CN102582956A

CN102582956A - 一种可破碎化学发光药剂储存装置

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Publication number: CN102582956A
Application number: CN2012100480480A
Authority: CN
Inventors: 金朝阳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明公开了一种可破碎化学发光药剂储存装置，技术方案包括高分子聚合物薄膜材料制成的可破碎的密封囊(2)，密封囊(2)内装有化学发光药剂(1)，密封囊(2)的外部设有一层或一层以上的铝箔包裹层(5)。本发明既利用了铝箔材料的绝水特性，又发挥了高分子聚合物薄膜制造的腔体的优良的密封盛装功能，既解决了大容量的装药需求，又使生产破损率降低，同时将聚合物薄膜材料与铝箔分离导致的保护失效问题一起解决。另外应用本装置也可同时改善含氧化剂组分中过氧化氢流失的问题，具有良好的密封性能。

Description

一种可破碎化学发光药剂储存装置

技术领域

本发明涉及一种可破碎化学发光药剂储存装置。

背景技术

化学发光中最常见的是由取代苯基双草酸酯、荧光剂、氧化剂、催化剂、溶剂等化学发光药剂混合后所产生的化学反应而得到。我们把含有取代苯基双草酸酯(简称双草酸酯)的组分叫做“含有双草酸酯的组分”，把含有过氧化物的组分叫做“含有氧化剂的组分”或“激活剂”，通常使用的过氧化物是过氧化氢，或过氧化尿素。在通常情况下使用最广泛的取代苯基双草酸酯是指双(2，4，5-三氯水杨酸正戊酯)草酸酯(CPPO)或双(2，4，5-三氯水杨酸异戊酯)草酸酯(CIPO)。由于双草酸酯易于水解，所以通常含有双草酸酯的组分是要求绝水保存的。水分的干扰可以严重影响化学发光的效果，甚至导致产品失效。所以在化学发光装置中的双草酸酯的组分通常是密封在玻璃安培瓶中，使用时打破玻璃安培瓶使其与含有氧化剂的组分接触即可获得化学发光。

含有氧化剂的组分也有储存问题，通常的氧化剂失效是由于过氧化氢的分解或渗透出化学发光装置的外壳所致。所以也有把“含有氧化剂的组分”密封在玻璃安培瓶内的做法，但受成本和装置结构的限制，通常“含有氧化剂的组分”会直接放置于化学发光装置的塑料外壳内，所以过氧化氢的渗出和失效在所难免。

综上所述玻璃安培瓶是化学发光技术最常见的可破碎储存装置，但玻璃的使用限制了很多产品的开发，尤其是薄壳类的产品，由于破碎玻璃的刺穿问题和安全问题一直妨碍着产品形式的发展。

复合高分子材料的铝箔材料也是良好的绝水材料，复合高分子材料的铝箔材料可以很方便的制成容器盛装含有双草酸酯的组分以保存防止其变质。中国专利CN1427933A阐述了一种用复合高分子材料的铝箔材料储存双草酸酯溶液的技术。但在实践中该技术存在若干问题。例如：储存药量和复合高分子材料的铝箔材料的可破碎性存在冲突，按该专利描述其储存双草酸酯溶液的封接袋是内侧衬有聚合物的铝箔材料，具体的说是涂覆或沉积有聚乙烯或聚丙烯涂层的铝箔，涂覆聚乙烯或聚丙烯的目的是起到热熔粘接作用，可以使铝箔可以焊接成袋，但是聚烯烃涂层极薄，按说明书描述只有几个微米的厚度，就像一层漆。这就带来了问题，由于聚烯烃极薄也就没有机械承载强度，而铝箔本身几乎没有什么机械强度，这就决定了储存双草酸酯溶液的封接袋的容量不能够太大，通常只能在1-2ml左右，超过2ml左右在储运过程中就非常容易破损渗漏。同时这种铝箔复合聚合物材料在生产过程中非常脆弱，非常容易断裂破损。而如果使用较厚的聚合物材料，沉积或涂覆的方法就很难实现，只能使用厚一些的聚合物薄膜材料与铝箔复合材料来制造储存双草酸酯溶液的封接袋，但双草酸酯溶液长时间的浸泡又会导致聚合物薄膜材料与铝箔分离，最终铝箔会与聚合物薄膜完全剥离开，从而导致外界的氧化液或水分从剥离的位置浸入从而导致双草酸酯溶液失效。同时该技术更加不适合用于密封含有过氧化氢的氧化液，因为其中的过氧化氢成分更加容易使聚合物与铝箔材料分离，导致整个保护装置解体，从而导致过氧化氢的流失或泄漏。

发明内容

本发明的目的是要提供一种可破碎的化学发光药剂储存装置，它应该具有密封性能好的优点。

一种可破碎化学发光药剂储存装置，其特征在于，包括高分子聚合物薄膜材料制成的可破碎的密封囊2，密封囊2内装有化学发光药剂1，密封囊2的外部设有一层或一层以上的铝箔包裹层5。

上述的可破碎化学发光药剂储存装置中，所述的化学发光药剂1是含有双草酸酯的组分或含有氧化剂的组分。

上述的可破碎化学发光药剂储存装置中，所述密封囊2的材质可以是聚全氟乙丙稀(FEP)或可熔性聚四氟乙烯(PFA)或聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)或聚酯(PET)或聚偏氯乙烯(PVDC)或高阻隔MA-PVDC；所述的高分子聚合物薄膜的厚度为0.0001mm-0.3mm；所述的铝箔其厚度为0.001mm-0.2mm。

上述的可破碎化学发光药剂储存装置中，所述的一层或一层以上的铝箔包裹层5是由一张或一张以上的铝箔3包裹而成，暴露于外界的铝箔的边被与其相接触的铝箔的其它部分一起折叠一次或多次。

为达到本发明目的所采取的另一种技术方案，是将上述的可破碎化学发光药剂储存装置整体或部分浸渍于可固化液态密封材料，而使铝箔包裹层5的外表面获得封闭层。所述的部分浸渍于可固化液态密封材料，是指铝箔包裹层5的折叠处被浸渍于可固化液态密封材料，从而使得折叠缝隙被密封材料封闭。

上述的可破碎化学发光药剂储存装置中，所述的密封材料是可固化液态高分子树脂材料或蜡或粘结剂；其固化态是易破碎的。

上述的可破碎化学发光药剂储存装置中，所述的铝箔包裹层5外面包裹有非封闭的高分子聚合物薄膜。

上述的可破碎化学发光药剂储存装置可被压力压破或尖锐物体刺穿或被锋利的物体割破，从而使内部密封的化学发光药剂释放到装置外面。

上述的可破碎化学发光药剂储存装置中，所述的高分子聚合物薄膜材料制成的密封囊2上设置有易崩裂的区域。

上述的可破碎化学发光药剂储存装置中，所述易崩裂的区域可以是密封囊2上预处理出的较薄的区域，如未穿透的刻痕，或是在热熔焊边缘时通过适当的热合时间和热合温度和压力获得的较容易被打开的熔合密封线。易崩裂的区域还可以是凹凸相配的密封槽焊接在薄膜的内表面形成的密封口，密封槽闭合后形成的密封口很容易在外力下开放，从而解除密封，释放内部密封的化学发光药剂。

本发明既利用了铝箔材料的绝水特性，又发挥了高分子聚合物薄膜制造的腔体的优良的密封盛装功能，既解决了大容量的装药需求，又使生产破损率降低，同时将聚合物薄膜材料与铝箔分离导致的保护失效问题一起解决。另外应用本装置也可同时改善含氧化剂组分中过氧化氢流失的问题，具有良好的密封性能，且结构简单，加工方便。

附图说明

图1为密封有化学发光药剂的密封囊的结构示意图；

图2为在密封囊外包裹铝箔包裹层的步骤分解图一；

图3为在密封囊外包裹铝箔包裹层的步骤分解图二；

图4为一种本装置的结构示意图；

图5为在密封囊外用两张铝箔构成铝箔包裹层的分解示意图；

图6为图5的结构示意图；

图7为另一种在密封囊外包裹铝箔包裹层的结构示意图；

图8为“Z”型折边反复多次的结构示意图；

图9为在密封囊外多层卷裹铝箔包裹层的步骤分解图一；

图10为在密封囊外多层卷裹铝箔包裹层的步骤分解图二；

图11为在密封囊外多层卷裹铝箔包裹层的步骤分解图三。

具体实施方式

如图1所示，1为化学发光药剂，化学发光药剂1是指含有双草酸酯的组分或含有氧化剂的组分之中的任意一种。2为密封囊，密封囊2是通过热熔焊一张对折的或两张相贴近的高分子聚合物薄膜相重合的边缘形成的。热熔焊的方法可以是电加热或超声波的方式获得。其材质可以是聚全氟乙丙稀(FEP)或可熔性聚四氟乙烯(PFA)或聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)或聚酯(PET)或聚偏氯乙烯(PVDC)或高阻隔MA-PVDC等。本实施例应用的是PP材质薄膜材料，其厚度在0.09mm。由于采用了0.09mm厚度的薄膜，该密封囊可以装载较多化学发光药剂1，实验证明，20-50立方厘米的数量在制造过程中也不会有破损的情况发生。通常越大的装药量则选择越厚的高分子聚合物薄膜，厚度可以是在0.0001mm-0.3mm之间，优选的厚度是：0.006mm-0.09mm之间。薄膜构成密封囊2的方法还可以是，吹塑形成具有薄膜外壳的囊。不同于上述高分子聚合物薄膜材料围焊的的密封囊2，吹塑形成的具有薄膜外壳的密封囊2本身会被赋予一定中空的形状，如枣核状，同时囊腔具有一定保持外形的能力，它可能具有一个开口，在灌装完化学发光药剂后被封闭。

上述密封囊2可被压力压破或尖锐物体刺穿或被锋利的物体割破，从而使内部密封的化学发光药剂释流出到外面。还可以在密封囊2上设置易崩裂的区域，易崩裂的区域可以是高分子聚合物薄膜材料上预处理出的较薄的区域，如未穿透的刻痕。或是在热熔焊边缘时通过适当的热合时间和热合温度和压力获得的较容易被打开的熔合密封线。易崩裂的区域还可以是凹凸相配的密封槽焊接在薄膜的内表面形成的密封口，密封槽闭合后形成的密封口很容易在外力下开放，从而解除密封，释放内部密封的化学发光药剂。

如图2、图3、图4所示，2为密封有化学发光药剂1的密封囊，3为铝箔，铝箔3的厚度在0.001mm-0.2mm之间，其中优选0.006mm-0.09mm。将铝箔3对折，将密封有化学发光药剂1的密封囊2放置在对折后的铝箔3形成的夹层空间内。此时，对折后的铝箔3的面超出密封囊2的部分形成三个重叠的边，我们将这三个重叠的铝箔3的边进行折叠并压死形成折边4，使对折后的铝箔3形成一具有密闭空间的铝箔包裹层5，从而起到使密封囊2与外界环境相隔绝的作用。折边4可以以“Z”型反复多次，如图8所示。也可以与卷折相结合来增加折边4的密封可靠性。在实际生产当中，我们可以采用多层铝箔对密封囊2进行包裹，使铝箔包裹层5的密闭性更为可靠。多层的包裹可以是一张铝箔3对密封囊2进行多层的卷裹如图9、10、11所示(图中描述了铝箔卷裹卷边的折叠过程，在实际生产中，还要对铝箔的两端进行折叠密封)，也可以是多张的铝箔3多次包裹密封囊2。无论是多层卷裹还是多张包裹，每一层或每一张铝箔的边缘最好要留出适当的面积用于最外层的边缘折叠密封。每一层铝箔3的厚度可以是在0.001mm-0.2mm之间，其中优选0.004mm-0.06mm。本实施例应用的铝箔3的厚度在0.06mm。该厚度的铝箔可以配合0.09mm的高分子聚合物薄膜构成的密封囊2，使装药量达到50克时也具有良好的保护性和机械强度。

上述铝箔包裹的薄膜密封囊，由于铝箔包裹层5也可以变形，并且铝箔3非常容易在压力下破裂，折边4也很容易受力变形从而解除密封，所以从整体上看，还是很容易从外界施加压力从而使内部密封囊2内的化学发光剂1释放出来。同时铝箔包裹层5也可以用尖锐物体刺穿或被锋利的物体割破。

如图5、图6所示，2为密封有化学发光药剂1的密封囊，3为铝箔。我们先将密封有化学发光药剂1的密封囊2放置在两张相同形状的铝箔3之间，再依次对铝箔3四个相叠的边进行折叠并压死形成折边4以形成铝箔包裹层5。当然，在实际生产当中，我们也可以先将两张相同形状的铝箔3相叠后，折叠其三个边，使之形成一个袋子，将密封有化学发光药剂1的密封囊2放入该袋内再将最后一个相叠的边进行折叠并压死形成折边4，这样也可以形成铝箔包裹层5，起到使密封囊2与周围环境相隔绝的作用。为了使本发明隔绝效果更为理想，我们可以在上述铝箔包裹层5的外表层浸渍可固化液态密封材料，如熔融的石蜡或高分子树脂材料或粘结剂等，使铝箔包裹层5的外表面获得封闭层。还可以在铝箔包裹层5的折边4处浸渍可固化液态密封材料，对折边4的缝隙进行填充，形成的封闭层。在生产时，可直接将本装置整个浸入融化的石蜡内，再将本装置取出放置常温下，使铝箔包裹层5表面的石蜡固化形成封闭层，或仅仅将装置的折边4浸透入熔融的石蜡，对折边4的缝隙进行填充后取出放凉固化，从而使得折叠缝隙被石蜡封闭。固化的蜡是容易破碎的，它不会影响本装置的破碎和化学发光剂的释放。除了石蜡外，低分子量PE、环氧树脂、高稠度石油基润滑脂、硅蜡、聚氨酯粘结剂等都是可以使用的密封材料。

本发明在使用时应尽量避免密封囊2在铝箔包裹层5内自由移动，尽量减小它们之间的间隙，同时还要尽量避免折边4弹开。为此我们还可以在铝箔包裹层5外面再包裹一非封闭的高分子聚合物薄膜，使其形成一固定套，高分子聚合物薄膜可以缠绕在铝箔包裹层5外面，也可以用热收缩套管的方式包裹在铝箔包裹层5的外面，但为了让装置破碎后的液体能够流出来，所以包裹在铝箔包裹层5外面的固定套或包裹物一定要留有缝隙或开口。

在实际生产当中，除了以上的包裹方法以外，我们还可以直接将密封有化学发光药剂1的密封囊2放置在一张铝箔3的中间位置上，再将铝箔的四周提起，将密封囊2包裹起来，并把包裹上部的铝箔扭紧(如图7所示)，达到密闭密封囊2的目的。此时，扭紧的部位即可以看成折边4。

以下是对按以上实施例的制作方法获得的可破碎化学发光药剂储存装置进行的发光性能和储存性能的测试：

1、密封囊密封含双草酸酯组分的情况

(1)将100g的双(2，4，5-三氯水杨酸正戊酯)草酸酯(CPPO)加热至100摄氏度溶于1L邻苯二甲酸丁酯，再溶入1.5g的1-氯-9，10二苯乙炔基蒽中，放冷后为绿色双草酸酯溶液(以下称为G)。

(2)按图1所述实施例，取6ml的G溶液灌装入大小为65mm×65mm的0.02mm厚的聚乙烯制作成的塑料薄膜袋中，并焊封塑料袋，制成密封有化学发光药剂的密封囊(以下称为GP)。制作GP若干个。

(3)取GP，按图2至图4所述实施例的方法，在GP外包裹0.016mm厚的铝箔，制成可破碎化学发光药剂储存装置(以下称为GPA)。制作GPA若干个。

(4)将GPA浸渍于熔融的52#石蜡中取出放凉，制成具有石蜡密封层并且石蜡封闭缝隙的可破碎化学发光药剂储存装置(以下称为GPAC)。制作GPAC若干个。

(5)取6ml的G溶液灌装入10×100mm的玻璃安培中并焊接密封，所得装置以下称为AP。

(6)以85％浓度的过氧化氢水溶液加入邻苯二甲酸二甲酯/叔丁醇体积比8/2的混合物，制成3％过氧化氢的有效浓度邻苯二甲酸二甲酯/叔丁醇混合溶液1L，再加入水杨酸钠100mg制成100ppm的催化剂含量，所成的溶液为氧化剂组分(以下称为HP)。并用高锰酸钾标定该氧化剂中过氧化氢浓度。

(7)将上述GP、GPA、GPAC、AP置于40摄氏度，相对湿度80％的恒温恒湿烘箱内老化7天，其中AP被看作是不受水分影响的标准参考样本。

将老化7天后的GP、GPA、GPAC、AP中的发光液取出5ml，分别置于4个内径11.5mm的聚乙烯试管中，依次加入2.5ml的HP，震荡使之混合均匀。依次循环用TES-1330A照度计测量4个试管外壁的化学发光强度。测量时间分别为混合后15S、1min、5min、15min、30min、1h、2h、3h。实验测得的发光强度数据(单位：Lux)如表1。

表1.发光强度实验数据

	15S	1min	5min	15min	30min	1h	2h	3h
									GP	1.2	0.6	4.6	11.3	21.6	16.5	9.3	5.3
GPA	198.3	195.2	188.9	166.3	153.3	80.1	52.8	35.9
									GPAC	202.5	199.0	194.2	171.1	160.0	82.7	46.5	21.3
AP	208.2	205.7	202.9	174.9	163.5	89.6	55.8	25.4

由表1可以看出，GP已经遭到严重破坏，发光效果非常差，混合初期几乎不会发光，最大亮度只有21.6LUX。GPA和GPAC的发光几乎没有区别；GPAC的初期稍好一点，而GPA的第2、3小时要好一些。AP的发光初期好过其他所有样本，但第3h也比GAP略低。总的来说，GPA和GPAC与标准AP相比，发光基本正常，而没有铝箔保护的GP却被严重的损坏了。

2、密封囊密封氧化剂组分的情况

(1)将氧化剂组分HP精密称重10.0000g灌装进入90mm×90mm，0.02mm厚的聚乙烯薄膜制成的袋中并密封，制成含有氧化剂的密封囊(以下称为HPP)。制作HPP若干个。

(2)在HPP囊外包裹0.016mm厚的铝箔，制成可破碎化学发光药剂储存装置(以下成为HPPA)。制作HPPA若干个。

(3)以铝箔复合PE膜(铝箔厚度0.016mm，PE膜厚度0.02mm)的90mm×90mm复合材料制作成袋，装入HP精密称重10.0000g，然后密封袋口。制成可破碎化学发光药剂储存装置(以下成为HPPEA)。

(4)将上述HPP、HPPA、HPPEA装置用天平称重并记录(精确至0.0001g)，然后将装置置于40摄氏度，相对湿度40％的恒温恒湿烘箱内加热14天。取出后再称重(精确至0.0001g)，将每个试样加热前的数据与加热后的数据相减，差值数据如表2。

表2.减重实验数据

试样	HPP	HPPA	HPPEA
				减重	0.6631g	0.0377g	0.1232g

观察3种样品加热后的外观，可以看到HPP、HPPA外观无明显变化，但HPPEA的铝箔复合层与PE层已经部分剥离，一些部位铝箔已经破裂，可以见到内部PE材料，但内部PE袋仍然完整，无泄漏现象。

取出三个装置内的氧化剂，用高锰酸钾法再次测量过氧化氢含量，其实验数据见表3。

表3.过氧化氢含量实验数据

试样	HPP	HPPA	HPPEA
				加热前标定含量	3.07％	3.07％	3.07％
加热后测量含量	1.72％	2.82％	2.31％

根据上述实验数据分析与外观观察，得出如下结论：如果只用聚乙烯薄膜制成的袋来储存氧化剂，失重严重，而且过氧化氢有效含量损失严重，是不可取的方案。而应用本发明技术方案的可破碎化学发光药剂储存装置储存氧化剂，效果明显优于现有技术用铝箔复合材料制成的储存袋，实验的失重率和过氧化氢有效含量的减少情况都证明了本发明的优势。更重要的是过氧化氢破坏了铝箔复合材料制成的储存袋的结构，致使其保护作用丧失，一方面可能导致泄漏污染双草酸酯部分，另一方面可能会导致过氧化氢挥发丧失。

我们还对本发明的图4、图6、图7所示的三种实施例分别灌装了含双草酸酯组分的药剂和含氧化剂组分的药剂，同时进行加热老化，然后分别检测了发光强度、减重和过氧化氢含量实验，结果证明，这三种结构没有明显区别。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种可破碎化学发光药剂储存装置，其特征在于，包括高分子聚合物薄膜材料制成的可破碎的密封囊(2)，密封囊(2)内装有化学发光药剂(1)，密封囊(2)的外部设有一层或一层以上的铝箔包裹层(5)。

2.根据权利要求1所述的可破碎化学发光药剂储存装置，其特征在于，所述的化学发光药剂(1)是含有双草酸酯的组分或含有氧化剂的组分。

3.根据权利要求1所述的可破碎化学发光药剂储存装置，其特征在于，所述密封囊(2)的材质可以是聚全氟乙丙稀FEP或可熔性聚四氟乙烯PFA或聚丙烯PP或聚乙烯PE或聚氯乙烯PVC或聚酯PET或聚偏氯乙烯PVDC或高阻隔MA-PVDC；所述的高分子聚合物薄膜的厚度为0.0001mm-0.3mm；所述的铝箔其厚度为0.001mm-0.2mm。

4.根据权利要求1所述的可破碎化学发光药剂储存装置，其特征在于，所述的一层或一层以上的铝箔包裹层(5)是由一张或一张以上的铝箔(3)包裹而成，暴露于外界的铝箔的边被与其相接触的铝箔的其它部分一起折叠一次或多次。

5.一种可破碎化学发光药剂储存装置，其特征在于，是将权利要求1或2或3或4所述的可破碎化学发光药剂储存装置整体或部分浸渍于可固化液态密封材料，而使铝箔包裹层(5)的外表面获得封闭层；所述的部分浸渍于可固化液态密封材料，是指铝箔包裹层(5)的折叠处被浸渍于可固化液态密封材料，从而使得折叠缝隙被密封材封闭。

6.根据权利要求5所述的可破碎化学发光药剂储存装置，其特征在于，所述的密封材料是可固化液态高分子树脂材料或蜡或粘结剂；其固化态是易破碎的。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的可破碎化学发光药剂储存装置，其特征在于，所述的铝箔包裹层(5)外面包裹有非封闭的高分子聚合物薄膜。

8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的可破碎化学发光药剂储存装置，其特征在于，本储存装置可被压力压破或尖锐物体刺穿或被锋利的物体割破，从而使内部密封的化学发光药剂释放到装置外面。

9.根据权利要求1或2或3或4或5所述的可破碎化学发光药剂储存装置，其特征在于，所述的密封囊(2)上设置有易崩裂的区域。

10.根据权利要求9所述的可破碎化学发光药剂储存装置，其特征在于，所述的易崩裂的区域可以是密封囊(2)上预处理出的较薄的区域，或未穿透的刻痕，或是在热熔焊边缘时通过适当的热合时间和热合温度和压力获得的较容易被打开的熔合密封线，或是凹凸相配的密封槽焊接在薄膜的内表面形成的密封口。