KR20140035906A - 시간-온도 표시기 시스템 - Google Patents

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아스문드 케이. 뢰르
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Abstract

본 발명은 식품, 기능성 식품, 약품, 화장품, 화학물질 및 기타 제품들의 시간과 온도 노출을 관측하는데 유용한 시간-온도 표시기 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 기존의 시간-온도 표시기와 비교하여, 개선된 시간-온도 민감도, 개선된 시간-온도 민감도 제어 및 관측된 제품의 품질 손실을 유발시키는 반응들을 더욱 잘 나타내는 응답(response)을 제공한다. 더욱이, 본 발명은 시간-온도 표시기 시스템과 제품 보관 용기 또는 백(bag) 잠금(closure) 소자를 포함하는 결합체에 관한 것이다. 상기 시간-온도 표시기 시스템을 제조하기 위한 방법 역시 본 발명에 속한다.

Description

시간-온도 표시기 시스템 {TIME-TEMPERATURE INDICATOR SYSTEM}
본 발명은 식품, 기능성 식품, 약품, 화장품, 화학물질 및 기타 제품들의 시간과 온도 노출을 관측하는데 유용한 시간-온도 표시기 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 기존의 시간-온도 표시기와 비교하여, 개선된 시간-온도 민감도, 개선된 시간-온도 민감도 제어 및 관측된 제품의 품질 손실을 유발시키는 반응들을 더욱 잘 나타내는 응답(response)을 제공한다. 더욱이, 본 발명은 시간-온도 표시기 시스템과 제품 보관 용기 또는 백(bag) 잠금(closure) 소자를 포함하는 결합체에 관한 것이다. 상기 시간-온도 표시기 시스템을 제조하기 위한 방법 역시 본 발명에 속한다.
다른 부패하기 쉬운 재료의 품질은 생산 또는 포장으로부터 최종 소비자에게 도달하기까지의 온도 및 보관 시간과 같은 보관 조건에 많이 의존한다. 생화학적 또는 물리적 반응 비율의 증가로 인해 온도가 상승하는 경우에 변질과정을 더 빠르게 진행되며, 따라서 부패하기 쉬운 상품의 품질은 저온보다는 고온에서 더 빠르게 저하된다.
특정 온도 노출 한계가 예정된 기간을 초과하지 않거나 적어도 예정된 기간보다 더 길게 초과하지 않는 조건하에 보관될 필요가 있는 부패성 물품들의 예에는 진공 포장, MAP 포장 또는 다른 산업 포장 방법으로 포장된 제품을 포함하여, 신선 식제품, 냉장 식제품, 및 냉동, 조사(irradiation), 부분 조리, 동결 건조 또는 스티밍(steaming)에 의해 사전 조리되거나 처리된 식제품이 포함된다. 적절한 온도 조건하에 보관될 필요가 있는 제품들의 더욱 예들로써, 특정 약품, 예를 들면 인슐린, 백신 및 농축 오메가-3 제품; 특정 기능성 식품, 예를 들면 생선 기름과 같은 오일 보충제 및 비타민; 화학 제품; 수의과(veterinary) 제품 및 특정 화장품; 이 있으며, 이들 제품들은 적절한 온도 조건에서 보관되지 않으면 품질이 저하된다.
최근의 기한 표시제도(date marking)는 보관 품질을 보증하기 위해 적용되는 표준 방법이다. 기한 표시제도만으로는 제품이 노출된 보관 조건에 대해 어떠한 정보도 소비자 또는 다른 사람들에게 제공되지 않는다; 따라서 민감한 제품을 구입하는 소비자는 제품이 보관기간 동안 적절한 온도 조건하에 보관되어 있었는지를 판단할 수 없다. 유일한 품질 기준으로써 기한 표시제도를 의존하는 것은 부패하기 쉬운 제품이 전체 보관기간 내내 적절한 조건하에 보관되었다는 사실을 전제로 한다. 안전 측면에서, 부패하기 쉬운 물품의 생산자는 종종 더 넓은 안전 여유를 갖는 기한 표시제도를 사용하고, 이로 인해 소비 또는 사용에 실질적으로 여전히 적합한 제품들이 종종 폐기된다.
그러므로, 보관에 민감한 제품들이 노출되는, 예를 들면 공장으로부터 소비자까지의 음식, 약품 및 화학제품의 유통 체인이 노출되는, 시간과 온도의 모니터링에 지속적인 관심이 있다.
부패하기 쉬운 제품을 포장에서 판매까지 개별 제품을 따라가는 시간-온도 표시기와 함께 공급함으로써, 생산자, 도매상, 소매상 및 소비자는 현재 방식보다 더 개선된 제품 관리를 할 수 있을 것이다. 조사되는 제품의 특성에 맞춘 시간-온도 표시기를 사용함으로써, 제품의 실제 유효기간이 측정될 수 있으며, 이는 적용된 시간-온도 표시기가 시간 및 온도에 기반한 보관 조건이 적절하지 않거나 및/또는 초과하는 것으로 관측할 때까지 제품 폐기를 미룰 수 있음을 의미한다.
이론적으로, 시간-온도 표시기는 응답 메커니즘에 따라서 부분 이력 표시기 또는 전체 이력 표시기로 구분될 수 있다. 기준치 온도를 초과하지 않는다면 부분 이력 표시기는 일반적으로 반응하지 않으나, 전체 이력 표시기는 일반적으로 기준치 온도와 독립적으로 반응하여 시간-온도 표시기(및 이로 인한 제품)가 노출된 시간 및 온도에 대한 점증적인 반응(cumulative response)를 제공한다.
EP 505 449호(Tepnel Medical)에는 폴리카프로락톤 트리올(polycaprolactone triol), 폴리에틸렌 글리콜 C1-4 알킬 에테르(polyethylene glycol C1-4 alkyl ether) 및 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol)과 같이, 주어진 기준치 온도를 초과하면 흐르게 되고 기준치 온도 이하의 온도에 노출되면 재-응고되는, 가용성 물질을 포함하는 부분 이력 시간-온도 표시기의 예가 개시되어 있다. 가용성 물질은 물체 내를 흐르며, 가용성 물질이 그 안을 흐를 때 표시기 시스템은 물체 내에서 물리적으로 감지될 수 있는 변화를 만든다.
US 7,290,925호(Time Temp)에는 시간-온도 표시기에 의해 제공되는 반응이 사람 눈에 쉽게 읽혀지는 전체 이력 표시기의 예가 개시되며, 제품과 결합된 표시기는 시간-온도 노출에 대해 점진적으로 반응하여 제품이 노출된 보관 조건 측정을 제공한다.
시간-온도 표시기의 신뢰성은 품질 손실을 유발하는 반응들에 대한 시간-온도 표시기 응답의 상호관계에 폭 넓게 의존한다. 만일 시간-온도 표시기 시스템의 온도에 관한 비율 변화가 관측된 제품의 품질 저하 비율의 온도 의존과 밀접한 유사성이 없다면, 상기 시스템은 가변적인 온도 분포 동안 남겨진 유효기간을 정확하게 예측할 수 없게 될 것이다. 또한, 품질 저하에 대한 온도 의존은 다양한 온도 범위에서 다양할 수 있으므로, 시간-온도 표시기의 온도 의존성은 이러한 경우에 있어 유리하게 비-선형 응답일 수 있다.
더욱이, 시간과 온도에 대한 반응은 시간-온도 표시기가 리셋되는 것을 막기 위해 실질적으로 가역 불가능해야 된다. 또한 시간-온도 표시기는 넓은 온도 범위에서 시간-온도 이력을 표시할 수 있는 것이 바람직하다. 이전에 사용된 표시기 보관(pre-usage storage of the indicator)이 문제가 되지 않도록 표시기는 또한 손쉽게 활성화될 수 있어야 하며, 시간과 온도에 대한 반응은 시각적으로 쉽게 이해될 수 있는 방식으로 제공되어야 한다. 끝으로, 더욱 중요하게, 무독성이어야 하며 인체 건강을 위협하는 어떤 요소를 포함해서는 안 된다.
본 발명에 따르면 음식 및 기타 제품들의 시간 및 온도 노출을 관측하는데 유용한 시간-온도 표시기 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 넓은 온도 범위에서 개선된 시간-온도 민감도 및 품질 손실을 유발시키는 반응들을 더욱 잘 나타내는 응답(response)을 제공한다.
본 발명의 제1 양태는 시간-온도 표시기 시스템에 관한 것으로, 분리된 제2 구획(compartment)에 인접하여 위치하는 제1 구획을 포함하고; 상기 제1 구획은 환원시 시각적 외양(visible appearance)을 변화시키는 적어도 하나의 물질(agent)를 포함하고; 상기 제2 구획은 적어도 하나의 이동제(mobile agent)를 포함하고; 상기 제1 및 제2 구획들은 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질과 적어도 하나의 이동제 간의 접촉을 방지하는 적절한 수단에 의해 원래부터 분리되어 있으며; 상기 두 구획들을 접촉시켜 이로 인해 적어도 하나의 이동제가 제1 구획으로 이동하여 시스템이 활성화되고; 아래의 조건을 갖는다.
ⅰ) 상기 이동제들 중 적어도 하나는 pH 변동 물질(modifying agent)이고; 그리고 상기 제1 구획은 더욱이 변광회전(mutarotational) 환원제를 포함하고; 또는
ⅱ) 상기 이동제들 중 적어도 하나는 변광회전 환원제이다.
본 발명의 제2 양태는 결합체에 관한 것으로, 결합체는 본 발명의 제1 양태에 따른 시스템과 제품 보관 용기 또는 백 잠금 소자를 포함한다.
본 발명의 제3 양태는 시간-온도 표시기 시스템에 관한 것으로, 흡수제(absorptive material)을 포함하며; 여기에 ⅰ) 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질이 상기 흡수제에 흡수되고; 상기 흡수제에 적어도 하나의 변광회전 환원제가 흡수되어 시스템이 활성화된다; 또는 ⅱ) 적어도 하나의 변광회전 환원제와 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질이 상기 흡수제에 흡수되고; 적어도 하나의 pH 변동 물질을 흡수하여 시스템이 활성화된다.
본 발명의 제4 양태는 본 발명의 제1 양태에 따른 시간-온도 표시기 시스템의 제조방법에 관한 것으로, 제조방법은 아래의 단계를 포함한다:
ⅰ) 플라스틱 시트 층 내에 적어도 제1 및 제2 분리 구획들을 형성하는 단계
ⅱ) 상기 제1 구획을 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질을 포함하는 구성물로 채우는 단계;
ⅲ) 상기 제2 구획을 본 발명의 제1 양태에 따라 정의된 이동제(들)을 포함하는 구성물로 채우는 단계;
ⅳ) 제2 층에 의해 상기 구획들을 밀봉하는 단계;
ⅴ) 선택적으로, 2개 층들로 형성된 적어도 하나의 구획을 선택적으로 압축시켜 2개의 구획들을 접촉시킴으로써 상기 소자를 활성화시키는 단계.
본 발명의 바람직한 실시예는 이후 아래 및 종속항들에 기술된다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 동반된 도면을 참조하여 보다 자세하게 여기에서 설명된다.
도 1은 특정 온도에서 시스템의 시간-온도 민감도 및 온도에 따라 시간-온도 민감도가 어떻게 변화하는지를 설명한다.
Y-축: 제2 구획과 제1 구획 사이의 초기 경계면 "do"에 대해 시료에 나타난 이동면의 위치 "d"
X-축: 날짜 수
도 2는 특정 온도에서 시스템의 시간-온도 민감도 및 온도에 따라 시간-온도 민감도가 어떻게 변화하는지를 설명한다.
Y-축: 제2 구획과 제1 구획 사이의 초기 경계면 "do"에 대해 시료에 나타난 이동면의 위치 "d"
X-축: 날짜 수
도 3은 특정 온도에서 시스템의 시간-온도 민감도 및 온도에 따라 시간-온도 민감도가 어떻게 변화하는지를 설명한다.
Y-축: 제2 구획과 제1 구획 사이의 초기 경계면 "do"에 대해 시료에 나타난 이동면의 위치 "d"
X-축: 날짜 수
도 4a는 이동제 및 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질(3과 4)이 2개의 구획들(1과 2)을 포함하는 원통 구성(cylinder element) 내에 포함되고, 원통 구성을 구부려 제공되는 2개의 구획들(1과 2) 사이에 밀봉(sealing)(5)이 제공되는 본 발명의 개념적인 실시예를 설명한다.
도 4b는 도 1a에 나타난 실시예를 설명하며, 여기서 원통 구성을 폄으로써 밀폐(seal)가 제거된다.
도 5는 이동제 및 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질(13과 14)이 2개의 구획들(11과 12)을 포함하는 원통 구성(cylinder element) 내에 포함되고 2개의 구획들(11과 12) 사이는 베리어(17)에 의해 밀폐되는 본 발명의 개념적인 실시예를 설명한다.
도 6은 본 발명에 따르는 시간-온도 표시기 시스템의 일 실시예를 설명한다: (a) 활성화 이전; (b) 활성화 직후; (c-f) 색상 전개(colour developing) 반응.
도 7은 본 발명에 따르는 시간-온도 표시기 시스템의 일 실시예를 설명한다: (a) 활성화 이전; (b) 활성화 직후; (c-f) 색상 감퇴 (colour fading) 반응.
도 8은 시간-온도 표시기 시스템 및 백 잠금 소자를 포함하는 본 발명에 따른 결합체의 일실시예를 설명한다.
도 9는 시간-온도 표시기 시스템 및 백 잠금 소자를 포함하는 본 발명에 따른 결합체의 일실시예를 설명한다.
도 10은 특정 온도에서 시스템의 시간-온도 민감도 및 온도에 따라 시간-온도 민감도가 어떻게 변화하는지를 설명한다.
Y-축: 제2 구획과 제1 구획 사이의 초기 경계면에 대해 시료에 나타난 이동면의 위치 "거리".
X-축: 날짜 수. RT는 실내 온도(20∼25℃, 평균적으로 약 23℃)을 나타내는 약자이다.
도 11은 열린-사슬 형태를 통해 α-D-글루코스에서 β-D-글루코스로의 가역 가능한 에피머화(epimerization)를 나타낸다.
이상적인 시간-온도 표시기는 관측된 제품의 품질 저하 비율에 대한 온도 의존성과 매우 유사한 응답(response)을 가져야만 한다. 더욱이, 시간과 온도에 대한 반응은 시간-온도 표시기가 리셋되는 것을 막기 위해 실질적으로 가역 불가능해야 된다. 또한 시간-온도 표시기는 넓은 온도 범위에서 시간-온도 이력을 표시할 수 있는 것이 바람직하다. 이전에 사용된 표시기 보관(pre-usage storage of the indicator)이 문제가 되지 않도록 표시기는 또한 손쉽게 활성화될 수 있어야 하며, 시간과 온도에 대한 반응은 시각적으로 쉽게 이해될 수 있는 방식으로 제공되어야 한다. 끝으로, 중요하게는, 무독성이어야 하며 인체 건강을 위협하는 어떤 요소를 포함해서는 안 된다.
최근 많은 시간-온도 표시기들이 제공되고 있으나, 이러한 표시기들 중 어떠한 것도 앞에서의 특징들을 만족하는 것으로 보여지지 않는다. 특히 넓은 온도 범위에서 관측된 제품의 품질 저하 비율에 대한 온도 의존성과 매우 유사한 응답을 갖는 시간-온도 표시기를 제공하기 어려운 것으로 밝혀져 있다. 이러한 표시기는 일반적으로 특정 온도 범위에서 낮은 온도 민감도를 갖고 이 온돈 범위 밖에서는 아주 높은 온도 민감도를 가져야 한다.
지금까지, 종래 기술의 주된 관심은 특정 온도 범위에서 적절한 시간-온도 민감도를 갖는 프로세스들 및 시각적으로 쉽게 이해될 수 있는 이러한 프로세스에 근거하여 어떻게 시간-온도 표시기를 디자인하는지를 밝히는 것이었다. 비록 상대적으로 우수한 표시기가 제공되었지만, 표시기가 너무 단순하여 넓은 온도 범위에서 관측된 제품의 품질 저하 비율에 대한 온도 의존성을 매우 유사하게는 반영할 수 없는 것으로 나타났다.
놀랍게도 변광회전 프로세스가 적절한 시간-온도 민감도를 가지며 pH 조절에 의해 상기 프로세스의 시간-온도 민감도가 쉽게 변경될 수 있어 넓은 온도 범위에서 관측된 제품의 품질 저하 비율에 대한 온도 의존성을 더욱 잘 반영할 수 있는다는 사실을 발견하였다(실시예 1 내지 3 및 6 참조). 비록 상기 프로세스에만 근거한 표시기가 종래기술과 비교하여 더 우수할 지라도, 예를 들어 변광회전, 확산과 같이 시간-온도에 민감한 적어도 두개의 프로세스 조합에 기반을 둔 시스템을 디자인함으로써 더욱 우수한 표시기가 제공될 수 있다.
발견의 결과물은 아래의 사항을 포함하는 개선된 시간-온도 표시기 시스템이다.
- 넓은 온도 범위에서 관측된 제품의 품질 저하 비율에 대한 온도 의존성과 매우 유사한 응답(response)
- 시간-온도 표시기가 리셋되어 지는 것을 방지하기 위해 실질적으로 가역 불가능한, 시간과 온도에 대한 반응
- 이전에 사용된 표시기 보관이 문제가 되지 않는지를 알 수 있는 활성화 시스템
- 시각적으로 쉽게 이해될 수 있는 방식으로 나타나는, 시간과 온도에 대한 반응
- 무독성이며 인체 건강에 어떠한 위협도 포함하지 않는 성분 및 반응물
본 발명의 제1 양태는 시간-온도 표시기 시스템에 관한 것으로, 분리된 제2 구획에 인접하여 위치하는 제1 구획을 포함한다; 상기 제1 구획은 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질을 포함하고; 상기 제2 구획은 적어도 하나의 이동제를 포함하고; 상기 제1 및 제2 구획은 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질과 적어도 하나의 이동제 간의 접촉을 방지하는 적절한 수단에 의해 원래부터 분리되어 있고; 상기 두 구획들을 접촉시켜 이로인해 적어도 하나의 이동제가 제1 구획으로 이동하여 상기 시스템이 활성화되며; 아래의 조건을 갖는다.
ⅰ) 상기 이동제들 중 적어도 하나는 pH 변동 물질이고; 그리고
상기 제1 구획은 더욱이 변광회전 환원제를 포함하고; 또는
ⅱ) 상기 이동제들 중 적어도 하나는 변광회전 환원제이다.
"환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질"이라는 용어는 환원시, 예를 들어 색상 변화와 같이 시각적 외양을 변화시키는 물질을 일컫는다. 이러한 물질의 일예로 환원시 어두운 청색에서 투명/무색으로 색상을 변화시키는 전분-복합 요오드(starch-complexed iodine)가 있다. 페로인(Ferroin)은 환원시 엷은 청색에서 적색으로 색상을 변화시키는 pH 독립적인 물질의 일예이고, 메틸렌 블루(methylene blue)는 환원시 청색에서 무색으로 색상을 변화시키는 pH 의존적인 물질의 일예이다. 환원시 색상을 변화시키는 다른 적절한 물질들로는 2,2'-바이피리딘(Bipyridine)(Ru 또는 Fe 복합체들); 나이트로페로인(Nitroferroin); 5,6-디메틸페로인(Dimethylferroin); 페닐안트라닐산(Phenylanthranilic acid); 에톡시 크리소이딘(Ethoxy chrysoidine); o-디아니시딘(o-Dianisidine); 소듐 다이페닐아민 술폰산염(Sodium diphenylamine sulfonate); 비올로겐(Viologen); 디페닐벤지딘(Diphenylbenzidine); 다이페닐아민(Diphenylamine); 소듐 2,6-디브로모페놀-인도페놀(Sodium 2,6-Dibromophenol-indophenol); 소듐 2,6-디클로로페놀-인도페놀(Sodium 2,6-Dichlorophenol-indophenol); 소듐 o-크레솔 인디페놀(Sodium o-Cresol indophenols); 티오닌(Thionine); 인디고테르라설폰산(Indigotetrasulfonic acid); 인디고트라이설폰산(Indiotrisulfonic acid); 인디고 카민(Indigo carmine); 인디고모노 설폰산 (Indigomono sulfonic acid); 페노세프러닌(Phenosafranin); 사프라닌(Safranin); 뉴트럴레드(Neutral red); 바리아민블루(variamine blue); 과망간산칼륨(potassium permanganate); 자이레놀오렌지(xylenol orange); 및 자이렌시아놀(xylene cyanol)가 있다.
용어 "이동제(mobile agent)"는 시스템 활성화시 상기 제1 구획으로 이동하는 물질(agent)를 일컫는다.
용어 "pH 변동 물질(modifying agent)"은 주위환경의 pH를 변경시킬 수 있는 물질을 일컫는다. pH 변동 물질의 예로는, 예를 들어 알카리성 버퍼와 같은 버퍼; 약 염기 또는 강 염기; 및 약 산 또는 강 산이 있다. 탄산염 버퍼, 예를 들어 탄산나트륨 버퍼 또는 탄산칼륨 버퍼, 와 같은 알카리성 버퍼가 특별히 주목 받는다.
본 발명에 따른 일 바람직한 실시예에는, pH 변동 물질은 시스템 활성화 이전에 0.01∼1 M, 0.05∼1 M, 0.1∼1 M 또는 0.5∼1 M과 같이 0.001∼1 M 범위 내의 농도를 나태낸다.
용어 "변광회전제(mutarotational agent)"는 변광회전(변선광)을 실행할 수 있는 물질을 일컫는다. 변광회전은 에피머화(epimerization)에 의해 발생되는 선광성(optical rotation)의 변화이며, 상응하는 입체중심이 상호전환될 때 두 에피머(오직 하나의 입체중심 배치가 다른 부분입체 이성질체(diastereomer))간 평형 상태의 변화이다. 예를 들어, 고리구조의 당은 α 및 β 이성체(anomeric form)가 상호전환함에 따라 변광회전을 나타낸다(도 11 참조).
용어 "환원제(reducing agent)"는 산화-환원 반응(redox)에서 다른 쪽으로 하나의 이상의 전자를 주는 물질을 일컫는다.
용어 "변광회전 환원제(mutarotational reducing agent)"는 변광회전(변선광)을 실행할 수 있고 또한 산화-환원 반응에서 다른 쪽으로 하나 또는 복수의 전자를 줄 수 있는 물질(agent)를 일컫는다. 이러한 특성을 갖는 화합물의 전형적인 예로 환원당(reducing sugar)이 있다. 당(sugar)이 알데하이드(aldehyde) 또는 케톤(ketone) 그룹과 열린 사슬을 가지는 경우가 오직 환원당이다(도 11 참조).
예를 들어 두 구획 사이의 실링을 제거하거나 파괴시킴으로써, 상기 2개의 구획들을 접촉시켜, 이로 인해 적어도 하나의 이동제가 제1 구획으로 이동되어, 상기 시스템이 활성화된다. 바람직한 일실시예에서, 상기 실링은 2개의 플라스틱 층 사이에서 벗겨질 수 있는 층이다.
본 발명의 제1 양태를 따르는 일실시예에서, 상기 이동제들 중 적어도 하나는 변광회전 환원제이다. 시스템 활성화시, 변광회전 환원제는 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질을 포함하고 있는 제1 물질로 이동한다. 바람직하게는, 변광회전 환원제가 시간-온도 의존방식으로 제1 구획으로 이동한다.
변광회전 환원제가 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질에 전자를 줄 수 있기 위해서, 변광회전 환원제는 알데하이드 또는 케톤 그룹과 열린 사슬을 가져야만 한다. 이것은 일반적으로 변광회전 프로세스의 중간 생성물에 대한 경우이다(도 11 참조).
변광회전 프로세스 비율은 온도 및 pH 양측에 의존한다. 온도 및/또는 pH를 증가시킴으로써, 더 많은 중간 생성물들(알데하이드 또는 케톤 그룹과 열린 사슬)이 형성되어 산화-환원 반응 비율이 증가하게 된다. 상기 중간 생성물들은 그런 후 환원시 외양을 변화시키는 물질에 전자들을 준다.
변광회전 프로세스 비율은 pH에 의존하기 때문에, 본 발명의 시간-온도 표시기 시스템을 미세하게 조정하도록 제1 구획의 pH가 조절될 수도 있다. 선택적으로, pH 변동 물질은 본 발명의 시간-온도 표시기 시스템을 미세하게 조정하도록 제2 구획에 포함될 수도 있다.
상기 이동제들 중 적어도 하나가 변광회전 환원제라면, 활성화 이전 제1 구획의 pH는 7보다 커야만 되고, 더욱 바람직하게는 7.5보다 커야만 되고, 더욱 더 바람직하게는 예를 들어 pH가 8.5보다 큰 것과 같이 8보다 커야만 되고, 가장 바람직하게는 활성화 이전 제1 구획의 pH는 9보다 커야만 된다.
선택적으로, 만약 상기 이동제들 중 적어도 하나가 변광회전 환원제이고 활성화 이전 제1 구획의 pH가, 예를 들어 8.5보다 작거나, 8보다 작거나, 7.5보다 작거나 또는 7보다 작은 것과 같이, 9보다 작다면, 활성화 이전 제2 구획의 pH가 8보다 큰 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 8.5보다 크고, 더욱 더 바람직하게는 9보다 크지만, 제2 구획의 pH는 언제나 제1 구획 내 pH보다는 크다.
상기 이동제들 중 적어도 하나가 변광회전 환원제인 경우에 중요한 것은 제1 구획에 일단 들어간 변광회전 환원제가 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질을 확실히 환원시킬 수 있도록 제1 및 제2 구획의 pH를 조절하는 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르는 다른 실시예에서, 상기 이동제들 중 적어도 하나는 pH 변경 물질이고; 그리고 상기 제1 구획은 더욱이 변광회전 환원제를 포함한다.
시스템 활성화될 때, pH 변경 물질은 ⅰ)환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질; 그리고 ⅱ) 변광회전 환원제를 포함하고 있는 제1 구획으로 이동한다. 바람직하게는, pH 변경 물질은 시간-온도 의존 방식으로 제1 구획으로 이동한다.
변광회전 환원제가 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질에 전자를 줄 수 있기 위해서, 변광회전 환원제는 알데하이드 또는 케톤 그룹과 열린 사슬을 가져야만 한다. 이것은 일반적으로 변광회전 프로세스의 중간 생성물에 대한 경우이다(도 11 참조).
변광회전 프로세스 비율은 온도 및 pH 양측에 의존한다. 온도 및/또는 pH를 증가시킴으로써, 더 많은 중간 생성물들(알데하이드 또는 케톤 그룹과 열린 사슬)이 형성되어 산화-환원 반응 비율이 증가하게 된다. 그러나 낮은 pH에서는 변광회전이 너무 느려서 중간 생성물이 거의 형성되지 않는다.
따라서, 변광회전 환원제가 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질과 함께 제1 구획에 존재하는 경우에는, 활성화 이전 제1 구획의 pH는 9보다 작은 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 8.5보다 작으며, 더욱 더 바람직하게는 8 또는 7.5보다 작고 가장 바람직하게는 7보다 작다. 활성화 이전 제2 구획의 pH는 바람직하게 8보다 크지만 언제나 제1 구획 내 pH보다는 크다.
변광회전 환원제가 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질과 함께 제1 구획에 존재하는 경우에 중요한 것은 ⅰ)활성화 이전 제1 구획의 pH가 변광회전이 현저히 발생하지 않게 하고; 그리고 ⅱ) 일단 pH 변경 물질이 상기 제1 구획에 들어가면 변광회전 환원제가 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질을 환원시키도록 제1 및 제2 구획의 pH를 조절하는 것이다.
pH 변경 물질이 상기 제1 구획에 들어감과 동시에, pH가 증가되기 시작하여 변광회전 환원제의 변광회전 반응 비율이 증가된다. 그 결과, 더 많은 중간 생성물들이 형성되어(알데하이드 또는 케톤 그룹과 열린 사슬) 산화-환원 반응 비율이 증가하게 된다. 상기 중간 생성물들은 그런 후 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질에 전자를 준다.
변광회전 프로세스 비율은 pH에 의존적이기 때문에, 제1 구획의 pH 및/또는 제2 구획 내 pH 변경 물질의 양/종류는 본 발명의 시간-온도 표시기 시스템을 미세 조정할 수 있도록 조절될 수 있다.
본 발명에 따르는 다른 실시예에서, 상기 제1 구획 내에 메트릭스가 포함된다.
본 발명에 따르는 일실시예에서 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질은 상기 제1 구획에 포함된 메트릭스 내에서 고정되어 있다. 비록 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질이 움직이지 않는 물질 내에서 어느 정도의 이동도(이동)를 갖더라도, 그 이동은 매우 제한적이다. 바람직한 일실시예에서, 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질은 움직이지 않는 물질 내에서 고정되어 있다.
여기에 사용된 바와 같이, "실질적으로 고정된 물질(agent)"은 상기 이동제에 비해 상당히 적게 움직일 수 있는(저하된 이동) 물질을 포함하고자 한다. 일실시예에서, 실질적으로 고정된 물질은 동일한 조건에서 이동제와 비교하여, 적어도 50% 감소된 이동, 바람직하게는 적어도 60% 감소된 이동, 더욱 바람직하게는 적어도 70% 감소된 이동, 더욱 더 바람직하게는 적어도 80% 감소된 이동, 가장 바람직하게는 예를 들어, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99%(예를 들어, 99.2%, 99.6%, 99.8% 또는 100% 감소된 이동)와 같이 적어도 90% 감소된 이동을 갖는다.
바람직한 일실시예에서, 상기 메트릭스는 적어도 제1 메트릭스 컴포넌트를 포함하고; 상기 제1 메트릭스 컴포넌트는 콜로이드 폴리머이고, 바람직하게는 콜로이드 겔-형성 폴리머이다. 상기 콜로이드 폴리머는 가역 가능 콜로이드 폴리머이거나 가역 불가능한 콜로이드 폴리머일 수 있다. 일실시예에서 상기 메트릭스는 상기 제1 메트릭스 컴포넌트로 구성된다.
제1 메트릭스 컴포넌트가 가역 불가능한 폴리머인 경우, 이온 결합(ionic interactions)과 같은 프로세스에 의한 활성화 이전 또는 제1 구획으로부터 제2 구획으로 확산하는 이온들로 인해 발생하는 이온 결합에 의한 활성화 이후에 가역 불가능하게 놓여질 수 있다. 가역 불가능하게 놓여지는 겔들의 예로써 ⅰ) 음이온 폴리머들, 예를 들어 Ca2+, Cu2+, Fe2+, Ba2+ 와 같은 다중(polyvalent) 금속 이온들과 결합되는 알기네이트들(alginates) 또는 펙틴들(pectins); 혹은 ⅱ) SO4 2- 또는 폴리포스페이트들(polyphosphates)과 같은 이온들과 결합되는 키토산들과 같은 양이온 폴리머들이 있다.
가역 가능한 폴리머는 용액(졸 상태) 또는 제한된 조건에 의존하는 고체 젤리와 같은 물질(겔 상태)로써 존재하는 폴리머이다. 제1 메트릭스 컴포넌트가 가역 가능한 폴리머인 경우, 시스템의 활성화 동안에는 졸 상태로 진입되지 않는 것이 바람직하고, 시스템이 활성화된 이후에 또한 졸 상태로 진입되지 않는 것이 더욱 바람직하다.
일실시예에서, 제1 메트릭스 컴포넌트의 녹는점은 0∼100℃ 범위 내에 있고, 더욱 바람직하게는 10~100℃ 범위 내에 있고, 더욱 더 바람직하게는 20∼100℃ 범위 내에 있고 가장 바람직하게는 예를 들어, 40∼100℃ 범위 내에, 50∼100℃ 범위 내에, 60∼100℃ 범위 내에, 70∼100℃ 범위 내에, 80∼100℃ 범위 내 또는 90∼100℃ 범위 내에서와 같이 30∼100℃ 범위 내에 존재한다.
선택적으로, 상기 제1 메트릭스 컴포넌트는 녹는점이 -30℃ 이상, -20℃ 이상 또는 -10℃ 이상, 바람직하게는 0℃ 이상, 더욱 바람직하게는 10℃ 이상, 더욱 더 바람직하게는 20℃ 이상 그리고 가장 바람직하게는 예를 들어, 40℃ 이상, 50℃ 이상, 60℃ 이상, 70℃ 이상, 80℃ 이상 또는 90℃ 이상에서와 같이 30℃ 이상인 가역 가능한 폴리머이다.
겔의 녹는점은 겔 상태에서 액체 상태로 변화되어, 겔-졸 전이가 시작되는 온도이다. 물체의 녹는점은 압력에 (일반적으로 조금) 의존하지만, 여기서는 특별히 특정되지 않는다면 녹는점이 표준 대기압에서 정의되는 것으로 한다. 대부분의 상업용 폴리머들은 명확하게 정의된 녹는점을 갖는다. 그러나, 시차 주사 열량측정법(DSC)을 포함하여, 겔의 녹는점을 측정하는 다수의 다양한 기술들이 또한 존재한다. 만일 여기서 특별히 특정되지 않는다면, 언급된 녹는점은 시차 주사 열량측정법(폴리머 50 (2009) 4859-4867)으로 측정된다.
제1 메트릭스 컴포넌트의 농도는 바람직하게는 0.01~30 wt% 범위 내에 있어야 하고, 더욱 바람직하게는 0.1~20 wt% 범위 내에, 더욱 더 바람직하게는 0.1~15 wt% 범위 내에 그리고 가장 바람직하게는 예를 들어 0.1~5 wt% 범위 내에 또는 0.1~2 wt% 범위 내와 같이 0.1~10 wt% 범위 내에 있어야 한다. 상기 농도는 고체 폴리머를 포함하는 성분들의 총 질량에 대한 고체 폴리머의 양으로 계산된다.
더욱이, 제1 메트릭스 컴포넌트의 겔 형성 폴리머는 합성 혹은 천연 콜로이드 겔-형성 폴리머 형태, 또는 그것의 조합; 또는 더욱 바람직하게는 합성 또는 천연 친수콜로이드(hydrocolloid) 겔-형성 폴리머 형태, 또는 그것의 조합 일 수 있다. 친수콜로이드 겔-형성 폴리머인 경우에, 친수콜로이드는 바람직하게는 Na-알기네이트, 알긴 산(alginic acid) 또는 프로필렌 글리콜 알기네이트(propylene glycol alginate)와 같은 알기네이트; 카라기난(carrageenan)(예를 들면, 카파 카라기난, 로타 카라기난, 람다 카라기난, 이들의 정제 또는 반정제); 아걸(agar) 또는 아가로스(agarose), 검(gum), 셀룰로오스(cellulose)(CMC, HPMC, MC와 같은), 아밀라아제 및/또는 아밀로펙틴을 포함하는 녹말(starch), 카복시메틸(carboxymethyl), 카복시에틸(carboxyethyl) 또는 카복시프로필(carboxypropyl) 전분과 같은 녹말 유도체들, 전분 아세테이트들과 같은 전분 에스테르들 및 단백질(포유류 또는 어류에서 유래된 젤라틴, 예를 들어 냉수성 어류 또는 열대성 어류에서 유래된 젤라틴과 같은), 또는 염(salt) 및 그것의 유도체들로 이루어진 그룹에서 선택된다. 점도를 제어하기 위해서; 표면장력을 변화시키기 위해서; 고정된 물질의 고정화를 돕기 위해서, 다른 비-겔형성 폴리머들이 또한 시스템에 부가될 수 있다.
여기서 기술된 바와 같이 본 발명의 현재 바람직한 실시예에서, 상기 제1 메트릭스 컴포넌트는, 넓은 온도 범위에서 시스템에 개선된 시간-온도 민감도 및 관측된 제품의 품질 손실을 유발시키는 반응들을 더욱 잘 나타내는 응답을 제공하는, 겔 형성 폴리머이고, 바람직하게는 가역 가능한 겔 형성 폴리머이다.
바람직한 일실시예에서, 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질이 전분-요오드 복합체(starch-iodine complex)인 경우, 제1 구획에 포함된 메트릭스(바람직하게는 젤라틴)가 요오드화된다. 요오드화된 메트릭스를 이용함으로써, 요오드와 젤라틴 사이의 원하지 않은 어떤 반등도 최소로 감소된다. 요오드화된 젤라틴을 마련하는 방법이 실시예 6에 개시된다.
메트릭스가 복수의 메트릭스 컴포넌트들을 포함하는 경우에, 메트릭스 컴포넌트들이 졸 상태에서 메트릭스 컴포넌트들을 혼합하여 메트릭스를 형성하는 것이 바람직하고, 졸 상태에서 메트릭스 컴포넌트들을 혼합하여 상기 메트릭스 컴포넌트들 중 적어도 하나가 졸-겔 전이 진행시 메트릭스를 형성하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따르는 바람직한 다른 실시예에서, 상기 메트릭스는 적어도 하나의 메트릭스 컴포넌트를 포함하고; 상기 제1 메트릭스 컴포넌트는 페이스트(paste)이다.
페이스트는 일반적으로 백그라운드 액체 내 과립체의 현탁 물질이다. 개별 알갱이들은 해안가의 모래처럼 서로 함께 쨈 되어(jammed) 있어, 규칙성이 없는, 유리 같은 또는 비정질의 구조를 형성하고, 페이스트에 그들의 고체-같은 특성을 제공한다. 페이스트에 그들의 가장 독특한 특성을 제공하는 것이 바로 이 "서로 쨈(jamming together)"때문이다. 이것이 페이스트가 취성(fragile matter) 특징을 나타내도록 한다.
상기 페이스트는 바람직하게는 산화 아연, 점토 및 실리카 겔 페이스트와 함께 페트로륨 젤리로 구성되는 그룹으로부터 선택된다.
본 발명에 따르는 바람직한 다른 실시예에서, 상기 메트릭스는 적어도 제1 메트릭스 컴포넌트를 포함한다; 상기 제1 메트릭스 컴포넌트는 검(gum)이다. 상기 검은 바람직하게는 로커스트(케럽)콩검, 잔탄검, 구아검, 아라비아검(아카시아검), 가티검, 트래거캔스검으로 구성되는 그룹으로부터 선택되고; 더욱 더 바람직하게는 상기 검은 로커스트(케럽)콩검이다(실시예 7).
로커스트콩검은 백색에서 황백색 가루로 발견된다. 로커스트통검은, 글리코시드 결합을 통해 결합된 갈락토스와 마노스로 이루어지는, 주로 고분자량 친수콜로이드의 다당류(화학적으로는 갈락토만난으로 기술되기도 함)로 구성된다. 로커스트콩검은 차거운 물 또는 더운 물에 확산될 수 있어, 5.4에서 7.0 사이의 pH를 갖는 졸을 형성하며, 예를 들어 소량의 소듐보레이트를 추가시켜 겔로 전환될 수 있다.
본 발명에 따르는 바람직한 다른 실시예에서, 상기 메트릭스는 적어도 제1 메트릭스 컴포넌트를 포함한다; 상기 제1 메트릭스 컴포넌트는 에멀전이고, 바람직하게는 마요네즈 또는 페이스트 같은 점조도(consistency)를 갖는, 수중유적형 에멀전 또는 유중수형 에멀전이다.
에멀전은 일반적으로 혼합되지 않는(섞이지 않는) 두개 또는 그 이상의 액체들의 혼합이다. 에멀전들은 콜로이드로 불리는 물질에 대한 2상계(two-phase system)의 더욱 일반적인 등급의 부분이다. 비록 콜로이드와 에멀전이라는 용어가 때때로 교환 가능하게 사용되고 있더라도, 분산상과 연속상 양측이 액체일 때 에멀전이 사용된다. 에멀전에서, 하나의 액체(분산상)는 다른쪽(연속상)에서 확산된다.
앞서 기술된 바와 같이, 변광회전 프로세스 비율은 온도 및 pH 양측에 의존한다. 온도 및/또는 pH를 증가시킴으로써, 더 많은 중간 생성물들(알데하이드 또는 케톤 그룹과 열린 사슬)이 형성되어 산화-환원 반응 비율이 증가하게 된다. 상기 중간 생성물들은 그런 후 환원시 외양을 변화시키는 물질에 전자들을 준다.
바람직한 일실시예에서, 변광회전 환원제와 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질간의 산화-환원 반응은 실질적으로 가역 불가능하고, 바람직하게는 가역 불가능하다.
상기 변광회전 환원제는 바람직하게는 환원당, 환원당들의 혼합물, 토토머화 (tautomerization)에 의해 환원당으로 전환될 수 있는 비-환원당 또는 토토머화에 의해 환원당들로 전환될 수 있는 비-환원당들의 혼합물로부터 선택된다.
용어 "토토머화(tautomerization)"는 유기화합물의 이성질체들인, 토토머들이 쉽게 상호전환되는 화학 반응을 일컫는다. 이 반응으로 인해, 단일결합과 인접한 이중결합의 교환이 수반되는, 수소 원자 또는 양성자의 공식적인(formal) 이동이 발생되는 것이 일반적이다. 토토머화의 개념은 호변이성이라 불려진다.
바람직하게는 상기 당은 단당류, 이당류, 삼당류, 올리고당, 다당류 또는 이들의 어떤 혼합물로부터 선택된다.
더욱 바람직하게는 변광회전 환원제는 글루코스, 과당, 글리세르알데히드, 갈락토스, 젖당(lactose) 및 말토오스로부터 선택되는 환원당이고; 또는 이들의 어느 조합에서 선택된 환원당이다. 특별히 바람직한 실시예에서, 변광회전 환원제는 글루코스이다.
바람직한 일실시예에서, 시스템 활성화 이전 변광회전 환원제는 0.001∼1 M 범위 내의 농도를 갖고, 바람직하게는 0.005∼1 M 범위 내의 농도를 갖고, 더욱 바람직하게는 0.01∼1 M 범위 내의 농도를 갖고, 더욱 더 바람직하게는 0.05∼1 M 범위 내의 농도를 갖고 가장 바람직하게는 0.5∼1 M 범위 내의 농도를 갖는다.
앞에서 논의된 바와 같이, 변광회전 환원제는 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질에 전자를 줄 수 있도록 알데하이드 또는 케톤 그룹과 열린 사슬을 가져야만 한다.
바람직한 일실시예에서, 환원시 시각적 외양을 변화시키는 상기 물질은 변광회전 환원제와 서로 접촉하게 될 때 변광회전 환원제에 의해 환원된다. 바람직하게는 상기 시각적 외양의 변화는 색상 변화이고, 색상의 감퇴(도 7) 또는 색상의 형성(도 6)이다.
바람직하게는 환원시 시각적 외양을 변화시키는 상기 물질은 산화된 상태에서는 무색이고 환원된 상태에는 색상을 가지며; 또는 산화된 상태에서 색상을 갖고 환원된 상태에서 무색이다.
바람직한 일실시예에서, 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질은 전분-요오드 복합체(starch-iodine complex)이다.
바람직한 일실시예에서, 시스템 활성화 이전 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질은 0.001∼1 M 범위 내의 농도를 갖고, 바람직하게는 0.005∼1 M 범위 내의 농도를 갖고, 더욱 바람직하게는 0.01∼1 M 범위 내의 농도를 갖고, 더욱 더 바람직하게는 0.05∼1 M 범위 내의 농도를 갖고 가장 바람직하게는 0.5∼1 M 범위 내의 농도를 갖는다.
제품 보관 용기에 결합될 수 있거나, 통합될 수 있거나 또는 포함될 수 있는 앞의 시스템 역시 본 발명의 범주 내에 속한다. 따라서, 본 발명의 제2 양태는 본 발명에 따른 시스템과 제품 보관 용기를 포함하는 결합체에 관한 것이다.
상기 제품 보관 용기에 담겨질 수 있는 제품들로는 예를 들면, 식제품들, 화학 제품들, 제약품들, 수의과용품들, 화장품들 또는 생물학적 제품들이 포함된다. 일반적으로 이러한 식제품들은 신선 제품, 냉동 제품, 보존 제품 또는 건조 제품이며, 일반적으로 생물학적 제품들은 진단 시약, 혈액 및 혈액성분, 식물, 씨앗 및 정액들과 같은 제품들이다. 시스템은 바람직하게는 제품 보관 용기의 내부 또는 외부 표면에 부착되며, 선택적으로는 제품 보관 용기의 재료에 통합된다. 일반적으로 용기는 예를 들면 캔, 상자, 병(flask), 트레이, 백(bag) 및 단지(jar)이며, 상기 용기는 예를 들면 MAP 포장 또는 진공 포장된다.
이러한 용기들에 시스템의 결합은 시스템이 용기와 결합시 시스템이 실질적으로 떼어지지 못하도록 하는 접착층을 시스템 상부에 형성함으로써 제공될 수 있다. 용기에 시스템의 결합은 만약 결합된 용기로부터 시스템을 분리하고자 한다면, 시스템이 고장 나거나 훼손되게 하는 방식으로 제조될 수 있다. 이렇게 함으로써 시스템이 인위적으로 변경되는 것을 방지할 수 있다.
백 잠금 소자에 결합될 수 있거나, 통합될 수 있거나 또는 포함될 수 있는 앞의 시스템(도 8 및 도 9) 역시 본 발명의 범주 내에 속한다. 따라서, 본 발명의 또 다른 양태는 본 발명에 따른 시스템과 백 잠금 소자를 포함하는 결합체에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 백 잠금 시간-온도 표시기 소자(도 8, 도 9)에 관한 것으로, 백 잠금 소자에 결합되거나, 통합되거나 또는 포함되는 시간-온도 표시기를 포함하고, 상기 시간-온도 표시기는 제품의 시간 및 온도 노출을 감지할 수 있다. 본 발명의 또 다른 양태는 관측된 제품의 시간-온도 이력을 나타내는 신호를 시각적으로 감지 가능하도록 제공한다. 바람직하게는, 상기 시간-온도 표시기 소자는 백을 개봉하는 것에 의해 활성화되지 않는다. 바람직하게는, 상기 백 잠금 시간-온도 표시기 소자는 시간-온도 표시기를 활성화시키기 위한 어떠한 수단도 포함하지 않는다. 바람직하게는, 상기 시간-온도 표시기는 포장된 시간 이후부터 상기 백 내부 제품의 시간-온도 이력을 시각적인 표시로 제공한다.
백 잠금 시간-온도 표시기는 상기 표시기를 개별 소자로써 제품 백에 부착하는데 기술적 곤란함이 있거나 비용적인 문제가 있을 경우에, 특별히 이들 제품들을 위해 사용될 수 있다. 백 잠금 시간-온도 표시기는 여러 기술적 장점을 가지며, 비용과 시간 양측에서 효과적인 원-스톱 과정으로 제품 백을 닫는 것과 제품의 시간-온도 노출을 측정하는 수단을 제공하는 것 모두를 가능하게 하는 것과 같은 이점을 줄 수 있다. 또한 백 잠금 시간-온도 표시기는, 제품에 먼저 백 잠금을 제공하고 다시 별도의 시간-온도 표시기를 제공할 필요가 없다.
백 잠금 시간-온도 표시기는 제품 포장으로 부착 이전에 단 하나의 유닛으로 제공될 수도 있으며, 백 잠금 시간-표시기는
a) 잠금 소자가 시간 및 온도 노출을 측정하는 표시기와 동일한 구조물의 부분이어서, 표시기를 지지하는 구조 플레이트가 또한 잠금 소자 내에 사용되는 구조물을 제공하게 되는 복합 프로세스에 의해 제조될 수 있다; 즉, 잠금 소자는 소자 전체에 대한 구조물을 제공할 수 있는, PP, PE, PET 또는 라미네이트 플라스틱을 포함하는 플라스틱 재료와 같은 폴리머 기반의 구조물이다; 또는
b) 개별적으로 제조될 수 있어, 잠금 소자와 시간 및 온도 노출을 측정하는 표시기가 부착에 앞서 개별적인 단계를 거쳐 결합되고, 이러한 결합 방법은 접착, 용접, 꿰매기, 또는 물체들을 결합하는 다른 통상적인 수단들을 포함한다; 또는
c) 아래의 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.
ⅰ) 플라스틱 시트 층 내에 적어도 제1 및 제2 분리 구획을 형성하는 단계;
ⅱ) 제품 백을 닫기에 적절한 백 잠금 소자 내에 플라스틱 시트 층을 형성하는 단계;
ⅲ) 상기 제1 구획을 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질을 포함하는 구성물로 채우는 단계;
ⅳ) 상기 제2 구획을 청구항 1항에 정의된 이동제(들)을 포함하는 구성물로 채우는 단계;
ⅴ) 제2 층으로 공동들을 둘러 싸는 것으로 상기 공동들을 밀봉하는 단계;
ⅵ) 선택적으로, 2개 층으로 형성된 적어도 하나의 구획을 선택적으로 압축시킴으로써 이로 인해 두 구획들을 접촉시켜 상기 소자를 활성화 시키는 단계. 바람직한 일실시예에서 ⅵ)의 단계가 필수적이다.
일실시예서 백 잠금 시간-온도 표시기들은 활성화 및 백에 부착되기 이전에 서로 끝단에서 끝단으로(도 9) 붙여지거나 서로 측면에서 측면으로(도 8) 붙여질 수도 있다. 일련의 백 잠금 시간-온도 표시기들은 바람직하게는 동일 기반 구조물로 구성될 수도 있으며, 각 소자 사이에 얇게 남겨진 부착점들 또는 부착선들이 존재하도록 상기 구조물이 잘려 진다. 일련의 표시기들은 바람직하게 부착 프로세스 동안에 분리되며, 일련의 표시기들에 기계적, 열적 또는 조사에 의한 스트레스에 의해 분리된다.
백 잠금 시간-온도 표시기는 사각형; 직사각형; 귀퉁이가 둥근 직사각형; 일 수 있으며, 최대 길이는 4 ㎜; 8 ㎜; 20 ㎜; 30 ㎜; 40 ㎜; 80 ㎜; 160 ㎜ 이거나 그 이상일 수 있으며; 최대 폭은 1 ㎜; 2 ㎜; 4 ㎜; 6 ㎜; 8 ㎜; 10 ㎜; 20 ㎜; 30 ㎜; 40 ㎜; 80 ㎜ 이거나 또는 그 이상일 수 있으며; 최대 높이는 0.1 ㎜; 0.5 ㎜; 1 ㎜; 2 ㎜; 4 ㎜; 6 ㎜; 10 ㎜ 이거나 또는 그 이상일 수 있으며; 백 잠금 시간-온도 표시기는 삼각형, 물결-모양, 곡선, 사인곡선 모양, 나뭇잎 형; 원형, 계란형, 타원형; 원통형; 오각형, 다이아몬드, 떨어진 눈물형태(tear-dropped), 사다리꼴, 대칭 또는 비대칭; 또는 이들의 조합일 수 있고, 더욱이 제품 백을 닫기 위한 충분한 특성들을 제공하기 위해 잘려진 면적을 포함할 수도 있다.
백 잠금 시간-온도 표시기의 시간-온도 표시기 영역은 삼각형, 물결-모양, 곡선, 사인곡선 모양, 나뭇잎 형; 원형, 계란형, 타원형; 원통형; 오각형, 다이아몬드, 떨어진 눈물형태(tear-dropped), 사다리꼴, 대칭 또는 비대칭; 또는 이들의 조합일 수 있고; 하나 또는 그 이상의 표시 영역을 포함할 수도 있다.
상기 소자는 중합체(polymeric) 구조를 포함할 수 있으며, 상기 구조는 폴리스티렌(PS), 폴리프로필렌(PP) 및/또는 폴리에틸렌, 테레프탈산염(즉, 결정; 방향성을 갖거나 비정질)과 같은 폴리에스테르 물질들; PVC(폴리염화비닐); 발포폴리스티렌: SBS(Solid Bleached Sulfate, 고체 표백 황산염) 판지; 판지; HDPE(High or low density Polyethylene(HDPE/LDPE), 고밀도 또는 저밀도 폴리에틸렌);을 포함할 수 있으며, 바람직한 구조는 PET 라미네이트 구조 또는 PVC를 포함할 수도 있다.
도 8 및 도 9에 나타난 바와 같이, 표시기가 견고하고 결속 구조를 포함하는 경우에는 플라스틱 백과 같은 제품 물질을 표시기에 압착시킴으로써 표시기를 제품에 부착시킬 수 있으며, 표시기가 굽혀질 수 있는 유연한 구성인 경우에는 플라스틱 백 주위에 표시기를 구부려 표시기를 제품에 부착시킬 수 있다. 유리하게는 백 잠금 시간-온도 표시기가 활성화되고 규격 또는 변형된 백 개부기(closing machine)를 사용하여 포장에 부착될 수 있다. 상기 소자는 제품의 시간 및 온도 노출을 가장 잘 나타내기 위하여 유리하게는 제품 포장 물질에 부착하는 프로세스 중에 활성화될 수 있다.
상기 소자는 시간 및 온도 노출에 시각적인 반응을 제공할 수도 있고, 바람직하게 이러한 시각적인 반응은 색상 변화이다. 더욱이, 상기 소자는 상기 시간 및 온도 노출에 가역 불가능한 또는 실질적으로 가역 불가능한 반응을 제공할 수도 있다
상기 소자는 최근 통상의 백 잠금 소자 또는 백 밀봉(seal)으로 닫혀지는 모든 제품들, 즉, 빵 또는 핫도그 번과 같은 베이커리 제품, 과일, 및 백 잠금 소자로 닫혀질 수 있는 다양한 다른 제품들에 적합할 수 있다.
일실시예는 결합체에 관한 것이며, 결합체는 백 잠금 소자 및 시간-온도 표시기 시스템(도 8, 도 9)를 포함하고, 상기 시간-온도 표시기 시스템은 분리된 제2 구획에 인접하여 위치하는 제1 구획을 포함한다;
상기 제1 구획은 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질을 포함한다; 상기 제2 구획은 적어도 하나의 이동제를 포함한다; 상기 제1 및 제2 구획은 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질과 적어도 하나의 이동제 간의 접촉을 방지하는 적절한 수단에 의해 원래부터 분리되어 있다; 상기 두 구획들을 접촉시켜 이로인해 적어도 하나의 이동제가 제1 구획으로 이동하여 상기 시스템이 활성화된다; 아래의 조건을 갖는다.
ⅰ) 상기 이동제들 중 적어도 하나는 pH 변동 물질이고; 및
상기 제1 구획은 더욱이 변광회전 환원제를 포함하고; 또는
ⅱ) 상기 이동제들 중 적어도 하나는 변광회전 환원제이다.
본 발명에 따르는 시간-온도 표시기 시스템은 전체 이력 시간-온도 표시기 시스템, 부분 이력 시간-온도 표시기 시스템 또는 이들의 조합일 수 있다.
여기에 사용된 바와 같이, "쌍방 전체 및 부분 이력 시간-온도 표시기 시스템인 시간-온도 표시기 시스템"은 특정 온도 범위(들) 안에서는 전체 이력 시간-온도 표시기 시스템으로 분류되고 이러한 온도 밖의 범위(들)에서는 부분 이력 시간-표시기 시스템으로 분류되는 시스템을 포함하고자 한다. 특정 온도(예를 들면, 0℃)에서 액체 상태로부터 고체 상태로 전이되는(예를 들면, 액체에서 얼음으로) 성분(예를 들면, 물)을 포함하는 시간-온도 표시기 시스템의 경우가 전형적이다. 이러한 상태 전이는 종종 응답 메커니즘을 포함하는 시스템 특성의 급격한 변화를 발생시킨다.
유리하게는 본 발명에 따르는 시간-온도 표시기 시스템은 적어도 하나의 이동제와 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질간의 접촉을 방지하는 수단에 의해 분리된 두 구획들로 구성된 원통 구성(도 4a, 4b 및 5) 또는 직사각형 스트립 형태 구성(도 6 및 7) 내에 물질(agent)들이 포함되는 시스템일 수 있다. 이러한 원통 구성 또는 직사각형 스트립 형태 구성은 유리 및 중합체 물질들과 같은 다양한 물질들로 만들어 질 수 있다. 이러한 중합체 물질은 예를 들어 폴리에틸렌일 수 있다.
두 구획들 사이의 전이를 막도록 시간-온도 표시기 시스템을 구부리는 것에 의해 적어도 하나의 이동제와 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질간의 접촉을 방지하는 적절한 수단이 제공될 수도 있거나, 얇은 폴리머 필름과 같은 베리어에 의해 접촉을 방지하는 적절한 수단이 제공될 수도 있다. 베리어는 또한 특정 온도 범위에는 고체이지만 설정된 한계 온도를 초과하는 경우에는 흐를 수 있는, 예를 들면 왁스와 같은 물질에 의해 제공될 수도 있다.
시스템은 물질들을 포함하는 두 구획들 사이의 실링을 파괴하나 제거시킴으로써 일반적으로 활성화된다. 예를 들어, 기계적 스트레스, 조사(irradiation), 또는 열에 실링을 노출시켜 파괴 과정이 수행될 수 있다. 시간-온도 표시기 시스템을 구부리는 것에 의해 적어도 하나의 이동제와 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질 간의 접촉을 막는 적절한 수단이 제공되는 경우에, 상기 시스템은 시간-온도 표시기 시스템을 폄으로써 일반적으로 활성화된다.
여기서 기술된 바와 같이 본 발명의 현재 바람직한 실시예에서, 시간-온도 시스템은 12∼50 kcal/mole 범위 내(예를 들면, 12∼40 kcal/mole 또는 12∼30 kcal/mole 범위 내와 같이) 인 것으로 계산되는 온도 민감도를 갖고, 더욱 바람직하게는 14∼50 kcal/mole 내(예를 들면, 14∼40 kcal/mole 또는 14∼30 kcal/mole 범위 내와 같이), 더욱 더 바람직하게는 16∼50 kcal/mole 내(예를 들면, 16∼40 kcal/mole 또는 16∼30 kcal/mole 범위 내와 같이) 그리고 가장 바람직하게는 20∼50 kcal/mole 내(예를 들면, 20∼40 kcal/mole 또는 20∼30 kcal/mole 범위 내와 같이)인 것으로 계산되는 온도 민감도를 가진다.
일실시예에서, 상기 온도 민감도는 바람직하게는 ⅰ) 2, 4 및 8℃; ⅱ) 6, 12 및 16℃; ⅲ) 12, 24 및 48℃; ⅳ) 24, 48 및 96℃ 에서 얻어지는 데이터에 기초한다.
본 발명에 따르는 시간-온도 시스템의 온도 민감도를 측정하는 많은 방법들이 존재한다. 만일 별도로 특정되지 않는다면, 앞에서의 온도 민감도 데이터는 T.P. Labuza(Journal of Chemical Education, Volume 61, Number 4, 1984년 4월)에 의해 언급된 방법들에 따라 계산된다.
본 발명에 따르는 특별히 바람직한 실시예는 시간-온도 표시기 시스템에 관한 것으로, 바람직하게는 원통 구성 또는 직사각형 스트립 형태 구성 내에 물질들이 포함되는 시스템이고, 분리된 제2 구획에 인접하여 위치하는 제1 구획을 포함한다; 상기 제1 구획은 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질을 포함한다; 상기 제2 구획은 적어도 하나의 이동제를 포함한다; 상기 제1 및 제2 구획은 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질과 적어도 하나의 이동제 간의 접촉을 방지하는 적절한 수단에 의해 원래부터 분리되어 있다; 상기 두 구획들을 접촉시켜 이로 인해 적어도 하나의 이동제가 제1 구획으로 이동하여 상기 시스템이 활성화된다; 여기서,
- 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질은 환원시 그 강한 색상을 완화하는 전분-복합 요오드(starch-complexed iodine)이다;
- 이동제는 변광회전 환원당이고; 바람직하게는 과당이다; 및
- 활성화 이전 제1 구획의 pH는 4∼9 범위 내에 있고 제2 구획의 pH는 8∼12 범위 내에 있고, 더욱 바람직하게는 9∼11 범위 내에 있다.
본 발명에 따르는 다른 특별히 바람직한 실시예는 시간-온도 표시기 시스템에 관한 것으로, 바람직하게는 원통 구성 또는 직사각형 스트립 형태 구성 내에 물질들이 포함되는 시스템이고, 분리된 제2 구획에 인접하여 위치하는 제1 구획을 포함한다; 상기 제1 구획은 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질을 포함한다; 상기 제2 구획은 적어도 하나의 이동제를 포함한다; 상기 제1 및 제2 구획은 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질과 적어도 하나의 이동제 간의 접촉을 방지하는 적절한 수단에 의해 원래부터 분리되어 있다; 상기 두 구획들을 접촉시켜 이로 인해 적어도 하나의 이동제가 제1 구획으로 이동하여 상기 시스템이 활성화된다; 여기서,
- 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질은 환원시 그 강한 색상을 완화하는 전분-복합 요오드(starch-complexed iodine)이다;
- 제1 구획은 더욱이 변광회전 환원당을 포함하고; 바람직하게는 과당을 포함한다;
- 활성화 이전 제1 구획의 pH는 4∼8 범위 내에 있다;
- 이동제는 제1 구획에 노출시 pH를 8보다 크도록 증가시키는 pH 변동 물질이다.
상기 원통 구성 또는 직사각형 스트립 형태 구성은 유리 및 중합체 물질들과 같은 다양한 물질들로 만들어 질 수 있다. 이러한 중합체 물질은 예를 들어 폴리에틸렌일 수 있다.
두 구획들 사이의 전이를 막도록 시간-온도 표시기 시스템을 구부리는 것에 의해 적어도 하나의 이동제와 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질간의 접촉을 방지하는 적절한 수단이 제공될 수도 있거나, 얇은 폴리머 필름과 같은 베리어에 의해 접촉을 방지하는 적절한 수단이 제공될 수도 있다. 베리어는 또한 특정 온도 범위에는 고체이지만 설정된 한계 온도를 초과하는 경우에는 흐를 수 있는, 예를 들면 왁스와 같은 물질에 의해 제공될 수도 있다.
본 발명의 제3 양태는 시간-온도 표시기 시스템에 관한 것으로, 흡수제를 포함한다; 여기서 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질이 상기 흡수제에 흡수된다; 상기 흡수제에 적어도 하나의 변광회전 환원제가 흡수되어 시스템이 활성화된다.
본 발명의 제3 양태에 따른 바람직한 일실시예에서, 활성화 이전 시스템의 pH는 8보다 크고, 더욱 바람직하게는 9보다 크고, 더욱 더 바람직하게는 10보다 크다. 다른 실시예에서, pH 변동물질은 또한 상기 흡수제에 흡수되어 활성화 후 pH가 8보다 크게 되고, 더욱 바람직하게는 9보다 크게 되고, 더욱 더 바람직하게는 10보다 크게 된다.
본 발명의 제4 양태는 시간-온도 표시기 시스템에 관한 것으로, 흡수제를 포함한다; 여기서 적어도 하나의 변광회전 환원제 및 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질이 상기 흡수제에 흡수된다; 적어도 하나의 pH 변경 물질을 흡수하여 시스템이 활성화된다.
본 발명의 제4 양태에 따른 바람직한 일실시예에서, 활성화 이전 시스템의 pH는 8보다 크고, 더욱 바람직하게는 9보다 작다. 바람직한 일실시예에서, 활성화 이후 시스템의 pH가 8보다 크고, 더욱 바람직하게는 9보다 크고, 더욱 더 바람직하게는 10보다 크도록 상기 pH 변경 물질이 준비된다.
바람직하게는 상기 흡수제가 예를 들어 거름종이와 같은 종이이다; 또는 예를 들어 레이온, 폴리에스테르, PP 등과 같은 고분자 흡수 물질(polymeric absorbant materials)이다; 바람직하게 상기 흡수제는 구조에 있어서 섬유질의(fibrous), 다공성의(porous), 섬유모양의(fiberlike), 편물구조의(knitted), 늘려진(spun) 또는 구멍이 난(perforated) 구조이다. 상기 흡수제는 또한 건조될 수도 있고, 또는 부분 건조될 수도 있고, 흡수 기능을 갖는 겔화 폴리머(gelling polymer) 및/또는 비-겔화 폴리머를 포함하는 폴리머 메트릭스일 수도 있다.
본 발명의 제3 양태에 따르는 특별히 바람직한 실시예는 시간-온도 표시기 시스템에 관한 것으로, 녹말-함유 종이를 포함한다; 여기서 요오드화물의 수용액 내에 용해된 요오드가 상기 종이에 흡수된다; 상기 종이에 적어도 하나의 변광회전 환원제를 흡수하여, 바람직하게는 글루코스와 같은 환원당을 흡수하여, 시스템이 활성화된다; 바람직하게는 활성화 이전 시스템의 pH는 8보다 크다.
본 발명의 제4 양태에 따르는 특별히 바람직한 실시예는 시간-온도 표시기 시스템에 관한 것으로, 녹말-함유 종이를 포함한다; 여기서 적어도 하나의 변광회전 환원제, 바람직하게는 글루코스와 같은 환원당, 및 요오드화물의 수용액 내에 용해된 요오드가 상기 종이에 흡수된다; 시스템은 탄산염 버퍼와 같은 적어도 하나의 pH 변경 물질을 흡수하여 활성화된다; 바람직하게는 활성화 이전 시스템의 pH는 9보다 작다; 바람직하게는 활성화 이후 시스템의 pH는 8보다 크고, 더욱 바람직하게는 9보다 크고, 더욱 더 바람직하게는 10보다 크다.
시스템의 구획들 또는 흡수제는 다양한 형태를 가질 수 있다. 즉, 어느 한 구획은 삼각형, 물결-모양, 곡선, 사인곡선 모양, 나뭇잎 형; 원형, 계란형, 타원형; 원통형(도 4a, 4b 및 도 5); 직사각형(도 6 및 도7), 오각형, 다이아몬드, 떨어진 눈물형태(tear-dropped), 사다리꼴, 대칭 또는 비대칭; 또는 이들의 어느 조합의 형태를 가질 수 있다.
구획들 또는 흡수제는 다양한 크기를 가질 수 있다. 즉, 어느 한 구획의 최대 길이는 4 ㎜; 8 ㎜; 20 ㎜; 30 ㎜; 40 ㎜ 이거나 그 이상일 수 있으며; 최대 폭은 1 ㎜; 2 ㎜; 4 ㎜; 6 ㎜; 8 ㎜; 10 ㎜; 이거나; 또는 그 이상일 수 있으며; 최대 높이는 0.1 ㎜; 0.5 ㎜; 1 ㎜; 2 ㎜; 4 ㎜; 이거나; 또는 그 이상일 수 있다. 원형의 시스템에서, 직경이 표시된 길이와 같을 수 있다.
어느 한 구획의 메트릭스는 다양한 질량을 가질 수 있다. 즉, 최대 10 ㎎; 최대 20 ㎎; 최대 40 ㎎; 최대 80 ㎎; 최대 160 ㎎; 최대 320 ㎎; 또는 그 이상일 수 있다.
시스템의 반응 면(front)은 바람직하게는 시각적으로 명확하고 독특하여, 반응면을 잘못 이해하는 경우가 적다. 시각적으로 정의된 면(front)은 비주얼 인터페이스(면)의 전체 색상 변화가 4 ㎜ 이하 이내; 2 ㎜ 이하 이내; 1 ㎜ 이하 이내; 0.5 ㎜ 이하 이내; 0.25 ㎜ 이하 이내; 또는 0.1 ㎜ 이하 이내에서 발생되도록 정의될 수 있다.
본 발명의 제3 양태 및 제4 양태는 실시예 4와 실시예 5에서 설명된다.
본 발명은 아래의 실시예를 들어 기술되고 이에 제한되지는 않는다.
실시예들
아래의 실시예들은 본 발명의 제조 및 사용 방법을 설명하기 위한 것이다. 아래의 실시예들은 어떤 방식 또는 정도에서 본 발명의 범위를 제한 하려는 것은 아니다.
실시예 1
시간-온도 표시기 시스템 A
제1 구획에 포함되는 내용물 준비 (겔-스트립)
90mL의 증류수가 1g의 한천(agar agar)(최종 농도 1%(weight/volume, 중량/부피)) 및 1g의 녹말(최종 농도 1%(중량/부피))에 첨가되었다. 용액을 100℃까지 5분 동안 가열하였다. 60℃까지 냉각 후, 0.1M 요오드(I2) 및 0.3M 요오드화 칼륨(KI)을 포함하는 5mL의 수용액이 첨가되었다. 증류수를 더하여 혼합물의 부피 100mL가 되도록 조절하여 사용시까지 50℃의 온도로 유지시켰다.
제2 구획에 포함되는 내용물 준비 (용기(reservoir))
55mL의 증류수가 1g의 한천(최종 농도 1%(중량/부피))에 첨가되었다. 용액을 100℃까지 5분 동안 가열하였다. 60℃까지 냉각 후, 0.18M 탄산수소나트륨(sodium bicarbonate) 및 0.12M 탄산나트륨(sodium carbonate)을 포함하는 40mL의 탄산염 버퍼가 첨가되었다. 혼합물의 온도가 50℃에 도달었을 때 0.6g의 과당이 첨가되었다. 증류수를 더하여 혼합물의 부피 100mL가 되도록 조절하여 사용시까지 50℃의 온도로 유지시켰다. 본 실시예에서 기록된 결과들이 도 1에 나타난다.
도 1에서 알 수 있듯이, 본 시간-온도 표시기 시스템은 특별히 유효기간이 긴 제품들을 위한 높은 온도 민감도를 시스템에 제공한다.
실시예 2
시간-온도 표시기 시스템 B
아래의 화학물질들(chemicals)의 농도를 가지며 실시예 a)에 따라서 준비된 용액. 겔 스트립은 1%(중량/부피)의 한천, 1%(중량/부피)의 녹말, 5mM 요오드(I2), 및 물에 용해된 15mM 요오드화 칼륨(KI)으로 구성된다. 용기는 1%(중량/부피)의 한천, 물, 0.24M 탄산수소나트륨, 0.16M 다이소듐 탄산염(disodium carbonate), 및 2%(중량/부피)의 과당으로 구성된다.
본 실시예에서 기록된 결과들이 도 2에 나타난다.
도 2에서 알 수 있듯이, 본 시간-온도 표시기 시스템은 특별히 유효기간이 중간인 제품들을 위한 중간 온도 민감도를 시스템에 제공한다.
실시예 3
시간-온도 표시기 시스템 C
50℃까지 냉각 후 겔 스트립 용액에 과당이 첨가된 것을 제외하고 실시예 a)에 따라서 준비된 용액. 아래의 농도의 화학물질들이 사용되었다. 겔 스트립은 1%(중량/부피)의 한천, 1%(중량/부피)의 녹말, 5mM 요오드(I2), 15mM 요오드화 칼륨(KI) 및 물에 용해된 2%(중량/부피)의 과당으로 구성된다. 용기는 1%(중량/부피)의 한천, 물, 0.24M 탄산수소나트륨, 0.16M 다이소듐 탄산염(disodium carbonate)으로 구성된다. 본 실시예에서 기록된 결과들이 도 3에 나타난다.
도 3에서 알 수 있듯이, 본 시간-온도 표시기 시스템은 특별히 유효기간이 짧은 제품들을 위한 높은 온도 민감도를 시스템에 제공한다.
실시예 4
시간-온도 표시기 시스템 D
5mM 요오드(I2) 및 물에 용해된 15mM 요오드화 칼륨(KI)에 녹말 함유 종이 조각을 젖게 하였다. 건조 후, 얼룩진 종이는 직경 4mm의 원형 조각들로 잘려 졌다. 요오드로 얼룩진 종이 조각을 물, 0.3M 탄산수소나트륨, 0.2M 다이소듐 탄산염(disodium carbonate) 및 1%(중량/부피)의 과당을 포함하는 용액으로 젖게 만들어 버튼-표시기가 활성화되었다. 본 실시예에서 기록된 결과들이 표 1에 요약된다.
Figure pct00001
실시예 5
시간-온도 표시기 시스템 E
1%(중량/부피)의 한천, 1%(중량/부피)의 녹말, 5mM 요오드(I2), 및 물에 용해된 15mM 요오드화 칼륨(KI)을 포함하는 실시예 a)에 따라서 준비된, 겔이 1mm의 얇은 원형 세그먼트들로 잘려 진다. 버튼-표시기는 겔 조각을 물, 0.3M 탄산수소나트륨, 0.2M 다이소듐 탄산염(disodium carbonate) 및 1%(중량/부피)의 과당을 포함하는 용액으로 젖게 만들어 버튼-표시기가 활성화되었다.
실시예 6
시간-온도 표시기 시스템 F
A 타입 젤라틴 용액의 준비
500g의 젤라틴 A 타입을 온도 90℃의 4.5kg의 증류수에 용해시켰다. 그런 후 젤라틴 용액을 사용 전에 45℃에서 16∼24 시간 동안 보관시켰다.
요오드화된 A 타입 젤라틴 용액의 준비
500g의 젤라틴 A 타입을 온도 90℃의 4.5kg의 증류수에 용해시켰다. 용액을 65℃로 냉각시킨 후, 면밀히 저어 가면서 200mL 0.5M의 I2, 1M의 KI를 첨가시켰다. 그런 후, 5분간 저은 후에, 0.75M의 탄산수소나트륨 및 0.75M의 탄산나트륨으로 구성되는 100mL의 탄산염 버퍼를 첨가시켜 30분간 계속해서 저어 주었다. 요오드화된 젤라틴 용액을 사용 전에 마지막으로 45℃에서 16∼24 시간 동안 보관시켰다.
제1 구획에 포함되는 내용물 준비 (겔-스트립)
1500g의 증류수를 26g의 녹말에 첨가시켜 10분간 끓였다. 40℃로 냉각시킨 후, 주의 깊게 저어 가면서 40℃의 온도를 갖는 900g의 요오드화된 젤라틴을 첨가시켰다. 그런 후 저어 가면서 0.1M I2 와 0.6M KI의 용액 200g을 첨가시켰다. 마지막으로, 8g의 TiO2를 포함하는 20mL의 증류수를 첨가시켰다. 용액을 그 후 사용될 때까지 40℃의 온도로 유지시켰다.
제2 구획에 포함되는 내용물 준비 (용기)
0.75M의 탄산수소나트륨과 0.75M의 탄산나트륨의 증류수로 구성되는 700g의 실온 탄산염 버퍼가 190g의 끓는 증류수에 첨가되었다. 그런 후 48g의 과당이 첨가되어 버퍼 물 혼합물에 용해되었다. 마지막으로, 주의 깊게 저어 가면서 450g의 A 타입 젤라틴 용액(앞에서 설명된 준비)이 첨가되었다. 용액을 그 후 사용될 때까지 40℃의 온도로 유지시켰다.
본 실시예에서 기록된 결과들이 도 10에 나타난다.
도 10에서 알 수 있듯이, 본 시간-온도 표시기 시스템은 특별히 유효기간이 긴 제품들을 위한 높은 온도 민감도를 시스템에 제공한다.
실시예 7
시간-온도 표시기 시스템 G
제1 구획에 포함되는 내용물 준비 (겔-스트립)
2300g의 증류수를 26g의 녹말에 첨가시켜 10분간 끓였다. 80℃로 냉각시킨 후, 100g의 정제된 로커스트콩검이 고전단 믹서를 사용하여 첨가되었다. 혼합물의 온도가 25℃에 도달되었을 때, 고전단 믹서를 사용해 혼합하면서 0.1M I2 와 0.6M KI의 용액 200g을 첨가시켰다. 마지막으로, 8g의 TiO2를 포함하는 20mL의 증류수를 첨가시켰다. 용액을 그 후 사용될 때까지 20℃의 온도로 유지시켰다.
제2 구획에 포함되는 내용물 준비 (용기)
0.75M의 탄산수소나트륨과 0.75M의 탄산나트륨의 증류수로 구성되는 700g의 실온 탄산염 버퍼가 190g의 끓는 증류수에 첨가되었다. 그런 후 48g의 과당이 첨가되어 버퍼 물 혼합물에 용해되었다. 마지막으로, 450g의 8%(w/w)의 균질화된 로커스트콩검-수용액이 고전단 믹서를 사용하여 과당 탄산 용액(fructose carbonated solution)과 혼합되었다. 용액을 그 후 사용될 때까지 20℃의 온도로 유지시켰다.

Claims (15)

  1. 시간-온도 표시기 시스템에 있어서, 분리된 제2 구획(compartment)에 인접하여 위치하는 제1 구획을 포함하고; 상기 제1 구획은 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질을 포함하고; 상기 제2 구획은 적어도 하나의 이동제(mobile agent)를 포함하고; 상기 제1 및 제2 구획은 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질과 적어도 하나의 이동제 간의 접촉을 방지하는 적절한 수단에 의해 원래부터 분리되어 있고; 상기 두 구획들을 접촉시켜 이로 인해 적어도 하나의 이동제가 제1 구획으로 이동하여 상기 시스템이 활성화되며; 아래의 조건을 갖는, 시간-온도 표시기 시스템.
    ⅰ) 상기 이동제들 중 적어도 하나는 pH 변동 물질이다; 및
    상기 제1 구획은 더욱이 변광회전 환원제를 포함한다; 또는
    ⅱ) 상기 이동제들 중 적어도 하나는 변광회전 환원제이다.
  2. 제1항에 있어서,
    메트릭스가 상기 제1 구획에 포함되는, 시간-온도 표시기 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메트릭스는 적어도 제1 메트릭스 컴포넌트를 포함하는, 시간-온도 표시기 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 메트릭스 컴포넌트는 겔-형성 폴리머, 검(gum) 또는 페이스트인, 시간-온도 표시기 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 검은 로커스트콩검, 잔탄검, 구아검, 아라비아검, 가티검, 트래거캔스검으로 구성되는 그룹으로부터 선택되고; 상기 페이스트는 산화 아연, 점토 및 실리카 겔 페이스트와 함께 페트로륨 젤리로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 시간-온도 표시기 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 메트릭스는 로커스트콩검을 포함하는, 시간-온도 표시기 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이동제들 중 적어도 하나는 pH 변동 물질이고; 상기 제1 구획은 더욱이 변광회전 환원제를 포함하는, 시간-온도 표시기 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    - 활성화 이전 상기 제1 구획 내 pH는 9보다 작고; 및
    - 활성화 이전 상기 제2 구획 내 pH는 8보다 크지만 활성화 이전 제1 구획의 pH보다는 항상 큰, 시간-온도 표시기 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이동제들 중 적어도 하나는 변광회전 환원제인, 시간-온도 표시기 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    - 활성화 이전 상기 제1 구획 내 pH는 8보다 크고; 또는
    - 활성화 이전 상기 제1 구획 내 pH는 9보다 작고, 활성화 이전 상기 제2 구획 내 pH는 8보다 크지만 활성화 이전 제1 구획의 pH보다는 언제나 큰, 시간-온도 표시기 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 pH 변경 물질은 알카리성 버퍼이고, 바람직하게는 상기 pH 변경 물질은 탄산나트륨 버퍼 또는 탄산칼륨 버퍼와 같은 탄산염 버퍼인, 시간-온도 표시기 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질은 전분-요오드 복합체인, 시간-온도 표시기 시스템.
  13. 제1항에 따른 시스템과, 제품 보관 용기 또는 백 잠금 소자를 포함하는 결합체(combination).
  14. 제1항에 따른 시간-온도 표시기 시스템을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    ⅰ) 플라스틱 시트 층 내에 적어도 제1 및 제2 분리 구획들을 형성하는 단계
    ⅱ) 상기 제1 구획을 환원시 시각적 외양을 변화시키는 물질을 포함하는 구성물로 채우는 단계;
    ⅲ) 상기 제2 구획을 제1항의 이동제(들)을 포함하는 조성물(composition)로 채우는 단계;
    ⅳ) 제2 층에 의해 상기 구획들을 밀봉하는 단계;
    ⅴ) 선택적으로, 2개 층들로 형성된 적어도 하나의 구획을 선택적으로 압축시켜 2개의 구획들을 접촉시킴으로써 상기 소자를 활성화시키는 단계를 포함하는 방법.
  15. 흡수제를 포함하는 시간-온도 표시기 시스템에 있어서,
    - 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질이 상기 흡수제에 흡수되고; 상기 흡수제에 적어도 하나의 변광회전 환원제가 흡수되어 시스템이 활성화되거나; 또는,
    - 적어도 하나의 변광회전 환원제와 환원시 시각적 외양을 변화시키는 적어도 하나의 물질이 상기 흡수제에 흡수되고; 적어도 하나의 pH 변동 물질을 흡수하여 시스템이 활성화되는,흡수제를 포함하는 시간-온도 표시기 시스템.

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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4669576B1 (ja) * 2010-08-26 2011-04-13 日油技研工業株式会社 減圧雰囲気下温度管理材及び減圧雰囲気下温度管理方法
NO331993B1 (no) 2011-04-15 2012-05-21 Keep It Technologies As Tid-temperatur indikatorsystem
EP2849088A4 (en) * 2012-05-07 2015-05-13 Zte Corp METHOD FOR PROCESSING THE DISPLAY OF CONTACT PERSONS AND MOBILE TERMINAL
JP6133134B2 (ja) * 2013-05-30 2017-05-24 日機装株式会社 透析システム、調整装置、および、調整方法
EP3390996B1 (en) 2015-12-17 2020-02-05 Keep-It Technologies AS Printable time-temperature indicator system
GB201610250D0 (en) * 2016-06-13 2016-07-27 Insignia Tech Ltd Indicator device
CN106124492A (zh) * 2016-06-17 2016-11-16 深圳九星印刷包装集团有限公司 碱敏感时间指示装置
CN106898251B (zh) * 2017-02-09 2019-03-19 闫河 温度-时间管理标签及其制备方法与应用
NO20170237A1 (en) 2017-02-16 2018-08-17 Keep It Tech As Screw cap system
WO2018220110A1 (en) 2017-05-31 2018-12-06 Keep-It Technologies As Time-temperature indicator device
CN107607222B (zh) * 2017-08-10 2019-07-30 常州大学 一种基于果胶/黄原胶共混膜的柔性温度传感器及其制备方法
DE102019208789B4 (de) 2019-06-17 2023-02-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Probenbehälter mit Zeitindikator
DE102023100389B3 (de) 2023-01-10 2024-05-08 Ruhr-Universität Bochum, Körperschaft des öffentlichen Rechts Vorrichtung und Verfahren zur energieautarken Integration eines Temperatur-Zeit-Verlaufs

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3194072A (en) 1962-02-02 1965-07-13 Honeywell Inc Condition responsive devices
US4045383A (en) 1972-01-27 1977-08-30 Hoffmann-La Roche Inc. Stable emulsions and improved temperature monitoring films prepared therefrom
US3946611A (en) * 1974-05-14 1976-03-30 Bio-Medical Sciences, Inc. Time-temperature integrating indicator
US3967579A (en) 1975-10-29 1976-07-06 Stanton H. Kaye Telltale device
NL7702749A (nl) 1977-03-15 1978-09-19 Akzo Nv Tijd-temperatuurindicator.
US4452995A (en) 1978-08-30 1984-06-05 Allied Corporation Dialkoxycarbonylmethyleneurethane diynes
US4834017A (en) * 1987-03-13 1989-05-30 Frigorifico Rio Platense Saici Y F Time-temperature integrating indicator for monitoring the cooking process of packaged meats in the temperature range of 85-100 degrees celcius
JPH0644046B2 (ja) 1987-11-30 1994-06-08 凸版印刷株式会社 期間経過表示体
US5053339A (en) * 1988-11-03 1991-10-01 J P Labs Inc. Color changing device for monitoring shelf-life of perishable products
EP0505449B1 (en) 1989-12-14 1996-04-24 Food Guardian Limited Time-temperature indicator
AUPM379294A0 (en) 1994-02-10 1994-03-03 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Expression of the glucose oxidase gene in transgenic organisms
PT930487E (pt) 1998-01-19 2003-12-31 Lifelines Technology Inc Dispositivo melhorado para indicacao de intervalo de tempo-temperatura e procedimento para o seu fabrico
WO2000022105A1 (en) 1998-10-13 2000-04-20 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Hydrocolloid coating of cells
ES2542134T3 (es) * 1999-10-11 2015-07-31 Keep-It Technologies As Sistema indicador tiempo-temperatura integral
US6373786B1 (en) * 1999-10-15 2002-04-16 Profile Sol-Gel Ltd. Cap for a hermetically sealed container
US6544925B1 (en) * 2000-03-02 2003-04-08 Lifelines Technology, Inc. Activatable time-temperature indicator system
GB0116878D0 (en) 2001-07-11 2001-09-05 Timestrip Ltd Time indicator
EP1312918B1 (en) * 2001-10-26 2009-02-18 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Oxygen detecting composition
AU2003267129A1 (en) * 2002-09-16 2004-04-30 Agcert International, Llc Food-borne pathogen and spoilage detection device and method
JP4422466B2 (ja) 2003-02-07 2010-02-24 パウダーテック株式会社 物品の品質管理方法およびそれに用いられる酸素検知剤
US7682830B2 (en) 2003-06-10 2010-03-23 Temptime Corporation Product shelf life monitoring systems
EP1711809A2 (en) * 2004-02-02 2006-10-18 Freshpoint Holdings Sa Time-temperature indicator based on valence isomerizations
WO2005078402A1 (en) 2004-02-09 2005-08-25 Sun Chemical Corporation Time temperature indicator (tti) system
JP2008510987A (ja) 2004-08-24 2008-04-10 スカイラド エルティーディー． 温度感知製品の指示装置
US7940605B2 (en) 2005-04-29 2011-05-10 Prasidiux, Llc Stimulus indicating device employing polymer gels
GB2430257A (en) 2005-09-16 2007-03-21 Sun Chemical Ltd Bar code having a time-temperature indicator
US7643378B2 (en) 2006-07-25 2010-01-05 Amir Genosar Package showing elapsed time since opening
DE102006034809A1 (de) 2006-07-27 2008-01-31 Bizerba Gmbh & Co. Kg Indikator zur Kennzeichnung von Waren
CN101652645B (zh) * 2007-01-11 2012-05-16 弗雷什波因特控股有限公司 时间温度指示器
KR101794790B1 (ko) 2007-01-11 2017-11-07 프레시포인트 퀄리티 어슈어런스 리미티드 시간 온도 지시계
US8153062B2 (en) 2007-03-30 2012-04-10 Teledyne Scientific & Imaging, Llc Analyte detection via electrochemically transported and generated reagent
WO2009127529A1 (en) 2008-04-16 2009-10-22 Basf Se Optimized time temperature indicator
JP5332357B2 (ja) 2008-05-13 2013-11-06 東洋紡株式会社 温度時間経歴を表示する包装用フィルム
EP2300604A4 (en) * 2008-06-24 2011-07-27 Micropharma Ltd NITRIC OXIDE COMPOSITIONS AND APPARATUS AND METHOD FOR COSMESIS
DE102009012296A1 (de) 2009-03-11 2010-09-16 At&S Technologie & Systemtechnik Ag Verfahren zur Überwachung der Temperatur-Zeit-Belastung mindestens eines Bauteils auf einer Leiterplatte, ein entsprechender Temperatur-Zeit-Indikator und dessen Anwendung

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