CN102361801B

CN102361801B - 合成封闭体

Info

Publication number: CN102361801B
Application number: CN201080012599.0A
Authority: CN
Inventors: L·H·戴维斯; O·M·阿加德; K·C·格拉斯高; N·A·科斯卡; M·斯巴克斯
Original assignee: Nomacorc LLC
Current assignee: Vinventions LLC
Priority date: 2009-02-11
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2030-02-09
Also published as: PT2396238E; AR075405A1; US9914565B2; CL2010000120A1; CN103640774B; ES2540278T3; HK1209089A1; NZ594500A; EP2840040B1; AU2010212973A1; CA2752174A1; WO2010092046A1; PT2840040T; US20100200606A1; EP2396238B1; EP2840040A1; EP2396238A1; AU2010212973B2; HK1164246A1; ZA201105889B

Abstract

本发明提供了用于保存容器的合成封闭体，特别是合成葡萄酒封闭体，其结构适于***并安全地保留在所述容器的入口形成颈部，所述封闭体包含至少一种热塑性聚合物和至少一种脂肪酸衍生物。本发明可能提供的合成封闭体发泡密度小于约350kg/m³，特别是小于约300kg/m³，同时用100％氧气由Mocon测量仪测得的氧转移率(OTR)小于约0.025cc/天/封闭体，特别是小于约0.015cc/天/封闭体。

Description

合成封闭体

技术领域

本发明涉及用于含有液体、低密度基材和少量固体的容器的封闭体或塞子，更特别地，涉及由合成材料形成的封闭体或塞子并用作容器的瓶塞。

特别地，本发明涉及具有降低的气体(例如氧气、氢气和二氧化碳)渗透性的合成封闭体。甚至更特别地，本发明涉及具有降低的氧转移率(OTR)适于作为葡萄酒瓶封闭体的合成封闭体，因此防止了瓶装葡萄酒有害的氧化和败坏，从而提高了产品的保质期。

背景技术

鉴于从容器特别是具有圆颈分配口的容器中分配出售的多种多样的产品，许多结构已经演变为容器口的塞子或封闭装置。一般来说，例如醋、植物油、实验室液体、洗涤剂、蜂蜜、调味品、香料、酒精饮料等产品在这些产品容器的封闭装置的类型和结构上有类似的要求。但是，瓶装出售的葡萄酒是瓶封闭体最苛求的产品，因为对于葡萄酒瓶用的封闭装置有许多和繁重的要求。鉴于这些要求，大多数葡萄酒瓶封闭体或塞子已经由被称为“软木”的天然材料生产。

虽然已经提出将合成材料用作葡萄酒瓶塞子或封闭体，但是许多这类产品不能满足所有严格的要求。结果，尽管用软木存在许多固有的问题，软木依然是葡萄酒封闭体的主要材料。

软木表示特定品种的栓皮栎、软木橡树，西地中海国家如葡萄牙、西班牙、阿尔及利亚、摩洛哥、法国、意大利和突尼斯的橡木家族特征的树的树皮，其能够无限期地重新长出它的树皮。软木是包含由死微细胞组成的组织的蔬菜类植物，一般是14面的多面体，相对其他面的一个面上钻孔，用气体混合物充满孔内空间，气体混合物基本上是空气，但没有二氧化碳。据估计，1cm³的软木共计1,500至4,000万六角形孔，孔膜的厚度在1至2.5微米之间变动。

软木质组织不以统一的方式排列。其在它的厚度内通过气孔或管道交叉，其内壁多多少少木质化，形成皮孔。这些皮孔用富含鞣酸的红褐色粉末填充。所述皮孔可透过气体和液体并且经常被霉菌和其他微生物侵入。

膜厚度和形成软木质薄壁组织的细胞的高度和直径的不均匀可能影响软木的一些机械性能和物理性能，即其可压缩性和弹性。栓皮栎能够在任何时间保持其生理活性，春季和随后的秋季产生的软木间的细胞尺寸和细胞膜厚度的不同留下了显示每年生长程度的可识别的年轮。

新形成细胞的内容物在生长和随后的膜栓化的期间消失，完全消失后与植物活组织的所有沟通停止。软木橡树的独特性是软木树皮达到的厚度可达数厘米，其使树隔离热量和水分流失并保护其不受动物损害。

为了第一次收获厚软木树皮，根据产生所谓原始软木的地点、天气状况等，生长周期在20至30年之间。此后，为了获得一些所需长度或直径的软木，每次收获软木板或再生软木之间需要约10年。由于这个过程，用于制造瓶封闭体的软木为再生软木，即几次剥树皮后再次形成的。

软木的性能天然地源自膜的结构和化学成分。因为89.7％的组织由气态物质组成，所以软木的密度非常低，约120-200kg/m³，其使得软木轻且为良好的绝缘体。密度差异可以由湿度差异、软木树皮和软木树的年龄和品质及其生长差异来解释。细胞膜非常有弹性，使得软木具有可压缩性和弹性。弹性使其在任何变形后能够迅速恢复到其原始尺寸。其化学成分赋予软木排斥水分的性能。软木脂在细胞壁上结成外壳，该软木脂为脂肪酸和重有机醇的复杂混合物。

由于密封在微小不透水的隔室内的气态成分，软木的价值随着其对热量、声音和振动的低传导性进一步增长。由于软木质表面的蜂窝状结构，软木也具有显著的耐磨损性和高摩擦系数。软木不会吸收灰尘，因此不会引起过敏也不会对哮喘患者构成危险。它是防火、可回收、环保和可再生的产品。

这些优势已使得天然软木成为储存葡萄酒的优选瓶封闭体，特别是中高档品质的葡萄酒，其中按惯例，葡萄酒的神秘性和使用拔塞钻的开瓶仪式，虽然是无形的，但是葡萄酒消费非常重要的一个方面。但是，天然软木也存在许多缺点，这些缺点天然地源自膜的结构和化学成分。

由于软木是天然产品，所以它是有限的资源。由于以下事实其局限性变得更加明显：软木的天然生长在地理上限制于西地中海国家；世界各地每年收获的栓皮栎树皮为500,000吨，由于气候和生态方面的原因几乎不可能增加；每次软木板的收获之间需要十年周期。为了满足全球软木需求的增长，剥软木的周期已经缩短，导致较差的品质和原材料价格不断上升。

由于地理、气候和生态的原因，软木结构的不规则导致了许多品质差异。这造成了复杂的品质和标准分类。为了净化软木和处理软木的外观，在不同类型的清洗过程中结合了各种化学试剂。高品质软木不需要清洗。基于皮孔的数量、横向和纵向裂缝、它们的尺寸和软木的其它具体特性，将软木品质分级。由于每一种软木看起来不同，感觉起来不同，作用不同且闻起来不同，该分级过程是基于有统计学意义的总体的主观任务，由于它的天然来源其难以进行分级。

葡萄酒市场专家估计所有瓶装葡萄酒的1％至5％由于软木塞的污染而变质。至少六种化学化合物已与葡萄酒中的软木塞污染有关。最常见地，2，4，6-三氯茴香醚(TCA)是造成令人不快的异味和影响葡萄酒气味的主要因素。TCA具有非常低的气味检测阈值。其可检测到的浓度低至1ppt或者每升1.0毫微克。

在大多数情况下，软木的污染不涉及葡萄酒的制作过程。通常情况下，在葡萄园或部分生产葡萄酒的酒厂没有发现污染的化学品。葡萄酒装瓶后，缺陷自己显现，从而损坏葡萄酒。它差不多完全与软木塞有关。

另外，有证据表明一旦用氯处理软木塞并且通过湿气与霉菌真菌相互作用，产生氯苯甲醚。其它类型的葡萄酒变质是由氧化、硫化氢、挥发性酸、二氧化硫、酒香酵母和硫醇引起的。

天然软木常见的另外一个问题是瓶子泄漏。通常情况下，软木塞和瓶子颈部之间缺少气密性导致10％至20％的瓶子泄漏。但是，大多数葡萄酒泄漏是由葡萄酒经过软木塞体引起的。这些问题经常在低品质软木材料中发现，其通常为多孔、太软、不是圆形或不是预定的规格。

鉴于葡萄酒变质经常由葡萄酒的氧化引起的事实，应该避免任何周围环境和葡萄酒瓶内部之间的气体交换。但是，由于装瓶塞设备的切球或夹钳使许多软木塞变形，其使空气能够交换并且能够发生氧化。此外，当瓶储存在不能维持理想湿度的环境中时，不能实现软木塞的最佳功能且由于干燥、变脆和/或失去它的机械性能，软木塞失去了其作为密封介质的功效。这些问题经常引起从瓶中拉出软木塞时的软木塞破损或者使葡萄酒发生变质。另外，根据其结构和品质，天然软木吸收液体。当从瓶中拉出软木塞时，这也导致破损。

在天然软木中发现的另外的问题或缺陷是软木蛀虫喜欢在软木材料中贮存或生下它们的蛋，使幼虫能够挖沟槽进入软木。因此，在软木中形成装瓶人不知道的扩大的孔或通道，产生有害的污染并增加渗透性，除了这些缺点，在装瓶塞过程中，软木粉末和其它软木杂质经常能掉进葡萄酒中，为葡萄酒装瓶人带来另外的问题，为葡萄酒消费者带来有害的意外。

为了避免一些困难，装瓶人已经开发出了各种喷涂，例如石蜡、有机硅和聚合物材料，试图使软木塞易于进出瓶子以及改善软木的渗透性和填补软木表面的缺点。但是，没有研究出理想的软木喷涂使葡萄酒装塞元件免受材料的所有固有困难或缺陷。

特别地，葡萄酒行业中任何瓶封闭体遭受的主要困难之一是将封闭体***瓶中的方式。通常情况下，将封闭体放置在位于瓶入口上的夹钳夹紧元件中。该夹紧元件包含多个分开且独立的夹钳元件，其环绕在封闭体元件外面并且彼此相对移动压缩封闭体元件至直径大大地小于它的原始直径。一旦完全压缩封闭体元件，活塞移动封闭装置从夹钳直接进入瓶的颈部，封闭装置能够在那儿膨胀与瓶颈部和入口的内径啮合，因此密封瓶及其内容物。

鉴于为了使封闭体元件能够压缩至大大减少的直径，夹钳元件必须互相独立且分开活动的事实，每一个夹钳元件包含尖锐的边缘，当完全压缩封闭体元件时其直接与封闭体元件啮合。根据封闭体元件的成分，记号线经常形成于封闭体元件的外表面上，当封闭体元件膨胀与瓶颈啮合时，其阻止形成完整无泄漏的封闭。

因此，任何合成瓶封闭体必须能够承受这种传统的装瓶和封闭方法。而且，在装瓶过程中，许多软木塞密封元件也会发生损坏，导致葡萄酒泄漏或污染。

葡萄酒行业中固有的另外一个问题是要求葡萄酒瓶塞必须能够承受葡萄酒产品在装瓶和封闭后葡萄酒产品储存过程中产生的很大压力。由于在炎热月份葡萄酒的自然膨胀，产生压力，施加压力在瓶子的瓶塞，该瓶塞必须抵抗压力不允许瓶塞从瓶子上脱离。结果，为了能够抵抗产生的任何这样的压力，用于葡萄酒产品的瓶塞必须能够安全紧密地与瓶颈摩擦啮合。

葡萄酒行业固有的另外一个问题是要求将瓶塞***瓶的颈部后必须几乎立即实现瓶塞与瓶颈的安全地密封啮合。正常的葡萄酒加工过程中，如上述的压缩瓶塞，并且将瓶塞***瓶的颈部使瓶塞能够在适当的位置膨胀并密封瓶子。但是，因为将瓶塞***瓶颈后，许多加工者将瓶向它的一侧倾斜或收缩颈部，所以一旦***瓶中必须立即发生这样的膨胀，使得该瓶能够长时间保持在这个位置上。如果瓶塞不能够快速膨胀至与瓶子颈部的内壁安全紧密地摩擦接触和啮合，将发生葡萄酒泄漏。

对葡萄酒瓶的封闭体或瓶塞的另外一个要求是要求利用合理的拔出力可以将封闭体从瓶中移出。虽然实际的拔出力延续了很宽的范围，但普遍接受的传统的拔出力通常低于100磅。

为了得到具有商业利益的瓶塞或封闭体，在安全封闭和提供合理的从瓶中移出封闭体的拔出力之间必须做出谨慎的平衡。由于这两个特性的要求是相互直接对立的，所以必须实现谨慎的平衡使得瓶塞或封闭体能够安全封闭瓶中的葡萄酒，阻止泄漏和气体传送，同时在不需要额外拔出力的情况下从瓶中移出瓶塞或封闭体。

具有商业利益的葡萄酒瓶塞或封闭体的另一个要求是低氧气渗透。过多的氧气能够引起葡萄酒过早变质。实际上，经过一段时间发生氧化使得酒水不能饮用。因此，为了延长和维持产品的新鲜度和保质期，需要有效地阻止氧气进入瓶中。因此，具有商业利益的葡萄酒瓶塞或封闭体具有较低的氧转移率(OTR)。

因此，本发明的主要目的是提供容器的封闭装置，其用合成材料制造并且有效封闭和密封任何所需的瓶子、容器、包装等等。

本发明的另一个目的是提供具有上述特征的合成封闭体，其在持续生产的基础上制造，因此相对于天然或合成(结构化)封闭体提供较低的制造成本并且满足可移动瓶塞的行业要求，其可以比软木封闭体/瓶塞基本上更经济地生产。

本发明的另一个目的是提供具有上述特征的合成封闭体，其满足或超过天然封闭体或瓶塞如软木塞中发现的所需物理特性。

本发明的另一个目的是提供具有上述特征的合成封闭体或瓶塞，其可以用在将其***瓶容器的传统装瓶设备中，而不经历有害的物理破坏。

本发明的另一个目的是提供具有上述特征的合成封闭体或瓶塞，其可以取代葡萄酒瓶中的软木瓶塞，提供传统软木瓶塞所需的特性，同时也在不破坏的情况下以传统的方式从瓶中移出。

本发明的另一个目的是提供具有上述特征的合成封闭体或瓶塞，其为生理中性，能够消毒，以及其能够形成以在视觉上模拟所需类别的天然软木塞。

本发明的另外一个目的是提供具有上述特征的合成封闭体或瓶塞，其基本无气味，在适当的位置保持基本无气味，基本无味，仅吸收有限数量的水。

本发明的另一个目的是提供具有上述特征的合成封闭体或瓶塞，其基本上不受稀释的酸和碱的影响，也基本上不受大多数油的影响。

本发明的另一个目的是提供具有上述特征的合成封闭体或瓶塞，其对收缩、老化、吸收霉菌或真菌、昆虫损害具有足够的抵抗力。

本发明的另一个目的是提供具有上述特征的合成封闭体或瓶塞，其可以在连续的基础上大量生产并且消除了由于软木塞污染引起的葡萄酒变质。

本发明的另一个目的是提供具有上述特征的合成封闭体或瓶塞，使用普通的拔出力能够将其从容器中移出，不管该瓶塞在瓶中多长时间，该力适当地保持不变。

本发明的另一个目的是提供具有上述特征的合成封闭体或瓶塞，能够容易地将其***任何所需的瓶容器中，也能够将其从瓶或容器中移出而不需要过多的力。

本发明的另一个目的是提供具有上述特征的合成封闭体/瓶塞，其减少了通过该封闭体的不期望的气体转移或交换。特别地，本发明的一个目的是提供具有较低的氧转移率(OTR)的合成封闭体/瓶塞。

其它的和更具体的目的部分是明显的，部分将在下文出现。

发明内容

根据本发明提供合成封闭体，其包含至少一种热塑性聚合物和作为添加剂的至少一种脂肪酸衍生物，尤其是脂肪酸酯或脂肪酸酰胺如硬脂酸酰胺。

根据本发明能够提供合成封闭体，其泡沫密度小于约350kg/m³，尤其是小于约300kg/m³，且同时，使用100％氧气通过Mocon测量仪测定的氧转移率(OTR)小于约0.025cc/天/封闭体，尤其是小于约0.015cc/天/封闭体。

实际上，本发明的发明者已经发现添加至少一种脂肪酸衍生物到合成封闭体的聚合物组合物中赋予合成封闭体优异性能。特别地，发现可以大幅降低该封闭体的氧转移率，从而减少有害的葡萄酒氧化。而且，发现使用脂肪酸衍生物添加剂不会对合成封闭体的性能特点如拔出力、椭圆度控制、直径控制和长度控制有负面影响。

为了赋予该封闭体减少影响的所需OTR，基于热塑性聚合物的总重量，通常使用的脂肪酸衍生物的浓度为约0.01至约10wt.％，特别是约0.1至约5wt.％，更特别是约1至约3wt.％，甚至更特别是约2至4wt.％。脂肪酸衍生物可以像这样(即最大浓度)与合成封闭体的热塑性材料混合。在替代方案中，脂肪酸衍生物也可以以色母粒(即较少浓缩形式)的形式与合成封闭体的热塑性材料混合，其可以使脂肪酸衍生物的加入更容易。

通过使用本发明，已经克服了现有技术中发现的许多困难和缺陷，通过实现用一种或多种配合的、合成的、分开的、独立的、挤出外层或外皮元件包围或整体粘接在合成挤出发泡聚合物核外面实现可大规模生产的有弹性的合成瓶封闭体。可以在任何所需产品上使用本发明，不管该产品是分布在瓶或容器中和通过容器颈部的开放入口分配的液体、粘稠物还是固体。

如从以下详细内容将变得明显的，可以使用本发明的合成封闭体作为用于任何所需产品的瓶封闭体或瓶塞。但是，由于上述原因，葡萄酒产品对瓶封闭体最繁重的标准和要求。因此，为了清楚地表明本发明合成封闭体的普遍适用性，以下内容集中在本发明的合成封闭体作为含有葡萄酒的瓶封闭体或瓶塞的适用性和可用性。但是，该讨论仅用于解释的目的而不旨在限定本发明。

如上所述，瓶封闭体或瓶塞必须能够实现许多独立和独特的功能。一个主要功能是能够承受贮存过程中由于温度变化积累的压力，以及防止酒从瓶中的任何渗漏或泄漏。而且，必须设立一个严密的封闭体来防止环境条件和瓶子内部之间不期望的气体交换，从而防止不期望的氧化或者气体从酒中渗透到大气中。另外，葡萄酒行业中运用的独特的装塞工序也对瓶塞有大量的限制，要求瓶塞是高度可压缩的、具有高即时压缩恢复能力并能抵抗由瓶塞设备的夹钳引起的有害影响。

虽然试图满足葡萄酒行业中可用的备用瓶塞的需要已经生产了现有技术的合成产品，但是已经发现这类现有技术产品经常不能满足酒产品的瓶塞的所有严格要求和需要。但是，采用本发明，已经除去了现有技术的许多无力，有效的、容易运用的、大规模生产的合成封闭体已经实现。在本发明中，已经克服了现有技术的问题，实现了结构适于***并安全地保留在所述容器的入口形成颈部的用于保存容器产品的合成封闭体，其中所述封闭体包含至少一种热塑性聚合物和至少一种脂肪酸衍生物。

例如，所述脂肪酸衍生物可以是选自由脂肪酸酯和脂肪酸酰胺组成的组。特别地，所述脂肪酸衍生物可以是具有约12至约45个(特别是25-38个)碳原子的饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸的衍生物。例如，适用于本发明的脂肪酸酰胺包含N-取代脂肪酸酰胺和/或饱和脂肪酸双酰胺或其混合物。合适的脂肪酸衍生物特别包括：月桂酰胺、棕榈酰胺、花生酸酰胺(arachidamide)、山嵛酸酰胺、硬脂酰胺、12-羟基硬脂酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、松脂酚酰胺(recinoleamide)、N-十八烷基硬脂酰胺、N-二十二烷基山嵛酸酰胺、N-十八烷基山嵛酸酰胺、N-二十二烷基硬脂酰胺、N-十八烯基油酸酰胺、N-十八烯基硬脂酰胺、N-十八烷基油酸酰胺、N-十八烷基芥酸酰胺、二十二碳烯基硬脂酰胺、二十二碳烯基芥酸酰胺、N-十八烯基棕榈酰胺、羟甲基硬脂酰胺、羟甲基山嵛酸酰胺、亚甲基双硬脂酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、亚乙基双(异硬脂酰胺)、亚乙基双(羟基硬脂酸酰胺)、亚乙基双山嵛酸酰胺、六亚甲基双硬脂酰胺、六亚甲基双山嵛酸酰胺、六亚甲基双(羟基硬脂酸酰胺)、N，N’-双十八烷基己二酰胺、以及N，N’-双十八烷基癸二酰胺、亚乙基双油酸酰胺、六亚甲基双油酸酰胺、N，N’-双十八烯基己二酰胺、N，N’-亚乙基双(硬脂酰胺)、N，N’-亚乙基双棕榈酰胺、单硬脂酸甘油酯、和/或N，N’-双十八烯基癸二酰胺、或其混合物。

特别适用于本发明的脂肪酸衍生物包括亚乙基双(硬脂酰胺)和亚乙基双(棕榈酰胺)、或其混合物。在这方面，特别优选亚乙基双(硬脂酰胺)和亚乙基双(棕榈酰胺)重量比约1∶9至约9∶1的混合物。

根据本发明，脂肪酸衍生物可以用于包含热塑性聚合物的任何类型的合成封闭体，无论其形状、组成和结构。特别地，根据本发明的脂肪酸衍生物可以用于由各种方法制造的酒瓶的合成封闭体，例如注塑成型、单挤出、共挤出和/或十字头挤出。根据本发明优选的实施方案，所述热塑性聚合物至少部分发泡。另一方面，应当领会本发明的基本思路也可以用于不发泡的封闭体。而且，本发明的合成封闭体优选具有层状结构，即，例如其可以包含发泡的核部分和圆柱状包围核部分的***层。但是，应当注意，本发明的合成封闭体也可以只包含一个组分(例如由热塑性材料制成的发泡、部分发泡或不发泡的圆柱形主体)，而没有其它的层。

根据本发明的优选实施方案，本发明的合成瓶封闭体包含作为其主要成分的核成分，其由挤出发泡的塑性聚合物、共聚物或均聚物形成。虽然可以在开发本发明的瓶封闭体的挤出过程中使用任何已知的可发泡塑性材料，但是必须选择产生与天然软木相似的物理性能的塑性材料，以便能够提供替代天然软木作为葡萄酒瓶封闭体的合成封闭体。优选地，用于核成分的塑性材料是闭孔的塑性材料。用于核部分的合适的塑性材料为例如聚乙烯、茂金属催化聚乙烯、聚丁烷、聚丁烯、聚氨酯、有机硅、乙烯基树脂、热塑性弹性体聚酯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙丙橡胶、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、离子型聚合物、聚丙烯和聚丙烯与可共聚的烯不饱和共聚单体的共聚物和/或它们的混合物。用于核成分的特别优选的塑性材料为聚乙烯，特别是LDPE，和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)。优选地，最终产品中的核成分的密度为约100至约500kg/m³之间，特别为约200至约350kg/m³之间或约250至约420kg/m³之间。优选地，最终产品中，核成分的孔径在其整个长度和直径上优选基本上是均匀的。

根据将本发明的合成封闭体***所需瓶中使用的密封方法，可以将添加剂如助滑添加剂加入本发明的合成封闭体的外面包围的外层以提供***过程中合成封闭体的润滑。另外，在装瓶行业中通常使用的其它添加剂也可以加入本发明的合成封闭体中用于改善合成封闭体与瓶的密封啮合以及减小从瓶中移出合成封闭体打开瓶所需的拔出力。

根据本发明的一个实施方案，通过形成包围在核成分外面并在那里紧密粘接内部啮合的外层实现了独特的合成瓶封闭体。由发泡或不发泡塑性材料形成合成封闭体的外部外层。但是，为了赋予本发明的合成封闭体所需的物理特性，形成的外面包围的外层基本上具有更大的密度。优选地，由以下一种或多种塑性材料形成外层：热塑性聚氨酯、热塑性烯烃、热塑性硫化橡胶、柔性聚烯烃、氟橡胶、含氟聚合物、聚乙烯、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、热塑性弹性体、聚醚型聚氨酯和/或它们的混合物或共混物。特别优选地用于外层的塑性材料为聚乙烯、EPDM和/或聚苯乙烯。如果需要，外层可以由透明的塑性材料形成。优选地，选用作外层的塑性材料与核成分的塑性材料不同。此外，最终产品中的外层的密度优选为约300至约1500kg/m³，特别是约505至约1250kg/m³，且最优选为约750至约1100kg/m³。

根据本发明的一个优选的实施方案，提供了连续的生产操作，其中合成封闭体的核成分由连续的挤出工艺形成，其能够将核制成拉长的连续长度的材料。

而且，根据本发明，可以在中心核附近形成外层或外皮表面。通过这种方式，以连续生产操作的方式生产了拉长长度的材料，能够在通过所需方式切断拉长长度的挤出材料形成单独的合成封闭体元件之前完成所有生产步骤。

通过实现根据本发明的合成封闭体，实现了能够满足葡萄酒行业以及任何其它瓶封闭体/包装行业对瓶封闭体所有要求的瓶封闭体。结果，得到的瓶封闭体可以用于完全密封和封闭所需的瓶，安全可靠地储存保存在其中的产品，在瓶封闭体上印有所需标志和/或标记。

因此，本发明包含具有下文描述的制品中示例的特征、性能以及成分的关系的制品的生产，本发明的范围将在权利要求中阐明。

附图简要说明

为了全面理解此后描述的本发明的性质和目的，应结合附图参考以下详细描述。

图1为根据本发明的一个实施方案的合成封闭体的立体图；

图2为根据本发明的一个实施方案的合成封闭体的横截面侧视图；

图3为显示取决于封闭的组合物中脂肪酸衍生物添加剂浓度的合成封闭体的氧转移率的测试数据图。

具体实施方式

参考图1至3，根据以下详细内容，可以最好地理解本发明合成封闭体的结构和生产方法。在这些图中，以及以下详细内容中，描述和讨论了作为葡萄酒产品的瓶封闭体的本发明的合成封闭体及其生产方法。但是，如上所述，本发明可用作用于封闭和保存任何所需封闭***中的任何所需产品的瓶封闭体。但是，由于用于葡萄酒产品的封闭体上的严格的和复杂的需求和要求，以下详细内容集中于本发明合成瓶封闭体作为葡萄酒瓶的封闭体的应用。但是，可以理解提供的该详细讨论仅仅是用作示例的目的，不是将本发明限制于该特定的应用和实施方案。

图1中，描述了合成封闭体20的优选结构，其通常包含由核元件22形成的圆柱形和包围在核元件22外面且与之紧密粘接的外层或外皮层24。在优选的实施方案中，核元件22包含以基本上平的终端表面27和28终止的基本上圆柱形的表面26。通常优选这种层结构，但是应该明白本发明的封闭体并不仅限于这样的层状产品。但是，应该指出，本发明的合成封闭体也可以包含只有单一成分(如由热塑性材料制成的发泡、部分发泡或不发泡的圆柱形主体)，而没有任何其它层。只要适用，具有层状结构的合成封闭体(即核元件和至少一个外层)的以下详细描述也适用于这种单一成分的合成封闭体。

在一个优选的实施方案中，外层或外皮层24直接与核元件22紧密粘接，包围并裹在核元件22的表面26外面。外层或外皮层24包含外露表面29，其基本上是圆柱形的，形成了本发明的瓶封闭体20的外表面，具有平的终端表面27和28。

为了帮助保证合成瓶封闭体20进入***封闭体20的瓶入口，可以使外层24的终止边缘31形成斜角或倒角。类似地，外层24的终止边缘32也可以包含类似的斜角和倒角。虽然可以使用任何所需的斜角或倒角结构，如半径、曲线或平面，但是已经发现仅以约45度角切去边缘31和32，提供了所需的减小的直径区域以达到所需的效果。

通过在合成瓶封闭体20上加上倒角或斜角的边缘31和32，得到自动的自调中心。结果，当将合成瓶封闭体20从压缩夹钳压缩并顶进开口的瓶形成瓶封闭体时，即使夹紧的夹钳与瓶的入口稍微有点不对齐，也能自动将合成瓶封闭体20引入瓶口。通过使用这种结构，避免了将瓶封闭体20***任何所需瓶中的不想要的困难。但是，在使用替代的瓶塞***技术的应用中，可以不需要在边缘31和32形成倒角。而且，为了便于将封闭体***瓶颈中，可以用合适的润滑剂特别是有机硅全部或部分地涂布外表面。可以用本领域已知的各种技术实现润滑剂如有机硅的涂布，包括滚动和/或挤出涂布。

为了产生用于葡萄酒行业所需的特性，使用连续挤出工艺由发泡塑性材料形成核22。虽然其它现有技术的***已经使用模压发泡塑料，但是已经证明这些工艺更昂贵且不能提供具有本发明特性的最终产品。

如上所述，生产本发明合成封闭体所用的热塑性聚合物包含作为添加剂的脂肪酸衍生物，特别是脂肪酸酯和/或脂肪酸酰胺。在图1和2描述的多层或多组分合成封闭体的情况下，将这样的添加剂混入核元件和/或***层的聚合物组合物中。根据本发明优选的实施方案，将脂肪酸衍生物添加剂加入核元件的聚合物中。但是，也可以设想将脂肪酸衍生物添加剂加入核元件和***层的组合物中。

本发明的脂肪酸酯和脂肪酸酰胺为包含约14至约36个碳原子的饱和和不饱和正链脂肪酸衍生物。例如，代表性的脂肪酸为十四酸、十五酸、十六酸、十七酸、十八酸、十九酸、二十酸、二十一酸、二十二酸、二十三酸、二十四酸、二十五酸、二十六酸、三十酸、三十一酸、三十二酸、三十四酸、三十五酸、三十六酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生四烯酸、二十二酸和三十六(C₃₆)酸、棕榈酸、油酸、亚麻酸和二十二烯酸等等。

制备所用的脂肪酸酯和脂肪酸酰胺的方法通常是本领域已知的。例如，通常通过醇和脂肪酸或脂肪酸衍生物如脂肪酸卤化物反应生成脂肪酸酯。多元醇也可用于制备脂肪酸酯，同样地相应的多元胺可用于制备脂肪酸酰胺。代表性的多元醇为乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、聚乙二醇如二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、二丁二醇、丙二醇、异丁烯-乙烯乙二醇；甘油、二茂二甲醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、三甲醇基丙烷、三羟甲基乙烷等的单***、单丙醚或单丁醚，甘油、甘油单乙酸酯、甘露醇、山梨醇、木糖等等，或它们的混合物。

合适的脂肪酰胺包括例如饱和脂肪酸单酰胺(优选月桂酰胺、棕榈酰胺、花生酸酰胺、山嵛酸酰胺、硬脂酰胺、12-羟基硬脂酰胺)；不饱和脂肪酸但酰胺(优选油酸酰胺、芥酸酰胺、松脂酚酰胺)；和N取代脂肪酸酰胺(更优选N-十八烷基硬脂酰胺、N-二十二烷基山嵛酸酰胺、N-十八烷基山嵛酸酰胺、N-二十二烷基硬脂酰胺、N-十八烯基油酸酰胺、N-十八烯基硬脂酰胺、N-十八烷基油酸酰胺、N-十八烷基芥酸酰胺、二十二碳烯基硬脂酰胺、二十二碳烯基芥酸酰胺、N-十八烯基棕榈酰胺)、羟甲基酰胺(更优选羟甲基硬脂酰胺、羟甲基山嵛酸酰胺)；饱和脂肪酸二酰胺(更优选亚甲基双硬脂酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、亚乙基双(异硬脂酰胺)、亚乙基双(羟基硬脂酸酰胺)、亚乙基双山嵛酸酰胺、六亚甲基双硬脂酰胺、六亚甲基双山嵛酸酰胺、六亚甲基双(羟基硬脂酸酰胺)、N，N’-双十八烷基己二酰胺、N，N’-双十八烷基癸二酰胺)；不饱和脂肪酸二酰胺(更优选亚乙基双油酸酰胺、六亚甲基双油酸酰胺、N，N’-双十八烯基己二酰胺、N，N’-双十八烯基癸二酰胺)；饱和或不饱和脂肪酸四酰胺、十八烷基芥酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺和乙撑双油酸酰胺。

许多有用的脂肪酸酰胺可从HumkoChemicalCompany，Memphis，Tenn.以商品名Kemamide购得，包括例如KemamideB(山嵛酸酰胺/花生酸酰胺)，KemamideW40(N，N’-亚乙基双硬脂酰胺)、KemamideP181(十八烯基棕榈酰胺)、KemamideS(硬脂酰胺)、KemamideU(油酸酰胺)、KemamideE(芥酸酰胺)、KemamideO(油酸酰胺)、KemamideW45(N，N’-亚乙基双硬脂酰胺)、KemamideW20(N，N’-亚乙基双硬脂酰胺)、KemamideE180(十八烷基芥酸酰胺)、KemamideE221(二十二烯基芥酸酰胺)、KemamideS180(十八烷基硬脂酰胺)、KemamideS221(二十二烯基硬脂酰胺)等等。另外，有用的脂肪酸酰胺可从CrodaUniversalLtd.，HullEastYorkshire，England以商品名Crodamide购得，包括例如CrodamideOR(油酸酰胺)、CrodamideER(芥酸酰胺)、CrodamideSR(硬脂酰胺)、CrodamideBR(山嵛酸酰胺)、Crodamide203(十八烯基棕榈酰胺)、Crodamide212(十八烷基芥酸酰胺)等等。

在优选的实施方案中，核元件22形成为包含选自由惰性聚合物、均聚物和共聚物组成的组中的一种或多种塑料的挤出的中密度或低密度闭孔发泡塑料。

优选的热塑性聚合物优选选自由聚乙烯、茂金属催化聚乙烯、聚丁烷、聚丁烯、聚氨酯、有机硅、乙烯基树脂、热塑性弹性体、聚酯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙丙橡胶、丁苯橡胶、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、离子型聚合物、聚丙烯和聚丙烯与可共聚烯属不饱和共聚单体的共聚物、以及乙烯丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、热塑性聚氨酯、热塑性烯烃、烯烃嵌段共聚物、热塑性硫化橡胶、柔性聚烯烃、氟橡胶、含氟聚合物、聚乙烯、特氟龙(聚四氟乙烯)、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙丙橡胶、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物及其混合物组成的组。而且，如果采用聚乙烯，已经发现该聚乙烯可以包含选自由高密度、中密度、低密度、线性低密度、超高密度和中低密度组成的组中的一种或多种聚乙烯。

更特别地，热塑性聚合物优选选自由聚乙烯、茂金属催化聚乙烯、聚丁烷、聚丁烯、聚氨酯、有机硅、乙烯基树脂、热塑性弹性体、聚酯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、热塑性聚氨酯、热塑性烯烃、热塑性硫化橡胶、柔性聚烯烃、氟橡胶、含氟聚合物、聚乙烯、聚四氟乙烯、及其混合物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙丙橡胶、丁苯橡胶、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、离子型聚合物、聚丙烯和聚丙烯与可共聚烯属不饱和共聚单体的共聚物、烯烃嵌段共聚物、及其混合物组成的组。

无论选择何种可发泡塑料材料来形成核元件22，所得的挤出发泡产品优选具有在约100kg/m³-500kg/m³范围的密度。虽然已经发现该密度范围提供了有效的核元件，但是挤出发泡核元件20的密度优选在约200kg/m³-350kg/m³的范围内。

因为核元件22优选基本上是闭孔结构，添加剂可以与塑料材料混合形成闭孔泡沫。本发明所得的核元件22优选具有在约0.02毫米至0.50毫米范围的平均孔径和/或在约25,000,000孔/cm³至8,000孔/cm³之间的孔密度。虽然已经发现该孔结构能生产非常有效的产品，但是已经发现最理想的产品具有在约0.05-0.1毫米范围的平均孔径和在约8,000,000kg/m³-1,000,000kg/m³之间的孔密度。而且，为了确保核元件22的内部一致性、稳定性、功能性和长期运行的能力，核元件22的孔径优选在整个长度和直径上是均匀的。根据本发明的优选实施方案，所述泡沫具有最小约0.025mm、最大约0.5mm范围的孔径，特别在最小约0.05mm、最大约0.35mm之间。

为了控制核元件22的孔径并得到上面详细描述的所需孔径，可以采用成核剂。在优选的实施方案中，已经发现通过采用选自由硅酸钙、滑石、粘土、二氧化钛、二氧化硅、硫酸钡、硅藻土、柠檬酸和碳酸氢钠的混合物组成的组的成核剂，得到了所需的孔密度和孔径。

在这方面，已经发现在形成核元件22的过程中，每100重量份塑料泡沫中采用约0.1-5重量份成核剂，最利于达到孔径和孔密度。通过这种方式，实现了核元件22所需的物理特性以及对孔径和孔密度的控制。这导致了目前用天然产品无法得到的产品一致性。

在行业中众所周知，发泡剂可以用来形成挤出的泡沫塑料材料。在本发明中，在生产核元件22的挤出发泡过程中可以采用各种发泡剂。通常情况下，无论是物理发泡剂还是化学发泡剂都可以被采用。在生产本发明的核元件中已经发现有效的合适发泡剂包含选自由具有1-9个碳原子的脂肪烃、具有1-9个碳原子的卤代脂肪烃和具有1-3个碳原子的脂肪醇组成的组中的一种或多种。脂肪烃包括甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷等等。其中卤代烃和氟化烃包括，例如，氟代甲烷、全氟甲烷、氟乙烷、1，1-二氟乙烷(HFC-152a)、1，1，1-三氟乙烷(HFC-430a)、1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)、五氟乙烷、全氟乙烷、2，2-二氟丙烷、1，1，1-三氟丙烷、全氟丙烷、全氟丁烷、全氟环丁烷。

用在本发明的部分氢化的氯代烃和氯氟烃包括氯代甲烷、二氯甲烷、氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷、1，1-二氯-氟乙烷(HCFC-141b)、1-氯-1，1-二氟乙烷(HCFC-142b)、1，1-二氯-2，2，2-三氟乙烷(HCFC-123)和1-氯-1，2，2，2-四氟乙烷(HCFC-124)。全卤代的氯氟烃包括三氯一氟甲烷(CFC11)、二氯二氟甲烷(CFC-12)、三氯三氟乙烷(CFC-113)、二氯四氟乙烷(CFC-114)、一氯七氟丙烷和二氯六氟丙烷。由于其臭氧描写潜力，不优选全卤代的氯氟烃。脂肪醇包括甲醇、乙醇、正丙醇和异丁醇。适用于制造本发明的泡沫的无机发泡剂包括二氧化碳、氮气、碳、水、空气、氮气、氦气和氩气。

化学发泡剂包括偶氮二酰胺、偶氮二异丁腈、苯磺酰肼、4，4-氧苯基磺酰氨基脲、对甲苯磺酰氨基脲、偶氮二羧酸钡、N，N’-二亚硝基对苯二甲酰胺(N，N′-Dimethyl-N，N′-dinitrosoterephthalamide)、三肼基三嗪(trihydrazinotriazine)和羟基蜡醇(hydrocerol)。优选地，为了生产所需的产品，发泡剂以塑料材料重量约0.005重量％-10重量％的量加入塑料熔体中。

如上面详细描述的，可以采用物理发泡剂或化学发泡剂作为形成本发明的核元件22的制造工艺的一部分。但是已经发现优选物理发泡剂，因为物理发泡剂使得合成瓶封闭体20的核元件22达到更低的密度，其更接近于天然软木。

在这方面，优选惰性发泡剂。虽然可以采用任意所需的惰性发泡剂，但是该发泡剂优选选自由氮气、二氧化碳、二氧化硫、水、空气、氮气、氦气和氩气组成的组。另外，可以采用烃作为发泡剂，其优选选自由丁烷、异丁烯、戊烷、异戊烷和丙烷组成的组。

除了得到具有物理性质与天然软木类似的结构的核元件22之外，本发明的合成瓶封闭体20也可以包含***层24。该***层24对得到能够满足和超过葡萄酒行业对封闭体或塞子所有严格要求的合成瓶封闭体20是特别重要的。

如上所述，葡萄酒行业包括装瓶机，其包括多个共同操作的可移动的夹钳，该夹钳同时移动将瓶塞压缩到直径基本上小于塞子***的瓶口。然后，一旦完全压缩，迫使塞子脱离夹钳直接进入瓶中，膨胀并紧密闭合和密封瓶子。

由于用来压缩塞子***瓶中的协同操作夹钳的操作，夹钳元件的锋利边缘被迫与塞子的外表面紧密接触。虽然软木材料已经成功地阻止了在大多数情况下由夹钳边缘造成的永久损坏，但是其它现有技术的合成塞子不能阻止这种切割力。结果，在塞子的外表面形成纵向切口、划痕线或者裂缝，使液体能够从瓶子的内部渗出到外部。

存在于现有技术软木和合成封闭体的该固有问题，可以通过引入基本上包裹和封套核元件22的整个外表面26的***层24来消除。另外，由高密度的粗糙的抗划痕材料形成***层24，合成的瓶封闭体20克服了现有技术的所有缺陷并得到了物理性能等于或优于传统的软木材料的瓶封闭体。

在优选的实施方案中，***层24由与核元件22用的塑料材料相同或类似的塑料材料形成。但是，如下面详细描述的，***层24的物理性质与核元件22的物理性质实质上不同。

在优选的结构中，***层24厚度的范围在约0.05和5毫米之间，更优选，在约0.1和2毫米之间。虽然已经发现该范围能有效地制备完全官能化的合成瓶封闭体20并达到全部所需目标，但是对于葡萄酒瓶的优选实施方案包含在约0.1和1毫米之间的厚度。

为了制备***层24并达到核元件22所需的韧性、抗划痕和抗损伤的表面，***层24优选包含约300kg/m³-1,500kg/m³的密度范围。最理想地，已经发现***层24的密度在约750kg/m³-1100kg/m³范围。

根据本发明，本发明的合成瓶封闭体20优选由***层24紧密地粘接到核元件22的基本上整个表面26形成。如果存在大量的未粘结区域的话，会导致气体和液体的流动通道。因此，***层24与核元件22的可靠的、紧密的、粘接的内部啮合是葡萄酒行业获得瓶封闭体所需要的。

为了实现***层24和核元件22之间的该整体粘接互连，***层24在核元件22附近以确保紧密粘接啮合的方式形成。优选地，所需的可靠的、紧密的、粘接内部啮合通过同时共挤出核元件22和***层24或者通过在核元件22形成后将***层24施加到核元件22上获得。通过使用任一工艺，获得***层24和核元件22的紧密粘接内部啮合。

通过使用本行业中众所周知的设备，可以通过同时共挤出核元件22和***层24得到最终产品来生产本发明的合成瓶封闭体20，其中***层24在单独、连续的操作中紧密粘接到核元件22。如果采用共挤出工艺，一旦形成合成瓶封闭体20的连续拉长的共挤出层完全形成并准备用于最后的处理，将生产的拉长的双组分材料切成形成合成瓶封闭体20所需的精确长度。

在形成所需长度的每个瓶封闭体20后，如果需要，在***层24的每一端形成所需的倒角以提供上面详细描述的好处。一旦得到倒角或半径，合成瓶封闭体20准备用于分配给所需的消费者，除非将施加合适的涂布和/或印刷。优选地，在分配给所需的消费者之前，封闭体20用合适的润滑剂(例如有机硅涂层)涂布。

在一个替代的结构中，核元件22形成为拉长的、连续的挤出泡沫产品并冷却或自行冷却至可以用于后续处理。然后，当需要时，形成核材料22的连续拉长的长度通过十字头机，其能形成***层24并定位在围绕核元件22外面的所需位置，在那里紧密粘接啮合。一旦形成双组分产品，将材料的拉长长度如上面详细描述的用所需的形成于***层24的倒角或半径切成形成瓶封闭体20所需的长度，得到最终产品。

在另一个替代的实施方案中，通过采用一般常规的注塑成型技术形成本发明的合成瓶封闭体20。众所周知，注塑成型是塑料在压力下被迫进入模具腔的制造工艺。模具腔实质上是待生产部分的底片，用塑料填充腔，将塑料变成固相，得到正片。通常情况下，注射压力在5,000-20,000psi范围内。由于涉及高压力，在注射和冷却过程中必须用夹具夹住模具。

通过采用此工艺，可以在具有精确的所需形状和结构的多腔模具中同时形成多个分开并独立的瓶封闭体20。因此，如果需要斜面或倒角的边缘，将所需结构加入模具中，从而生产具有最终所需形状的产品。

通常情况下，注塑成型用来生产单一组分的产品。但是，如果需要，可以用其它技术例如多步成型和多组分模具、或后续涂布操作，例如喷涂、滚动涂布或浸泡涂布来形成***层24围绕并紧密粘接到上面的核元件22。通过采用此工艺，本发明的合成瓶封闭体20根据需要以注射成型工艺的方式形成，得到了本发明的独特的合成瓶封闭体。

如上所述，需要***层24紧密粘接内部啮合到核元件22以提供能够用在葡萄酒行业中的合成瓶封闭体20。在这方面，虽然已经发现上面详细描述的工艺使***层24可靠的紧密粘接内部啮合到核元件22，但是根据用来形成核元件22和***层24的特殊材料，可以采用其它层或粘接化学品。

如果需要，众所周知的粘接剂或束缚层可以用在核元件22的外表面上，以使得***层24可靠的紧密粘接内部啮合在那里。如果采用束缚层，该束缚层会有效地介入核元件22和***层24之间，通过将***层24和核元件22有效地粘接到中间位置的束缚层来提供紧密粘接的内部啮合。但是，无论采用哪种工艺或粘接程序，所有这些替代实施方案都在本发明的保护范围内。

如上面详细描述的，各种塑料材料可以用来生产本发明的挤出的合成瓶封闭体20。虽然本文详细描述的每种塑料材料都可以既用作核元件22又用作***层24，但是形成核元件22和***层24的优选的塑料材料包含选自以下组中的一种或多种：中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、茂金属催化聚乙烯、聚丙烯、聚酯、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯嵌段共聚物、烯烃嵌段共聚物以及这些化合物的混合物。

也已经发现***层或外皮层24可以包含不同于核元件所用的热塑性组合物的热塑性组合物。在这方面，***层24可以包含选自以下组的一种或多种：可发泡或不可发泡的热塑性聚氨酯、热塑性烯烃、苯乙烯嵌段共聚物、热塑性硫化橡胶、柔性聚烯烃、氟橡胶、含氟聚合物、聚乙烯、聚四氟乙烯以及其混合物。另外，***层24可以由热塑性烯烃弹性体例如皮特罗森(petrothene)TPOE、热塑性聚氨酯、热塑性聚酯和其它类似产品配方形成。

选择用作***层24的特定组合物以承受装罐机的夹钳施加在其上的压缩力。但是，上面详细描述的许多不同的聚合物能够承受这些力，因此可用作***层24。

为了形成具有上面详细描述的所需固有的物理和化学性能的合成瓶封闭体20，已经发现最有利于用作***层24的化合物是茂金属催化聚乙烯。如下面详细描述的，***层24可以包含100％茂金属催化聚乙烯，或者如果需要茂金属催化聚乙烯可以与聚乙烯混合。在这方面，已经发现***层24优选包含基于选自由中密度聚乙烯、中低密度聚乙烯和低密度聚乙烯组成的组中一种或多种的整个组合物的重量，约25％-100重量％。

已经发现能非常有效地提供***层24的方案是茂金属催化聚乙烯。

已经发现能非常有效地提供***层24的另一个方案是热塑性硫化橡胶。

已经发现能非常有效地提供满足所有所需的物理和化学属性以得到具有商业利益的合成瓶封闭体20的***层24的另一个方案是热塑性聚氨酯和/或烯烃嵌段共聚物或其混合物。

通过采用这种材料并围绕任何所需的发泡核元件22在其周围形成材料并粘接啮合，得到非常有效的多层合成封闭体，其能够满足并超过葡萄酒瓶封闭体的所有需求。

在该实施方案的优选结构中，用来形成***层24的特定的聚醚型热塑性聚氨酯包含美国密歇根州多怀恩特的巴斯夫公司制造的LP9162。如在下面提供的测试据悉中详细描述的，已经发现该化合物生产***层，与核材料22相结合，提供了获得葡萄酒行业中非常有效的合成封闭体20所需的所有物理和化学特性。

在本发明的另一个优选实施方案中，***层包含热塑性硫化橡胶(TPV)。这种热塑性硫化橡胶在本领域是众所周知的，例如，可以从美国德克萨斯州休斯敦的美孚化工公司以商品名从DSMThermoplasticElastomersB.V.，Geleen(NL)以商品名或从美国俄亥俄州AvonLake的普立万(PolyOneInc.)以商品名购得。

除了采用上面详细描述的聚醚型热塑性聚氨酯，已经发现能非常有效地提供***层24需要的所有所需属性的其它化合物是热塑性烯烃和热塑性硫化橡胶的混合物。在优选的技术方案中，基于整个组合物的重量，热塑性烯烃和热塑性硫化橡胶的混合物包含约100重量％-90重量％的热塑性烯烃和约100重量％-90重量％的热塑性硫化橡胶。如下面的测试数据中详细描述的，采用由这种混合物形成的外表面24的合成封闭体20的结构提供了超过施加其上的所有需求的葡萄酒瓶封闭体。

已经发现也能为本发明的合成封闭体20提供非常有效的***层24的其它化合物包含由犹他州盐湖城市的亨斯迈公司制造的柔性聚乙烯。这种化合物以商标REXflexFPO出售，包含以得到具有独特的性能组合的专用技术生产的均匀的反应堆合成的聚合物。

在另一个替代的实施方案中，通过采用茂金属催化聚乙烯和/或烯烃嵌段共聚物，无论是单独使用或者与选自由低密度聚乙烯、中密度聚乙烯和中低密度聚乙烯组成的组的一种结合使用，得到非常有效的合成瓶封闭体20。在该实施方案中，这些材料优选既用作核元件22又用作***层24。

已经发现能提供根据本发明形成合成封闭体20的非常有效的***层24的另外的其它化合物包含聚四氟乙烯、氟橡胶化合物和含氟聚合物。无论是单独使用或相互结合或与上面详细描述的其它化合物结合使用，已经发现这些化合物能非常有效地生产能满足合成瓶封闭体20的所有固有需求的***层24。

本文详细描述的提供***层24的任何化合物可以用上面详细描述的挤出工艺来生产***层，其整体可靠地粘接到核元件22，无论是作为发泡外层还是作为不发泡外层。另外，这些化合物也可以用上面详细描述的成型工艺来生产本发明所需的合成瓶封闭体20。

另外，也已经发现为了进一步增强所得合成瓶封闭体20的性能，可以在***层24中加入添加剂。如上面详细描述的，这些其它添加剂包括防滑添加剂、润滑剂和密封剂。

而且，为了提供进一步增强和所需的性能特点，其它添加剂可以加入合成封闭体20的核材料22和/或外层24中。

本发明中可以加入抗微生物添加剂和抗菌添加剂来给予额外的信心度，在液体存在下，微生物或细菌的生长潜力是微乎其微的。这些添加剂具有长时间释放能力，进一步增加了保质期，而不需要通过包括把葡萄酒装瓶那样的进一步处理。该技术已经表明产生了短期和长期的结果(在低至10分钟内杀死微生物和细菌，持续10年长期有效)，其不能用天然产品实现。

通过采用任意所需的这些试剂或添加剂的组合物，获得进一步增强的合成封闭体，其能够提供迄今为止不能由软木塞或传统合成封闭体提供的产品性能。

为了得到合成封闭体20所需的化学和物理性能，核元件22可以包含约0重量％-75重量％的茂金属催化聚乙烯和约25重量％-100重量％的如上面详细的一种或多种聚乙烯。形成具有可靠的、粘接内部啮合的***层24时，已经发现可以采用上面详细描述的任意方案，以及通过共挤出或十字头挤出的方法贴附到核元件22上的选择的方案。

为了证明本发明的有效性，生产并测试了根据本发明制造并具有发泡的核元件和固体***层的合成瓶封闭体20的样品。这些样品在传统的共挤出设备上生产。采用低密度聚乙烯(LDPE)和不同浓度的脂肪酸衍生物添加剂、使用惰性气体作为物理发泡剂来生产核元件22。采用的脂肪酸衍生物是硬脂酰胺和棕榈酰胺1∶1的混合物。调节发泡度以分别生产密度为240kg/m³和265kg/m³的样品。形成***层24时，采用EPDM和PP以及茂金属PE的混合物。在形成过程中，***层24在挤出设备中围绕在核元件22外面发泡并紧密粘接到那里。将所得产品切成适于形成瓶封闭体20的长度，然后在边缘31和32上形成倒角。所得封闭体直径为22.5mm，长度为44mm。然后对样品进行Mocon测试(使用100％氧气的OTR测试***)以测定封闭体的氧转移率。OTR测定的结果表示在图3中。结果表明，与不含有这类添加剂的封闭体相比，根据本发明的脂肪酸衍生物的使用明显降低了合成封闭体的氧转移率(OTR)。而且，发现添加剂对挤出机的运行没有负面影响，仍然可以适当地控制性能特点，例如拔出力、椭圆度控制、直径控制和长度控制。

因此从前面的说明书中可以明显看出，有效地得到了上述的对象，因为在不背离本发明范围的情况下进行上述方法时可以做出某些变化，目的在于上面说明书中包含的或附图中所示的所有事物应当被解释为示例性的而不是有限定意义的。而且，应当理解在前面详细说明书中描述的本发明的细节不是限定到附图中所示的具体实施方案，而是意味着通常如发明内容和权利要求中列出的应用本发明。

也应当理解下面的权利要求旨在涵盖本文描述的发明的所有一般的和特殊的特点以及本发明保护范围的所有阐述，其作为一个语言问题，可以被说成落入其中。

已经描述了我们的发明，我们要求作为新的和希望由LettersPatent保护的是。

Claims

1.一种用于产品保存容器中的合成封闭体，其构造便于***并在所述容器的入口形成颈部中牢固地卡住，所述封闭体包含至少一种热塑性聚合物和至少一种脂肪酸衍生物，其中所述封闭体包含：

A.拉长的圆柱形核元件，由发泡塑料材料形成并包含形成圆柱形核元件对面端的终端表面；和

B.至少一个围绕在核元件的圆柱形表面外周并与之紧密结合的层，核元件的终端表面没有所述层，而且

其中得到的合成封闭体能够完全密封容器中任何所需的产品，在所需的时间长度内在容器中保存产品，基本上没有产品的降解或封闭体的降解，其特征在于所述核元件进一步包含所述脂肪酸衍生物，并且所述脂肪酸衍生物掺入核元件的聚合物组合物中，所述封闭体所具有的用100％氧气由Mocon测量仪测量的轴向上的氧转移率为0.0001-0.1000cc/天/封闭体，其中所述脂肪酸衍生物进一步定义为亚乙基双(硬脂酰胺)和亚乙基双(棕榈酰胺)重量比为1:9至9:1的混合物。

2.一种用于产品保存容器中的合成封闭体，其构造便于***并在所述容器的入口形成颈部中牢固地卡住，所述封闭体包含发泡的核元件和圆柱状包围核部分的***层，其中所述核元件包含至少一种热塑性聚合物和至少一种脂肪酸衍生物，所述***层具有300-1500kg/m³的密度，且脂肪酸衍生物不被加入***层的组合物中。

3.权利要求2所述的封闭体，基于热塑性聚合物的总重量，包含0.1至5wt.％的所述脂肪酸衍生物。

4.权利要求2所述的封闭体，基于热塑性聚合物的总重量，包含2至4wt.％的所述脂肪酸衍生物。

5.权利要求1或2所述的封闭体，其中所述热塑性聚合物选自由聚丁烷、聚氨酯、有机硅、乙烯基树脂、热塑性弹性体、聚酯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、热塑性烯烃、热塑性硫化橡胶、柔性聚烯烃、含氟聚合物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙丙橡胶、丁苯橡胶、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、离子交联聚合物、聚丙烯与可共聚烯属不饱和共聚单体的共聚物、烯烃嵌段聚合物及其混合物组成的组。

6.权利要求5所述的封闭体，其中所述热塑性烯烃选自由聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯组成的组。

7.权利要求5所述的封闭体，其中所述含氟聚合物选自由氟橡胶和聚四氟乙烯组成的组。

8.权利要求5所述的封闭体，其中热塑性烯烃是聚乙烯。

9.权利要求5所述的封闭体，其中热塑性烯烃是茂金属催化聚乙烯。

10.权利要求1或2所述的封闭体，其中所述封闭体为基本上圆柱形，该圆柱形包含形成所述封闭体的对面端的基本上平的终端表面。

11.权利要求2所述的封闭体，其中用100％氧气由Mocon测量仪测量的轴向上的氧转移率为0.0001-0.1000cc/天/封闭体

12.权利要求1或11所述的封闭体，其中用100％氧气由Mocon测量仪测量的轴向上的氧转移率为0.0005-0.050cc/天/封闭体。

13.权利要求1或2所述的封闭体，具有100kg/m³-800kg/m³的整体密度。

14.权利要求13所述的封闭体，具有200kg/m³-500kg/m³的整体密度。

15.权利要求1或2所述的封闭体，其中所述封闭体是整体发泡或部分发泡的。

16.权利要求15所述的封闭体，其中泡沫中的孔径和/或孔分布在发泡材料的整个长度和/或直径上基本上是均匀的。

17.权利要求15或16所述的封闭体，其中所述泡沫进一步定义为基本上是闭孔泡沫。

18.权利要求15或16所述的封闭体，其中所述泡沫进一步定义为具有特征在于最小0.025mm与最大0.5mm之间的范围的孔径。

19.权利要求18所述的封闭体，其中所述泡沫进一步定义为特征在于具有最小0.05mm到最大0.35mm之间的范围内的孔径。

20.权利要求1或2所述的封闭体，其中所述封闭体进一步定义为在其至少一个表面上具有有机硅层。

21.权利要求20所述的封闭体，其中所述封闭体进一步定义为在其周边表面上具有有机硅层。

22.权利要求20所述的封闭体，其中所述有机硅层进一步定义为由挤出和/或滚动形成。

23.权利要求1或2所述的封闭体，其中所述核元件进一步定义为包含在200kg/m³-350kg/m³之间范围的密度。

24.权利要求1或2所述的封闭体，其中所述核元件进一步定义为包含具有在0.02毫米至0.50毫米之间范围的平均孔径和/或在8,000孔/cm³至25,000,000孔/cm³之间范围的孔密度的闭孔。

25.权利要求24所述的封闭体，其中所述核元件进一步定义为包含在0.05mm与0.1mm之间范围的平均孔径和/或在1,000,000孔/cm³至8,000,000孔/cm³之间范围的孔密度。

26.权利要求1或2所述的封闭体，其中所述外周层进一步定义为包含选自由发泡塑料和不发泡塑料组成的组中的一种。

27.权利要求1或2所述的封闭体，其中所述外周层进一步定义为包含选自以下组的一种或多种：可发泡或不可发泡的热塑性聚氨酯、热塑性烯烃、热塑性硫化橡胶、EPDM橡胶、柔性聚烯烃、含氟聚合物、烯烃嵌段共聚物及其混合物。

28.权利要求27所述的封闭体，其中热塑性烯烃是聚乙烯。

29.权利要求27所述的封闭体，其中所述含氟聚合物选自由氟橡胶和聚四氟乙烯组成的组。

30.权利要求1或2所述的封闭体，其中所述外周层进一步定义为包含在0.05mm与5mm之间范围内的厚度。

31.权利要求1或2所述的封闭体，其中所述外周层进一步定义为包含在0.1mm与2mm之间范围内的厚度。

32.权利要求1或2所述的封闭体，其中所述外周层进一步定义为包含韧性、抗划痕和抗损伤的表面和/或300kg/m³与1,500kg/m³之间范围的密度。

33.权利要求1或2所述的封闭体，其中所述外周层进一步定义为包含750kg/m³与1100kg/m³之间的密度。

34.权利要求1或2所述的封闭体，其中所述封闭体进一步定义为通过挤出和/或注塑成型形成。

35.权利要求1或2所述的封闭体，其中所述核元件和/或所述外周层进一步定义为通过挤出形成。

36.权利要求1或2所述的封闭体，其中所述核元件和所述外周层进一步定义为同时挤出。

37.权利要求35所述的封闭体，其中所述核元件进一步定义为单独挤出，随后在挤出设备中所述外周层形成于其上，围绕并裹在预形成的核元件外面。