesamiento. El aditivo debe tener caracterlsticas flsico/qulmicas que proporcionen una integration adecuada del sistema multicomponente. Por ejemplo, la longitud de la cadena de hidrocarburo de un aditivo debe ser adecuadamente consistente con la longitud de la cadena lateral de una cadena de hidrocarburo anadida a un medio de conmutacion termopolimerico 40, con el fin de proporcionar una mezcla adecuada sin separation de fases. Unos componentes seleccionados que produzcan separation de fases pueden conducir a una interaction inadecuada y por lo tanto pueden tener un efecto y una sinergia limitados para impactar sobre el ajuste deseado de las prestaciones del medio de conmutacion termopolimerico 40.

Se pueden preparar aditivos interactivos con alta o baja transition de fusion a partir de fuentes naturales, destilacion del petroleo, o slntesis organica. Las fuentes naturales incluyen cera de abeja, extractos de ralces, analogos hidrocarbonados de cadena larga de la planta de jojoba, y similares. Los analogos por destilacion del petroleo incluyen hidrocarburos de cadena larga y corta y alcoholes procedentes de proveedores de materiales derivados del petroleo (por ejemplo, Baker Petrolite). Los analogos organicos sinteticos se pueden preparar en varias formas, incluyendo alcoholes de cadena corta y larga, esteres, esteres acrllicos, hidrocarburos fluorados utilizados para elevar la temperatura de fusion de transicion y similares. A modo de ejemplo, se pueden utilizar fuentes naturales, sinteticas y fuentes por destilacion del petroleo como cadenas laterales, y por lo tanto se convierten en componentes de los propios termopollmeros. Las fuentes representativas naturales, sinteticas y por destilacion del petroleo pueden incluir analogos polimericos de docosanol (C22), tricosanol (C23), tetracosanol (C24), pentacosanol (C25), hexacosanol (C26), heptacosanol (C27), octacosanol (C28), nonacosanol (C29), triacontanol (C30) y mas largos de C30, C40 y analogos extendidos.

Los aditivos pueden ser comezclados y combinados con un medio de conmutacion termopolimerico 40 de tal modo que provoquen, o no, una separacion lateral de fases con el medio de conmutacion termopolimerico 40. Por ejemplo, los materiales Interlemer (Landec Inc., Menlo Park, CA) pueden ser comezclados con polietilenglicoles (Dow Chemical Company), cuyos materiales sufren una separacion de fases entre si tanto en forma fundida como en forma solida. Tambien pueden obtenerse componentes y fuentes de otros materiales de conmutacion termopolimericos conocidos a partir de otras fuentes tales como Bay Materials, Menlo Park, CA. Se pueden emplear concentraciones de polietilenglicol por debajo del 80 % en peso que no afectan negativamente a las prestaciones del material Interlemer para el dispositivo 10 de monitorizacion de temperatura.

Pueden anadirse emulsionantes para promover una distribution uniforme del medio de conmutacion termopolimerico 40 con un aditivo. Los emulsionantes pueden incluir tensioactivos estandar, tales como llpidos, alcoholes de cadena larga, lecitinas, glicol de llpidos, aminas cuaternizadas con colas de llpidos, detergentes ionicos con carga o similares. Los emulsionantes se pueden anadir desde el 0,001 % en peso hasta el 10 % en peso de la composition total de medio de conmutacion termopolimerico 40. A menudo, el emulsionante puede ser anadido entre el 0,01 % y el 5 % en peso. Por lo general, el emulsionante puede ser anadido entre el 0,1 % y el 1 % en peso.

Ejemplos

Los siguientes son ejemplos de medios de conmutacion termopolimericos 40 adecuados para su uso en la presente invention. Los siguientes ejemplos no estan destinados a limitar o apartarse del alcance y esplritu de la invention.

Ejemplo 1

Este ejemplo es un triacontanol ester de acido acrllico C30 de alta temperatura y el correspondiente pollmero C30 utilizado como medio de conmutacion termopolimerico 40. Se prepararon y ensayaron un medio de conmutacion termopolimerico de alta temperatura y un correspondiente dispositivo indicador de temperatura (temporizador). El alcohol triacontanol de cadena larga fue sintetizado por encargo (GFS Chemicals, OH). El alcohol fue seleccionado segun su transicion de fusion a alta temperatura (86 °C) con el fin de adaptarse a aplicaciones de alta temperatura de coccion para el dispositivo indicador de temperatura desechable. El alcohol se esterifico con acido acrllico (GFS Chemicals, OH).

El ester de acido acrllico de triacontanol se mezclo y se polimerizo (Landec Corp. CA) al pollmero acrllico triacontanol correspondiente. La reaction de polimerizacion se optimizo para mantener una viscosidad moderadamente baja del medio de conmutacion termopolimerico en estado fundido (35-45 cp a 121 °C). Se utilizo el medio de conmutacion termopolimerico basado en triacontanol A para preparar una serie de dispositivos indicadores de temperatura desechables para alta temperatura.

El dispositivo de monitorizacion de temperatura preparado con este medio de conmutacion termopolimerico funcionaba a una temperatura de coccion interna de 86 °C

Ejemplo 2

Este ejemplo es un dispositivo de conmutacion termopolimerico con contacto por brecha llena. Se construyo un

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dispositivo utilizando un cilindro de nylon (31,75 mm de longitud y 6,35 mm de diametro interior). El cilindro tenia un fondo aplanado que se termino con una textura rugosa para proporcionar la adherencia de un medio de conmutacion termopolimerico. El cilindro se ahusaba gradualmente por el fondo hasta un diametro interior de 3,81 mm. La geometrla del fondo del cilindro era tal que la circunferencia del fondo rodeaba una pequena plataforma o pedestal. Se utilizo la plataforma o pedestal para crear un lugar para dividir el medio termopolimerico.

Se deposito en el fondo del cilindro ahusado una pequena cantidad, aproximadamente 1-2 microlitros, de medio de conmutacion termopolimerico licuado hecho de un material Landec Interlemer optimizado para 70 °C. El cilindro se mantuvo a una temperatura elevada para asegurar que el medio depositado permaneciera en estado llquido. Una vez depositado el medio, quedo contenido dentro de la circunferencia del pedestal del fondo. Las fuerzas capilares entre el medio llquido y el pedestal provocaron el mantenimiento del medio en una gota hemisferica sobre la superficie de pedestal.

Se construyo un vastago para encajar directamente en el cilindro sin el estorbo de cualquier contacto con el interior del cilindro. El vastago se diseno de modo que su extremo tuviera un clrculo plano identico al del pedestal del fondo del cilindro. Del mismo modo, la parte inferior plana del vastago tenia una superficie con textura para proporcionar adherencia a un medio termopolimerico. El vastago estaba provisto de un muelle metalico de tal manera que al insertar el conjunto de vastago/muelle en el cilindro, una base aplanada del vastago entrara en contacto directo con el medio llquido. El muelle que rodeaba el vastago se comprimio hasta quedar adyacente al vastago, pero todavla contenido dentro de las paredes del cilindro. El conjunto completo se enfrio a temperatura ambiente de modo que el medio fundido se solidificara. El medio solidificado actuo como agente adherente entre la parte inferior del vastago y el fondo del cilindro.

La configuracion del dispositivo utiliza un mlnimo de medio de conmutacion termopolimerico en comparacion con los indicadores tradicionales de temperatura desechables. A modo de ejemplo, un dispositivo de monitorizacion de temperatura con contacto por brecha llena podrla ser ensamblado con exito utilizando solo 1-2 miligramos de medio, en comparacion con un indicador de temperatura tradicional desechable que utiliza 25-35 miligramos de medio.

El dispositivo de monitorizacion de temperatura preparado con esta estructura funcionaba a 70 °C.

Ejemplo 3

Este ejemplo utiliza un microparticulado inerte como extensor para un medio de conmutacion termopolimerico. Se utilizo un azucar de reposterla en polvo de grano fino como aditivo inerte para aumentar el volumen total de un medio de conmutacion termopolimerico. El microparticulado inerte fue seleccionado para que no tuviera impacto alguno sobre la fusion y solidificacion termicas del medio de conmutacion termopolimerico. El azucar de reposterla estandar (marca C&H Pure Cane Sugar) se mezclo con un medio de conmutacion termopolimerico de 62,2 °C (Landec Corp. 269-65) segun una relacion en peso de 66,7 % de 269-65 y 33,3 % de azucar de reposteria. El material 269-65 se mezclo con el azucar en polvo tras fundir primero el 269-65 y removerlo en el azucar en polvo. Se prepararon indicadores de temperatura desechables usando el medio de conmutacion termopolimerico extendido.

No se detecto olor durante una prueba al bano maria. Se prepararon y ensayaron diez indicadores de temperatura desechables. Cinco de los diez dispararon a 62,2 °C y los otros cinco dispararon a una media de 62,5 °C. El promedio general dio una desviacion estandar del 2 % y proporciono unos resultados de indicacion de temperatura equivalentes a los del material 269- 65 solo sin el uso de azucar de reposteria como extensor.

En un segundo ensayo, se mezclo un 50 % de 265-65 con un 50 % de azucar de reposterla. Se prepararon y ensayaron diez indicadores de temperatura desechables. Cinco de los diez dispararon a 62,2 °C y los otros cinco dispararon a una media de 62,5 °C. El promedio general dio una desviacion estandar del 2 % y proporciono resultados de indicacion de temperatura equivalentes a los de los materiales 269-65 solos sin utilizar azucar de reposterla como extensor.

La estabilidad de los indicadores de temperatura desechables preparados con la composicion mezclada fue determinada con un ensayo de traccion en el que se tiraba del vastago con un peso mientras el cilindro estaba asegurado en una posicion fija. Los ensayos de traccion demostraron una buena estabilidad, con 3,175 kg de tension requerida para desconectar el vastago del cilindro a la temperatura ambiente.

Ejemplo 4

Este ejemplo incluye un aditivo de color en el medio de conmutacion termopolimerico para control de inventario. Los medios de conmutacion termopolimericos pueden ser precoloreados usando colorantes y pigmentos estandar. Los medios de conmutacion termopolimericos producidos para aplicaciones especificas de temperatura pueden ser codificados convenientemente por el color anadiendo colorantes o pigmentos para lograr una coloracion visible. Los colorantes de uso alimenticio son preferibles debido a la naturaleza de uso alimenticio de la aplicacion del producto. A modo de ejemplo, un medio de conmutacion termopolimerico de 62,2 °C (Landec Corp. 269-65) fue precoloreado usando un 5 FDC amarillo (Sensient Technologies, Inc.). El colorante se mezclo en forma de polvo al 1 % en peso

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con una muestra seca y pulverizada del medio de conmutacion termopolimerico. La mezcla se fundio y se licuo a 121 °C. El colorante fue mezclado con el medio hasta dispersarlo uniformemente.

Se prepararon y ensayaron indicadores de temperatura desechables para comparar las prestaciones con los indicadores de temperatura desechables fabricados sin el colorante anadido. El promedio general de disparo dio un 2 % de desviacion estandar a 62,2 °C y proporciono unos resultados de indicacion de temperatura equivalentes a los del material de medio de conmutacion termopolimerico solo sin necesidad de utilizar azucar de reposterla como extensor.

Ejemplo 5

Este ejemplo utiliza un proceso de recubrimiento por inmersion para producir dispositivos indicadores de temperatura desechables con un medio de conmutacion termopolimerico. Los vastagos (indicadores) para el indicador de temperatura desechable pueden ser recubiertos por inmersion con el material de conmutacion termopolimerico recubriendo por inmersion el extremo del vastago. El proceso de recubrimiento se utiliza durante la fabricacion como medio alternativo de introduccion del medio de conmutacion termopolimerico en el dispositivo indicador de temperatura desechable, en comparacion con la inyeccion o dispensacion del medio de conmutacion termopolimerico en el cilindro del dispositivo de monitorizacion de temperatura.

El medio de conmutacion termopolimerico de 62,2 °C (Landec Corp. 269-65) se mantuvo como solucion fundida a 121 °C. Los vastagos de indicador de temperatura desechable fueron suspendidos por encima de la solucion fundida y uniformemente sumergidos en la solucion fundida hasta 5 mm de profundidad. Los vastagos se retiraron del medio de conmutacion termopolimerico fundido, por lo que quedo una delgada capa bulbosa de medio de conmutacion termopolimerico en la punta del vastago de indicador de temperatura desechable. El medio de conmutacion termopolimerico se enfrio rapidamente a temperatura ambiente en un minuto, produciendo un revestimiento endurecido.

La construccion del indicador de temperatura desechable se completo aplicando un muelle de tension sobre el vastago y posteriormente comprimiendo el conjunto de vastago y muelle en el cilindro del dispositivo indicador de temperatura desechable. El dispositivo de monitorizacion de temperatura se calento en un bano circulante por encima de la transicion de fusion del medio de conmutacion termopolimerico, despues se comprimio el muelle y el vastago contra el fondo del cilindro del indicador de temperatura desechable, y luego se enfrio rapidamente todo el dispositivo por debajo de la transicion de fusion del medio de conmutacion termopolimerico. El proceso de enfriamiento se llevo a cabo en menos de 1 minuto a 0,5 °C. El dispositivo montado final proporciono un producto de indicacion de temperatura desechable precargado.

Otros ejemplos incluyen, aunque sin limitarse a los mismos, usos como muelle recubierto de material termopolimerico en un dispositivo indicador de temperatura desechable, como muelle/ballesta de tension de metal recubierto de material termopolimerico, como dispositivo indicador termico de un solo componente, como medios polimericos termicos con espuma de aire para reducir la carga, y como materiales compuestos, termicamente estables, con un dispositivo de accion elastica. Un uso a modo de ejemplo adicional es en un dispositivo que puede retorcerse como un termometro de espiral, en el que la esfera revela un primer y un segundo plasticos coloreados para mostrar el punto de coccion del producto alimenticio. En tal uso, el material termopolimerico se comporta mecanicamente como un espiral metalico en un termometro de espiral, desenrollandose y enrollandose al aumentar o disminuir el calor, respectivamente, haciendo girar una esfera u otro medio indicador para mostrar diferentes colores, u otras marcas, para indicar si el artlculo alimenticio esta hecho (o no esta hecho).

La descripcion detallada anterior de las realizaciones preferidas, los ejemplos y las figuras adjuntas son solo para fines ilustrativos y no pretenden limitar el alcance y esplritu de la invencion, y sus equivalentes, segun se define por las reivindicaciones adjuntas. Un experto en la tecnica reconocera que pueden hacerse muchas variaciones a la invencion descrita en esta memoria sin salirse del alcance y esplritu de la invencion.

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   REIVINDICACIONES

   1. Un indicador termico para determinar y monitorizar visualmente la temperatura de coccion de alimentos, que comprende:

   a) un cuerpo que tiene un orificio (22);

   b) un medio de indicacion capaz de moverse a traves del orificio (22) con respecto al cuerpo desde una primera posicion hasta una segunda posicion para indicar visualmente cuando se ha alcanzado una temperatura preseleccionada; y que el alimento esta cocinado a una temperatura y a un punto de coccion deseados; y

   c) un medio de conmutacion (40) que esta contenido dentro del cuerpo para permitir que dicho medio de indicacion indique dinamicamente cuando se ha alcanzado dicha temperatura preseleccionada, en donde dicho medio de conmutacion (40) comprende al menos un material que, cuando esta a una temperatura inferior a la temperatura predeterminada, mantiene dicho medio de indicacion en la primera posicion, y que, cuando esta a una temperatura igual o superior a la temperatura predeterminada, cede para permitir la liberacion de dicho medio de indicacion hacia la segunda posicion, indicando visualmente que el alimento esta cocinado a una temperatura y a un punto de coccion deseados, con lo que el medio de conmutacion sufre una transicion termica desde una fase solida hasta una fase llquida a la temperatura predeterminada, indicando que el alimento esta cocinado a una temperatura y a un punto de coccion deseados, caracterizado por que el medio de conmutacion (40) es un medio de conmutacion termopolimerico (40) y el medio de conmutacion termopolimerico (40) es un pollmero organico.
2. 2. El indicador termico de acuerdo con la Reivindicacion 1, en el que:

   a) el cuerpo tiene una forma de cilindro (12) y el orificio (22) se comunica con una cavidad (24) dentro de dicho cilindro (12), estando dicho cilindro (12) adaptado para su insercion en el artlculo a ser monitorizado;

   b) el medio de indicacion es un indicador (26, 26') dispuesto en dicha cavidad (24) y adaptado para moverse por la misma de modo deslizante entre dicha primera posicion, que es una posicion retralda con dicho indicador sobresaliendo parcialmente de dicha cavidad de dicho cilindro, indicando que el alimento esta en un estado sin cocinar, y dicha segunda posicion, que es una posicion extendida que indica visualmente que el alimento esta en un estado cocinado y que el alimento se ha cocinado a una temperatura y a un punto de coccion deseados;

   c) un medio para desviar elasticamente dicho indicador (26, 26') de dicha posicion retralda hacia dicha posicion extendida; y

   d) el medio de conmutacion termopolimerico (40) retiene de manera liberable dicho indicador (26, 26') en dicha posicion retralda.
3. 3. El indicador termico de acuerdo con las Reivindicaciones 1 o 2, en el que el medio de conmutacion termopolimerico comprende adicionalmente al menos un aditivo inerte seleccionado del grupo que consiste en azucares, sales, almidones, celulosa reforzada con un metal no fusible, plasticos en polvo, pollmeros, silicona, silicatos, resinas de cromatografla, resinas de ceramica, tiza, vidrio, arena, aire, aceites, agua y materiales polimericos llquidos de alta ebullicion, y combinaciones de los mismos.
4. 4. El indicador termico de acuerdo con la Reivindicacion 3, en el que el aditivo inerte esta presente en una cantidad de entre el 0,1 % y el 99 % en peso del medio de conmutacion termopolimerico (40).
5. 5. El indicador termico de acuerdo con la Reivindicacion 3, en el que el aditivo inerte esta presente en una cantidad de entre el 5 % y el 95 % en peso del medio de conmutacion termopolimerico (40).
6. 6. El indicador termico de acuerdo con la Reivindicacion 3, en el que el aditivo inerte esta presente en una cantidad de entre el 10 % y el 90 % en peso del medio de conmutacion termopolimerico (40).
7. 7. El indicador termico de acuerdo con la Reivindicacion 3, en el que el aditivo inerte esta presente en una cantidad de entre el 20 % y el 80 % en peso del medio de conmutacion termopolimerico (40).
8. 8. El indicador termico de acuerdo con las Reivindicaciones 1 o 2, en el que el medio de conmutacion termopolimerico comprende adicionalmente al menos un aditivo interactivo seleccionado del grupo que consiste en cera de abeja, extractos de ralces, analogos de hidrocarburos de cadena larga de la planta de jojoba, analogos de la destilacion del petroleo y analogos organicos sinteticos, y combinaciones de los mismos.
9. 9. El indicador termico de acuerdo con la Reivindicacion 8, en el que el al menos un aditivo interactivo se selecciona del grupo que consiste en alcoholes de cadena corta y larga, esteres, esteres acrllicos, hidrocarburos fluorados, docosanol (C22), tricosanol (C23), tetracosanol (C24), pentacosanol (C25), hexacosanol (C26), heptacosanol (C27), octacosanol (C28), nonacosanol (C29), triacontanol (C30) y analogos extendidos, y combinaciones de los mismos.
10. 10. El indicador termico de acuerdo con la Reivindicacion 8, en el que el al menos un aditivo interactivo esta presente en una cantidad de entre el 0,1 % y el 99 % en peso del medio de conmutacion termopolimerico (40).
11. 11. El indicador termico de acuerdo con la Reivindicacion 8, en el que el al menos un aditivo interactive esta presente en una cantidad de entre el 5 % y el 95 % en peso del medio de conmutacion termopolimerico (40).
12. 12. El indicador termico de acuerdo con la Reivindicacion 8, en el que el al menos un aditivo interactivo esta 5 presente en una cantidad de entre el 10 % y el 90 % en peso del medio de conmutacion termopolimerico (40).
13. 13. El indicador termico de acuerdo con la Reivindicacion 8, en el que el al menos un aditivo interactivo esta presente en una cantidad de entre el 20 % y el 80 % en peso del medio de conmutacion termopolimerico (40).

    10 14. El indicador termico de acuerdo con las Reivindicaciones 1 o 2, en el que el medio de conmutacion

    termopolimerico comprende adicionalmente al menos un emulsionante seleccionado del grupo que consiste en llpidos, alcoholes de cadena larga, lecitinas, glicollpidos, aminas cuaternizadas con colas de llpidos y detergentes ionicos cargados, y combinaciones de los mismos.

    15 15. El indicador termico de acuerdo con la Reivindicacion 14, en el que el al menos un emulsionante esta presente

    en una cantidad de entre el 0,001 % y el 10 % en peso del medio de conmutacion termopolimerico (40).
14. 16. El indicador termico de acuerdo con la Reivindicacion 14, en el que el al menos un emulsionante esta presente

    en una cantidad de entre el 0,01 % y el 5 % en peso del medio de conmutacion termopolimerico (40).

    20
15. 17. El indicador termico de acuerdo con la Reivindicacion 14, en el que el al menos un emulsionante esta presente en una cantidad de entre el 0,1 % y el 1 % en peso del medio de conmutacion termopolimerico (40).