发明内容
根据本发明，一时间指示器包括一个第一储液器，一移动介质和用于
将从所述第一储液器出来的液体与所述移动介质接触的起动装置，以使在
起动后所述液体经过所述移动介质在其上产生一个颜色的变化，所述起动
装置包括一第二储液器，连接在所述第一储液器与所述移动介质之间，因
此在起动后所述液体相对较快地由所述第一储液器流到第二储液器，并且
然后相对较慢地在计时期间沿所述移动介质的长度方向移动。
当在所述液体在所述移动介质的长度方向慢慢移动时，通过颜色变化
的累积过程给出一个已经过的时间的视觉指示。所述时间指示器可以包括
标记，因此可以通过将沿所述移动介质的颜色变化的进度与所述标记比较
测出已经过的时间。
所述第二储液器的存在用于使离开所述第一储液器的液体迅速分散。
这样减少了当液体从所述第一储液器中受压排出时使装置泄漏的危险。而
且，用于测量仅仅与移动介质和液体的自然特性有关且与所述第一储液器
的液体的初始流动无关，测量已经过的时间的准确性得到提高。
所述第二储液器可以是在时间指示器本体内的内部腔或室、一个在起
动后膨胀的可膨胀袋或在起动后吸收液体的吸收介质的形式。所述第一和
第二储液器可以通过导管连接，所述导管包括在起动后可以将第一储液器
的液体迅速吸收到第二储液器的材料。所述第一和第二储液器可以布置在
所述移动介质的相反端或可以布置在同一端。
所述第一储液器可以封装在第二储液器内，例如，所述第一储液器可
以为一个在形成所述第二储液器的腔内的可破裂的囊的形式。由于使囊破
裂释放液体进入所述腔而起动所述时间指示器。
所述时间指示器最好适合于如通过适当地选择液体和所述移动介质的
特性，以使沿所述移动介质的移动要经历一预定的时间期限。所述时间期
限可以在三十分钟到六个月，最好在几天到几周的范围。例如，对于用于
日常产品的时间指示器，时间期限可以在两天到五天。或者，对用于听装
或罐装的煮熟的调味品，时间期限可以在一到两周范围。进一步例子包括
对眼药膏或鼻子喷雾剂需要时间期限为一个月，过滤器，如水过滤器，可
以要求时间期限为一到三个月，冷肉制品或婴儿食品可以要求时间期限分
别为三到七天或二十四到四十八小时。
所述起动装置可以是压力起动，例如，使用压力迫使第一储液器内的
液体进入所述第二储液器。所述起动装置可以包括将第一储液器与第二储
液器分开的可以压裂的密封并且因此将所述第一储液器与所述移动介质分
开。
所述时间指示器可以包括一个基层，在该基层上可以形成一个用于所
述第一储液器的盘形部分，一个包括所述移动介质的移动层和一个中间层，
该中间层夹在所述基层和移动层之间。每层和所述移动介质可以是片形，
例如具有下面的薄和柔软的特征。所述中间层可以轻粘到移动层的移动介
质的一端因此在起动后在所述上层和中间层之间形成所述第二储液器。所
述第二储液器可以以这样的方式成为一个可膨胀的袋。
所述时间指示器可以包括至少一个部分透明层安装在所述移动介质或
移动层上。所述至少部分透明层可以为部分透明的罩膜的形式。该罩膜可
以包括一或多个透明的窗口，通过该窗口可以观察到颜色的变化。所述透
明窗口可以用作测量颜色变化进程的标记。可以布置一个所述标记以与所
述第二储液器结合，提供一个所述装置被起动的指示。例如，所述第一透
明窗口可以定位在所述第二储液器上部。可以在所述移动介质或移动层上
直接即制限定所述透明窗口，而这简化了时间指示器的制造。所述移动介
质或层可以层叠以允许在其上进行印刷。
所述颜色的变化可以是从任何其它颜色到红色。所述液体的移动可以
导致在移动介质上的一个以上，如两个或多个颜色变化。例如，所述颜色
变化可以具有一个在显示红色之前显示黄色的中间色。
所述液体可以有颜色，因此通过液体进入所述移动介质的空隙，所述
移动介质产生可以被看到的颜色变化。或者，所述液体可以包含一第一反
应剂而移动介质可以包含与第一反应剂起反应的第二反应剂，因此产生颜
色的变化。所述移动介质可以是浸泡、掺入或印刷在所述第二反应剂上的。
所述第一和第二反应剂的反应相同可以从下列组中选取；通过一螯合
剂的金属离子的螯合，一酸/碱与一pH指示计的反应，氧化还原指示计的
电子供体/受体的反应，和酶和酶作用物之间的酶化反应。所述金属离子可
以从包括锌离子，铜离子，铁离子和钙离子组成的组中选取；螯合剂可以
从1，10菲咯啉，锌试剂，2，2′-联喹啉(康铜)和石蜡组成的组中选取；
酸/碱反应剂从盐酸，柠檬酸，抗坏血酸，氢氧化钠和磷酸氢二钠组成的组
中选取；pH指示计从溴百里酚蓝，甲基红和甲酚红组成的组中选取；电子
供体/受体从漂白粉和钒盐组成的组中选取；和氧化还原指示计从n-苯基蒽
酸和漂白染料组成的组中选取。
所述液体可以是粘性液体，以使所述液体的粘性控制液体在所述移动
介质内的移动。所述液体可以包含油和油溶性染料或者可以包含水、水溶
性染料以及在类似情况下控制所述液体的粘性的一个化学制品。
所述移动的机理可以是扩散或毛细作用。所述移动介质可以从聚合微
孔材料如聚烯烃塑料，纤维素-碱的材料如纸，溶胶-凝胶，和颗粒填充
的聚四氟乙烯组成的组中选取。所述移动介质可以包括一个带有硅填充物
的微孔聚合材料。所述移动介质可以是由指定的孔隙材料组合而成的，如
将纸放在一个溶胶-凝胶溶液中浸泡。
所述指示器可以与一个粘性的背衬结合用于贴附在要储存的产品和包
装上。所述指示器可以包括限定沿移动介质长度的移动的装置。所述限定
装置可以是一个密封的形式。所述移动通路减少所要求的液体的量并且减
少任何液体从所述指示器偶然地泄漏。
根据本发明的第二方面，提供一个制造时间指示器的方法，其中包括；
提供一个基层，形成一个用于一液体储液器的盘形部分；一个中间层，具
有一个入口；和一个移动层，包括一个移动介质；连接所述基层与所述中
间层，使所述入口对准所述盘形部分；将液体通过入口进入所述盘形部分
以形成一液体储液器；并且将所述移动层部分地连接到所述中间层因此当
所述时间指示器起动时液体能够迅速地由所述液体储液器进入到在所述移
动层和所述中间层之间形成的腔内且然后沿着所述移动介质在计时期间慢
慢移动。
所述中间层最好包括一个通风口，当制造中将液体充入所述第一储液
器中时容许空气从第一储液器中排出。因此，所述中间层可以被认为用作
对充入操作进行简化的一个层。
所述方法可以包括为阻止所述移动层和中间层连接在所述中间层的一
部分表面上的印制。以这样的方法，在所述指示器被起动后就能够形成一
个可膨胀袋形式的第二储液器。所述袋形成在所述移动层和中间层之间的
部分阻止连接的表面区域。该方法可以包括限定一个沿所述移动介质长度
的移动通道，例如通过在所述移动层上形成一个密封来限定所述移动通道。
所述方法可以包括将至少一个透明层连接到所述移动层并且包括限定
在所述透明层上的标记，因此通过将沿所述移动介质的颜色变化的进程与
所述标记比较测量已经过的时间。或者，所述方法可以包括在所述移动层
上的标记，因此通过比较沿移动介质的颜色变化和所述标记就能够测量已
经过的时间。
根据本发明的另一个方面，提供一个寿命指示装置，包括一个容纳具
有分解的红染料的液体储液器，一个由带有一初级硅填充料的聚烯烃塑料
组成的微孔介质，一个部分透明的罩膜，布置在所述微孔介质上以当将所
述液体与所述介质接触时所述液体缓慢地扩散到整个介质使颜色变化到红
色，所述颜色变化前端处缓慢地沿所述微孔介质进程并且透过包含标记的
罩膜被观察，所述标记将所述前端的进程与贴附所述时间指示器的物品的
寿命相关联。
具体实施方式
在下面的附图中相同的标号用于相同的部件。在图1A和1B中表示根
据本发明的一个示例性的时间指示器(装置)。所述装置包括一个基层10，
含有一个第一液体储液器13，一个中心层11，包括一个移动介质，以及一
个部分透明的上层，其中设置两个窗口17、18，透过这些窗口可以观察液
体经过所述移动介质的进程。
所述基层10构成一个用于将所述指示器作为一个整体的下部密封。所
述基层10包括一个盘形部分19，形成一个泡并且容纳所述第一储液器13，
用于驱动所述液体-移动机理。所述盘形部分19可以是热成形的。所述基
层的下侧可以是一个粘性表面用于将所述指示器贴附在要被监视的物品
上。所述基层10的上侧表面，除了两个部分外，用强粘性胶粘到所述中心
层11上，所述两个部分是：沿一个弱密封14和沿一个液体导管15。所述
液体导管15有一个第一端连接所述密封14和一个第二端引导到第二储液
器，该第二储液器为在与所述移动介质连接的中间层11上的一个开放部分
或一个腔16。
所述装置一旦被组装，通过挤压所述盘形部分19而被起动，由于在所
述储液器内液体的压力的增加导致弱密封14破裂。所述液体迅速流入导管
15并且进入在中间层11的腔16。所述中间层11包括一个层叠包装密封住
了一个用作移动介质的多孔或微孔介质。液体在进入所述腔16后，缓慢地
沿所述介质移动。
所述上层12包括透明窗口17、18(标记)表示所述缓慢移动过程的进
程，因此作为一个图象罩膜。一个窗口18在中间层12的所述腔16的上部
并且第二窗口定位于要终止端的上部。当所述装置被起动时，所述液体流
入到所述腔16内并且通过所述窗口18可以看到颜色的变化，它表示所述
装置已经被起动。在第二窗口17处观察到颜色变化表示到达了预想的终止
端(对应于要进行监视的物品的寿命)。
下面参考图2A和2B，可以看到两个示意性的所述装置的中间层的实
施例，所述中间层是液体缓慢移动的部分。在图2A中，所述中间层包括一
个由一多孔或微孔材料经层叠形成的条26，用作进入由去除部分所述介质
而限定的第二储液器或腔22的液体的缓慢移动的介质。通过一个在所述层
边缘周围施加热压密封24，防止所述液体移动超过所述层的边界，所述密
封操作基本上封闭住了所述微孔材料的孔。
在如图2B所述一个替换实施例中，所述中间层20包括一个微孔材料
的密封的条26用作为到达在所述介质当中切割出的腔22中的液体的缓慢
移动介质。通过在所述环绕的边缘28的层叠连接，防止所述液体移动超过
所述条26。
参考图3，表示一替换实施例的液体释放机理。根据该实施例一个第一
储液器的形式为一个含有液体的可挤裂的囊30，放置在为一个腔32形式的
所述第二储液器内。压力高于和低于所述腔32会导致液体释放到所述腔32
内并因此开始所述液体的移动。在该实施例中，所述装置的下层仅仅提供
一个下部的密封，因此图1所示的热成形的储液器和导管就省略了。
参考图4A到4F，在所述移动介质的前端，液体移动整个时间上的进
展如图4A到4C所示。通过所述装置的部分透明上层观察到的颜色的变化
如图4D到4F所示。在开始，图4A和图4D分别表示在所述腔包含所述液
体并且仅仅可以在第一或开始窗口48观察到颜色的变化。这表示装置已经
被起动。
随着时间的过去，如图4B所示，所述液体开始从所述腔向外移动并且
开始使腔42周围边缘变色。如图4E所示，在第二或到期窗口看不到任何
颜色的变化。整个时间上所述变色的区域通过在移动介质44内向下移动，
逐渐地并累积地扩大沿所述指示器的长度方向增加。最后，如图4C所示所
有或大致所有移动介质已经被变色并且如图4F所示，在指示产品到期的第
二窗口可以观察到颜色的变化。
本领域普通技术人员将很清楚，可以使用各种类型的图形设计用于到
期/寿命终点，包括各种线、曲线、椭圆、矩形或点，但是并不限于这些。
椭圆，可以使用表示液体移动进程的前端作为标记，包括各种不同尺寸的
箭头、曲线、线和点，但是并不限于这些。
而且，每个实施例可以适合于包括附加的表示时间指示的标记。这样
的标记(未表示)可以包括表示所述逐步进展到所述终点的图形标记。通
过窗口看到的开始颜色可以与上层的背景色相同，并且因此任何颜色的变
化都非常明显。所述最终颜色可以是红色；一向红色的过渡可容易地理解
为一个被监视的物品应该被处理的信号。
图5A和5B表示一个可替换的指示器，包括一个基层50，一个包括移
动介质的上部移动层56和一个夹在所述上层56和基层50之间所中间层
60。所述上层56是层叠的，即在两个表面包覆一个叠层51。所述移动层56
的上表面被印刷表示开始点和终止点的标记，因此不需要一个为了印刷的
分离的部分透明的上层。而且，所述移动层56的印刷可以如前述实施例限
定透明窗口。
所述基层50最好由PVC制造，并且形成一个容纳第一液体储液器54
的盘形部分52。所述中间层上设置一个通风口65和一个入口用于连接所述
液体储液器54到在所述移动层56上的一个小的腔66。通过在所述中间层
的上表面的除了覆盖所述移动层56的下表面的印刷区域以外施加一个热粘
结剂，将所述中间层密封在所述移动层上。所述印刷区域66被印上如漆的
材料，与所述粘结剂形成一个轻的粘结，所述粘结剂可为预涂覆的由
Lmarr(Glen Ellen，CA，US)制造的脂肪族聚酯氨基甲酸乙酯胶粘剂W50和
W60。
通过挤压所述盘形部分迫使储液器54内的液体通过入口64进入到腔66
而起动所述装置、所述腔66膨胀或扩充所述印刷区域67以形成如图5B所
示的内部袋68形式的第二储液器。一旦形成所述袋68，所述钮或盘形部分
52保持在其压下的状态。所述液体开始如上所述经过所述移动介质在整个
时间内扩散。
图6A到6C表示图5A和图5B的装置，该装置具有一个引导所述液体
的移动进入穿过所述移动介质的狭窄的通路的机构。使用热和压力形成一
个密封70以限制所述狭窄通路。图6A表示所述装置在起动前且没有液体
在所述腔66内存在。在起动后很短时间内所述腔66内充满液体并且所述
液体开始向所述移动介质扩散，如图6B所示。长时间液体连续沿由密封70
所限定的狭窄移动介质的通道的进展如图6C所示。
图5A到5B的实施例可以由以下步骤制造：
1)在150到160℃下使一个PVC塑料层经热成形而形成具有一个盘形
部分52的基层50；
2)一个具有一入口64和一通风口65的第二塑料层被粘到所述基层50
以形成一个具有与所述盘形部分对准的入口的一中间层；
3)将液体经过所述入口充入所述盘形部分以形成一个第一储液器，随
着所述液体充入所述储液器，通过通风口65，空气被从所述盘形部分吸出。
所述中间层可以被认为是一个充入操作的协助层并且能够加速制造的速
度；
4)在所述中间层60的自由表面涂覆胶粘剂；
5)一包括移动介质的移动层56被在其一部分表面上涂覆如漆的材料，
所述涂覆形成一个在所述中间层上的轻的胶粘剂连接；
6)在大致90℃下将所述中间层60和所述移动层56连接在一起，及；
7)可选择的，对上表面进行加热(在150-200℃范围)并加压使所述
移动层熔化因此形成一个密封或部分密封来限定一个狭窄的移动通道。
8)可选择的，可以在所述移动层上印制标记或限定观察所述移动的开
始和结束的透明窗口。或者一个带有那样标记的附加的部分透明的层可以
被连接到所述移动层上。
在每个实施例中所述移动介质可以是多孔材料如一个微孔聚合物，例
如Teslin(PPG Industries，Inc.，Pennsylvania，USA)的聚烯烃塑料(具有一个初
级硅填充料)或如ArtisynTM(Daramic Inc.，Owensboro，KY，USA)的带硅填充
料的聚乙烯。所述液体可以是任何具有颜色(如红色)的粘性液体，例如
象含可油溶性红染料的玉米油的可食用油，所述红色染料可以是如油红EGN
(Aldrich Chemical Company，Inc.，USA)。在本例中，所述液体移动的比例
由液体的粘性和移动介质的厚度及密度来决定。
有益地，选择一个食用油加上食用染料能够使所述装置保持无毒状态，
即使被打破。所述油/染料的结合的进一步的好处是当所述液体沿所述移动
介质移动时，随着基本上黄色的油产生红颜色的表现，产生了两段变色的
前端。因此发生了逐步变色，首先以黄色作为一个中间色，然后变红。所
述颜色的变化顺序对于消费者来说为直观的是非常有益的，因为消费者非
常熟悉交通灯先变黄而后变红。同样地，红色与危险相联系并且因此所述
的结合为本发明的装置提供一个优选的颜色变化顺序。
一个可替换的液体/染料的组合应用在水中的一个水溶染料(如一个红
色食用染料)，加上一个添加剂，所述添加剂如聚乙二醇(PEG)，用于控
制所述得到的液体粘性以及移动的速度。而且，可以使用不同保持时间的
染料的组合，使一个颜色(所述的黄色)在所述最终颜色(所述红色)占
主导之前短期地呈现。
可替换地，所述移动介质可以是微孔掺杂溶胶-凝胶，所述液体可以
是如氯化锌的锌盐的溶液，及所述颜色变化体系可以是一个螯合反应。当
所述锌溶液提供所述掺杂溶胶-凝胶的介质缓慢地移动时，与所述掺杂剂
反应；在这种情况下所述螯合剂4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚磷酸盐，在
下文称为石蜡，因此获得由黄到红的颜色变化。
在一个实施例中，所述用于掺杂溶胶-凝胶的支持材料可以为标准激
光高级纸(80g/m2)，纸被裁成1cm乘2.5cm的条并且用石蜡掺杂溶胶-凝
胶。所述掺杂溶胶-凝胶液体的制备如下：通过首先在由10ml酒精、1.6ml
三重蒸馏水、四滴浓度为33％的盐酸(HCl)和0.1g的石蜡搅拌组成的溶
液中加入5ml的四乙氧(基)硅烷(TEOS)，再搅拌5分钟，再加入0.3g
如CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)的表面活化剂并且搅拌直到溶液均匀。
所述溶液要再搅拌两个小时，可以通过一个浸蘸机将所述纸条一致地抓住
使所述纸条浸泡在该溶胶-凝胶溶液中，将它们放入不搅动的溶液内并且
以0.08厘米/秒的速度抽出。然后放入烤炉以50℃进行干燥至少24小时使
它们完全固化。
在本例中，所述液体移动的速度由在所述凝胶制备过程中的pH值决
定，该制备过程控制得到的孔隙的尺寸。因为即使所述装置被打破，不会
释放有危险的化学物质，所以选择这样的反应体系非常有益。锌盐是无毒
的(在饮用水中高到5ml/l水平仍是可接受的)并且石蜡被作为在溶胶-凝
胶基体内的掺杂剂仍然保持在其中且因此不会渗出。
由于对本领域普通技术人员是很明显的，可以使用多个可替换的移动
介质和多个可替换的反应机理。能够使用多个有缓慢移动效果微孔介质；
例如包括EmporeTM公司的颗粒填充的聚四氟乙烯(可从Minnesota Mining
and Manufacturing Company，St.Paul，Minnesota，USA得到)。其它用于移动
介质的适当的材料为纤维素-碱的材料，如纸，其具有的毛细作用和扩散
能够对移动效果有利。
能够产生与上述实施例类似的颜色变化的多个可替换的化学体系如下
所示：
1.为完成其它螯合反应，能够被采用或掺入到所述孔隙介质的可替换的
螯合剂如1，10菲咯啉，锌试剂，或2，2′-联喹啉(康铜)，而可替换的
液体反应剂可以包括金属离子的溶液，如铜离子、铁离子和钙离子溶液，
所述液体流动到所述孔隙介质内。
2.为完成酸/碱反应体系，被采用或掺入到所述移动介质的适当的pH指
示计包括溴百里酚蓝，甲基红和甲酚红，并且流入所述移动介质中的适当
酸/碱液体反应剂包括酸：盐酸，柠檬酸，抗坏血酸和碱：氢氧化钠和磷酸
氢二钠。
3.为完成氧化还原反应，被采用或掺入到所述移动介质的氧化还原指示
计包括n-苯基蒽酸和漂白染料，而可替换的流入所述移动介质中液体反应
剂可以包括漂白粉和钒盐。
4.为完成酶化反应，与一个pH指示计一起被采用或掺入到所述移动介
质的酶可以如脂肪酶，而一个液体物质如甘油三己酸酯流入所述移动介质。
在一个实施例中一个脂肪酶和甘油三己酸酯的酶化反应的反应产物是己
酸；所述酸在pH指示计上产生颜色的变化。
通过确保一个所述化学反应剂在所述移动介质内存在，上述的化学变
色体系可以在本发明范围内使用。已知的将一个化学物质放入所述移动介
质的办法包括掺杂(如上述的溶胶-凝胶)，浸泡和印制所述化学物质进入
所述介质或在其上。
如上所述，通过简单地挤压所述指示器的一个部分就能够起动每个实
施例，本发明具有容易使用的优点和可以具有极简单的操作。而且，通过
基于指示器的结构在可印刷的、薄片形的液体移动介质上；可以使用非常
简单的技术完成其制造，如印刷、浸泡、冲压和层叠。因此，所述时间指
示器非常简单且便宜。例如根据本发明，现成的介质就适合于提供一个指
示器。所述时间指示器同样适合于贴附在一个容器或其它储藏在冰箱或冰
柜内的产品，并且可以使用不冷冻的液体，例如被设计成在零下条件下工
作的各种浓度的丙二醇和水的混合物或合成油。
这可以特别地使用在长期的时间期限，如六个月。
因此根据本发明描述了一个为了消费者的简单且便宜的时间指示器。
而本发明在此以对更实际和优选的实施例的构思进行表示，对本领域普通
技术人员来说明显地可以在本发明的范围内作出许多改进，其范围与所附
的权利要求书最广泛的含义一致以致包括所有的等同的结构和装置。