JP2006508329A - 時間または時間−温度表示物品 - Google Patents

Abstract

（ａ）少なくとも部分的に第１の流体で充満された第１の流体リザーバと、（ｂ）複数のチャネルを含む基板と、（ｃ）基板の少なくとも１つのチャネルと流体連通する第２の流体リザーバと、（ｄ）第１の流体リザーバと第２の流体リザーバの間に位置するバリアとを格納するハウジングを含む時間または時間−温度表示物品が記載される。該物品は、バリアを開放することにより所望の時点で操作することができ、流体の少なくとも一部が第１のリザーバから第２のリザーバへ流れて、基板の少なくとも１つのチャネルと接触できるようにする。該物品は、流体が基板のチャネルを通って移動するときに流体の進行の表示を提供するように設計される。

Description

本出願は、２００２年４月３日に出願された米国仮特許出願第６０／３６９，６２７号の利益を主張する。

本発明は、（ａ）少なくとも部分的に第１の流体で充満された第１の流体リザーバと、（ｂ）複数のチャネルを含む基板と、（ｃ）基板の少なくとも１つのチャネルと流体連通する第２の流体リザーバと、（ｄ）第１の流体リザーバと第２の流体リザーバの間に位置するバリアとを格納するハウジングを含む時間または時間−温度表示物品を提供する。該物品は、例えば第１のリザーバに指圧を加えてバリアを開放することにより所望の時点で操作することができ、流体の少なくとも一部が第１のリザーバから第２のリザーバへ流れて、基板の少なくとも１つのチャネルと接触できるようにする。該物品は、基板のチャネルを通って流体が移動するときに、流体の進行を表示するように構成される。基板のチャネルを通る流体の動作は、時間または時間−温度の測定機能を提供する。

本発明の特定の実施形態では、基板は、所定の大きさおよび形状を有する複数のチャネルを含む微細構造化表面を有する。微細構造化基板は、キューブコーナー型再帰反射材料などの再帰反射材料でもよい。基板は物品の上部カバーに接着接合されてもよいし、あるいは、微細構造化表面が物品の上部カバーの下側表面に一体的に形成されてもよい。その他の特定の実施形態では、基板は、ランダムな大きさおよび形状を有する複数のチャネルを含む。

特定の実施形態では、第２のリザーバの容積は第１のリザーバの容積よりも大きい。好ましくは、第２のリザーバは、流体と接触したときに、基板のチャネル内の毛管圧力よりも小さい毛管圧力を提供するような大きさである。

特定の実施形態では、第２のリザーバは耐圧縮性である。例えば、第２のリザーバは、入口開口と、流体が流れるための内部流路と、基板と流体連通する第１の出口と、通気孔に近接して配置される第２の出口とを有する耐圧縮性の細長い管を含むことができる。耐圧縮性の管は、例えば、ガラス、金属またはポリマーを含むことができる。耐圧縮性の第２のリザーバは、物品に加えられる外部負荷が物品の時間または時間−温度精度に実質的に影響を与えることを防止する、あるいは最小限にする働きをする。

本発明は、（ａ）少なくとも部分的に第１の流体で充満された第１の流体リザーバと、（ｂ）複数のチャネルを含む基板と、（ｃ）基板の少なくとも１つのチャネルと流体連通する第２の流体リザーバと、（ｄ）第１の流体リザーバと第２の流体リザーバの間に位置するバリアとを格納するハウジングを含む時間または時間−温度表示物品を提供する。起動時には、第１のリザーバ内の流体の少なくとも一部が押し出されて第２のリザーバ内へ流れ、そこで基板と接触して、時間または時間−温度表示のために物品が起動される。

第１のリザーバと基板の間に位置する第２のリザーバの存在は、第２のリザーバを含まない同様の装置よりも、本発明の時間または時間−温度物品の精度を改善する。例えば、第１のリザーバの流体を収容するのに十分な容積を有する第２のリザーバの存在は、第１のリザーバと基板の間に「緩衝」容積を提供することによって、起動時に流体が基板内に直接押し出されるのを有利に防止する。圧力をかけて流体を基板へ押し出すことによって、物品からの不正確な時間または時間−温度の読取りが生じる可能性がある。更に、第２のリザーバは、基板と永久的に流体連通するように設計され、これによって、物品の起動後に基板が流体から「遮断」され得る機会が排除される。特定の実施形態では、第２のリザーバは耐圧縮性である。耐圧縮性の第２のリザーバは、物品に加えられる外部負荷が物品の時間または時間−温度精度に実質的に影響を与えることを防止する、あるいは最小限にする働きをする。

本発明の時間または時間−温度物品の様々な構成要素は、これから詳細に説明されるであろう。

本発明の物品において有用な基板は、２つの大まかな種類に分けることができる。第１の種類の基板は、所定の大きさおよび形状を有するチャネルを含む微細構造化表面を有するものと説明される。第２の種類の基板は、例えば、ウェブ、織物、多孔質材料、多孔質紙、多孔質膜などにおいて見られるように、ランダムな（すなわち、所定でない）大きさおよび形状のチャネルを有するものを含む。

本発明に従って有用な微細構造化基板は、微細構造化表面を有する基板であり、該微細構造化表面は複数のチャネルを画定する。このような基板は所定のチャネルパターンを有し、チャネルの最大の深さおよび幅は、約１，０００ミクロン未満である。チャネルは相互接続されていてもいなくてもよい。チャネルは、任意に、一連の突起から形成されてもよい。この定義は、チャネルを有し得るがこのチャネルが所定のものではないウェブ、織物、多孔質材料、多孔質紙、多孔質膜などを排除することを意味する。本発明の基板のチャネル部分は規則的で順序正しく、ランダムでないことが好ましい。好ましくは、チャネルはアレイ状である。幾つかの実施形態では、各チャネルは隣接するチャネルと実質的に同一または同一であろう。幾つかの実施形態では、チャネル表面を横切る幅方向、あるいはチャネル表面下方の長さ方向において異なるチャネルの幾何学形状および／または大きさを有することが望ましい場合がある。

本発明に従う有用な基板は、典型的にはフレキシブルである。フレキシブル基板を有する物品は、対象とする表面に容易に取り付けることができる。しかしながら、半剛性および剛性の基板も、本発明に従って有用であり得る。同様に、本発明の物品は、典型的にはフレキシブルである。しかしながら、本発明の物品は、半剛性または剛性でもよい。

基板は、特定の実施例に応じて、再帰反射性でもそうでなくてもよい。有用な非再帰反射性基板の例としては、直線的かつ平行で、間隔が密接した一連のチャネルを有する微細構造化基板が挙げられるが、これに限定されない。再帰反射性微細構造化基板の使用は、本発明の物品に多数の利点を提供することができる。これらには、再帰反射性基板の全反射を流体が阻止するように使用されるために物品が設計される場合に、再帰反射性基板の使用により流体の流頭が好ましく非常に可視的であることが含まれる。

物品中で使用される微細構造化基板および／またはその他の材料は、流体の流れを妨害しないように、流体を吸収しないことが好ましい（すなわち、流体が接触し得る物品の基板およびその他の構成要素は、好ましくは流体に対して実質的に不浸透性、最も好ましくは流体に対して不浸透性であるべきである）。好ましくは、流体と接触する可能性のある物品中で使用される基板および／または他の材料（例えばカバーなど）は、使用される流体に関して実質的に非吸収性であり、最も好ましくは非吸収性である。また好ましくは、流体の流れは基板のチャネルだけを通り、基板自体（または、流体が接触する可能性のある物品の任意の他の構成要素）への流体の拡散は実質的に存在せず、最も好ましくは、拡散は存在しない。従って、最も好ましくは、流体は吸収されることなく、基板自体または接触する可能性のある物品の他の構成要素に拡散または浸透しない。

基板を通る流体の流れは、好ましくは受動的な流れによるものである。すなわち、好ましくは毛管作用によるべきであり、任意に、引力の作用によるが、引力の作用は最小限であるか、存在しないのが好ましい。流体の流れは好ましくは「能動的」（すなわち、ポンプ、外部真空源などの装置によって発生される）ではない。

基板は多数の異なる形状を有することができる。基板は対称でも非対称でもよい。基板は、例えば、矩形、正方形、台形、リング形、三角形などの形状からなる群から選択される形状を有することができる。矩形形状は、切断が容易で、矩形形状の基板を有する物品を設計するのが容易なので、有用であり得る。しかしながら、流体が矩形基板を通って進行するにつれて、流体の流速は低下する。矩形基板（または、流体の流速が時間と共に低下することに対する任意の基板）を有する物品上に時間のマーキングが所望される場合、通常、これらは、低下する流体の流速のために、均等に離間されるべきではない。このような場合、マーキングは、通常、流体の流路の終点に向かって互いにより近接するように位置決めされ得る（例えば、図１ａおよび図３ａを参照）。流体の流速のこの低下を回避するため、およびより均等に離間された時間マーキングを有するためには、流体の流路の終点付近でそのチャネルが狭くなるように基板を潜在的に設計することができる。

基板の形状が矩形、正方形、台形、三角形などである場合、起動時に、チャネル開口または入口が存在する位置で流体が基板のエッジまたは端部と接触するように、流体が位置決めされるのが典型的である。必要ではないが、典型的にはチャネル開口は、基板の少なくとも一方のエッジまたは側面に位置し、チャネルは基板表面全体を通って基板のもう一方の端部またはエッジ（典型的には反対側の端部またはエッジ）まで延在する。選択された基板の形状が矩形である場合、構成要素は、典型的には、流体の流路が矩形の最長辺に相当するように位置決めされる。基板がリング形状である場合、バリアが除去されてしまえば、流体がリングの内周からリングの外周へ向かって放射状に流れるように、リング形状基板の中心に流体およびバリアを位置決めすることが望まれる場合がある。しかしながら、観察者が流体の進行を決定できるような形で流体がチャネルを通って流れるように十分な流体がチャネルと接触する限りは、端部またはエッジから離れて（例えば、より中心に向かって）流体が基板と接触するような形で物品を設計することも可能である。

上述したように、物品の基板は、その中にチャネルを有する。チャネルは、流体の流頭がより均等になるように相互接続されてもよい。典型的にはチャネルは、基板の露出表面上に設けられる。しかしながら、２つの微細構造化表面を互いに接合することによって基板の内部にチャネルを提供し、その中を流体が流れるために所望されるタイプのチャネルを提供することも可能である。

内部チャネルを有する基板は、場合によっては、それぞれのシートがその一方の面にパターンを有する２つのシートを互いに接合して作製することができる。その結果得られる基板は、互いに接合されたパターンに応じて、再帰反射性でもよいしそうでなくてもよい。パターン形成された面が、典型的には毛管作用によって流体が流れることができるチャネルシステムを形成するように、シートを互いに接合することができる。これらのシートは、クランプ、カバー、接着剤、ホットメルト型ボンディングなどの様々な手段によって合わせて保持することができる。

基板の形状およびチャネルの設計によっては、流体の流路に沿って移動するときに少量の流体が基板の側面（またはエッジ）から漏出する場合がある。漏出するこのような流体は、潜在的に、更に流体の流路に沿って基板チャネルに再度入り、流体の流頭の均等性がいくらか低くなることの一因となり得る。したがって、場合によっては、流体の流入を可能にするエッジまたは領域が密封されず、流体が流れる方向のエッジまたは領域が密封されない限りは、より均一な流体の流頭を保証するために、基板のエッジまたは側面を密封することが好ましい。

基板の別の好ましい実施形態では、基板の外側表面は中にチャネルを含有する。基板の反対の外側表面も、任意にチャネルを含有することができる。反対の外側表面はチャネルを有さないことが好ましいが、必須ではない。基板表面にパターンを提供することは通常費用がかかり、両面がチャネルを含有することが必要でない場合に両表面にチャネルを有することは、費用効果的ではないであろう。好ましくは、このような実施形態では、基板の反対の外側表面は平坦であり、チャネルを有さず、カバーと基板の滑らかな側面との間の流体の流れを回避するようにカバーに結合される。しかしながら、既に述べたように、物品は、起動時に、流体がチャネル内で流動できるような形で中にチャネルを有する基板表面と流体が接触するように構成されるべきである。流体は、観察者を混乱させ得る多数の流体の流頭を提供しないように、基板の１つの微細構造化表面のみに沿って流れることが好ましい。しかしながら、同一基板上に多数の流体の流頭が望ましい特定の物品の状況もあり得る。

微細構造化基板のチャネルは、様々な形状を有することができる。典型的には、基板内の複数のチャネルは同様に成形される。有用なチャネル断面形状の例には、ｖ形状チャネル、ｕ形状チャネル、半円形状チャネル、および正方形ｕ形状チャネルが含まれるが、限定はされない。チャネルは、上から見て、直線状でも非直線状でもよい。例えば、チャネルは、一直線でも、曲線でも、ねじれていても、湾曲していても、蛇行していてもよい。チャネルは、任意に、一連の幾何学的な突起によって形成されてもよく、突起の間の通路がチャネルを形成する。これは、本明細書中に後述するキューブコーナー型再帰反射性シートの場合である。好ましくは、基板のチャネルは平面である。

典型的には、チャネルの深さは約５ミクロンから約１，０００ミクロン未満までの範囲であり、より典型的には約１０〜約５００ミクロン、好ましくは約２５〜約２００ミクロン、最も好ましくは約２５〜約１００ミクロンの範囲である。典型的には、チャネルの幅は約５ミクロンから約１，０００ミクロン未満までの範囲であり、より典型的には約１０〜約５００ミクロン、好ましくは約２５〜約２５０ミクロンの範囲である。典型的には、チャネルの間隔は、チャネルが、もう１つのチャネルから約５から約１，０００ミクロン未満、より典型的には約１０〜約５００ミクロン、好ましくは約１０〜約２５０ミクロンの範囲にあるような間隔である。

基板上のチャネルの形状、長さ、および数は、多数の因子によって変動し得る。これらの因子には、例えば、流体が基板を通って流れるために必要な時間の長さと、基板と共に使用される流体と、流体の流れが毛管力以外の力（重力など）によって影響され又はされない度合とが含まれる。重力の影響を実質的に受けない物品を設計するために、好ましくは、十分に小さいチャネルを有する基板を用いるべきである。

本発明に従って有用な基板は、微細構造化されている。本発明の実施形態において、様々な異なる種類およびタイプの再帰反射性および非再帰反射性のチャネル含有微細構造化基板が有用である。好ましくは、微細構造化基板は、本発明の物品で使用される流体に曝されたときに、その幾何学的形状および表面特徴を保持する。

有用な非再帰反射性基板の例には、米国特許第５，７２８，４４６号明細書（ジョンストン（Ｊｏｈｎｓｔｏｎ））および同第５，５１４，１２０号明細書（ジョンストン）に開示されるものが含まれるが、これらに限定はされない。これらの基板は、所望の高速および均一な異方性または方向依存性の液体の分配を容易にする流体管理フィルムと、これらのフィルムを用いる吸収性物品とを提供する。これらの液体管理フィルムは、液体が一方向に広がるのを促進するために複数の第１の溝を有する少なくとも１つの微細構造化表面を有する。またこれらの第１の溝は、米国特許第５，７２８，４４６号明細書のように、第２の溝を含有することもできる。しかしながら、これらの追加的な第２の溝は、流体の流頭の均等性が低いことの一因となり得るので、本発明で使用するにはあまり好ましくない。

非再帰反射性微細構造化基板の微細構造化流動チャネルは、場合によっては、その長さの少なくとも一部にわたって、実質的に平行かつ直線的である。しかしながら、全ての基板の実施形態において、チャネルは相互接続されているのが好ましい。チャネルは、キャスティング、異形押出し、またはエンボス加工によって、好ましくはキャスティングまたはエンボス加工によって、熱可塑性材料から容易に形成することができる。

非再帰反射性微細構造化基板は、好ましくは、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ（塩化ビニル）、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ナイロンなどを含む、キャスティング、異形押出し、またはエンボス加工に適切な任意の熱可塑性材料から形成される。ポリオレフィンが好ましく、特にポリエチレンまたはポリプロピレン、それらのブレンドおよび／またはコポリマー、ならびにプロピレンおよび／またはエチレンと少ない割合の他のモノマーとのコポリマー、例えばエチレン／酢酸ビニルなどである。ポリオレフィンは、優れた物理特性、加工の容易性を有し、さらに同様の特性を有する他の熱可塑性材料よりも一般に低コストであることから、好ましい。ポリオレフィンは、キャスティングまたはエンボス加工ロールの表面を容易に複製し、また容易に異形押出しされる。これらは靭性、耐久性であると共に、その形状を十分に保持し、従って、このようなフィルムは、キャスティングまたはエンボス加工プロセス後の取り扱いが容易である。あるいは、微細構造化基板は、アクリレートまたはエポキシなどの硬化可能な樹脂材料からキャスティングして、熱、紫外線（ＵＶ）またはＥ−ビーム放射に曝すことにより硬化させることもできる。おそらく、以下により詳細に記載される再帰反射性および／または他の光学特性を有する微細構造化基板も、上記手順によって製造することができるであろう。

本発明の実施形態で有用なもう１つの種類の微細構造化基板は、再帰反射性基板である。再帰反射性材料は、材料に入射した光の方向をその発光源に戻すように変えるという特性を有する。再帰反射性シートを曲げる、あるいは表面と一致させることが必要とされ得る状況では、再帰反射性能を犠牲にすることなくそうなるシートを選択するのが好ましい。

ミクロスフェア（微小球体）ベースのシートおよびキューブコーナーシートの２つの一般的なタイプの再帰反射性シートが存在する。「ビーズ状」シートと呼ばれることもあるミクロスフェアベースのシートは当該技術分野において良く知られており、通常は少なくとも部分的にバインダ層に埋込まれ、入射光を再帰反射するために関連した鏡面反射または拡散反射材料（例えば、顔料粒子、金属フレークまたはベーパーコート（ｖａｐｏｒ ｃｏａｔ）など）を有する多数のミクロスフェアを使用する。このような再帰反射体の実例は、米国特許第３，１９０，１７８号明細書（マッケンジー（ＭｃＫｅｎｚｉｅ））、同第４，０２５，１５９号明細書（マグラス（ＭｃＧｒａｔｈ））、および同第５，０６６，０９８号明細書（カルト（Ｋｕｌｔ））に開示されている。ミクロスフェアベースのシートは規則的な所定のチャネルパターンを有さず、本明細書で使用される場合の「複数のチャネルを画定する微細構造化表面を有する基板」とはみなされない。

基本的なキュービックコーナー型再帰反射性シートは、再帰反射技術分野の当業者にはよく知られており、本明細書で使用される「複数のチャネルを画定する微細構造化表面を有する基板」の定義の範囲内である。このようなシートは、道路標識や安全服などにおいて使用されることが多い。シートは、実質的に平面的なベース表面と、ベース表面の反対側の複数のキューブコーナー要素を備えた構造化表面とを含む。各キューブコーナー要素は、単一の基準点または頂点で交差する３つの互いに実質的に垂直な光学面を含む。シートの平面的なベース表面に入射する光はシートのベース表面で屈折され、シートを透過し、３つの垂直キューブコーナー光学面のそれぞれから反射され、光源に向けて方向が変えられる。光軸とも呼ばれる対称軸は、キューブコーナー頂点を通って延出する軸であり、キューブコーナー要素の３つの光学表面と等しい角度を形成する。キューブコーナー要素は、通常、光軸に大体沿って要素のベースに入射する光に応答して、最高の光学効率を示す。キューブコーナー型再帰反射体によって再帰反射される光の量は、入射角が光軸から大きく逸れるに従って減少する。

再帰反射性シートの製造業者は、特定の入射角でシートに入射する光に応答して最高性能を示すように再帰反射性シートを設計する。「入口角」という用語は、シートのベース表面に垂直な軸から測定した、シートに入射する光の入射の角度を示すために使用される。例えば、ＡＳＴＭ呼称：Ｅ８０８−９３ｂ、再帰反射を説明するための標準的技法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｆｏｒ Ｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇ Ｒｅｔｒｏｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）を参照されたい。標示用途のための再帰反射性シートは、通常、比較的低い入口角（例えば、シートのベース表面にほぼ垂直）でその最適な光学効率を示すように設計される。例えば、フープマン（Ｈｏｏｐｍａｎ）に付与された米国特許第４，５８８，２５８号明細書を参照されたい。例えば、舗装道路マーキングまたは障壁マーキング用途などの他の用途では、比較的高い入口角でその最大の光学効率を示すように設計された再帰反射性シートが必要とされる。例えば、ホワイト（Ｗｈｉｔｅ）の米国特許第４，３４９，５９８号明細書（’５９８特許）は、キューブコーナー要素が、キューブコーナーシートベースに対して４５度に配設された２つの互いに垂直な矩形面と、矩形面に垂直な２つの平行な三角形面とを含み、２つの光学的に対向するキューブコーナー要素が形成される再帰反射性シート設計を開示する。米国特許第４，８９５，４２８号明細書（ネルソン（Ｎｅｌｓｏｎ）ら）および同第４，９３８，５６３号明細書（ネルソンら）は、キューブコーナー要素が、２つのほぼ垂直な四角形面と、四角形面にほぼ垂直な三角形面とを含み、キューブコーナーが形成される再帰反射性シートを開示する。キューブコーナー要素は、更に、垂直でない三角形面を含む。上述のキューブコーナーシートは全て、本発明の物品において有用であると予想されるであろう。

再帰反射性キューブコーナー要素アレイの製造は、通常、ピンバンドリング（ｐｉｎ ｂｕｎｄｌｉｎｇ）および直接機械加工として知られる技法を含む種々の技法で製造されるモールドを用いて達成される。ピンバンドリングを用いて製造されるモールドは、それぞれがキューブコーナー型再帰反射性要素の特徴を有するように成形された末端部を有する個々のピンを合わせて組み立てることによって製造される。米国特許第３，６３２，６９５号明細書（ハウエル（Ｈｏｗｅｌｌ））および同第３，９２６，４０２号明細書（ヒーナン（Ｈｅｅｎａｎ）ら）は、ピンバンドリングの実例を開示する。一般にルーリング（ｒｕｌｉｎｇ）としても知られる直接機械加工技法は、基板の一部を切り取って、交差する溝のパターンを形成し、キューブコーナー要素を含む構造を形成することを含む。溝が付けられた基板は、通常、一連の圧痕、すなわちレプリカを形成できるマスターモールドとして使用される。場合によっては、マスター自体が再帰反射性物品として使用されてもよい。しかしながら、より一般的には、再帰反射性シートまたは再帰反射性物品は、マスターモールドを用いて、あるいはマスターモールドのレプリカを用いて高分子基板に形成される。

直接機械加工技法は、小型マイクロキューブアレイ用のマスターモールドを製造するために有用な方法である。小型マイクロキューブアレイは、フレキシビリティが改良された薄い再帰反射性シートを製造するために特に有益である。また、マイクロキューブアレイは、連続製造プロセスの助けとなる。また、ピンバンドリングまたは他の技法ではなく直接機械加工法を用いて、大型のキューブコーナーアレイを製造するプロセスも比較的容易である。直接機械加工の実例は、米国特許第４，５８８，２５８号明細書（フープマン）に開示される。

キューブコーナーシートの形成で使用するのに適するマスターモールドは、上記のように直接機械加工技法を用いて形成することができる。しかしながら、これらの特許に開示されるキューブコーナーの幾何学形状は、マスターモールドを製造するために２つの異なる機械加工用工具を必要とする。このことは、マスターモールド製造プロセスの効率を低下させる。更に、これらの特許に従って製造されるマスターモールドは、マスターモールドのベース表面に実質的に垂直に延在する表面を含む。このような垂直の表面は、マスターモールドの正確なレプリカを製造するプロセスにとって不利益である。

上述の特許に記載される全てのキューブコーナーシートは、本発明の物品において有用であると考えられる。キューブコーナー以外の突起を有するその他の微細構造化再帰反射性基板も、本発明の物品において有用であろう。

本発明に従って有用な基板は、任意に、再帰反射、全反射、および部分内部反射という光学特性のうちの１つまたは複数を有することができる。これらには、例えば、屈折および／または回折特性が含まれる。微細構造化基板自体は、鏡面反射または拡散特性を有し、微細構造化基板上を移動する際の流体の検出性を改良することができる。流体が微細構造化基板上を移動すると、流体は微細構造化表面を湿潤させ、微細構造化表面と隣接する流体との間の屈折率の差を減少させ（空気と比べて）、その結果、微細構造化基板の光学特性の阻止がもたらされ、その透明度が改良される。

基板は、その独自の別のバッキング層を有する別個の材料として形成されてもよいし、本発明の物品に接着結合されてもよい。任意に、基板は物品の別の層の一部として形成されてもよく、例えば、微細構造化基板は、本発明の物品の上部カバーの底部表面に成形されてもよい。これは、別の基板を製造、切断、および上部カバーに接着して取り付ける必要がないので、本発明の物品の製造において利点を提供することができる。

第２の種類の基板は、サイズおよび形状がランダムであり、フィルタまたは膜として分離で通常使用される多孔質またはウィッキング材料を含むチャネルを有するものであると説明することができ、紙および他の天然繊維、硝酸セルロース、酢酸セルロース、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ビスフェノールポリカーボネートおよび他の高分子材料、ホウケイ酸ガラスおよび他の無機ガラス、銀および他の金属などの、天然、高分子、および無機材料からなり得る。このカテゴリーの更なる有用な基板は、天然および合成繊維から製造される織物材料と、ポリプロピレン、ポリエチレンおよび他のポリオレフィン、天然および合成ゴム、アクリレート含有ポリマー、ならびにメルトブローされ得る他のポリマーなどの高分子材料から製造される不織材料とを含むであろう。好ましいタイプはフィルタ紙などのフィルタ媒体である。

本発明に従って、様々な流体が有用である。その例には、粘性流体、粘弾性流体、およびこれらの混合物からなる群から選択される流体が含まれるが、これらに限定されない。

流体の表面張力は様々でよい。典型的には、２３℃の流体の表面張力は、約１０×１０^-3Ｎ／ｍ〜約８０×１０^-3Ｎ／ｍの範囲であり、好ましくは約１０×１０^-3Ｎ／ｍ〜約６０×１０^-3Ｎ／ｍ、更により好ましくは約１０×１０^-3Ｎ／ｍ〜約５０×１０^-3Ｎ／ｍ、最も好ましくは約１０×１０^-3Ｎ／ｍ〜約４０×１０^-3Ｎ／ｍの範囲である。

流体の密度は様々でよい。典型的には、２３℃の流体の密度は、約０．５〜約２グラム／ｃｃの範囲であり、好ましくは約０．５〜約１．５グラム／ｃｃ、最も好ましくは約０．８〜約１．５グラム／ｃｃの範囲である。

流体のゼロ速度せん断粘度は様々でよい。典型的には、２３℃の流体のゼロ速度せん断粘度は、約１×１０^-3〜約１×１０⁶Ｐａ・ｓの範囲であり、好ましくは約０．１〜約１×１０⁵Ｐａ・ｓ、最も好ましくは約１〜約１０，０００Ｐａ・ｓの範囲である。

本発明の時間／温度インジケータ物品では、選択される流体は温度感受性であるのが好ましい。本発明のタイマー物品では、選択される流体は、実質的に温度非感受性であるのが好ましく、最も好ましくは温度非感受性である。温度感受性の流体は３ｋｃａｌ／モルあるいはそれ以上の活性化エネルギー（Ｅ_a）と、好ましくは１．１より大きいＱ₁₀とを有すると定義される。温度非感受性の流体は、３ｋｃａｌ／モル未満のＥ_aと、好ましくは１．１〜１．０のＱ₁₀とを有すると定義される。Ｅ_aは、アレニウスの関係：
ｋ＝ｋ₀ｅｘｐ（−Ｅ_a／ＲＴ）
から決定することができる。式中、
ｋ＝温度Ｔ（ケルビン）の関数としての速度定数、
ｋ₀＝前指数因子、
Ｒ＝理想気体定数（１．９９Ｋｃａｌ／モルＫ）、および
Ｅ_a＝Ｋｃａｌ／モル単位の活性化エネルギーである。
Ｑ₁₀は、以下の式に従って決定することができる。式中Ｔは℃で与えられる。
Ｑ₁₀＝（Ｔ＋１０℃における変化速度）／（Ｔにおける変化速度）

本発明の物品で使用するために選択される流体は、好ましくは、無毒性であり、接触され得る物品の他の構成要素と反応しない。物品が食品と接触して使用される予定の場合には、そのような製品に関連する全ての法律および規則を満たさなければならない。比較的無毒で非反応性の有用な流体の例には、ポリジメチルシロキサン流体などのシリコーン流体、飽和炭化水素系油、シリコーンオイルおよびゴム、鉱物油、グリセロール、水、ならびに水性流体が含まれるが、これらに限定されない。

流体は、用いられる実施形態によって、着色されていてもいなくてもよい。基板が再帰反射性である実施形態（あるいは、既に本明細書中に記載した光学特性を基板が有し得る他の用途）では、流体は、通常無色透明であり、流体がチャネルを充満すると、全反射が阻止されるようになる（すなわち、不透明に見えた基板は、チャネルが充満された領域において今は透明に見え、検分者が下の着色カバー層を観察できるようになる）。好ましくは、流体は、微細構造化基板表面（好ましくは微細構造化基板全体）の屈折率の約０．４以内の屈折率を有し、より好ましくは、微細構造化基板（好ましくは微細構造化基板全体）と実質的に同一であり、最も好ましくは同一の屈折率を有する。しかしながら、基板を透明にすることが意図される用途で使用される場合に、例えば、基板の下の任意の色および／または画像を見ることによって、流体の流頭を識別できるのに十分であるように行われる限りは、流体の正確な性質を変化させることができる。

基板が再帰反射性でない場合、あるいは基板が再帰反射性ではあるが、基板が透明になるように使用することが意図されない場合には、流体は、通常、顔料および／または染料（例えば、青色有機染料など）を含有し、基板は、流体の流れに対してコントラストを提供するように選択される（例えば、白色不透明基板など）。

流体および基板の選択、ならびに物品中でのこれらの位置決めは、流体が基板のチャネルを通って移動する際に、観察者が時間に対する流体の進行を見ることができるのに十分でなければならない。本発明の物品の特定の実施形態によっては、観察者は、視角を変えることによって、流体がより見やすくなることを見出すことができる。好ましい視角を見出すために、物品を容易に操作する、あるいは自分の位置を変えることができる。

本発明に従って適切な流体には、時間および／または累積熱暴露量に応答して微細構造化表面のチャネル内へ移動するために所望の特性を提供する、例えば、粘弾性および粘性流体ならびにこれらの組み合わせが含まれる。毛管作用が微細構造化基板のチャネル内への流体の移動を主として駆動するために、物品の構成要素の表面エネルギーは、好ましくは、基板の微細構造化表面上の流体の局部的な接触角が、対象とされる使用温度の範囲内で、約９０度未満、より好ましくは約２５度未満であるようにすべきである。接触角は、微細構造化表面の表面エネルギー、流体（例えば液体）の表面エネルギー、および２つの間の界面エネルギーの関数である。

粘性材料は、典型的な粘性流体に対する類似によって定義することができる。粘性流体に外部応力が加えられると、粘性流体は変形し、その応力が存在する限り変形し続けることができる。応力が除去されても、流体はその未変形状態には戻ることができない。このような応答は粘性流と呼ばれ、粘性材料または流体を定義する。粘性流体において応力と変形率との間に正比例の関係が存在する場合、流体はニュートン流体である。また、非ニュートン性であり、応力と変形率の間に非線形依存性を示す粘性流体も存在する。

弾性および粘性の両方の特性を同時に示す材料は、粘弾性材料と呼ばれる。弾性特性は、典型的な弾性固体を参照して説明することができる。弾性固体は、変形によって外部応力に応答し、応力が除去されると、その元の形状に戻ることによって応答する。このような応答は弾性と呼ばれる。幾つかの弾性材料は、応力と変形の間に正比例関係を示し、それによって、フックの法則として知られるものと一致する。また、フックの法則に従わず、応力と変形の間に非線形関係を示す弾性材料も存在する。粘弾性材料は、粘弾性固体、すなわち変形中にいくらかの粘性効果を示す弾性固体と、粘弾性液体、すなわちいくらかの弾性効果を示す粘性液体とのいずれかに分類されることもある。粘弾性液体は、せん断応力を受けたときに、無期限に変形し続ける粘弾性材料であると識別することができる。

粘弾性材料は、ガラス転移温度Ｔ_gとして知られる温度において、動かないガラス状態から粘弾性の液体状態に転移することができる。また、結晶性材料が融解する温度Ｔ_mにおいて、部分的に結晶状態からアモルファス状態に転移することもできる。多くの場合、このような材料は、Ｔ_mより低温では、粘弾性固体として挙動する。粘弾性材料の特性および分析の更なる説明のために、ジョンＤ．フェリーの「ポリマーの粘弾性特性」（ジョン・ウィリー＆サンズ社、１９８０年）（Ｊｏｈｎ Ｄ．Ｆｅｒｒｙ， Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．１９８０））が参照される。本発明の物品で使用するために選択される流体は、好ましくは、本発明の物品を使用することが意図される温度よりも低いＴ_gおよびＴ_mを有するべきである。

本発明のタイマー物品では、粘弾性材料の使用が選択された場合、本発明の物品が曝され得る全ての予想温度において液体状態で本質的に粘性流体として挙動するように、小さい弾性効果を示す粘弾性液体を使用するのが好ましい。

本発明の時間−温度インジケータ装置では、監視すべき物体と、従って本発明の物品とが曝され得る全ての予想温度において、流体は好ましくは液体状態（最も好ましくは粘弾性液体状態）である。これは、監視すべき物体と、従って本発明の物品とが曝され得る温度の予想範囲よりも低い温度で、このような全ての熱転移を有する流体を選択することによって達成することができる。このことは、基板の微細構造化チャネルと流体を接触させたときに、インジケータがその起動状態になることを可能にする。このことはまた、予想温度範囲全体にわたって流体がチャネル内へ移動できるようにする。このようにして、インジケータは、監視すべき物体と、従って本発明の物品とが曝されるはずの温度範囲全体にわたって時間−温度暴露量の連続的積分を提供することができる。また、監視中の製品にかなりの劣化またはその他の変化が生じ得る温度においても、流体がチャネル内に移動できることが好ましい。

本発明では粘弾性液体材料が好ましいが、材料のモジュラスが、装置内に存在する毛管作用または他の駆動力の影響下で材料が変形して微細構造化チャネルを完全に貫通するように十分低ければ、幾つかの粘弾性固体材料が機能することも可能である。チャネル基板内を流れることにより流体として機能できるこれらの固体は、本明細書で使用される「流体」の定義の範囲内であると考えられる。

結晶質またはガラス質の連続相を有する固体（例えば、粘弾性固体など）は、目に見えてはチャネル内へ移動しないであろう。あるいは、移動するとしても、非常に遅い速度で移動するので、累積熱暴露量の視覚表示を提供するためには実用的でないであろう。しかしながら、材料の結晶融点またはガラス転移温度よりも高い温度では、流体になり、チャネルを移動することができる。このような材料は、特定のタイプの温度監視用途、特に、製品が臨界閾値温度より高温でのみ劣化を受けるような用途のために望ましい。

本発明の物品で使用するのに適する粘弾性および粘性材料の実例となるが決して限定的でないリストには、天然ゴム、ブチルゴム、ポリブタジエンおよびそのアクリロニトリルおよびスチレンとのコポリマー、ポリヘキセンやポリオクテンなどのポリアルファ−オレフィンおよびこれらと他のものとのコポリマー、ポリアクリレート、ポリクロロプレン、ポリジメチルシロキサン、シリコーンオイルおよびゴム、鉱物油、およびスチレン−イソプレンブロックコポリマーなどのブロックコポリマー、ならびに上記のいずれかの混合物が含まれる。融解またはガラス転移を受けて固体から液体の挙動に変化し、本発明において有用であり得る材料には、炭化水素ワックス、エラストマー／粘着付与剤ブレンドなどが含まれる。

粘弾性材料は、例えば、従来は感圧型接着剤として調合されるエラストマーを含むことができる。その例には、ポリイソプレン、アタクチックポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、シリコーン、エチレン酢酸ビニル、およびアクリレート系エラストマーが含まれるがこれらに限定されず、通常は、粘着付与剤および／または可塑剤を含むことができる。

本発明の物品で有用な流体の製造において有用なモノマーには、約０℃未満のホモポリマーガラス転移温度を有するものが含まれるが、これらに限定されない。有用なアクリル酸アルキルには、アルキル部分に２〜２０個の炭素原子、好ましくは４〜１８個の炭素原子、最も好ましくは４〜１２個の炭素原子を有する第３級でないアルキルアルコールの不飽和単官能性（メタ）アクリル酸エステルが含まれるが、これらに限定されない。有用なアクリル酸アルキルモノマーの例としては、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸へキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸２−エチルへキシル、アクリル酸イソノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸オクタデシル、およびこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。

任意の補強コモノマーの一例は、約２５℃より高いホモポリマーガラス転移温度を有するモノエチレン系不飽和モノマーであり、好ましくは、アクリレートモノマーと共重合される。有用な共重合可能なモノマーの例には、メタ（アクリル）酸、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドなどの置換された（メタ）アクリルアミド、アクリロニトリル、アクリル酸イソボルニル、およびこれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。共重合可能なモノマーが使用される場合、全体の重量を１００として、アクリル酸アルキルは、通常、約５０〜９９重量部の量で組成物中に存在し、共重合可能なモノマーは、通常、５０〜１重量部の対応する量で存在する。

エラストマーは、任意に、粘着付与剤および／または可塑剤を、通常約２：１までの粘着付与剤対エラストマーベースの重量比または可塑剤対エラストマーベースの重量比で含むことができる。適切な粘着付与剤には、フォラル（Ｆｏｒａｌ）８５^TM、フォラル１０５^TM、またはアビトール（Ａｂｉｔｏｌ）^TMＥとして市販されている水素化ロジンエステルと、リーガレツ（Ｒｅｇａｌｒｅｚ）^TMなどの炭化水素粘着付与剤とが含まれ、全て、デラウェア州ウィルミントンのハーキュリーズ社（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ｏｆ Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ ＤＥ）から入手可能であるが、これらに限定されない。適切な可塑剤には、シェルフレックス（Ｓｈｅｌｌｆｌｅｘ）^TM（テキサス州ヒューストンのシェル・ケミカル社（Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から入手可能）などの炭化水素油と、ＵＳＰグレードの鉱物油と、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジイソノニル、およびフタル酸アリルなどのフタル酸アルキルを含むフタレートとが含まれるが、これらに限定されない。

本発明の物品は、好ましくは、流体がチャネルに沿って移動するときに微細構造化表面のチャネルを充満するのに十分な流体を提供するように設計される。また、物品の構成要素は、好ましくは、微細構造化基板のチャネル構造内への流体の所望の移動速度を提供するように選択されるべきである。時間インジケータでは、例えば粘性液体などの流体は、好ましくは、本質的に温度に依存しない速度で、このチャネル構造を通って移動するべきである。液体の特性を調節することによって、表示装置を、経過時間の視覚的に観察できる表示を提供するように構成することができる。従って、監視される必要のある時間の量に適切な特性を有する液体を選択できることが望ましい。

時間−温度インジケータでは、例えば粘弾性液体などの流体は、好ましくは、監視すべき物体の崩壊速度の変化と十分に同等であるように、温度とともに好ましくは増大する速度でチャネル構造を通って移動して、適切な時間−温度インジケータを提供する。適切な特性を有する流体を選択することによって、表示装置を、所定の累積熱暴露量の視覚的に観察できる表示を提供するように構成することができる。食品、医薬品、写真用品およびワクチンなどの特定の傷みやすい品目に対して所定の許容累積熱暴露量の表示を提供することは有用なことが多いであろう。従って、監視すべき特定の製品に適切な特性を有する流体を選択できることが望ましい。

上述したように、Ｑ₁₀およびＥ_aは、監視すべき物体の劣化率または他の変化率の定量化として有用である。また、監視すべき物体に適切な流体を選択するように、流体の有効Ｅ_aまたはＱ₁₀を定量化することも有用である。監視すべき特定の物体と同様に、様々な流体を選択し、流体を含むインジケータの実験を実行して、それぞれの流体について様々な温度における視覚的に観察可能な表示の変化率を決定することが可能である。次に、インジケータの意図される使用に最良に適合するために、所与の基板を用いて、様々な流体について測定される有効Ｅ_aおよび／またはＱ₁₀を計算することが可能である。また、流体の流動特性の温度依存性を独立的に測定し、有効活性化エネルギーを見積もることも可能である。

例えば、様々な温度において、周波数の関数として流体の動的な機械特性を測定し、レオロジー技術分野において知られる典型的な手順に従って、時間−温度の重ね合わせを実行することができる。結果として生じる温度依存性のシフト因子は、ウィリアムズ−ランデル−フェリー（Ｗｉｌｌｉａｍｓ−Ｌａｎｄｅｌ−Ｆｅｒｒｙ）の式にあてはめられ、次に、有効活性化エネルギーはよく知られたフェリーの式に従って計算することができる。ジョンＤ．フェリーの「ポリマーの粘弾性特性」（ジョン・ウィリー＆サンズ社、１９８０年）を参照されたい。レオロジー技術の当業者は、説明されるように、フェリーの式を用いることができるであろう。クリープコンプライアンスや動的粘度などの多数の他のレオロジー的特性はどれも測定されることができ、その温度依存性は、有効活性化エネルギーを見積もるためにレオロジー技術の当業者によって使用され得る。

本発明の物品で有用な多くの流体は、温度によっていくらか変動するＥ_aを有する。その場合は、平均または有効Ｅ_aを温度範囲にわたって計算することができる。相応して、例えば２０℃から３０℃への温度の特定の上昇に対する流体のＱ₁₀値は、３０℃から４０℃への温度上昇に対するＱ₁₀値とは幾らか異なることが予想される。それにもかかわらず、Ｅ_aおよびＱ₁₀は、粘弾性または弾性材料が時間に対する温度の正確な積算器としてまだ有用であるのに十分少ない量だけ温度と共に変動し、所定の許容温度暴露量の正確な表示を提供することが観察されている。更に、Ｅ_aは、温度がＴ_gよりも高温に上昇すると、温度変化に対する感受性が低くなる。所与の温度範囲にわたる有効Ｅ_aは、それぞれの流体について計算することができる。次に、監視すべき所与の物体に対して所定の熱暴露量の表示を提供するように、流体を選択することができる。レオロジー技術の当業者は、特定の流体のＥ_aおよびＱ₁₀を容易に決定することができる。

特定の用途に対するインジケータの適切性に影響を与えること観察されたインジケータのもう１つの特性は、ランアウト時間である。これは、流体の移動が微細構造化表面のチャネルを充満させ、視覚的に観察可能な表示を提供するのにかかる時間の期間である。これは、移動している流体の先導する前面（すなわち、流体の流頭）が、微細構造化表面のチャネルに沿って所定の距離に到達する時点である。選択される流体、微細構造化表面により形成されるチャネルの特性、およびこれらのチャネルの長さは、特定のインジケータのランアウト時間に影響を与えることができる。

所望の有効Ｅ_aまたはＱ₁₀を有する流体と、所望のランアウト時間を有する流体および微細構造化基板の組み合わせとを選択することによって、特定の傷みやすい品目に対して累積熱暴露量の表示を提供することが可能である。同様に、監視中のプロセスまたはタスクに対して累積時間の表示を提供することも可能であろう。

本発明の物品において有用な流体に関して、以下の一般的な観察が行われた。本明細書に記載される流体では、約３ｋｃａｌ／モル〜約７０ｋｃａｌ／モルの有効Ｅ_aの値が観察された。時間インジケータに特に適する約３ｋｃａｌ／モル以下のＥ_aを有する材料は、例えば、主としてポリジメチルシロキサンおよび同様のシリコーン流体からなる調合された流体を含むことができる。約３ｋｃａｌ／モルよりも大きいＥ_aを有する材料は、時間−温度インジケータで使用するのに特に適しており、例えば、上述したような粘弾性材料を包含する。このような粘弾性材料では、特定の粘弾性材料の有効Ｅ_aの決定において、エラストマーの選択が主要な因子であることが観察されている。例えば、１００％アクリル酸イソオクチル（ＩＯＡ）エラストマーは、０℃〜５０℃の温度範囲にわたって、約１２〜２０ｋｃａｌ／モルの範囲のＥ_aを有する。

粘着付与剤の添加量を増大すると、一般に、エラストマーのガラス転移温度および有効Ｅ_aが上昇する。可塑剤を添加すると、一般に、エラストマーのガラス転移温度および有効Ｅ_aが低下する。特定の粘弾性材料を選択することによって、ならびに様々な量の粘着付与剤および／または可塑剤を提供することによって、粘弾性材料の移動特性を調節することができる。流体は、少なくとも５０℃より低い温度まで、より好ましくは２０℃より低い温度まで、更により好ましくは０℃より低い温度まで、また更に好ましくは−２０℃より低い温度まで、最も好ましくは少なくとも−４０℃より低い温度まで、そのアモルファス液体状態にあるのが好ましい。本明細書に記載される流体は、典型的には、約−１３０℃〜１０℃の範囲内であるガラス転移温度を有する。本明細書に記載される流体のいくつかは、少なくとも１００℃もの高い温度まで使用可能であり続け、２００℃またはそれ以上もの高い温度まで有用な材料を調合することが可能である。

本発明の物品には、第１の流体リザーバおよび第２の流体リザーバが含まれる。物品の起動の前に、第１のリザーバは少なくとも部分的に流体で充満される。物品の起動前、第２のリザーバは空である。バリアが除去されると、第１のリザーバは、基板と流体連通する第２のリザーバと流体連通する。このようにして、初めは第１のリザーバ内に存在する流体は、第１の流体リザーバから第２の流体リザーバ内へ流れ、そこで基板のチャネルのうちの少なくとも１つと接触する。特定の実施形態では、第２のリザーバの容積は、第１のリザーバの容積に等しいか、あるいはそれより大きい（好ましくは大きい）。

本発明の１つの実施形態では、第２のリザーバは耐圧縮性である。本明細書中の使用では、「耐圧縮性」という用語は、外力が加えられたときに実質的に変形しない、および／または体積が変化しないリザーバを示す。耐圧縮性リザーバは、例えば、ガラス、ポリマー、および金属などから製造された耐圧縮性チュービングから形成され得る。通常、チュービングは、流体が流れるための単一の内部流路を有することができるが、複数の内部流路を有するチュービングも本発明の範囲の中にある。チュービングの内部流路は、チュービングが流体と接触しているときに、微細構造化基板のチャネル内の毛管圧力よりも小さい毛管圧力を提供するような適切な大きさにすべきである。このようにして、外力が物品に加えられると、流体は、微細構造化基板のチャネルを通る流体の流速の増大を引き起こすのではなく、優先的に第２のリザーバを通って流れることができる。本明細書中の使用では、「毛管圧力」（Ｐ_c）という用語は、流体の毛管上昇ｈを達成するのに必要な圧力降下ΔＰを示し、次式で与えられる。
ΔＰ＝Ｐ_c＝（２＊γ＊ｃｏｓθ＊ｈ）／ａ²
式中、γは、流体の表面張力、
θは、流体が毛管材料（すなわちチャネル材料）と成す接触角、
ａは、表面の物理化学（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅｓ）（第４版、１２頁）においてアダムソン（Ａｄａｍｓｏｎ）により定義されるような毛管定数である。
毛管圧力は、同様に表面の物理化学（第４版、１７頁）においてアダムソンによって記載される毛管上昇法を用いて測定することができる。典型的には、第２のリザーバ内の毛管圧力に対する微細構造化チャネル内の毛管圧力の比率は、約１：１以上であり、より好ましくは約２：１以上、さらに好ましくは約５：１以上、最も好ましくは約１０：１以上である。

流体は、好ましくは、物品の起動が所望されるまで、基板から分離されたままであるのが好ましい。物品を起動するために、流体が第１の流体リザーバから第２の流体リザーバへ流れて、そこで基板のチャネルのうちの少なくとも１つと接触することが可能にされように、インジケータに操作が行われる。起動される前には、物品はほとんど無期限に保存することができる。例えば、物品を起動するために除去または破裂されるはずの物理的なバリアによって、流体は第２のリザーバおよび基板から分離されるのが好ましい。あるいは、流体は単に空間によって第２の流体リザーバおよび基板から分離されてもよい。単に空間による分離は、例えば持ち上げる、傾けるおよび／または反転することによって物品が移動される場合に起動し、それにより流体が基板チャネルと接触する動作インジケータであり得る物品に有用である。

物理的バリアの使用は、物品の位置により起動状態になってはならない物品にとって有利である。バリアの使用は、流体が第２のリザーバ内へ流れ、基板と接触できるようにするために、例えば、バリアの貫通、破裂、または除去などのステップを必要とする。本発明に従って、多数の流体バリアを使用することができる。例えば、バリアは、流体が含有される第１のリザーバの壁でもよい。リザーバへ圧力を加えると、バリアは破裂して、流体が第１のリザーバから第２のリザーバへ流れ、基板と接触できるようになる。圧力は、例えば指圧によって加えることができる。その他のバリアには、例えばゲートやバルブなどが含まれる。これらのバリアは、例えば、タブを引っ張る、コードを引っ張る、積層シールを除去する、カプセルを壊すことなどによって操作または除去され、流体が第１のリザーバから第２のリザーバへ流れ、基板と接触できるようにする。他の流体リザーバおよびバリアシステムならびに起動方法も本発明の物品において有用であろう。バリアは、プラスチック、接着剤、金属、ガラスなどを含むが限定されない多数の材料から製造され得る。

１つの実施形態では、バリアは、第１のリザーバと第２のリザーバの間で、上部フィルムの下に位置決めされる接着改変材料の使用によって形成される。接着改変材料は、破裂させて、これにより流体が流れるようにすることができる弱い領域を形成するために、フィルムと、上部フィルムが接合された接着剤との接着性を低下させる。接着改変剤は、コーティングされると低エネルギー表面を提供する単量体または高分子材料の溶媒または水性のシステムを含むことができる。例としては、長鎖ノルマルアルカン、長鎖脂肪酸、長鎖アルコール、長鎖シラン、長鎖ペルフルオロアルキルシラン、酸およびペルフルオロアルカンの溶媒性のシステムが挙げられ、これらは、インジケータ構成の適切な位置に溶媒コーティングされ、乾燥されて、その位置において優先的な層間剥離を与え得る弱い境界層をもたらす。その他の有用な接着改変剤は、ポリオレフィン、シリコーンおよびフッ素化ポリマーなどの剥離材料を含み、これらは、所定の位置にコーティングされて、所望される層間剥離を可能にする低表面エネルギーを形成するであろう。更に、接着改変剤は、インジケータ構成の適切な位置にモールディングまたは他の方法で形成された柱のマトリックスなどの物理的構造を含むこともでき、その機能は、界面で接着性接触の領域を減少させ、これにより、層間剥離がその界面位置で優先的に発生できるようにすることである。

本発明の物品に多数の基板および／または多数の流体が含まれる場合、流体のために多数のバリアを使用することが望まれるかもしれない。例えば、それぞれの別々の流体は、別々の第１のリザーバに含有され、バリアによって別々の第２のリザーバから分離され得る。

熱に曝されると流体になる固体が使用される場合、例えば、上記のバリアのうちの１つによって、第２のリザーバおよび基板から分離することができる。あるいは、バリアによって固体を基板から分離することが望まれず、その代わりに、得られる流体が基板と接触することを防止するために、起動が所望されるまで適切な温度を保持することに依存することもある。また、固体は、融解したら直ぐに基板と接触するのではなく、空間によって基板から隔てられ、物品の移動が生じるまで基板と接触しないように位置決めされ得る。

本発明の物品は、物品の一部または全体を被覆する上部フィルムを含む。このような上部フィルムは通常、流体、固体、リザーバ、バリアおよび基板のうちの一部または全てを被覆し得る。通常、物品に含有され、流体の流れが進行するときに見た場合に、徐々に出現および消失することが意図される着色またはインク層も、上部フィルムによって被覆され得る。上部フィルムは、フレキシブル、半剛性、または剛性でよい。上部フィルムは、物品の起動と、流体の流路に沿った流体の流れとを妨害しないように選択されるのが好ましい。上部フィルムは、好ましくは、流体が物品から漏出するのを防止するように選択されるべきである。上部フィルムは、プラスチックなどの高分子材料を含むが限定されない様々な材料から製造することができる。上部フィルムは、ワンピース構成でもよいし、多数のピースによる構成でもよい。上部フィルムは、例えば流体の進行を見るための透明窓が設けられた不透明材料から製造され得る。あるいは、上部フィルムは、画像がその上にある透明材料から製造されてもよい。透明カバーの一部は好ましくは、画像のないままであり、流体の進行を見るための窓を提供するべきである。その他のカバー構造も可能である。

上部フィルムは、任意に、１つまたは複数の隆起したまたは窪んだ特徴を含んでもよい。上部フィルムが物品に取り付けられたときに流体リザーバを提供するために、例えば、隆起した突出部（例えば、半球形状の突出部）が上部フィルムに形成されてもよい。隆起した突出部は、第１のリザーバまたは第２のリザーバ、もしくはその両方を形成することができる。１つの実施形態では、第２の耐圧縮性リザーバは、上部フィルムに細長い「Ｌ」形状の突出部を形成することによって形成される。また上部フィルムは、上部フィルムの底部表面に一体的に形成された上記で説明したタイプの微細構造化基板を含むことができる（図３ｂを参照）。

上部フィルムは、例えば、感圧型接着剤、ホットメルト型接着剤積層を含む様々な方法で、物品の基板および他の構成要素に接着され得る。

現在知られている多くのタイマーおよび時間−温度インジケータの不都合の１つは、「グレータイム」として知られる効果である。これらの既知のインジケータの多くは、流体の流頭ではなく、画像の出現または色の変化に依存して、時間の経過またはインジケータの累積熱履歴を監視するので、検分者によってインジケータの状態が判断を受ける期間が存在する。例えば、その全体が同時に白色から黒色に変化する監視領域を有する既知のインジケータでは、インジケータが次第にグレーになる期間を通過する。インジケータがグレー状態から黒色状態に移る時点は、たとえインジケータ上に参照カラーチャートが取り付けられていたとしても、検分者の解釈の影響を受け、従って、はっきりとした遷移時間が欠けている。また、隠されたメッセージが現れるまたは読み取り可能なメッセージが消失する同様の設計の既知のインジケータでも、これらインジケータは全て拡散に基づくので、この現象はある程度存在する。しかしながら、本発明は、正確にかつ再現可能に製造され得る明確なチャネルを有する基板を使用し、したがって、これらのチャネルを通る流体の流れは、好ましくは、正確かつ再現可能である。

本発明の物品における時間の経過の表示は、流体の流頭によって提供される。基板チャネル内の容易に検出可能な流体の有無は、上述した「グレータイム」現象を最小限にする。

好ましくは、本発明の物品中の流体の流れは、観察者が肉眼で見ることができる（検分者が正常視力を有する、または正常視力に矯正された視力を有する場合）。

多数の異なる技法を用いて、本発明の物品の流体の流れの進行を監視することができる。本発明の物品では、流体の流れは、物品の操作中連続的に監視されてもよいし、あるいは、流体の流れは、小さい窓、スロット、または他の同様のタイプの観察孔の使用によって、物体の不連続な所定の部分において監視されてもよい。例えば、物品が所与の時間の経過のみを表示するための使用に対して設計される場合、その時間の経過に対応する基板の位置に、小さい窓が所望されるだけでもよい。その他の場合、時間の連続監視、またはマイルストーン時間が到達されるまでに残った時間の表示が望ましいこともある。その場合には、流体の流れを監視するために、幾つかの小さい窓または１つの大きな窓が望ましいこともある。

基板が再帰反射性でない場合、あるいは基板が再帰反射性ではあるが、全反射を阻止しないような形で使用されるように設計されている場合、それと共に使用すべき流体は、恐らく、染料、顔料、および／または他の着色剤を含有し得る。流体がチャネルを通って流れるとき、色を含んだ流体の前面は、例えば白色基板とのコントラストによって、視覚的に検出することができる。

基板が再帰反射性である場合、流体の流れの進行は、任意に、流体が基板チャネルを進行して充満する際に、再帰反射性基板における全反射の損失を観察することによって監視することができる。再帰反射性基板の光学表面と物理的に密接に接触するチャネル内の流体の存在は、全反射が光学表面で生じるために必要な空気界面を破壊する。結果として、流体がチャネルを通って流れ、全反射に必要な空気界面を充満すると、全反射が阻止され、そうでないときには不透明であるチャネル含有基板が、透明になる。再帰反射性基板の後側のバッキングは、全反射が阻止された領域と、全反射が作用している領域との間のコントラストを高めるために着色させることができる。あるいは、流体の流れが進行して、全反射が阻止されたときに現れるように、例えばバーコードメッセージを含むメッセージがバッキングに印刷されてもよい。再帰反射の阻止の概念は、米国特許第５，９５９，７７７号明細書および同第５，９９９，３０７号明細書に記載される。

本発明の物品は、任意に、多数の画像を含む。これらは、例えば、物品が何であるか、および誰によって物品が製造されたかの識別と、物品をどのようにして起動させるかについての指示と、時間および従って経過した時間に対する流体の流れの進行を示すのに役立つスケールとを含むことができる。スケールの単位は、物品が使用されるよう設計された時間の長さに依存して、例えば、秒、分、時間、日、週、月または年数を示すことができる。あるいは、スケールは、流体の流路に沿って、プラス、ゼロ、およびマイナスなどの経過時間を示す記号を含み得る。ここで、プラスは多くの残り時間を示し、ゼロは中間点を示し、マイナスは終点を示す。

これらの画像は、場合によっては、流体の流路に沿って流体の流れが観察される窓に隣接して、あるいは窓の上においても、物品の覆いに適用されるであろう。基板が再帰反射性であり、流体の流れによる全反射の阻止により物品が機能する幾つかの物品では、基板の下側、または流体が流れる面と反対の基板面のバッキングの内側カバーは、スケールが上に印刷され得る。あるいは、流体の流れと共に観察者に明らかになるように、流体の流れの反対側の基板面に、別の印刷および／または画像層が位置決めされ得る。任意に、接着剤層などの透明層を使用して、このような層を基板に結合できる。あるいは、記号、スケール、言葉（「満了」、「終了」、「完了」、「取替え」、「除去」など）などがバッキングの内側に印刷されて、再帰反射性基板のチャネルに沿って流体が進行するときに検分者に見えるようにできる。色、インク、および画像のその他の使用および位置決めも可能である。したがって、画像は、流体が流れている間はそのままであるように物品上に現れる、流体の流れと共にだけ明らかになる、および／または流体の流れと共に消失することができる。

幾つかの実施形態では、基板の非構造化表面に印刷を有することが望ましい場合がある。例えば、透明で再帰反射性ではないｖ形状のチャネル基板は、チャネルの反対側の基板面に「新鮮」という言葉が印刷されてもよい。チャネルを通過する着色された流体は、「新鮮」という言葉をゆっくりと見えなくする。「新鮮」という言葉が完全に見えなくなると、有効期限に到達したことが分かる。この場合、構造化基板表面は、通常、窓に最も接近して位置決めされるであろう。

本発明の物品は、様々な目的にために使用することができる。例えば、タイマーは、以下の潜在的な使用を有する。食品、飲料、ワクチン、薬、ビタミンなどの医薬品など、時間が経つと劣化を受ける品目において使用することができる。また、取替えが行われるべき十分な時間が経過したことのリマインダーとして、定期的に取り替えることが必要とされる品目において、または該品目と共に使用することができる。これらの品目には、例えば、炉フィルタおよび浄水器などのフィルタ、自動車のオイル、洗浄用スポンジなどが含まれる。また、これらの物品は、会議、子供のための「タイムアウト」、医療検査など、活動の時間を計るために使用することもできる。また物品は、薬の服用、包帯の取替えなどのリマインダーとしても使用することができる。例えば、タイマー物品の潜在的な使用は、例えば患者の皮膚を通して鎮痛剤などの薬物を放出させるための経皮貼布におけるものであろう。タイマー物品は、貼布の期限が切れ、取り替えることが必要とされるときを示すために使用され得る。このような物品は、医療、健康、および／または安全使用のために使用される前に適切に試験され、関連する全ての法律および規則を満たすことに注意が払われなければならない。またタイマーは、規定の満了時間または満了日を有するべき駐車許可証、入場券、および訪問者認識票、ゲーム部品、宝くじ券、招待状、カレンダー、通知状、挨拶状、ならびに洗浄、内容物のトス、電池の交換などのリマインダーにおいて、またはこれらと共に使用され得る。物品は、潜在的に、食品などの監視すべき物品に取り付けられるか、ユーザにより携行されるか、あるいはノート、掲示板、カウンター、車のダッシュボードなどの他の場所に位置決めされ得る。

ゲーム部品、宝くじ券、招待状、通知状、および挨拶状は、時間の経過を示すスケールを有さないかもしれないが、これらは、特定の期間内に満了するように設計され得る。通常、緊張感を高めるのに十分長い（数秒または数分）が、物品のユーザが全部のメッセージを待つのに退屈になるほどは長くない。

本発明の物品は、従来の計時装置を使用するのが適切または可能でない品目に特に有用である。これらのタイマー物品は、例えば、冷蔵庫内の残りの食品のパッケージに消費者によって貼付され得る。またタイマー物品は、例えば開封時７日間その鮮度を保持する食品のパッケージに、例えば、製造者によって貼付され得る。次に消費者は、開封時に物品を起動させることができる。

本発明は、以下の図面を参照してより良く理解されるであろう。

図１ａは、本発明のタイマー物品２の実施形態を示す。タイマー物品２は、矩形窓６を除いてその上に印刷を含有する上部フィルム４を含む。矩形窓６は、起動時に微細構造化基板８のチャネルを通る流体の流れを検分者が観察するための窓を提供するように透明のままである。上部フィルム４の上の印刷は、スケール１０および起動指示１２を含む。物品２は、少なくとも部分的に流体１６で充満される第１のリザーバ１４と、物品が起動される前は空である第２のリザーバ１８とを含む。バリア２０は、第１のリザーバ１４と第２のリザーバ１８の間に位置し、物品２が起動される前、リザーバ間の流体１６の流れを防止する。第２のリザーバ１８は微細構造化基板８と流体連通する。物品２は更に、微細構造化基板８の下方を流体が流れるときに物品２から空気が抜けるのを可能にする通気孔２３を含む。

図１ｂは、図１ａの物品の線１ｂ−１ｂに沿った断面図である。物品２は、感圧型接着剤層２４がそこに接着された透明なベースフィルム層２２を含む。感圧型接着剤層２４には、ホットメルト型接着剤層２６が接着される。ホットメルト型接着剤層２６は、位置決めされたカットアウト２８を有する。ホットメルト型接着剤層２６の上部表面には、上部フィルム４が接着される。上部フィルム４は、物品２の上部シールを形成し、物品からの流体の損失を防止する。上部フィルム４は、第１の半球形突出部３０および第２の半球形状の突出部３２を含む。第１の半球形突出部３０は第１のリザーバ１４の上部表面を画定する。第２の半球形突出部３２は、第２のリザーバ１８の上部表面を画定する。上部フィルム４、感圧型接着剤層２４、ホットメルト型接着剤層２６、およびベースフィルム層２２は一緒に協働して、物品２の周囲にハウジングを形成する。微細構造化基板８は上部フィルム４の下側に位置決めされ、感圧型接着剤層２４を用いて上部フィルム４に接着される。微細構造化基板８の非構造化表面は８ａで識別され、感圧型接着剤３４に対して位置決めされる。微細構造化基板８の構造化表面は８ｂで識別され、感圧型接着剤３４に対して位置決めされる。好ましくは、構造化表面８ｂは、構造化表面８ｂを密封するために、少なくとも部分的に感圧型接着剤２４内に埋込まれる。

ベースフィルム層２２の底部は、例えば、タイマー物品２を基板へ接着結合するために有用な任意の感圧型接着剤層３６がコーティングされて示される。感圧型接着剤３６は、タイマー物品を基板へ接着結合する前に除去される任意の剥離ライナー３８で被覆されて示される。

図１ｂに示されるように、第１のリザーバ１４は、少なくとも部分的に流体１６で充満される。起動する前は、第１のリザーバ１４は、バリア２０によって第２のリザーバ１８から分離されている。バリア２０は、上部フィルム４を感圧型接着剤層２４へ接着結合することによって形成される。第２のリザーバ１８は、微細構造化基板８に対して開放されている。

図１ｃは、図１ａの物品の線１ｃ−１ｃに沿った断面図である。図１ｃに示されるように、ホットメルト型接着剤層２６は、微細構造化基板８を保持するキャビティを提供するために、カットアウト２８を有する。ホットメルト型接着剤層２６は、微細構造化基板８のチャネルを通って流れる流体が微細構造化基板のエッジで漏出しないように、微細構造化基板８のエッジを密封するのが好ましい。

図１ａ’および１ｂ’はそれぞれ、例えば第１のリザーバ１４に指圧をかけることによって既に起動している点を除いて、図１ａおよび１ｂと同一である。上部フィルム４を感圧型接着剤２４から層間剥離させることよって、起動はバリア２０を破裂させ、これにより、流体１６の少なくとも一部は第１のリザーバ１４から第２のリザーバ１８へ流れることが可能になり、そこで流体１６は微細構造化基板８と接触する。流体１６は、微細構造化基板８のチャネルを充満すると、微細構造化基板の光学系を変化させ、元は不透明であった微細構造化基板８を透明にする。このようにして、透明フィルム層２２上にコーティングされた着色インク層２７は、窓６を通して見ている観察者に見えるようになる。図１ａ’の着色バー４４は時間の経過を示す。時間と共に移動するバー４４のエッジは４６で識別され、流体の流頭としても知られる。図１ａ”および１ｂ”はそれぞれ、着色バー４４が微細構造化基板８を完全に横断し、タイマー物品２で実行される時間がもう残っていないことを示す点を除いて、図１ａ’および１ｂ’と同一である。

図２ａは、耐圧縮性の第２のリザーバを有する本発明のタイマー物品５０の実施形態を示す。タイマー物品５０は、矩形窓５３を除いてその上に印刷を含有する上部フィルム５２を含む。矩形窓５３は、起動時に微細構造化基板５６のチャネルを通る流体の流れを検分者が観察するための窓を提供するように透明のままである。上部フィルム５２の上の印刷は、スケール５８および起動指示６０を含む。物品５０は、少なくとも部分的に流体６４で充満される第１のリザーバ６２と、物品が起動される前は空である第２のリザーバ６６とを含む。第２のリザーバ６６は「Ｌ」形状の管である。バリア６８は、第１のリザーバ６２と第２のリザーバ６６の間に位置し、物品５０が起動される前、リザーバ間の流体の流れを防止する。第２のリザーバ６６は微細構造化基板５６と流体連通する。物品５０は更に、第２のリザーバ６６の端部に位置する通気孔７０と、微細構造化基板５６の端部に位置する通気孔７１とを含む。通気孔７１は、微細構造化基板５６の下方を流体が流れるときに物品５０から空気が抜けるのを可能にする。

図２ｂおよび図２ｃをここで参照すると、それぞれ、図２ａの物品５０の線２ｂ−２ｂおよび線２ｃ−２ｃに沿った断面図が示される。物品５０は、感圧型接着剤層７４がそこに接着された透明なベースフィルム層７２を含む。感圧型接着剤層７４には、ホットメルト型接着剤層７６が接着される。ホットメルト型接着剤層７６の上部表面には、上部フィルム５２が接着され、上部フィルム５２は物品の上部シールを形成し、物品からの流体の損失を防止する。上部フィルム５２、感圧型接着剤層７４、ホットメルト型接着剤層７６、およびベースフィルム層７２は一緒に協働して、物品５０の周囲にハウジングを形成する。上部フィルム５２は、第１のリザーバ６２の上部を形成する第１の半球形突出部８４を含む。上部フィルム５２は更に、耐圧縮性の第２のリザーバ６６を形成する耐圧縮性管８６を保持するための「Ｌ」形状の突出部８２を含む。ホットメルト型接着剤層７６は、２つの位置決めされたカットアウト７８および８０を有する。カットアウト７８は、微細構造化基板５６を保持するためのキャビティを提供する。カットアウト８０（図２ａでは仮想の線で示される）は、第１のリザーバ６２と第２のリザーバ６６の間の破裂可能なバリアを形成するために存在する。ここで図２ｄを参照すると、物品５０の線２ｄ−２ｄに沿った断面図であり、第１のリザーバ６２と第２のリザーバ６６の間の破裂可能なバリアが示される。バリア６８はカットアウト８０によってホットメルト型接着剤層７６内に形成され、上部フィルム５２が感圧型接着剤層７４と直接接触できるようにし、これにより、第１のリザーバ６２と第２のリザーバ６６の間に破裂可能なバリアを形成する。

微細構造化基板５６の層は上部フィルム５２の下に位置決めされ、感圧型接着剤層８８でカバーに結合される。微細構造化基板５６の非構造化表面は５６ａで識別され、窓５４に最も接近して位置決めされる。微細構造化基板５６の構造化表面は５６ｂで識別される。好ましくは、構造化表面５６ｂは、少なくとも部分的に感圧型接着剤７４内に埋込まれる。最も好ましくは、構造化表面５６ｂは、感圧型接着剤層７４内に埋込まれる。

ベースフィルム層７２の底部は、任意の感圧型接着剤９０でコーティングされて示される。感圧型接着剤９０は、任意の剥離ライナー９２で被覆されてもよい。感圧型接着剤９０は、例えば、剥離ライナー９２を除去した後に物品５０を基板に接着結合するために有用である。

図２ｂに示されるように、第１のリザーバ６２は、少なくとも部分的に流体６４で充満される。起動する前は、第１のリザーバ６２は、バリア６８によって第２のリザーバ６６から分離されている。第２のリザーバは、流体を運ぶための内部流路９４を有する耐圧縮性管８６で形成される。ここで図２ａ−１を参照すると、上部フィルム層５２が除去された物品５０の上面図が示される。耐圧縮性管８６は、入口孔９６、送り孔９８および出口孔９９を接続する内部流路９４を含む。物品５０を起動すると、入口孔９６は、ホットメルト型接着剤層７６のカットアウト８０によって第１のリザーバ６２と流体連通する。送り孔９８は微細構造化基板５６と流体連通し、流体が入口孔９６から、送り穴９８によって基板５６と接触する内部流路９４を通って流れることを可能にする。管８６の出口端部９９は、通気孔７０と連通する（図２ａを参照）。好ましくは、耐圧縮性管８６の内部流路９４の長さおよび大きさは、第１のリザーバ６２に含有される流体６４の容積と等しい、より好ましくはそれより大きい管の容積を提供するように選択される。

物品５０を起動するために、第１のリザーバ６２に圧力が加えられる。加えられた圧力は、上部フィルム５２を感圧型接着剤層７４から分離させ、流体６４の少なくとも一部が、第１のリザーバ６２から、カットアウト８０で画定される通路を通って、第２のリザーバ６６の耐圧縮性管８６の入口端部９６内へ流れることができるようになる。第２のリザーバ６６に入るとすぐ、流体６４の少なくとも一部が送り孔９８を通って流れ、微細構造化基板５６の微細構造化表面５６ｂと接触し、物品５０を起動させる。

耐圧縮性管８６の内部流路９４は、流体が微細構造化基板５６のチャネル内に存在する場合に有する圧力よりも低い毛管圧力を、流体が耐圧縮性管８６内で有するような大きさである。このようにして、流体は、耐圧縮性管８６から微細構造化表面のチャネル内へ移動する。更に、通気孔７０および７１は、それぞれ、耐圧縮性管８６および微細構造化表面５６のチャネルにおいて、流体／空気界面の圧力を等しくする。この特徴は、リザーバおよび微細構造化基板の耐圧縮性と組み合わさって、タイマー５０にかかる外力の存在が、計時速度に著しく影響を与えるのを防止する。第２のリザーバ６６を形成する耐圧縮性管８６は、物品５０の使用中に予想される外部負荷を支持するように設計される。これは、耐圧縮性管８６のためにより剛性で強度の高い材料を使用することによって、および／またはより厚い壁を有する管材料を使用することによって行われ得る。

図２ａ’および２ｂ’はそれぞれ、例えば第１のリザーバ６２に指圧をかけることによって起動が既に発生された点を除いて、図２ａおよび２ｂと同一である。起動によりバリア６８が破裂し、これにより、流体６４の少なくとも一部は第１のリザーバ６２から第２のリザーバ６６へ流れることが可能になり、そこで微細構造化基板５６のチャネルと接触する。流体６４は微細構造化基板５６のチャネルを充満するとシステムの光学系を変化させ、透明ベースフィルム層７２上の着色インク層５７が、窓５３を通して見ている観察者に見えるように、元は不透明であった微細構造化基板５６を透明にする。図１ａ’の着色バー６３は時間の経過を示す。時間と共に移動するバー６３のエッジは６５で識別され、流体の流頭としても知られる。図２ａ”は、着色バー６３がタイマー物品５０で実行される時間がもう残っていないことを示す点を除いて、図２ａ’と同一である。

図３ａは、一体型微細構造化表面を含む上部フィルムおよび耐圧縮性の第２のリザーバを有する本発明のタイマー物品のもう１つの実施形態１００を示す。タイマー物品１００は、矩形窓１０４を除いてその上に印刷を含有する上部フィルム１０２を含む。矩形窓１０４は、起動時に微細構造化表面１０６のチャネルを通る流体の流れを検分者が観察するための窓を提供するように透明のままである。上部フィルム１０２の上の印刷は、スケール１０８および起動指示１１０を含む。上部フィルム１０２は、第１のリザーバ１１４の上部表面を形成する第１の半球形突出部１１２を含む。第１のリザーバ１１４は少なくとも部分的に流体１１６で充満される。上部フィルム１０２は更に、耐圧縮性の第２のリザーバ１１８の上部表面を形成する「Ｌ」形状の熱成形突出部１１５を含む。第２のリザーバ１１８は、物品１００の起動の前は空である。バリア１２０は、第１のリザーバ１１４と第２のリザーバ１１８の間に位置し、物品１００が起動される前、流体が第１のリザーバ１１４から第２のリザーバ１１８へ流れるのを防止する。上部フィルム１０２はまた、一体型微細構造化表面１０６も含む。第２のリザーバ１１８は一体型微細構造化表面１０６と流体連通する。物品１００は更に、第２のリザーバ１１８の端部に位置する通気孔１２４と、微細構造化表面１０８の端部に位置する通気孔１２５とを含む。通気孔１２５は、微細構造化表面１０６の下方を流体が流れるときに物品１００から空気が抜けるのを可能にする。

図３ｂおよび図３ｃをここで参照すると、それぞれ、図３ａの物品１００の線３ｂ−３ｂおよび線３ｃ−３ｃに沿った断面図が示される。物品１００は、接着剤層１２８がそこに接着された透明なベースフィルム層１２６を含む。接着剤層１２８の上部表面には、物品からの流体の損失を防止するために物品の上部シールを形成する上部フィルム１０２が接着される。上部フィルム１０２、ベースフィルム層１２６、および接着剤層１２８は一緒に協働して、物品１００のハウジングを形成する。上記のように、上部フィルム１０２は、第１のリザーバ１１４の上部を形成する第１の半球形突出部１１２を含む。上部フィルム１０２は更に、第２のリザーバ１１８の上部を形成する「Ｌ」形状の突出部１１５を含む。上部フィルム１０２の下側表面は、一体型微細構造化表面１０６を含む。好ましくは、微細構造化表面１０６は、接着剤層１２８内に少なくとも部分的に埋込まれる。

ベースフィルム層１２６の底部は、任意の感圧型接着剤１３０でコーティングされて示される。感圧型接着剤１３０は、任意の剥離ライナー１３２で被覆されてもよい。感圧型接着剤１３０は、例えば、剥離ライナー１３２を除去した後に物品１００を基板に接着結合するために有用である。

図３ｂに示されるように、第１のリザーバ１１４は、少なくとも部分的に流体１１６で充満される。起動する前は、第１のリザーバ１１４は、バリア１２０によって第２のリザーバ１１８から分離されている。バリア１２０は、上部フィルム１０２と接着剤層１２８の間で、第１のリザーバ１１４を第２のリザーバ１１８へ接続する線に沿って、接着改変材料１３４を位置決めすることによって形成される。起動の圧力が第１のリザーバ１１４に加えられたときに、接着改変材料１３４に従って上部フィルム１０２が接着剤層１２８から分離するように、接着改変材料１３４は、上部フィルム１０２と接着剤層１２８の間に通常存在する接着レベルを低下させる。第２のリザーバは、上部フィルム１０２に一体的に形成されたＬ形状の突出部１１５を含み、流体１１６を運ぶための内部流路１３６を画定する。第２のリザーバ１１８は、好ましくは耐圧縮性である。好ましくは、第２のリザーバ１１８の内部流路１３６の長さおよび大きさは、第１のリザーバ１１４内の流体１１６の容積と等しい、より好ましくはそれより大きい第２のリザーバ１１８の容積を提供するように選択される。

物品１００を起動するために、第１のリザーバ１１４に圧力が加えられる。加えられた圧力は、接着改変材料１３４に従って上部フィルム１０２を接着剤層１２８から分離させ、これにより、流体１１６の少なくとも一部が第１のリザーバ１１４から第２のリザーバ１１８へ流れることを可能にする。第２のリザーバ１１８に入るとすぐ、流体１１６の少なくとも一部が上部フィルム１０２の微細構造化表面１０６と接触し、これにより物品１００が起動される。

好ましくは、耐圧縮性の第２のリザーバ１１８の内部流路１３６は、微細構造化表面１０６のチャネル内に存在する毛管流体圧力よりも低い毛管流体圧力を有するような大きさである。このようにして、起動後に外部圧力が物品１００に加えられると、流体１１６は、微細構造化表面１０６を通って外部圧力下でより高速で流れるのではなく、耐圧縮性の第２のリザーバ１１８の流路１３６を通って流れることによって外部圧力に応答するであろう。これは、物品１００の時間または時間／温度精度が実質的に外部圧力の印加に影響されないので有利である。

図３ａ’および３ｂ’はそれぞれ、例えば第１のリザーバ１１４に指圧をかけることによって起動が既に発生された点を除いて、図３ａおよび３ｂと同一である。流体１１６は微細構造化表面１０６のチャネルを充満するとシステムの光学系を変化させ、透明ベースフィルム層１２６上の着色インク層１３８が、窓１０４を通して見ている観察者に見えるように、元は不透明であった微細構造化表面１０６を透明にする。図３ａ’の着色バー１４０は時間の経過を示す。時間と共に移動するバー１４０のエッジは１４２で識別され、流体の流頭としても知られる。図３ａ”は、着色バー１４０がタイマー物品１００で実行される時間がもう残っていないことを示す点を除いて、図３ａ’と同一である。

図４は、本発明の物品で有用な微細構造化基板の１つの実施形態１８０を示す。基板１８０は一連の平行なｖ形状チャネル１８４を有する。基板１８０のピークは１８２で識別される。基板１８０は再帰反射性ではないので、流体が物品の窓と基板１８０の間にあるように対照的な流体が基板１８０のチャネルを通って流れる形で使用される。チャネルの幅は１８１で識別され、チャネルの深さは１８３で識別される。

図５は、本発明の物品で有用な微細構造化基板のもう１つの実施形態２０１を示す。基板２０１は一連の四角のｕ形状チャネルを有する。チャネルのベースは２０３で識別される。チャネルの側面は２０２で識別される。基板２０１は再帰反射性ではないので、流体が物品の窓と基板２０１の間にあるように対照的な流体が基板２０１のチャネルを通って流れる形で使用される。チャネルの幅は２０４で識別され、チャネルの深さは２０５で識別される。

図６は、本発明の物品で有用な微細構造化基板２２０を示す。基板２２０は一連の半円形状チャネルを有する。チャネルのベースは２２２で識別される。チャネルの側面は２２４で識別される。基板２２０は再帰反射性ではないので、流体が物品の窓と基板の間にあるように対照的な流体が基板２２０のチャネルを通って流れる形で使用される。チャネルの幅は２２３で識別され、チャネルの深さは２２５で識別される。

図７は微細構造化基板２３０を示し、液体が移動し充満する微細構造化表面は、基板２３０の内部であり、その微細構造化表面で互いに接合された微細構造化フィルム２３２および微細構造化フィルム２３４によって形成される。

図８ａは、本発明の物品で有用な微細構造化基板の斜視図を示す。キューブコーナーパターンを有するこの微細構造化基板２４０は既知の材料であり、米国特許第５，６９１，８４６号明細書、同第５，４５０，２３５号明細書、および同第４，５８８，２５８号明細書に開示される材料と同様である。基板２４０のピークは２４４で識別され、チャネルを形成する基板２４０のくぼみは２４６で識別される。基板２４０の滑らかな非構造化表面は、２４２で識別される。図８ｂは図８ａの微細構造化基板の上面図を示す。図８ｃは、図８ｂの構造化基板の線８ｃ−８ｃに沿った断面図である。チャネルの深さは２４５で識別される。広い方のチャネル部分の幅は２４３で識別され、狭い方のチャネル部分の幅は２４７で識別される。チャネルが部分ごとに異なる幅を有するにもかかわらず、チャネルの微細構造化の性質（すなわち、突出部の規則性）およびチャネルの相互接続によって、流体の流頭は比較的均一なままであろう。これは、流体の流れの一貫性を調節および保持するのに役立つ。

本明細書に記載される本発明をより十分に理解することができるように、以下の実施例が示される。これらの実施例は、説明の目的のためだけのものであり、いかなる方法によっても本発明を制限すると解釈されてはならないことは理解されるべきである。

比較例Ｃ１
フレキシブルフィルム−１をゴム固定具上で真空形成し、流体ブリスタおよび微細構造化フィルムのためのくぼみを作成した。微細構造化フィルムの平坦な面にクラトン（ＫＲＡＴＯＮ）ＰＳＡ−１を用いて、微細構造化フィルムをフレキシブルフィルム−１に結合させた。ブリスタとは反対の面で、微細構造化フィルムに隣接してフレキシブルフィルム−１に通気孔を開けた。ホットメルト接着剤フィルムを、そのダイカットを微細構造およびブリスタと位置合わせしてアセンブリ上に配設した。分注ピペットを用いて、シリコーン流体１をブリスタポケットに注入した。アクリルＰＳＡ面をホットメルト接着剤フィルムに向けて、両面テープをアセンブリ上に配置した。このようにして形成したアセンブリを、約５１７キロパスカルの圧力下、７５℃で１０秒間ホットラミネート処理した。

実施例１
フレキシブルフィルム−１をゴム固定具上で真空形成し、流体ブリスタ、第２のリザーバ、および微細構造化フィルムのためのくぼみを作成した。微細構造化フィルムの平坦な面にクラトンＰＳＡ−１を用いて、微細構造化フィルムをフレキシブルフィルム−１に結合させた。ブリスタとは反対の面で、微細構造化フィルムに隣接してフレキシブルフィルム−１に通気孔を開けた。ホットメルト接着剤フィルムを、そのダイカットを微細構造およびブリスタと位置合わせしてアセンブリ上に配設した。分注ピペットを用いて、シリコーン流体１をブリスタポケットに注入した。アクリルＰＳＡ面をホットメルト接着剤フィルムに向けて、両面テープをアセンブリ上に配置した。このようにして形成したアセンブリを、約５１７キロパスカルの圧力下、７５℃で１０秒間ホットラミネート処理した。

実施例２
フレキシブルフィルム−１をゴム固定具上で真空形成し、流体ブリスタ、成形管、および微細構造化フィルムのためのくぼみを作成した。微細構造化フィルムの平坦な面にクラトンＰＳＡ−１を用いて、微細構造化フィルムをフレキシブルフィルム−１に結合させた。成形管をそのくぼみに配置した。第１の通気孔はブリスタとは反対の面で微細構造化フィルムに隣接させ、第２の通気孔はブリスタとは反対面で成形管の端部に、２つの通気孔をフレキシブルフィルム−１に開けた。ホットメルト接着剤フィルムを、そのダイカットを微細構造およびブリスタと位置合わせしてアセンブリ上に配設した。分注ピペットを用いて、シリコーン流体１またはシリコーン流体２をブリスタポケットに注入した。アクリルＰＳＡ面をホットメルト接着剤フィルムに向けて、両面テープをアセンブリ上に配置した。このようにして形成したアセンブリを、約５１７キロパスカルの圧力下、７５℃で１０秒間ホットラミネート処理した。

実施例３
ブリスタを破壊してタイマーを起動させて流体が微細構造表面と接触できるようにし、流頭が１６８時間で移動した距離を測定することによって、比較例Ｃ１ならびに実施例１および２で作製したラベル構成のサンプルを計時精度について試験した。試験したサンプルの平均距離および計算した変動係数（ＣＯＶ）は、表１に示される。

実施例４
起動障害および起動後の障害について、比較例Ｃ１ならびに実施例１および２で作製したラベル構成のサンプルを試験した。起動障害には、流体を含有するパウチの破裂、あるいはフレキシブルフィルム−１およびクラトンＰＳＡ−１またはフレキシブルフィルム−１およびホットメルト接着剤フィルムの不適切な層間剥離が含まれる。計時中の破滅的な障害は、微細構造／ＰＳＡ積層体を通る流体の流れの早期停止と定義され、それにより、計時精度の６標準偏差の相違が正確に機能するラベルの場合よりも小さくなる。適切に起動できなかったか、あるいは起動後および計時中に破滅的に故障したラベルの数は、表２に示される。

実施例５
ブリスタを破壊してタイマーを起動させて、流体が微細構造表面と接触できるようにし、０．２キロパスカルの負荷をかけながら流頭が１６８時間で移動した距離を測定することによって、実施例１および２で作製したラベル構成のサンプルを、圧力負荷をかけた際の計時精度について試験した。試験したサンプルの平均距離および計算した変動係数（ＣＯＶ）は、表３に示される。

実施例６
フレキシブルフィルム−２をゴム固定具上で真空形成し、流体ブリスタ、成形管、およびウィッキング媒体のためのくぼみを作成した。ウィッキング媒体の一方の面にクラトンＰＳＡ−１を用いて、ウィッキング媒体をフレキシブルフィルム−２に結合させた。実施例２に記載したように修正された成形管をそのくぼみに配置した。第１の通気孔はブリスタとは反対の面でウィッキング媒体に隣接させ、第２の通気孔はブリスタとは反対面で成形管の端部に、２つの通気孔をフレキシブルフィルム−２に開けた。ホットメルト接着剤フィルムを、そのダイカットを微細構造およびブリスタと位置合わせしてアセンブリ上に配設した。分注ピペットを用いて、シリコーン流体１またはシリコーン流体２をブリスタポケットに注入した。アクリルＰＳＡ面をホットメルト接着剤フィルムに向けて、両面テープをアセンブリ上に配置した。このようにして形成したアセンブリを、約５１７キロパスカルの圧力下、７５℃で１０秒間ホットラミネート処理した。

実施例７〜１９
表４にその組成が示される一体型上部フィルム（それぞれのフィルムの厚さは、注記されていなければ２５０マイクロメートルである）を、金属固定具で熱および圧力をかけて圧縮成形し、流体ブリスタおよび第２のリザーバのためのくぼみと、流体の流れを可能にする微細構造化チャネルシステムとを同時に作成した。形成される微細構造領域は、微細構造化フィルムと同じ構造を有する。一体化上部フィルムのレリーフを支持する成形ゴム製固定具上に、一体化上部フィルムを、微細構造面を上にして配置した。分注ピペットを用いて、この一体化上部フィルムのブリスタポケットに、シリコーン流体１またはシリコーン流体２を注入した。起動のために層間剥離が所望されるブリスタとリザーバの間の領域において、一体化上部フィルムに接着改変剤を塗布した。アクリルＰＳＡ面を一体化上部フィルムに向けて、両面テープをアセンブリ上に配置した。このようにして形成したアセンブリを、約５１７キロパスカルの圧力下、７５℃で１０秒間ホットラミネート処理した。流体が充満されたブリスタとは反対の面で、微細構造化部分に隣接して一体化上部フィルムに通気孔を開けた。もう１つの通気孔は、ブリスタと反対の面でリザーバの端部に開けた。

本明細書中に引用される特許、特許文献、および刊行物の完全な開示は、それぞれが個々に援用されたかのように、その全体が参照によって援用される。本発明の範囲および精神から逸脱することなく、本発明に対する種々の修正および変更は当業者には明らかになるであろう。本発明は本明細書中に示される説明的な実施形態および実施例によって不当に制限されることは意図されず、このような実施例および実施形態は単なる例として与えられ、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ制限されることが意図されると理解されるべきである。

起動前の本発明の物品の一実施形態の上面図を示す。 図１ａの物品の線１ｂ−１ｂに沿った断面図を示す。 図１ａの物品の線１ｃ−１ｃに沿った断面図を示す。 起動後であるが満了前の本発明の物品の一実施形態の上面図を示す。 起動後であるが満了前の図１ａ’の物品の線１ａ’−１ａ’に沿った断面図を示す。 満了後の本発明の物品の一実施形態の上面図を示す。 満了後の図１ａ”の物品の線１ｂ”−１ｂ”に沿った断面図を示す。 起動前の本発明の物品の一実施形態の上面図を示す。 上部フィルムを除去した図２ａの物品の上面図を示す。 図２ａの物品の線２ａ−２ａに沿った断面図を示す。 図２ａの物品の線２ｃ−２ｃに沿った断面図を示す。 図２ａの物品の線２ｄ−２ｄに沿った断面図を示す。 起動後であるが満了前の本発明の物品の一実施形態の上面図を示す。 起動後であるが満了前の図２ａ’の物品の線２ｂ’−２ｂ’に沿った断面図を示す。 満了後の本発明の物品の一実施形態の上面図を示す。 満了後の図２ａ”の物品の線２ｂ”−２ｂ”に沿った断面図を示す。 起動前の本発明の物品の一実施形態の上面図を示す。 図３ａの物品の線３ａ−３ａに沿った断面図を示す。 図３ａの物品の線３ｃ−３ｃに沿った断面図を示す。 起動後であるが満了前の本発明の物品の一実施形態の上面図を示す。 起動後であるが満了前の図３ａ’の物品の線３ｂ’−３ｂ’に沿った断面図を示す。 満了後の本発明の物品の一実施形態の上面図を示す。 満了後の図３ａ”の物品の線３ｂ”−３ｂ”に沿った断面図を示す。 本発明に従って有用な基板の一実施形態の斜視図を示す。 本発明に従って有用な基板のもう１つの実施形態の斜視図を示す。 本発明に従って有用な基板のもう１つの実施形態の斜視図を示す。 本発明に従って有用な基板のもう１つの実施形態の斜視図を示す。 本発明に従って有用な基板のもう１つの実施形態の斜視図を示す。 図８の基板の平面図を示す。 図８ｂの基板の線８ｃ−８ｃに沿った断面図を示す。

Claims (22)

1. （ａ）少なくとも部分的に第１の流体で充満された第１の流体リザーバと、
   （ｂ）複数のチャネルを含む基板と、
   （ｃ）前記基板の少なくとも１つのチャネルと流体連通する第２の流体リザーバと、
   （ｄ）前記第１の流体リザーバと前記第２の流体リザーバの間に位置するバリアと、
   を格納するハウジングを含む物品であって、
   前記バリアを開放することにより所望の時点で操作され、前記流体の少なくとも一部が前記第１のリザーバから前記第２のリザーバへ流れて前記基板の少なくとも１つのチャネルと接触できるようにすると共に、
   前記流体が前記基板のチャネルを通って移動するときに前記流体の進行を表示するように構成された、物品。
2. 前記基板が、予め定めた大きさおよび形状を有する複数のチャネルを備えた微細構造化表面を含む、請求項１に記載の物品。
3. 各チャネルが、前記基板の隣接するチャネルと実質的に同一である、請求項２に記載の物品。
4. 前記基板が再帰反射性である、請求項２に記載の物品。
5. 前記基板が、ランダムな大きさおよび形状の複数のチャネルを含む、請求項１に記載の物品。
6. 前記基板が、ウェブ、織物、多孔質材料、多孔質紙または多孔質膜である、請求項５に記載の物品。
7. 前記第２の流体リザーバが耐圧縮性である、請求項１に記載の物品。
8. 前記第２のリザーバが、入口開口と、流体が流れるための内部流路と、前記基板と流体連通する第１の出口と、通気孔に近接して配置される第２の出口とを有する耐圧縮性の細長い管を含む、請求項７に記載の物品。
9. 前記第２のリザーバは流体が流れるための内部流路を有する管を含み、前記内部流路は、前記流体と接触するときに、前記流体と接触するときの前記基板のチャネルの毛管圧力よりも小さい毛管圧力を提供するような大きさである、請求項８に記載の物品。
10. 前記第２のリザーバが、ガラス、ポリマーまたは金属からなる群から選択される材料を含む管を備える、請求項８に記載の物品。
11. 前記第２のリザーバが、前記第１のリザーバの容積よりも大きい容積を有する、請求項１に記載の物品。
12. 各流体が、粘性流体、粘弾性流体、およびこれらの組み合わせの群から選択される、請求項１に記載の物品。
13. 前記基板が、キューブコーナー型再帰反射性シートである、請求項１に記載される物品。
14. 前記基板が再帰反射性であり、前記基板のチャネルを通って移動するときの前記流体の進行が、前記再帰反射性基板の全反射によって明示される、請求項１に記載の物品。
15. タイマーである、請求項１に記載の物品。
16. 時間−温度インジケータである、請求項１に記載の物品。
17. 前記ハウジングが、接着剤層により互いに接着された上部フィルムおよびベースフィルムを含む、請求項１に記載の物品。
18. 前記上部フィルムが、流体の流れの進行を見ることができる上部フィルムの部分に位置決めされるとともに流体が流れる方向に延在するスケールを更に含む、請求項１７に記載の物品。
19. 前記上部フィルムが、微細構造化表面を更に含む、請求項１７に記載の物品。
20. 前記上部フィルムが、前記第１の流体リザーバの側壁の一部を形成する隆起した突出部を更に含む、請求項１７に記載の物品。
21. 前記上部フィルムが、前記第２のリザーバの側壁の一部を形成する隆起した突出部を更に含む、請求項１７に記載の物品。
22. （ａ）少なくとも部分的に第１の流体で充満された第１の流体リザーバと、
    （ｂ）複数のチャネルを含む基板と、
    （ｃ）入口開口、流体が流れるための内部流路、前記基板の少なくとも１つのチャネルと流体連通する第１の出口、および通気孔と連通する第２の出口を有する細長い管を含む耐圧縮性リザーバと、
    （ｄ）前記第１の流体リザーバと前記耐圧縮性リザーバの前記入口開口との間に位置するバリアと、
    を格納するハウジングを含む物品であって、
    前記バリアを開放することにより所望の時点で操作され、前記流体の少なくとも一部が前記第１のリザーバから前記耐圧縮性流体リザーバへ流れて前記基板の少なくとも１つのチャネルと接触できるようにすると共に、
    前記流体が前記基板のチャネルを通って移動するときに前記流体の進行を表示するように構成された、物品。

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