专利名称：用于整体模制发泡层塑料制品的组合物的利记博彩app
本申请是美国专利申请第06/922，127号的部分继续申请，该美国申请是于1986年10月23日提出的，并于1988年5月17日被批准为美国专利第4744478号。
本发明涉及的是塑料模制品，特别是涉及用于玻璃或塑料容器的塑料封盖。首先，本发明涉及一种由整体模制的，发泡聚合物密封层构成的容器封盖，另一方面，本发明涉及一种具有在现场发泡的整体发泡层的聚合物封盖。此外，本发明还涉及一种用于生产所述封盖物质的优选组合物。
塑料的容器封盖，特别是用于充碳酸气饮料瓶的螺纹颈塑料封盖是已知的，并且已经公开，例如美国专利4310101，4326639，4394918，4461391及4476987。这些封盖通常采用的是密封片和/或与瓶口接触的凸缘，以减少碳酸气的损失。然而，仅仅使用整体模制的塑料凸缘是不能得到所希望的密封性能的，尽管密封片可以有效地减少碳酸气的损失，但它们通常是单独制造后，再插入模制好的瓶盖中的，所以，增加了生产令人满意的封盖的时间及费用。由此，整体模制的，具有令人满意密封性能的塑料瓶盖是非常需要的，这种瓶盖已在美国专利4744478中公开。
在配制适用于摸制聚合物制品的组合物过程中，必须考虑许多不同的因素，这些因素包括，如制品的形状，预定的用途，使用的环境，制品是否接触供人消费的食品或饮料，加工条件，性能要求，回收等等。
已知的并且由他人用于容器(例如PET充碳酸气饮料瓶)的模制塑料封盖的组合物不适于生产本申请所述的具有整体模制的发泡密封层的封盖，因此，需要一种新的，可发泡的，特别适于模制这些封盖的热塑性组合物。
本发明提供了一种组合物，它特别适用于模制美国专利4744478中所述的具有整体模制的发泡密封层的塑料制品。
根据本发明的一个实施例，在此公开了一种组合物，这种组合物适用于模制塑料瓶盖，这种瓶盖适于与玻璃瓶或塑料瓶的螺纹颈啮合形成密封，并且不需要以前所需的密封装置。
根据本发明的一个优选实施例，还提供了一种容器封盖，该封盖是由这样一种组合物模制的，它包括;聚丙烯和橡胶的共聚物，从约1.25至6PPhr(即每100份树脂的份数)的发泡母料，该发泡母料进一步包括碳酸氢钠和柠檬酸，从约0.15至约1PPhr的碳酸钙，从约0.03至约0.15PPhr的非晶形的二氧化硅，从约0.1至约0.4PPhr的选自合成蜡及蒸馏出的甘油单酸酯的润滑剂，从约0.1至约0.4PPhr的选自N，N′-二油酰基亚乙基二胺和硬脂酰基-2-乳酰钙的润滑剂，从约0.15至约0.3PPhr的不饱和脂肪单酰胺，以及从约0.5至约2PPhr的二氧化钛母料。
根据本发明的一个特别优选的实施例，还提供了这样一种容器封盖，该封盖是由一种组合物模制的，这种组合物包括一种聚丙烯和橡胶的共聚物，约3PPhr(每百份树脂的份数)的发泡母料，其中发泡母料进一步包括碳酸氢钠和柠檬酸，约0.2PPhr的碳酸钙，约0.1PPhr的非晶形二氧化硅，约0.2PPhr的选自合成蜡及蒸馏出的甘油单酸酯的润滑剂，约0.2PPhr的选自N，N′-二油酰基亚乙基二胺和硬脂酰基-2-乳酰钙的润滑剂，约0.25PPhr的不饱和脂肪单酰胺和约1PPhr的二氧化钛母料。
本发明的塑料封盖将参照下列附图进一步加以说明和注解，其中
图1是主视图，部分剖视，本发明的瓶盖插入了瓶颈;
图2是沿图1中2-2线的剖面底视图;
图3是详视图，描绘了图1中剖视的放大部分，以便更好地说明本发明的发泡聚合物层及在瓶盖上与瓶颈上部(与瓶盖接触)之间的接触线。
图中所有的数字中相同的数字表示相同的部件。
参见图1，瓶盖10是根据本发明所制的封盖，它与瓶颈12以螺纹啮合。为了叙述的方便，将瓶子的其余部分删去。同样，在图1的左半部将瓶盖10和瓶颈12的一部分删去，以便描绘部分剖视图。根据本发明所制的瓶盖既适用于玻璃制的瓶子，也适用于塑料制的瓶子。
瓶盖10最好包括圆形端壁14和周向延伸的侧壁16。端壁14最好进一步包括发泡聚合物层14b，它夹在两个同样聚合物的较密聚合物层14a，14c之间。其中层14a是端壁14的基本结构层，它与侧壁16一起成型形成一个结实连续的封盖，并能承受封装在密封充碳酸气饮料容器内的压力。根据一个优选的实施例，当用约20吋一磅的扭矩将封盖旋到容器(例如PET瓶)的颈上时，由本发明组合物所制的重量约2.8克，标称为28mm的瓶盖10，在承受100磅/吋2的压力下1分钟内不泄漏，当承受150磅/吋2的压力时，短时间内不会脱落。
侧壁16的内表面最好进一步包括与瓶颈12的螺纹20啮合的模制螺旋18，在侧壁16的外表面则可设置若干周向间隔的筋22便于消费者握住瓶盖10，本领域熟练的技术人员在阅读本说明后都知道，为了这个目的在成型过程中也可同样将刻花或其它表面网纹做到侧壁16的外表面上。
为了防止作假，瓶盖10最好进一步包括与瓶颈12的底26啮合的保险环24，此环与瓶盖10的端壁14和侧壁16一起成型，并由多个较窄的，周向间隔的热塑性桥28连接到侧壁16的底部，当侧壁16旋转时，这些连接桥受力而损坏，从而使瓶盖10能从瓶颈12上除去，当然可以理解，对本发明所用保险环24的形状没有特殊要求，并且许多保险环的结构目前已在现有技术中使用和/或说明了。
再看一下端壁14，发泡聚合物层14b设置在未发泡层14a和14c之间，14a的厚度与侧壁16的厚度相当，14c则由较薄的不发泡聚合物皮层构成。根据本发明的一个实施例，未发泡聚合物层14a的厚度为未发泡聚合物层14c厚度的两倍，而发泡聚合物层14b的厚度是未发泡聚合物层14a厚度的两倍。端壁14的最大厚度范围优选直至约0.6Cm，对于由聚丙烯制的充碳酸气饮料瓶封盖，最优选的厚度为约0.125吋(0.32Cm)。然而我们知道端壁14以及它的各构成层14a，14b，14c的厚度可以根据所用的聚合物树脂，容器的尺寸及几何形状以及使用过程中瓶子所需承受的压力而改变。对于层14a，14b，14c的结构及它们在所述封盖中的协同作用将在下面结合制造这些层的方法进一步进行说明和解释。
瓶盖10最好由可模制的热塑性树脂构成主体，更佳方案是由抗冲击聚丙烯共聚物构成主体，抗冲击塑料通常包含少量的橡胶(例如EPDM或SBR橡胶)，这类橡胶与塑料共聚，从而制出具有良好抗冲击性能的产品。
根据本发明的一个优选实施例，所提供的容器封盖是由这样一种组合物制成的，它包括聚丙烯和橡胶的共聚物，从约1.25至6PPhr(即每100份树脂的份数)的发泡母料，其中发泡母料进一步包括碳酸氢钠和柠檬酸，从约0.15至约1PPhr的碳酸钙，从约0.03至约0.15PPhr非晶形二氧化硅，从约0.1至0.4PPhr的选自合成蜡及蒸馏的甘油单酸酯的润滑剂及从约0.1至约0.4PPhr的选自N，N′-二油酰基亚乙基二胺和硬脂酰基-2-乳酰钙的润滑剂，从约0.15至约0.3PPhr的不饱和脂肪单酰胺，以及从约0.5至约2PPhr的二氧化钛母料。
用于本发明组合物的最好的聚合物树脂是由ShellChemicals注册的ShellCopolymer7912S和由EIPasoProduetsCompany注册的EIPa8057S20VPolypropylene这两种树脂的熔融流动值从约20至约22，并且都由添加橡胶改进其抗冲击性能。当使用EIPaso57S20V时，最好添加从约0.1至约0.25PPhr的苯甲酸钠，作为聚合物结晶核。当使用Shell7912S时，则不需添加苯甲酸钠。
本发明进一步优选的组合物包括从约1.25至约6PPhr，最优选约3PPhr的含有碳酸氢钠及柠檬酸的发泡母料，用于本发明组合物的优选发泡母料为由Nortech(EnronChemicalCompany的分部)注册的XMF1570H，XMF1570H是在低密度聚乙烯基本树脂中含有50%碳酸氢钠/柠檬酸。
本发明进一步优选的组合物包括从约0.15至约1PPhr，最优选约0.2PPhr的碳酸钙，用于本发明组合物的优选碳酸钙是由OmyaInc注册的OmyacarbUF。
本发明进一步优选的组合物包括从约0.03至约0.15PPhr，最优选约0.1PPhr的非晶性二氧化硅。用于本发明组合物的优选二氧化硅是由CabotCorporation注册的Cab-O-SilM-5。
本发明进一步优选的组合物包括从约0.1至约0.4PPhr的选自合成蜡的蒸馏出的甘油单酸酯的润滑剂，用于本发明组合物的优选合成蜡是由GlycoInc注册的AcrawaxC(颗粒化的)。根据本发明的一个特别优选的实施例，使用约0.2PPhr的AcrawaxC制取所述的组合物。当在本发明的组合物中使用蒸馏出的甘油单酸酯时，由PatcoDesignedChemicals注册的PATIONIC901是优选的。根据本发明的一个特别优选的实施例，使用约0.1PPhr的PATIONLC901制取所述的组合物。
本发明进一步优选的组合物包括从约0.1至约0.4PPhr的选自N，N′-二油酰基亚乙基二胺和硬脂酰基-2-乳酰基钙的润滑剂。用于本发明组合物中优选的N，N′-二油酰基亚乙基二胺是由GlgcoInc注册的GlycolubeVL(颗粒化的)。根据本发明的一个特别优选的实施例，使用约0.2PPhr的GlycolubeVL制取所述的组合物。当选择硬脂酰基-2-乳酰基钙用于本发明的组合物时，由PatcoDesignedChlmicals注册的PATIONLC930是优选的。根据本发明一个特别优选的实施例，使用约0.1PPhr的PATIONLC930制取所述的组合物。
本发明的进一步优选组合物包括从约0.15至约0.3PPhr，最优选约0.25PPhr的不饱和脂肪单酰胺，用于本发明组合物的优选不饱和脂肪单酰胺是由WitcoChemicalCerporoation的HumkoChemicalDivisivr注册的KemamideE脂肪酰胺。
本发明的进一步优选组合物包括从约0.5至约2PPhr，最优选约1PPhr的二氧化钛母料。用于本发明组合物的优选二氧化钛是由SouthWestChemicalo注册的＃3015D。在优选使用此材料制造白色封盖(例如瓶盖)的组合物的同时，我们也知道为了制造其它颜色的制品，在本发明的范围内，也可使用其它类似的颜料。此外，二氧化钛母料除了在组合物中作为颜料外，据信在优选的实施例中还可作为成核剂及润滑剂。
为了使用本发明的组合物制造封盖(例如瓶盖)，制造母料是可取的，此时热塑性树脂与其它优选的添加剂在料斗中混合并一起挤出，通过热塑性熔融而获得良好的添加剂分散，挤出物造粒后储存起来直到使用。在使用时，母料颗粒被放入注射成型机的挤出段，在使用这里所述的材料制取优选的组合物的同时，我们知道本发明的组合物也可由替代的功能相同的材料制取，这些材料的数量要足以取得基本相同的结果。例如，在本发明的范围内，用含有偶氮二酰胺的发泡母料可以替代在柠檬酸中含有碳酸氢钠的发泡母料。
模具最好如此设计，当模具刚开始闭合时，模具型腔内的形状与瓶盖10的连接桥28及保险环24，侧壁16，端壁14的层14a和14c的形状大致相符。这最好由这样的模具来实现，它包括一个确定内表面壁的模芯和一个确定瓶盖10外表面壁的模腔部分。模具的芯部分最好进一步配上一个可收缩的插件，以便在成型过程中能稍微增加由端壁14确定的模腔部分体积。当塑化的树脂在模具中开始冷却时，插件缩回，由此减少了相应于瓶盖10的端壁14处模具部份内的压力，以便足以使发泡剂膨胀。此外，当插件缩回时，与缩回表面相贴的较冷的树脂边界层随之移动，并形成端壁14的层14c，在边界层后面，发泡母料使热塑性树脂膨胀到减压区，并由此在成核剂周围形成一个个发泡聚合物的泡孔。随着完全冷却，这些发泡聚合物的泡孔，确定了端壁14的层14b。层14a，14b，14c的相对厚度可根据聚合物的组成，插件缩回之前和之后模腔内的压力，插件缩回之前及其过程中的冷却程度以及插件缩回的距离而改变。另外，尽管这里所述的瓶盖是通过在模具的芯侧使用可收缩表面而制造的，但是我们也知道，瓶盖也可以通过在模具的模腔侧使用可收缩表面来制造。
如果可收缩插件的表面与瓶盖10的层14c的内表面一起延伸，则由膨胀树脂进入减压区所形成的层14b将产生一个覆盖瓶盖10内侧四周的发泡聚合物连续层。另一方面，如果可收缩插件的表面是一个环形，则层14b将包括一个周向延伸的圆环形发泡聚合物“环”，该“环”除了在瓶盖10的端壁14的中心部分外，将层14a和14c分开。
参见图1和图3，可以看到，当瓶盖10紧紧地盖在瓶颈12上时，瓶颈12的顶边30对与之相接触的层14c的表面有一作用力，这个力使得发泡聚合物泡孔压与顶边30接触的层后面的部分。这可由图1和图3中与顶边30接触的层14c的向上变形来证明。这一效果使瓶盖10与瓶颈12之间形成所希望的紧密密封。
如果希望的话，可在端壁14的层14c上随意加入一些筋32，如图1和2所示，实现这些筋可通过在模具表面的相应于层14c的内表面处提供一些相应形状的凹槽。这些筋如图2所示，从层14c的差不多中心处向外径向发散，它们可进一步增强端壁14的强度。
为了防止在侧壁16(包括螺纹18)，保险环24或连接桥28处出现明显的聚合物发泡，最显著的是，从聚合物一注入模腔，直到实现足够的冷却以使瓶盖10的模具外部分保持尺寸稳定为止，除了可收缩插件以外，所有注射模具的芯及腔半模的表面都相互锁住固定。
这里所述的容器封盖与其它整体成型的模制聚合物封盖相比具有所希望的高强度与重量比值和低的松密度。根据所用的聚合物组成，封盖的几何形状及成型的装置和工艺，可以制出能将气体或液体令人满意地封装于容器内的封盖。
同样，尽管这里所述的组合物是优选用于成型瓶盖的，但是阅读本发明的人都知道并懂得本发明的组合物同样可用于成型其它聚合物制品。对于本领域的普通熟练技术人员来说，阅读了本发明后对于所述封盖的其它优点及这里所揭示的组合物的各种变换及改进都是很显然的，并且本发明的范围仅仅是由所附的给予发明人法律权利的权利要求的最宽解释限定的。
权利要求
1.一种模制的聚合物容器封盖，包括占主要部分的可模制的聚丙烯树脂；从约1.25至约6份/每百份树脂(PPhr)的发泡母料；从约0.15至约1PPhr的碳酸钙；从约0.03至约0.15PPhr的非晶体二氧化硅；从约0.1至约0.4PPhr的选自合成蜡及蒸馏出的甘油单酸酯的润滑剂；从约0.1至约0.4PPhr的选自N，N′-二油酰基亚乙基二胺和硬脂酰基-2-乳酰钙的润滑剂；从约0.15至约0.3PPhr的不饱和脂肪单酰胺，以及从约0.5至约2PPhr的二氧化钛母料。
2.权利要求1的封盖，其中所说的聚丙烯树脂是抗冲击聚丙烯树脂。
3.权利要求1的封盖，其中所说的发泡母料进一步包括碳酸氢钠和柠檬酸。
4.权利要求3的封盖，包括约3PPhr的发泡母料，该母料进一步包括碳酸氢钠和柠檬酸。
5.权利要求1的封盖，包括约0.2PPhr的碳酸钙。
6.权利要求1的封盖，包括约0.1PPhr的非晶体二氧化硅。
7.权利要求1的封盖，包括约0.2PPhr的合成蜡。
8.权利要求1的封盖，包括约0.1PPhr的蒸馏出的甘油单酸酯。
9.权利要求1的封盖，包括约0.2PPhr的N，N′-二油酰基亚乙基二胺。
10.权利要求1的封盖，包括约0.1PPhr的硬脂酰基-2-乳酰钙。
11.权利要求1的封盖，包括约0.25PPhr的不饱和脂肪单酰胺。
12.权利要求1的封盖，包括约1PPhr的二氧化钛母料。
13.权利要求1的封盖，其中所说的封盖包括整体模制的聚合物端壁及侧壁，所述的端壁进一步包括，一个与所述侧壁的密度基本相同的第一层及在原地发泡形成密度相对较低的第二层。
14.一种可模制及可发泡的热塑性组合物，包括占主要部分的可模制聚丙烯树脂，从约1.25至约6份/每百份树脂(PPhr)的发泡母料;从约0.15至1PPhr的碳酸钙;从约0.03至约0.15PPhr的非晶体二氧化硅;从约0.1至约0.4PPhr的选自合成蜡及蒸馏出单酸甘油酯的润滑剂，从约0.1至约0.4PPhr的选自N，N′-二油酰基亚乙基二胺和硬脂酰基-2-乳酰钙的润滑剂;从约0.15至约0.3PPhr的不饱和脂肪单酰胺及从约0.5至约2PPhr的二氧化钛母料。
15.权利要求14的组合物，其中所说的聚丙烯树脂是抗冲击聚丙烯树脂。
16.权利要求14的组合物，其中所说的发泡母料进一步包括碳酸氢钠和柠檬酸。
17.权利要求16的组合物，包括约3PPhr的发泡母料，该母料进一步包括碳酸氢钠和柠檬酸。
18.权利要求14的组合物，包括约0.2PPhr的碳酸钙。
19.权利要求14的组合物，包括约0.1PPhr的非晶体二氧化硅。
20.权利要求14的组合物，包括约0.2PPhr的合成蜡。
21.权利要求14的组合物，包括约0.1PPhr的蒸馏出的甘油单酸酯。
22.权利要求14的组合物，包括约0.2PPhr的N，N′-二油酰基亚乙基二胺。
23.权利要求14的组合物，包括约0.1PPhr的硬脂酰基-2-乳酰钙。
24.权利要求14的组合物，包括约0.25PPhr的未饱和脂肪单酰胺。
25.权利要求14的组合物，包括约1PPhr的二氧化钛母料。
全文摘要
一种可模制开可发泡的热塑性组合物，包括占主要量的可模制的聚丙烯树脂；从约1.25至约6份/每百份树脂(pphr)的发泡母料；从约0.15至约1pphr的碳酸钙；从约0.03至约0.15pphr的非晶体二氧化硅；从约0.1至约0.4pphr的选自合成蜡及蒸馏出的单酸甘油酯的润滑剂，从约0.1至约0.4pphr的选自N、N′-二油酰基亚乙基二胺及硬脂酰基-2-乳酰钙钙的润滑剂，从约0.15至约0.3pphr的未饱和脂肪单酰胺和从约0.5至约2pphr的二氧化钛母料。
文档编号B65D41/34GK1040804SQ89104418
公开日1990年3月28日 申请日期1989年5月17日 优先权日1988年5月17日
发明者马里奥·约翰逊, 格兰维莱·J·汉, 拉米洛·维克多·拉马斯 申请人:波米安研究公司