CN107179314A - 一种二氧化碳气体检测用组合物和使用该组合物的二氧化碳气体指示剂及其应用 - Google Patents

一种二氧化碳气体检测用组合物和使用该组合物的二氧化碳气体指示剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明技术方案是提供一种二氧化碳气体检测用组合物和使用该组合物的二氧化碳气体指示剂及其应用，该指示剂由pH指示剂、溶剂和不干胶贴纸组成，用于含有二氧化碳气体的气体置换包装体。当包装体内的二氧化碳气体浓度发生变化时，该指示剂可相应地发生颜色变化，用于验证和检测含有二氧化碳的气体置换包装体是否存在气孔或密封不良。该指示剂配方简单，不含任何有毒、有害溶剂，其变色反应灵敏、可靠，较现有技术方案相比长期稳定性更优。本发明属于化学试剂、试纸领域，可用于食品、饮料及药品的气体置换包装。

Description

一种二氧化碳气体检测用组合物和使用该组合物的二氧化碳 气体指示剂及其应用
技术领域
本发明技术方案是提供一种二氧化碳气体检测用组合物以及使用该组合物的二氧化碳气体指示剂，其可用于含有二氧化碳气体的气体置换包装体。当本发明涉及的指示剂被使用时，可容易地确认由包装体内二氧化碳气体浓度变化引起的指示剂颜色变化，进而也容易地发现含有二氧化碳气体的气体置换包装体的气孔、密封不严的发生。本发明属于化学试剂、试纸领域，可用于食品、饮料及药品的气体置换包装。
背景技术
气体置换包装是长期保存食品、药品等内容物的常用方法，此类包装经常使用二氧化碳(CO2)、氮气或二者的混合气体作为置换气体，在此基础上采用气体阻隔性能优良的包装材料进行包装。当采用此类气体阻隔性能优良的包装材料进行气体置换包装时，可以长时间保存内容物。然而，由于包装材料自身可能存在问题，内容物封入时包装密封不严，或者在流通等运输过程中受到撞击、挤压等原因，可能会产生气孔、封口开裂等现象，则气体置换包装内的氛围气会发生变化，进而可能会出现内容物变质等情形。在此种情况下，上述气体置换包装有可能在不被察觉的情况下继续流通，进而可能造成产品质量之安全隐患。因此，有必要开发一种技术和相关产品用于检测内容物是否安全可靠地保持在气体置换包装氛围气中，以此保障产品在长期存放与流通过程中的质量。
本发明的初衷主要是为检验含碳酸氢钠的液体制剂包装的密封性。目前市售的含碳酸氢钠的注射液主要有两种，一种是碳酸氢钠注射液，另一种是碳酸氢钠林格注射液。本发明主要是为确保上述制剂的气体置换包装的密闭性，但本发明的设计思路和用途不限于验证和保障含碳酸氢钠制剂的气体置换包装的密闭性。如前所述，本发明还可用于监测和保障使用二氧化碳(CO2)、或含有二氧化碳的混合气体作为置换气体的食品、药品包装的密闭性。
本发明的目的是提供一种二氧化碳气体指示剂，该指示剂由pH指示剂、溶剂和不干胶贴纸组成。如上所述，即使采用气体阻隔性优异的包装材料进行气体置换包装，也不能够确认其是否存在气孔、密闭不严等问题，故不能确认内容物是确实地保持在气体置换包装的氛围气中。作为检查气体置换包装氛围气是否维持的手段，可考虑例如一种检测置换气体中的二氧化碳浓度的方法。为了检测二氧化碳气体的浓度，例如日本特开昭64-69951号中记载，公开了一种通过用pH指示剂、碱、和溶剂浸渍过滤纸得到的二氧化碳指示剂。但是，这种二氧化碳指示器具有不能长期间稳定性的缺点。日本特表平5-506088号中，公开了通过使用pH指示剂、作为碱的季盐阳离子、聚合物和增塑剂而制成薄膜的医疗用二氧化碳监测器，但是该监测器在包装体中使用形成指示部时是太耗时了。另外，CN100340857C公开了一种二氧化碳气体检测用油墨组合物，其含有pH指示剂、粘合剂和溶剂。该油墨组合物虽在一定程度上改进了上述二氧化碳指示剂的稳定性，但这种组合物配方组成成分复杂且含有机溶剂，当其用于含碳酸氢钠的注射液气体置换包装的指示剂时，可能存在有机溶剂气化后向药液中渗透、迁移的风险。另一方面，该油墨组合物用于上述含二氧化碳的气体置换包装时制备工艺繁琐，不利于生产上的推广应用。其次，该油墨组合物用作二氧化碳指示剂的稳定性也不甚理想。当含二氧化碳的气体置换包装发生泄漏或密封不严的情况时，其指示部与空气持续接触12月后又会逐渐变色，由紫色变为(浅)黄色，进而可能造成产品质量在后续的流通过程中仍然存在安全隐患。
发明内容
本发明正是考虑到上述情况而作出的，其目的是提供一种二氧化碳气体指示剂，该指示剂由pH指示剂、溶剂和不干胶贴纸组成，该指示剂用于检测在封入含有二氧化碳气体的置换气体的气体置换包装体的气孔或密封不良引起的氛围气的变化。
本发明的另一个目的是提供一种二氧化碳气体检测组合物，该组合物由pH指示剂、碱性物质和溶剂组成，该组合物用于检测在封入含有二氧化碳气体的置换气体的气体置换包装体的气孔或密封不良引起的氛围气的变化。
本发明的另一个目的是提供一种用于保存食品、饮料、药品等内容物的容器，或将这种容器保存在由气体阻隔性材料制得的外装体内而得到的包装体，通过它们可确认在这个容器或外装体内含有二氧化碳气体的气体密封状态。
具体实施方式
本发明的二氧化碳气体指示剂包含二氧化碳气体检测用组合物和不干胶贴纸组成，其中二氧化碳气体检测用组合物包含pH指示剂、碱性物质和溶剂。
二氧化碳气体溶解在水中表现为弱酸性。本发明的二氧化碳气体指示剂，如果在氛围气中存在大量的二氧化碳气体，则pH值降低。随着二氧化碳浓度降低，pH值升高，则pH指示剂的色泽相应地发生变化。通过观察这个色泽的变化，可以检测到氛围气的二氧化碳气体浓度的变化。当所述油墨组合物含有碱性物质时，可更清楚地检测到前述色泽的变化。在本发明中，通过在封入了含有二氧化碳气体的置换气体的置换包装体内粘贴这种二氧化碳气体指示剂，即可形成指示部。因此，可通过指示部的色泽判断在置换气体氛围气中二氧化碳浓度的变化，由此可容易地确认包装体是否存在气孔和密封不良。本发明的二氧化碳指示剂包含一种不干胶贴纸作为支持体，在该支持体上可形成指示部。这个指示部是使用上述二氧化碳气体检测用组合物而形成的。当这个指示剂是在封入了含有二氧化碳气体的置换气体的气体置换包装体内时，如果包装体内与大气相通且二氧化碳气体泄漏时，通过指示部的色泽可判断置换的气体氛围气中的二氧化碳气体浓度的变化。因此，如果所述指示剂变化成无二氧化碳气体时的色泽，则就可容易地发现包装体的气孔和密封不良，或由运输、贮藏操作不当时引起的包装体的开封和破损。可以使用任何pH指示剂，只要该指示剂在二氧化碳气体的影响下改变其色泽或者由碱性物质的浓度的变化导致的pH波动而改变其色泽就行。优选的pH指示剂及其显色范围见表1。
表1优选的pH指示剂及其显色范围
pH指示剂 变色范围
溴百里酚蓝 黄6.0～7.6蓝
中性红 红6.0～8.0黄
苯酚红 黄6.8～8.4红
间甲酚紫 黄7.4～9.0蓝紫
百里酚蓝 黄8.0～9.6蓝
特别优选的pH指示剂是间甲酚紫，因为它的变色范围适宜，且显色反应的色泽变化容易被观察到。
本发明中的碱性物质优选是由碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐。
所述溶剂优选是水和醇的至少之一，特别优选是水。
所述不干胶贴纸优选是以亚光纸或铜版纸为面材，特别优选是亚光纸为面材；用于不干胶贴纸的胶水优选是丙烯酸胶、橡胶或EVA类热熔胶，特别优选是丙烯酸胶；用于不干胶贴纸的底纸优选是格拉辛底纸。
本发明的二氧化碳气体检测组合物可进一步含有吸水剂。通过在所述二氧化碳气体指示剂中加入吸水剂，有助于其吸收二氧化碳气体，促进pH指示剂的显色反应。作为吸水剂，优选是甘油、乙醇、丙二醇或二甲亚砜(DMSO)，特别优选是甘油。
实施例
下面通过实施例更具体地说明本发明。
实施例1
将上述组分溶解、混合均匀，涂布于上述不干胶贴纸(直径10～18mm白色圆片)表面，待自然晾干后，粘贴于含有二氧化碳气体的密闭容器(高阻隔膜袋/500ml)中，改变密闭容器内的二氧化碳浓度，观察其颜色变化，所得结果见表2。
实施例2
二氧化碳气体检测组合物配方2
将上述组分溶解、混合均匀，涂布于上述不干胶贴纸(直径10～18mm白色圆片)表面，待自然晾干后，粘贴于含有二氧化碳气体的密闭容器(高阻隔膜袋/500ml)中，改变密闭容器内的二氧化碳浓度，观察其颜色变化，所得结果见表2。
实施例3
二氧化碳气体检测组合物配方3
将上述组分溶解、混合均匀，涂布于上述不干胶贴纸(直径10～18mm白色圆片)表面，待自然晾干后，粘贴于含有二氧化碳气体的密闭容器(高阻隔膜袋/500ml)中，改变密闭容器内的二氧化碳浓度，观察其颜色变化，所得结果见表2。
实施例4
二氧化碳气体检测组合物配方4
将上述组分溶解、混合均匀，涂布于上述不干胶贴纸(直径10～18mm白色圆片)表面，待自然晾干后，粘贴于含有二氧化碳气体的密闭容器(高阻隔膜袋/500ml)中，改变密闭容器内的二氧化碳浓度，观察其颜色变化，所得结果见表2。
实施例5
二氧化碳气体检测组合物配方5
将上述组分溶解、混合均匀，涂布于上述不干胶贴纸(直径10～18mm白色圆片)表面，待自然晾干后，粘贴于含有二氧化碳气体的密闭容器(高阻隔膜袋/500ml)中，改变密闭容器内的二氧化碳浓度，观察其颜色变化，所得结果见表2。
实施例6
二氧化碳气体检测组合物配方6
将上述组分溶解、混合均匀，涂布于上述不干胶贴纸(直径10～18mm白色圆片)表面，待自然晾干后，粘贴于含有二氧化碳气体的密闭容器(高阻隔膜袋/500ml)中，改变密闭容器内的二氧化碳浓度，观察其颜色变化，所得结果见表2。
表2不同二氧化碳气体组合物配方在不同CO2浓度条件下的显色性
CO2浓度 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
0％ 紫色 紫色 紫色 紫色 紫色 紫色
1％ 茶色 黄色 黄色 茶色 茶色 茶色
5％ 黄色 黄色 黄色 浅茶色 黄色 浅茶色
10％ 黄色 黄色 黄色 黄色 黄色 黄色
20％ 黄色 黄色 黄色 黄色 黄色 黄色
50％ 黄色 黄色 黄色 黄色 黄色 黄色
由表2可见，实施例2和3在CO2浓度为1％及以上时，可发生明显(紫色～黄色)的色泽变化；其他实施例在CO2浓度为10％及以上时，也可以发生明显(紫色～黄色)的色泽变化。上述优选结果表明：根据不同产品的实际需要，我们可以参考实施例中的二氧化碳气体指示剂的变色情况，选择适宜的配方，将其粘贴于含有二氧化碳气体的密闭容器中，达到确认含有二氧化碳的气体置换包装体密封性之目的。
实验例
下面通过实验例具体地说明本发明的应用。
实验例1
我们将实施例中的二氧化碳气体检测用组合物配方经适当调整，按实施例所述方法，制备得到使用上述组合物的二氧化碳气体指示剂，并将该指示剂粘贴于碳酸氢钠林格注射液外袋(M712高阻隔膜袋，对二氧化碳气体具有阻隔性)内侧，经72小时后，指示剂由紫色变为黄色(此时内外袋之间夹层中的CO2浓度≥1％)，续放置36月后，观察该指示剂外观仍为黄色，表明该气体置换包装密闭性良好。
实验例2
与实验例1同法操作，同期观察外袋遭损坏的指示剂外观，因外袋“泄露”后包装体内的含二氧化碳的氛围气与大气相通，指示剂的pH值因而迅速降低，变为紫色，继续留样观察18月，该指示剂外观仍显紫色，表明其随CO2浓度变化而改变色泽具有长期稳定性的特点，完全可用作碳酸氢钠林格注射液外袋“泄露”状态的指示剂。
综上，本发明涉及的二氧化碳气体检测用组合物及使用该组合物的二氧化碳气体指示剂具有配方组成简单，不含任何有毒、有害溶剂的特点，其变色灵敏、可靠，较现有技术方案相比(CN100340857C中公开的油墨组合物仅能维持12个月的显色稳定性)，其变色反应具有长期稳定(≥18个月)的优点。因此，本发明所涉及的优选后的技术方案产生了令人意想不到的效果，具有明显的新颖性和创造性。
本发明的实用性
本发明的二氧化碳气体指示剂适用于含有二氧化碳气体的气体置换包装体。
当本发明的二氧化碳气体指示剂被使用时，可容易地确认由包装体内二氧化碳浓度的变化引起的指示剂的颜色变化，进而也容易地发现含有二氧化碳气体的气体置换包装体的气孔、密封不严的发生。

Claims (7)

1.一种二氧化碳气体指示剂，其包含一种二氧化碳气体检测用组合物和不干胶贴纸。
2.如权利要求1所述的二氧化碳气体检测用组合物，其包含pH指示剂、碱性物质和溶剂。
3.如权利要求1所述的不干胶贴纸，优选亚光纸为面材。
4.如权利要求2所述的二氧化碳气体检测用组合物，其pH指示剂优选间甲酚紫。
5.如权利要求2所述的二氧化碳气体检测用组合物，其中碱性物质是由碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐的至少之一组成。
6.如权利要求2所述的二氧化碳气体检测用组合物，其溶剂优选是水。
7.如权利要求2所述的二氧化碳气体检测用组合物，其溶剂中还含有甘油作为吸水剂。
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