CN108250560A - 聚丙烯组合物的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚丙烯组合物用于生产制饮料用料筒的用途,所述聚丙烯组合物包含60‑90wt%的聚丙烯、10‑40wt%的滑石和0‑5wt%的任选添加剂,其中所述wt%基于组合物的重量计和聚丙烯、滑石和任选添加剂的总和为100wt%。
Description
技术领域
本发明涉及热塑性组合物用于生产制饮料用料筒的用途。
背景技术
制饮料(特别是咖啡)用料筒已经很成熟和存在有几种构造。特别对于咖啡,构造和材料选择很重要。一方面,饮料质量需要达到合适的水平,这一点具体表现为整个料筒的透氧率。另一方面,构造必须使得饮料原料如磨碎的咖啡可以在制备饮料的设备内相对容易接近和处理。这表现为一些设计和机械特性能限制。料筒的总生产成本取决于材料类型和料筒结构,且应该保持尽可能低。除前述现有料筒的通用性能外,还有就是它们是单次使用的。因此,应用容纳料筒的专用设备制备饮料后,处理料筒形成大量废物流。针对所采用的多种材料来说,料筒的结构越复杂,越难回收料筒。例如,目前的料筒经常包括铝层,在回收热塑性材料之前需要使热塑性材料与所述铝分离的步骤。
因此,仍然需要在相对低成本下具有所需性能的材料。还需要更易生产的料筒结构和可以以更加成本有效方式回收的料筒。
因此本发明的一个目的是至少部分应对前述一个或多个需求。
发明内容
因此,在第一个方面,本发明涉及聚丙烯组合物用于生产制饮料用料筒的用途,所述聚丙烯组合物包含:
-60-90wt%的聚丙烯,
-10-40wt%的矿物填料,特别是10-40wt%的滑石,
-0-5wt%的任选添加剂,
其中所述wt%基于组合物的重量计和聚丙烯、矿物填料和任选添加剂的总和为100wt%。
聚丙烯是相对容易回收的相对低成本材料。但聚丙烯的缺点是它的透氧率差,即透氧率太高不能保证在较长时间内良好的饮料质量,特别是相比于例如聚酯和聚酰胺。对于含磨碎咖啡的料筒来说这一点特别相关,据信长期与氧接触对于咖啡的味道来说是不利的。咖啡的其它特性如泡沫层的外观也可能受到负面影响。
但本发明人已经发现含矿物填料、特别是滑石的聚丙烯组合物可以用作生产饮料料筒的合适材料。本发明人还发现可以调节这些材料的机械特性以适合于在现有制饮料设备(特别是现有的咖啡机)中成功应用的要求。本发明人还发现可以设计所述料筒使得只需要应用非常少量的非聚丙烯材料,从而料筒在应用后可以不经过复杂的材料分离步骤而相对容易地回收。
因此,实现了本发明的目的。
在这里所公开的本发明的所有方面,优选的是聚丙烯为丙烯均聚物或丙烯与至多5wt%的乙烯和/或含4-10个碳原子的α烯烃的无规共聚物,以无规共聚物的重量计。本发明人相信较高的聚丙烯结晶度导致改进(即降低)的透氧率。因此,更优选的是60-90wt%的聚丙烯为丙烯均聚物。
术语无规指无规共聚物的共聚单体无规分散于共聚物内。术语无规进一步按IUPAC(Glossary of basic terms in polymer science;IUPAC recommendations 1996)理解。
聚丙烯的熔体流动速率优选为10-60g/10min(ISO 1133,2.16kg,230℃),优选为20-60g/10min或25-45g/10min。
为了减小材料的透氧率,组合物以其重量计还必须包含10-40wt%的矿物填料。所述矿物填料、特别是滑石用作所述材料的透氧屏障。因此,所述矿物填料以其重量计包含至少90wt%、优选至少95wt%、更优选至少99wt%的滑石。所述矿物填料最优选为滑石。
所述滑石进一步优选为高纵横比滑石,这表示滑石的片层结构指数(LI)大于2.90,所述片层结构指数定义为:
其中d50(L)为按ISO 13320-1通过激光衍射技术确定的中值颗粒粒度d50[wt%],和d50(S)为按ISO 13317-3通过沉降技术确定的中值颗粒粒度d50[wt%]。LI优选至少3.10,更优选至少3.50,如3.50-9.00或4.10-7.00。LI基于与聚丙烯组合物其它组分配混前的滑石确定。
也可以应用多种滑石的混合物和/或多种矿物填料的混合物。矿物填料、特别是滑石的优选量为15-30wt%,甚至更优选为20-25wt%。
所述组合物以其重量计还可以包含至多5wt%的任选的添加剂。这些添加剂在本领域中是通用的,和通常为选自如下的一种或多种添加剂:颜料、染料、抗氧化剂、脱膜剂、UV稳定剂、抗刮擦剂、冲击改进剂、抗静电剂、除味剂、α成核剂、β成核剂,条件是这些任选添加剂被批准用于食品包装用途。
在组合物中,聚丙烯、矿物填料和任选添加剂的总和为100wt%。如果矿物填料为滑石,则聚丙烯、滑石和任选添加剂的总和为100wt%。
为避生歧义,应理解按本发明应用的聚丙烯组合物为热塑性组合物。
优选的是聚丙烯组合物的熔体流动速率按ISO 1133(2.16kg,230℃)测量为15-60,更优选为25-45g/10min。
进一步优选的是聚丙烯组合物的弯曲模量按ISO 178测量为1500-3500MPa。
进一步优选的是聚丙烯组合物的Izod缺口冲击强度按ISO 180/1A测量为2-7kJ/m2。
聚丙烯组合物的氧气透过率渗透性按ASTMD3985测量(23℃和0%RH)为至多60、优选至多50、更优选至多40cc.mm/m2.天。
由所述含饮料原料的料筒制备的饮料通常为趁热消费的饮料。因此所述饮料可以为咖啡、茶、热巧克力(奶)或速食汤。但所述饮料优选为咖啡或茶,咖啡最为优选。对此,所述料筒可以包含液态咖啡浓缩物、磨碎的咖啡或速溶咖啡,优选为磨碎的咖啡。
按这里公开的第一个方面,本发明涉及聚丙烯组合物的用途。但本发明的第一个方面还涉及制饮料用料筒的生产方法,其中所述料筒包括或基本由这里所公开的聚丙烯组合物组成。所述用途的优选实施方案也是这种方法的优选实施方案。
因此本发明还涉及制饮料用料筒的生产方法,所述方法包括模塑聚丙烯组合物,所述聚丙烯组合物包含:
-60-90wt%的聚丙烯,
-10-40wt%的矿物填料,特别是10-40wt%的滑石,
-0-5wt%的任选添加剂,
其中所述wt%以所述组合物的重量计和聚丙烯、矿物填料和任选添加剂的总和为100wt%。
在所述方法中,优选的是所述聚丙烯为丙烯均聚物或丙烯与至多5wt%的乙烯和/或含4-10个碳原子的α烯烃的无规共聚物,以无规共聚物的重量计。丙烯均聚物是最优选的。
在所述方法中,所述矿物填料以其重量计优选包含至少90wt%、优选至少95、更优选至少99wt%的滑石。
在所述方法中,所述聚丙烯组合物优选具有一种或多种如下特性:
-按ISO 1133(2.16kg,230℃)测量的熔体流动速率为15-60、更优选为25-45g/10min,
-按ISO 178测量的弯曲模量为1500-3500MPa,
-按ISO 180/1A测量的Izod缺口冲击强度为2-7kJ/m2。
在所述方法中,所述聚丙烯组合物优选包含70-90wt%的聚丙烯和10-30wt%的矿物填料,特别地,所述聚丙烯组合物优选包含70-90wt%的聚丙烯和10-30wt%的滑石。
在所述方法中,所述聚丙烯组合物的氧气透过率渗透性按ASTM D3985(23℃和0%RH)测量优选至多60、优选至多50、更优选至多40cc.mm/m2.天。
在所述方法中,所述饮料优选为咖啡。
在另一个方面,本发明涉及制饮料用料筒,包括:
-包括弱化区的顶部,所述弱化区允许针刺穿所述顶部以允许流体注入所述料筒,
-从所述顶部延伸至底部并含有饮料原料的中空体部分,所述饮料原料用于与流体接触产生饮料,
-在所述中空体部分内位于所述饮料原料和所述底部之间的过滤层,
-构造以允许所述饮料通过的底部,
-覆盖所述底部的密封膜,
其中所述顶部、所述中空体部分和所述底部均由聚丙烯组合物制成,所述聚丙烯组合物包含:
-60-90wt%的聚丙烯,
-10-40wt%的矿物填料,特别是10-40wt%的滑石,
-0-5wt%的任选添加剂,
其中所述wt%以所述组合物的重量计和聚丙烯、矿物填料和任选添加剂的总和为100wt%,
所述过滤层优选由聚丙烯非织造材料制成,
所述密封膜为包含至少一个聚烯烃层的多层密封膜。
或者在第二个方面,本发明涉及制饮料用料筒,不考虑饮料原料,所述料筒主要由热塑性材料组成。所述料筒不含任何金属箔如铝箔。具体地,所述多层密封膜为不含金属如铝膜的多层热塑性膜。
所述聚丙烯优选为丙烯均聚物或丙烯与至多5wt%的乙烯和/或含4-10个碳原子的α烯烃的无规共聚物,以无规共聚物的重量计。丙烯均聚物是最优选的。
以料筒的重量计,料筒中聚丙烯组合物的含量优选为至少90.0、更优选至少95.0、甚至更优选至少99.0wt%。最优选地,聚丙烯含量为至少99.5wt%。
不是聚丙烯的材料通常是多层密封膜的层,它可以例如为聚乙烯和乙烯乙烯醇聚合物。
具有高聚丙烯组合物含量的全热塑性料筒的优点是回收相对容易且基本上只需要将剩余的饮料原料从用过的料筒中清除。
过滤层的非织造材料优选为聚丙烯非织造材料。所述非织造材料为热塑性材料。
多层密封膜的厚度优选为20-200μm,优选为20-150μm,更优选为20-50μm。
多层密封膜还优选包含选自如下的屏障层:乙烯乙烯醇共聚物层、聚偏二氯乙烯层、聚对苯二甲酸乙二醇酯层、聚酰胺层和聚乙烯醇层,所述屏障层的厚度优选为2-20μm,优选为2-10μm,更优选为2-5μm。
针对其各个部件,所述料筒的氧气透过率渗透性按ASTM D3985(23℃和0%RH)测量优选为至多60、优选至多50、更优选至多40cc.mm/m2.天。渗透率越低,料筒壁可以越薄,使得生产成本越低。
与本发明的第一个方面一致,聚丙烯组合物具有一种或多种如下特性:
-按ISO 1133(2.16kg,230℃)测量的熔体流动速率为15-60,更优选为25-45g/10min
-按ISO 178测量的弯曲模量为1500-3500MPa
-按ISO 180/1A测量的Izod缺口冲击强度为2-7kJ/m2。
在一个实施方案中,所述料筒还包含位于所述饮料原料和所述顶部之间的第二过滤层,所述第二过滤层优选由聚丙烯非织造材料制成。所述第二过滤层防止颗粒原料逃逸出料筒。
生产包含饮料原料的料筒主要为组装料筒的部件和用饮料原料填充料筒的步骤。
因此,在第二个方面,本发明还涉及用于生产本发明料筒的成套部件,所述成套部件包括:
用于包含饮料原料的中空体部分,所述中空体部分从构造以允许饮料通过的底部开始延伸,和与底部相对的构造用于与中空体部分相连的顶部,所述顶部包括弱化区,所述弱化区允许针在弱化区处刺穿所述顶部以允许流体注入所述料筒,或
用于包含饮料原料的中空体部分,所述中空体部分从包括弱化区的顶部延伸,所述弱化区允许针在弱化区处刺穿所述顶部以允许流体注入所述料筒,和与顶部相对的构造用于与中空体部分相连的底部,构造所述底部以允许饮料通过,和
在料筒内构造位于饮料原料和底部之间的过滤材料的过滤层,
其中所述中空体部分、所述顶部和所述底部均由聚丙烯组合物制成,所述聚丙烯组合物包含:
-60-90wt%的聚丙烯,
-10-40wt%的矿物填料,特别是10-40wt%的滑石,
-0-5wt%的任选添加剂,
其中所述wt%以所述组合物的重量计和聚丙烯、矿物填料和任选添加剂的总和为100wt%。
正如由所述成套部件可以明显看出的,所述生产方法可以具有至少两个实施方案。因此,按照第二个方面生产料筒的第一种方法包括如下步骤:
i)提供用于包含饮料原料的中空体部分,所述饮料原料用于与流体接触产生饮料,其中所述中空体部分从构造以允许饮料通过的底部延伸,
ii)在中空体部分内提供过滤层,
iii)用饮料原料至少部分填充所述中空体部分,所述饮料原料与所述过滤层接触,
iv)以可密封方式连接与底部相对的顶部和中空体部分,所述顶部包括弱化区,所述弱化区允许针在弱化区处刺穿所述顶部以允许流体注入所述料筒,
v)以可密封方式使多层密封膜与料筒的底部相连。
按照第二个方面生产料筒的第二种方法包括如下步骤:
i)提供用于包含饮料原料的中空体部分,所述饮料原料设计用于与流体接触产生饮料,所述中空体部分从顶部延伸,所述顶部包括弱化区,所述弱化区允许针在弱化区处刺穿所述顶部以允许流体注入所述料筒,
ii)用饮料原料至少部分填充所述中空体部分,
iii)在中空体部分内提供过滤层,所述过滤层与所述饮料原料接触,
iv)以可密封方式连接与顶部相对的底部和中空体部分,构造所述底部以允许饮料通过,
vi)以可密封方式使多层密封膜与料筒的底部相连,从而形成密封的料筒。
在略不优选的第三种方法中,料筒的所有部分和/或部件均作为单独的部件提供,随后使顶部与中空体部分相连或者使底部与中空体部分相连,随后可以实施这里的公开的第一种方法和第二种方法的各个步骤,从而完成料筒的生产。
本发明进一步涉及一种制备饮料的方法,所述方法包括提供本发明的料筒(为了避免歧义,包括多层密封膜),随后用针使弱化区破裂,接着向料筒的中空体部分注入液体并积累压力直到所述多层密封膜破裂,随后收集饮料。
附图说明
下面基于如下附图和实施例进一步解释本发明,所述附图和实施例不以任何方式限制本发明。
图1示意性给出了本发明的料筒。
图2a、2b和2c示意性给出了所述料筒的工作原理。
图3示意性给出了本发明料筒的顶部部件。
图4示意性给出了本发明料筒的可能的截面形状。
图5a-5c示意性给出了本发明料筒的底部的可能设计。
具体实施方式
图1给出了具有包括弱化区1的顶部2的料筒10。顶部2优选为圆形,也可以为其它形状如矩形,也可以考虑椭圆形或其它形状。图4给出了几个非限定性例子。希望在料筒的整个截面保持基本形状。因此,如果选择顶部2为圆形,则中空体部分3、底部6和密封膜7同样也为圆形。但所述形状的尺寸如其直径则可能随料筒的高度而变化,但优选基本恒定。
顶部2以可密封方式与中空体部分3相连。在图1的下侧,中空体部分与构造以允许饮料通过的底部6相连。底部6以可密封方式与多层密封膜7相连并且覆盖所述底部。基于这里所公开的一般描述,很清楚料筒与周围空气隔绝。在料筒的内侧,过滤层5位于饮料原料4和底部6之间。过滤层5防止饮料原料颗粒通过底部6。
在图2a-2c中示意性给出了应用这种料筒的例子。
图2a给出了在刺穿顶部2之前的针8。接下来,针8在弱化区1处刺穿顶部2从而打开所述顶部。然后按图2c箭头示意性所示将热水或任何其它合适的流体进料至所述料筒。液体进料经常在压力下完成,从而密封膜7破裂允许饮料从底部流出料筒。可以通过在料筒顶部放置进料设备(图中未示出)允许液体加压进料而实施液体进料。替代地,可以设计针8为中空针,以允许流体注入料筒。在针8的这种实施方案中,在弱化区1破裂后不从料筒中抽出而是保持在如图2b所示的位置。
在注射或进料后,所述液体将提取或溶解所述饮料原料,从而形成饮料。
替代主动用针8刺穿顶部2,也可以推动料筒10的顶部2靠向固定在支撑上的针。只要在顶部获得所需的开口和热流体可以在压力下进料至料筒10,任何方法都是合适的。向饮料料筒中注入流体的机理在本领域中是已知的。
参考图2b和2c,随着更多的热流体注入料筒,饮料开始通过底部6并与多层密封膜7的内表面接触。正如图2c示意性所示,设计密封膜7,从而使它在一定压力下破裂以允许饮料从料筒中流出,之后就可以被消费了。这种技术本身是已知的和例如在US 6,849,285中有公开。可商购的技术例如以商标名Nespresso销售的。
正如所解释的,包括弱化区1的顶部2允许针8以一定方式刺穿顶部,从而一旦被刺穿,则料筒内部可接触液体。弱化区的尺寸和形状可以变化。在一个实施方案中,与顶部2的剩余和周围部分相比,弱化区的厚度要更小一些。这种实施方案在图1中示意性给出。但这种设计的缺点是弱化区总体较薄,和因此更易于氧扩散。例如氧扩散较强是不希望的,因为这可能会造成食品质量损失。因此,在一个优选的实施方案中,按图3示意性所示构造弱化区,其中弱化区1的厚度与顶部2周围剩余部分的厚度类似,但仍具有***穿透区9。对于优选的圆柱形弱化区,穿透区9基本上为环形。弱化区1或穿透区9的厚度通常为周围顶部2的厚度的10-80%,如30-60%。穿透区9可以连续或不连续,但优选为连续的。对于弱化区1,替代的方案包括但不限于由模量明显更低的聚丙烯组合物制备的区。这种实施方案略不优选,因为它们制造起来更复杂。在一个实施方案中,环状穿透区9具有小部分更厚的厚度(图中未示出),从而弱化区1在刺穿后与料筒物理上不分离。
顶部2的形状优选为扁平状,即盘状。但顶部2也可以具有其它形状,这些其它形状也是这里公开的本发明的一部分。取决于待制备的饮料量,顶部2的尺寸可以变化。但通常来说本发明的料筒只用于单份消费。因此,直径(或当为非圆形时,绕非圆形的圆的最小直径)通常为20-75mm,更优选为25-60mm或35-55mm。除了弱化区1和/或穿透区9外,顶部2的厚度优选为0.5-3mm,更优选为0.75-2mm。顶部2的透氧率按ASTM D3985(23℃和0%RH)测量优选为至多80,更优选至多60,甚至更优选至多40cc/m2.天。透氧率最优选至多35或30cc/m2.天。
顶部2以可密封方式与中空体部分3相连。这例如可以通过焊接或粘合而实施,焊接是优选的,因为没有引入其它材料,这对于回收再利用目的来说有利。替代地,中空体部分3和顶部2在注塑机中作为单件形成。正如上文已经提到的,中空体部分3的截面形状与顶部2的截面形状相同。中空体部分3优选为圆柱状。中空体部分3的直径(或当为非圆形时,绕非圆形的圆的最小直径)可以与顶部2的直径相同。但优选的是所述直径稍小,因为这允许在制备饮料产品的设备中更容易地处置和/或处理料筒。例如,中空体部分3的直径比顶部2的直径小1-10%或2-5%。
中空体部分3的壁厚类似于顶部2的壁厚和可以为0.5-3mm,更优选为0.75-2mm。
中空体部分3的高度尤其取决于待包含在料筒10中的饮料原料4的量,但通常为10-70mm,如15-50mm或15-40mm或20-35mm。
按ASTM D3985(23℃和0%RH)测量,中空体部分3的透氧率优选为至多60、更优选至多50、甚至更优选至多40cc/m2.天。透氧率最优选为至多35或30cc/m2.天。
与顶部2和中空体部分3相连的一侧相对,底部6与中空体部分3相连。所述连接可以通过焊接来实现。替代地,中空体部分3和顶部2在(例如)注塑机中作为单件形成。构造底部6以允许饮料通过。因此,如图1示意性所示底部6包含多个孔。选择孔的尺寸,从而一方面允许饮料通过,但还形成一定的屏障以确保获得饮料原料的所需提取或溶解。因此,孔的尺寸应使得它们的直径为0.05-3mm,优选为0.1-2mm,更优选为0.3-1.3mm。底部6中孔的总表面积为5-30%。可以以已知方式成孔,例如通过打孔或直接在(注)塑过程中成孔。底部的形状可以为扁盘状,或者可以为更复杂的形状和具有按图5a-5c所示明显凸或凹的形状,或部分明显凸或凹的形状。底部6的厚度可以为0.5-3mm,更优选为0.75-2mm。
过滤层5位于饮料原料4和底部6之间,和其目的是防止不溶解的颗粒状饮料原料通过底部6。这特别针对非常细小的颗粒,因为较大的颗粒无论如何不能通过底部6。
过滤层5优选为聚丙烯非织造材料。任何类型的聚丙烯非织造材料都是合适的,只要能防止颗粒状饮料原料通过即可。合适的非限定性例子可以在US 5,496,573中找到。过滤层5可以为单层或多层堆集的聚丙烯非织造材料。如果需要,另一个过滤层可以位于饮料原料和顶部2之间。
实际上过滤层优选地为聚丙烯非织造材料。但也可以考虑其它过滤材料。例如应用常规滤纸或由包含纤维素纤维和热塑性聚合物如聚乙烯的混合物的纸产品制成的滤纸。这种滤纸现在通常用于生产咖啡袋。
密封膜7以可密封方式与底部6相连,从而使料筒密封与料筒周围的空气密封隔离。密封膜7在底部6的外周边处与底部6相连,从而允许前面所述和图2a-2c示意性所示的制作饮料的过程。如图1示意性所示,这种设计还允许底部6和密封膜7之间存在一定的间隙。密封膜7为包括至少一个聚烯烃层和屏障层的多层膜。需要屏障层来获得所需的密封膜低透氧率。因此,屏障层可以选自具有这种特性的任何材料,如乙烯乙烯醇共聚物、聚偏二氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰胺和聚乙烯醇层。屏障层的厚度优选为2-20μm,优选为2-10μm,更优选为2-5μm。优选的屏障层材料为聚乙烯醇或乙烯乙烯醇共聚物。
密封膜优选有3或5层,其排布使聚丙烯层与底部6相连,屏障层为中间层或中间层之一和外层优选为聚乙烯层。多层密封膜的厚度优选为20-200μm,优选20-150μm,更优选20-50μm。多层密封膜的透氧率与这里公开的聚丙烯组合物部分的透氧率至少类似或相同。在实践中,所述密封层具有较低的透氧率,如按ASTM D3985(23℃和0%RH)测量为至多30、更优选至多20、甚至更优选至多10cc/m2.天。
密封膜7的机械特性使得当按参考图2a-2c所述的方法制备时,在饮料的临界压力下,膜会破裂使饮料流出料筒。优选的是密封膜7与底部6之间的连接保持完整,这就是为什么优选密封膜的3或5层排布时使聚丙烯层与底部6相连。具有机械特性和透氧率所需组合的膜对熟练技术人员来说是已知的。
按ASTM FI249在38℃和100%相对温度下测量,本发明的料筒的水蒸汽透过率(WVTR)为至多0.1,更优选至多0.05,甚至更优选至多0.02g/m2.天。
为获得料筒良好的保存期,优选的是整个料筒的透氧率按ASTM D3985(23℃和0%RH)测量为至多60,更优选至多50,甚至更优选至多40cc/m2.天。透氧率最优选为至多35或30cc/m2.天.50cc/m2.
本发明人由如下组合物制备了料筒:
*氧透过率
**水蒸汽透过率
PP-1为按ISO 1133(230℃2.16kg)测量MFR为47g/10min的丙烯均聚物。
PP-2为非均相丙烯共聚物,其MFR为33g/10min、以聚合物重量计橡胶含量约为18wt%。
橡胶为由Mitsui Chemicals获得的Tafmer DF740。
滑石-1为由Imerys获得的Steamic t1DF。
滑石-2为由Imerys获得的HAR T84。
滑石-3为由Imifabi Talc获得的HTP Ultra 5c。
添加剂包括基于丙烯均聚物和包含颜料和稳定剂的色母料。
CE1、E1和E5间的比较可以看出,向聚丙烯中加入滑石,OTR明显减小。
基于实施例E2、E3和E4间的比较,可以进一步看出应用高纵横比的滑石可以进一步减小OTR。
基于E1和CE2间的比较,可以看出应用外部调节剂负面影响(即增加)聚丙烯的OTR。
基于E1和E2间的比较,可以看出在OTR方面,丙烯均聚物比非均相丙烯共聚物更优选。
Claims (15)
1.聚丙烯组合物用于生产制饮料用料筒、优选制咖啡用料筒的用途,所述聚丙烯组合物包含:
-60-90wt%的聚丙烯,
-10-40wt%的滑石,
-0-5wt%的任选添加剂,
其中所述wt%基于组合物的重量计和聚丙烯、滑石和任选添加剂的总和为100wt%。
2.权利要求1的用途,其中所述聚丙烯为丙烯均聚物或丙烯与至多5wt%乙烯和/或含4-10个碳原子的α烯烃的无规共聚物,以无规共聚物的重量计。
3.权利要求1或2的用途,其中所述聚丙烯组合物具有一种或多种如下特性:
-按ISO 1133(2.16kg,230℃)测量的熔体流动速率为15-60、更优选为25-45g/10min,
-按ISO 178测量的弯曲模量为1500-3500MPa,
-按ISO 180/1A测量的Izod缺口冲击强度为2-7kJ/m2。
4.权利要求1-3任意一项或多项的用途,其中所述组合物包含70-90wt%的聚丙烯和10-30wt%的滑石。
5.权利要求1-4任意一项或多项的用途,其中所述组合物按ASTMD3985(23℃和0%RH)测量的氧气透过率渗透性为至多60cc.mm/m2.天。
6.制饮料用料筒,包括:
-包括弱化区的顶部,所述弱化区允许针刺穿所述顶部以允许流体注入所述料筒,
-从所述顶部延伸至底部并含有饮料原料的中空体部分,所述饮料原料设计用于与流体接触产生饮料,
-在所述中空体部分内位于所述饮料原料和所述底部之间的过滤层,
-构造以允许所述饮料通过的底部,
-覆盖所述底部的密封膜,
其中:
所述顶部、所述中空体部分和所述底部均由聚丙烯组合物制成,所述聚丙烯组合物包含:
-60-90wt%的聚丙烯,
-10-40wt%的滑石,
-0-5wt%的任选添加剂,
其中所述wt%以所述组合物的重量计和聚丙烯、滑石和任选添加剂的总和为100wt%,
所述过滤层优选由聚丙烯非织造材料制成,
所述密封膜为包含至少一个聚烯烃层的多层密封膜。
7.权利要求6的料筒,其中所述聚丙烯为丙烯均聚物或丙烯与至多5wt%乙烯和/或含4-10个碳原子的α烯烃的无规共聚物,以无规共聚物的重量计。
8.权利要求6或7的料筒,其中所述多层密封膜的厚度为20-200μm,优选为20-150μm,更优选为20-50μm。
9.权利要求6-8任意一项或多项的料筒,其中所述多层密封膜还包含选自如下的屏障层:乙烯乙烯醇共聚物层、聚偏二氯乙烯层、聚对苯二甲酸乙二醇酯层、聚酰胺层和聚乙烯醇层,所述屏障层的厚度优选为2-20μm,优选为2-10μm,更优选为2-5μm。
10.权利要求6-9任意一项或多项的料筒,其中按ASTM D3985(23℃和0%RH)测量的氧气透过率渗透性为至多45cc.mm/m2.天。
11.权利要求6-10任意一项或多项的料筒,其中所述聚丙烯组合物具有一种或多种如下特性:
-按ISO 1133(2.16kg,230℃)测量的熔体流动速率为15-60、更优选为25-45g/10min,
-按ISO 178测量的弯曲模量为1500-3500MPa,
-按ISO 180/1A测量的Izod缺口冲击强度为2-7kJ/m2。
12.权利要求6-11任意一项或多项的料筒,进一步包含位于所述饮料原料和所述顶部之间的第二过滤层,所述第二过滤层优选由聚丙烯非织造材料制成。
13.用于生产权利要求6-12任意一项或多项的料筒的成套部件,所述成套部件包括:
用于包含饮料原料的中空体部分,所述中空体部分从构造以允许饮料通过的底部延伸,和与底部相对的构造用于与中空体部分相连的顶部,所述顶部包括弱化区,所述弱化区允许针在弱化区处刺穿所述顶部以允许流体注入所述料筒,或
用于包含饮料原料的中空体部分,所述中空体部分从包括弱化区的顶部延伸,所述弱化区允许针在弱化区处刺穿所述顶部以允许流体注入所述料筒,和与顶部相对的构造用于与中空体部分相连的底部,构造所述底部以允许饮料通过,和
在料筒内构造位于饮料原料和底部之间的过滤材料的过滤层,
其中所述中空体部分、所述顶部和所述底部均由聚丙烯组合物制成,所述聚丙烯组合物包含:
-60-90wt%的聚丙烯,
-10-40wt%的滑石,
-0-5wt%的任选添加剂,
其中所述wt%以所述组合物的重量计和聚丙烯、矿物填料和任选添加剂的总和为100wt%。
14.权利要求6-12任意一项或多项的料筒的生产方法,包括如下步骤:
i)提供用于包含饮料原料的中空体部分,所述饮料原料用于与流体接触产生饮料,其中所述中空体部分从构造以允许饮料通过的底部延伸,
ii)在中空体部分内提供过滤层,
iii)用饮料原料至少部分填充所述中空体部分,所述饮料原料与所述过滤层接触,
iv)以可密封方式连接与底部相对的顶部和中空体部分,所述顶部包括弱化区,所述弱化区允许针在弱化区处刺穿所述顶部以允许流体注入所述料筒,
v)以可密封方式使多层密封膜与料筒的底部相连。
15.权利要求6-12任意一项或多项的密封料筒的生产方法,包括如下步骤:
i)提供用于包含饮料原料的中空体部分,所述饮料原料设计用于与流体接触产生饮料,所述中空体部分从顶部延伸,所述顶部包括弱化区,所述弱化区允许针在弱化区处刺穿所述顶部以允许流体注入所述料筒,
ii)用饮料原料至少部分填充所述中空体部分,
iii)在中空体部分内提供过滤层,所述过滤层与所述饮料原料接触,
iv)以可密封方式连接与顶部相对的底部和中空体部分,构造所述底部以允许饮料通过,
vi)以可密封方式使多层密封膜与料筒的底部相连,从而形成密封的料筒。
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2016
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