检测可反复使用的塑料制的食品或饮料容器中污染物质的方法技术

本发明专利技术涉及一种检测污染物质是否存在于可反复使用的塑料制食品或饮料容器的表面，或者是否已迁移到所述容器体内的方法。本发明专利技术使用一个固定在容器内侧的敏感元件，该敏感元件当暴露于某些污染物质时其光密度会发生变化。通过用紫外光照射所述敏感元件并测量该敏感元件对紫外光的影响来测定所述光密度的变化。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是1988年3月23日递交的申请号为07/171，972日申请的后续申请。本专利技术涉及一种确定聚合物制的食品或饮料容器是否已暴露于某些污染物质的基本上是即时的方法。下面针对饮料容器进行讨论，不过本专利技术同样适用于食品容器。可重新灌装使用的聚合物饮料容器广泛应用于各种软饮料，比如“可口可乐”(Coke)、“达特可口”(DietCoke)、“百事可乐”(Pepsi)、“达特百事”(DietPepsi)、“胜过7”(7up)、“佩普尔博士”(Dr.Pepper)、“根制啤酒”(rootbeer)、奶油苏打(CreamSoda)、“小精灵”(Sprite)、“美味斯莱斯”(RegularSlice)、“达特斯莱斯”(DietSlice)、姜麦酒(gingerale)，等等。啤酒和其他酒精饮料将来也可望装在可反复使用的聚合物饮料容器中出售。目前，全世界聚合物容器的使用量已达几十亿个，并且还将继续增加。这些容器可以用丙烯睛的共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、无定形尼龙和多层复合材料制成，也可用更为常见的可塑性树脂(如聚乙烯和聚丙烯)制成。玻璃容器不吸收污染物质并且相对来说比较容易清洗。和玻璃容器不同。聚合物容器则吸收落入其中的污染物质，比如，聚合物容器能将松油和柠檬油吸收进容器壁中。这样，当饮料灌进容器后，这些污染物质会从容器壁中析出进入饮料中，使饮料变味。当有毒物质(如六氯化苯、硝基苯硫磷酯等)落入聚合物容器中时，问题就更加严重了，因为这些有毒物质同样可被容器吸收，随后析入灌入其中的饮料中。实际上这个问题已经妨碍了聚合物容器在广大市场上的反复使用。不过，出于对节约能源、材料和废物处理空间的考虑，几个国家的食品和饮料工业界正计划开始反复使用这些塑料容器。这种努力主要难在确定聚合物容器是否已被污染。饮料容器自动检测系统方面的已有技术都致力于容器的表面缺陷和容器内残留液的检验。比如，1984年7月10日公开的Reich等人的美国专利US4，459，023中记载的检验系统，就是利用偏振扫描光束和偏振光线阵列探测器来确定容器内是否有灰尘污染物质或裂缝。另外的自动检测系统，如1983年1月18日公开的Alfred等人的美国专利US4，368，980中，就利用了对红外辐射的吸收来探测容器内是否有残留液(如油和水)存在。本领域还有一些已有技术利用了带状物或小盒遇到某些特定的物质或气氛(如环氧乙烷、水汽、水、普通大气等)时颜色发生变化的性质。上述的检测手段都是用视觉来感受形状和颜色的变化。已有的检验系统中没有一种是利用附着在容器内壁的传感器，所述传感器受紫外线的照射后能立刻检测出是否有一些不同的污染物质已渗入聚合物容器的结构中。为了使聚合物制的食品或饮料容器能大规模地在商业市场上反复使用，需要有一种方法能够检测出聚合物容器是否已暴露于污染物质。自然可借助昂贵的分析技术和设备对污染物质进行分析，不过作为一种实用的方法，该方法必须是花钱不多并能很方便地立刻检测出各种各样的污染物质。一种用来确定是否某些污染物质已经进入塑料制的可反复使用的食品或饮料容器中的方法，应用该方法，将一个敏感元件贴在所述容器的内壁上，所述敏感元件被设计得当与有关的污染物接触时，其光密度(暗度)会产生一测得出的变化。然后用紫外线照射所述敏感元件、用一个光检测器来检测所述的敏感元件的暗度是否已发生了变化。附图说明图1是一聚合物容器和传感器的横截面图。其中敏感元件固定在容器底部的内侧。紫外光源位于容器的上方，通过容器口照射敏感元件，光探测器位于敏感元件的另一侧，在容器的下面。图1A与图1相仿，只是光探测器放置在光源的旁边，位于容器口的上方。图2表示聚合物容器以及固定在容器上的双层结构的敏感元件的局部剖视图。图3的曲线图表示当敏感元件暴露于“真松”牌(RealPine)家用吸尘器时其相应的磷光强度的降低。图4的曲线图表示当敏感元件暴露于“塞欧登”(Thiodan)杀虫剂时其相应的光吸收的增加。图5的曲线图表示当敏感元件长时间地暴露于“樱挑可口”(CherryCoke)和“可口第一”(CokeClassic)后其相应的磷光强度。图6的曲线图表示当敏感元件长时间地暴露于“樱挑可口”(CherryCoke)后相应的荧光强度。图7是用非极性溶剂从“樱挑可口”(CherryCoke)中萃取出的组分的吸收曲线。图8是两磷光物质的激光光谱和发射光谱。本专利技术的主题基于图1所述的方法。在该方法中，将敏感元件(12)置于聚合物容器(11)的内侧表面。该敏感元件当暴露于许多种污染物质时其光密度(即暗度)都会发生改变。通常暗度的这种变化是由于污染物质溶解进入敏感元件中所造成的。用紫外光源(13)照射该敏感元件就可以检测暗度的这种变化。光探测器(14)用于测量该敏感元件对紫外光照射的影响。光源和光探测器可以有各种设置方式。比如在图1中，光探测器位于容器下方，与设置在容器口上方的光源正对成180°角。另一种可能的方式如图1A所示，光探测器也可以与光源并排设置在容器口上方。可以采用多种方式将这种方法用于食品和饮料工业。比如在塑料制饮料容器工业界，可以在瓶子灌装饮料之前将敏感元件固定在瓶子内侧(很可能是固定在瓶子的底面)。这个工作可以在制造瓶子时就完成，也可以放到以后。敏感元件附着在容器上可以采用胶粘焊接喷涂等方式。然后，瓶中灌进饮料，在市场出售。用完以后，瓶子返回厂家重新灌装。作为重新灌装过程的一部分，要对瓶子进行检查以确定该敏感元件是否已被污染，这也可能是先于重新灌装的一个独立的工序。由于接受这种检查的瓶子可能有数百万之多，这种检验方法必须是即时的。因此，该方法可能是在移动的容器传送带上进行的。当每个容器进入检验位置时，将受到紫外光的照射。一光探测器随之检验该敏感元件对紫外光的影响，实际上就是测定该敏感元件的光密度。将该敏感元件的光密度(即从光探测器中给出的读出数据)同未被污染的标准敏感元件的光密度相比较，就可以确定瓶子是合格的还是因带有污染物质而不合格。典型的敏感元件由两部分组成。一部分当暴露于有关污染物质时其暗度发生变化，另一部分当受紫外线照射时会产生某些可测得出的变化。未被污染的敏感元件一定要在足够大的光程上对紫外光波透明，以使光线能到达敏感元件的响应部分。敏感元件这样设计的依据在于如果该敏感元件暴露于污染物质时不能使特定的紫外光透过，该敏感元件的响应部分就会因“看”不见紫外线而无法作出响应，就好象该敏感元件根本没有受到污染。光探测器(14)会感知这种响应的差别，有效地指示出该敏感元件是否已被污染。既然塑料容器同样可以吸收污染物质，可以认为受污染的敏感元件可以代表受污染的塑料容器。另一种可能的技术方案是不把对紫外光敏感的响应部分置于敏感元件中，而把它置于塑料容器本身之中。用来照射敏感元件的紫外线的波长最好在200-300nm之间。令人惊奇的是，可能影响塑料瓶的大多数可能的污染物质都含有吸收紫外线的碳氢化合物组分，这些组分在波长200-300nm的范围内的衰减系数值很大。同样吸收紫外线但不含碳氢化合物组分的极性更强的物质通常对塑料瓶影响不大，因为它们更易于进入瓶中的液体而不是塑料容器本身。试样中吸收污染物质的部分具有一些对检测污染物质极为有利的性质。比如，它对碳氢化合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定某些特定的污染物质是否存在于可反复使用的塑料制的食品容器和饮料容器的表面，或者是否已迁移到所述容器体内的方法，包括：（ａ）将一敏感元件设置在容器的内侧，该敏感元件当暴露于污染物质时其光密度会发生一可检测得出的变化；（ｂ）通过 用紫外光照射敏感元件并测量敏感元件对紫外光的影响来检测敏感元件的光密度；（ｄ）将所述敏感元件的光密度同未被污染的标准敏感元件的光密度相比较。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：艾伦罗伯特克雷格，詹姆斯爱德华戴维斯，约翰卡尔施泰肯，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]