電磁頻譜可探測的塑料包裝部件的制作方法
【專利摘要】提供一種塑料包裝部件，其通過包含電磁頻譜可探測的添加物的樹脂形成，添加物與樹脂混合。所述樹脂形成為以下的塑料包裝部件：氣溶膠包裝蓋、氣溶膠噴射按鈕、氣溶膠噴射管、觸發(fā)式噴射器、集成蓋噴射器、油脂料筒、油脂帽、塑料纖維毛巾料、包裝帶、提桶蓋、瓶蓋、或刷子。還提供一種用于探測有機(jī)生產(chǎn)流水線中脫落的包裝部件的方法，包括：向樹脂中加入與樹脂混合的電磁頻譜可探測的添加物；將添加有添加物的樹脂形成為塑料包裝部件。然后針對添加物的可探測信號(hào)而掃描生產(chǎn)流水線。當(dāng)探測到添加物時(shí)，提供警報(bào)信號(hào)，以提示生產(chǎn)流水線包含脫落的包裝部件。
【專利說明】電磁頻譜可探測的塑料包裝部件
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請是發(fā)明申請，要求2011年3月25日提交的美國臨時(shí)專利申請61/467，811的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該臨時(shí)專利申請的內(nèi)容由此通過引用并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明一般涉及工業(yè)材料塑料包裝部件，特別涉及添加了物質(zhì)的塑料部件，該物質(zhì)使得這樣的塑料部件能夠通過與產(chǎn)品流水線相關(guān)的異物探測設(shè)備被探測到。
【背景技術(shù)】
[0004]金屬探測器在食品加工線上是常見的，其用于確?？赡墚a(chǎn)生劃破威脅的金屬碎片不會(huì)最終殘留在食品產(chǎn)品中。類似地，制藥和生物醫(yī)藥的裝置的生產(chǎn)不僅容易遭受與最終殘留在產(chǎn)品流水線中的金屬殘片相關(guān)的威脅，而且容易遭受這種金屬可能使活性藥物成分退化或者成為潛在感染源的可能性?，F(xiàn)有技術(shù)中已知有多種技術(shù)能夠探測生產(chǎn)線內(nèi)存在的混雜金屬。這些技術(shù)包括:使用發(fā)送線圈-接收線圈的金屬探測系統(tǒng)、使用無線電頻率的系統(tǒng)，以及基于磁場的系統(tǒng)。公認(rèn)的事實(shí)是:一些金屬材料不是鐵磁性的并且同時(shí)也不是特別良好的電導(dǎo)體，X光掃描器和其它電磁場(emf)頻譜區(qū)域頻譜探測技術(shù)已經(jīng)被用于食品和藥品生產(chǎn)線，以利于探測更寬范圍的污染物。
[0005]雖然探測食品或藥品生產(chǎn)線中的混雜金屬碎片是有所改進(jìn)的，但現(xiàn)有的生產(chǎn)線很少會(huì)裝配設(shè)備來探測可能進(jìn)入食品或藥品生產(chǎn)線中的混雜的塑料材料和其它聚合物材料。這是有問題的，因?yàn)檫@樣的塑料材料不僅會(huì)破碎為能夠?qū)е聞澠频乃槠?，對于藥品生產(chǎn)，還包含可能會(huì)降低療效的有機(jī)金屬催化劑和增塑劑。
[0006]食品或藥品生產(chǎn)線的維護(hù)現(xiàn)在具有嚴(yán)格的準(zhǔn)則，即需要禁止各種材料封裝部件進(jìn)入的禁區(qū)。盡管有這些禁止政策，還是會(huì)有塑料殘片進(jìn)入生產(chǎn)線，而且，即使只有單一的塑料片進(jìn)入生產(chǎn)流水線，也必須將大量的原本可用的產(chǎn)品廢棄。關(guān)于肉餡處理的規(guī)定可作為示例，其要求將可能被污染的產(chǎn)品廢棄。無意中被引入生產(chǎn)禁區(qū)中的常見塑料包裝包括:氣溶膠罐，油脂料筒管、油脂管帽、塑料纖維毛巾料、包裝帶、提桶蓋、瓶蓋和刷子。
[0007]氣溶膠罐常用于食品和藥品生產(chǎn)工業(yè)以傳輸潤滑劑、密封劑和其它物質(zhì)，從而保持生產(chǎn)設(shè)備的操作。典型的氣溶膠罐具有安裝在罐頂?shù)乃芰仙w，以覆蓋氣溶膠噴射按鈕。為了排出氣溶膠罐的加壓的容納物，常常將蓋移除，將氣溶膠罐保持在豎立位置，并以要施力的方向按下氣溶膠噴射按鈕?？蛇x地，噴射管連接到噴射按鈕，從而以更集中的方式引導(dǎo)氣溶膠噴射流從噴射按鈕的孔噴向期望目標(biāo)。這樣的氣溶膠罐蓋、噴射按鈕和噴射管典型地使用塑料材料，諸如聚丙烯、金屬、尼龍或高密度聚乙烯的，通過擠出成型或注射成型而形成。在食品或藥品產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)線的應(yīng)用環(huán)境中使用這種罐時(shí)，蓋、噴射按鈕和噴射管這些塑料部件中的每一個(gè)都有可能從氣溶膠罐中分離并進(jìn)入生產(chǎn)流水線。一旦由塑料形成的氣溶膠包裝部件進(jìn)入該生產(chǎn)流水線，則難以在生產(chǎn)過程中探測到這些部件及其碎片。
[0008]因此，需要一種由這樣的物質(zhì)形成的塑料包裝部件，該物質(zhì)易于通過傳統(tǒng)的金屬探測器、X光或其它電磁頻譜的探測技術(shù)被檢測到，以避免所述部件遺留在諸如食品或藥品產(chǎn)品的消費(fèi)產(chǎn)品生產(chǎn)線中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]提供一種由樹脂形成的塑料包裝部件，該樹脂包含電磁頻譜可探測的添加物，該添加物與樹脂混合。所述樹脂形成為以下部件的塑料包裝部件:氣溶膠封裝蓋、氣溶膠噴射按鈕、氣溶膠噴射管、觸發(fā)式噴射器、集成蓋噴射器、油脂料筒、油脂帽、塑料纖維毛巾料、包裝帶、提桶蓋、瓶蓋或刷子。
[0010]提供一種用于探測有機(jī)生產(chǎn)流水線中脫落的包裝部件的方法，其包括:向樹脂中加入與樹脂混合的電磁頻譜可探測的添加物；將添加有添加物的樹脂形成為塑料包裝部件，例如氣溶膠包裝蓋、氣溶膠噴射按鈕、氣溶膠噴射管、觸發(fā)式噴射器、集成蓋噴射器、油脂料筒、油脂帽、塑料纖維毛巾料、包裝帶、提桶蓋、瓶蓋或刷子。然后針對產(chǎn)品流水線中存在的添加物的可探測信號(hào)而掃描生產(chǎn)流水線。當(dāng)探測到添加物時(shí)，提供警報(bào)信號(hào)，該信號(hào)表示生產(chǎn)流水線包含脫落的包裝部件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是氣溶膠噴射罐和氣溶膠噴射包裝的局部剖切圖，其中圖示出根據(jù)本發(fā)明形成的各種塑料氣溶膠包裝部件。
[0012]圖2A-2J是根據(jù)本發(fā)明形成的各種包裝部件的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明具有實(shí)用性，因?yàn)樗芰习b部件能夠通過異物探測設(shè)備被探測到，特別是在食品和藥品產(chǎn)業(yè)常用的有機(jī)物質(zhì)生產(chǎn)流水線應(yīng)用環(huán)境中。通過在塑料樹脂中添加電磁頻譜可探測的添加物，可以允許探測到意外地脫落到有機(jī)生產(chǎn)流水線中的這些部件。
[0014]通過示例而不限于圖中所示的尺寸和結(jié)構(gòu)，圖1中氣溶膠噴射罐通常用10示出，氣溶膠噴射罐10包括蓋12，用于安裝到圍繞主體16的唇緣14或罐10的閥帽18。穹形的封閉體17在唇緣14上方延伸并終止于頂部邊緣18。產(chǎn)品排出管20穿過頂部邊緣18延伸，產(chǎn)品排出管20覆蓋有氣溶膠噴射按鈕22。噴射按鈕22中具有孔24。孔24與罐10的容納物完全連通。溶膠噴射管26可選擇地被提供用于與孔24連接以直接從孔24延伸，從而罐10的容納物可以通過孔24并通過管26來從管26的遠(yuǎn)端排出。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，塑料氣溶膠包裝部件示例性地包括氣溶膠包裝蓋12、氣溶膠噴射按鈕22、氣溶膠噴射管26。除了圖1中所示的部件以外，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，由本發(fā)明成分制成的其它氣溶膠部件示例性地包括任何可能會(huì)從氣溶膠應(yīng)用中分離的塑料氣溶膠部件，其可能是加壓的或者是手工泵壓的，該塑料氣溶膠部件包括:夾式延伸管固定器，例如在專利US5, 178，354中所示；觸發(fā)式噴射器，例如在美國專利3，756，512,4, 155，487,4, 345，718中所示；集成蓋噴射器，例如在美國專利4，620，646、5，379, 924中所示；和它們的組合，該塑料氣溶膠部件由傳統(tǒng)的熱塑性樹脂形成，所述樹脂經(jīng)過注射成型或擠出成型而形成相應(yīng)的部件。其它圖示的本發(fā)明的塑料包裝部件包括:夾式延伸管固定器(圖2A)，觸發(fā)式噴射器(圖2B)和集成蓋噴射器(圖2C)。其它的得益于可探測特性并作為對食品和藥品生產(chǎn)線的常見污染物的塑料部件如圖所示并包括:油脂料筒(圖2D)，油脂帽(圖2E)，塑料纖維毛巾片(圖2F)，包裝帶(圖2G)，提桶蓋(圖2H)，瓶蓋(圖21)和刷子(圖2J)。受益于包含有電磁頻譜可探測的添加物的本發(fā)明部件的共同特征是:與用于保持生產(chǎn)線操作的消耗品相關(guān)。在特定實(shí)施例中，本發(fā)明元件通常與生產(chǎn)設(shè)備無關(guān)。
[0016]形成部件的傳統(tǒng)樹脂中包括與樹脂混合的電磁頻譜可探測的添加物。添加物存在的量能夠通過金屬探測、X光探測和微波探測常見的傳統(tǒng)探測技術(shù)或者其它電磁頻譜探測技術(shù)而探測到。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然這些探測技術(shù)可以與添加物或部件的成像結(jié)合使用，但添加物探測不是只基于用于定位有機(jī)生產(chǎn)流水線中的混雜金屬或高電子密度物質(zhì)的可見光成像。這樣的有機(jī)生產(chǎn)流水線通常與食品產(chǎn)業(yè)、藥品產(chǎn)業(yè)、動(dòng)物飼料產(chǎn)業(yè)和醫(yī)用產(chǎn)品相關(guān)。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，這樣的有機(jī)生產(chǎn)流水線主要基于含碳材料，公認(rèn)的是，這樣的流水線還包含微量的營養(yǎng)金屬、有機(jī)金屬催化劑和金屬酶等。進(jìn)入流水線中的本發(fā)明塑料部件的碎片或碎塊被認(rèn)為是不希望出現(xiàn)的污染物，并可通過產(chǎn)品流水線中的固有物質(zhì)而被探測出。
[0017]形成塑性氣溶膠包裝部件的樹脂示例性地包括:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，醋酸基樹脂，丙烯酸樹脂，乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)，含氟聚合物，尼龍，聚碳酸酯，聚酯，聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯，N-乙烯基咔唑,聚氨酯,人造橡膠(例如聚異戍二烯、聚丁二烯、聚乙烯-聚丙烯橡膠(EPDM)，丁苯橡膠(SBR))及其組合。聚丙烯和聚乙烯代表了示例性的熱塑性樹脂，包裝部件由該樹脂澆鑄成型或擠出成型。特別地，高密度聚乙烯代表了用于形成這樣的氣溶膠包裝部件和其它包裝部件的優(yōu)選類別的聚乙烯。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，除了熱塑性樹脂以外，注射成型的合成物可選地還包括:增塑劑、著色劑、加工助劑、填充劑(例如碳酸鈣、玻璃纖維、和金紅石或其他形式的二氧化鈦)和炭黑。
[0018]熱塑性樹脂或熱固性樹脂與電磁頻譜可探測的添加物混合，該添加物以利于探測的量和尺寸存在于樹脂中。優(yōu)選地，添加物所存在的量和尺寸限制了基料樹脂加工質(zhì)量的變化。樹脂中該電磁頻譜可探測的添加物的一般重量，通常占形成本發(fā)明部件的樹脂成分總重量的1%至30%。為防止添加物阻止或干擾經(jīng)由制模頭部的樹脂注射成型的可能性，優(yōu)選地，添加物采用球形微?；蛑辽贋槲⒘５男问剑渲?，微粒的最長線性尺度與微粒的最短線性尺度之比為3:1-1:1。
[0019]優(yōu)選地，添加物具有的平均x-y-z線性尺寸，使得塑性樹脂中至少50%的添加物微粒具有小于100微米的x-y-z平均線性尺寸。
[0020]在此使用的“x-y-z平均線性尺度”限定了由X軸線、y軸線和z軸線所限定的在三個(gè)正交方向上的微粒平均線性度。更優(yōu)選地,70%以上的添加物微粒具有小于80微米的平均x-y-z線性度。進(jìn)一步優(yōu)選地，90%以上的添加物微粒具有小于50微米的平均x-y-z線性度。添加物可選地通過前述樹脂中的一種進(jìn)行預(yù)涂覆以利于散開。
[0021]在此有效的電磁頻譜可探測的添加物的特性，主要取決于與樹脂的兼容性和由所采用的有機(jī)生產(chǎn)流水線探測設(shè)備進(jìn)行探測的靈敏度。在此有效的電磁頻譜可探測的添加物示例性地包括:不銹鋼、含鐵金屬、鋅、鋁，以及包含鋁、鋅、鐵這樣的金屬的合金。硫酸鋇和含碘化合物代表了在此有效的無機(jī)非金屬電磁頻譜可探測的添加物，其具有高程度的輻射不透性。這種本發(fā)明添加物的一般重量通常在可注射成型樹脂的總重量的I?30%的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，添加物被選擇為食品級(jí)的或者相對于藥品生產(chǎn)流水線或其它生產(chǎn)流水線呈惰性。[0022]為便于使本發(fā)明的可探測添加物與適于注射成型的熱塑性樹脂包裝體混合，優(yōu)選地，電磁頻譜可探測添加物和聚合物載體一起與熱塑性樹脂混合。適合的聚合物載體與添加物相互混合以形成粒狀材料，該粒狀非常適于混合到基于螺桿的熱塑性擠出成型機(jī)器中，從而與工業(yè)常用的熱塑性樹脂球粒混合，以便在空氣中形成均勻熔體。這樣的球粒易于通過傳統(tǒng)的Gala造粒機(jī)形成。適合的聚合物載體包括前述的熱塑性樹脂。示例性的聚合物載體包括:聚丙烯、乙烯-丙烯酸乙酯和醋酸乙烯酯。這樣的聚合物載體混合微粒可從包括Eriez (Erie, PA)在內(nèi)的多個(gè)供應(yīng)商購得。
[0023]應(yīng)認(rèn)識(shí)到，相對于在沒有本發(fā)明可探測添加物情況下，包含有本發(fā)明可探測添加物的部件成型常常具有一定程度的脆化。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，可通過修改配方而至少部分地補(bǔ)償脆化，例如，更多重量的增塑劑，減少樹脂內(nèi)的傳統(tǒng)填料，或借助于具有更低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的樹脂。
[0024]針對于如圖2F中所示的本發(fā)明塑料毛巾片，傳統(tǒng)纖維通過包含有本發(fā)明添加物微粒的清洗而形成，以使得這樣的纖維在添加到毛巾片中時(shí)可以根據(jù)本發(fā)明而被電磁頻譜探測到。所述纖維可選地在生產(chǎn)后仍然是有黏性的，另外添加物通過傳統(tǒng)的接觸粘接劑或熱塑性熔體而被粘附。然后，涂覆有添加物的合成纖維用于以傳統(tǒng)方式制造塑料纖維毛巾。
[0025]在本發(fā)明的塑料包裝部件進(jìn)行擠壓成型、注射成型、或澆鑄成型時(shí)，本發(fā)明的該部件與圖1中所示的氣溶膠包裝容器或其它容器組合，并以與傳統(tǒng)部件相同的方式操作。然而，當(dāng)本發(fā)明的部件從包裝容器中脫離并落入有機(jī)生產(chǎn)流水線(例如與食品或藥品生產(chǎn)相關(guān)的有機(jī)生產(chǎn)流水線)中時(shí)，易于針對所述可探測添加物來掃描產(chǎn)品流水線，而且一旦發(fā)現(xiàn)添加物則發(fā)出警報(bào)。在特定實(shí)施例中，一旦有警報(bào)發(fā)出，則停止生產(chǎn)線，而且可選地，將可能受到污染的部分產(chǎn)品與純產(chǎn)品分離。在此有效的頻譜探測示例性地包括:傳統(tǒng)金屬探測、X管探測和微波探測。因此，與本發(fā)明包裝容器相關(guān)的脫落的部件易于被探測到并且在包裝之前和消費(fèi)者可能攝食或發(fā)生其它接觸之前從生產(chǎn)流水線中移除。
[0026]在本申請文件中提到的專利文獻(xiàn)和公開內(nèi)容為本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通水平的技術(shù)人員提供指示。這些文獻(xiàn)和公開內(nèi)容通過引用并入本文，如同每個(gè)單獨(dú)文獻(xiàn)或公開內(nèi)容通過引用被具體地且獨(dú)立地并入本文。
[0027]本發(fā)明的以上描述應(yīng)被認(rèn)為不會(huì)限制所附權(quán)利要求的范圍，而是，這樣的描述將作為本發(fā)明的示例。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在如所附權(quán)利要求書中描述和限定的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)，本發(fā)明存在各種修改變形例。
【權(quán)利要求】
1.一種塑料包裝部件，包括: 熱塑性或熱固性樹脂，用于形成基體；和 電磁頻譜可探測的添加物，其與所述樹脂混合，所述樹脂形成為所述部件的形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的部件，其中，所述形狀是氣溶膠包裝蓋、氣溶膠噴射按鈕、氣溶膠噴射管或所述管的氣溶膠包裝夾式延伸固定器之一。
3.如權(quán)利要求1所述的部件，其中，所述樹脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS、醋酸基樹脂、丙烯酸樹脂、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、含氟聚合物、尼龍、聚碳酸酯、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、N-乙烯基咔唑、聚氨酯、聚異戍二烯、聚丁二烯、聚乙烯-聚丙烯橡膠(EPDM)、丁苯橡膠(SBR)之一或它們的組合。
4.如權(quán)利要求1所述的部件，其中，所述樹脂是聚丙烯。
5.如權(quán)利要求1所述的部件，其中，所述樹脂是聚乙烯。
6.如權(quán)利要求1所述的部件，其中，所述樹脂是高密度聚乙烯。
7.如權(quán)利要求1所述的部件，其中，所述添加物是硫酸鋇或含碘化合物中的至少一個(gè)。
8.如權(quán)利要求1所述的部件，其中，所述添加物是不銹鋼微粒。
9.如權(quán)利要求1所述的部件，其中，所述添加物具有平均x-y-z線性延伸度，使得至少50%的添加物微粒小于100微米。
10.如權(quán)利要求1所述的部件，其中，所述形狀是觸發(fā)式噴射器或集成蓋噴射器。
11.如權(quán)利要求1所述的部件，其中，所述形狀是油脂料筒或油脂帽。
12.如權(quán)利要求1所述的部件，其中，所述形狀是包裝帶。
13.如權(quán)利要求1所述的部件，其中，所述形狀是提桶蓋或瓶蓋。
14.如權(quán)利要求1所述的部件，其中，所述形狀是刷子。
15.如權(quán)利要求1所述的部件，其中，所述添加物占所述部件的總重量的I一 50%。
16.如權(quán)利要求1所述的部件，進(jìn)一步包括:聚合物載體，其在所述添加物與所述樹脂混合之前與所述添加物混合。
17.一種用于探測有機(jī)生產(chǎn)流水線中的脫落的塑料包裝部件的方法，包括: 形成包裝部件，所述包裝部件包含電磁頻譜可探測的物質(zhì)；和 針對所述部件中存在的所述電磁頻譜可探測的物質(zhì)而掃描所述生產(chǎn)流水線。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括:當(dāng)探測到所述添加物時(shí)，發(fā)出警報(bào)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括:響應(yīng)于所述警報(bào)，將所述生產(chǎn)流水線的一部分隔離。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述部件是塑料纖維毛巾片。
【文檔編號(hào)】B65D83/00GK103517856SQ201280022448
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月25日
【發(fā)明者】羅伯特·H.·馬丁, 威廉·A.·普里斯二世, 約翰·格雷戈里·布魯斯, 達(dá)利恩·菲利普斯·喬丹, 克雷格·馬丁·斯登 申請人:伊利諾斯工具制品有限公司