EA021873B1

EA021873B1 - Способ изготовления укупорочного средства для сосуда

Info

Publication number: EA021873B1
Application number: EA201000781A
Authority: EA
Inventors: Кристиан Пёль-Азендорф; Рюдигер Виттенберг; Георг Шленк
Original assignee: Актега Дс Гмбх
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2015-09-30
Also published as: CN102123919B; PL2209722T3; EP2223984B1; PL2223984T3; CN102123919A; LT3293241T; ES2745130T3; TR201802905T4; DE202008018549U1; US20100295211A1; ES2661955T3; HRP20191656T1; EP2918652B1; EP2209722A1; DK2223984T3; EP2058379A1; ES2661763T3; TR201802906T4; EP2562095A2; EP2918652A1

Abstract

В изобретении раскрыт способ изготовления укупорочного средства для сосуда, имеющего отверстие, закрываемое при помощи укупорочного средства и имеющее внутренний диаметр больше чем 2 см, причем укупорочное средство содержит уплотняющий элемент на базе полимера, который расположен в укупорочном средстве сосуда таким образом, что он уплотняющим образом упирается в отверстие сосуда в закрытом состоянии, при этом используют полимерный материал, который делают текучим за счет нагревания и наносят на укупорочное средство сосуда в области создаваемого уплотняющего элемента, и дополнительно механически придают создаваемому уплотняющему элементу желательную форму, которая сохраняется после охлаждения, при этом уплотняющий элемент в укупорочном средстве для сосуда, внутренняя поверхность которой не имеет свободного доступа, формируют экструзией и штамповкой, при этом полимер содержит полиэтилен и алкен и не содержит ПВХ, имеет твердость по Шору 40-90 и остаточную деформацию при сжатии в диапазоне от 30 до 70%.

Description

Настоящее изобретение имеет отношение к созданию способа изготовления укупорочного средства (для) сосуда, имеющего горловину (отверстие), которую закрывают при помощи укупорочного средства и которая имеет внутренний диаметр больше чем 2 см, причем укупорочное средство сосуда содержит уплотняющий элемент на базе полимера, который введен в укупорочное средство сосуда таким образом, что в закрытом состоянии он уплотняющим образом опирается на края отверстия горловины сосуда.

В частности, настоящее изобретение имеет отношение к изготовлению соответствующих обжимных лепестковых крышек.

В соответствии с настоящим изобретением предлагаются также укупорочные средства (для) сосудов, изготовленные в соответствии с указанным способом и с использованием специфических полимерных композиций для изготовления вышеупомянутых уплотняющих элементов.

В то время как в промышленности вот уже в течение некоторого времени используют не содержащие ПВХ композиции для изготовления уплотняющих вкладышей крончатых крышек или крышек с резьбой для бутылок, содержащие ПВХ композиции все еще используют для изготовления крышек с резьбой, обжимных лепестковых крышек, РТ крышек и т.п., которые применяют как укупорочное средство для сосудов с большим внутренним диаметром горловины (отверстия). Как правило, такие содержащие ПВХ композиции наносят при комнатной температуре в их жидком виде из систем, содержащих пластификатор.

Однако использование содержащих ПВХ композиций является нежелательным. Во время обычного сжигания бытовых отходов галогенированные полимеры образуют ядовитые кислотные газы, выходящие в атмосферу. Более того, такие уплотняющие элементы на базе ПВХ требуют использования пластификаторов, которые могут нанести существенный вред здоровью.

Таким образом, существует необходимость в создании укупорочных средств сосудов, содержащих уплотняющий элемент на базе полимера, но не на базе ПВХ, который подходит для сосудов с относительно широкой горловиной, имеющей внутренний диаметр больше чем 2 см.

Г лавной задачей настоящего изобретения является создание способа изготовления таких укупорочных средств для сосудов, которые позволяют использовать уплотняющий элемент на базе полимера, который не содержит ПВХ.

Другой задачей настоящего изобретения является создание соответствующих укупорочных средств для сосудов.

Более того, в соответствии с настоящим изобретением предусмотрено использование полимерных композиций, которые особенно хорошо подходят для изготовления таких укупорочных средств для сосудов.

В соответствии с настоящим изобретением предлагаются главным образом укупорочные средства для таких сосудов, горловина которых, закрываемая при помощи укупорочного средства, имеет внутренний диаметр больше чем 2 см. Это соответствует внутреннему диаметру, который больше чем внутренний диаметр горлышка обычной бутылки для напитков, закрываемого известным образом при помощи крончатой крышки, крышки с резьбой и т.п., как это описано, например, в патенте ЕР 0503124 В1.

Настоящее изобретение особенно хорошо подходит для изготовления относительно больших укупорочных средств для сосудов, имеющих горловины с внутренним диаметром больше чем 2.5 см и до внутреннего диаметра закрываемой горловины больше чем 4 см.

Такие укупорочные средства для сосудов могут быть использованы как крышки с резьбой для бутылок, таких как бутылки для сока или молочные бутылки, а также для широкогорлых сосудов, таких как банки для варенья и т.п.

В частности, настоящее изобретение позволяет изготавливать обжимные лепестковые крышки с уплотняющими элементами из полимерных материалов, не содержащих ПВХ. Несмотря на то что для изготовления укупорочных средств с малыми диаметрами (для крончатых крышек и крышек с резьбой) вот уже в течение десятилетий используют, например, так называемый процесс 8ЛСМ1, в котором полимерную композицию экструдируют и формуют за счет штамповки внутри заготовки укупорочного средства в готовый уплотняющий вкладыш, до настоящего времени не найдено промышленного решения для изготовления укупорочных средств с большими диаметрами (больше чем 2 см), которые позволяют отказаться от пластизолей на базе ПВХ.

Настоящее изобретение позволяет устранить этот недостаток за счет изготовления уплотняющих вкладышей для таких укупорочных средств больших диаметров при помощи экструзии и последующего формования уплотняющего материала.

Следует иметь в виду, что полимерные композиции, которые обычно используют для изготовления укупорочных средств меньших диаметров, описанные, например, в патенте ЕР 0503124, также в основном подходят для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением.

Однако требования к материалам для укупорочных средств сосудов с горловинами, имеющими большие внутренние диаметры, могут быть более жесткими. В этих случаях особенно важно комбинировать достаточную текучесть полимерного материала при изготовлении уплотняющего элемента с достаточными уплотняющими свойствами в закрытом состоянии. Также необходимо обеспечивать требуемую в настоящее время герметичность от проникновения извне газов или от утечки газов соответственно,

- 1 021873 возможно, с обеспечением эффекта клапана избыточного давления, что предотвращает взрыв сосуда при нагреве или при возникновении избыточного давления в сосуде по другим причинам. Более того, в типичных случаях использования сосудов с горловинами, имеющими большие внутренние диаметры (например, для хранения презервов), особенно важно, чтобы уплотняющий элемент также мог быть использован в условиях стерилизации.

Описанные в патенте ЕР 0503124 укупорочные средства сосудов, которые типично предназначены для розлива пива, безалкогольных напитков, сока и т.п., в обычные бутылки с узким горлом, позволяют выдерживать описанные здесь выше обработки, такие как пастеризация и горячее заполнение. Однако эти обработки проводят при существенно меньших температурах, чем стерилизацию. При пастеризации и горячем заполнении используют температуры ниже 100°С. При стерилизации типично используют температуры 121 или даже 132°С. Полимерные материалы, которые используют в контексте настоящего изобретения, позволяют в необходимой степени сохранять уплотняющую способность как при процессах пастеризации и горячего заполнения, так и при процессе стерилизации.

Кроме того, не все композиции, описанные в патенте ЕР 0503124, могут быть использованы для изготовления укупорочных средств большого диаметра. Несмотря на то что в патенте ЕР 0503124 указано, что описанные композиции подходят также для изготовления крышек с резьбой и т.п., они часто могут быть использованы только, если их технологические свойства изменены соответствующим образом, в частности, за счет добавки наполнителя в виде масла, чтобы улучшить текучесть. Это не всегда является желательным, например, из-за риска миграции компонентов композиции в содержащие жиры пищевые продукты - сравните приведенные ниже примеры 1-21.

В этом контексте изготовление обжимных лепестковых крышек является особенно проблематичным. Типично, их используют в качестве укупорочных средств для широкогорлых сосудов с навинчивающейся крышкой. Если материал уплотняющего вкладыша представляет собой материал на базе ПВХ (что является обычным) и он нанесен в заготовку укупорочного средства в виде пластифицированного тонкопленочного пластизоля (при вращении заготовки под распределительным соплом), он легко распространяется по внутренней пограничной области и затвердевает здесь в виде ровного уплотняющего слоя желательной толщины при нагреве типично в течение 60 с при температуре 200°С. Таким образом, уплотняющий вкладыш легко может быть образован также и в тех областях внутренней главной поверхности укупорочного средства, которые закрыты выступающими внутрь лепестками.

Однако это не происходит в случае использования для изготовления уплотняющего вкладыша материала, который не обладает такой текучестью.

Не содержащие ПВХ материалы, не имеющие пластификатора, следует наносить в достаточно размягченном за счет нагрева виде. Такое уплотнение не может быть создано за счет вращения заготовки и нагнетания материала, как в случае ПВХ пластизолей. Это скорее требует, например, использования экструзии и соответствующего формования. Последнему препятствуют лепестки обжимной лепестковой крышки, так как они не позволяют ввести необходимый для формования инструмент.

Способ изготовления в соответствии с настоящим изобретением обычно начинают с использования заготовки укупорочного средства для сосуда, изготовленной из металла или пластика, которая преимущественно предварительно обработана на ее внутренней поверхности подходящим грунтом.

Особенно подходящим является грунтовочный лак фирмы Кйепаша, например ТРЕ лак. Наиболее предпочтительные композиции в соответствии с настоящим изобретением обладают особенно хорошим сцеплением с этим лаком.

Альтернативно, подходящее грунтовочное покрытие может быть нанесено за счет ламинирования, облицовки или, возможно, также за счет совместной экструзии.

Образующий уплотнение полимерный материал наносят внутрь такой подготовленной заготовки в созданном за счет теплоты текучем виде. Для этого особенно хорошо подходит экструзия, в которой уплотняющую композицию подают при температуре в диапазоне от 100 до 260°С.

Соответствующее наносимое количество материала зависит от диаметра укупорочного средства. В качестве типичного примера (но без ограничения) можно указать, что наносимое количество материала для обжимной лепестковой крышки с внутренним диаметром 66 мм и уплотняющим вкладышем в виде диска лежит в диапазоне от 1 до 2 г, а в частности составляет около 1.4 г.

Если уплотняющий вкладыш имеет форму в виде диска, то экструзия, например, может быть проведена в середину внутренней поверхности заготовки.

После этого уплотняющий элемент в виде диска образуют (формуют) из экструдированного, все еще текучего материала, за счет соответствующей штамповки (аналогично известному 8ЛСМ1 процессу).

В вариациях этого процесса уплотняющий элемент может быть образован снаружи от укупорочного средства или заготовки укупорочного средства за счет штамповки из подходящего полимерного материала и затем введен в укупорочное средство или заготовку. Этот процесс уже применяют для укупорочных средств меньшего диаметра и он известен как 8АСМ1 оШкИеП-тонИищ процесс.

Альтернативно, уплотняющий элемент может быть образован в виде кольца в области, которая позднее будет опираться на горловину закрываемого сосуда. Это кольцо может быть заштамповано в

- 2 021873 укупорочное средство, однако оно может быть введено и свободно, если оно обладает достаточной стабильностью размеров.

В качестве примера можно указать, что описанный в патенте И8 5763004 способ подходит для такого применения. В этом способе нанесение материала в виде кольца производят с использованием сопел, имеющих соответствующую кольцевую форму. После нанесения может быть проведена соответствующая операция формования при помощи штамповки и т.п.

Альтернативно, уплотняющий элемент в виде кольца может быть образован сначала за счет экструзии ленты соответствующего материала. Толщину и длину ленты выбирают таким образом, что при помощи штамповки из ленты может быть образовано кольцо, соответствующее размеру желательного уплотняющего элемента.

Из ленты образуют кольцо при помощи соответствующего инструмента и вводят его при помощи соответствующего инструмента в еще нагретую заготовку укупорочного средства. После этого за счет штамповки кольцу придают размер желательного уплотняющего элемента.

Как инструмент для установки, так и инструмент для штамповки могут быть достаточно узкими для того, чтобы лепестки заготовки не мешали введению и штамповке материала.

Совершенно очевидно, что способ в соответствии с настоящим изобретением имеет дополнительное преимущество по сравнению с известным способом, в котором используют пластизоль, заключающееся в том, что уплотняющий вкладыш будет полностью готов за счет формовки (штамповки) и в отличие от нагнетания пластизоля не требует последующего отверждения в печи.

Описанный здесь подход в основном годится для всех заготовок укупорочных средств для сосудов, к внутренней поверхности которых имеется легкий доступ.

Если образованный указанным образом уплотняющий элемент имеет форму диска, то преимущественно используют уплотняющий элемент толщиной ориентировочно 0.1-0.2 мм, расположенный в средней области укупорочного средства. Указанная средняя область не создает эффект уплотнения, так как она лежит внутри горловины сосуда.

Если укупорочное средство сосуда является совершенно ровным (не имеет выемок), то тогда уплотняющий элемент будет иметь соответствующую толщину в области уплотнения.

Однако, если укупорочное средство сосуда имеет выемку (канал) в области, соответствующей горловине закрываемого сосуда, что является обычным для укупорочных средств, имеющих пластизолевые уплотнения на базе ПВХ, то тогда уплотняющий элемент может быть толще в этой области. Это может быть предпочтительным по причине большей упругости более толстого уплотняющего элемента. В таких случаях, уплотняющий элемент часто имеет предпочтительную толщину около 1 мм в области уплотнения.

Более сложные конфигурации также могут быть предусмотрены в области уплотняющего элемента, которая уплотняющим образом контактирует с горловиной сосуда. В частности, могут быть образованы одна или несколько уплотняющих губок. Это может быть создано за счет соответствующего формования при штамповке экструдата. В этом случае уплотняющий элемент может иметь большую толщину в области таких уплотняющих губок, например до 3 мм.

Формование соответствующих уплотняющих элементов в укупорочных средствах для сосудов, внутренняя поверхность которых не имеет свободного доступа, на первый взгляд представляется более проблематичным. Типичным примером этого являются обжимные лепестковые крышки, в которых, если заглянуть внутрь крышки, лепестки частично закрывают уплотняющую область и мешают введению штампа или другого аналогичного инструмента, который может образовать уплотняющий элемент в области, закрытой лепестками.

Эта проблема решена в соответствии с наиболее предпочтительным вариантом настоящего изобретения. Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показана обычная обжимная лепестковая крышка;

на фиг. 2 показан первый вариант в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 3 показан второй вариант в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 1 показан вид сверху на внутреннюю поверхность типичной обжимной лепестковой крышки (1).

Обжимная лепестковая крышка (1) имеет приблизительно плоскую внутреннюю область (2), которая обращена внутрь закрытого сосуда, на который надета крышка, и которая может входить в контакт с содержимым сосуда. В показанном примере уплотняющий элемент (3) (затемненный) не полностью закрывает внутреннюю поверхность укупорочного средства сосуда (1), а вместо этого образует кольцо во внешней области укупорочного средства, которая контактирует с горловиной сосуда, закрытого при помощи укупорочного средства. В типичной обжимной лепестковой крышке эта область представляет собой канальную область, которая выступает наружу из внутренней области (2) укупорочного средства и, таким образом, образует выемку внутри, в которой расположен уплотняющий элемент (3). В обычном процессе изготовления ПВХ пластизол нагнетают в этот канал при одновременном вращении заготов- 3 021873 ки сосуда. После этого укупорочное средство подвергают обработке в печи.

Обжимная лепестковая крышка (1) в примере, показанном на фиг. 1, имеет всего три лепестка (4), которые входят в зацепление с соответствующей резьбой сосуда при его закрывании и, таким образом, позволяют уплотняющим образом затянуть крышку на горловине сосуда.

Как это легко понять из рассмотрения фиг. 1, лепестки (4) частично закрывают уплотняющий элемент (3), если заглянуть внутрь укупорочного средства (1). Таким образом, они мешают проникновению штампа, используемого для формования уплотняющего элемента (3), вне зависимости от того, имеет ли уплотняющий элемент (3) форму кольца (как это показано на фиг. 1) или форму диска (когда лепестки также закрывают внутреннюю область (2)).

В соответствии с настоящим изобретением предлагаются две альтернативные возможности формования уплотняющего элемента за счет экструзии и последующей штамповки, даже в случае обжимной лепестковой крышки.

На фиг. 2 показан первый вариант изобретения. Показан продольный разрез заготовки (1а) укупорочного средства, причем показана полная область, из которой позднее будет образована боковая стенка (4а) укупорочного средства, содержащая лепестки. Более того, показаны канальная область и часть внутренней области (2), которая заканчивается ориентировочно у центра заготовки.

В соответствии с этим вариантом уплотняющий элемент образуют до того, как будут образованы лепестки в области (4а) стенки заготовки.

Как это показано на фиг. 2, этот вариант позволяет образовать обычный уплотняющий элемент (3) за счет соответствующей экструзии и штамповки. Этот уплотняющий элемент заходит во внутреннюю область (2) и в канальную область и за ее пределы, за счет чего образуется область в виде кольца, которая позднее может быть введена в герметичное зацепление с горловиной сосуда (5).

В соответствии с этим вариантом проводят дополнительную операцию обработки после завершения формования уплотняющего элемента (3). В этой дополнительной операции обработки область (4а) стенки заготовки загибают вниз и внутрь, за счет чего образуется конструкция с лепестками (4), показанными на фиг. 1.

Альтернативный второй вариант осуществления настоящего изобретения описан далее со ссылкой на фиг. 3.

На фиг. 3 показаны приблизительно такие же элементы укупорочного средства, что и на фиг. 2. Однако в этом случае уплотняющий элемент образуют тогда, когда уже проведено формование укупорочного средства (1), содержащего лепестки (4).

Так как лепестки (4) мешают введению штампа, который позволяет формовать такой уплотняющий элемент (3), какой показан на фиг. 2, то уплотняющий элемент в этом варианте формуют только во внутренней области (2) и дополнительно в канале. Как это показано на фиг. 3, уплотняющий элемент (3) заканчивается внешней кромкой (3 а) уже внутри канальной области.

Для получения хорошего уплотнения в контакте с горловиной (5) сосуда, несмотря на указанное выше, губка (6) выполнена на уплотняющем элементе (3) за счет соответствующего формования во время штамповки. Так как эта область уплотняющего элемента доступна во время штамповки несмотря на то, что имеются лепестки (4), указанное формование не создает проблем. По сравнению с первым вариантом, показанным на фиг. 2 и описанным выше, обеспечено минимальное влияние на процесс образования структуры лепестка.

Для осуществления настоящего изобретения, в дополнение к уже указанным выше известным композициям также могут быть использованы композиции на основе термоэластопластов (термопастичных эластомеров), например композиции, имеющие следующий состав:

полиолефин, а преимущественно линейный полиэтилен низкой плотности (например, фирмы 8АВ1С): 40-50 кг, блок-сополимер стирол-этилен/бутилен-стирол (например, серий С Кта1ои): 15-25 кг, полиолефин, а преимущественно сополимер полиэтилен/полипропилен (например, серий

АОРЬЕХ): 5-10 кг, медицинское белое масло (вязкость 70 е81): 20-30 кг, амид эруковой кислоты (Кстапибс Е): 0.25-0.5 кг, амид олеиновой кислоты (ЛКМО8Ь1Р СРА): 0.25-0.5 кг, антиоксидант (1КСЛЛОХ 1010): 0.05-0.15 кг, стабилизатор (1КСЛЕО8 168): 0.05-0.15 кг, пигмент: 0.2-0.7 кг.

Если следует избежать использования наполнительного масла, то преимущественно могут быть использованы композиции, описанные в параллельной международной патентной заявке заявителей, озаглавленной Препятствующие миграции полимерные композиции.

Композиция может быть адаптирована к каждому специфическому случаю в том, что касается твердости по Шору, модуля упругости, реологических свойств и т.п., при помощи уже известных средств.

Могут быть созданы уплотняющие вкладыши в соответствии с настоящим изобретением, имеющие

- 4 021873 барьерные свойства против кислорода и влияющие на вкус соединений, таких как трихлоранизол, при помощи уже известных процедур. Аналогично уже известным процедурам уплотняющие элементы в соответствии с настоящим изобретением могут обладать соответственно свойствами поддержания давления или свойствами клапана избыточного давления.

Укупорочные средства сосудов в соответствии с настоящим изобретением преимущественно изготавливают таким образом, что они позволяют сохранять вакуум аналогично тому, что обеспечивают обычные укупорочные средства.

Желательно сохранение вакуума, первоначально существующего в пустой части закрытого сосуда, даже после пастеризации или стерилизации, а также после истечения минимального срока годности продукта. Например, может потребоваться, чтобы закрытый стеклянный широкогорлый сосуд, содержащий пищевой продукт, имел начальное внутреннее давление меньше чем 0.2 бар и чтобы внутреннее давление не превышало 0.2 бар до истечения минимального срока годности при хранении.

Типично, сохранение вакуума измеряют за счет перфорирования крышки отобранных случайным образом сосудов после пастеризации или стерилизации и подключения внутренней области сосуда к манометру. Считывают и записывают внутреннее давление. В другой случайной выборке ускоряют развитие протекающих при хранении процессов за счет обработки паром при высокой температуре (ускоренное старение). После этого измеряют полученное внутреннее давление, как и в первых отобранных случайным образом образцах. Сравнение результатов позволяет определить соответствие продукта предъявляемым требованиям. Соответствия нет, если допустимое внутреннее давление превышено в слишком большом числе сосудов в случайной выборке.

В дополнение к описанному здесь выше способу в соответствии с настоящим изобретением предлагается также металлическое или пластмассовое укупорочное средство для сосудов для хранения напитков или пищевых продуктов, имеющее уплотняющий вкладыш, материал которого выбирают таким образом, чтобы была исключена потенциально опасная миграция компонентов материала в напиток или пищевой продукт (внутри сосуда).

Настоящее изобретение также имеет отношение к использованию соответствующих материалов для изготовления уплотняющих вкладышей указанного типа и к использованию специфических полимеров для изготовления указанных уплотняющих вкладышей.

В то время как в промышленности уже используют в течение некоторого времени не содержащие ПВХ композиции для изготовления уплотняющих вкладышей крончатых крышек или крышек с резьбой для бутылок, содержащие ПВХ композиции все еще используют для крышек с резьбой и других аналогичных крышек, которые служат в качестве укупорочного средства для сосудов с большим внутренним диаметром отверстия (горловины). Как правило, такие содержащие ПВХ композиции наносят при комнатной температуре в их жидкой форме из содержащих пластификатор систем.

Однако использование содержащих ПВХ композиций является нежелательным в материалах для упаковки. Во время обычного сжигания бытовых отходов галогенированные полимеры образуют ядовитые кислотные газы, выходящие в атмосферу. Кроме того, даже небольшие количества ПВХ усложняют повторное использование пластмассовых отходов. Более того, такие уплотняющие элементы на базе ПВХ требуют использования пластификаторов, которые могут нанести существенный вред здоровью.

К рассматриваемым здесь укупорочным средствам для сосудов большего диаметра относятся, в частности, обжимные лепестковые крышки, которые типично используют для закрывания широкогорлых сосудов с резьбой, применяемых для хранения пищевых продуктов или напитков. Указанные пищевые продукты часто представляют собой содержащие жиры продукты, например продукты-полуфабрикаты, приправы, деликатесы, антипасты, пряные пасты и т.п., причем содержащиеся в них жир и/или масло повышают риск того, что растворимые в жире компоненты упаковочного материала будут поступать в пищевой продукт.

Эти требования особенно касаются детского питания, которое типично продают в банках, имеющих прессовое навинчивающееся (рте88-ои ΙχνίδΙ-οΓΓ®) укупорочное средство.

Эта миграция компонентов упаковки (которая также может содержать уплотняющий вкладыш укупорочного средства сосуда) в пищевой продукт не только является нежелательной, но и также строго регулируется правовыми требованиями. Такие требования изложены, например, в ЕС директивах 1935/2004, 2023/2006, 2002/72/ЕС и 372/2007.

Степень миграции может быть определена по методам, указанным, в частности, в стандарте ΌΙΝ ΕΝ 1186. Такие методы применимы также в контексте настоящего изобретения.

Непростой задачей является создание укупорочных средств для сосудов указанного типа, имеющих не содержащие ПВХ уплотняющие вкладыши, чтобы эти укупорочные средства соответствовали указанным требованиям относительно возможной миграции их химических компонентов.

Для укупорочных средств для сосудов меньшего диаметра уже используют уплотняющие вкладыши, имеющие барьерный эффект от специфических загрязняющих веществ, например, описанные в патенте ЕР 0503124.

Однако следует иметь в виду, что требования к уплотняющим материалам для укупорочных средств для сосудов с большими внутренними диаметрами горловины могут быть более жесткими. В

- 5 021873 этих случаях особенно важно комбинировать достаточную текучесть полимерного материала при изготовлении уплотняющего элемента с достаточными уплотняющими свойствами в закрытом состоянии. Необходимо также обеспечивать требующуюся в настоящее время герметичность от проникновения газа или от утечки газа, соответственно при необходимости объединенную с эффектом клапана избыточного давления, чтобы исключить взрыв сосуда при нагревании или при возникновении избыточного давления в сосуде по другим причинам. Более того и, в частности, по соображениям, типичным для сосудов с большими диаметрами горловины (например, для хранения презервов), требуется, чтобы уплотняющий элемент мог быть использован в условиях стерилизации.

Описанные в патенте ЕР 0503124 укупорочные средства сосудов, которые типично предназначены для розлива пива, безалкогольных напитков, сока и т.п. в обычные бутылки с узким горлом, позволяют выдерживать описанные здесь выше обработки, такие как пастеризация и горячее заполнение. Однако эти обработки проводят при существенно меньших температурах, чем стерилизацию. При пастеризации и горячем заполнении используют температуры ниже 100°С. При стерилизации типично используют температуры 121 или даже 132°С. Полимерные материалы, которые используют в контексте настоящего изобретения, позволяют в необходимой степени сохранять уплотняющую способность как при процессах пастеризации и горячего заполнения, так и при процессе стерилизации, проводимом при более высоких температурах.

Кроме того, уплотнения должны соответствовать указанным выше требованиям относительно возможной миграции химических компонентов.

Однако известные композиции часто не позволяют изготавливать из них уплотняющие вкладыши большого диаметра по причине недостаточной текучести.

Для того чтобы облегчить обработку обычных композиций, в них обычно добавляют наполнители и/или пластификаторы. В частности, используют компоненты, которые являются жидкими при температуре применения, такие как наполнительные масла (а преимущественно белое масло).

С удивлением было обнаружено, что даже из таких композиций могут быть получены уплотняющие вкладыши большого диаметра, например, если произвести модификацию состава композиции, однако укупорочные средства сосудов, снабженные такими уплотняющими вкладышами, не всегда отвечают требованиям относительно миграции химических компонентов.

Таким образом, существует необходимость в создании укупорочных средств сосудов, которые имеют уплотняющий вкладыш на базе полимера, но не на базе ПВХ, и которые подходят для сосудов с относительно большими горловинами (с внутренним диаметром больше чем 2 см).

Главной задачей настоящего изобретения является создание (способа изготовления) подходящего уплотняющего вкладыша для изготовления таких укупорочных средств для сосудов, который позволяет снабдить укупорочное средство сосуда уплотняющим элементом на базе полимера, который не содержит ПВХ и который отвечает правовым требованиям относительно миграции компонентов упаковки.

Более того, в соответствии с настоящим изобретением предлагается использовать особенно подходящие полимерные композиции для изготовления таких укупорочных средств для сосудов.

Для решения поставленной задачи предлагается укупорочное средство сосуда в соответствии с настоящим изобретением, которое имеет характеристики, указанные в примере 1.

Для решения поставленной задачи настоящего изобретения предлагается использовать материал, описанный в примере 16, при этом уплотняющий вкладыш имеет характеристики, указанные в примере

17.

Описанное в примерах 19 и 20 обеспечивает соответствие настоящего изобретения правовым требованиям.

В соответствии с настоящим изобретением предлагаются укупорочные средства для сосудов, в том числе и для сосудов с закрываемым при помощи укупорочного средства отверстием (горловиной), имеющим внутренний диаметр больше чем 2 см. Это превышает внутренний диаметр обычных бутылок для напитков, которые закрывают известным образом крончатыми крышками, крышками с резьбой и т.п., как это описано, например, в патенте ЕР 0503124 В1.

Настоящее изобретение особенно хорошо подходит для изготовления укупорочных средств для относительно больших сосудов, то есть для сосудов с отверстиями, имеющими внутренний диаметр больше чем 2.5 см и больше чем до 4 см.

Такие укупорочные средства сосудов могут быть выполнены в виде крышек с резьбой для бутылок, таких как бутылки для сока или бутылки для молока, для широкогорлых сосудов (банок), в том числе для консервных банок, банок для варенья и т.п., и, в частности, для банок с резьбой для содержащих жиры пищевых продуктов, таких как приправы, пряные пасты и т.п.

Укупорочные средства сосудов в соответствии с настоящим изобретением (в виде так называемых прессовых, навинчиваемых укупорочных средств) также подходят для упаковки детского питания в соответствующие банки.

Уплотняющий элемент укупорочных средств сосудов в соответствии с настоящим изобретением

- 6 021873 образован в виде вкладыша на внутренней поверхности укупорочного средства сосуда аналогично тому, как это сделано в обычных крончатых крышках или крышках с резьбой соответственно.

В то время как уплотняющий элемент укупорочных средств обычной бутылки (крончатые крышки и т.п.) чаще всего образует диск на внутренней стороне укупорочного средства сосуда, для укупорочных средств сосудов с горловинами большего диаметра, таких как укупорочные средства в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительным является образование вместо этого только кольца, изготовленного из полимерного материала, которое опирается на стенку сосуда вокруг горловины, когда сосуд закрыт. Такие уплотняющие элементы в виде кольца известны, однако до настоящего времени их делают исключительно из содержащего ПВХ материала, как уже было описано здесь выше.

Для этого может быть использован способ, описанный в патенте США 5763004, который включен в данное описание в качестве ссылки.

Настоящее изобретение также преимущественно может быть использовано для изготовления укупорочных средств сосудов с уплотняющим вкладышем в виде диска, причем такими укупорочными средствами также могут быть обжимные лепестковые крышки. Для этого, в частности, может быть использован один из описанных здесь выше способов изготовления.

Более конкретно, настоящее изобретение в общих чертах имеет отношение к созданию металлических или пластмассовых укупорочных средств для сосудов, предназначенных для хранения напитков или пищевых продуктов, которые должны быть защищены от миграции компонентов упаковки в соответствии с предписаниями закона. Пищевыми продуктами могут быть содержащие масло или содержащие жир пищевые продукты, такие как продукты-полуфабрикаты, в частности, содержащие масло приправы и пряные пасты, например паста карри. Масляные и жировые компоненты таких пищевых продуктов являются особенно хорошими растворителями для таких наполнителей, как белое масло, а также для компонентов пластификатора.

Для того чтобы обеспечить непроницаемое уплотнение сосуда, укупорочное средство сосуда в соответствии с настоящим изобретением содержит уплотняющий вкладыш, который отвечает приведенным выше требованиям относительно технологичности его изготовления, с одной стороны, и его уплотняющих свойств, с другой стороны, и который при этом отвечает правовым требованиям относительно миграции компонентов упаковки.

Для решения этой задачи материал уплотняющего вкладыша выбран таким образом, что исключается миграция материала компонентов в содержащийся в сосуде напиток или пищевой продукт.

Основным компонентом материала уплотняющего вкладыша является полимерный компонент, образующий его основную структуру. Свойства этого основного полимерного компонента могут быть соответствующим образом модифицированы за счет добавления дополнительных компонентов, например дополнительных полимеров.

Однако в соответствии с настоящим изобретением предусмотрено, что материал уплотняющего вкладыша содержит только очень небольшие количества компонентов, которые являются жидкими при температуре применения. Как правило, температура применения равна обычной температуре окружающей среды внутри нагретого помещения или снаружи от него соответственно.

Таким образом, добавляют только небольшие количества (или преимущественно вообще не добавляют) жидких наполнителей, например, таких как белое масло, в материал уплотняющего вкладыша.

В соответствии с предпочтительными вариантами материал содержит не больше чем 10%, преимущественно не больше чем 7%, в частности не больше чем 4%, а еще лучше не больше чем 1% таких жидких компонентов.

Наиболее предпочтительной ситуацией является ситуация, при которой в пределах аналитического обнаружения на дату применения материал совсем не содержит компонентов, которые являются жидкими при температуре применения.

Более того, материал уплотняющего вкладыша преимущественно не содержит пластификаторов.

Так как композиции для изготовления таких уплотняющих вкладышей иногда трудно обрабатывать без добавления в состав материала наполнителей, например, на базе содержащих стирол блоксополимеров с секциями эластомерных цепей, как это описано в патенте ЕР 0503124, то обычно производят такую добавку, в частности, если диаметр укупорочного средства сосуда превышает 2 см. Однако в соответствии с настоящим изобретением предпочтительными являются материалы, которые не содержат таких полимеров.

Таким образом, материал, из которого образован уплотняющий вкладыш, не содержит ни указанных жидких наполнителей, ни пластификаторов и ни содержащих стирол блок-сополимеров с секциями эластомерных цепей.

Вместо этого, полимерный материал, который является основным компонентом материала, из которого изготовлен уплотняющий вкладыш, преимущественно представляет собой материал на базе специфических полиалкиленов, который можно обрабатывать без добавления наполнителей и других добавок, даже при изготовлении из этого материала уплотняющих вкладышей для укупорочных средств сосудов с диаметрами больше чем 2 см.

Оказалось, что сополимер, который содержит полиэтиленовые блоки, с одной стороны, и образован

- 7 021873 из алкенового мономера, выбранного из группы, в которую входят пропен, бутен, гексен и (в частности) октен, с другой стороны, особенно хорошо подходит для решения этой задачи.

Таким сополимерам могут быть приданы специфическим образом желательные физические свойства с использованием металлоценового катализатора.

Указанный материал преимущественно имеет твердость по Шору 40-90 и, в частности, твердость по Шору 60-75. Остаточная деформация при сжатии, определенная в соответствии со стандартом ΑδΤΜ... (70°С, 22 ч, 25% сжатия), преимущественно лежит в диапазоне от 30 до 70%, а предпочтительнее в диапазоне от 30 до 50%.

Подходящие полимеры описаны в патенте ЕР 0714426. В этом патенте утверждается, что из этих полимеров также могут быть изготовлены уплотняющие элементы без использования добавок (р. 2,1. 2628). Проблема миграции материала компонентов в этом патенте не рассматривается.

Примерная композиция содержит сополимер этилена и октена, имеющий указанные выше свойства: 45%, сополимер этилена и винилацетата (содержащий 14% винилацетата): 40%, имеющий высокую текучесть полипропилен: 14%, стабилизаторы (1гдапох 1010, 1гда&8 168): 0.2%, смазочный материал (амид эруковой кислоты): 0.2%, смазочный материал (амид олеиновой кислоты): 0.2%, пигмент: 0.4%.

Из таких материалов также могут быть изготовлены большие уплотняющие элементы для соответствующих сосудов с большими диаметрами горловин, например, в соответствии с указаниями, которые содержатся в параллельной международной патентной заявке заявителей (озаглавленной Способ изготовления укупорочного средства сосуда). Таким образом, теперь впервые становится возможным изготовление, например, обжимных лепестковых крышек, имеющих диаметр больше чем 60 мм, с уплотняющим вкладышем, который соответствует предписаниям ЕС директив 1935/2004, 2023/2006, 2002/72/Е/0 и 372/2007.

В соответствии с этими правовыми требованиями необходимо проводить испытания на миграцию укупорочных средств сосудов в соответствии с настоящим изобретением в соответствии с описанным в стандарте ΌΙΝ ΕΝ 1186. По этой причине указанные методики испытаний не воспроизведены в тексте описания настоящего изобретения, однако этот стандарт ΌΙΝ ΕΝ 1186 включен в данное описание в качестве ссылки.

В соответствии с настоящим изобретением использование описанного здесь полимерного материала позволяет не только изготавливать без проблем уплотняющий вкладыш, но и изготавливать уплотняющий вкладыш, который обладает необходимыми уплотняющими свойствами. Более того, такие укупорочные средства сосудов можно подвергать не только пастеризации, но и стерилизации, причем они соответствуют указанным выше предписаниям (нормам) европейского законодательства, касающимся миграции компонентов полимерного материала в напиток или пищевой продукт, содержащийся в сосуде, закрытом в соответствии с настоящим изобретением.

В этом отношении требования указанных ЕС директив, в частности требования в контексте испытаний в соответствии со стандартом ΌΙΝ ΕΝ 1186, служат подходящими критериями выбора полимерного материала из множества имеющихся композиций без использования компонентов, которые являются жидкими при температуре применения.

Примеры

1. Укупорочное средство сосуда, изготовленное из металла или пластмассы, для сосуда для хранения напитков или пищевых продуктов, причем укупорочное средство сосуда имеет уплотняющий вкладыш, при этом материал уплотняющего вкладыша выбран таким образом, что исключена миграция компонентов материала в напиток или пищевой продукт, причем основным компонентом материала является по меньшей мере один полимерный компонент, способствующий уплотняющему действию уплотняющего элемента и главным образом не содержащий компонентов, которые являются жидкими при температуре применения.

2. Укупорочное средство сосуда, аналогичное описанному в примере 1, в котором материал уплотняющего вкладыша содержит не больше чем 10%, преимущественно не больше чем 7%, в частности не больше чем 4%, а предпочтительнее не больше чем 1% жидких компонентов.

3. Укупорочное средство сосуда, аналогичное описанному в примере 1 или 2, в котором в пределах обнаружения материал не содержит компонентов, которые являются жидкими при температуре использования.

4. Укупорочное средство сосуда, аналогичное описанному в одном из примеров 1-3, в котором материал содержит меньше чем 4% наполнителя (в частности, белого масла), а преимущественно совсем не содержит наполнителя.

5. Укупорочное средство сосуда, аналогичное описанному в одном из примеров 1-4, в котором материал не содержит пластификатора.

6. Укупорочное средство сосуда, аналогичное описанному в одном из примеров 1-5, в котором ма- 8 021873 териал не содержит полимеров с секциями эластомерной цепи, в частности не содержит (блок) сополимеров.

7. Укупорочное средство сосуда, аналогичное описанному в одном из примеров 1-6, в котором материал содержит по меньшей мере один поли(алкиленовый) компонент преимущественно в виде сополимера.

8. Укупорочное средство сосуда, аналогичное описанному в одном из примеров 1-7, в котором материал представляет собой сополимер, содержащий полиэтилен и алкен, в частности алкен, выбранный из группы, в которую входят пропен, бутен, гексен и октен, а преимущественно октен.

9. Укупорочное средство сосуда, аналогичное описанному в примере 8, в котором по меньшей мере один сополимер полимеризован с использованием металлоценового катализатора.

10. Укупорочное средство сосуда, аналогичное описанному в одном из примеров 1-9, причем указанное укупорочное средство сосуда имеет внутренний диаметр больше чем 2 см.

11. Укупорочное средство сосуда, аналогичное описанному в одном из примеров 1-10, причем указанное укупорочное средство сосуда представляет собой обжимную лепестковую крышку, прессовое навинчивающееся укупорочное средство, крышку, надеваемую на горловину с зацеплением за венчик, обжимную крышку или навинчивающуюся металлическую крышку.

12. Укупорочное средство сосуда, аналогичное описанному в одном из примеров 1-11, в котором материал уплотняющего вкладыша выбран таким образом, что указанное укупорочное средство соответствует требованиям ЕС директивы 1935/2004.

13. Укупорочное средство сосуда, аналогичное описанному в одном из примеров 1-12, в котором материал уплотняющего вкладыша выбран таким образом, что указанное укупорочное средство соответствует требованиям ЕС директивы 2023/2016.

14. Укупорочное средство сосуда, аналогичное описанному в одном из примеров 1-13, в котором материал уплотняющего вкладыша выбран таким образом, что указанное укупорочное средство соответствует требованиям ЕС директивы 2002/72/ЕС.

15. Укупорочное средство сосуда, аналогичное описанному в одном из примеров 1-14, в котором материал уплотняющего вкладыша выбран таким образом, что указанное укупорочное средство соответствует требованиям ЕС директивы 372/2007.

16. Укупорочное средство сосуда, аналогичное описанному в одном из примеров 1-15, в котором уплотняющий вкладыш изготовлен при помощи экструзии соответствующего материала, за счет введения подходящего количества этого материала в заготовку укупорочного средства сосуда и последующего формования уплотняющего вкладыша за счет штамповки или другой аналогичной операции, или же образован при помощи элемента в виде диска или кольца, который был образован вне укупорочного средства и затем введен в укупорочное средство.

17. Материал для изготовления уплотняющего элемента, в частности, в виде гранул, содержащий компоненты, описанные в одном из примеров 1-15.

18. Уплотняющий вкладыш для укупорочного средства сосуда, содержащий компоненты, описанные в одном из примеров 1-15.

19. Сосуд, в частности широкогорлый сосуд с навинчивающейся крышкой, для напитков или пищевых продуктов, имеющий укупорочное средство сосуда в соответствии с одним из предыдущих примеров.

20. Использование полимерного материала, который главным образом не содержит компонентов, которые являются жидкими при температуре применения, для изготовления уплотняющего вкладыша в укупорочном средстве сосуда для напитков или пищевых продуктов, причем миграция компонентов полимерного материала в (содержащийся в сосуде) напиток или пищевой продукт соответствует предписаниям ЕС директивы 1935/2004, преимущественно также соответствует предписаниям ЕС директивы 2023/2006, в частности также соответствует предписаниям ЕС директивы 372/2007.

21. Использование полимерного материала в соответствии с примером 20, в котором полимерный материал соответствует спецификации по меньшей мере одного из примеров 1-15.

- 9 021873

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ изготовления укупорочного средства для сосуда, имеющего отверстие, закрываемое при помощи укупорочного средства и имеющее внутренний диаметр больше чем 2 см, причем укупорочное средство содержит уплотняющий элемент на базе полимера, который расположен в укупорочном средстве сосуда таким образом, что он уплотняющим образом упирается в отверстие сосуда в закрытом состоянии, при этом используют полимерный материал, который делают текучим за счет нагревания и наносят на укупорочное средство сосуда в области создаваемого уплотняющего элемента, и дополнительно механически придают создаваемому уплотняющему элементу желательную форму, которая сохраняется после охлаждения, отличающийся тем, что уплотняющий элемент в укупорочном средстве для сосуда, внутренняя поверхность которого не имеет свободного доступа, формируют экструзией и штамповкой, при этом полимер содержит полиэтилен и алкен и не содержит ПВХ, имеет твердость по Шору 40-90 и остаточную деформацию при сжатии в диапазоне от 30 до 70%.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что укупорочное средство сосуда соответствует внутреннему диаметру отверстия сосуда, превышающему 2.5 см, преимущественно превышающему 3 см, предпочтительнее превышающему по меньшей мере 3.5 см, а еще лучше превышающему по меньшей мере 4 см.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что укупорочное средство сосуда выполнено как навинчивающаяся крышка для бутылки, широкогорлого сосуда или другого аналогичного сосуда.
4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что уплотняющий элемент образуют как внутренний вкладыш на внутренней поверхности укупорочного средства сосуда.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что уплотняющий элемент имеет форму кольца или форму диска.
6. Способ по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что уплотняющий элемент изготавливают из полимера или полимерной композиции.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что полимерная композиция составлена так, что уплотняющий элемент может быть использован при условиях стерилизации при температуре до 98°С.
8. Способ по одному из пп.6, 7, отличающийся тем, что полимерная композиция составлена так, что уплотняющий элемент может быть использован при условиях стерилизации при температуре 121°С, а преимущественно при температуре 132°С.
9. Способ по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что укупорочное средство сосуда обладает в закрытом состоянии эффектом газового барьера и/или эффектом клапана избыточного давления.
10. Способ по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что укупорочное средство сосуда в закрытом состоянии обеспечивает удержание вакуума.
11. Способ по одному из пп.1-10, в котором полимерный материал получают в виде гранул и нагревают при помощи экструдера.
12. Способ по п.9, в котором текучий полимерный материал наносят при помощи форсунки на внутреннюю сторону укупорочного средства сосуда.
13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором укупорочное средство представляет собой прессовое навинчивающееся укупорочное средство.
14. Способ по одному из пп.1-11, отличающийся тем, что укупорочное средство сосуда представляет собой обжимную лепестковую крышку.
15. Способ по п.12, в котором в начале формуют уплотняющий элемент (3) за счет штамповки в заготовке (1а) укупорочного средства, после чего формируют стенку с лепестками (4).
16. Способ по п.12, в котором уплотняющий элемент (3) образуют за счет штамповки в предварительно отформованной заготовке (1) укупорочного средства.
17. Способ по п.15, в котором внешний диаметр штампа не должен превышать область свободного доступа внутреннего диаметра заготовки (1).
18. Способ по одному из пп.1-15, в котором уплотняющий вкладыш (3) имеет губку (6), которая уплотняющим образом взаимодействует с горловиной закрываемого сосуда (5).