本发明属于食品包装材料领域，尤其涉及一种用于制备瓶盖垫片的粒料、瓶盖垫片及该瓶盖垫片的应用。
背景技术：
瓶盖垫片是使用橡胶皮、铜片或纸张，用来放到两平面之间用以加强密封的材料，具有防止流体泄漏的作用。目前我国酒类包装和饮料类包装对瓶盖垫片的需求增大，而酒类包装使用的瓶盖垫片占瓶盖垫片使用总量的70％以上。随着我国酒类和饮料行业的快速发展，瓶盖垫片行业逐渐崛起。
原卫生部在2011年第23号公告中，公布的107种可用于食品包装材料的树脂中不包含PVC树脂，同时与其配合使用的邻苯类增塑剂是全球公认的致癌物质。因此，自2011年起，冠形瓶盖逐渐采用以PE树脂添加弹性体为主要成分的垫片材料。由于以PE树脂为主要成分的垫片材料，其材质有着硬度高、弹性差等先天因素，使其瓶盖垫片的密封效果较差，漏气率也较高，而且其垫片材料价格也高了一倍多。
2016年10月19日新颁布的GB4806.6-2016《食品安全国家标准食品接触用塑料树脂》规定食品接触材料中允许使用PVC树脂，因此该标准为冠形瓶盖垫片采用PVC树脂提供了依据。同时，采用符合GB 9685-2016《食品安全国家标准食品接触材料及制品用添加剂使用标准》不含邻苯类的增塑剂，成为制造PVC粒料及瓶盖垫片的关键。目前，急需寻找一种性能好、无毒环保、成本低，且可用于制造瓶盖垫片材料的粒料。
技术实现要素：
本发明针对上述技术问题，提出一种密封性能好、无毒环保、成本低的用于制备瓶盖垫片的粒料，由该粒料制备得到的瓶盖垫片以及该瓶盖垫片的应用。
为了达到上述目的，本发明一方面提供了一种用于制备瓶盖垫片的粒料，包括聚氯乙烯树脂和1,2-环己二羧酸二(异壬基)酯增塑剂，其中，按重量份计，包括：聚氯乙烯树脂100份，1,2-环己二羧酸二(异壬基)酯增塑剂31-80份。
作为优选，所述1,2-环己二羧酸二(异壬基)酯增塑剂为51-68份。
作为优选，所述粒料还包括热稳定剂和润滑油，所述润滑油为无味的食品级润滑油。
作为优选，所述热稳定剂包括钙锌稳定剂、有机锡类稳定剂、硬脂酸锌、硬脂酸钙、环氧大豆油酸脂、β-二酮类化合物中的一种或多种。
作为优选，所述润滑油包括白矿油、聚α烯烃、海狸油、食用油中的一种或多种。
本发明另一方面提供了一种如上述任一技术方案所述的粒料制备获得的瓶盖垫片。
本发明的再一方面提供了一种如上述技术方案所述的瓶盖垫片在饮品包装中的应用。
作为优选，所述瓶盖垫片应用在啤酒、饮料、瓶装水、果汁、蔬菜汁、果醋或或牛奶包装的瓶盖中。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
本发明提供了一种用于制备瓶盖垫片的粒料，其选用聚氯乙烯树脂作为主要成分，添加1,2-环己二羧酸二(异壬基)酯作为增塑剂。所选用的增塑剂的耐热性、耐抽出性、迁移性、挥发性与邻苯类增塑剂相近，对聚氯乙烯树脂的增塑效果好，同时又具有无毒环保的优点；在上述二者组分的配比下，所制备得到的粒料性能好、环保无毒、成本低，且由该粒料能够制备得到密封性能好、可直接与食品接触、成本低的瓶盖垫片，该瓶盖垫片可广泛应用于饮品包装中。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例一方面提供了一种用于制备瓶盖垫片的粒料，包括聚氯乙烯树脂(以下简称PVC树脂)和1,2-环己二羧酸二(异壬基)酯增塑剂(以下简称DINCH增塑剂)，其中，按重量份计，包括：聚氯乙烯树脂100份，1,2-环己二羧酸二(异壬基)酯增塑剂31-80份。在本实施例中，为了使得增塑剂更好地发挥增塑效果，同时避免增塑剂添加过多造成不必要的浪费，将DINCH增塑剂的加入量限制在上述范围内，但可以理解的是，本领域技术人员还可根据实际需要在上述范围内进行选择，例如，DINCH增塑剂的含量还可以为35份、40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份等。
上述实施例选用PVC树脂作为粒料的主要成分，所添加的DINCH增塑剂的耐热性、耐抽出性、迁移性、挥发性与邻苯类增塑剂相近，对PVC树脂的增塑效果好，同时又是对人体无害的环保型化合物。制备得到的粒料性能好、环保无毒、成本低，且由该粒料能够制备得到密封性能好、可直接与食品接触的瓶盖垫片。
在一优选实施例中，所述1,2-环己二羧酸二(异壬基)酯增塑剂为51-68份。选用上述范围的DINCH增塑剂，有利于在保证粒料性能的前提下进一步降低生产成本。可以理解的是，本领域技术人员可根据实际需要在上述范围内进行选择，例如，DINCH增塑剂的含量还可以为：54份、58份、62份、64份等。
在一优选实施例中，所述粒料还包括热稳定剂和润滑油，所述润滑油为无味的食品级润滑油。在本实施例中，为了避免PVC树脂在粒料制备过程中的高温分解，可以加入热稳定剂，本领域技术人员可根据需要选择既能延缓PVC树脂分解，同时又对人体无毒、且不影响加工性能的热稳定剂。在原料中加入润滑油可减少粒料制备加工过程中的摩擦力，改善加工性能，有利于原料混合均匀和粒料脱模，由于本实施例中的粒料主要应用在食品包装中，因此需要选用食品级的润滑油，同时为了防止制备获得的垫片对食品的味道有影响，所选用的食品级润滑油要求是没有味道的。上述热稳定剂和润滑油的添加量均为本领域的常规量，能够使得其发挥作用即可。
在一优选实施例中，所述热稳定剂包括钙锌稳定剂、有机锡类稳定剂、硬脂酸锌、硬脂酸钙、环氧大豆油酸脂、β-二酮类化合物中的一种或多种。本实施例中所列举的热稳定剂均为能够抑制PVC树脂高温分解且无毒的环保型热稳定剂，但可以理解的是，本实施例的热稳定剂并不局限于上述所列举的，还可以为本领域已知的其它化合物，只要具有上述特性，本领域技术人员均可替换使用。
在一优选实施例中，所述润滑油包括白矿油、聚α烯烃、海狸油、食用油中的一种或多种。本实施例中所列举的润滑油均为无毒的食品级润滑油，但可以理解的是，本实施例的润滑油并不局限于上述所列举的，还可以为本领域其它已知的无毒无味的润滑油，只要具有上述特性，本领域技术人员均可替换使用。
本发明实施例的另一方面提供一种如上述任一项实施例所述的粒料制备获得的瓶盖垫片。在本实施例中，应用上述添加DINCH增塑剂的粒料制备获得的瓶盖垫片，与传统的PVC树脂瓶盖垫片相比密封性能好且无毒，与以PE树脂为主要成分的瓶盖垫片材料相比，不仅密封性能有大幅度提高，而且成本降低，适于大规模的生产应用。
在上述实施例中，所述瓶盖垫片可以采用以下方法制备获得：取220mg本发明实施例制备获得的粒料经注塑机加热熔化后滴加到瓶盖中，经模具挤压成型，冷却后即可获得压合在瓶盖中并与瓶盖尺寸吻合的瓶盖垫片。上述瓶盖可以为与250ml-710ml规格的啤酒瓶相配合的瓶盖，例如可以为296ml、300ml、330ml、500ml、640ml啤酒瓶的瓶盖，所述瓶盖的制备方法可以为：选用0.230mm-0.240mm，例如0.235mm厚度的镀铬铁利用冲压工艺制作获得上述不同规格的瓶盖。
本发明实施例的再一方面提供一种如上述实施例所述的瓶盖垫片在饮品包装中的应用。本发明实施例制备获得的瓶盖垫片无毒且密封性能好，可广泛应用于食品级的液体包装中，例如饮品包装，保证食品包装的密封性，有利于食品的长时间保存。需要注意的是，所述瓶盖垫片不适用于有汽的液体包装中，例如碳酸饮料，避免对包装的密封性有影响。
在一可选实施例中，所述瓶盖垫片应用在啤酒、饮料、瓶装水、果汁、蔬菜汁、果醋或或牛奶包装的瓶盖中。本实施例所列举的只是上述瓶盖垫片在饮品包装领域的常见应用，但并不局限于上述所列举的应用，只要是要求密封且无毒的包装中，本领域技术人员都可选择性应用。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的一种用于制备瓶盖垫片的粒料、瓶盖垫片及该瓶盖垫片的应用，下面将结合具体实施例进行描述。
实施例1
S1制备粒料：本实施例所提供的粒料包括：PVC树脂100份、DINCH增塑剂51份，余量为钙锌稳定剂和白矿油。将上述各组分加入混合设备中进行分散形成均匀的混合料，混合时间约为7-15分钟。按设定的温度调整好螺杆机各区域温度，将混合料通过螺杆机挤出，调整切刀转速，使颗粒均匀，经过冷却工序形成粒料A。
S2制造瓶盖：采用0.235mm厚度的镀铬铁利用冲压工艺制作瓶盖，该瓶盖尺寸符合500ml规格的啤酒瓶上所需瓶盖的尺寸标准。
S3制造带有垫片的瓶盖：取220mg粒料A经注塑机加热熔化后滴加到瓶盖中，经模具挤压成型，冷却后获得带有垫片的瓶盖a。
实施例2
S1制备粒料：本实施例所提供的粒料包括：PVC树脂100份、DINCH增塑剂55份，余量为钙锌稳定剂和白矿油。按照实施例1中的方法制备得到粒料B。
S2制造瓶盖：同实施例1。
S3制造带有垫片的瓶盖：取220mg粒料B经注塑机加热熔化后滴加到瓶盖中，经模具挤压成型，冷却后获得带有垫片的瓶盖b。
实施例3
S1制备粒料：本实施例所提供的粒料包括：PVC树脂100份、DINCH增塑剂62份，余量为钙锌稳定剂和白矿油。按照实施例1中的方法制备得到粒料C。
S2制造瓶盖：同实施例1。
S3制造带有垫片的瓶盖：取220mg粒料C经注塑机加热熔化后滴加到瓶盖中，经模具挤压成型，冷却后获得带有垫片的瓶盖c。
实施例4
S1制备粒料：本实施例所提供的粒料包括：PVC树脂100份、DINCH增塑剂31份，余量为钙锌稳定剂和白矿油。按照实施例1中的方法制备得到粒料D。
S2制造瓶盖：同实施例1。
S3制造带有垫片的瓶盖：取220mg粒料D经注塑机加热熔化后滴加到瓶盖中，经模具挤压成型，冷却后获得带有垫片的瓶盖d。
实施例5
S1制备粒料：本实施例所提供的粒料包括：PVC树脂100份、DINCH增塑剂80份，余量为钙锌稳定剂和白矿油。按照实施例1中的方法制备得到粒料E。
S2制造瓶盖：同实施例1。
S3制造带有垫片的瓶盖：取220mg粒料E经注塑机加热熔化后滴加到瓶盖中，经模具挤压成型，冷却后获得带有垫片的瓶盖e。
对比例1
S1制备粒料：本实施例所提供的粒料包括：PVC树脂100份、柠檬酸三丁酯增塑剂51份，余量为钙锌稳定剂和白矿油。按照实施例1中的方法制备得到粒料F。
S2制造瓶盖：同实施例1。
S3制造带有垫片的瓶盖：取220mg粒料F经注塑机加热熔化后滴加到瓶盖中，经模具挤压成型，冷却后获得带有垫片的瓶盖f。
性能测试
(1)抗冲击性：选用与所制备的瓶盖相配合的500ml的啤酒瓶，分别与瓶盖a、b、c、d、e、f配合进行以下实验：将瓶口朝下,倾倒放置在与水平面成80°角的斜面上，在与地面垂直距离为220mm的位置处自由滑下，使瓶口上的瓶盖与地面(大理石或硬度较强的水泥地)撞击，观察瓶盖a、b、c、d、e、f有无漏气。
(2)密封性：选用与所制备的瓶盖相配合的500ml的啤酒瓶，分别与瓶盖a、b、c、d、e、f配合进行以下实验：啤酒瓶封盖后检测外径，在28.53mm-28.83mm之间，将其连接到装有单向阀和压力表的耐压装置的瓶口上，瓶口应符合QB/T3729规定，放入水箱中，对瓶内充气(压缩空气)加压，从600kPa开始，每升压100kPa停1min，至800kPa或预定的压力值为止，观察有无漏气现象。
(3)口味品评：选用与所制备的瓶盖相配合的500ml的啤酒瓶，分别与瓶盖a、b、c、d、e、f配合进行以下实验：称取垫片1000mg，取未经过巴氏杀菌的啤酒，加入称量好的垫片，轻轻敲击酒瓶直到啤酒泡沫到达酒瓶的顶部，然后用一只已被认可使用的瓶盖扣上再次密封酒瓶，经过巴氏杀菌后，避光保温至(15±2)℃，进行样品品评。
测试结果见表1。
表1瓶盖a、b、c、d、e、f性能测试表
由表1中的测试数据可知，本发明实施例1-5制备获得的粒料中DINCH增塑剂的用量完全可以满足瓶盖垫片的性能要求，且成本低，并且与对比例1中现有的利用环保型增塑剂，如柠檬酸三丁酯增塑剂所获得的垫片相比，本发明实施例制备得到的瓶盖垫片应用在瓶盖中，与瓶口配合好，抗冲击性能好，密封性能好，且没有有毒成分，可直接与食品接触，同时也没有其它影响食品口味的异味，该瓶盖垫片非常适合应用在饮品包装中，如啤酒、饮料、瓶装水、果汁、蔬菜汁、果醋或牛奶等包装中。