BE1027490B1 - Tpe-gebaseerde bekledingen voor houders onder druk - Google Patents

Abstract

Gebruik van een sluitingbekledingsamenstelling voor een houder die wordt gebruikt in verdeelsystemen onder druk, genoemde samenstelling omvattende een mengsel van een thermoplastische elastomeer (TPE) en UHMW-PE.

Description

TPE-GEBASEERDE BEKLEDINGEN VOOR HOUDERS ONDER DRUK

GEBIED VAN DE UITVINDING De onderhavige uitvinding heeft over het algemeen betrekking op verbeterde bekledingsamenstellingen voor sluitingen en, meer specifiek, op thermoplastisch elastomeer- bekledingsamenstellingen die een effectieve barrière voor insijpelen van zuurstof verschaffen. De bekledingsamenstellingen zijn uiterst effectief in het voorkomen van insijpeling van zuurstof voor houders zoals deze die worden gebruikt in verdeelsystemen onder druk, voornamelijk zak-in-houder (Bag-in-Conainer - BIC) of zak-in-fles, zak-in-doos, fles-in-fles (Bottle-in- Bottle - BiB) en die op voordelige wijze zijn gekenmerkt door verbeterde fysieke eigenschappen zoals treksterkte en trekspanning bij vloei. De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze voor het maken van dergelijke bekledingen uit dergelijke bekledingsamenstellingen evenals een werkwijze voor het maken van sluitingen die moeten worden gebruikt door houders voor drankproducten.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING Sluitingen voor gebruik bi” drankhouders bevatten een sluitingshuls gevormd uit metaal, plastic of zowel metaal als plastic en zijn kenmerkend voorzien van een bekleding op het binnenoppervlak van het eindpaneel van de sluitingshuls. De bekleding is bedoeld om, bovenop de zuurstofbarrièrefunctie, een afdichtende functie tussen het sluitingselement en de houderopening te verschaffen.

Niettegenstaande de gevoerde sluiting kan zuurstof door de sluitingshuls of door de ruimtes tussen de sluitingshuls en de houder dringen.

Zuurstof kan drankproducten die zijn opgeslagen in een houder op een negatieve manier beïnvloeden doordat een kleine hoeveelheid zuurstof de smaak van het drankproduct kan veranderen of verspilling van het product kan veroorzaken.

Dienovereenkomstig is het ook wenselijk dat de bekledingen worden gemaakt uit materiaal dat insijpelen van zuurstof voorkomt, of dit bevatten.

Pogingen om bekledingen te verschaffen die doeltreffend zijn tegen oxidatie van de drank die is opgeslagen in een houder werden beschreven in de voorgaande stand der techniek.

Er werden diverse technieken aangewend om bekledingsamenstellingen te formuleren om insijpeling van zuurstof te voorkomen.

In één bepaalde techniek bevat de bekledingsamenstelling een zuurstofwegvanger gemengd in de basis-polymeersamenstelling die kan worden gegoten in de vorm van een sluitingbekleding.

Met dit type van sluitingbekleding vermindert de zuurstofwegvanger de hoeveelheid residueel zuurstof in de gasruimte van de houder na het vullen, evenals consumptie van eventuele externe zuurstof die door de sluiting dringt.

Een andere benadering voor het voorkomen dat zuurstof insijpelt is het gebruikmaken van een bekledingsamenstelling die een zuurstofbarrière is - d.w.z., de bekleding is een {fysieke barrière die insijpeling van zuurstof voorkomt.

Een dergelijke bekledingsamenstelling bevat een zuurstofbarrièremateriaal in de basis- polymeersamenstelling die kan worden gegoten in de vorm van een sluitingbekleding. Terwijl dit type van bekleding insijpeling van externe zuurstof in de houder kan voorkomen, vermindert het de hoeveelheid zuurstof in de gasruimte van de houder niet. Een verdere benadering om zuurstofinsijpeling te voorkomen is gebruik te maken van een sluitingbekleding die zowel een zuurstofwegvanger als een zuurstofbarrière heeft.

Voorbeelden van een sluiting met een zuurstofabsorberende bekleding zijn beschreven in EP 2 467 420. De hierin beschreven bekleding is vervaardigd uit een TPE-hars die is gemengd met een antioxidant of zuurstofabsorberend middel. De zuurstofabsorberende laag kan vervaardigd zijn uit een thermoplastisch elastomeer met daarin het zuurstofabsorberende middel. Andere voorbeelden zijn EP- A- 2 509 883 en EP-A- 2 820101. Terwijl de hoger beschreven bekledingen of afdichtingen doeltreffend kunnen zijn in het beperken van de hoeveelheid zuurstof die insijpelt in de houder, zijn verdere verbeteringen in het domein van zuurstofbarrièrebekledingen voor sluitingen wenselijk. Daarnaast moet, als gevolg van de multifunctionaliteit van de bekledingsamenstelling, in het bijzonder voor verdeelsystemen onder druk zoals voor fles-in-fles sluiting, de bekledingsamenstelling specifiek materiaal en fysieke eigenschappen bezitten, met betrekking tot de veiligheidsfunctie van de bekleding. Dergelijke eigenschappen bevatten een hoge treksterkte, lage compressie-instelling en lage trekspanning bij vloei, lage hardheid en lage dichtheid terwijl een hoge MFI wordt behouden. Daarnaast dient de bekleding ook vervaardigd te zijn uit een samenstelling die gemakkelijk te verwerken is en kan worden geproduceerd door bekende technieken zoals spuitgieten en koud-ponsgieten, die gemakkelijk kan worden opgenomen in de sluiting.

De bekledingsamenstelling van de onderhavige uitvinding en bekledingen vervaardigd uit dergelijke samenstellingen voldoen aan ten minste alle van de hoger vermelde doelstellingen. De bekledingsamenstellingen volgens de onderhavige uitvinding verschaffen de eigenschappen zoals speciaal vereist voor houders zoals die bij verdeelsystemen onder druk, waarbij vloeistof of ander vloeibaar materiaal uit een bronvat wordt verdeeld door verplaatsing met een medium onder druk, bv., lucht of vloeistof, en geassocieerde aspecten met betrekking tot fabricatie, operationele processen en het aanwenden van dergelijke systemen. Waar bekleding-gebaseerde houders worden gebruikt voor verdeeloperatie onder druk, kan het onder druk brengende gas zelf, bv., lucht of stikstof, door het bekledingsmateriaal dringen en opgelost worden in de vloeistof in de bekleding. Wanneer de vloeistof vervolgens wordt verdeeld, kan drukval in de verdeelleidingen en stroomafwaartse instrumentatie en apparatuur bevrijding van voorheen opgelost gas veroorzaken, dat resulteert in de vorming van bellen in de stroom verdeelde vloeistof, met een ongewenst effect tot gevolg. Houders onder druk zijn bekend in het vakgebied. Zak-in-houders, ook omschreven als zak-in- flessen of zak-in-dozen afhankelijk van de geometrie van het buitenvat, waarbij alle termen hierin worden beschouwd als zijnde bevat in de betekenis van de term zak-in-houder, vormen een familie van vloeistofverdelende houders bestaande uit een buitenhouder omvattende een opening naar de atmosfeer - — de mond-- en die een inklapbare binnenzak bevat die is verbonden aan genoemde houder en opent aan de atmosfeer 5 aan het gebied van genoemde mond. Het verdeelsysteem moet ten minste één ontluchting omvatten die de atmosfeer in fluïdumverbinding stelt met het gebied tussen de binnenzak en de buitenhouder teneinde de druk in genoemd gebied te regelen om de binnenzak samen te knijpen en zodoende de daarin bevatte vloeistof te verdelen.

Te verkiezen houders volgens de onderhavige uitvinding zijn de “integraal blaasgegoten zak-in- houders" die de zak monteren in de houder door het blaasgieten van een polymere meerlaagse voorvorm in een houder omvattende een binnenlaag en een buitenlaag, zodat de adhesie tussen de binnen- en de buitenlagen van de aldus geproduceerde houder voldoende zwak is om gemakkelijk te delamineren na introductie van een gas aan het raakvlak. De "binnenlaag" en "buitenlaag" kunnen elk bestaan uit een enkele laag of een veelheid van lagen. Houders onder druk die een sterke voorkeur verdienen zijn die beschreven als zak in houder (BIC) en/of fles-in-fles (BIB) beschreven in EP2148770, EP2146832 en EP2152486.

De verdeelsystemen onder druk zijn bekend in het vakgebied. Om fluïdum dat is bevat in de binnenzak te verdelen, is de zak-in-houder gemonteerd op een verdeelinrichtng. In zijn gemonteerde positie wordt een verdeelkanaal dat opent naar de atmosfeer in fluïdumverbinding gebracht met de binnenkant van de binnenzak door de mond van de zak-in-houder, terwijl een bron van gas onder druk in fluïdumverbinding wordt gebracht met de ruimte door ontluchtingen in samenwerking met sluitmiddelen. Een bron van gepressuriseerd gas kan een patroon van gepressuriseerd of vloeibaar gemaakt gas, zoals CO2of N2, zijn, of kan een pomp of compressor zijn.

De bekledingsamenstellingen die vereist zijn voor genoemde houders vereisen hoge trekspanning bij vloei, lage compressie-instelling, lage treksterkte bij vloei, lage scheurweerstand, lage hardheid, lage dichtheid en excellente MFI en tegelijk hoge zuurstofabsorptiesnelheden. Volgens de onderhavige uitvinding werden nieuwe bekledingsamenstellingen op basis van TPE en SS/SMBS en UHMW-PE geïdentificeerd die de eigenschappen zoals hierboven gedefinieerd aantonen. zoals hierin gebruikt zijn de termen “bekleding”, “afdichtingssamenstellingen” en dergelijke brede termen en worden gebruikt in hun oorspronkelijke betekenis en verwijzen, zonder beperking, naar materialen die, wanneer gebruikt in voorkeurswerkwi zen en -processen, insijpeling van zuurstof voorkomen.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING Er zijn meerdere verschillende aspecten voor de onderhavige uitvinding. In één bepaald aspect is de onderhavige uitvinding gericht op het gebruik van een bekledingsamenstelling omvattende een mengsel van een thermoplastisch elastomeer en UHMW-PE voor een houder onder druk. Samenstellingen van het hoger beschreven type vertonen excellente eigenschappen zoals hierboven beschreven en zijn, daarom, nuttig als vat-afdichting en/of kroonbekledingen en/of drankblikbekleding, plastic sluitvoeringen voor drankhouders en afdichtingen voor verdeelsystemen onder druk, in het bijzonder voor BIC zak-in-houder en (BiB) fles-in-fles houders.

De bekleding kan worden gevormd om zich te hechten aan het naar binnen gerichte oppervlak van de sluiting, d.w.z. afdichtingsfunctie, of voor gebruik als sluiting op zich.

UITGEBREIDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING De plastic samenstelling van de onderhavige uitvinding wordt hieronder beschreven in de context van zijn te verkiezen gebruik, namelijk als een bekledingsamenstelling voor een houder onder druk. Het dient, echter, duidelijk te zijn dat de bekledingsamenstelling van de onderhavige uitvinding niet beperkt is tot een dergelijk gebruik. De plastic samenstelling van de onderhavige uitvinding kan worden gebruikt bij elke andere toepassing waar, bijvoorbeeld, een materiaal met zuurstofbarrière-eigenschappen gewenst is, en/of waar een materiaal dat excellente fysieke eigenschappen vertoont gewenst is.

De samenstellingen zijn gemakkelijk te verwerken door bekende verwerkings- en verbindingswerkwijzen, en kunnen worden gegoten in een bekleding van het hoger beschreven type.

TPE: Thermoplastische elastomeren zijn polymeren of mengsels van polymeren die op dezelfde manier kunnen worden verwerkt en gerecycleerd als een conventioneel thermoplastische materiaal, maar die ook een rubberachtige kwaliteit en prestatie die overeenkomt met die van rubber hebben. Thermoplastische elastomeren kunnen worden verkregen door het combineren van een thermoplastisch polyolefine met een elastomere samenstelling, zodanig dat het elastomeer grondig en gelijkmatig wordt verdeeld als een deeltjesfase in een continue fase van het thermoplastische polyolefine.

TPE’s die geschikt zijn voor de onderhavige uitvinding bevatten: (i) Styreen-blok-copolymeren (TPE-S), gebaseerd op tweefasige blok-copolymeren met harde en zachte segmenten. De styreen-eindblokken verschaffen de thermoplastische eigenschappen en de butadieen- middenblokken verschaffen de elastomere eigenschappen.

Wanneer SBS wordt gehydrogeneerd, wordt het SEB5, doordat de eliminatie van de C=C bindingen in de butadieencomponent ethyleen en butyleen-middenblok genereerde; vandaar het acroniem SEBS. Monprene® Tekron® en Elexar® producten van Teknor Apex zijn voorbeelden van gehydrogeneerde styreen-blok-copolymeren.

(ii) Thermoplastische polyolefinen (TPE-O of TPO). Deze materialen zijn mengsels van polypropyleen (PP) en niet-vernet EPDM-rubber. Apex is één voorbeeld van dit type van TPE-O.

(iii) Thermoplastische vulkanisaten (TPE-V of TPV). Deze materialen zijn verbindingen van PP en EPDM-rubber; ze werden echter dynamisch gevulkaniseerd tijdens de verbindingsstap.

(iv) Thermoplastische polyurethanen (TPE-U of TPU). Deze materialen kunnen gebaseerd zijn op polyester- of polyether-urethaan.

(v) Thermoplastische copolyesters (TPE-E of COPE of TEEE).

(vi) Verwerkbaar smeltrubber (MPR) (vii) Thermoplastische polyether- blokamiden (TPE-A).

Voorbeelden van thermoplastische elastomeren die kunnen worden opgenomen in de plastic samenstelling van de onderhavige uitvinding zijn, bijvoorbeeld, een thermoplastisch polyolefine-homopolymeer of -copolymeer gemengd met een olefinerubber dat volledig vernet, gedeeltelijk vernet of helemaal niet vernet is. In een voorkeursuitvoeringsvorm kan de thermoplastische elastomeersamenstelling een harsachtig polymeer van propyleen en een butyl-gebaseerd vernet rubber van het type beschreven in het Amerikaanse octrooischrift nr. 5.843.577 zijn. Zoals verder beschreven in het Amerikaanse octrooischrift nr. 5.843.577 kan het thermoplastische elastomeer andere additieven, bevattende smeermiddelen zoals polyamiden en andere additieven, bevatten. Smeermiddelen worden kenmerkend toegevoegd om een materiaal te verzachten en te helpen met de verwerking van bepaalde kleverige materialen. Smeermiddelen kunnen ook de torsieverwijderingseigenschappen van een bekleding vervaardigd uit de samenstelling verbeteren.

Voorbeelden van geschikte thermoplastische elastomeren zijn de thermoplastische elastomeren die worden verkocht door Advanced Elastomer Systems onder de productnaam Trefsin®. In het Amerikaanse octrooischrift nr. 6.062.269 wordt Trefsin® over het algemeen beschreven als een thermoplastisch hars van het gelegeerde materiaal van een polypropyleen en een isobutyleen-isopreenrubber.

In een voorkeursuitvoeringsvorm kan de thermoplastische elastomeersamenstelling een ethyleen- propyleen-copolymeer en rubber dat vernet kan zijn bevatten en/of kan een terpolymeer van ethyleen, propyleen en een dieen bevatten. Voorbeelden van dergelijke thermoplastische elastomeren bevatten het commercieel verkrijgbare Santoprene®. Santoprene® bevattende een ethyleen, propyleen en dieen-terpolymeer. Santoprene® en andere dergelijke thermoplastische elastomeren zijn verkrijgbaar bij Advanced Elastomer Systems, L. P. van Akron, Ohio. Het thermoplastische elastomeer dat wordt gebruikt in de samenstelling van de onderhavige uitvinding kan ook een mengsel van één of meer thermoplastische elastomeren zijn.

zeer te verkiezen thermoplastisch elastomeer (TPE) volgens de uitvinding kan worden gekozen uit de groep omvattende de styreen-gebaseerde TPE's (STPE's).

Voorkeursvoorbeelden van willekeurig of blok- copolymeer van styreen met butadieen, isopreen bevatten styreen-butadieenrubber (SBR), styreen-butadieen- styreen (SBS), styreen-isopreen-styreen (SIS), gehydrogeneerd SBS (SEBS) en gehydrogeneerd SIS.

Styreen-gebaseerde thermoplastische elastomeren zijn polymeren die bestaan uit polymeerketens met een polydieen-centraal blok en polystyreen terminale blokken (ook SBD's, styreenblok- copolymeren genoemd). Het dieenblok geeft het polymeer zijn elastomere eigenschappen, terwijl de polystyreenblokken de thermoplastische fase vormen. Het polydieenblok is bij voorkeur samengesteld uit butadieeneenheden, zodat het resulterende TPE een SBS (styreen-butadieen-styreen polymeer) is.

Doordat de hoofdketen van een SBS onverzadigingen bevat die oxidatiegevoelig zijn, is het styreen-gebaseerde TPE bij voorkeur een gehydrogeneerd polymeer, d.w.z. een polymeer waarin ten minste een gedeelte van de alifatische onverzadiging werd gehydrogeneerd. Dergelijke producten worden ook omschreven als SEBS-polymeren (styreen- ethyleen/butyleen-styreen) . Waar in het voorgaande de aanwezigheid van styreen en/of butadieen in de STPE's werd vermeld, is dit eerder om de term 'STPE' toe te lichten dan te beperken, ermee rekening houdend dat een analoog resultaat moet worden verkregen met polymeren omvattende blokken van polyisopreen (SIS: styreen- isopreen-styreen) of op basis van gesubstitueerd styreen (bijvoorbeeld o-methylstyreen). Het STPE dat kan worden gebruikt volgens de uitvinding kan ook een mengsel van een polyolefine en een SBC zijn.

Zeer te verkiezen zijn thermoplastische elastomere blok-copolymeren van het verzadigde A-B-A type op basis van styreen- en butadieeneenheden. Bijvoorbeeld, blok-copolymeren van het styreen-ethyleen butyleen-styreen (SEBS) type kunnen worden gebruikt. Dergelijke co-polymeren worden verkocht onder de handelsnaam Kraton-G® (bv., Kraton-G 1652 en Kraton- G 2705) en zijn verkrijgbaar bij de Shell Chemical Company.

Te verkiezen TPE bevatten die onder de Epseal® reeks die wordt verkocht door Hexpol customized SBS grade.

UHMW-PE: De bekledingsamenstellingen volgens de onderhavige uitvinding omvatten ultra-hoog- molecuulgewicht-polyethyleen. UHMW-PE is een polymeer met extreem hoge viscositeit dat wordt geproduceerd in de vorm van een poeder en een gemiddelde deeltjesgroottediameter heeft die kenmerkend in het bereik ligt van 100-200 micrometer. Door zijn viscositeit kan het over het algemeen niet worden verwerkt door de gebruikelijke werkwijzen die worden gebruikt voor gewone thermoplastics. Plunjerpers- en plunjer-extrusieprocessen worden dus gebruikt voor het genereren van de hoge druk die nodig is voor het aan elkaar fuseren van UHMW-PE-deeltjes en worden vervolgens kenmerkend gebruikt om het materiaal in blokvormen of - profielen te vormen met opeenvolgende bewerking, zoals nodig. Te verkiezen UHMW zijn deze die commercieel verkrijgbaar zijn onder GUR® die ultra-hoog- molecuulgewicht-polyethyleen (UHMW-PE) zijn, een lineair polyethyleen met een veel hoger molecuulgewicht dan standaard PE. UHMW-PE poedermaterialen zijn commercieel verkrijgbaar Ticona, Braskem, DSM, Teijin (Endumax), Celanese, en Mitsui.

Er werd verrassend vastgesteld dat de UHMW-PE in TPE-bekledingsamenstellingen van de onderhavige uitvinding een positieve impact hebben op zowel treksterkte bij vloei als trekspanning bij vloei, dat resulteert in excellente bekledingsamenstellingen voor houders onder druk zoals die voor koolzuurhoudende dranken (zoals bier) in verdeelsystemen onder druk. . De bekledingsamenstellingen van de onderhavige uitvinding zijn uiterst geschikt voor gebruik voor houders onder druk en verdeelsystemen onder druk, waaronder BiC en BIB. Te verkiezen BIB-houders zijn beschreven in EP2148770, EP2146832 en EP2152486.

Hoewel sommige van de hoger beschreven thermoplastische elastomeren, in bepaalde mate, een barrière voor zuurstof kunnen verschaffen kunnen, om dergelijke zuurstofbarrière-eigenschappen nog verder te versterken, zuurstofwegvangerverbindingen worden toegevoegd aan de bekledingsamenstelling. Volgens de onderhavige uitvinding voorkomen de bekledingen die werden geformuleerd met zuurstofwegvangers insijpeling van zuurstof zowel dankzij hun functie als zuurstofbarrière evenals hun functie als zuurstofwegvanger. Te verkiezen zuurstofwegvangende verbindingen zijn gekozen uit de groep omvattende: salicylzuurchelaat, een complex van een overgangsmetaal of zout daarvan, kaliumsulfiet, een interagerend mengsel van kaliumacetaat en natriumsulfiet, ijzerhoudende zouten waaronder ijzersulfaat en ijzerhoudende chloride, reducerende zwavelverbindingen waaronder dithoniet, ascorbinezuur en/of hun zouten, en reducerende organische verbindingen waaronder catechol en hydrochinon; omschreven zuurstofwegvangerverbindingen zijn natriumsulfiet en/of natrium-meta-bisulfiet. Andere additieven kunnen ook worden opgenomen, zoals katalysators, antioxidanten, vulmiddelen, oliën,

vitaminen en zouten. Te verkiezen additieven bevatten vitamine A, B, D en E, talk en Fe Mn-zouten.

De hoger beschreven verbindingen TPE en UHMW- PE kunnen worden gecombineerd met genoemde additieven zoals zuurstofwegvanger bevattende sulfieten en/of smeermiddelen bevattende olie en/of katalysators bevattende zouten in verhoudingen zodat de bekledingsamenstelling, wanneer gevormd in een bekleding voor de sluiting, excellente zuurstofbarrière- eigenschappen evenals hoge treksterkte, lage compressie- instelling en lage trekspanning bij vloei, lage hardheid en lage dichtheid maar tegelijk een hoge MFI verschaft. Dienovereenkomstig kan, in één bepaalde voorkeursuitvoeringsvorm, de bekledingsamenstelling tot 90 delen, op gewichtsbasis, van het thermoplastische elastomeer, tot 30 delen, op basis van gewicht, van de UHMW-PE, bij voorkeur van 2-10 delen, met een grote voorkeur van 5-10 delen op basis van gewicht van de UHMW-PE bevatten. Additioneel kan de bekledingsamenstelling 2-15 delen, op gewichtsbasis, van een zuurstofwegvanger, bij voorkeur een gekozen uit een sulfiet zoals natriumsulfiet en/of natrium-meta- bisulfiet bevatten. Te verkiezen gemiddelde deeltjesgrootte van het sulfiet is tussen 1 en 100 micrometer, met een grote voorkeur tussen 10 en 30 micrometer. De bekledingsamenstelling kan verder minder dan 10 delen, op gewichtsbasis, van een smeermiddel, minder dan 5 delen katalysator en optioneel vulmiddelen zoals talk bevatten.

De hoger beschreven relatieve verhoudingen verschaffen een bekledingsamenstelling die kan worden gegoten in een effectieve bekleding voor een sluiting met de hoger beschreven eigenschappen. Hoewel bijstellingen aan de hoger beschreven verhoudingen mogelijk zijn, werd ook ontdekt dat hoeveelheden UHMW-PE die significant buiten de hoger vermelde bereiken liggen kunnen resulteren in een bekleding met bepaalde eigenschappen die inferieur zijn aan de eigenschappen van bekledingen die UHMW-PE in de hoger beschreven verhoudingen bevatten. Bijvoorbeeld, als de hoeveelheid UHMW-PE zich significant onder het laagste uiteinde van het voorkeursbereik bevindt, hebben de resulterende bekledingen mogelijk niet de vereiste spanning bij vloei en treksterkte bij vloei. Indien de hoeveelheid UHMW-PE zich daarentegen significant boven de bovengrens van het voorkeursbereik bevindt, is de resulterende bekleding mogelijk moeilijk te verwerken en te hard en beïnvloedt de afdichtingsprestatie van de bekleding dus op een negatieve manier.

Volgens de werkwijze voor het maken van de bekledingsamenstelling kunnen de hoger beschreven verbindingen worden verwerkt en gemengd in, bijvoorbeeld, een extruder met dubbele schroef die voorzien is van aanvoerders voor de vaste materialen en pomp om vloeibare materialen toe te voegen.

Na het verbinden kan de bekledingsamenstelling van de onderhavige uitvinding worden gevormd in een bekleding en gecombineerd met de sluitingshuls om een sluiting te verschaffen. Bekledingen van de onderhavige uitvinding kunnen worden gevormd in platen of schijven of pads die vervolgens koud kunnen worden gestempelvormd op het binnenoppervlak van de sluitingshuls. Alternatief kunnen bekledingen in een vorm van het pakkingtype door spuiten worden gegoten en geplaatst op het binnenoppervlak van de sluitingshuls.

Bekledingen van de onderhavige uitvinding die werden gevormd in schijven of pads kunnen een dikte hebben van 0,01-20 mm. Meer kenmerkend kan de dikte van dergelijke bekledingschrijven of -pads groter zijn nabij of langsheen de ringvormige omtrek van de bekleding waar deze in contact komt met de eindafwerking van de houder.

Een dergelijke verhoogde dikte verschaft extra barrièremateriaal waar insijpeling van zuurstof het meest waarschijnlijk voorkomt, namelijk tussen de sluitingsmantel en de houder.

Bekledingen van de onderhavige uitvinding vertonen een goede tot excellente barrière voor zuurstofinsijpeling en zijn bijzonder geschikte bekledingen voor drankhouders. Volgens de onderhavige uitvinding hebben de bekledingen die werden geformuleerd met de bekledingsamenstellingen een mate van zuurstofinsijpeling die lager is dan de commercieel verkrijgbare bekledingen bij normale atmosferische omstandigheden. Zuurstofinsijpeling kan worden gemeten voor het introduceren van stikstofgas in een vat dat is afgedicht met een bekledingmonster (plaque) of een sluiting voorzien van een bekleding. De stikstof neemt alle zuurstof aanwezig in het afgedichte vat op. Het stikstofgas verlaat het vat door een uitlaat en het niveau van gevangen zuurstof wordt vastgelegd als een elektronisch signaal en gerapporteerd als kubieke centimeters (cc) zuurstof die door een vierkante meter (m°) van een plaque of in een verpakking (sluiting met bekleding) dringt in een dag.

De aanwending van de onderhavige samenstellingen volgens de onderhavige uitvinding bevatten vat-afdichtingsapplicatie, kroonbekledingapplicatie, drankblikbekleding, plastic sluitingbekleding voor houders onder druk bevattende BIC- en BIB-houders.

De onderhavige uitvinding bevat ook een sluiting voor een houder, waarbij de sluiting een sluitingbekleding bevat die uit de bekledingsamenstelling is gefabriceerd. De onderhavige uitvinding is meer specifiek gericht op een metalen kroon voor een drankhouder, waarbij de metalen kroon een sluitingbekleding omvat die uit de bekledingsamenstelling is gefabriceerd. Daarnaast is de onderhavige uitvinding gericht op een houder zoals een fles-in-fles-houder die gevuld is met een product, waarbij de houder is afgedekt met een sluiting die een bekleding bevat die uit de bekledingsamenstelling is gefabriceerd. De onderhavige uitvinding is meer specifiek ook gericht op een fles gevuld met een drank, waarbij de fles is afgedicht met een metalen kroon die een bekleding bevat die uit de bekledingsamenstelling is gefabriceerd.

De bekleding kan worden aangepast om in contact te komen met vloeistof en kan een afdichting vormen met de lip die de opening van de fles vormt. De bekleding kan dus een substantieel gedeelte, of het volledige gedeelte, van een contactzone van een sluiting vormen. De bekleding kan een barrièrebekleding, zoals een actieve of passieve barrièrebekleding, zijn. De bekleding kan dienst doen als een fluïdumbarrière (bv., een vloeistof of gas), smaakbarrière, en combinaties daarvan. Bijvoorbeeld, de bekleding kan een gasbarrière zijn die de doorgang van zuurstof, koolstofdioxide, en dergelijke daardoor verhindert of voorkomt.

De bekleding kan tegen de lip van een fles worden gedrukt om te voorkomen dat vloeistof ontsnapt uit de houder die is afgedicht door een sluiting. In één bepaalde uitvoeringsvorm is de bekleding een gasbarrière die voorkomt of verhindert dat gas uit de houder ontsnapt. In een andere uitvoeringsvorm is de bekleding een smaakbarrière die de verandering van de smaak van het fluïdum in de houder kan voorkomen of beperken.

In sommige uitvoeringsvormen kan de bekleding voorgevormd en ingebracht in de sluiting zijn. Bijvoorbeeld, de sluiting kan gevormd zijn zoals een typische schroefdop die wordt gebruikt om een fles af te dichten. De bekleding kan worden gevormd door het uitsnijden van een gedeelte van een bekledingvel en deze uitsnijding kan vervolgens worden ingebracht in de sluiting. De bekleding kan eventueel worden gevormd in de sluiting, waardoor de bekleding kan worden gevormd door een gietproces, zoals over-gieten.

Er werden diverse {formuleringen volgens de onderhavige uitvinding met en zonder zuurstofwegvangers getest. Details met betrekking tot bekledingsamenstellingen en bekledingen vervaardigd volgens de onderhavige uitvinding en de voordelen verschaft door de onderhavige uitvinding worden duidelijk uit de volgende illustratieve werkvoorbeelden en formuleringen geformuleerd met zuurstofwegvanger.

Formulering 1/73,9% Epseal XP2 + 0,1% Mn zout + 5% GUR 2122 + 8% talk + 6% natriumsulfiet + 23 natrium-meta-bisulfiet + 3% tarwekiemolie-tocoferol + 1% Irgafos 168 + 1% Irganox 1076

Formulering 2/67,5% Epseal XP2 + 0,5% Mn zout + 9% GUR 2122 + 8% talk + 6% natriumsulfiet + 23 natrium-meta-bisulfiet + 3% tarwekiemolie-tocoferol + 2% Irgafos 168 + 2% Irganox 1076

Formulering 3/64,9% Epseal XP2 + ü.1% Mn zout + 5% GUR 2122 + 12% talk + 6% natriumsulfiet + 2% natrium-meta-bisulfiet + 6% tarwekiemolie-tocoferol + 2% Irgafos 168 + 2% Irganox 1076

Formulering 4/62,5% Epseal XP2 + 0,5% Mn zout + 9% GUR 2122 + 12% talk + 6% natriumsulfiet + 2% natrium-meta-bisulfiet + 6% tarwekiemolie-tocoferol + 1% Irgafos 168 + 1% Irganox 1076

Formulering 5/65,5% Epseal XP2 + 0,5% Mn zout + 5% GUR 2122 + 12% talk + 9% natriumsulfiet + 3% natrium-meta-bisulfiet + 3% tarwekiemolie-tocoferol + 1% Irgafos 168 + 1% Irganox 1076

Formulering 6/59,9% Epseal XP2 + 0,1% Mn zout + 9% GUR 2122 + 12% talk + 9% natriumsulfiet + 3% natrium-meta-bisulfiet + 3%

tarwekiemolie-tocoferol + 2% Irgafos 168 + ee Formulering 7/64,5% Epseal XP2 + 0,5% Mn zout + 5% GUR 2122 + 8% talk + 9% natriumsulfiet + 3% natrium-meta-bisulfiet + 6% tarwekiemolie-tocoferol + 2% Irgafos 168 + 2% Irganox 1076 Formulering 8/62,9% Epseal XP2 + 0,1% Mn zout + 9% GUR 2122 + 8% talk + 9% natriumsulfiet + 3% natrium-meta-bisulfiet + 6% tarwekiemolie-tocoferol + 1% Irgafos 168 * 1% Irganox 1076 Mengsels werden bereid met een 26 mm co- roterende dubbele schroefextruder (L/D = 44). Deze is uitgerust met twee gravimetrische aanvoerders voor vaste materialen en met een peristaltische doseerpomp om vloeibare materialen toe te voegen.

Er werden twee schroefprofielen (hieronder gedetailleerd beschreven) gebruikt voor de studie.

Ze zijn hieronder gedetailleerd weergegeven.

Spuitgieten Platen van 150x150x2 mm’? en schijven van 150 mm diameter en 12,5 mm dikte werden gegoten door een spuitgietextruder.

Standaardspecimens voor de bepaling van trek- (ASTM D412) en scheurweerstand (ASTM D624) tests werden verkregen door stempel-en-matrijs.

Testspecificaties: Extrudertemperatuur: 155 °C Giettemperatuur: 50°C Injectiesnelheid: hoog

Platen van 80x80x2 mm’ werden gegoten door spuitgieten.

Monsterbereiding voor compressie-instelling.

Vóór het testen werden de specimens 24 uur geconditioneerd bij 23 °C + 2 °C en 50% RH.

Testspecificaties: Extrudertemperatuur: 155 °C Giettemperatuur: 50°C Injectiesnelheid: hoog Compressie-instelsysteem met platen werd gebruikt om de tests uit te voeren.

De initiële dikte van specimens is 12,5 + 0,5 mm gecomprimeerd tot een dikte tussen platen van 9,5 mm. Deze afstand werd gedurende 22 uur behouden bij 70 °C voor de eerste test en 70 uur bij 125 °C voor de tweede test. Daarna werd de spanning vrijgelaten en werden de specimens gemeten na 30 minuten relaxatie.

Monsterspecificaties: Volgens ASTM D 395 (2002) Afmetingen gemeten vóór en na elke test Testspecificaties: Meetomstandigheden: 70 °C + 2 °C gedurende 22 uur.

125°C + 2 °C gedurende 70 uur.

Hardheidtester "Shore A" Er werd een Shore A durometer Zwíck gebruikt en de hardheid werd onmiddellijk en na 15 seconden applicatie gemeten.

Monsterspecificaties: Volgens ASTM D 2240 (2002) Dikte ten minste 6 mm

Testspecificaties: Indenterradius: 35,00 + 0,25° Indenterdiameter: 0,79 + 0,03 mm Meetomstandigheden: 23 °C + 2 °C Trektest Trektestmachine Zwick Z010 met handgrepen werd gebruikt voor het uitvoeren van de tests.

Vóór het testen werden specimens 24 uur geconditioneerd bij 23 °C + 2 °C en 50% RH. De volgende metingen werden uitgevoerd: Rp 100% (Mpa): Sterkte bij 100% verlenging Rm (Mpa): Maximumsterkte E — Rm (%): Verlenging bij maximumsterkte Nominale E — scheuring (%): Nominale verlenging bij breuk Percentage verlenging: Berekening van percentage verlenging door het aflezen van de verandering in "teststrooklengte” door extensometer (25 mm).

Nominale verlenging "Spanning": Berekening van nominale spanning bij aflezen van de verandering in greepscheiding (80 mm).

Monsterspecificaties: Volgens ASTM D 412 (1998) Afmetingen gemeten vóór elke test Testspecificaties: Testsnelheid: 50 mm/min Teststrooklengte: 25 mm Afstand tussen grepen: 80 mm Celsterkte: 2,5 kN Meetomstandigheden: 23 °C + 2 °C

Scheurweerstand Trektestmachine Zwick 2010 met handgrepen werd gebruikt voor het uitvoeren van de tests.

Vóór het testen werden specimens 24 uur geconditioneerd bij 23 °C + 2 °C en 50% RH.

Monsterspecificaties: Volgens ASTM D624 (2000) Afmetingen gemeten vóór elke test Testspecificaties: Testsnelheid: 50 mm/min Afstand tussen grepen: 60 mm Celsterkte: 2,5 kN Meetomstandigheden: 23 °C + 2 °C.

Smeltstroomindex (MFI) Testspecificaties: Volgens ASTM D1238 (2013) Matrijsdiameter: 2,095mm Temperatuur: 230 °C en 250 °C Belastingen: 5 kg en 21,6 kg Dichtheid Dichtheid werd gemeten door de werkwijze van Archimedes volgens ASTM D792. Monsterspecificaties: Volgens ASTM D792 (2008) Testspecificaties: Gebruikte vloeistof: Ethanol Hoeveelheid gewogen materiaal: ongeveer 2 g Meetomstandigheden: 23°C Resultaten: Alle monsters van de bekledingsamenstelling die werden gemaakt volgens de onderhavige uitvinding vertoonden consistent excellente resultaten met betrekking tot zuurstofinsijpeling, inclusief de functionering als zuurstofbarrière evenals als zuurstofwegvanger voor die formuleringen met zuurstofwegvanger evenals excellente resultaten voor wat treksterkte en trekverlenging bij vloei betreft.

Trekverlenging bij vloei: 390 tot 760% Treksterkte: 4,9 tot 6,6 MPa Hardheid: 76 tot 84,1 Shore A Scheurweerstand: 6,5 tot 11,6 kN/m Dichtheid 0,9-1,1 g/cm3 Smeltstroomindex 5 kg bij 230 °C: 1- 10 g/10 min Compressie-instelling: 39,7 tot 64,3% gedurende 22h/70 °C.

Houdbaarheid en productstabiliteit van de bekledingsamenstellingen van de onderhavige uitvinding bleken superieur over standaardsluiting op BIB na een sensorische evaluatietest van opslag bij 23 °C met verouderde monsters.

Zuurstofniveau-evaluatie werd gemeten op BIB met standaardbekledingen versus bekledingsamenstellingen volgens de onderhavige uitvinding en vertoonde significant lagere zuurstofinsijpeling tot 60% in vergelijking met standaard bekledingsamenstellingen voor BIB en zelfs verminderde zuurstofinsijpeling in vergelijking met commerciële bekledingsamenstellingen die worden gebruikt voor vaten of glazen flessen.

Claims (15)

CONCLUSIES

1.- Gebruik van een sluitingbekledingsamenstelling voor een houder die wordt gebruikt in verdeelsystemen onder druk, genoemde samenstelling omvattende een mengsel van een thermoplastische elastomeer (TPE) en UHMW-PE.

2. Gebruik van een sluitingbekledingsamenstelling zoals gedefinieerd in conclusie 1, genoemd mengsel omvattende, op gewichtsbasis, tot 90 delen van genoemd thermoplastisch elastomeer en tot 15 van genoemd UHMW-PE.

3. Gebruik van een sluitingbekledingsamenstelling zoals gedefinieerd in conclusies 1 tot en met 2, genoemd mengsel omvattende, op gewichtsbasis, 2 tot 15 delen van genoemd UHMW-PE.

4.- Gebruik van een sluitingbekledingsamenstelling zoals gedefinieerd door conclusies 1] tot en met 3, waarbij genoemd TPE een thermoplastisch elastomeer blok-copolymeer is, gekozen uit de groep omvattende de styreen-gebaseerde TPE's (STPE's).

5.- Gebruik van een sluitingbekledingsamenstelling zoals gedefinieerd door conclusie 4, waarbij genoemd blok-copolymeer willekeurig of blok-copolymeer van styreen met butadieen, isopreen styreen-butadieenrubber (SBR), styreen-butadieen- styreen (SBS), styreen-isopreen-styreen (SIS), gehydrogeneerd SBS (SEBS) en gehydrogeneerd SIS bevatten.

6.- Gebruik van een sluitingbekledingsamenstelling zoals gedefinieerd in conclusies 1 tot en met 5, waarbij genoemd mengsel, op gewichtsbasis, tussen 50 tot 70 delen thermoplastisch elastomeer en tussen 5 tot 10 delen UHMW-PE omvat.

7.- Gebruik van een sluitingbekledingsamenstelling zoals gedefinieerd in conclusies 1 tot en met 6, verder omvattende zuurstofwegvanger, gekozen uit een sulfiet zoals natriumsulfiet en/of natrium-meta-bisulfiet.

8.- Gebruik van een sluitingbekledingsamenstelling volgens enige voorgaande conclusie, waarbij het deeltjesvormige zuurstofwegvangende materiaal natriumsulfiet omvat.

9.- Gebruik van een sluitingbekledingsamenstelling zoals gedefinieerd in conclusies 1 tot en met 8, verder omvattende smeermiddelen en/of katalysators

10.- Gebruik van een sluitingbekledingsamenstelling zoals gedefinieerd in conclusies 1 tot en met 5, waarbij de sluitingbekledingsamenstelling is gevormd in een sluitingbekleding, de sluitingbekleding omvattende een trekverlenging bij vloei tussen 390 tot 760% en een treksterkte tussen 4,9 tot 6,6 Mpa.

11.- Sluiting voor een houder die moet worden gebruikt in wverdeelsystemen onder druk, waarbij de sluiting een sluitingbekleding vervaardigd uit de sluitingbekledingsamenstelling volgens een van de voorgaande conclusies bevat.

12.- Houder voor gebruik in een verdeelsysteem onder druk, genoemde houder gevuld met een product, waarbij de houder is afgedekt door een sluiting, waarbij de sluiting een sluitingbekleding vervaardigd uit de sluitingbekledingsamenstelling volgens een van de conclusies 1 tot en met 9 bevat.

13.- Zak-in-houder (BiC), gevuld met een product, waarbij de houder is afgedekt door een sluiting, waarbij de sluiting een sluitingbekleding vervaardigd uit de sluitingbekledingsamenstelling volgens een van de conclusies 1 tot en met 9 bevat.

14.- Zak-in-fles (BiB), gevuld met een product, waarbij de houder is afgedekt door een sluiting, waarbij de sluiting een sluitingbekleding vervaardigd uit de sluitingbekledingsamenstelling volgens een van de conclusies 1 tot en met 9 bevat.

15.- Verdeelsysteem onder druk omvattende de houders volgens conclusies 12 tot en met 14.