JP6616783B2 - 全溶解固形分用のポリマー容器 - Google Patents
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Description
これらの家庭および産業での利用に加えて、TDSおよびTSSは、水を消費し、水中で生存し、または水を使用するいかなるものにも影響を及ぼす。例えば、TDSが高レベルであれば、水道管の過度のスケーリングが生じるが、低レベルのTDSは、植物(水中および非水中両方)および魚に健康上有害となり得る。したがって、水源のTDSレベルの注意深いモニタリングは、望ましい範囲のTDSレベルの排水を得るために適用しなければならない、適切なタイプの水の加工および/または処理を決定する一助になり得る。
蒸発および秤量ステップで使用される容器は、典型的に、全質量および全体的な幾何体積が相対的に大きいシリカガラス、白金、またはセラミックから製造される。したがって、容器は、経時的に著しく吸水して、試料を導入する前に測定される容器の風袋質量が、変動するおそれがある。TDSの質量は、通常、容器の全質量に対して非常に小さい百分率でしかないので、このような変動は、低質量の溶解固形分試験を実施する能力を阻害するおそれがある。この問題に対処するために、容器に対して以下のような、容器を180℃で1時間加熱し、秤量するという前処理ステップが実施される。しかし容器は、秤量する前に、適切な平衡温度に冷却しなければならず、それには最大1時間かかる場合がある。したがって、前処理によって、TDSのための試験を実施するのに必要な時間および労力がさらに費やされる。
容器は、本体の一部に適用される表示を含むことができ、この表示は、少なくとも2つの前処理ステップ後に記録された容器の風袋質量を示す。単一の前処理ステップは、容器を特定時間にわたって高温で加熱することを含む。加熱時間および温度は、変動し得る。ある特定の実施形態では、加熱時間および温度は、約1時間および少なくとも180℃の温度を含む。ある特定の他の実施形態では、加熱時間および温度は、1時間超、例えば12時間超、および少なくとも180℃の温度を含む。
様々な実施形態では、前処理ステップは、容器を加熱するステップ後に、容器を秤量することをさらに含む。これらの実施形態では、容器の風袋質量は、その後の前処理ステップによって、既に記録された容器の質量から0.5mg未満の標準変動を有する質量が記録された後に測定された、最終質量を含む。ある特定の実施形態では、標準変動は、0.1mg未満、またはさらには0.05mg未満であり得る。
容器の実施形態において、ポリマー材料は、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、またはポリプロピレンであり得る。容器は、列挙したポリマーの組合せから製造することもできる。容器内に保持された前記ある体積の液体は、約500ml未満、好ましくは約300ml未満、より好ましくは約150ml未満の量であり得る。さらに、容器は、約0.5グラムから5.0グラムの間の全風袋質量を有することができる。
ある特定の他の実施形態では、本体は、隣接する端部に沿って連結されている前壁部分および後壁部分をさらに含むことができる。本体は、可撓性であってよく、自立することができ、または支持される必要があり得る。
開示の本発明の実施形態において、容器は、液体試料中のTDS、TSSおよびTS、ならびに固体試料の水分百分率を試験するための質量測定法で使用することができる。この試験は、例えばASTM D5907、および/または連邦規則集(40CFR136.3)に列挙されている標準法2540B、CもしくはD、および/またはUSGS I−1750−85などの、当技術分野で周知の標準法に従って行うことができる。
開示の本発明は、液体試料中の全溶解固形分を試験するためなどの、質量測定法で使用するための容器を準備する方法をさらに含む。この方法は、本明細書に記載の容器を前処理するステップを含むことができ、ここでこの前処理は、容器を特定時間にわたって少なくとも180℃で加熱し、容器を秤量して風袋質量を得ること、および容器の風袋質量を含む表示を、本体の一部に適用することを含む。
ある特定の実施形態では、前処理ステップは、その後記録される容器の質量が0.5mg未満だけ変動するまで反復することができ、ここで記録された最終質量は、容器の風袋質量となる。
薄膜高温ポリマー容器の様々な態様は、一緒になって結合、付着および/または接合している構成成分を説明することによって例示され得る。本明細書で使用される場合、用語「結合している」、「付着している」、および/または「接合している」は、介在するまたは中間の構成成分を介する、2つの構成成分の間の直接的な連結、または適切な場合には互いの間接的な連結のいずれかを示すために、交換可能に使用される。それとは対照的に、構成成分が、もう1つの構成成分に「直接的に結合している」、「直接的に付着している」、および/または「直接的に接合している」ものとして言及される場合、前記の例に示されている、介在する要素は存在しない。
「下」または「底」および「上」または「最上」などの相対的用語は、本明細書では、図に例示されているある要素と、もう1つの要素との関係を説明するために使用することができる。相対的用語は、図に示されている方向に加えて、薄壁高温ポリマー容器の態様の異なる方向を包含することを意図すると理解されよう。例えば、他の要素の「底」側にあると説明された要素は、図の薄膜高温ポリマー容器の向きが回転すれば、関連する図に示されている他の要素の「最上」側に方向付けられるはずである。したがって、用語「底」は、図の特定の方向に応じて、「底」および「最上」の方向の両方を包含し得る。
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈が別段明示されない限り、複数の参照物を含むことにも留意しなければならない。別段定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。
ある特定の実施形態では、容器は、従来の流延またはインフレーション法によって形成されたバッグまたはカップであってよい。あるいは、容器は、高温ポリマーフィルムから熱的に形成することができる。容器は、可撓性であるように形成することができ、または非可撓性もしくは低可撓性の壁もしくはその一部を有するように形成することができ、それによって容器を自立させることができる。さらに、様々な実施形態では、容器は、可撓性材料から形成することができ、容器を自立させることができる平底を有することができる。
図2は、ガセット式側壁28および容器を自立させる底部壁26を有する容器20の一実施形態を示す。容器は、液体試料24を入れることができる無蓋22をさらに含む。前述の通り、底部壁26は、容器20が平坦な立体構造で保存され得るように、折り畳むことができる。
TDSおよび/またはTSの試験に使用される従来の容器は、典型的に、50グラムを超える質量であるが、TDSに望ましい試験範囲は、最大200mgに制限される。試験される固体材料の質量と容器の質量との間の差異が大きいと、固体材料の最終質量を決定する際に、分解誤差を引き起こすおそれがある。開示の本発明の様々な実施形態では、容器の全質量は、約0.5グラムから約5.0グラムの間であり得る。容器の質量がより低いと、先に論じた通り、吸収され得る水分量が低減し、したがって安定な風袋質量を達成するのに必要な前処理ステップの数が低減する。
各前処理ステップは、容器またはバッグを特定時間にわたって高温で加熱することを含む。温度は約180℃であってよく、時間は約1時間であってよい。前処理ステップは、容器を、少なくとも180℃で1時間超、例えば少なくとも6時間、好ましくは少なくとも12時間加熱することを含み得る。
ある特定の実施形態では、前処理ステップは、容器を加熱するステップ後に、容器を秤量することをさらに含むことができる。前述の通り、容器の風袋質量は、少なくとも1つの前処理ステップ後に記録された容器の質量であり得る。
開示の本発明の容器は、固体試料の含水量を試験するために使用することもできる。液体試料について先に示した通り、容器は、その容器に示されている風袋質量を有することができる。固体試料は、容器に入れることができ、固体試料を含有する容器の質量を記録することができる。容器を加熱して、固体試料から液体を蒸発させることができ、次に、容器を再び秤量することができる。質量変化を使用して、固体試料の含水量を決定することができる。この方法のある特定の実施形態では、容器は、容器の安定な風袋質量を確実に得るために、使用前に前処理することができる。
本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔1〕ある体積の液体を保持するように構成された内腔を画定する無蓋上端部および封止底端部を含み、180℃超の融解温度を有する薄肉ポリマー材料を含む本体と、
本体の一部に適用される、容器の風袋質量を示す表示と
を含む容器であって、
容器の風袋質量が、容器を特定時間にわたって少なくとも180℃で加熱することを含む少なくとも1つの前処理ステップの後に測定された質量であり、
容器が、0.5グラムから5.0グラムの間の質量である、容器。
〔2〕容器の風袋質量が、その後の前処理ステップによって、先の前処理ステップで記録された質量から0.5mg未満変動した質量になった後に測定された質量を含む、前記〔1〕に記載の容器。
〔3〕特定時間が、少なくとも1時間を含む、前記〔1〕に記載の容器。
〔4〕前処理ステップが、容器を少なくとも180℃で12時間超加熱することを含む、前記〔1〕に記載の容器。
〔5〕ポリマー材料が、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはそれらの組合せを含む、前記〔1〕に記載の容器。
〔6〕本体が、長軸方向の側壁部分によって連結されている前壁部分および後壁部分をさらに含む、前記〔1〕に記載の容器。
〔7〕本体が、その長軸方向の側端に沿って連結されている前壁部分および後壁部分をさらに含む、前記〔1〕に記載の容器。
〔8〕自立する、前記〔1〕に記載の容器。
〔9〕薄肉ポリマー材料の壁の厚さが、0.2032mm未満(0.008インチ未満)である、前記〔1〕に記載の容器。
〔10〕液体試料中の全溶解固形分を試験する方法であって、
ある体積の液体を保持するように構成された内腔を画定する無蓋上端部および封止底端部を含み、180℃超の融解温度を有する薄肉ポリマー材料を含む本体と、
本体の一部に適用される、試験容器の風袋質量を示す表示とを含む試験容器であって、 試験容器の風袋質量が、試験容器を第1の時間にわたって少なくとも180℃で加熱することを含む少なくとも1つの前処理ステップの後に測定される試験容器の質量を含む試験容器
に、ある体積の液体を入れるステップと、
液体試料を含有する試験容器を、液体のすべてが蒸発するのに十分な時間にわたって加熱するステップと、
試験容器を、第2の時間にわたって180℃で加熱し、試験容器を秤量するステップと、その後記録される試験容器の質量が、0.5mg未満だけ変動するまで、試験容器を第2の時間にわたって180℃で加熱し、試験容器を秤量するステップを反復するステップとを含む、方法。
〔11〕第2の時間が、1時間を含む、前記〔10〕に記載の方法。
〔12〕第1の時間が、少なくとも1時間を含む、前記〔10〕に記載の方法。
〔13〕前記ある体積の液体が、150ml未満の体積を含む、前記〔10〕に記載の方法。
〔14〕試験容器の質量が、0.5グラムから5.0グラムの間の質量を含む、前記〔10〕に記載の方法。
〔15〕ポリマー材料が、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはそれらの組合せを含む、前記〔10〕に記載の方法。
〔16〕薄肉ポリマー材料の壁の厚さが、0.2032mm未満(0.008インチ未満)である、前記〔10〕に記載の方法。
〔17〕質量測定試験に有用な容器を製造する方法であって、
ある体積の液体を保持するように構成された内腔を画定する無蓋上端部および封止底端部を有し、180℃超の融解温度を有する薄肉ポリマー材料を含む本体を含む容器に対して、容器を特定時間にわたって少なくとも180℃で加熱し、容器を秤量することを含む少なくとも1つの前処理ステップを実施するステップと、
容器の本体の一部に、容器の風袋質量を含む表示を適用するステップと
を含む、方法。
〔18〕その後記録される容器の質量が、0.5mg未満だけ変動するまで、前処理ステップを反復するステップをさらに含み、記録された最終質量が容器の風袋質量となる、前記〔17〕に記載の方法。
〔19〕容器の風袋質量が、0.5グラムから5.0グラムの間の質量を含む、前記〔17〕に記載の方法。
〔20〕容器が、0.2032mm未満(0.008インチ未満)の壁の厚さを有する、前記〔17〕に記載の方法。
(1)容器を、(a)180℃で1時間加熱し、(b)容器を秤量することによって前処理した。ステップ1(a)および1(b)を、その後測定した質量が、既に測定した質量から0.5mg未満だけ異なるまで、反復した。典型的に、これを、2回の加熱/秤量で行い、測定した最終質量を、容器の風袋質量として記録した。
(2)次に、規定量の固体を含有する液体試料を、前処理した容器に添加した。以下に示す例では、公知の量のKClを含有する水25〜100mL。
(3)次に、容器を、液体のすべてが蒸発するのに十分な時間にわたって104℃で加熱した。以下に示す例では、試料を終夜加熱した。
(4)次に、容器を180℃で1時間加熱し、0.1mgの分解能の秤を使用して秤量した。
(5)ステップ4を、2回連続で測定した質量が0.0005グラム(0.5mg)以内になるまで反復した。この最後に測定した質量が、記録された最終質量であった。
(6)回収された最終的な固体質量を、記録された最終的な容器の質量から容器の風袋質量を引いたものとして算出した。
ナイロンおよびPET材料の両方を使用して、図3に示されている立体構造による薄膜容器を形成した。特定の質量のKClを水に溶解し、試験容器(「全溶解固形分の標準質量(mg)」のラベルを付されたカラム)のそれぞれに入れた。液体を蒸発させ、容器の質量を、2つの前処理ステップ後に記録した。このTDS標準試験の結果を、表1に列挙する。PETおよびナイロン容器の両方は、優れた回収率を示した。さらに、5mg(試行番号5)の低質量試行を実施し、類似の回収百分率を示した。
1グラム未満の風袋質量を有するナイロン容器を、低(100mg未満)、中(100mgから150mgの間)、および高(150mg超)固形分含有量を含む標準質量試料を含む、様々な標準質量回収率について試験した。対照(ブランク)が、試験シリーズのいくつかについて含まれており、ブランクは、水だけから構成されていた。標準試験は、最終質量が10%(100%±10%)以内にある場合には、成功した(パスした)とみなされ、対照(ブランク)試験は、最終質量が風袋質量の±0.01グラム以内にある場合には、成功したとみなした。
Claims (20)
- ある体積の液体を保持するように構成された内腔を画定する無蓋上端部および封止底端部を含む本体と、
本体の一部に適用される、容器の乾燥風袋質量を示す表示と
を含む容器であって、
前記本体が、0.254mm未満(0.01インチ未満)の厚さと、180℃超の融解温度とを有する使い捨ての薄肉ポリマー材料で形成され、
容器の乾燥風袋質量が、容器を特定時間にわたって少なくとも180℃で加熱することを含むステップの後に測定された質量であり、
容器の乾燥風袋質量が、0.5グラムから5.0グラムの間である、容器。 - 容器の乾燥風袋質量が、前記容器を特定時間にわたって少なくとも180℃で加熱するステップを反復し、該加熱するステップの前後の質量変動が0.5mg未満になった後に測定された最終質量である、請求項1に記載の容器。
- 特定時間が、少なくとも1時間を含む、請求項1に記載の容器。
- 前記加熱するステップが、容器を少なくとも180℃で12時間超加熱することを含む、請求項1に記載の容器。
- ポリマー材料が、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはそれらの組合せを含む、請求項1に記載の容器。
- 本体が、長軸方向の側壁部分によって連結されている前壁部分および後壁部分をさらに含む、請求項1に記載の容器。
- 本体が、その長軸方向の側端に沿って連結されている前壁部分および後壁部分をさらに含む、請求項1に記載の容器。
- 自立する、請求項1に記載の容器。
- 薄肉ポリマー材料の壁の厚さが、0.2032mm未満(0.008インチ未満)である、請求項1に記載の容器。
- 液体試料中の全溶解固形分を試験する方法であって、
ある体積の液体を保持するように構成された内腔を画定する無蓋上端部および封止底端部を含み、180℃超の融解温度を有する薄肉ポリマー材料を含む本体と、
本体の一部に適用される、試験容器の乾燥風袋質量を示す表示とを含む試験容器であって、
試験容器の乾燥風袋質量が、試験容器を第1の時間にわたって少なくとも180℃で加熱することを含む少なくとも1つの前処理ステップの後に測定される試験容器の質量を含む試験容器に、ある体積の液体を入れるステップと、
液体試料を含有する試験容器を、液体のすべてが蒸発するのに十分な時間にわたって加熱するステップと、
試験容器を、第2の時間にわたって180℃で加熱し、試験容器を秤量するステップと、
その後記録される試験容器の質量が、0.5mg未満だけ変動するまで、試験容器を第2の時間にわたって180℃で加熱し、試験容器を秤量するステップを反復するステップとを含む、方法。 - 第2の時間が、1時間を含む、請求項10に記載の方法。
- 第1の時間が、少なくとも1時間を含む、請求項10に記載の方法。
- 前記ある体積の液体が、150ml未満の体積を含む、請求項10に記載の方法。
- 試験容器の乾燥風袋質量が、0.5グラムから5.0グラムの間の質量を含む、請求項10に記載の方法。
- ポリマー材料が、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはそれらの組合せを含む、請求項10に記載の方法。
- 薄肉ポリマー材料の壁の厚さが、0.2032mm未満(0.008インチ未満)である、請求項10に記載の方法。
- 質量測定試験に有用な容器を製造する方法であって、
ある体積の液体を保持するように構成された内腔を画定する無蓋上端部および封止底端部を有し、0.254mm未満(0.01インチ未満)の厚さと180℃超の融解温度を有する使い捨ての薄肉ポリマー材料とを含む本体を含む容器に対して、容器を特定時間にわたって少なくとも180℃で加熱し、容器を秤量することを含む少なくとも1つの前処理ステップを実施するステップと、
容器の本体の一部に、容器の乾燥風袋質量を含む表示を適用するステップと
を含む、方法。 - その後記録される容器の質量が、0.5mg未満だけ変動するまで、前処理ステップを反復するステップをさらに含み、記録された最終質量が容器の乾燥風袋質量となる、請求項17に記載の方法。
- 容器の乾燥風袋質量が、0.5グラムから5.0グラムの間の質量を含む、請求項17に記載の方法。
- 容器が、0.2032mm未満(0.008インチ未満)の壁の厚さを有する、請求項17に記載の方法。
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