Композиции материала крышки и прокладочного материала, по существу не содержащие этиленвинилацетатный сополимер

Настоящее изобретение относится к полимерным композициям прокладочного материала для герметизации отформованных пластиковых крышек, которые включают описанные полимерные композиции прокладочного материала. Вместо ЭВА сополимеров предлагаемые полимерные композиции прокладочного материала в основном включают полиэтилен низкой плотности (ПЭНП). Соответственно, в одном варианте осуществления данное изобретение предлагает полимерную композицию прокладочного материала, содержащую: a) ПЭНП; b) катализируемый металлоценом полиэтилен очень низкой плотности; c) статистический сополимер; и d) лубрикант; где указанная композиция прокладочного материала по существу не содержит ЭВА сополимер. Техническим результатом изобретения является получение прокладочного материала с хорошими технологическими и эксплуатационными характеристиками. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 пр.

 

Область техники, к которой относится данное изобретение

Настоящее изобретение в основном относится к полимерным композициям прокладочного материала для герметизации крышек, а конкретнее - к композициям прокладочного материала, которые по существу не содержат этиленвинилацетатный (ЭВА) сополимер. Настоящее изобретение также относится к изготовленным прессованием пластиковым крышкам, которые включают описанные полимерные композиции прокладочного материала.

Уровень техники данного изобретения

Крышки, изготовленные прессованием и литьем под давлением, широко применяются в торговле на соответствующей таре, содержащей как газированные, так и негазированные напитки. Изготовленные прессованием прокладочные материалы для герметизации, а также предварительно отформованные помещаемые внутрь прокладочные материалы, обычно помещают в крышку после того, как она была отформована. Патенты США № 4807772 и 4846362 раскрывают композиции прокладочного материала, состоящие из смеси полиэтилен или полипропилен и термопластичный эластомерный сополимер.

Общепринятые полимерные композиции прокладочного материала обычно содержат значительные количества этиленвинилацетатного (ЭВА) сополимера. Например, патент США № 4984803 раскрывает прокладочный материал для герметизации, в котором ЭВА составляет около 70% композиции прокладочного материала.

Общепринятые прокладочные материалы крышек также описаны, например, в патентах США № 5104710, EP 0478109, EP 0599356, EP 0488491 и 0646158. Прокладочные материалы могут быть помещены в крышку любым из известных способов, таким как, например, способы, описанные в патентах США № 4518336, EP 207385 и патенте США № 4277431. Раскрытия упомянутых выше патентов полностью включены в контекст данного описания путем ссылки.

Опыт показал, что существуют некоторые недостатки, связанные с применением ЭВА-содержащих полимерных композиций прокладочного материала. Например, ЭВА-содержащие полимерные композиции прокладочного материала имеют относительно короткое время обработки, что может приводить к высоким уровням дефектов формования, таких как крупные пузырьки вспучивания, заусенец, незаливы и тому подобное. Также смолы, которые содержат ЭВА сополимер, могут ограничивать скорость формования, с которой прокладочные материалы заливаются в крышки. Кроме того, полимерные композиции прокладочного материала, которые не содержат ЭВА, могут уменьшать количество полимера, необходимое для получения функционального прокладочного материала.

Таким образом, существует необходимость в новых полимерных композициях прокладочного материала, не содержащих значительные количества ЭВА.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение в основном относится к полимерным композициям прокладочного материала, которые по существу не содержат этиленвинилацетатные (ЭВА) сополимеры, и к формованным пластиковым крышкам, которые включают описанные выше полимерные композиции прокладочного материала. Вместо ЭВА сополимеров предложенные полимерные композиции прокладочного материала в основном включают полиэтилен низкой плотности (ПЭНП).

Соответственно, в одном варианте осуществления данное изобретение предлагает полимерную композицию прокладочного материала, содержащую:

a) ПЭНП;

b) катализируемый металлоценом полиэтилен очень низкой плотности;

c) статистический сополимер; и

d) лубрикант;

где указанная композиция прокладочного материала по существу не содержит ЭВА сополимер.

В предпочтительном варианте осуществления полимерная композиция прокладочного материала дополнительно содержит окрашивающее вещество.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления статистический сополимер представляет собой статистический полипропиленовый сополимер.

В предпочтительном варианте осуществления лубрикант представляет собой эрукамид.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления данное изобретение предлагает полимерную композицию прокладочного материала, содержащую от около 10% до около 20% катализируемого металлоценом полиэтилена очень низкой плотности; от около 5% до около 10% статистического сополимера; около 1% лубриканта; окрашивающее вещество в количестве, достаточном для достижения желаемого цвета полимерной композиции прокладочного материала; и от около 60% до 70% ПЭНП для доведения общего процентного содержания до 100%, где количества рассчитаны относительно общей массы полимерной композиции прокладочного материала.

В более предпочтительном варианте осуществления данное изобретение предлагает полимерную композицию прокладочного материала, содержащую от около 10% до около 30% катализируемого металлоценом полиэтилена очень низкой плотности; от около 5% до около 10% статистического полипропиленового сополимера; около 1% эрукамида; окрашивающее вещество в количестве, достаточном для достижения желаемого цвета полимерной композиции прокладочного материала; и от около 60% до 70% ПЭНП для доведения общего процентного содержания до 100%, где количества рассчитаны относительно общей массы полимерной композиции прокладочного материала.

В еще более предпочтительном варианте осуществления данное изобретение предлагает полимерную композицию прокладочного материала, содержащую около 20% катализируемого металлоценом полиэтилена очень низкой плотности; около 8% статистического полипропиленового сополимера; около 1% эрукамида; окрашивающее вещество в количестве, достаточном для достижения желаемого цвета полимерной композиции прокладочного материала; и около 70% ПЭНП для доведения общего процентного содержания до 100%, где количества рассчитаны относительно общей массы полимерной композиции прокладочного материала.

В предпочтительном варианте осуществления данное изобретение предлагает трехкомпонентную сухую смесь: а) ПЭНП; b) катализируемого металлоценом полиэтилена очень низкой плотности; и c) суперконцентрат, который содержит ПЭНП, статистический сополимер, лубрикант и, необязательно, окрашивающее вещество. Данные три компонента могут быть смешаны вместе непосредственно в машине для формования.

Другие характеристики и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из приведенного ниже подробного описания и приложенной формулы изобретения.

Подробное описание изобретения

Раскрытые варианты осуществления представляют собой примерные варианты осуществления идей изобретения, раскрытых в контексте данного описания. Настоящее раскрытие следует рассматривать как иллюстративный пример данного изобретения, и подразумевается, что оно не ограничивает данное изобретение до конкретных вариантов осуществления, раскрытых в контексте данного описания.

Вместо ЭВА сополимеров, которые включают в общепринятые полимерные композиции прокладочного материала, предлагаемые полимерные композиции прокладочного материала в основном включают полиэтилен низкой плотности (ПЭНП). Однако простое замещение ЭВА на ПЭНП может не сработать надлежащим образом, поскольку полимер может показывать недостаточно хорошие технологические и эксплуатационные характеристики продукта. Кроме того, из-за несовместимости полипропилена и полиэтилена может проявляться недостаточная адгезия между прокладочным материалом и материалом поверхности крышки.

Желаемый дешевый, пригодный для работы продукт должен удовлетворять некоторым или всем приведенным ниже требованиям:

a) дешевые компоненты;

b) достаточная совместимость между прокладочным материалом и полимером крышки;

c) приемлемые физические свойства, чтобы иметь приемлемые эксплуатационные характеристики продукта без необходимости в минеральном масле в качестве пластификатора; и

d) приемлемый контакт с пищевым продуктом/движение пищевого продукта и органолептические свойства.

Кроме того, поскольку полимерные композиции прокладочного материала данного изобретения по существу не содержат ЭВА, общая текучесть полимера прокладочного материала должна быть значительно выше, чем текучесть общепринятых ЭВА полимеров, чтобы достичь необходимой стабильности массы при формовании.

Было открыто, что предлагаемые полимерные композиции прокладочного материала удовлетворяют необходимым требованиям. В одном варианте осуществления данное изобретение предлагает полимерную композицию прокладочного материала, содержащую:

a) полиэтилен низкой плотности (ПЭНП);

b) катализируемый металлоценом полиэтилен очень низкой плотности;

c) статистический сополимер; и

d) лубрикант;

где указанная композиция прокладочного материала по существу не содержит ЭВА сополимер.

Применяемое в контексте данной заявки понятие «по существу не содержит» означает, что композиции, возможно, не содержат более чем следовые количества ЭВА сополимера.

В предпочтительном варианте осуществления полимерная композиция прокладочного материала дополнительно содержит окрашивающее вещество.

Предпочтительно полимерные композиции прокладочного материала данного изобретения по существу не содержат минеральное масло.

В предпочтительном варианте осуществления ПЭНП имеет индекс текучести расплава (ИТР) (190°C/2,16 кг) от около 20 до около 30, а в более предпочтительном варианте осуществления - от около 20 до около 25.

В предпочтительном варианте осуществления ПЭНП имеет плотность от около 0,914 до 0,917.

В основном для целей данного изобретения катализируемый металлоценом полиэтилен очень низкой плотности применяют для пластификации ПЭНП и достижения достаточно низкого модуля упругости, чтобы обеспечить надлежащие герметизирующие эксплуатационные характеристики. Таким образом, необходимо, чтобы катализируемый металлоценом полиэтилен очень низкой плотности в основном обладал высокой текучестью и низкой плотностью, для того чтобы смешиваться с ПЭНП, который обладает высокой текучестью, для уменьшения общего модуля упругости смеси и обеспечения некоторой адгезии между прокладочным материалом и поверхностью крышки.

В предпочтительном варианте осуществления катализируемый металлоценом полиэтилен очень низкой плотности имеет ИТР (190°C/2,16 кг) около 30.

В предпочтительном варианте осуществления катализируемый металлоценом полиэтилен очень низкой плотности имеет плотность от около 0,880 до 0,885.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления катализируемый металлоценом полиэтилен очень низкой плотности представляет собой октеновый сополимер.

В основном ограничений на статистический сополимер, приемлемый для целей настоящего изобретения, не существует, поскольку статистический сополимер по существу не содержит ЭВА сополимер. Некоторые приемлемые статистические сополимеры включают, но не ограничиваются ими, этилен, пропилен, 1-бутен, 2-метил-1-бутен, 3-метил-1-бутен, пентен, гексен, циклогексен, 4-метил-1-пентен, винилциклогексан, октен, норборнен и тому подобное. Каждый из них может применяться отдельно или в комбинации. В предпочтительном варианте осуществления статистический сополимер представляет собой статистический полипропиленовый сополимер.

Предпочтительно статистический полипропиленовый сополимер имеет ИТР (230°C/2,16 кг) от около 40 до около 45 и плотность от около 0,900 до 0,905.

Лубрикант, приемлемый для целей данного изобретения, выбирают из группы, состоящей из амидов жирных кислот, эфиров жирных кислот, микрокристаллических восков, полиэтиленгликолей, первичных амидов, вторичных амидов, вторичных бисамидов, силикона, силиконовых масел и их смесей. В предпочтительном варианте осуществления лубрикант представляет собой эрукамид. В более предпочтительном варианте осуществления эрукамид является очищенным и рафинированным.

В предпочтительном варианте осуществления изобретение предлагает трехкомпонентную сухую смесь: а) ПЭНП; b) катализируемого металлоценом полиэтилена очень низкой плотности; и с) суперконцентрата, который содержит ПЭНП, сополимер с высокой текучестью, лубрикант и необязательно окрашивающее вещество. Данные три компонента могут быть смешаны вместе непосредственно в машине для формования.

Специалист в данной области может получить конечный продукт из предлагаемой сухой смеси. В основном ограничения на точный способ получения конечного продукта из предлагаемой сухой смеси не существует.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления данное изобретение предлагает полимерную композицию прокладочного материала, содержащую от около 10% до около 3 0% катализируемого металлоценом полиэтилена очень низкой плотности; от около 5% до около 10% статистического сополимера; около 1% лубриканта; окрашивающее вещество в количестве, достаточном для достижения желаемого цвета полимерной композиции прокладочного материала; и от около 60% до 70% ПЭНП для доведения общего процентного содержания до 100%, где количества рассчитаны относительно общей массы полимерной композиции прокладочного материала.

В более предпочтительном варианте осуществления данное изобретение предлагает полимерную композицию прокладочного материала, содержащую от около 10% до около 2 0% катализируемого металлоценом полиэтилена очень низкой плотности; от около 5% до около 10% статистического полипропиленового сополимера; около 1% эрукамида; окрашивающее вещество в количестве, достаточном для достижения желаемого цвета полимерной композиции прокладочного материала; и от около 60% до 70% ПЭНП для доведения общего процентного содержания до 100%, где количества рассчитаны относительно общей массы полимерной композиции прокладочного материала.

В еще более предпочтительном варианте осуществления данное изобретение предлагает полимерную композицию прокладочного материала, содержащую около 20% катализируемого металлоценом полиэтилена очень низкой плотности; около 8% статистического полипропиленового сополимера; около 1% эрукамида; окрашивающее вещество в количестве, достаточном для достижения желаемого цвета полимерной композиции прокладочного материала; до около 70% ПЭНП для доведения общего процентного содержания до 100%, где количества рассчитаны относительно общей массы полимерной композиции прокладочного материала.

В некоторых вариантах осуществления композиции данного изобретения могут включать другие необязательные компоненты, которые включают, но не ограничиваются ими, пигменты, антиоксиданты, стабилизаторы, УФ стабилизаторы, УФ поглотители, молекулярные сита, углеводородные масла, фталатные эфирные пластификаторы, эпоксидированное соевое масло, пенообразующие агенты, акриловые вспомогательные вещества, наполнители, нанокомпозиты, поглотители кислорода, поглотители альдегидов, противомикробные средства и усилители вкуса.

В еще одном варианте осуществления данное изобретение предлагает крышку, которая содержит полимерную композицию прокладочного материала данного изобретения. В предпочтительном варианте осуществления прокладочный материал формуется в крышке под давлением.

В контексте данного описания все числовые значения, относящиеся к количествам, массовые процентные содержания и тому подобное определены с приставкой «около» или «приблизительно» для каждой конкретной величины, плюс или минус 10%. Например, фразу «по меньшей мере, 5,0% по массе» следует понимать как «по меньшей мере, от 4,5% до 5,5% по массе». Следовательно, количества в пределах 10% от заявленных значений охватываются объемом притязаний данного изобретения.

Подразумевается, что приведенные далее примеры иллюстрируют настоящее изобретение и обучают обычного специалиста в данной области тому, как получить и применить данное изобретение. Данные примеры не следует считать ограничивающими каким бы то ни было образом.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Физическое тестирование композиций изобретения

Композиции изобретения были физически протестированы для определения их стабильности при предполагаемом применении.

1. Полимерная композиция прокладочного материала, содержащая:
a) от около 60% до около 70% полиэтилена низкой плотности (ПЭНП);
b) от около 10% до около 30% катализируемого металлоценом полиэтилена очень низкой плотности;
c) от около 5% до около 10% статистического сополимера; и
d) около 1% лубриканта;
где указанные количества рассчитаны относительно общей массы полимерной композиции прокладочного материала, где указанная полимерная композиция прокладочного материала по существу не содержит этиленвинилацетатный (ЭВА) сополимер.

2. Полимерная композиция прокладочного материала по п.1, дополнительно содержащая окрашивающее вещество.

3. Полимерная композиция прокладочного материала по п.1, где указанная полимерная композиция прокладочного материала по существу не содержит минеральное масло.

4. Полимерная композиция прокладочного материала по п.1, в которой статистический сополимер представляет собой статистический полипропиленовый сополимер.

5. Полимерная композиция прокладочного материала по п.1, в которой указанный лубрикант представляет собой эрукамид.

6. Полимерная композиция прокладочного материала по п.2, в которой количество окрашивающего вещества является достаточным для достижения желаемого цвета композиции прокладочного материала.

7. Полимерная композиция прокладочного материала по п.6, в которой количество катализируемого металлоценом полиэтилена очень низкой плотности составляет около 20%.

8. Полимерная композиция прокладочного материала по п.6, в которой статистический сополимер представляет собой статистический полипропиленовый сополимер.

9. Полимерная композиция прокладочного материала по п.8, в которой количество статистического полипропиленового сополимера составляет около 8%.

10. Полимерная композиция прокладочного материала по п.6, в которой лубрикант представляет собой эрукамид.

11. Полимерная композиция прокладочного материала по п.1, где полимерная композиция прокладочного материала представляет собой сухую смесь:
a) ПЭНП;
b) катализируемого металлоценом полиэтилена очень низкой плотности; и
c) суперконцентрата, где указанный суперконцентрат содержит ПЭНП, статистический сополимер, лубрикант и необязательно окрашивающее вещество.

12. Конечная полимерная композиция прокладочного материала, полученная из полимерной композиции прокладочного материала по п.11.

13. Конечная полимерная композиция по п.12, где индекс текучести расплава указанной конечной полимерной композиции составляет от около 20 до около 25.

14. Полимерная композиция прокладочного материала по п.1, где указанная полимерная композиция прокладочного материала формуется в крышку.

15. Отформованная крышка, включающая полимерную композицию прокладочного материала по п.1.