NO851645L - Fargbare anordninger. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører fargbare anordninger for

bruk ved overvåkning av om temepraturen av et lagret produkt har overskredet en forhåndsbestemt temperatur.

Mange varer lagres i lange tidsrom ved temperaturer hvor

ingen nedbrytning av varene finner sted. Det er imidlertid meget viktig at enhver økning i temperaturen /over en forhåndsbestemt temperatur hvor nedbrytning av varene kan finne sted overvåkes. Det er påkrevet at det gis en irreversibel indikasjon for enhver slik temperaturøkning og et maksimum-minimums-termometer kan benyttes for dette formålet. Imidlertid er slike termometere dyre, og videre er det ønskelig, i tilfellet med lokale temperaturvariasjoner, at en indikator er festet til hver av pakkene av varer i et lagringssystem.

Et antall billige innretninger har vært foreslått som kan festes på pakker, slik at en temperaturøkning irreversibelt registreres. Et antall av,disse innretningene er kapsler fremfor merker og overvåker spesifikt når temperaturen stiger over smeltepunktet for vanlig is. Det er følgelig foreslått at selve opptiningen frigjør fuktighet som er forbundet med de frosne varene og denne fuktigheten forårsaker en fargeendring eller tilveiebringer et varslingstegn. Ved en annen foreslått fremgangsmåte forandrer et merke eller et tegn som er tilstede i, eller som, en frossen væske utseende når tining finner sted. I nok en innretning ekspanderer ned-frysningen vannet inne i kapselen og bryter denne, dette observeres bare når temperaturen stiger over frysepunktet for vann. I noen andre forslag finner, det sted en irreversibel fargeendring ved den forhåndsbestemte temperaturen når minst en av komponentene er en frittflytende væske som gjøres immobil ved den forhåndsbestemte temperaturen.

Dette kan imidlertid gi søl, med mindre væsken befinner seg

i en kapsel, og ofte er fargeendringen lite uttalt.

En fremgangsmåte for overvåkning av temperaturøkninger som

har vært foreslått anvender en fettsyre eller ester som

smelter ved den ønskede temperaturen og som så absorberes i en absorbsjonsmiddelpute og endrer fargen av puten eller gjør puten lysgjennomskinnelig, slik at en skjult påskrift kommer frem. Slike fremgangsmåter tilveiebringer imidlertid ikke en lett synlig indikasjon på temperaturøkningen.

I U.S. patent 4232552 beskrives en temperaturindikator hvor et fargestoff er oppløst i et oppløsningsmiddel slik at det dannes en fast oppløsning. NÅr temperaturen av denne faste oppløsningen økes slik at oppløsningsmiddelet smelter forandrer fargestoffet farge. I U.S. patent 4232552 angis det at slike faste oppløsninger kan mikro-innkapsles eller mikro-kapslene kan belegges på en bærer. Imidlertid er fargeforandringen ved benyttelse av en slik fast oppløsning av et fargestoff reversibel, som beskrevet i U.S. patent 4232552, og for å overvåke om temperaturen av et lagret produkt ved et trinn har overskredet en forhåndsbestemt temperatur, er det påkrevet at fargeforandiringen ikke er reversibel i tilfelle temperaturen faller og forårsaker en reversering av fargeforandringen.

Det er nå funnet en fargbar innretning som gjør bruk av et fargestoff/oppløsningsmiddelsystem som er i irreversibelt og som tilveiebringer et meget distinkt forandring i farge ved en forhåndsbestemt temperatur.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en anordning for bruk ved overvåkning av om temperaturen av et lagret produkt har overskredet en forhåndsbestemt temperatur, som innbefatter en bærer hvorpå det er belagt en fargbar sammensetning som innbefatter lett brytbare mikro-kapsler som inneholder et ikke-vandig oppløsningsmiddel som smelter ved den nevnte forhåndsbestemte temperaturen, en dispersjon av et oppløsningsmiddel-fargestoff som oppløses i det nevnte oppløsningsmiddelet og en dispersjon av et inert pigment av en annen farge enn oppløsningsmiddel-fargestoffet som ikke oppløses i oppløsningsmiddelet.

Ifølge et annet aspekt ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for overvåkning av om temperaturen av et lagret produkt haroverskredet en forhåndsbestemt temperatur, som innbefatter at anordningen som beskrevet ovenfor akklimatiseres til lagringstemperaturen for det lagrede produktet, når det så befinner seg nær produktet brytes kapselen av innkapslet oppløsningsmiddel og man observerer når det finner sted en fargeendring som indikerer at temperaturen av det lagrede produktet har overskredet den nevnte forhåndsbestemte temperaturen.

Når kapslene brytes kan oppløsningsmiddelet ikke oppløse oppløsningsmiddel-fargestoffet fordi det fremdeles er et faststoff ved lagringstemperaturen for det lagrede produktet.

Når, eller om, temperaturen øker vil imidlertid oppløsnings-middelet smelte og fordi det ikke lenger er innkapslet er det istand til å blande seg med de andre komponentene av den fargbare sammensetningen. Det oppløser oppløsnings-middel-f argestof f et og ved dette antar hele sammensetningen samme farge som det oppløste fargestoffet. Dispersjonen av det faste oppløsningsmiddel-fargestoffet har samme farge som det oppløste fargestoffet, men i en svært redusert form.

Det er følgelig påkrevet å øke kontrasten mellom det faste oppløsningsmiddel-fargestoffet og det oppløste oppløsnings-middel-f argestof f et ved hjelp av tilstedeværelsen av det inerte pigmentet. Dersom man f.eks. benytter et blått opp-løsningsmiddel-f argestof f og et gult inert pigment, vil den fargbare sammensentingen både før kapslene av oppløsnings-middel er brutt og etter brudd av kapslene, men under den forhåndsbestemte temperaturen, ha en grønnlig farge. Etter at temperaturen er steget når kapslelen er brutt, vil imidlertid det smeltede oppløsningsmiddelet oppløse det blå oppløsningsmiddel-fargestoffet og hele anordningen antar en distinkt blå farge som fullstendig maskerer den gule fargen av det uoppløste inerte pigmentet. Følgelig gjør man bruk av den meget store økningen i dekkevne for fargestoffet oppløst i oppløsningmiddelet sammenlignet med de faste fargestoff granulene som er tilstede på bæreren. Denne meget store økningen i dekkevne maskerer fullstendig kontrastfargen som tilveiebringes av det inerte pigmentet.

Fortrinnsvis innbefatter den fargbare sammensetningen et

inert hvitt pigment, f.eks. titandioksyd eller bariumsulfat. Dette hvite pigmentet kan være fargekontrastpigmentet, spesielt når titandioksydet er svakt gult, hvilket ofte er tilfelle, eller det kan være tilstede i tillegg til det fargekontrasterende inerte pigmentet.

Fargestoffer og pigmenter kan inndeles i tre vide kategorier:

a) vannoppløselige fargestoffer

b) fargestoffer som er oppløselige i ikke-vandige oppløsnings-midler c) inerte pigmenter som er praktisk talt uoppløselige i et hvilket som helst oppløsningsmiddel.

Fargestoffer av klasse a) er ikke egnet for anvendelse ved foreliggende oppfinnelse.

Oppløsningsmiddel-fargestoffer av b) ovenfor er oppført i fargeindeks 3 utgaven som "oppløsningsmiddel-fargestoffer" når de fremstilles i en form-som er egnet for pigmentering.

Klasser av egnede fargestoffer innbefatter monoazo, disazo, polyazo, metallkomplekser derav, antrakinon, triarylmetan, xanten, azin, oksazin, tiazin, sulfoftalein, cyanin eller acridin-fargestoffer.

Et meget egnet fargestoff er CI. oppløsningsmiddel blått 53, et monoazo fargestoff. Andre er CI. oppløsningsmiddel sort 28, et monoazo metallkompleks-fargestoff, CI. oppløsnings-middel blått 49 (CI. 50315 derivat) og CI. oppløsningsmiddel

fiolett 24, et monoazo fargestoff.

Inerte pigmenter av c) ovenfor er ofte uorganiske forbindelser som innbefatter metalloksyder. Egnede inerte pigmenter er CI. pigment gult 34, "Recketts Cadmium gult" 16 og CI. 77 199.

Fortrinnsvis belegges kapslene av oppløsningsmiddel og en dispersjon av oppløsningsmiddel-fargestoffet og inert pigment i en vandig gelatinoppløsning på en bærer enten i ett, to eller tre lag så lenge som det smeltede oppløsningsmiddelet kan komme i kontakt med oppløsningsmiddel-fargestoffet.

Et stort antall ikk-vandige oppløsningsmidler kan benyttes ved foreliggendeoppfinnelse. Klasser av nyttige ikke-vandige oppløsningsmidler er f.eks. fettsyre-esterer som f.eks. benzyllaurat, butylstearat, dikarboksylsyreestere som f.eks. dietylsuksinat, dimetylftalat, fettsyrer som f.eks. laurinsyre, myristinsyre, aromatiske hydrokarboner som f.eks. toluen, xylen, benzyltoluen, naftalen, alkyl-naftalendifenylalkaner, halogenerte aromatiske forbindelser som f.eks. bromonaftalen, og acylerte aromatiske forbindelser som f.eks. acetonaftalen.

Visse estere og fettsyrer utgjør svært nyttige ikke-vandige oppløsningsmidler. Disse er gjengitt i den følgende tabell 1. Betegnelsen ikke-vandig oppløsningsmiddel betyr enten en enkelt ikke-vandig forbindelse som kan virke som et opp-løsningsmiddel for oppløsningsmiddel-fargestoffet, eller en eutektisk blanding av ikke-vandige oppløsningsmidler som har skarpt definert smeltepunkt, hvor blandingen er istand til å virke som oppløsningsmiddel for oppløsningsmiddel-fargestoffet.

Eksempler på lagrede produkter og temperaturene hvor ødeleggelse begynner å finne sted er gjengitt i tabell 2, hvor T angir den temperaturen i °C hvor begynnende ødeleggelse setter inn.

Siden lagringstemperaturen for mange produkter er under romtemperatur muliggjør følgelig fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse hvor oppløsningsmiddelet holdes i kapsler under fremstillingen av fargbare sammensetninger på bæreren at fargedanningsreaksjonen hvori oppløsnings-middelet oppløser oppløsningsmiddel-fargestoffet ved benyttelse av et oppløsningsmiddel som er flytende ved romtemperatur, kan utnyttes til å overvåke lagringen av produkter som ødelegges ved romtemperatur. Uten å anvende kapsler ville det være meget vanskelig å fremstille den overvåkende anordningen fordi fremstillingen ville måtte utføres godt under romtemperatur.

Innkapsling av oppløsningsmiddelet kan utføres ved en hvilken som helst av de vanlige innkapslingsteknikkene f.eks. grense-flatepolymerisasjon, in situ polymerisasjon, beleggsammen-voksning ved væskeherding fra et organisk oppløsningsmiddel-oppløsningssystem, smeltedispersjon og avkjøling, belegning i gass-suspensjon eller spraytørking.

Den foretrukne størrelsen for de resulterende kapslene ved bruk ved foreliggende oppfinnelse er fra 2 til 20 ym.

Fortrinnsvis er kapslene og de gjenværende komponentene i den fargbare sammensetningen dispergert i et bindemiddel og belagt på en bærer. Et egnet bindemiddel er gelatin. Andre nyttige bindemidler er nitrocellulose, celluloseacetat, polyvinylpyrrolidon, polyvinylalkohol, polyvinylbutyral eller en butylakrylat/styrenlateks.

Bæreren hvorpå den fargbare sammensetningen påføres kan

være et merke bestående av papir eller filmmateriale eller være et plaststykke eller en liknende innretning. Bæreren kan også være et lite stykke papir som etter påføring av den fargbareI sammensetningen forbindes med et merke eller et klebemerke som inneholder skrevne instruksjoner eller annen trykket informasjon. I én utførelse er bæreren imidlertid det lagrede produktet selv og den fargbare sammensetningen påføres direkte på dette.

Den kan sprayes på eller sprøytes fra en blekksprøyte. Alternativt kan den belegges på ved hjelp av en stensil eller silketrykk, eller den kan trykkes ved hjelp av en kontakttrykk-prosess.

Den fargbare sammensetningen kan, når den er påført bæreren, "væpnes" etter akklimatisering ved at kapselen fysisk brytes for hånd eller ved bruk av en ru overflate som f.eks. sand-papir. Alternativt kan en nål eller en (halv) automatisk hulleinnretning benyttes. På denne sistnevnte måten kan det trykkes en skjult kode.

Merket som bærer den fargbare sammensetningen kan innbefatte to separate fargbare sammensetninger hvorav den ene f.eks. forandrer farge ved -3°C og den andre forandrer farge ved 0°C.

Det bør bemerkes at ikke alle oppløsningsmiddel-fargestoffer er oppløselige i alle ikke-vandige oppløsningsmidler, og et innledende forsøk er i noen tilfeller påkrevet for å sikre at det valgte oppløsningsmiddel-fargestoffet er oppløselig i det valgte oppløsningsmiddelet.

Mikro-kapslene som ble benyttet i eksemplene ble fremstilt

på følgende måte:

En 5% vandig gelatinoppløsning (deionisert blanding; 8 0 g)

ble oppvarmet til 70°C og det egnede oppløsningsmiddelet som skulle innkapsles (30 g) ble tilsatt og kraftig omrørt, slik at det dannet seg fine dråper. Til denne blandingen ble det under omrøring sakte tilsatt en 5% vandig oppløsning av akasie-gummi (Hopkins og Williams blanding; 80 g) .

pH-verdien for hele bladningen ble justert til 4,0, og om-røringen ble fortsatt i 3 til 4 timer ved 50°C. Deretter ble vann (200 g) tilsatt, sammen med 40% vandig formaldehyd-oppløsning (1 g). Det hele ble avkjølt til 10°C og pH-verdien ble regulert til 9,0.

De fremstilte mikro-kapslene hadde en gjennomsnittlig størrelse i området fra 5 til 10 ym.

Anvendelsen av gelatin og akasie-gummi som veggmateriale skal ikke begrense teknikkene og materialene ved/fra hvilke mikro-kapsler egnet for bruk ved foreliggende oppfinnelse kan fremstilles.

De følgende eksemplene skal tjene til å illustrere oppfinnelsen.

I alle eksemplene hadde mikro-kapslene som ble benyttet en midlere diameter på 5 til 10 ym.

Eksempel 1: En 5% dispersjon av kadmiumgult i 4% vandig gelatin (38 g) og en 5% dispersjon av C.I. oppløsningsmiddel blått 53 i 4% vandig gelatin (16 g) ble blandet. En 10%

vandig oppløsning av et fuktemiddel, som er en blanding av et addisjonsprodukt av oktylfenol og etylenoksyd og natrium-saltet av et sulfonert addisjonsprodukt av oktylfenol og etylenoksyd (0,5 g) og en 10% vandig oppløsning av et fuktemiddel, som er en blanding av et addisjonsprodukt av oktylfenol og etylenoksyd (0,5 g) ble tilsatt, etterfulgt av en dietylftalatmikrokapsel-dispersjon (2 g av 38% faststoff-

innhold). Vekten ble brakt til 96 g med vann og, straks før belegging, ble 1% formaldehyd-oppløsning (4 g) tilsatt. Blandingen ble belagt ved 3 m/min. som et første lag på en hvit polyetylen-papirlaminatbase, slik at man fikk en belegningsvekt på 50 mg/dm 2.

Det fargbare belegget hadde en lys grønn farge på den hvite papirbakgrunnen.

Papirbæreren ble festet til en pakke dypfrosne erter. Etter

1 time hvor bæreren fikk akklimatisere seg til temperaturen i dypfryseren som var - 5°C, ble bæreren børstet med en nål slik at mikro-kapslene ble brutt. Temperaturen i dypfryseren fikk så stige. Når den nådde - 3°C som er smeltepunktet for dietylftalatet ble det observert en klar blå farge på bæreren, hvilket indikerte at temperaturen av pakken med erter hadde overskredet - 4°C.

Eksempel 2 til 6: De fargbare sammensetningene ble fremstilt som i eksempel 1, men med de sammensetningene som er angitt nedenfor i tabell 2. Bæreren var i hvert tilfelle et hvitt polyetylenlaminat-papir. Bæreren ble akklimatisert og kapslene ble brutt etter akklimatisering som beskrevet i eksempel 1. Eksempel 7: To fargbare sammensetninger 1 og og 2 ble fremstilt som beskrevet i eksempel 1 og belagt på to klart definerte området av et stykke polyetylenlaminert hvitt papir. Sammensetning 1 var sammensetning 4, sammensetning 2 var sammensetningen i eksempel 6.

En anordning av denne typen kan benyttes til å bestemme om temperaturen av det lagrede produktet har overskredet - 3°C samtidig som den ikke overskredet - 1°C. For noen lagrede produkter gjelder det at dersom deres temperatur i liten grad har overskredet en forhåndsbestemt temperatur, kan de fortsatt lagres, men i et begrenset tidsrom, men dersom de også har overskredet en høyere forhåndsbestemt temperatur, må de fjernes fra lagring og avhendes. Følgelig kan anordningen i dette eksempelet benyttes for produkter som fortsatt kan lagres i et begrenset tidsrom ved - 3°C yil - 1 °C, men som dersom temperaturen overskrider - 1°C, må avhendes.

Følgelig ble anordningen ifølge dette eksempelet festet til et slikt produkt og etter akklimatisering i 1 time ved lagringstemperaturen på - 5°C, ble kapslene av oppløsnings-middel i de fargbare sammensetningene brutt. Temperaturen i dypfryseren fikk så gradvis øke. Når temperaturen hadde nådd - 3°C forandret fargen av sammensetning 2 seg til en mørk bruk farge, men fargen av sammensetning 1 var uforandret. Fargen av sammensetning 1 var uforandret inntil temperaturen i dypfryseren fikk øke ytterligere. Når den nådde - 1°C forandret fargen av sammensetning 1 seg til en mørk blå farge, dette indikerte at den høyere forhåndsbestemte temperaturen også var overskredet.

Claims (15)

1. Anordning for bruk ved overvåkning av om temperaturen av et lagret produkt har overskredet en forhåndsbestemt temperatur, karakterisert ved at den innbefatter en bærer hvorpå det er belagt en fargbar sammensetning som innbefatter lett brytbare mikro-kapsler, som inneholder et ikke-vandig oppløsningsmiddel som smelter ved den nevnte forhåndsbestemte temperaturen, en dispersjon av et oppløsningsmiddel-fargestoff som oppløses i det nevnte oppløsningsmiddelet og en dispersjon av et inert pigment av en annen farge enn oppløsningsmiddel-farge-stof f et som ikke oppløses i oppløsningsmiddelet.

2. Anordning ifølge krav 1 , karakterisert ved at den fargbare sammensetningen innbefatter et inert gult pigment.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den fargbare sammensetningen innbefatter et inert hvitt pigment.

4 . Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at det hvite pigmentet er titandioksyd eller bariumsulfat.

5. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at den fargbare sammensetningen er belagt på en bærer ved anvendelse av et bindemiddel .

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at bindemiddelet er gelatin, nitrocellulose, celluloseacetat, polyvinylpyrrolidon, polyvinylalkohol, polyvinylbutyral eller en butylakrylat/styrenlateks.

7 . Anordning ifølge krav 6 , karakterisert ved at bindemiddelet er gelatin, polyvinylalkohol, celluloseacetat, polyvinylbutyral eller en butylakrylat/styrenlateks.

8. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved at bindemiddelet er gelatin.

9 . Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 8, karakterisert ved at oppløsningsmiddel-fargestoffene er monoazo, disazo, polyazo, metallkomplekser derav, antrakinon, triarylmetan, xanten, azin, oksazin, triazin, sulfoftalein, cyanin eller acridin-fargestoffer.

10. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at oppløsningsmiddel-fargestoffene er monoazo-fargestoffer eller metallkomplekser derav.

11. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 10, karakterisert ved at det ikke-vandige oppløsningsmiddelet er en fettsyre-ester, dikarboksylsyre-ester, fettsyre, aromatisk hydrokarbon, halogenert eller acylert aromatisk forbindelse.

12. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 1 1 , karakterisert ved at det ikke-vandige oppløsningsmiddelet er dietylsuksinat, dietylftalat,1 -bromonaftalen, dimetylftalat, dimetyladipat, benzyllaurat, decyldekanoat, acetonaftalen, butylstearat, etylmyristat, dimetylsuksinat, benzylmyristat, benzylpalmitat, laurinsyre, myristinsyre, palmitinsyre.

13 . Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 12, karakterisert ved at den innbefatter to separate fargbare sammensetninger som forandrer farge ved forskjellige temperaturer på bæreren.

14 . Fremgangsmåte for overvåkning av om temperaturen av et lagret produkt har overskredet en forhåndsbestemt temperatur, karakterisert ved at den innbefatter akklimatisering av en anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 13, til lagringstemperaturen for det lagrede produktet, når den så befinner seg nær produktet brytes kapslene av innkapslet oppløsningsmiddel og det observeres når en fargeforandring finner sted hvilket indikerer at det lagrede produktet har overskredet den nevnte forhåndsbestemte temperaturen.

15. Fremgangsmåte for overvåkning av om temperaturen av et lagret produkt har overskredet en forhåndsbestemt lavere temperatur, men fremdeles befinner seg under en forhåndsbestemt høyere temperatur, karakterisert ved at den innbefatter akklimatisering av en anordning ifølge krav 13 til lagringstemperaturen for det lagrede produktet, når den så befinner seg nær produktet brytes kapslene av innkapslet oppløsningsmiddel og det observeres når en fargeforandring finner sted i den fargbare sammensetningen som forandrer farge ved den lavere temperaturen som indikerer at det lagrede produktet har overskredet den forhåndsbestemte lavere temperaturen, og det legges merke til om en forandring i farge for den andre fargbare sammensetningen har funnet sted hvilket, dersom dette er tilfelle, ville indikere at det lagrede, produktet også har overskredet den høyere forhåndsbestemte temperaturen.