由金属或塑料构成的容器封盖的制作方法

文档序号:13426290
由金属或塑料构成的容器封盖的制作方法

本发明一般性地涉及一种供用于容纳饮料和食品的瓶和其他容器使用的容器封盖,所述容器封盖具有基于聚合物的密封垫片。特别地,本发明涉及一种容器封盖,所述容器封盖设置有密封垫片,所述密封垫片包含至少一种阻透聚合物。容器封盖不含含卤素的物质并且也适合于尤其在葡萄酒瓶、起泡酒瓶和香槟酒瓶中以及在具有减少的板厚度的皇冠盖中的高要求的应用。



背景技术:

饮料和食品灌装到不同种类的容器中来进行运输和贮藏或保藏。这种容器经常必须是可封闭的,以便内含物不流出并且还被保护防止不期望的物质进入,所述物质污染或损害内含物。在许多应用情况下,在此所述物质不仅是固体污染物或液体污染物。如果内含物相对于气态物质是敏感的,那么也必须防止所述物质进入。这通过相应设计的容器封盖来进行。

长久以来已知由金属和/或塑料构成的容器封盖。所述容器封盖以例如螺旋盖、旋拧封盖和皇冠盖形式用于密封地封闭容器,例如瓶、玻璃物等。这种容器具有嘴口,所述嘴口必须由容器封盖封闭。在此,必须确保容器的足够密封的封闭,以便一方面防止容器内含物流出而另一方面保护容器内含物免受不期望的物质连同气态的物质,如氧气、三氯苯甲醚等的进入。

通常,通过密封垫片达到所需要的封闭性,所述密封垫片由一方面足够结实的、但另一方面也有弹性的材料构成,并且设置在容器封盖中,使得当容器封盖设置在容器上时,所述密封垫片与容器的嘴口接触。密封垫片大多盘形或环形地设置在容器封盖的内侧上。在容器的封闭状态下,所述密封垫片贴靠容器嘴口并且由容器封盖朝嘴口挤压,其中所述密封垫片的硬度连同其弹性产生密封。在此,良好的密封垫片补偿容器嘴口的始终存在的不平坦度。因此,容器嘴口越不平坦,对密封垫片提出的要求就越高。

满足这种要求的主要因素是适合地选择密封垫片的材料。许多已知的材料良好地适合用于相对简单的应用,但不太适合或根本不适合用于高要求的密封件。

在此,密封垫片也必须满足其他要求,因此所述密封垫片对于许多使用目的应当是能巴氏灭菌的或者甚至是能杀菌的。所述密封垫片(例如在含碳酸的饮料中)应当承受住巨大的内压,但在超过所述内压时受控地屈服(超压阀作用)。

如果容器封盖是旋拧封盖,那么密封垫片在打开时旋拧在嘴口上的容器封盖的情况下不应显出过大阻力。

此外,密封垫片必须尽可能不耗费地制造并且能够安置在容器封盖中。已知的是:盘形的密封垫片从幅面或薄膜中切割出并且然后固定在容器封盖中(“壳外成形out-shell molding”)或者,经常优选的是:以能流动的形式装入到容器封盖中,在那成形并且凝固(“壳内成形in-shell molding”)。壳内成形也允许:并非产生盘形的密封垫片,而是产生环形的密封垫片。

在基于聚合物的密封垫片中,这常规地通过作为塑料溶胶装入与紧接着成型并且干燥来进行,或在热塑性材料中通过在加热的可流动的状态中装入,随后成型并且冷却来进行。

过去广泛使用含PCV的密封垫片,而如今PVC和其他含卤素的材料备受质疑。所述PVC和所述其他含卤素的材料被视为潜在的有损健康的并且也不能毫无问题地清除。在许多国家,这种含卤素的材料的使用通过法律或法规被监督限制或甚至被禁止。

因此存在对如下容器封盖的显著需求,所述容器封盖足以不使用含卤素的材料,但在此不必须放弃例如含PVC的密封垫片在加工,封闭特性,成本等方面的优点。

为此,在现有技术中已经存在大量提议。

因此近十年来已知:基于不包含卤素的聚合物来制造(用于旋拧封盖和例如皇冠盖的撬开式封盖的)密封垫片。这种密封垫片始终为“组合物”、即一种或(大多)多种聚合物与添加物质的混合物,所述添加物质使密封垫片的特性匹配于所提出的使用目的,使其加工或使用简便等。

这种组合物中典型的聚合物是热塑性塑料,主要是聚烯烃,热塑性弹性体,弹性的热塑性塑料和合成橡胶。典型的添加物质是增塑剂、油、润滑剂、抗氧化剂、稳定剂、颜料、填料等。

基于聚合物的密封垫片根据其组成部分的选择对于外来物质具有不同程度的可穿透性。如果密封垫片未最佳地贴靠嘴口,那么这种外来物质例如能够在密封垫片和容器嘴口之间穿过。所述外来物质也能够溶解于密封垫片的材料中的并且扩散到容器中。因此,密封垫片必须关于其机械特性(尤其硬度和弹性)和其化学特性(外来物质的可溶性)被优化。

为了减少或甚至防止气态物质的进入,已经已知的是,利用特定的聚合物的固有的阻透特性。聚合物在其对于氧气(和其他物质例如三氯苯甲醚)的特定的可穿透性方面不同。在一些聚合物中该可穿透性特别低,并且所述聚合物在现有技术中经常称作“阻透聚合物”。(在本发明的上下文中,这种聚合物称作“阻透聚合物”,所述阻透聚合物对应于在下文中仍将提出的定义)。这种阻透聚合物的实例是如下材料,如异丁烯-异戊二烯共聚物(PIBI),也称为丁基橡胶(IIR);苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物;聚丁烯(PB);聚异丁烯(PIB)和在下文中再提及的其他聚合物(“-丁烯”和“-正丁烯”是同义词)。对于基于阻透聚合物的不含卤素的容器封盖在专利文献中已经提出,例如CA 24 36 170;EP 754 743;EP 1 606 101;EP 1 816 086;US 2004 0161 560和WO 2011 094 094。为了在给定化学适用性的情况下匹配机械特性,这种聚合物在组合物中与其他物质组合,所述其他物质确保组合物的适当的硬度和弹性。在问题较少的要求下,已知的组合物无论如何都满足该目的。

从EP 1 409 584中已知如下组合物,所述组合物包括苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS),PIB油和聚丙烯。PIB油的含量被认为有助于阻透作用。然而,用含量变化的PIB油进行的一系列试验显示出:只有PP含量负责阻透作用;PIB含量没有正面影响。整体上,这种组合物的阻透作用是小的并且明显位于在下文中详细限定的根据本发明的范围之外。

还已经已知的是,向密封垫片的材料添加一种或多种物质,所述物质化学地结合渗入的氧进而“抢走”所述氧(在此也称作“清除剂”)。对此而言,实例是亚硫酸钠,所述亚硫酸钠以具有适合粒度的固体颗粒的形式添入到密封垫片中。

然而总是还存在对不含卤素材料的密封垫片的需求,其中所述材料恰恰在有问题的并且高要求的应用中,尤其在接下来将示例性地详细阐述的应用中实现改进的密封作用:

如果含物常规地应当长时间地保留在容器中,那么有效的封盖是尤其重要的。已知的实例是葡萄酒(对于类似的饮料,如起泡酒、普洛赛克、香槟酒等同样适用),所述葡萄酒传统地灌装到玻璃瓶中并且保留在所述玻璃瓶中直至饮用。在灌装和饮用之间能够存在几年,尤其在高品质的葡萄酒的情况下甚至几十年。

葡萄酒瓶是具有显著制造公差、相对不平坦的嘴口并且经常在嘴口区域中还存在毛细裂纹的相对简单且便宜的产品。这使有效封闭变困难。在具有压入到瓶颈中的(由栓皮槠的树皮构成的)天然软木塞的传统封盖中,在一定程度上解决了这些问题,因为弹性的软木塞能够平衡通常的测定公差并且在嘴口区域中的缺陷大多保持没有影响。因此,虽然封盖大多在一定时间段内是足够的,然而,所述封盖不是完全密封的,并且在从空气中缓慢进入到瓶中的氧气作用下,葡萄酒在瓶中“老化”。这能够是预期的,但也必须受控地进行,因为否则葡萄酒达不到预设的“寿命”。

在天然软木塞中不仅在尺寸、弹性和多孔性方面存在个体质量的显著差异。天然软木塞也易受退化过程,如软木腐烂影响,所述退化过程会导致在贮藏期间味道改变,甚至导致封盖机械失效,使得葡萄酒损坏或甚至不可饮用,并且可能流出。

已经存在改进的封盖,例如其用聚合物材料对天然软木塞外部覆层或整体上由塑料制成的瓶软木塞,但尤其在高品质的葡萄酒领域中,这种封盖毫不犹豫地不被消费者接受。葡萄酒瓶能够代替于此设有由玻璃构成的封盖(具有外部塑料覆层的玻璃塞),这改进消费者的可接受性,但是相对贵的。

因此,长时间以来,葡萄酒制造商也使用螺旋盖作为上述封盖的替选方案——在最简单的情况下并且尤其对于相对价格便宜的、具有短的贮藏持续时间的葡萄酒而言,使用由金属或塑料构成的螺旋盖,所述螺旋盖也用于灌装在瓶中的饮料,如水、果汁等。对于这些应用,葡萄酒瓶必须具有在嘴口区域中的外侧的螺纹元件,以便能够旋拧螺旋盖。与软木塞和其他塞不同,在此,密封功能转移到瓶的嘴口区域中。

当然,具有螺旋封盖的葡萄酒瓶也是具有嘴口的、典型的批量产品,所述嘴口在质量方面并不明显优于传统的葡萄酒瓶。在此,嘴口也是不平坦的并且是不均匀的。许多螺旋封盖-葡萄酒瓶在嘴口区域中具有毛细裂纹。传统的密封垫片(例如用于矿泉水或果汁的铝螺旋盖)即使在进行短时间的贮藏时也并非总是能够补偿于此,使得会出现葡萄酒的流出。即使通过这种毛细裂纹溢出的葡萄酒的量小,但是也降低葡萄酒的持久性和产品的可接受性。

这种传统的旋拧封盖一般不适合于可能持续几十年贮藏的较高品质的葡萄酒。这不仅由于“流出”的危险,而且也因为并且尤其因为密封垫片在如此长的时间段内无法有效保护葡萄酒防止氧气(和必要时防止其他气态杂质)的进入。在不结合理论阐述的情况下,认为:已知的密封垫片不足以软至也密封毛细裂纹。显得不可行的是:通过原则上已知的措施(添加增塑的聚合物或其他增塑剂)来优化这种已知的组合物,而在此没有对其他必需的特性(弹性,阻透作用,不损害味道等)做出妥协。

最近市场上出现了这种问题的解决方案,所述解决方案带来一定程度的改进。名称如“Saranex”和“Zinn-Saran”是贸易中用于具有旋拧封盖的葡萄酒瓶的容器封盖,所述容器封盖显示出明显改进的阻透作用。Saranex封盖具有盘形的密封垫片,所述密封垫片具有由发泡的聚乙烯(PE)和聚偏二氯乙烯(“Saran”)构成的多层结构。在Zinn-Saran中加入金属薄膜层压部。盘由共挤出的材料冲压而成并且插入到容器封盖中,使得发泡的PE朝向瓶嘴口。聚偏二氯乙烯是非常有效的阻透聚合物并且泡沫结构通过其弹性来在嘴口和密封垫片之间的接触区域中产生良好的密封性。

在H.J.等,“Untersuchung zum Abdichtungsverhalten von Longcap-Verschlüssen长帽封盖的密封表现的研究”,Der Deutsche Weinbau,No.03/2010中存在总结概述。

这种已知的解决方案的主要缺点在于,聚偏二氯乙烯是含卤素的聚合物。

此外,这些材料是仅能限制性深拉的。密封垫片是“光滑的”平坦的盘,所述盘尽管(限制性地)匹配于与泡沫结构协作的嘴口,但是嘴口不能够总是完全密封的。在并非最佳的瓶,尤其在瓶的嘴口区域中具有毛细裂纹的这种瓶中出现泄露,也就是说,葡萄酒通过裂纹流出——尤其在通常以平放的方式贮藏瓶情况下)。制造过程不允许:通过密封垫片的轮廓化来克服这种情况。

与能够借助壳内成形模塑制造的密封垫片对比,冲压密封垫片并且然后插入到容器封盖中的必要性还导致额外耗费,并且提高预制的盘在插入时损坏的风险。如果密封盘在容器封盖中不完美地匹配,那么损害密封性并且造成泄露增加。密封垫片的抗压强度是受限制的。

还能够造成由于密封垫片的材料触发的味道受损。

此外,这种密封系统是相对贵的。

对此,专门针对葡萄酒等中的上述应用存在进一步改进的需求。

借助本发明同样能够解决的类似问题在可撬开的容器封盖、尤其皇冠盖中存在。

在此,通常的容器,典型的啤酒瓶和用于含碳酸的软饮料和矿泉水的瓶也是具有嘴口区域关于不平度,毛细裂纹等的波动的质量的批量产品(常用容器,通常即啤酒瓶和用于含碳酸的软饮料和矿泉水瓶,也是嘴口区域在不平坦度、毛细裂纹等方面具有波动的质量的批量产品)。

饮料,如啤酒、软饮料和矿泉水,对于味道改变是敏感的,所述味道改变可能通过氧气进入之后的氧化作用和/或通过改变味道的物质如三氯苯甲醚进入所引起。

然而,贮藏时间大多是短时的。在现有技术中存在密封垫片,所述密封垫片在传统的皇冠盖中确保充分的密封。

再次从制造商需要为这种皇冠盖调换成过薄的进而机械上更弱的板中产生问题。在欧洲传统的皇冠盖具有0.23mm的板厚度,而期望用0.20mm和小于0.2mm的、直至0.17mm的板厚度来加工,以便节约材料。

然而,由较薄的板构成的皇冠盖体部不能够将安置在其中的密封垫片用与由较厚的板构成的传统的体部相同的力可靠地朝如容器嘴口按压。主要通过硬度和弹性的最佳的比例,密封垫片即使在这种情况下也必须确保密封。所述密封垫片为此必须设定是较软的,但不允许失去其弹性。

也就是说,在此也存在对改进的容器封盖的需求。对于该应用,密封垫片当然不必如在葡萄酒瓶封盖中的上述使用中那样软。



技术实现要素:

本发明设定的目的是:实现一种改进的封盖,所述封盖能够不仅是通用的,而且也能够用于在此讨论的尤其高要求的应用。

在此背景下,本发明的一个重要目的是提出一种具有密封垫片的、没有含卤素的材料的改进的容器封盖,所述容器封盖能够构成为旋拧封盖和能撬开的封盖并且能更简单地,从而成本更低地制造。本发明的另一重要目的是:即使在批量制造的容器,如葡萄酒瓶,啤酒瓶等中,也实现具有尤其抗泄露的改进的密封性的这种容器封盖。

在此应当保持已知的密封垫片的良好的阻透作用。

实现一种具有能够借助壳内成形产生的密封垫片的容器封盖属于本发明的目的。

密封垫片应当能够非常柔软地构成,以便即使在毛细裂纹和类似的嘴口缺陷的情况下也能够可靠地密封瓶。

应当可行的是,密封垫片设有轮廓并且密封垫片的材料应当是深拉延性的。

容器封盖也应在包括长期的、多年的并且必要时几十年的应用时间段内,即使与含酒精的液体例如葡萄酒接触也应当保持口味中性并且确保必需的密封性。

本发明的其他目的和优点从下列描述连同实施例中得出。

本发明借助从属权利要求的特征组合实现上述和其他目的。

在从属权利要求中限定有利的设计方案。

在本发明的下面详细的描述中,首先论述定义和特征,所述定义和所述特征与各个实施例无关地是对于本发明和其可选的设计方案的普遍含义。应当考虑到其他上面已经提出的定义并且不与下列实施方案相矛盾。只要在说明书中未另作说明,那么技术术语具有其通常的意义。

具体实施方式

接着,结合各个实施例阐明本发明。

定义和测量方法:

容器封盖由体部和设置在其中的密封垫片构成,所述体部由金属和/或塑料构成。容器封盖能够是(具有螺纹元件连同凸块等的)旋拧封盖或(无需旋转容器封盖的)能取下的,然后大多能撬开的封盖(“撬开式pry-off”封盖),所述封盖包括皇冠盖,卡入式盖子等。就这一点而言,塞子不是容器封盖。

就本发明而言,密封垫片是原则上盘形或环形(必要时设有轮廓的)模制件,所述模制件或者整体上由均质的聚合物组合物构成,或包括至少两种不同的、分别均质的材料,其中所述材料中的至少一种是均质的聚合物组合物。

将“壳内成形”不仅理解为如下已知的方法,其中热致流动的聚合物组合物装入到封盖体部中并且在那压盖成盘形的密封垫片(SACMI方法或Zapata方法),而且还理解为如下方法,其中聚合物组合物通过注射、必要时仅在密封面的边缘区域中注射来装入并且成型为环形的密封垫片。

就本发明而言,聚合物组合物是一种或(大多)多种聚合物与添加物质(例如,增塑剂、抗结块剂、润滑剂、抗氧化剂、稳定剂、填料、颜料等)的混合物,所述填充物质使组合物的特性与使用目的相匹配,使其加工或利用简便,等等。

热塑性聚合物是具有弹性特性的工业生产的聚合物,所述弹性特性基于分子结构。典型的热塑性聚合物是苯乙烯和丁二烯,还有添加的其他单体(乙烯,异戊二烯等)的(嵌段)共聚物。

就本发明而言,阻透聚合物是如下聚合物,纯粹形式的所述聚合物对于氧气的穿透展示阻力(“固有阻力”),所述阻力在具有最大40的肖氏D硬度的聚合物中对应于最大1000cm3·100μm/m2·d·bar的透氧性,或不限制肖氏D硬度的情况下(尤其高于40的肖氏D硬度的情况下)对应于最大10cm3·100μm/m2·d·bar的透氧性。根据DIN 53380-3,所述透氧性在100%的氧气浓度,100%的相对空气湿度和大气压,但26℃的测量温度下确定并且按100μm的聚合物样本的层厚度计(即必要时进行换算)。在本发明的上下文中典型的阻透聚合物是热塑性弹性体。

氧气测量借助Mocon的OX-Tran 2/60执行。

为了测量透氧性,压制150mm×150mm×0.7mm厚的板并且从中切出相应的样本(10cm2)。样本被状态调节。样本引入到渗透室的两个部份之间并且以气密方式夹紧。应用真空润滑脂来密封样本与下方的渗透室。在测量氮氢混合气期间,以特定的流率在样本的一侧上流动,在测量室的另一侧上传导氧气。氧气通过薄膜迁移到载气(氮氢混合气)中。氮氢混合气运送至传感器,所述传感器确定氮氢混合气中氧气的浓度。在每次测量之前,进行1h的预状态调节。在1bar的压力和室温下经过特定的时间之后,氧气的浓度达到恒定的水平,随后能够确定渗透性。

在该说明书中的百分比值是按总重量计的重量百分比,只要其涉及组分占由多种组分构成的产物的份额。

氧气透过率(“Oxygen transmission rate”,OTR)是材料(纯物质或物质混合物)的氧气透过性的量度。所述氧气透过性根据DIN53380-3,如上述那样确定。OTR以cm3·μm/m2·d·bar为单位说明。在上述测量方法中,确定的精确度例如为4cm3·100μm/m2·d·bar。

熔体流动速率(“熔融指数”,MFR)说明在190℃和5kg的重量负荷下物质或物质混合物的流动性。所述熔体流动速率根据ISO 1133确定,并且以g/10min说明。

肖氏D硬度说明物质或物质混合物的硬度。所述肖氏D硬度根据ASTM 2240在至少6mm厚的压板处确定。在180℃下以“压缩成形”方法制造相应的样本后,测量时间为5秒。

肖氏A硬度——类似肖氏D硬度——根据ASTM D 2240确定。在此,测量时间也为5s。

压缩永久变形残余(“compression set”,DVR)是物质或物质混合物的复位性能(永久变形)的量度。样本以注塑方法在170℃和230℃之间的温度下制造。样本具有25mm的直径和6mm的厚度。测量公差对应于ISO 815-1。涉及的样本被状态调节。在DVR中,在相应给定的温度下,相应的样本在22h内经受25%的压缩。在22h的负荷持续时间之后,对样本减压并且在30min之后重新测量样本的厚度或确定永久变形。所述永久变形根据ISO 815-1在相应给定的温度下在超过22小时的负荷之后测量并且按压缩之前的样本计以永久压缩的百分比来说明。

也就是说,25%的DVR对应于将样本永久“顶锻(Stauchung)”了原始高度(厚度)的四分之一。

就本发明而言,如果组合物能以传统的方式在用于制造具有基于聚合物的密封垫片的容器封盖上加工,那么所述组合物是能加工的。

简单的螺旋盖的标准尺寸是在外部高度(即长度)为15mm的情况下外径(或宽度)为28mm。如专门根据本发明设置用于葡萄酒瓶等那样,“长帽”的标准尺寸是在外部高度(即长度)为60mm的情况下外径(即宽度)为30mm。

如果材料在62℃至85℃下在工业巴氏消毒装置中允许气密封闭并且不失去所述材料对于所提出的应用的使用特性,那么根据本发明的该材料是能巴氏消毒的。

本发明的详细说明:

根据本发明,由金属或塑料构成的容器封盖设置有密封垫片,所述容器封盖用于如下容器,所述容器用于容纳饮料或食品,所述容器具有要借助容器封盖封闭的嘴口,所述密封垫片设置在容器封盖中,使得如果容器封盖安置在容器上,那么所述密封垫片密封地封闭嘴口。

在第一优选的实施方式中,密封垫片包括聚合物组合物,所述聚合物组合物包含至少两种不同的阻透聚合物,但不包含含卤素的聚合物。这种密封垫片能多样地使用,尤其在迄今密封垫片仅包含一种阻透聚合物的情况下使用。在普遍改进的阻透功能的情况下,所述密封垫片通过多种阻透聚合物的配合显示出密封垫片的硬度和弹性的改进的可调节性。

对于“壳内成形”方法优选的是:密封垫片包括彼此混合的至少两种不同的阻透聚合物。

代替于此,尤其对于如稍后结合图1讨论的“壳外成形”能够提出:密封垫片具有至少两种不同的阻透聚合物,所述阻透聚合物基本上彼此不混合(并且例如在多层结构的不同的层中出现)。

一般地,根据本发明使用的阻透聚合物选自:丁基橡胶(IIR);聚异丁烯(PIB);苯乙烯嵌段共聚物,尤其苯乙烯-异丁烯-苯乙烯(SIBS),苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS),苯乙烯-乙烯基异戊二烯-苯乙烯和氢化的苯乙烯-乙烯基异戊二烯-(共)异戊二烯-苯乙烯;聚酰胺(PA);乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH);和热塑性弹性体(TPE-V),尤其其具有在橡胶组分中>50%的异丁烯含量,其中优选在密封垫片中基于异丁烯的聚合物的总含量不超过60重量%,更优选不超过55重量%并且尤其优选不超过50重量%,以便将聚合物组合物的粘性保持在实际的界限中。

密封垫片包含至少一个另外的(其他的)聚合物,所述另外的聚合物不是阻透聚合物并且用于调节密封垫片的硬度和弹性,但必要时也能够有助于密封垫片的阻透作用。该另外的(其他的)聚合物大多包括聚烯烃,尤其聚乙烯和/或聚乙烯共聚物,优选PE-HD,PE-LD,PE-LLD(C4,C6或C8)和/或VLDPE,MD-LDPE,EVA,EEA,EMA,EAA,EBA,聚丙烯和/或丙烯共聚物。

密封垫片能够代替于此或附加地包括TPE,尤其SBS、SEBS、SIBS、SIS、SEP、SEPS、SEEPS。

在在此优选的实施方式中,密封垫片包含丁基橡胶(IIR)和苯乙烯-异丁烯-苯乙烯(SIBS)的混合物。丁基橡胶具有尤其良好的阻透特性并且有利地是软的,但在此不是非常有弹性(DVR)的并且倾向于冷流动(阻滞)。SIBS例如具有较高的透氧性并且较硬,但对此更有弹性并且还不太倾向于冷流动。

丁基橡胶和SIBS的组合在软性和弹性(进而密封作用)方面优于单一组成部分。如果附加地包含至少一种(所谓的)聚烯烃,那么可进一步改进密封功能。由此降低蠕变趋势并且改进可加工性。

在尤其优选的实施方式中,密封垫片包含直至25重量%的丁基橡胶,直至65重量%的SIBS并且优选直至60重量%的,更优选直至55重量%的并且尤其优选直至50重量%的PE-HD,PE-LD和/或PE-LLD。

优选地,形成密封垫片的聚合物组合物包含至少一种添加物质,例如增塑剂,例如聚丁烯油或白油;降粘剂(“抗结块剂”)和/或润滑剂,其中增塑剂含量优选小于70重量%,更优选小于60重量%,还更优选小于50重量%,尤其优选小于40重量%,特别小于30重量%,特别小于20重量%,并且特别小于10重量%,还更优选小于5重量%,还更优选小于1重量%或密封垫片不含增塑剂。

包含在聚合物组合物中的聚烯烃一般在5kg的负荷和190℃下具有高于15g/10min,优选至少20g/10min的熔体流动速率(熔融指数,MFR)。

一般来说有利的是:密封垫片具有小于50,优选小于40并且尤其优选小于30的肖氏D硬度,其中肖氏D硬度经常位于15和40之间,优选位于25和40之间。

密封垫片的肖氏A硬度在此优选位于55和100之间。

一般地,密封垫片应当显示出低于940cm3·100μm/m2·d·bar的,尤其低于850cm3·100μm/m2·d·bar的,更优选低于800cm3·100μm/m2·d·bar的,特别低于770cm3·100μm/m2·d·bar的,更特别低于700cm3·100μm/m2·d·bar的OTR,其中(尤其对于在葡萄酒封盖中的应用)低于670cm3·100μm/m2·d·bar的,特别低于630cm3·100μm/m2·d·bar的,优选低于600cm3·100μm/m2·d·bar的并且尤其优选低于560cm3·100μm/m2·d·bar的OTR是优选的。

根据本发明的密封垫片优选具有(在5kg的负荷,190℃下)最小5g/10min,优选最小10g/10min并且尤其优选最小15g/10min的熔体流动速率。特别优选的是最小20g/10min的熔体流动速率。

为了达到期望的弹性,密封垫片应当优选在25%的压缩,23℃和22h的贮藏下具有在20%和70%之间的,尤其在40%和65%之间的压缩永久变形残余(DVR),在25%的压缩,40℃和22h的贮藏下具有在45%和70%之间的DVR,和在25%的压缩,70℃和22h的贮藏下具有在50%和80%之间的DVR,这能够通过聚合物组合物的定性和定量的组成来实现。

在尤其有利的实施方式中,密封垫片优选包含在上述含量范围中的丁基橡胶、SIBS和至少一种聚烯烃并且在DVR(在25%的压缩,23℃和22h的贮藏下)处于40%和65%之间以及熔体流动速率(5kg/190℃)大于1g/10min,尤其大于10g/10min时显示出低于700cm3·100μm/m2·d·bar的透氧性。

容器封盖原则上能够是任意的旋拧封盖或“撬开式”封盖。然而,优选地,所述容器封盖是螺旋盖,尤其具有28mm、30mm或38mm,尤其28mm×15mm或30mm×60mm(“长帽”)的铝螺旋盖,或皇冠盖,尤其具有小于0.21mm的板厚度的皇冠盖。

容器封盖优选连同其密封垫片尤其可在62℃至70℃的范围中的温度下进行巴氏消毒。

密封垫片优选构成为环或盘并且具有环绕的、在容器封盖安置好的状态下朝容器嘴口突出的封闭唇。图2示意性示出该优选的实施方式的多种变型形式的横截面,其中原则上盘形的密封垫片(3,5,7)具有一个或两个环绕的封闭唇(4,6,8,9),所述封闭唇优选在密封垫片的壳内成形中成型。在此,能够设有唯一的封闭唇,所述封闭唇径向地设置成,使得所述封闭唇接合到(未示出的)容器嘴口的内侧(4)中或接合到容器嘴口的外侧(6)上。但也能够设置有两个封闭唇(8,9),使得所述封闭唇共同地围绕同容器嘴口的内侧和外侧接合。

在另一优选的实施方式中,密封垫片由两个不同元件构成,所述元件中的一个是环形的或(优选)盘形的第一元件,所述第一元件优选与封盖体部的金属材料或塑料材料连接,而所述元件中的另一个是(优选)环形的或盘形的第二元件,所述第二元件在第一元件上至少设置在如下区域中,安置好的容器封盖在所述区域中与容器嘴口接触。图1示出尤其优选的实施方式,其中第一元件(1)是盘形的而第二元件(2)是环形的。

例如,如果密封垫片有利地借助壳外成形来制造,例如因为在两个元件之间还要设置金属薄膜等,那么这两个元件能够由相同的聚合物组合物构成。

代替于此,能够有利的是:第一元件和第二元件由不同的材料构成,其中第二元件的材料包括至少一种阻透聚合物,优选至少两种阻透聚合物。

在另一优选的实施方式中(图1),密封垫片由两种不同的材料构成,其中第一材料(1a)形成盘形的元件,所述盘形的元件三明治状地位于第二材料(2a)的层之间,其中第二材料是具有至少一种阻透聚合物和小于40的肖氏D硬度的组合物,而第一材料是组合物或硬度比肖氏D40更大的纯聚合物。如果第二材料提供所需要的软性,那么第一材料能够有利地同样包括阻透聚合物,所述阻透聚合物优选选自:乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)和(必要时改性的)聚酰胺(PA),或具有高的阻透作用的其他硬的材料。

密封垫片能够包含结合氧气的化合物(“清除剂”),尤其亚硫酸钠。所述密封垫片为了改进阻透作用能够设有金属薄膜,特别地,尤其如果所述金属薄膜以壳外成形方法制造,就用金属薄膜层压。

密封垫片(在接触容器嘴口的区域中)能够包括发泡的聚合物组合物来进一步改进密封。

根据本发明聚合物组合物优选包括至少两种阻透聚合物,所述阻透聚合物至少在物理参数(例如肖氏硬度)方面不同。这一般优选通过如下方式实现:阻透聚合物属于不同的族。在此将术语“族”理解为:如在塑料中常见的那样,其中聚合物属于“不同的”族,所述族通过官能团或不同的基本结构区分。因此,例如丁基橡胶和SIBS属于不同的族。虽然多个物理参数不同,但PE-HD和PE-LD不属于不同的族。

优选的聚合物组合物包含至少一种,优选至少两种阻透聚合物,所述阻透聚合物是热塑性弹性体。

在此,优选的阻透聚合物例如是:丁基橡胶(IIR);聚异丁烯(PIB);苯乙烯嵌段共聚物,尤其苯乙烯-异丁烯-苯乙烯(SIBS),苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS),苯乙烯-乙烯基异戊二烯-苯乙烯和氢化的苯乙烯-乙烯基异戊二烯-(共)异戊二烯-苯乙烯;聚酰胺(PA);乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH);和热塑性硫化橡胶TPE-V,尤其其具有在橡胶组分中>50%的异丁烯含量,其中优选在密封垫片中的基于异丁烯的聚合物的总含量不超过60重量%,更优选不超过55重量%并且尤其优选不超过50重量%。

优选地,根据本发明的阻透聚合物的透氧性为最大900cm3·100μm/m2·d·bar,更优选最大800cm3·100μm/m2·d·bar,特别优选最大700cm3·100μm/m2·d·bar,并且还更优选最大600cm3·100μm/m2·d·bar,如果阻透聚合物的肖氏D硬度不大于40,那么优选所述透氧性为最大8cm3·100μm/m2·d·bar,还更优选最大6cm3·100μm/m2·d·bar。

在本发明的上下文中,特别重要的是,使用上述类型的容器封盖来封闭葡萄酒瓶、起泡酒瓶或香槟酒瓶。

在此,包括至少一种阻透聚合物的聚合物材料在用于葡萄酒瓶、起泡酒瓶或香槟酒瓶的、优选具有30mm×60mm的尺寸(“长帽”)的封盖,尤其螺旋盖并且特别是铝螺旋盖中用作为密封垫片。类似的封盖有利地能够用于高度酒(酒精含量高于18体积%,尤其高于24体积%)。

在此处描述的容器封盖的另一优选的应用中,所述容器封盖构成为板厚度小于0.21mm,优选小于0.20mm并且尤其优选小于0.18mm的皇冠盖。

实施例:

在一系列试验(方案1至方案12)中,制备不同的组合物并且检验其作为密封垫片的适用性。为此,组合物以通常的方式通过在挤出机中进行加热的条件下混合来制备,然后成型成样本,所述样本对应于各待使用的测量方法的规定(参见上述“定义和测量方法”)。在表1中示出结果。

表1

在这种组合物中的一些(方案0,方案2,方案4,方案5和方案8)中,密封垫片仅包括一种阻透聚合物,在其他组合物(方案1,方案3,方案6,方案7,方案9至方案12)中,密封垫片包括两种阻透聚合物。

丁基橡胶(X Butyl RB 101-3)和SIBS(Sibstar 102T FD)用作阻透聚合物。

两种不同的PE-HD(MFR=2或30,0.954g/cm3的密度),PE-LD(MFR=20,0.924g/cm3的密度)和PE-LLD(MFR=20,0.924g/cm3的密度)用作聚烯烃组分。

在方案0中,滑石粉(Luzenac)用于降低粘性。

Irganox 1010和Irgafos 168用作稳定剂1010或抗氧化剂168。

Finawax E是芥酸酰胺,一种润滑剂。

试验允许概括为下列结论:对于全部根据本发明的聚合物组合物和由所述聚合物组合物制成的密封垫片重要的是:

方案0是具有丁基橡胶作为唯一的阻透聚合物的组合物。透氧性是低的,但对于在葡萄酒瓶封盖中的使用,肖氏D硬度过高。但具有仅一种阻透聚合物的这种组合物例如能够应用在具有减小的板厚度的皇冠盖中。

方案1具有丁基橡胶和SIBS的几乎70重量%的总含量并且明显比方案0更软。当然,组合物是非常粘性的并且制粒趋向于结块。具有总含量更小的基于异丁基的聚合物的其他方案(参见具有60重量%的SIBS的方案4)是粘性较低的。基于异丁基的聚合物的低于50重量%的总含量不再显示出结块的趋势。

方案2具有相对小含量的SIBS作为唯一的阻透聚合物,并且包含SEBS连同聚丁烯油。该配料不能够被加工。如果与能够加工的、类似设计的方案5对比,对此原因可能是油组分。

方案3与方案0相比具有大约60重量%的非常高的总含量的基于异丁基的阻透聚合物,和在良好的,尽管不最佳的阻透特性的情况下具有非常低的硬度。配料能够被加工,但产物仍是中等粘性的。

方案4同样具有大约60重量%的、但仅一种(SIBS)的阻透聚合物。组合物比方案3更硬,透氧性更高。两种阻透聚合物的组合(方案3)产生更低的透氧性。

方案5包含相对低含量的SIBS作为唯一的阻透聚合物。配料不包含增塑剂油并且能够被加工;产物是非粘性的。聚合物组合物更硬并且特征在于高于方案4的氧气阻透性。这是由于较高的PE-HD份额。尽管SIBS含量较低,但是阻透作用比方案4更好。

方案6的组透聚合物的含量对应于方案3,其中聚烯烃组分稍微改变。通过使用更高份额的PE-HD,提高聚合物组合物的硬度。透氧性仅微不足道地变化。也就是说,在一定程度上,硬度和阻透作用能够通过聚烯烃含量来调节。

方案7与方案3和方案6相似,其中SIBS含量略低并且PE-HD含量提高。随着PE-HD份额增加和SIBS含量减少,聚合物组合物的硬度增加,而透氧性轻微减少。方案7借助DVR数据观察复位性能。该组合物呈现特别用于在葡萄酒瓶封盖(“长帽”)中使用的尤其优选类型的密封垫片。

方案8仅包含SIBS作为阻透聚合物,并且与方案4类似。组合物包含少量SIBS,但包含更多PE-HD进而更硬。透氧性是略微更低的。尽管阻透聚合物的含量降低,但阻透功能明显更好。

方案9与方案8关于硬度和透氧性类似。阻透聚合物的总含量是更低的,聚烯烃含量是更高的。在硬度类似的情况下,阻透作用突出。这也是如下组合物,所述组合物能够尤其良好地用于实现本发明的目的的密封垫片。

方案10与方案9的不同之处在于由PE-LD来替代PE-LLD。在硬度相同的情况下,阻透功能大致更小(略小),但总仍是良好的。

方案11关于阻透聚合物具有与方案9和方案10类似的成分,但具有提高份额的PE-LD。通过PE-LD相对于PE-HD更低的结晶度提高透氧性。这降低材料成本,但以仍较大硬度且明显更小的阻透作用为代价。应注意:如方案11的组合物也能够用作用于“长帽”的密封垫片。根据本发明,硬度和阻透作用的极限优选为肖氏D=最大50并且OTR=最大940cm3·100μm/m2·d·bar。

方案12与方案11相似,其中PE-LD通过PE-LLD替代。二者能在硬度和透氧性方面类似。

一般地,与仅包括一种(相同类型的)阻透聚合物的组合物对比,具有至少两种阻透聚合物的组合物显示出优势。还显示出:通过添加其他聚合物,尤其聚烯烃,能够调整并且改进由组合物产生的密封垫片的特性。然而,方案0和方案2的对比显示出:高含量的聚烯烃单独不是决定性因素。如方案0,方案4,方案5和方案8的、具有仅一种阻透聚合物的组合物无论如何都能够用作用于具有减小的板厚度的皇冠盖的密封垫片。

在此示出的,以均质的组合物的样本获得的认识能够应用于密封垫片,所述密封垫片不由均质的聚合物组合物成型,而是例如如上述那样,具有如在图1中示例性示出的多层结构。

再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1