JP2019528465A - 時間温度インジケータラベル - Google Patents
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Abstract
Description
このようなPAGの例には、BASFが販売している、Irgacure 103(ベンゼンアセトニトリル、2−メチル−α−[2−[[(プロピルスルホニル)オキシ]イミノ]−3(2H)−チエニリデン])及びIrgacure 121(ベンゼンアセトニトリル、2−メチル−α−[2−[[[(4−メチルフェニル)スルホニル]オキシ]イミノ]−3(2H)−チエニリデン])が挙げられる。
光開始pH調整系の例は、製造及び試験されている。試験の結果は、光に曝されると、光イオン発生剤が水素イオンを発生させ、それによって系のpHを変えるのに適していることを実証している。
<トリアリールスルホニウム塩>
1重量%Irgacure PAG 290のベンジルアルコール溶液を調製した。溶液は、ベンジルアルコールに対して1重量%のペリレンを含んでいた。初期pHは4.5であり、活性化後24時間で1.4に低下した。この溶液に24時間後に35重量%の水を加えると、水のpHは4.4であると測定された。
1重量%Speedcure938のエタノール溶液を調製した。溶液は1重量%のペリレンを含んでいた。初期pHは5.5であると測定され、活性化後24時間に1に低下した。24時間後、 この溶液に35重量%の水を添加し、その水のpHを測定したところ2.6であった。
実施例1と同様の方法で、1%w/wのペリレンを含む10%w/wジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェートのベンジルアルコール溶液を調製した。溶液を光に曝して活性化し、次いでカルボキシメチルセルロースとカルボポールの混合物を含む水性高粘度媒体(HVMT)と接触させた。HVMTのpHを経時的に測定し、 PAG溶液からHVMTを通る水素イオンの移動を追跡した。
1%w/wペリレンを含む1%w/wIrgacure103のエタノール溶液を調製した。溶液の初期pHは6.5であって、光に曝した後、24時間で0.6に低下した。24時間後、この溶液に35重量%の水を添加し、その水のpHを測定したところ2.6であった。
pHの低下に応答してヒドロゲルが脱膨潤する能力を実証するために、幾つかの例示的なヒドロゲルを調べた。
実験した最初のヒドロゲルは、ポリエチレンジアクリレート(PEGDA)架橋剤を用いたカルボキシエチルアクリレートのポリマーを含んでいた。Q値は、水の吸着による相対的膨潤(1より大きい数)又は水の除去による収縮(1より小さい数)を表す。
2.70wt%(99%mol BCEA及び1%mol PEGDA)及び30wt%水;
3.50wt%(99%mol BCEA及び1%mol PEGDA)及び50wt%水;
4.100wt%(95%mol BCEA及び5%mol PEGDA);
5.90wt%(95%mol BCEA及び5%mol PEGDA)及び10wt%水;
6.70wt%(95%mol BCEA及び5%mol PEGDA)及び30wt%水。
架橋剤としてアクリル酸とN、N’−メチレンビスアクリルアミドとのポリマーを含む第2の種類のヒドロゲルが検討された。アクリル酸ナトリウム(SA)を含む類似のヒドロゲルを形成することができる。
架橋剤として1wt%のPEGDAを使用した、アクリル酸ナトリウム30wt%と2−(2−エトキシエトキシ−エチルアクリレート(EOEOEA)70wt%との共重合によって形成されたヒドロゲルは、pH6.75で8.0より大きいQ値をもたらす。pH6.3にて、Speedcure938の1%エタノール溶液でのQ値は、1.83であり、50wt%トリアリールスルホニウム塩プロピレンカーボネート溶液のQ値は1.40であった。
Claims (55)
- 開始剤リザーバ及びターゲットリザーバを備えており、
開始剤リザーバは、光開始pH調整系を含んでおり、ターゲットリザーバは、pH応答性指示薬を備えている、時間−温度統合(TTi)インジケータラベル。 - pH調整系が酸発生系を含む、請求項1に記載のラベル。
- 開始剤リザーバ及びターゲットリザーバが、同じ物理的リザーバの別々の部分であることを更に特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のラベル。
- 開始剤リザーバとターゲットリザーバが、物理的に別々の異なるリザーバである、請求項1又は請求項2に記載のラベル。
- 酸発生系が光開始酸発生系を含むことを更に特徴とする、請求項2乃至4の何れかに記載のラベル。
- 光開始酸発生系が光酸発生剤(PAG)を備えることを更に特徴とする、請求項5に記載のラベル。
- PAGが、オニウム塩、アリールケトスルフィナート、o−ニトロベンジルエステル、ナフトキノンジアジド、又はオキシイミノスルホン酸を含む、請求項6に記載のラベル。
- 開始剤リザーバがヒドロゲルポリマーで少なくとも部分的に充填されていることを更に特徴とする、請求項1乃至7の何れかに記載のラベル。
- 酸発生系が、ヒドロゲルポリマーによって形成されたマトリックス中に混入されることを更に特徴とする、請求項8に記載のラベル。
- 酸発生系がヒドロゲルポリマー内に混入される酸を含んでおり、当該ヒドロゲルポリマーが感光性ヒドロゲルポリマーであって、光に曝されるとヒドロゲルポリマーが脱膨潤して、酸を開始剤リザーバに放出させることを更に特徴とする、請求項8又は請求項9に記載のラベル。
- 開始剤リザーバが、PAGと、溶媒と、任意選択的に光増感剤とを備えている、請求項1乃至7の何れかに記載のラベル。
- 開始剤リザーバの少なくとも一部が、光に曝され得るように配置されていることを更に特徴とする、請求項1乃至11の何れかに記載のラベル。
- 光に曝すことを可能にするための構成は、剥離可能/除去可能な実質的に光不透過性の上層が設けられることで達成されている、請求項12に記載のラベル。
- ターゲットリザーバの少なくとも一部がラベルの外側から見えることで、当該ラベルの目視検査が可能にされていることを更に特徴とする、請求項1乃至13の何れかに記載のラベル。
- アキュムレータリザーバを更に備えており、開始剤リザーバからアキュムレータリザーバへ、そしてターゲットリザーバへと直列に配置されていることを更に特徴とする、請求項1乃至14の何れかに記載のラベル。
- 開始剤リザーバ及びアキュムレータリザーバが、刺激応答性ヒドロゲルポリマー製プラグによって隔てられている、請求項15に記載のラベル。
- アキュムレータ及びターゲットリザーバが、刺激応答性ヒドロゲルポリマー製プラグによって隔てられている、請求項15に記載のラベル。
- 開始剤リザーバ及びアキュムレータリザーバが、第1の刺激応答性ヒドロゲルポリマー製プラグによって隔てられており、アキュムレータリザーバ及びターゲットリザーバが第2の刺激応答性ヒドロゲルポリマー製プラグによって隔てられている、請求項15に記載のラベル。
- 第1の刺激応答性ヒドロゲルポリマー製プラグと第2の刺激応答性ヒドロゲルポリマー製プラグは、異なるヒドロゲルポリマーを含んでいる、請求項18に記載のラベル。
- 第1の刺激応答性ヒドロゲルポリマー製プラグ及び第2の刺激応答性ヒドロゲルポリマー製プラグが、両方とも同じ刺激に対して応答することを更に特徴とする、請求項18に記載のラベル。
- 第1の刺激応答性ヒドロゲルポリマー製プラグ及び第2の刺激応答性ヒドロゲルポリマー製プラグは、同じ刺激の異なるレベルに応答する、請求項20に記載のラベル。
- 刺激応答性ヒドロゲルポリマー製プラグがpH応答性ヒドロゲルポリマーを含む、請求項21に記載のラベル。
- 第1の刺激応答性ヒドロゲルポリマー製プラグ及び第2の刺激応答性ヒドロゲルポリマー製プラグが、異なる刺激に応答することを更に特徴とする、請求項18に記載のラベル。
- アキュムレータリザーバが、更なるヒドロゲルポリマー及び/又は高粘度媒体で(少なくとも部分的に)充填されていることを更に特徴とする、請求項15乃至23の何れかに記載のラベル。
- 直列に配置された開始剤リザーバ、アキュムレータリザーバ及びターゲットリザーバを備える時間−温度インジケータラベルであって、
各リザーバがpH応答性ヒドロゲル製プラグによって隔てられており、
開始剤リザーバは、ヒドロゲルポリマー内に混入した塩化銀を、又はPAGを含んでおり、
開始剤リザーバは、選択的に光に曝されることができるように、実質的に光不透過性で剥離可能なカバーを更に備えており、
アキュムレータリザーバは、ヒドロゲルポリマーマトリックス又は高粘度媒体を更に含んでおり、
ターゲットリザーバは更にpH指示薬化合物を含んでおり、剥離可能層を除去すると、塩化銀又はPAGが光に曝され、塩化銀はその後水性環境で光解離して銀及び塩酸を生成するか、又はPAGが反応することで水素イオンを生成し、
その後、塩酸又は水素イオンは、第1のpH応答性ヒドロゲルポリマー製プラグの脱膨潤を引き起こし、塩酸又は水素イオンのアキュムレータリザーバへの進入を可能にし、
アキュムレータリザーバの内容物は、開始剤リザーバから塩酸又は水素イオンが拡散するにつれて徐々に酸性になり、
続いて、アキュムレータリザーバ内の水素イオンのレベルが十分なレベルまで蓄積するにつれて、塩酸又は水素イオンは第2のpH応答性ヒドロゲルポリマー製プラグの脱膨潤を引き起こして、塩酸又は水素イオンのターゲットリザーバへの侵入を可能にし、塩酸イオン又は水素イオンは、pH指示化合物と相互作用して色を変化させ、色の変化は、ターゲットリザーバに設けられた表示窓を通して、使用者によって観察可能である、時間−温度インジケータラベル。 - 2つ以上の開始剤リザーバを備える時間−温度インジケータラベルであって、
各開始剤リザーバが別々のアキュムレータリザーバに接続されており、各接続が別々のpH応答性ヒドロゲル製プラグによって遮られており、個々のアキュムレータリザーバは、更なる2つの別々のpH応答性ヒドロゲル製プラグを介してターゲットリザーバに接続されており、
各開始剤リザーバは、ヒドロゲルポリマー内に混入した塩化銀を、又はPAGを含んでおり、
それら開始剤リザーバは、選択的に光に曝されることができるように、実質的に光不透過性で剥離可能なカバーを更に備えており、
各アキュムレータリザーバは、ヒドロゲルポリマーマトリックス又は高粘度媒体を更に含んでおり、
ターゲットリザーバは更にpH指示薬化合物を含んでおり、剥離可能層を除去すると、塩化銀又はPAGが光に曝され、塩化銀はその後光解離して塩酸を生成するか、又はPAGが反応することで水素イオンを生成し、
その後、塩酸又は水素イオンは、第1のpH応答性ヒドロゲルポリマー製プラグの脱膨潤を引き起こし、塩酸又は水素イオンのアキュムレータリザーバへの進入を可能にし、
アキュムレータリザーバの内容物は、開始剤リザーバから塩酸又は水素イオンが拡散するにつれて徐々に酸性になり、
時間が経過すると、水素イオンの拡散は、アキュムレータリザーバのpHを、第2のヒドロゲルプラグが脱膨潤するレベルまで低下させ、アキュムレータリザーバとターゲットリザーバとの間に流体接続がもたらされ、塩酸イオン又は水素イオンは、pH指示化合物と相互作用して色を変化させ、色の変化は、ターゲットリザーバに設けられた表示窓を通して、使用者によって観察可能である、時間−温度インジケータラベル。 - 第1のアキュムレータリザーバ及び第2のアキュムレータリザーバは、ターゲットリザーバからそれらを隔てるプラグの脱膨潤を異なる時点で引き起こし、第1のアキュムレータリザーバの内容物が第2のアキュムレータリザーバの内容物より早くターゲットリザーバに拡散して、2回の異なる色の変化がもたらされることを更に特徴とする、請求項26に記載のラベル。
- 時間差が、異なるpH応答性ヒドロゲルプラグに異なるヒドロゲルポリマー材料を設けることによって達成される、請求項27に記載のラベル。
- 時間差が、各開始剤リザーバにおける異なるレベルで酸性度を発生させることで達成される、請求項27に記載のラベル。
- 時間差が、2つ以上のアキュムレータリザーバ内に異なるヒドロゲルポリマー材料又は高粘度媒体を設けることによって達成される、請求項27に記載のラベル。
- 時間差が、2つ以上のアキュムレータリザーバの相対的な大きさを変えることによって達成される、請求項27に記載のラベル。
- 時間差は、異なるpH応答性ヒドロゲル製プラグに異なるヒドロゲルポリマー材料を設けること、各開始剤リザーバにおける異なるレベルで酸性度を発生させること、2つ以上のアキュムレータリザーバ内に異なるヒドロゲルポリマー材料又は高粘度媒体を設けること、及び、2つ以上のアキュムレータリザーバの相対的な大きさを変化させることとを、1又は複数組み合せることによって達成される、請求項27に記載のラベル。
- 基層、中間層及び上層を含む3層の積層構造を更に含む、請求項1乃至32の何れかに記載のラベル。
- 基層及び上層が、実質的に一体であって連続したポリマーフィルムであることを更に特徴とする、請求項33に記載のラベル。
- リザーバは、積層される前に中間層の一部を打ち抜き及び除去することによって形成されることを特徴とする、請求項33又は請求項34に記載のラベル。
- 開始剤リザーバへの不注意による光の進入を防ぐ剥離可能なストリップを更に含む、請求項33乃至35の何れかに記載のラベル。
- ターゲットリザーバが、酸応答性指示薬の色の変化を増強するように構成された1又は複数のpH反応性インクを更に含むことを特徴とする、請求項1乃至36の何れかに記載のラベル。
- ターゲットリザーバが1又は複数のpH反応性インクを更に含んでおり、1又は複数のpH反応性インクが酸応答性指示薬の役割を果たすことを更に特徴とする、請求項1乃至37の何れかに記載のラベル。
- pH反応性インクが、ターゲットリザーバ内に含まれるポリマーマトリックス中に混入されている、請求項37又は請求項38に記載のラベル。
- ポリマーマトリックスが紫外線硬化ポリマーマトリックスを含む、請求項39に記載のラベル。
- 刺激応答性ヒドロゲルポリマーは、ポリ(ビニルアルコール)/ポリ(アクリル酸)[PVA/PAA]、ポリ(メタクリル酸)[PMAA]、及び2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート/N−ビニルピロリドン[DNAEMA/NVP]からなる群から選択されることを更に特徴とする、請求項1乃至40の何れかに記載のラベル。
- 光開始酸発生系は光増感剤を備える、請求項1乃至41の何れかに記載のラベル。
- 光増感剤がペリレンである、請求項42に記載のラベル。
- ペリレンが約0.5重量%乃至約5重量%、好ましくは約1重量%の量で含まれる、請求項43に記載のラベル。
- ヒドロゲルバルブによって隔てられた第1のリザーバ及び第2のリザーバを含む時間−温度インジケータラベルであって、
ヒドロゲルバルブが起動すると、バルブは、第1のリザーバから第2のリザーバへの酸の通過を可能にする、時間−温度インジケータラベル。 - ヒドロゲルバルブは、光及び/又は熱に曝されることによって開かれる、請求項45に記載のラベル。
- ヒドロゲルバルブは、光に曝されることによって開かれる、請求項45又は請求項46に記載のラベル。
- 第1のリザーバが酸性溶液を含む、請求項45乃至47の何れかに記載のラベル。
- ヒドロゲルバルブを含むヒドロゲルが、光に曝されると収縮又は脱膨潤して、酸性溶液が第2のリザーバに入るのを可能にする、請求項48に記載のラベル。
- 第2のリザーバが高粘度媒体を含む、請求項45乃至49の何れかに記載のラベル。
- 第3のリザーバを更に含む、請求項45乃至49の何れかに記載のラベル。
- 第3のリザーバは、刺激応答性ヒドロゲル製プラグによって第2のリザーバから隔てられている、請求項51に記載のラベル。
- 刺激応答性ヒドロゲル製プラグはpH反応性であり、所定のpHで収縮又は脱膨潤する、請求項52に記載のラベル。
- 第3のリザーバがpH応答性指示薬を含む、請求項51乃至53の何れかに記載のラベル。
- 請求項及び明細書を参照して実質的に説明されている時間−温度インジケータラベル。
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