專利名稱：帶微結(jié)構(gòu)的與時間相關(guān)的指示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供與時間相關(guān)的指示器，包括但不限于計時器和時間/溫度指示器。
背景技術(shù)：
提供顯示易變質(zhì)產(chǎn)品的有效期何時到期的一種簡單方法是，在每個產(chǎn)品上標(biāo)記建議日期，該產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)在該日期之前使用。但是，這種方法的缺點在于，易變質(zhì)產(chǎn)品的實際有效期取決于該產(chǎn)品所暴露的溫度歷史，因為易變質(zhì)產(chǎn)品的變質(zhì)速率通常隨著溫度的升高而增大。也就是說，與在相對較低溫度下暴露一定時期之后相比，易變質(zhì)產(chǎn)品在相對較高溫度下暴露一定時期之后具有更短的剩余有效期。更廣義地說，任何物質(zhì)或產(chǎn)品的具體性質(zhì)或特性的變化速率可能會隨著溫度升高而增大。因此，用“失效”日期標(biāo)記產(chǎn)品必須是基于假設(shè)該具體產(chǎn)品暴露在預(yù)定熱條件下。然而，實際的暴露條件始終無法預(yù)計或控制，因此需要時間-溫度指示器。
在本領(lǐng)域中，建議用計時器和時間-溫度指示器來克服這種問題。
對于時間指示器的應(yīng)用可以分成兩大類。第一類包括不僅測量時間，而且計及產(chǎn)品的實際積累熱暴露的時間指示器。通過使指示器的變化速率根據(jù)所需的函數(shù)隨著溫度增大來實現(xiàn)該目標(biāo)。一些這樣的指示器需要得到閾溫度，在該閾溫度以下指示器不變化。其它指示器更連續(xù)地響應(yīng)溫度的變化。這種類型的時間指示器通常稱為“時間-溫度指示器”。
第二類應(yīng)用包括其中熱靈敏度最低的時間指示器。該時間指示器很像時鐘一樣工作，可見地顯示流逝的時間。這種類型的時間指示器常常稱為“計時器”。
已知計時器和時間-溫度指示器通過化學(xué)反應(yīng)機(jī)制、擴(kuò)散機(jī)制和毛細(xì)驅(qū)動的流體虹吸機(jī)制來工作。關(guān)于對幾種類型指示器的討論，參閱Dee Lynn Johnson，″Indicating Devices，″inThe WileyEncyclopedia of Packaging Technology，400-406(John Wiley &Sons，1986)。
時間指示器和時間-溫度指示器可用于諸如監(jiān)視易變質(zhì)物品的有效期之類的各種應(yīng)用中。這種易變質(zhì)物品包括但不限于食物、食物添加劑(例如阿斯巴特)、生物材料、藥品、化妝品、照相器材和疫苗。時間指示器也可以用在不涉及易變質(zhì)物品的各種應(yīng)用中監(jiān)視流逝的時間和有效期。例如，安全標(biāo)識可以具有時間指示器，以標(biāo)記到期時間。時間指示器也可以用作某一任務(wù)和/或物品需要替換、完成或更新的提示。時間指示器也可以用于新穎物品和賭票中。
WO 01/88634描述這樣一種制品，該制品包括基底，其具有限定多個溝道的微結(jié)構(gòu)化表面；以及流體，在需要激活該制品之前，其與該基底分隔開；其中，該制品被設(shè)計成使得能夠操作它來使流體可與該基底的至少一些溝道接觸，從而激活該制品；并且，其中，該制品被設(shè)計成當(dāng)流體穿過該基底的溝道遷移時提供流體的推進(jìn)的指示。

發(fā)明內(nèi)容
希望有能夠自動和/或遙控地跟蹤和詢問指示器的時間指示器和時間-溫度指示器。這種類型的指示器可用于目前使用時間指示器和時間-溫度指示器的很多應(yīng)用中，尤其在希望能夠在物流鏈的每個交易點上記錄物品所經(jīng)歷的時間或熱暴露的時候。就這個思路作出了本發(fā)明。
本發(fā)明的制品優(yōu)選還具有高的精度，并且容易讀取。它們還優(yōu)選是自備的，并且優(yōu)選允許在需要時激活。通過適當(dāng)選擇流體(例如，對溫度敏感的或?qū)囟认鄬Σ幻舾械牧黧w)，該制品可以充當(dāng)例如時間/溫度指示器或計時器。該制品優(yōu)選在推進(jìn)和終端點確定時能夠提供高精度的讀數(shù)。
本發(fā)明提供一種制品，該制品包括基底；流體，在激活該制品以使該流體能夠接觸該基底之前，其與該基底分隔開；所述基底是這樣所述流體可以沿所述基底以依賴時間或時間和溫度的速率遷移，所述制品適合用于提供可測量的變化電學(xué)特性，所述電學(xué)特性的變化與當(dāng)所述流體沿所述基底遷移時所述流體的推進(jìn)相對應(yīng)。優(yōu)選地，所述可測量的變化電學(xué)特性是電容、和/或?qū)щ娐?、?或電壓。
優(yōu)選地，所述基底具有限定多個溝道的微結(jié)構(gòu)化表面，所述電學(xué)特性的變化與當(dāng)所述流體沿所述溝道遷移時所述流體的推進(jìn)相對應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，本發(fā)明的制品還包括導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層與當(dāng)所述流體沿所述基底遷移時同所述流體接觸的所述基底的表面相鄰。
在該實施例中，優(yōu)選的是，所述流體是導(dǎo)電流體/電解流體，并且形成電阻器/電源的一部分，所述導(dǎo)電層為所述電阻器/電源提供一個電極，從而所述電阻器的電阻或所述電源的電壓或所述電源的可輸送電流隨著當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時所述流體的推進(jìn)而變。
根據(jù)第一實施例的第一可供選用的方面，所述導(dǎo)電層也提供所述電阻器/電源的反電極。優(yōu)選地，所述導(dǎo)電層被圖案化，以提供兩個分離的交錯部分，其中的每一個部分形成所述電極中的一個。
根據(jù)第一實施例的第二可供選用的方面，所述流體仍是導(dǎo)電流體/電解流體，并且形成電阻器/電源的一部分，所述導(dǎo)電層為所述電阻器/電源提供一個電極，從而所述電阻、所述電源的電流驅(qū)動能力隨著當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時所述流體的推進(jìn)而變。所述導(dǎo)電層提供所述電阻器/電源的反電極，并且所述導(dǎo)電層被圖案化，以提供與所述一個電極相關(guān)的多個反電極。所述反電極布置成當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時被所述流體依次接觸。
在本發(fā)明的該方面中，要測量的所述變化電學(xué)特性是電阻、導(dǎo)電率或電壓。
可供選用的另一方式是，根據(jù)第一實施例的第三可供選用的方面，所述流體仍是導(dǎo)電流體/電解流體，并且形成電阻器/電源的一部分，所述導(dǎo)電層為所述電阻器/電源提供一個電極，從而所述電阻器/電源的電阻/電壓隨著當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時所述流體的推進(jìn)而變。在本發(fā)明的第一實施例的可供選用的該方面中，所述基底包括多個溝道。所述制品包括導(dǎo)電涂層，該導(dǎo)電涂層僅在所述溝道中的至少一些溝道的底部區(qū)域上，以提供所述電阻器/電源的反電極。在有該附加的導(dǎo)電涂層的情況下，電容也是可測量的特性。優(yōu)選地，在此第三可供選用的實施例中，所述導(dǎo)電層被圖案化，以提供與所述反電極相關(guān)的多個電極，所述電極布置成當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時被所述流體依次接觸。
根據(jù)第一實施例的第四可供選用的方面，所述流體仍是導(dǎo)電流體/電解流體，并且形成電阻器/電源的一部分，所述導(dǎo)電層為所述電阻器/電源提供一個電極，從而所述電阻器/電源的電阻/電壓隨著當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時所述流體的推進(jìn)而變。所述導(dǎo)電涂層被圖案化，以提供與所述一個電極相關(guān)的多個反電極，所述反電極布置成當(dāng)所述流體沿著所述基底的溝道遷移時被所述流體依次接觸。在該可供選用的方式中，電容是附加的可測量的變化電學(xué)特性。
根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，上述廣義地定義的本發(fā)明的制品還包括絕緣層和導(dǎo)電層，該絕緣層位于在當(dāng)所述流體沿所述基底遷移時被所述流體接觸的所述基底附近，該導(dǎo)電層與制品另一側(cè)上的所述絕緣層相鄰。
根據(jù)該實施例，所述流體優(yōu)選是介電流體，并且形成電容器的一部分，所述導(dǎo)電層為所述電容器提供一個電極，從而所述電容器的電容隨著當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時所述流體的推進(jìn)而變。因此，電容是可測量的變化電學(xué)特性。
根據(jù)第二實施例的第一優(yōu)選方面，所述導(dǎo)電層還提供所述電容器的反電極。更優(yōu)選地，所述導(dǎo)電層被圖案化，以提供兩個分離的交錯部分，其中的每個部分形成所述電極中的一個。
根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的第二方面，所述流體仍優(yōu)選是介電流體，并且形成電容器的一部分，所述導(dǎo)電層為所述電容器提供一個電極。在該第二方面中，所述導(dǎo)電層被圖案化，以提供與所述一個電極相關(guān)的多個反電極；所述反電極布置成當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時被所述流體依次接觸。當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時，所述電容器的電極表面增大，從而又增大所述電容器的電容。
可供選用的另一方式是，根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的第三優(yōu)選方面，所述基底包括多個溝道，并且所述制品還包括導(dǎo)電涂層，該導(dǎo)電涂層位于所述溝道上，以提供所述電容器的所述反電極。優(yōu)選地，所述導(dǎo)電層被圖案化，以提供與所述反電極相關(guān)的多個電極，所述電極布置成當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時被所述流體依次接觸。
此外，可供選用的另一方式是，根據(jù)本發(fā)明的第四方面，所述流體仍優(yōu)選是介電流體，并且形成電容器的一部分，所述導(dǎo)電層提供所述電容器的一個電極。而且，此外，該制品還包括導(dǎo)電涂層，該導(dǎo)電涂層位于所述溝道上，以提供所述電容器的反電極。此外，所述導(dǎo)電涂層被圖案化，以提供與所述一個電極相關(guān)的多個反電極，所述反電極布置成當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時被所述流體依次接觸。
作為具有限定多個溝道的微結(jié)構(gòu)化表面的優(yōu)選基底的可供選用的形式，根據(jù)本發(fā)明的所有優(yōu)選實施例和方面，使用包含多孔材料、虹吸材料和吸收材料的其它合適的基底。例如，用于本發(fā)明的上述第一優(yōu)選實施例中的基底可以是與所述導(dǎo)電層相鄰的虹吸材料。同樣，用于上述第二優(yōu)選實施例中的基底可以是與所述絕緣層相鄰的虹吸材料。如果要測量的變化電學(xué)特性是導(dǎo)電率，則測量質(zhì)量基本上不受所使用的材料的影響。如果電容是可測量的變化電學(xué)特性，則優(yōu)選使用限定多個溝道的微結(jié)構(gòu)化基底，因為與例如虹吸材料相比，它提供更大的接觸面積。如果采用虹吸材料，則虹吸材料和介電流體的組合必須選擇為使得該介電流體以合適的速率遷移通過虹吸材料。
根據(jù)所有的實施例和方面，本發(fā)明的制品包括處理器，該處理器用于處理所提供的可測量的變化電學(xué)特性。優(yōu)選地，該處理器操作連接射頻器件。在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語“射頻器件”表示任何合適的RFID器件。例如，“射頻器件”表示使用天線阻抗調(diào)制用于信息從無源天線流入有源天線的器件。合適的例子在MicrochipTechnologies Inc.of Chandler，AZ 85224-6199，U.S.A的Microchip Technologies Inc.出版的AN680″Passive RFID Basics″出版物中有所描述。優(yōu)選地，RFID IC用于本發(fā)明的制品中，以通過RFID通信協(xié)議提供對指示器的詢問。RFID器件例如可以從飛利浦公司(例如，″Icode″)或美國得州儀器公司(例如，″Tag-It″)得到。
因此，本發(fā)明還包括監(jiān)視連接有指示器的制品的暴露情況的方法，該方法包括以下步驟a)讀取由指示器在激活時所提供的可測量的變化電學(xué)特性；b)處理所述讀取的可測量的變化電學(xué)特性，以提供特定制品的暴露特性。
優(yōu)選地，每一種流體都選自粘性流體、粘彈性流體及其組合。
在本發(fā)明的優(yōu)選制品中，該制品設(shè)計成在激活之前或之后基本上都沒有流體從該制品中泄漏出。
在本發(fā)明的制品中，當(dāng)流體穿過所述基底遷移時，該流體具有流體流動前沿(fluid flow front)(如下所定義的)，并且，每個流體流動前沿變化優(yōu)選小于約5mm，更優(yōu)選小于約3mm，最優(yōu)選小于約1mm。
在本發(fā)明的制品的一些實施例中，當(dāng)還需要通過視覺顯示當(dāng)流體穿過該基底遷移時所述流體的推進(jìn)時，該基底可以是逆向反射的，從而當(dāng)流體分別沿著該基底或橫過該基底遷移時，每種流體的推進(jìn)使逆向反射的基底變得不明顯。
優(yōu)選地，在需要激活該制品之前，所述流體與所述基底被屏障分隔開，其中，該屏障隨后可以被操作，以允許所述流體與所述基底接觸。
另外，優(yōu)選的是，該制品還包括外殼，該外殼充分地將所述基底、所述屏障和所述流體包圍，以使所述流體在該制品被激活時可以穿過所述基底遷移，但是基本上不會從該制品中逸出，其中，所述外殼的至少一部分是充分透明的，并且，其中，選擇所述外殼、基底和流體的色彩和透明度水平，使得當(dāng)所述流體分別沿所述基底或者橫過所述基底遷移時觀看者能夠用肉眼看見所述流體。
在本發(fā)明的具有外殼的制品的另一優(yōu)選實施例中，該外殼還包括標(biāo)尺，該標(biāo)尺定位在通過其可看見所述流體的流動推進(jìn)的外殼部分上，并且在所述流體流動的方向上延伸。
在本發(fā)明的制品的另一實施例中，該制品在所述外殼上還包括標(biāo)記，顯示怎樣激活該制品。
在本發(fā)明的具有外殼的制品的另一實施例中，該外殼包括包圍所述基底和所述流體的兩片連接在一起的帶，其中第一片帶是透明的單面粘合劑帶，并且，其中第二片帶是雙面粘合劑帶，其中，所述單面粘合劑帶定位成通過該粘合劑帶可以看見所述流體的流動推進(jìn)，并且所述單面帶的涂有粘合劑的一側(cè)面向所述流體和所述基底。所述雙面粘合劑帶形成所述外殼的底面。所述雙面粘合劑帶的一個粘合劑側(cè)面向所述基底，并且，與此相對的粘合劑側(cè)-可任選地被剝離襯底覆蓋-可以用來將該制品附著在被監(jiān)視的物品上。
可用于本發(fā)明的制品中的基底可以具有各種光學(xué)性質(zhì)，包括但不限于逆向反射性、衍射性質(zhì)、擴(kuò)散性質(zhì)和部分內(nèi)反射性質(zhì)。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述基底具有光學(xué)特性，并且，當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時，所述流體的推進(jìn)使所述基底的光學(xué)特性變得不明顯。
例如，本發(fā)明的制品可以僅包括一種流體和一個基底。在一些實施例中，本發(fā)明的制品可以包括多種流體。在本發(fā)明的一些實施例中，該制品可以包括多個基底。在本發(fā)明的制品的一些實施例中，該制品可以包括多種流體和多個基底。


圖1示出本發(fā)明的計時器制品或者時間溫度制品在激活之前的正透視圖；圖2示出本發(fā)明的制品的第一實施例的剖視圖；圖3示出本發(fā)明的制品的第二實施例的剖視圖；圖4示出用于本發(fā)明的第一實施例或第二實施例中的導(dǎo)電層的俯視圖；圖5示出本發(fā)明的制品的第一實施例的優(yōu)選方面的剖視圖；圖6示出本發(fā)明的制品的第二實施例的優(yōu)選方面的剖視圖；圖7示出用于本發(fā)明的第一實施例或第二實施例中的提供多個電極的圖案化的導(dǎo)電層或?qū)щ娡繉拥母┮晥D；圖8示出RFID IC和RF天線與本發(fā)明的制品的基底的電連接的示意圖；圖9示出本發(fā)明的制品的具體實施例的示意圖，其中，電容是可測量的特性；以及圖10示出本發(fā)明的制品的另一具體實施例的示意圖，其中，導(dǎo)電率/電壓是可測量的特性。
具體實施例方式
基底可用于本發(fā)明的基底是適用于時間和時間-溫度指示器中的那些已知的基底，所述指示器基于流體分別沿著基底或橫過基底的遷移來提供信息。合適的基底的例子包括用于時間和時間-溫度指示器中的多孔材料、虹吸材料和吸收材料，例如，在US-A-3243303、4229813、4382700、4408557中所述那些材料?？捎糜诒景l(fā)明的優(yōu)選基底是那些具有微結(jié)構(gòu)化表面的基底，其中，所述微結(jié)構(gòu)化表面限定多個溝道。這種基底具有預(yù)定的溝道圖案，其中，溝道的最大深度和寬度小于約1000微米。這些溝道可以相互連通，或者也可以不相互連通?？扇芜x地，這些溝道可以由一系列的突起形成。優(yōu)選地，本發(fā)明的基底的溝道部分是規(guī)則的、有序的、非隨機(jī)的。優(yōu)選地，這些溝道呈陣列的形式。在一些實施例中，每個溝道與相鄰的溝道基本上相同或相同。在一些實施例中，希望具有不同的溝道幾何形狀和/或尺寸，這些溝道要么橫向地橫過帶溝道的表面，要么縱向地沿著帶溝道的表面。
可用于本發(fā)明的基底通常是撓性的。具有撓性基底的制品可容易附著到指示器與其相關(guān)的表面上。然而，半剛性基底和剛性基底也可以用于本發(fā)明中。同樣，本發(fā)明的制品通常是撓性的。然而，本發(fā)明的制品也可以是半剛性的或剛性的。
根據(jù)具體實施例，該基底可以是逆向反射的，或者也可以不是逆向反射的?？捎玫姆悄嫦蚍瓷涞幕椎睦影ǖ幌抻谠谄渲芯哂幸幌盗袦系赖奈⒔Y(jié)構(gòu)化基底，其中溝道是線性的、平行的、且緊密分隔開的。使用逆向反射的微結(jié)構(gòu)化的基底可以使本發(fā)明的制品具有很多優(yōu)點。這些優(yōu)點包括當(dāng)制品設(shè)計成以流體使逆向反射基底變得不明顯的這種方式使用時，使用該逆向反射基底具有優(yōu)選高度可見的流體流動前沿。
優(yōu)選的是，用于該制品中的基底和/或其它材料不吸收流體，以便不影響流體流動(即，流體可能會與其接觸的該制品的基底和其它部件應(yīng)當(dāng)優(yōu)選是基本上不透流體的，更優(yōu)選是不透流體的)。流體可能會與其接觸的用于該制品中的基底和/或其它材料(例如，外殼)相對于與所述基底和/或其它材料一起使用的流體優(yōu)選是基本上不吸收的，更優(yōu)選是不吸收的。另外，優(yōu)選地，流體僅沿著基底的溝道或橫過基底的溝道流動，并且，流體基本上不擴(kuò)散到基底本身(或者，流體可能會與其接觸的該制品的任何其它部件)中，更優(yōu)選地，流體不擴(kuò)散到基底本身(或者，流體可能會與其接觸的該制品的任何其它部件)中。因此，更優(yōu)選地，流體不會被流體可能會與其接觸的該制品的基底自身和任何其它部件吸收，不會擴(kuò)散到流體可能會與其接觸的該制品的基底自身和任何其它部件中，或者不會滲透到流體可能會與其接觸的該制品的基底自身和任何其它部件。
優(yōu)選地，流體以被動流的形式流過基底。也就是說，流體流動應(yīng)該優(yōu)選是由于毛細(xì)作用以及可任選的重力效應(yīng)，但是所有的重力效應(yīng)優(yōu)選是最小的或不存在的，以使指示器的取向不會影響它的性能。流體的流動優(yōu)選應(yīng)當(dāng)不是“主動的”(即，通過諸如泵、外部真空源等之類的裝置所導(dǎo)致的流動)如前面所述，可任選地，該制品的基底在其中包含溝道?？扇芜x地，這些溝道是相互連通的。優(yōu)選地，對于更平的流體流動前沿，這些溝道是相互連通的。溝道通常設(shè)置在基底的暴露表面上。
根據(jù)基底形狀和溝道設(shè)計，當(dāng)流體沿著流體流動路徑流動時，少量的流體可能會從基底的側(cè)面(或者邊緣)泄漏出。泄漏出的這種流體可能潛在地重新進(jìn)入基底溝道，進(jìn)一步地沿著流體流動路徑流動，從而造成非均勻的流體流動前沿。因此，在一些情況中，優(yōu)選的是，密封基底的邊緣或側(cè)面，只要允許流體進(jìn)入的邊緣或區(qū)域是未密封的即可，不密封流體向其流動的邊緣或區(qū)域，以確保更均勻的流體流動前沿。
如果設(shè)置溝道的話，那么微結(jié)構(gòu)化基底的溝道可以具有一種或多種形狀。通常，基底中的溝道形成相似的形狀。可用的溝道橫截面形狀的例子包括但不限于如下形狀V形溝道、U形溝道、半圓形溝道和正方U形溝道。當(dāng)從上方觀看時，溝道可以是線形或非線形。例如，它們可以是直的、弧形的、螺旋的、彎曲的、蜿蜒的等?？扇芜x地，溝道可以由一系列的幾何突起形成，其中，突起之間的路徑形成溝道。這將是關(guān)于本文稍后所討論的逆向反射立體角片的情況。
溝道的深度的范圍通常為約5微米至小于約1000微米，更通常為約10微米至約500微米，優(yōu)選為約25微米至約200微米，更優(yōu)選為約25微米至約100微米。溝道的寬度的范圍通常為約5微米至約小于約1000微米，更通常為約10微米至約500微米，優(yōu)選為約25微米至約250微米。溝道的間距(即一個溝道離另一溝道的距離)通常為約5微米至小于約1000微米，更通常為約10微米至約500微米，優(yōu)選為約10微米至約250微米。
在基底上的溝道的形狀、長度和數(shù)目可以隨著多個因素變化。這些因素包括，例如，希望流體流動穿過基底的時間長度、與基底一起使用的流體、以及流體應(yīng)當(dāng)或不應(yīng)當(dāng)受除毛細(xì)作用力之外的力(例如，重力)的影響的程度。為了設(shè)計基本上不受重力影響的制品，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選利用具有充分小的溝道的基底。
可用于本發(fā)明的優(yōu)選實施例中的基底是微結(jié)構(gòu)化的?？梢允褂酶鞣N不同種類的含溝道的微結(jié)構(gòu)化的基底，優(yōu)選的基底是在暴露于在本發(fā)明的制品中所使用的流體、以及溫度、濕度和很可能會遭受的其它環(huán)境條件下保持其幾何形狀和表面特性的那些基底。
非逆向反射的微結(jié)構(gòu)化的基底優(yōu)選由適合澆鑄、異型擠出或壓花的任何熱塑性材料形成，所述熱塑性材料包括，例如，聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚(氯乙烯)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、尼龍等。優(yōu)選的是聚烯烴，尤其聚乙烯或聚丙烯及其共混物和/或共聚物、以及具有小部分的其它單體的丙烯和/或乙烯的共聚物，例如乙二醇二乙酸酯/乙酸乙酯。由于聚烯烴的良好的物理性質(zhì)、易加工性以及通常比具有相似特性的其它熱塑性材料的成本低，所以優(yōu)選使用聚烯烴。聚烯烴容易復(fù)制澆鑄或壓花輥的表面，并且還容易異型擠出。它們是堅韌的、耐用的，并且能夠很好地保持其形狀，從而在澆鑄或壓花工序之后容易對這種膜進(jìn)行處理?；蛘?，微結(jié)構(gòu)化的基底可以由可固化樹脂材料(例如丙烯酸酯或環(huán)氧樹脂)澆鑄并且通過暴露于熱、紫外線(UV)或電子束輻射而固化成。
可任選地，可用于本發(fā)明中的基底可以具有下述光學(xué)特性中的一種或多種逆向反射性，全內(nèi)反射和部分內(nèi)反射。例如，這些性質(zhì)包括折射性質(zhì)和/或衍射性質(zhì)。微結(jié)構(gòu)化的基底自身可以具有鏡面反射性或漫反射性，以提高當(dāng)流體在微結(jié)構(gòu)化的基底上運動時該流體的可檢測性。當(dāng)流體在微結(jié)構(gòu)化的基底上運動時，它弄濕微結(jié)構(gòu)化表面，使得微結(jié)構(gòu)化表面和相鄰流體之間的折射率差下降(與空氣相比較)，從而使微結(jié)構(gòu)化的基底變得不明顯并提高其透明度。
流體各種流體可用于在本發(fā)明中。流體的例子包括但不限于選自粘性流體、粘彈性流體及其混合物中的那些流體。
此外，可以從具有不同表面張力特性的流體中選擇。通?？梢允褂玫牧黧w在23℃時的表面張力在約10×10-3N/m至約80×10-3N/m的范圍內(nèi)，優(yōu)選在約10×10-3N/m至約60×10-3N/m的范圍內(nèi)，較優(yōu)選在約10×10-3N/m至約50×10-3N/m的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在約10×10-3N/m至約40×10-3N/m的范圍內(nèi)。
此外，可以從具有不同密度特性的流體中選擇。通?？梢允褂玫牧黧w在23℃時的密度在約0.5克/立方厘米至約2克/立方厘米的范圍內(nèi)，優(yōu)選在約0.5克/立方厘米至約1.5克/立方厘米的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在約0.8克/立方厘米至約1.5克/立方厘米的范圍內(nèi)。
最后，可以從具有不同的零速率剪切粘度特性的流體中選擇。通常可以使用的流體在23℃時的零速率剪切粘度在約1×10-3Pa·s至約1×106Pa·s的范圍內(nèi)，優(yōu)選在約0.1Pa·s至約1×105Pa·s的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在約1Pa·s至約10000Pa·s的范圍內(nèi)。
關(guān)于本發(fā)明的時間/溫度指示器制品，所選擇的流體是對溫度敏感的。關(guān)于本發(fā)明的計時器制品，所選擇的流體是對溫度基本上不敏感的，更優(yōu)選是對溫度不敏感的。對溫度敏感的流體定義為流體的活化能(Ea)為3千卡/摩爾或更大，熵(Q10)優(yōu)選大于1.1。對溫度不敏感的流體定義為流體的Ea小于3千卡/摩爾，Q10優(yōu)選是1.1至1.0。Q10顯示當(dāng)響應(yīng)于溫度升高10℃時反應(yīng)(例如，易變質(zhì)產(chǎn)品的化學(xué)變化、微生物生長或酵素性腐敗)變快多少，其中T以℃表示Q10＝(在T+10℃時的變化速率)/(在T時的變化速率)。
適用于本發(fā)明中的流體包括，例如，提供流體響應(yīng)時間和/或積累熱暴露而遷移進(jìn)入微結(jié)構(gòu)化表面的溝道中的所需性質(zhì)的粘彈性流體、粘性流體及其組合。關(guān)于主要驅(qū)動流體遷移進(jìn)入微結(jié)構(gòu)化的基底的溝道中的毛細(xì)作用，制品部件的表面能應(yīng)當(dāng)優(yōu)選使得在期望的使用溫度范圍內(nèi)，在基底的微結(jié)構(gòu)化表面上的流體的局部接觸角小于約90度，更優(yōu)選小于約25度。該接觸角是微結(jié)構(gòu)化表面的表面能、流體(例如，液體)的表面能、以及這二者之間的界面能的函數(shù)。
本發(fā)明的制品優(yōu)選設(shè)計成提供足夠的流體，從而當(dāng)流體沿著溝道遷移時填充微結(jié)構(gòu)化的表面的溝道。該制品的部件也應(yīng)該優(yōu)選選擇為提供流體遷移進(jìn)入微結(jié)構(gòu)化的基底的溝道結(jié)構(gòu)中的所需速率。在時間指示器中，例如，諸如粘性流體的液體應(yīng)該優(yōu)選以一定的速率遷移通過該溝道結(jié)構(gòu)，該速率與溫度基本上無關(guān)，并且，與取向(即重力)基本上無關(guān)。通過控制液體的性質(zhì)，指示裝置可以構(gòu)造用來提供到期時間的顯示。因此，希望能夠選擇在需要監(jiān)視的一定量的時間內(nèi)具有合適的特性的液體。
如上所討論的那樣，Q10和Ea可以用作對要監(jiān)視的物體的變質(zhì)速率或其它變化速率的量化。為了選擇適用于要監(jiān)視的物體的流體，量化流體的有效Ea或Q10也是有用的。關(guān)于要監(jiān)視的特定物體，可以選擇各種流體并且對包括該流體的指示器進(jìn)行實驗，以確定每種流體在各種溫度下的可視覺觀察的指示的變化速率。然后，可以對于最合適指示器的預(yù)期用途的基底，計算各種流體的測量的有效Ea和/或Q10。也可以獨立地測量流體的流動性與溫度的相關(guān)性，并且估計有效的活化能。
例如，可以測量在各種溫度下流體的動態(tài)力學(xué)性質(zhì)與頻率的函數(shù)關(guān)系，并且根據(jù)流變學(xué)中已知的經(jīng)典程序進(jìn)行時間-溫度疊加。產(chǎn)生的溫度相關(guān)移位因子可以適合Williams-Landel-Ferry方程，然后，可以根據(jù)眾所周知的Ferry方程計算有效的活化能。參見John D.Ferry，Viscoelastic Properties of Polymers，(John Wiley andSons，Inc，1980)。流變學(xué)領(lǐng)域中的技術(shù)人員將能夠利用所述Ferry方程。
在時間-溫度指示器中，例如，諸如粘彈性液體之類的流體優(yōu)選以一定的速率沿著溝道結(jié)構(gòu)遷移，該速率優(yōu)選以與要監(jiān)視的物體的變質(zhì)速率充分相似的方式隨著溫度而增大，從而精確顯示指示器所經(jīng)歷的時間和溫度條件。通過選擇具有適當(dāng)性質(zhì)的流體，指示裝置可以構(gòu)造用來顯示預(yù)定的積累的熱暴露量。提供對諸如食物、藥物、攝影器材和疫苗之類的具體易變質(zhì)物品的預(yù)定的可允許的積累熱暴露的顯示，通常是有用的。因此，希望選擇具有適用于要監(jiān)視的具體產(chǎn)品的特性的流體。
此外，如果需要的話，可以從W0 01/88634中獲得關(guān)于適用于本發(fā)明的優(yōu)選指示器中的流體的信息。
流體分離在制品被激活之前，流體應(yīng)當(dāng)保持與基底分離。為了激活制品，這樣操作指示器，即允許流體與基底的至少一些溝道接觸。在激活之前，制品可以優(yōu)選幾乎無限期地貯藏，只要貯藏不會使任何材料性能下降級即可。例如，流體和基底可以通過物理屏障、空間或距離分隔開?？臻g分隔對這樣的制品是有用的該制品可以是運動指示器，當(dāng)例如通過抬起、傾斜和/或倒轉(zhuǎn)來使制品運動時，該運動指示器激活，從而使流體與基底溝道接觸。
使用物理屏障對這樣的制品是有利的即，希望不能僅僅通過制品的位置激活該制品，并且需要實際步驟(例如滲透、破裂或除去屏障)來允許流體與基底接觸。根據(jù)本發(fā)明，可以使用多個流體屏障。例如，屏障可以是容納流體的貯存器或容器，例如，小袋、大袋或囊狀物。當(dāng)施加壓力給小袋、大袋或囊狀物時，它就破裂，從而使得流體可以與基底接觸。例如，可以通過指壓力來施加這種壓力。其它屏障包括，例如，閘門、閥門等。例如，通過拉環(huán)、拉繩、除去層壓的密封、破壞膠囊等，可以操作或除去這些屏障，以使流體與基底接觸。在本發(fā)明的制品中可以使用其它的流體貯存器、屏障系統(tǒng)和激活方法。該屏障可以由多種材料制成，所述材料包括但不限于塑料、粘合劑、金屬、玻璃等。
外殼可任選地，本發(fā)明的制品可以包括外殼，該外殼覆蓋制品的一部分或全部。這種外殼通常覆蓋流體、任何屏障和基底的一部分或全部。制品的外殼可以是撓性的、半剛性的或者剛性的。如上所述，優(yōu)選這樣選擇外殼，即除非該外殼在被除去之前也起到將流體和基底分隔的作用之外，它不影響制品的激活和流體沿著流體流動路徑的流動。優(yōu)選地，該外殼應(yīng)當(dāng)選擇成防止流體從制品中泄漏。該外殼可以由各種材料制成，所述材料包括但不限于塑料。該外殼可以是一件整體結(jié)構(gòu)，或者可以例如由兩個連接在一起的帶形成的多件結(jié)構(gòu)。例如，該外殼可以由不透明的材料形成，并設(shè)置有透明的窗，通過該窗觀看流體的推進(jìn)?；蛘撸撏鈿た梢杂善渖暇哂袌D形的透明材料制成。透明的外殼的一部分應(yīng)當(dāng)優(yōu)選保留為沒有圖形，以提供觀看流體推進(jìn)的窗。其它的外殼構(gòu)造也是可以的。外殼可以用各種方式粘附在制品的基底和其它部件(例如流體貯存器)上，所述方式包括，例如，將壓敏粘合劑帶層壓到基底和流體貯存器上，使得帶的背襯變?yōu)橥鈿?。或者，例如，可以將轉(zhuǎn)印壓敏粘合劑層壓到基底和流體貯存器上，并且外殼可以層壓到壓敏粘合劑上。
參照附圖將更好地理解本發(fā)明。
圖1示出本發(fā)明的計時器制品20。圖1所示的計時器制品20是多層結(jié)構(gòu)，然而，為了簡單起見，在圖1中沒有示出。制品20包括外殼24。除了標(biāo)示為28的矩形部分之外，外殼24在其上包含印刷部分，矩形部分28保留為透明的，以提供窗，使得在激活時觀看者能夠觀察流體流動。在外殼24上的印刷部分還包括警告指示27、位于流體貯存器的上方的激活點26和激活指示25。在圖1中，已經(jīng)激活。彩色條29顯示所經(jīng)過的時間。當(dāng)流體沿著基底運動時隨著時間移動的條29的邊緣標(biāo)示為22，并且也稱為流體流動前沿。流體流動前沿是沿著基底運動的流體的最外邊界。
附圖中的圖2示出本發(fā)明的制品20的第一優(yōu)選實施例的剖視圖。該實施例的制品20包括基底1，該基底1具有限定多個溝道4的微結(jié)構(gòu)化表面。此外，制品20包括導(dǎo)電層2，該導(dǎo)電層與基底1的微結(jié)構(gòu)化表面相鄰。最后，設(shè)置絕緣體層3，用于支撐整個結(jié)構(gòu)，并使導(dǎo)電層2與制品20附著在其上的產(chǎn)品隔離。為流體設(shè)置溝道4，在用戶需要激活該制品20之前，該流體與基底1分隔開。導(dǎo)電層2與基底1的微結(jié)構(gòu)化表面相鄰，從而當(dāng)流體穿過基底1的溝道4遷移時被流體接觸?？梢栽谛枰臅r候激活制品20，以使流體與基底1的至少一個溝道4接觸。在激活之前，流體貯藏在上述流體貯存器(未圖示)中，該流體貯存器與溝道被合適的屏障(未圖示)或空間分隔開。
如上所述，除了帶溝道的基底以外，本發(fā)明還包括這樣的情況，即用諸如多孔材料、虹吸材料和吸收材料之類的其它材料作為基底1。
在這種結(jié)構(gòu)中，制品20提供與流體經(jīng)過溝道4的推進(jìn)相對應(yīng)地變化的可測量的變化電學(xué)特性。例如，流體是導(dǎo)電流體或電解流體，其分別形成電阻器或電源的一部分，該導(dǎo)電層2為所述電阻器或電源提供一個電極。在這種情況中，電阻器/導(dǎo)電體或電源的電阻/導(dǎo)電率或電壓隨著當(dāng)流體沿著基底1的溝道4遷移時流體的推進(jìn)而變。
優(yōu)選的是，導(dǎo)電層還提供電阻器/電源的反電極。圖4示出本特征的更優(yōu)選的實施例。在該具體實施例中，導(dǎo)電層形成反電極8和三個不同的檢測電極9。當(dāng)流體沿著基底1的溝道4遷移時，檢測電極9被流體依次接觸。反電極8和檢測電極9包括指狀電極，其布置成彼此成交錯的關(guān)系。因此，導(dǎo)電層2提供至少兩個分離的交錯的部分，其中的每一個部分形成所述電極中的一個。
或者，流體是例如導(dǎo)電流體或電解流體，其分別形成電阻器或電源的一部分，導(dǎo)電層2為所述電阻器或電源提供一個電極。導(dǎo)電層2被圖案化，以提供與由流體形成的一個電極相關(guān)的多個反電極10。反電極10布置成當(dāng)流體沿著基底的溝道遷移時被流體依次接觸。參見圖7。
圖5示出本發(fā)明的該第一實施例的另一種優(yōu)選設(shè)計。圖5所示的制品20還包括導(dǎo)電涂層6。導(dǎo)電涂層6僅提供在溝道4的底部區(qū)域上。例如，在微復(fù)制的膜用作基底1的情況下，微復(fù)制的膜首先被金屬化。溝道頂部或者沒有被金屬化，或者在被金屬化之后例如采用電銑除去。
在溝道4的底部區(qū)域上的這種導(dǎo)電涂層6還提供電阻器/電源的反電極，即與由流體形成的電極對應(yīng)的反電極。因此，在該具體優(yōu)選設(shè)計中，該制品提供導(dǎo)電率和電容作為可測量的變化電學(xué)特性。
在圖5所示的實施例中，導(dǎo)電層2可以被圖案化，以提供與由導(dǎo)電涂層6形成的所述反電極相關(guān)的多個電極(例如，圖7所示的電極10)，所述多個電極布置成當(dāng)流體沿著基底的溝道或者以其它方式沿著基底遷移時被流體依次接觸?；蛘?，導(dǎo)電涂層6被圖案化，以提供與由導(dǎo)電層形成的所述一個電極相關(guān)的多個反電極。這些反電極布置成當(dāng)流體沿著基底1的溝道4遷移時被流體依次接觸。
圖3示出本發(fā)明的第二實施例的第一可選方案。該實施例的制品20包括基底1，該基底具有限定多個溝道4的微結(jié)構(gòu)化表面。此外，制品20包括絕緣層5，該絕緣層與基底1的微結(jié)構(gòu)化表面相鄰。導(dǎo)電層2在其另一側(cè)上與絕緣層5相鄰。此外，設(shè)置絕緣體層3。該實施例提供電容作為可測量的變化電學(xué)特性。根據(jù)該實施例，流體優(yōu)選是介電流體，并且形成電容器的一部分，導(dǎo)電層2為該電容器提供一個電極，從而電容器的電容隨著當(dāng)流體穿過基底1的溝道遷移時流體的推進(jìn)而變。
如上所述，除了帶溝道的基底以外，本發(fā)明還包括這樣的情況，即用諸如多孔材料、虹吸材料和吸收材料之類的其它材料作為基底1。
根據(jù)該實施例的第一可選設(shè)計，導(dǎo)電層2還提供電容器的反電極。優(yōu)選地，導(dǎo)電層2被圖案化，以提供兩個分離的交錯的部分，其中的每一個部分形成所述電極中的一個。這在圖4中示出，其中，附圖標(biāo)記8表示反電極，附圖標(biāo)記9表示檢測電極。在這種情況下，例如，流體從(圖4的)左邊進(jìn)入溝道，并且向右邊遷移。隨著導(dǎo)電層2的檢測電極部分和反電極部分的覆蓋區(qū)增大，電容發(fā)生改變。
根據(jù)該第二實施例的第二可選設(shè)計，流體優(yōu)選是介電流體，并且形成電容器的一部分，導(dǎo)電層2為該電容器提供一個電極，并且，導(dǎo)電層2還提供電容器的反電極。優(yōu)選地，導(dǎo)電層被圖案化，以提供與所述一個電極相關(guān)的多個反電極。
根據(jù)第三可選設(shè)計，制品20還包括在溝道上的導(dǎo)電涂層7，以提供電容器的反電極。圖6示出該可選的實施例。優(yōu)選地，如圖6所示，溝道全部被導(dǎo)電涂層涂布。在該第三可選設(shè)計中優(yōu)選的是，導(dǎo)電層2被圖案化，以提供與所述反電極7相關(guān)的多個電極10。這在圖7中示出，其中，所示導(dǎo)電層2被圖案化成三個部分10。
此外，可供選用的方案是，流體優(yōu)選是介電流體，并且形成電容器的一部分，導(dǎo)電層2為電容器提供一個電極，導(dǎo)電涂層7設(shè)置在溝道上。導(dǎo)電涂層7被圖案化，以提供與所述一個電極相關(guān)的多個反電極10。圖7示出該第四可選方案，假設(shè)導(dǎo)電涂層7被圖案化成該圖所示的那樣。
從上述優(yōu)選實施例的描述中清楚可知，本發(fā)明提供可測量的變化電學(xué)特性。例如，基于時間或者時間和溫度暴露，電容的變化顯示流體沿著流體路徑的推進(jìn)。隨著流體沿著溝道推進(jìn)，由于電容器的表面區(qū)域增大而使電容值發(fā)生改變。在圖3和圖6所示的具有絕緣層的可選方案中，為了增大對電容變化的靈敏度，優(yōu)選使用高度絕緣的材料，例如非常薄的聚酯膜(PET)，例如由Du Pont Teijin Films公司以“Mylar”商品名出售的材料。
如圖8所示，本發(fā)明優(yōu)選使用ISO智能卡格式。優(yōu)選地，本發(fā)明使用ISO標(biāo)準(zhǔn)13.56MHz RFID協(xié)議。RFID IC 34處理和/或存儲有關(guān)制品的信息，這些信息可以由制品的詢問器得到，從而該RFID IC34連接制品的電極(一個或多個)和反電極(一個或多個)。RFID IC34優(yōu)選包括兩個附加的觸點32和具有內(nèi)存的小的5位A/D變換器，以在RF讀取過程中測量溫度歷史。
RFID IC 34連接制品的觸點，即，顯示器28。此外，優(yōu)選沿著制品20的周圍設(shè)置的天線30也連接RFID IC 34。在圖8中還示出激活點26。
由于指示器中的流體沿著基底的溝道推進(jìn)而引起的電容的改變，優(yōu)選用于振蕩器的調(diào)諧電路(參見圖9)。電容改變導(dǎo)致振蕩器的頻率改變。如圖9所示，根據(jù)本發(fā)明的制品可用作在傳統(tǒng)的RFID技術(shù)中已知類型的RF裝置中的可變電容。在圖9所示的優(yōu)選實施例中，恒定不變的電容與由本發(fā)明的制品提供的可變電容并聯(lián)。該電容電路連接到比較器，當(dāng)激活該電路時，該比較器產(chǎn)生脈沖序列。該脈沖序列的頻率取決于制品的可變電容，用計數(shù)器對該脈沖序列進(jìn)行計數(shù)。該計數(shù)值包含在標(biāo)準(zhǔn)RFID協(xié)議中的一個可用范圍中，并且可以通過天線詢問得到。因此，可以遙控和自動檢查本發(fā)明的制品，而無需實際通過視覺檢查該制品。由可變電容提供的信息向用戶清楚地顯示帶有本發(fā)明的制品的產(chǎn)品的狀態(tài)、以及經(jīng)過的時間和/或溫度歷史。
圖10示出本發(fā)明的一個更簡單的應(yīng)用。在該實例中，電阻或?qū)щ娐史謩e用作可測量的變化電學(xué)特性。具體來說，使用具有良好導(dǎo)電性質(zhì)的流體。在圖10所示的實例中，該制品被分成或分割成五個部分(在該實例中，示出的五個部分提供20％的精度(5位))。在每個部分中，存在的指狀電極與在所有部分上延伸的相應(yīng)反電極的指狀電極交錯。圖10還示出流體貯存器，在制品被激活之前，該流體貯存器貯藏流體。在激活制品時，流體流入第一部分，即圖10中的最左部分中。當(dāng)流體經(jīng)溝道推進(jìn)時，由流體關(guān)閉“開關(guān)”，從而記錄時間/溫度推進(jìn)。五個部分的不同電極連接到標(biāo)準(zhǔn)的RFID接口，因此，當(dāng)通過天線詢問制品時，可以得到時間/溫度信息。
為了測試制品的正常激活，第一部分優(yōu)選包括參考導(dǎo)電體。
與圖9所示的實例相比較，圖10的實例更容易實施，所測得的結(jié)果與制品上的視覺顯示直接相關(guān)，并且，用于IC的費用更少。然而，成本上的缺點是，RFID IC上的每個位需要一個額外的焊盤。
根據(jù)本發(fā)明所包括的一個可選方案，由可連接的讀取器讀取制品，該讀取器可以與制品連接，并且在讀取之后可以從制品上除去。因此，讀取器可以與多個連續(xù)的制品連接，以一個接一個地依次詢問多個制品。
本發(fā)明的制品具有若干優(yōu)點。
首先，在物流鏈的每個交易點上，可以記錄時間/溫度降解，其中，在所述交易點使用RFID讀取器詢問產(chǎn)品的ID。可以適度精確地定位出現(xiàn)溫度超限的地方。這為保險索賠和要采取的改善貨物運輸?shù)拇胧┨峁┰敿?xì)的信息。
其次，與傳統(tǒng)的時間/溫度指示器相比較，本發(fā)明的制品是有優(yōu)勢的。標(biāo)準(zhǔn)的視覺顯示器是基于化學(xué)過程，所述化學(xué)過程的精度低，并且與監(jiān)視的制品的關(guān)聯(lián)性差。標(biāo)準(zhǔn)的可選用的裝置是電子裝置。然而，那些電子裝置需要電子顯示器(例如LCD)以提供視覺顯示。這種產(chǎn)品更加昂貴、更加沉重、更容易被破壞，并且需要電源。
最后，如果考慮智能卡指示器，那么，在本發(fā)明的制品中優(yōu)選沒有電池，這提供特別的優(yōu)點。在智能卡指示器中，所需的電池明顯增加成本，并且難以滿足卡厚度的ISO標(biāo)準(zhǔn)。使用電池也意味著，產(chǎn)品的可能監(jiān)視時限受電池容量的限制。
已經(jīng)參考本發(fā)明的幾個實施例描述了本發(fā)明。上述描述僅僅是為了清楚地理解本發(fā)明。不應(yīng)將這些描述理解為多余的限制。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對本發(fā)明進(jìn)行很多改變。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)當(dāng)局限于本文所述具體細(xì)節(jié)和結(jié)構(gòu)，相反，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書所描述的結(jié)構(gòu)以及這些結(jié)構(gòu)的等同形式所限定。
權(quán)利要求
1.一種制品，包括基底；以及流體，在激活所述制品以使所述流體接觸所述基底之前，該流體與所述基底分隔開，所述基底是這樣即，使得所述流體能夠以依賴時間或者時間和溫度的速率沿著所述基底遷移；所述制品適合提供可測量的變化電學(xué)特性，所述電學(xué)特性的變化與當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時所述流體的推進(jìn)相對應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制品，其中，所述基底具有限定多個溝道的微結(jié)構(gòu)化表面，所述電學(xué)特性的變化與當(dāng)所述流體沿著所述溝道遷移時所述流體的推進(jìn)相對應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述制品，其中，所述可測量的變化電學(xué)特性是電容、和/或?qū)щ娐?、?或電壓。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項權(quán)利要求所述制品，所述制品還包括導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層與所述基底的下述表面相鄰，當(dāng)所述流體沿著所述基底的溝道遷移時，所述表面被所述流體接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述制品，其中，所述流體是導(dǎo)電性流體/電解流體，并且形成電阻器/電源的一部分，所述導(dǎo)電層為所述電阻器/電源提供一個電極，從而所述電阻器/電源的電阻/電壓隨著當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時所述流體的推進(jìn)而變。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述制品，其中，所述導(dǎo)電層還提供所述電阻器/電源的反電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述制品，其中，所述流體是導(dǎo)電性流體/電解流體，并且形成電阻器/電源的一部分，所述導(dǎo)電層為所述電阻器/電源提供一個電極，從而所述電阻器/電源的電阻/電壓隨著當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時所述流體的推進(jìn)而變。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述制品，所述制品還包括僅位于所述溝道的底部區(qū)域上的導(dǎo)電涂層，以提供所述電阻器/電源的反電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項權(quán)利要求所述制品，所述制品還包括絕緣層，其與所述基底的下述表面相鄰，當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時，所述表面被所述流體接觸；以及導(dǎo)電層，其與所述制品另一側(cè)上的絕緣層相鄰。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述制品，其中，所述流體是介電流體，并且形成電容器的一部分，所述導(dǎo)電層為所述電容器提供一個電極，從而所述電容器的電容隨著當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時所述流體的推進(jìn)而變。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述制品，其中，所述導(dǎo)電層還提供所述電容器的反電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述制品，所述制品還包括絕緣層，其與所述基底的下述表面相鄰，當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時，所述表面被所述流體接觸；以及導(dǎo)電層，其與所述制品另一側(cè)上的絕緣層相鄰。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述制品，其中，所述流體是介電流體，并且形成電容器的一部分，所述導(dǎo)電層為所述電容器提供一個電極，從而所述電容器的電容隨著當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時所述流體的推進(jìn)而變。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述制品，所述制品還包括在所述溝道上的導(dǎo)電涂層，以提供所述電容器的反電極。
15.根據(jù)權(quán)利要求6或11所述制品，其中，所述導(dǎo)電層被圖案化，以提供兩個分離的交錯部分，其中的每一個部分形成所述電極中的一個。
16.根據(jù)權(quán)利要求6或11所述制品，其中，所述導(dǎo)電層被圖案化，以提供與所述一個電極相關(guān)的多個反電極；所述反電極布置成當(dāng)所述流體沿著所述基底遷移時被所述流體依次接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求8或14所述制品，其中，所述導(dǎo)電層被圖案化，以提供與所述反電極相關(guān)的多個電極；所述電極布置成當(dāng)所述流體沿著所述基底的溝道遷移時被所述流體依次接觸。
18.根據(jù)權(quán)利要求8或14所述制品，其中，所述導(dǎo)電涂層被圖案化，以提供與所述一個電極相關(guān)的多個反電極；所述反電極布置成當(dāng)所述流體沿著所述基底的溝道遷移時被所述流體依次接觸。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項權(quán)利要求所述制品，所述制品還包括處理器，用于處理所述提供的變化電學(xué)特性。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述制品，其中，所述處理器與射頻器件操作連接。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項權(quán)利要求所述制品，其中，所述流體選自粘性流體、粘彈性流體及其組合。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述制品，其中，所述流體的粘度是與溫度相關(guān)的。
23.根據(jù)權(quán)利要求1至21中的任意一項權(quán)利要求所述制品，其中，所述制品是計時器。
24.根據(jù)權(quán)利要求1至22中的任意一項權(quán)利要求所述制品，其中，所述制品是時間/溫度指示器。
25.一種由權(quán)利要求1至22中的任意一項權(quán)利要求所述制品和RFID讀取器組成的組合產(chǎn)品。
26.一種由權(quán)利要求1至22中的任意一項權(quán)利要求所述制品和所述制品附著在其上的產(chǎn)品組成的組合產(chǎn)品，其中，所述制品提供關(guān)于所述產(chǎn)品的時間或時間-溫度歷史的信息。
27.一種監(jiān)視連接有指示器的制品的暴露情況的方法，該方法包括以下步驟a)讀取由所述指示器在激活時提供的可測量的變化電學(xué)特性；以及b)處理所述讀取的可測量的變化電學(xué)特性，以提供制品特定的暴露特性。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述方法，其中，使用RFID裝置執(zhí)行步驟a)。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述方法，其中，所述指示器是根據(jù)權(quán)利要求1至24中的任意一項權(quán)利要求所述制品。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制品(20)，該制品包括基底(1)，該基底具有限定多個溝道(4)的微結(jié)構(gòu)化表面；以及流體，在需要激活制品之前，該流體與所述基底分隔開，其中，該制品被設(shè)計成它可以在所需的時候被激活，以允許流體與所述基底的至少一個溝道接觸，所述制品適合提供可測量的變化電學(xué)特性，所述電學(xué)特性的變化與所述流體遷移通過所述基底時所述流體的推進(jìn)相對應(yīng)。
文檔編號G01K3/04GK101091106SQ200580041825
公開日2007年12月19日 申請日期2005年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月6日
發(fā)明者大衛(wèi)·約翰·斯金納, 卡爾－海茵茨·羅曼, 安東·屈佩爾 申請人:3M創(chuàng)新有限公司