一种带有pe或pp垫层的爪式旋开盖的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种带有PE或PP垫层的爪式旋开盖。所述旋开盖的盖体是由无内膜涂层的马口铁盖和覆设在其内表面的聚乙烯或聚丙烯垫层组成，所述聚乙烯或聚丙烯垫层是由聚乙烯颗粒或聚丙烯颗粒通过注塑或滴塑在无内膜涂层的马口铁盖内表面形成的厚度为0.5-2.0mm的密封垫层；所述卷边和旋爪是在敷设有聚乙烯或聚丙烯垫层的马口铁盖体开口边缘冲压成型。本实用新型结构简单，其生产工艺也比较简单，制备出来的瓶盖卫生质量都能够达到食品安全标准，密封效果好，在高温条件下不会出现褪色以及有害物质的挥发等现象，采用该瓶盖密封包装后的食品不用添加防腐剂，只需要经过高温灭菌后并能长时间保存。
【专利说明】-种带有PE或PP垫层的爪式旋开盖
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及玻璃食品包装瓶的金属旋开盖，具体是一种带有PE或PP垫层的 爪式旋开盖及其生产工艺。
【背景技术】
[0002] 在食品加工行业中，对于需要长期保存的食品，如饮料、水果蔬菜、调味品等，一般 是将其装入玻璃瓶中，再痛旋开盖将其密封，其中爪式旋开盖是一种常用的食品玻璃包装 瓶的密封盖。
[0003] 现有常用的爪式旋开盖是采用马口铁作为盖体，并在其盖口边缘冲压盖爪。马口 铁又叫镀锡铁，是电镀锡薄钢板的俗称，主要是指两面镀有商业纯锡的冷轧低碳薄钢板或 钢带。所以马口铁是将钢的强度和成型性与锡的耐蚀性、锡焊性和美观的外表结合于一体 的一种材料，该具有耐腐蚀、无毒、强度高、延展性好的特性，使用马口铁作为食品玻璃包装 瓶的瓶盖既可以增加其密封性，又可以防止其生锈，所以应用比较广泛。
[0004] 现有的马口铁爪式旋开盖的生产工艺是先对马口铁皮进行印前处理，即在马口铁 皮的内、外表面采用滚涂机进行涂装，内表面涂装是为了防止内装物与瓶盖之间的化学作 用而产生污染，防止生锈，涂布后的马口铁经输送带送至烘干机，在循环运行的链条带动下 通过烘干机进行高温固化，其涂膜一般选择环氧酚醛、环氧三聚氰胺或环氧尿素树脂涂料； 在进行印前处理后的马口铁皮直接进行金属印刷，完成印刷之后直接成型成马口铁盖，并 在马口铁盖体边缘冲压盖爪，然后在盖体内注胶，并烘干形成盖垫，整个工艺比较繁琐，采 用此种工艺生产的马口铁爪式旋开盖注胶的原料必须采用浆料，不然无法在马口铁内表面 形成注胶层，而大部分物料无法形成浆料，所以现有的马口铁瓶盖的注胶工艺一般是使用 聚氯乙烯（PVC)糊状树脂为主要原料，添加增塑剂等辅助原料经告诉搅拌混合层密封胶， 采用注胶机将液态胶注入瓶盖，瓶盖高速旋转成型，再经过烘箱烘烤后固化。由于聚氯乙烯 (PVC)含有大量的氯离子，再加上添加的塑化剂，在与食品接触时，聚氯乙烯密封垫片因塑 化剂迁移以及游离氯离子会带来很多食品安全问题；而且由于聚氯乙烯在高温下会挥发出 大量的氯离子，所以采用此种包装的食品高温灭菌的效果并不是很好，其食品保质期无法 得到保证，一般食品生产厂家为了延长食品的保质期，会在食品中添加防腐剂，防腐剂的添 加也会影响食品的质量安全；而且由于整个工艺中是采用注胶的方式在瓶盖内壁形成的密 封垫层，必须经过高温烘干使其固化后才能成型，才可以避免高温杀菌时出现断胶或脱胶 的现，所以整个工艺比较复杂。
[0005] 为了解决现有瓶盖垫圈卫生安全不达标的缺陷，也有人研制出其它的材料的密封 垫圈，但是大多是采用多种物质混合后形成的一种新的材质，其制备方法和生产工艺都比 较复杂；目前也有使用聚乙烯（PE)材料作为瓶盖垫圈，由于聚乙烯无法形成浆料，所以一 般的做法是将制备好的垫圈使用胶直接与成型后瓶盖进行粘接，其生产效率低，而且由于 马口铁盖内表面有涂层，PE材料垫很容易与盖体分离，很难起到很好的密封效果。
【发明内容】
[0006] 本实用新型根据现有技术的不足提供一种带有PE或PP垫层的爪式旋开盖及其， 该旋开盖的垫层采用聚乙烯（PE)或聚丙烯（PP)材料，这两种材料一般应用在医用或食品 包装上，卫生质量都能够达到食品安全标准，并使用特殊的工艺使聚乙烯（PE)或聚丙烯 (PP)与马口铁紧密连接，不会随意脱落，并可在高温下灭菌，不会出现褪色以及有害物质的 挥发等现象，既能保证瓶盖的密封效果，又可以保证密封后的食品质量安全，还能在不添加 防腐剂的情况下长期保存。
[0007] 本实用新型提供的技术方案：所述一种带有PE或PP垫层的爪式旋开盖，包括盖 体，盖体的开口边缘带有卷边和旋爪，其特征在于：所述盖体是由去除内表面镀锡涂层的马 口铁盖和覆设在其内表面的聚乙烯或聚丙烯垫层组成，所述聚乙烯或聚丙烯垫层是由聚乙 烯颗粒或聚丙烯颗粒通过注塑或滴塑在去除内表面镀锡涂层的马口铁盖内表面形成的厚 度为0. 5-2. 0_的密封垫层；所述卷边和旋爪是在敷设有聚乙烯或聚丙烯垫层的马口铁盖 体开口边缘冲压成型。
[0008] 本实用新型提供的较优的技术方案：所述盖体顶面向内凹陷形成高度为0. 5-lmm 的圆形凸台，所述圆形凸台的的边缘为弧形。
[0009] 本实用新型提供的较优的技术方案：所述旋爪有四个，等距分布在盖体的开口边 缘。
[0010] 本实用新型提供的较优的技术方案：所述聚乙烯颗粒或聚丙烯垫层将马口铁盖的 内表面完全覆盖。
[0011] 本实用新型提供的较优的技术方案：所述聚乙烯或聚丙烯垫层的厚度为 0· 8-1. 2mm〇
[0012] 本实用新型的生产工艺，其特征在于具体步骤如下：
[0013] (1)马口铁盖成型前的处理：对马口铁进行表面处理，外表面依次按照现有工艺 进行涂装、印刷、油墨干燥和上光油处理，内表面不经过任何处理；
[0014] (2)将步骤（1)中经过处理的马口铁皮冲压成型制成无内膜涂层的马口铁圆盖； 此过程采用现有的金属盖成型机和现有瓶盖冲压成型工艺，使其成型为无卷边和旋爪的圆 盖。
[0015] (3)将步骤（2)中成型的无内膜涂层的马口铁圆盖置于注塑机或滴塑机的特制模 具内，在温度为190_280°C，压力为55-95MPa的条件下，将聚乙烯颗粒或聚丙烯颗粒采用注 塑或滴塑的工艺均匀的注入无内膜涂层的马口铁圆盖内表面，待其自然冷却后，在无内膜 涂层的马口铁圆盖内表面形成厚度均匀、表面光滑的聚乙烯或聚丙烯垫层，聚乙烯或聚丙 烯垫层紧密粘接在内表面无镀锡涂层的马口铁圆盖内表面，其聚乙烯或聚丙烯垫层的厚度 为 0· 5-2. 0mm ；
[0016] (4)将步骤（3)中注塑或滴塑有聚乙烯或聚丙烯垫层的马口铁圆盖置于冲床内， 在其开口边缘冲压形成卷边和旋爪；此过程采用现有的旋爪盖冲爪的工艺和设备完成；
[0017] 所述步骤（1)中在马口铁片外表面进行涂装的材料为，印刷采用金属印刷工艺。 步骤（1)中马口铁盖外表面的处理工艺均按照现有工艺进行处理，首先在马口铁皮外表面 进行外涂装，增加制品的美观性和耐用性，外涂装分辊涂底漆（油）和辊涂底色，采用现有 的滚涂机进行涂装，底漆是铁皮与油墨中间的一层粘结剂，其作用可以保证油墨与马口铁 皮具有良好的连接性，提高油墨的附着力，还提供了印刷油墨呈色的背景基础，底漆需要在 160-170°C的温度下烘烤10-12分钟，主要采用氨基醇酸烘漆和绝缘漆两类；底色多为白色 涂料，俗称白磁油，辊涂底色的目的是满足印刷图案的需要，通常辊涂1-2遍，以达到所需 白度，为避免烘烤时白油墨可能变黄，可在涂料中加一些调色剂，涂装后在160-170°C的温 度下烘烤10-15分钟。印铁白墨是在胶印机上印刷的，印刷的墨膜很薄，大约在3 μ m左右， 一般需要印刷2-3次才能达到理想白度。涂装完成后，便采用金属印刷工艺在涂油膜层的 马口铁皮上进行印刷，金属印刷工艺是利用平版胶印的水墨相斥原理，借助印刷压力，把印 版上的油墨经橡皮滚筒转移到金属印张上；生产线一般由进料系统（送铁机、进铁机）、定 位机构、印刷机构（胶印机）、输墨装置、润湿装置（滚筒涂布机）、干燥机构及收铁机等设 备组成，印刷的图案根据设计而定，具体印刷过程与纸张印刷类似，需要设计原稿、图文制 作、打样、拼版等，采用分色制版；印刷完成之后通过加热干燥，使油墨氧化结膜，并使涂料 中溶剂挥发，形成涂膜，具体干燥可以在连续干燥室内进行；干燥完成之后便是上光涂装， 主要是经过上光油处理，保护墨膜，改善印刷品的光泽，并能增强制盖加工时弯曲和机构冲 击的承受能力，保护油墨及其涂料层在冲压过程中不被划伤，上光油也在涂料机上进行，上 光涂料应具有一定的光亮度、硬度和牢固度，且保色性好、流平性好，具有亲和性，可以采用 椰子油、醇酸酯、环氧树脂、氨基树脂等，溶剂为二甲苯和丁醇，烘烤温度为160_180°C之间， 烘烤时间为10-15分钟。
[0018] 在步骤（3)中注塑或滴塑中的特制模具是由一个定模和动模组成，其定模内腔与 内表面无镀锡涂层的马口铁圆盖形状大小相同，动模直径比内表面无镀锡涂层的马口铁盖 的外径小0. 3-1. 5mm，形状与内表面无镀锡涂层的马口铁盖的形状相同，将内表面无镀锡涂 层的马口铁圆盖置于定膜内，然后通过注塑或滴塑设备在内表面无镀锡涂层的马口铁盖内 完成注塑或滴塑工艺。
[0019] 所述聚乙烯颗粒或聚丙烯颗粒选择耐高温121°C、30分钟以上不变质的食品或药 品包装材料，聚乙烯在零下50度也不会发生变质。
[0020] 注塑常用的工业产品生产造型的方法。注塑一般分为注塑成型模压法和压铸法。 注塑主要使用的设备为注射成型机（简称注射机或注塑机），是将热塑性塑料或热固性料 利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备，注射成型是通过注塑机和模 具来实现的。滴塑技术是利用热塑性高分子材料具有状态可变的特性，即在一定条件下具 有黏流性，而常温下又可恢复固态的特性，并使用适当的方法和专门的工具喷墨，在其黏流 状态下按要求塑造成设计的形态，然后在常温下固化成型，滴塑也是一种成熟的工艺；本实 用新型中使用的注塑和滴塑工艺均为现有的工艺，只用采用注塑机或滴塑机，并配上合适 的模具便可以实现聚乙烯或聚丙烯垫层的成型过程，所以并不需要详细说明操作过程。
[0021] 本实用新型的有益效果：
[0022] (1)本实用新型将聚乙烯（PE)或聚丙烯（PP)材料应用到马口铁爪式瓶盖内，作为 盖垫，由于聚乙烯（PE)或聚丙烯（PP)是比较为卫生的通用材料，这两种材料在高温也不会 释放有毒物质，也不会出现褪色的现象，所以采用该材料作为盖垫，可以将包装好的食品置 于115°C的高温条件下灭菌40分钟，可以保证食品的卫生质量；
[0023] (2)由于聚乙烯（PE)或聚丙烯（PP)形成的垫层柔韧性比较好，所以本实用新型制 备的杯盖密封效果好， 申请人:将瓶盖与瓶体在扭力为40-100N的条件下旋紧，置于带抽气 装置的容器中，用水浸没，抽真空至真空度为27kPa，维持2分钟，瓶内并没有出现进水或冒 泡现象，便可证明本实用新型制备的瓶盖具有非常好的密封效果；
[0024] (3)采用本实用新型所述的瓶盖包装的食品在不添加防腐剂的情况下也可以长时 间储存，与加入防腐剂后的正常食品保质期相同；
[0025] (4)采用本实用新型中的工艺，省略了马口铁内表面的涂装工艺，将颗粒状的聚乙 烯和聚丙烯在马口铁盖注塑或滴塑成型形成密封盖垫，能够紧密连接在马口铁瓶盖内壁， 不会出现垫层的脱落现象，而且该垫层还具有马口铁盖内涂膜的作用，防止内装物与瓶盖 之间的化学作用而产生污染，还能防止生锈，而且效果比原马口铁内涂膜的效果更好；
[0026] (5)采用本实用新型中的工艺先注塑后冲爪，其卷边和旋爪内表面也覆盖有聚乙 烯或聚丙烯垫层，既可以防止瓶盖生锈，又可以增加其密封效果；
[0027] (6)本实用新型中的工艺注塑后不用进行高温固化，自然冷却后直接成型，其工艺 简单，缩短了瓶盖生产时间和工艺步骤，降低了劳动成本，提高了工作效率；
[0028] 本实用新型结构简单，其生产工艺也比较简单，制备出来的瓶盖卫生质量都能够 达到食品安全标准，密封效果好，在高温条件下不会出现褪色以及有害物质的挥发等现象， 采用该瓶盖密封包装后的食品不用添加防腐剂，只需要经过高温灭菌后并能长时间保存。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 图1是本实用新型的结构示意图，
[0030] 图2是本实用新型的横向剖视图；
[0031] 图3是本实用新型注塑或滴塑的模具结构示意图。
[0032] 图中：1 一盖体，2-卷边，3-旋爪，4一无内膜涂层的马口铁盖，5-聚乙稀或聚丙 烯垫层，6-圆形凸台，7-定模，8-动模。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明。如图1、图2所示，所述一种带有PE或 PP垫层的爪式旋开盖，包括盖体1，所述盖体1顶面向内凹陷形成高度为〇. 5-lmm的圆形凸 台6,所述圆形凸台6的的边缘为弧形，盖体1的开口边缘带有卷边2和旋爪3,其特征在 于：所述盖体1是由无内膜涂层的马口铁盖4和覆设在其内表面的聚乙烯或聚丙烯垫层5 组成，所述聚乙烯或聚丙烯垫层5是由聚乙烯颗粒或聚丙烯颗粒通过注塑或滴塑在无内膜 涂层的马口铁盖4内表面形成的厚度为0. 5-2. 0_的密封垫层，最佳厚度为0. 8-1. 2_，并 将无内膜涂层的马口铁盖4的内表面完全覆盖，;所述卷边2和旋爪3是在敷设有聚乙烯或 聚丙烯垫层5的马口铁盖体1开口边缘冲压成型。
[0034] 以上瓶盖的具体生产工艺如下：
[0035] (1)马口铁盖成型前的处理：对马口铁进行表面处理，外表面依次按照现有工艺 进行涂装、印刷、油墨干燥和上光油处理，内表面不经过任何处理；
[0036] (2)将步骤⑴中经过处理的马口铁皮冲压成型制成无内膜涂层的马口铁圆盖；
[0037] (3)将步骤（1)中制成的无内膜涂层的马口铁圆盖置于注塑机或滴塑机的特制模 具内，模具如图3所示，由一个定模7和动模8组成，其定模内腔与无内膜涂层的马口铁圆 盖形状大小相同，动模直径比无内膜涂层的马口铁圆盖的外径小〇. 3-1. 5mm，形状与无内膜 涂层的马口铁圆盖的形状相同，将无内膜涂层的马口铁圆盖置于定膜内，将聚乙烯颗粒或 聚丙烯颗粒采用注塑或滴塑的工艺均匀的注入无内膜涂层的马口铁圆盖内表面，待其自然 冷却后，在无内膜涂层的马口铁圆盖内表面形成厚度均匀、表面光滑的聚乙烯或聚丙烯垫 层；其注塑或滴塑工艺均采用现有的工艺，注塑和滴塑的条件为温度为190-280°C，压力为 55-95MPa;聚乙烯或聚丙烯垫层紧密粘接在内表面无镀锡涂层的马口铁圆盖内表面，其聚 乙烯或聚丙烯垫层的厚度为〇. 5-2. Omm ;
[0038] (4)将步骤（3)中制备而成的带有聚乙烯或聚丙烯垫层的马口铁盖置于冲床内， 在其开口边缘冲压形成卷边和旋爪。
[0039] 按照上述工艺制备一批爪式旋开盖，并对该批爪式旋开盖的外观进行检测，在自 然光线明亮处，正视目测，每个瓶盖的盖形完整，无明显碰凹褶皱，不得沾有污物，盖体内涂 层清洁、无穿孔、缺胶，盖爪光滑、无毛刺，大小基本一致，盖外表面印刷清晰、文字清楚、正 确，并按照包装材料红外光谱测定法[国家药品包装容器（材料）标准YBB00262004第四 法]测定，与对照光谱基本一致。
[0040] 申请人:并对将上述工艺制备的该批爪式旋开盖进行以下试验检测：
[0041] 1.任意挑选多个盖体，在扭力为40-100N的条件下，并将每个盖瓶与之配合的玻 璃瓶旋紧，瓶口与瓶盖配合适宜，无出现滑牙现象；
[0042] 2.任意挑选多个盖体和与之配合的玻璃瓶，分别在瓶内装入适量干燥玻璃珠，在 扭力为40-100N的条件下将瓶与盖旋紧，置于带抽气装置的容器中，用水浸没，抽真空至真 空度为27kPa，维持2分钟，并无出现瓶内进水或冒泡的现象；
[0043] 3.任意挑选多个盖体和与之配合的玻璃瓶，瓶内注如入70°C热水至瓶颈处，立即 旋紧瓶盖，置高压蒸汽消毒器中，在121°C保持30分钟后，取出，冷却至室温，开盖观察：瓶 盖外表面没有褪色、起泡、脱落、失光的现象，内涂聚乙烯胶无明显变化，无裂痕、皱褶、穿孔 现象；
[0044] 4.取瓶盖内的涂聚乙烯胶300cm2(以内表面计），剪成长3cm，宽0.3cm的小片，置 锥形瓶内，加水适量振摇洗涤，置30-40°C干燥后，用水（70°C ±2°C ) 200ml浸泡2小时后取 出，放冷置室温，用同批试验用溶剂补充至原体积作为供试液，以同批水为空白液，备用，依 次检测聚乙烯胶浸液的澄清度、重金属含量、易氧化物含量、不会挥发物含量；
[0045] 澄清度：取水浸液20ml，置50ml纳氏比色管中，照溶液澄清度检查法（中国药典 2005年版二部附录IX B)，溶液澄清，浑浊度低于3号浊度标准液；
[0046] 重金属含量：精密量取水浸液20ml，加醋酸盐缓冲液（PH3. 5) 2ml，依法检查（中国 药典2005年版二部附录VIII Η第一法），重金属含量不超过百万分之一；
[0047] 易氧化物含量：精密量取水浸液20ml，精密加入高锰酸钾滴定液（0. 002mol/ L) 20ml与稀盐酸lml，煮沸3分钟，迅速冷却，加入碘化钾0. lg，在暗处放置5分钟，用硫代 硫酸钠滴定液（〇. Olmol/L)滴定，滴定至近终点时，加入淀粉指示液0. 25mL，继续滴定至无 色，另取空白液同法操作，二者消耗滴定液之差，低于1. 5ml ;
[0048] 不挥发物含量：精密量取水浸出液与空白液各100ml，置已恒重的蒸发皿中，水 浴蒸干，l〇5°C干燥2小时，冷却后精密称定，水不挥发物残渣与其空白残渣之差小于过 5. 0mg〇
[0049] 4.取盖体内的聚乙烯垫2. 0g，依法检查（中华人民共和国药典2005版二部附录 W N)，遗留残渣低于0. 1 %，含遮光剂的少于3. Ο %。
[0050] 5.取盖体内的聚乙烯垫5克，剪成3cmX0. 3cm小块置于圆底烧瓶中，精密加入正 乙烷50ml，加热回流4小时，放冷，过滤，取滤液转移至已恒重的蒸发皿中，在水浴中蒸干 后，105°C干燥2小时，冷却后精密称定，另精密量取同批正乙烷50ml作为空白液同法操作， 正乙烧浸液残渔与空白液残渔之差，小于60. Omg。
[0051] 6.取本品的内涂聚乙烯胶，用水清洗干净后，取试样500cm2(以内表面计），剪成 长3cm，宽0. 3cm的小片，加入0. 9%氯化钠注射液50ml，110°C湿热灭菌30分钟后取出，冷 却备用，静脉注射，依法测定（中国药典2005年版二部附录XIC)，符合规定。
[0052] 检验规则外观、密封性、适应性试验检验按逐批检查计数抽样程序及抽样表 (GB/2828. 12003)规定进行，检验项目，合格质量水平（AQL)及检查水平见附表1。
[0053] 附表1、检验项目，检查水平及合格质量水平
[0054]
【权利要求】
1. 一种带有PE或PP垫层的爪式旋开盖，包括盖体（1)，盖体（1)的开口边缘带有卷边 (2)和旋爪（3)，其特征在于：所述盖体（1)是由无内层涂膜的马口铁盖（4)和覆设在其内 表面的聚乙烯或聚丙烯垫层（5)组成，所述聚乙烯或聚丙烯垫层（3)是由聚乙烯颗粒或聚 丙烯颗粒通过注塑或滴塑在内层涂膜的马口铁盖（4)内表面形成的厚度为0.5-2. 0_的密 封垫层；所述卷边（2)和旋爪（3)是在敷设有聚乙烯或聚丙烯垫层（5)的马口铁盖体（1) 开口边缘冲压成型。
2. 根据权利要求1所述的一种带有PE或PP垫层的爪式旋开盖，其特征在于：所述盖 体（1)顶面向内凹陷形成高度为0. 5-lmm的圆形凸台（6)，所述圆形凸台（6)的的边缘为弧 形。
3. 根据权利要求1所述的一种带有PE或PP垫层的爪式旋开盖，其特征在于：所述旋 爪（3)有四个，等距分布在盖体（1)的开口边缘。
4. 根据权利要求1所述的一种带有PE或PP垫层的爪式旋开盖，其特征在于：所述聚 乙烯颗粒或聚丙烯垫层（5)将马口铁盖（4)的内表面完全覆盖。
5. 根据权利要求1所述的一种带有PE或PP垫层的爪式旋开盖，其特征在于：所述聚 乙烯或聚丙烯垫层（3)的厚度为0. 8-1. 2mm。
【文档编号】B65D41/02GK204056637SQ201420432083
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】王海鹏 申请人:王海鹏