CN1252769A - 能够提高粘性产品排出率的容器、组合物和方法 - Google Patents

Abstract

用于提高粘性物质排出率或抽空率的容器或其它装置,能够减少抽空后留在容器内的残留物的量。制备该容器用的组合物包括憎水性聚合物或弱亲水性聚合物和极性添加剂。制备该容器的方法是:把该组合物制成可成形的,形成容器的形状,然后冷却。

Description

能够提高粘性产品排出率 的容器、组合物和方法

                         发明背景

1.发明领域

本发明涉及一种用于处理粘性产品的装置、制备这种装置的方法、用于制备这种装置的组合物、同时涉及制备这种组合物的方法。另一方面，本发明涉及塑料容器，它具有的内表面性能能够提高产品从容器里的排出率并且能够降低产品的残留量、制备这种容器的方法和用于制备这种容器的塑性组合物。

2.相关技术介绍

许多液相消费产品是装在罐、瓶、管或其它容器里的，产品从这些容器中分出。消费者通过倒、抽吸、喷射、挤压或摇这些非常平常的方法把物质从容器里排出来。正象大多数消费者所碰到的情况，一些粘性产品往往粘在或挂在容器的内表面，仅通过倒、抽吸、挤压或摇通常不能把残留量的产品从容器里抽空。某些几何形状的容器没有适宜的进入其内部的通道，这些残留量就不可避免地随使用过的容器一起扔掉。

长期以来，聚乙烯用于制备很多种类消费品的容器是一种受欢迎的物质。它易于且能经济地形成多种几何形状以达到工程或市场的需要。它的物理性能使之具有合适的强度和韧度使之能够承受运送，装卸，储存以及偶然的跌落，它还能够使消费者挤压。最后，这种物质本身的成本不是不合理的经济负担，这一点对于一次性容器来说是重要的。

产品残留很大地妨碍了平常的容器材料(如聚乙烯)的应用。具体地说，高的产品残留量在聚乙烯容器里是一个问题，尤其是当里面所含有的产品是粘性产品时，如：水包油乳液，油包水乳液，聚合凝胶，泡沫，表面活性剂混合物、分散体、胶状分散体、悬浮液、聚合物溶液、聚合物熔融物以及食品如：调味品、酱油、面糊、果汁等。

一般地，这些粘性产品能吸附在HDPE容器的内表面上，这种吸附在容器内壁上导致一个产品的残留层。有时，这种残留量可以达到大约10wt％到25wt％或更高。

当粘性产品接触到喷嘴、管道、软管、喷雾器、漏斗、管路、盘、槽、内衬、管道系统、通道、箱、器皿、勺子、杯子、壶、水罐、刷子、活塞、叶轮、搅拌器、胶片、薄板、袋、包和香袋、泵、管子、吸量管以及坛子等时，就会产生产品残留这样相似的问题。

现有技术中对这种类型的产品残留问题的解决办法是建议使用添加剂、掺杂物或涂层以产生对粘性产品的表面防护性。

例如：10月1日授予Merritt等的专利US 5,560,544公开了产品积聚在喷雾器喷嘴口的壁上、通道处或其侧面上的问题。作为一种解决办法，Merritt等公开了一种对于喷嘴来说能够降低湿度的组合物，它包括一种碱性组分和一种能够降低碱性物质和流体产品的湿度的湿度降低组分。Merritt等认为：这种“降低湿度的特性”能够确保产品将在喷嘴的表面上“串成珠子”并为之所排斥而不是粘在或涂在其表面上。

Derwent WPI Acc 96-018445/02号公开了一种防粘化合物，它用在粘附性或粘性产品的包装上，包装的内层是通过将含有活性基团(烷氧基硅烷等)的聚烯烃和也含有活性基团(甲硅烷醇等)的硅油进行混合来制备的。

日本专利JP02008047和JP93077510公开了一种塑料容器，用于盛放粘度大于30,000cp的含有脂肪和油的粘性食品。容器与食品相接触的部分是由憎水性塑料与400-50,000ppm的混合树脂相混合而制得的。

Nippon Nohyaku Co.，Ltd.的公开号为08113244，其申请日为05/07/96的专利申请公开了一种主要由合成树脂构成的瓶子，在这种瓶子的内表面上预先涂上硅油以防止粘性或粘附性的液体粘附在其内表面上。

然而，尽管有了这些现有技术的方法，在本领域中还需要改善的产品容器、制备这种容器的组合物和制备这种容器的方法。

在本领域中另外还需要能够降低产品残留量的产品容器、制备这种容器的组合物和制备这种容器的方法。

在本领域中甚至还另外需要改善的具有内表面性能能够提高产品从容器里的排出率并且能够降低产品的残留量的产品容器、制备这种容器的组合物和制备这种容器的方法。

在本领域中仍然还另外需要能够降低产品残留量的喷嘴、管道、软管、喷雾器、漏斗、管路、盘、槽、内衬、管道系统、通道、箱、器皿、勺子、杯子、壶、水罐、刷子、活塞、叶轮、搅拌器、胶片、薄板、袋、包和香袋、泵、管子、吸量管以及坛子等、制备这些产品的组合物和制备这些产品的方法。

对于本领域的技术人员来说，阅读本说明书包括附图和权利要求书以后这些需要及其它需要将是显而易见的。

                         发明概述

本发明的目的是提供改善的产品容器、制备这种容器的组合物和制备这种容器的方法。

本发明的另一个目的是提供能够降低产品残留量的产品容器、制备这种容器的组合物和制备这种容器的方法。

甚而本发明的另一个目的是提供改善的具有内表面性能的改进的产品容器，该容器能够提高产品从容器里的排出率并且能够降低产品残留量，制备这种容器的组合物和制备这种容器的方法。

本发明还有另一个目的是提供能够降低产品残留量的喷嘴、管道、软管、喷雾器、漏斗、管路、盘、槽、内衬、管道系统、通道、箱、器皿、勺子、杯子、壶、水罐、刷子、活塞、叶轮、搅拌器、胶片、薄板、袋、包和香袋、泵、管子、吸量管以及坛子等、制备这些产品的组合物和制备这些产品的方法。

对于本领域的技术人员来说，看过本说明书包括附图和权利要求书以后这些需要及其它需要将是显而易见的。

根据本发明的一个实施方案，提供了一种用于盛放粘性产品并且能够提高产品从容器里的排出率的容器。这种容器包括一个限定粘性产品包围圈的层，该层的一个表面与产品相接触并能够提高产品从该表面的排出率。另外，该表面包括一种聚合物和一种亲水性添加剂，添加剂的量为基于聚合物重量的大约0.5wt％到大约20wt％。

根据本发明的另一个实施方案，提供了一种用于制备盛放粘性产品的容器的方法，所说的容器能够提高产品从容器里的排出率。该方法通常包括形成一种聚合物和亲水性添加剂的混合物，在混合物中添加剂的量为基于聚合物重量的大约0.5wt％到大约20wt％。然后该方法包括把混合物制成一个限定粘性产品包围圈的层，该层的一个表面与粘性产品相接触并能够提高产品从该表面的排出率。

根据本发明的再一个实施方案，提供了一种用于处理粘性物质并且能够提高物质从该装置里的排出率的装置。该装置包括一个与产品相接触的表面，该装置能够提高产品从该表面的排出率。该表面包括一种聚合物和一种亲水性添加剂，亲水性添加剂的量为基于聚合物重量的大约0.5wt％到大约20wt％。

                       附图简述

附图1说明了本发明的一个实施方案，示出了瓶10，它具有瓶壁12，瓶壁12的内表面20含有聚合物和一种亲水性添加剂。

                       发明详述

首先参照附图1，附图1说明了本发明的一个实施方案，示出了瓶10，它具有瓶壁12，瓶壁12的内表面20包括聚合物和一种亲水性添加剂。

在本发明中用于制备容器和其它物品的该组合物通常包括一种聚合物和一种极性添加剂，该容器和其它物品具有和粘性产品(例如：液体、流体等)的接触面并且能够降低产品的残留量。

本发明被认为是发现了很大范围的聚合物包括热固性聚合物、热塑性聚合物、弹性体聚合物和可浇铸聚合物的应用。

应注意的是，对于任一给定的几何形状和液体产品，有一些聚合物有好的产品残留量，而另外一些聚合物则有稍差一点的产品残留量。尽管本发明被认为在对那些表现出稍差一点产品残留量的产品的产品残留量的改善上是最有帮助性的，还应当发现它在那些早已呈现出好的产品残留量的聚合物上也有一定的应用性。

总的来说，尽管本发明被认为适用于任何聚合物，本发明被认为最具帮助性的优选聚合物是那些认为是憎水性的或弱亲水性的聚合物。这些认为是憎水性的或弱亲水性的优选聚合物一般是非极性的或弱极性的。

憎水性的或弱亲水性的优选聚合物的非限定性实例包括聚烯烃、聚氯乙烯(PVC)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)或聚苯乙烯。

在本发明的实施中，聚烯烃包括烯烃的均聚物、一种或多种烯烃的共聚物、一种或多种烯烃和一种或多种非烯烃单体的共聚物。优选的聚烯烃包括那些由乙烯或丙烯所聚合的聚烯烃。更优选的聚烯烃是乙烯基的聚合物或共聚物。更进一步优选的聚烯烃是高密度聚乙烯。

在本发明的实施中令人非常惊奇的是，如果憎水性聚合物变得更有亲水性时，就减少了粘性产品的残留量。这是和直觉相反的，因为本领域的技术人员将认为更有亲水性的聚合物事实上会吸附和截留更多含水的粘性物质。这也与先前谈到的专利US5,560,544的技术内容相反，US5,560,544认为使用降低湿度的组合物能排斥积聚在聚合物表面上的产品以此降低其残留量。

适用在本发明中的亲水性添加剂包括所有那些只要加入到本发明的聚合物中就能够降低将保留在聚合物表面上的可消费产品的残留量的添加剂。在本发明中，亲水性添加剂的作用是使聚合物的表面更有亲水性。

应注意的是，对于特殊粘性物质的特殊用途来说，一种给定的亲水性添加剂可能不是适合与所有上面列出的聚合物一起使用。然而，也应注意到，象实施例中所示的例子那样，把添加剂与聚合物相结合并用粘性物质对其进行测试是简单的。

总的来说，适合与优选的憎水性的或弱亲水性的聚合物一起使用的亲水性添加剂包括亲水性部分和憎水性部分。憎水性部分的作用是促进添加剂与优选的憎水性的或弱亲水性的聚合物的相容性，亲水性部分的作用是给聚合物表面提供亲水性能以促进其与优选的粘性物质的相容性。

在很多情况下，用足够大的烃或取代的烃部分将亲水性部分和憎水性部分隔开。

合适的亲水性添加剂组中非限定性的实例包括天然或合成的脂肪酸衍生物、酯、烷氧基化的胺、硅氧烷特别是具有亲水性头基或极性头基的硅氧烷和表面活性剂。

用在本发明的实施中的合适的脂肪酸衍生物包括那些具有的碳链长度为8或更多的脂肪酸衍生物。一般来说，所选择的碳链长度应提供与聚合物相适当的相容性。

总的来说，用在本发明中的脂肪酸衍生物具有的碳链长度范围为大约8到大约30个碳原子，优选范围为大约14到大约22个碳原子，最优选范围为大约18到大约22个碳原子。

适用于本发明的脂肪酸衍生物包括可以是从天然的脂肪和油里衍生得到的，天然的脂肪和油包括下面的动物油和脂肪：黄油、猪油、牛脂、牛油、鲱鱼油、鲱油、沙脑鱼油和沙丁鱼油；还包括下面的植物油和脂：蓖麻、椰子、玉米、棉籽、希蒙德木属、亚麻子、Liticica、橄榄、棕榈、棕榈籽、花生、油菜籽、红花、大豆、向日葵、妥尔油和桐油。

选择所使用的天然脂肪酸通常取决于其与聚合物的相容性。

适用于制取本发明的脂肪酸衍生物的脂肪酸的具体非限定性的实例包括辛酸、癸酸、月桂酸、9-十二碳烯酸(顺式)、十四烷酸、12-羟基-9-十八碳烯酸(顺式)、9，12，15-十八碳三烯酸(顺式、顺式、顺式)、9，11，13-十八碳三烯酸(顺式、反式、反式)、4-氧-9，11，13-十八碳三烯酸(顺式、反式、反式)、十八碳四烯酸、二十烷酸、11-二十碳烯酸(顺式)、二十碳二烯酸、二十碳三烯酸、5，8，11，14-二十碳四烯酸、二十碳五烯酸、二十二烷酸、13-二十二碳烯酸(顺式)、二十二碳四烯酸、4，8，12，15，19-二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸、二十四碳烯酸和4，8，12，15，18，21-二十四碳六烯酸。

合适的脂肪酸衍生物包括碱金属、碱土金属或过渡金属取代的脂肪酸、氧化的脂肪酸、脂肪酸的酰胺、脂肪酸的胺、脂肪酸盐、脂肪酸酯、硫酸化的脂肪酸、磺化脂肪酸、烷氧基化的脂肪酸、磷化的脂肪酸及其混合物。优选地是，用在本发明中的脂肪酸衍生物是烷氧基化的脂肪酸、脂肪胺和脂肪酯。

适用于本发明的商业上可得到的亲水性添加剂的非限定性的实例包括：从Witco Corporation可得到的商品名为Kemanime AS-974-1的乙氧基化的牛脂烷基胺和从Witco Corporation可得到的商品名为Markstat AS-7的脂肪酯。

在本发明的实施中，可以使用任意相对量的在聚合物的表面上提供所需的亲水性能的塑料和极性添加剂。通常，给聚合物提供有效量的亲水性添加剂以减少接触面上残留的粘性产品量。选择有效量的极性添加剂时要考虑到聚合物、与之一起使用的产品、经济因素及工程方面的考虑。

基于总的塑料和极性添加剂的重量，组合物通常包含大约0.5wt％到大约20wt％的亲水性添加剂，优选为包含大约2wt％到大约20wt％的亲水性添加剂，更优选为包含大约3wt％到大约15wt％的亲水性添加剂，甚至更进一步优选为包含大约3wt％到大约10wt％的亲水性添加剂。

本发明的组合物可以是由极性添加剂和熔化状态下的塑料相混合而形成的，或者极性添加剂可以和塑料相混合而形成。

在本发明的实施中，也可预想到的是亲水性添加剂可在聚合物的表面上构成一个层面(例如：涂层)而非结合在其中。

本发明发现：可以使用很大范围的粘性产品。可应用在本发明中的粘性产品的非限定性实施例包括水包油乳液，油包水乳液，聚合物凝胶，泡沫，表面活性剂混合物、分散体、胶状分散体、悬浮液、聚合物溶液、聚合物熔融物、洗涤剂、洗衣和清洁产品、粘合剂、油漆、化学试剂、食品如：调味品、蛋黄酱、番茄酱，芥末、酱油、面糊、果汁等、保健和美容产品如：化妆品、乳液、乳膏、凝胶、喷雾剂、摩丝、洗发剂和调理剂等。

本发明的组合物也可选择性地含有本领域技术人员所公知的传统成分。这些传统成分的非限定性实例包括防粘剂、抗静电剂、抗氧化剂、发泡剂、结晶化助剂、着色剂、染料、阻燃剂、填料、冲击调节剂、脱模剂、油、其它聚合物、颜料、加工剂、增强剂、稳定剂、抗紫外线剂、防雾剂、润湿剂等。

增强剂的非限定性实施例包括高分子量的无机或有机产品，包括玻璃纤维、石棉、硼纤维、炭和石墨纤维、晶须、石英和硅石纤维以及合成有机纤维。

如果使用这些传统组分，它们的用量通常是组合物重量的大约0.01wt％到大约50wt％，优选为大约1wt％到大约25wt％。

用任一已知的塑料成形技术可以将本发明的组合物形成最终产品的形状，最终产品可以是刚性的或柔性的。合适技术的非限定性实例包括吹制法、吹塑成形法、注射成形法、挤压法、拉挤法(pultruding)、热成型法、浇铸法、真空成形法、冲压法、锻造法、熔化和固相形成法和旋转成形法等。不同的塑料成形技术所使用的条件如压力、停留时间和机器类型等可由塑料成形领域的技术人员来确定。

当形成本发明的容器或其它物品时，可用本发明的组合物制备整个容器或物品，或者只用本发明的组合物制备和粘性产品相接触的那些表面。例如，可用聚乙烯和极性添加剂的组合物吹塑成形成洗发剂瓶子。可替代的是，聚乙烯洗发剂瓶子上可以设置有聚乙烯/极性添加剂的内衬、表面、内层或要与洗发剂相接触的层。

如果装置中只和粘性产品相接触的部分是用本发明的组合物制备，可用任何适宜的制作技术以制造那一部分并把这一部分装配到该装置上。例如，当用本发明的组合物制备箱、容器等的内部时，箱、容器等可用这种组合物涂层或用含有亲水性添加剂的组合物进行处理，这种组合物不一定包括聚合物。

                        实施例

下面提供的实施例仅为说明本发明的一些实施方案而非限定权利要求书的范围。

实施例1  样品长条倾斜30°然后倾斜90°所进行的排出实验

该实施例是用不同的亲水性添加剂改性的高密度聚乙烯(“HDPE”)样品长条进行的“排出”实验，先在30°下倾斜1小时，随后在90°下倾斜1小时。

HDPE和不同的亲水性添加剂混合的组合物注射成形为大约0.5×5英寸的材料长条。使长条在145°F的温度下“老化”一个月以促进添加剂向表面的移动。一种Olay Moisturizing Body Wash(“OMBW”)的试样即水包油乳液置于距材料长条边缘约3.5英寸处。随后将材料长条置于倾斜度为30°的平台上，使产品从长条上排出1小时。接着把材料长条进一步倾斜到90°，再使产品排出1小时。每个样品进行5次排出实验，所得结果的平均值列于下表1。

表1  在30°下倾斜1小时然后在90°下倾斜1小时后倾斜样品上的平均

残留量

添加剂	HDPE中添加剂的浓度wt％	Olay的平均残留量％
			无(对照)	0.0	10.09
Atmos 150	2.0	8.80
			Markstat AS-7	1.0	6.46
Morphathane#4000	4	7.42
			Unithox 720 Ethoxylate	5	9.83
Hostastat FA 38	1	7.11
			Kemamine AS-974-1	0.8	4.79

实施例2椭圆形瓶子的抽空/分出实验

该实施例是用不同的亲水性添加剂改性的高密度聚乙烯(“HDPE”)的椭圆形/卵形瓶子进行的抽空/分出实验。

HDPE和不同的亲水性添加剂混合的组合物吹塑成形为14盎司重的椭圆形瓶子。其中的一些瓶子在145°F的温度下进行老化以促进添加剂向表面的移动。使用Olay Moisturizing Body Wash(“OMBW”)对没有经过培养(未老化的)的瓶子和那些老化1周的瓶子进行抽空/分出实验。

按照下述方法进行分出实验。

1.记录每一个装配好的包装的重量。

2.给每一个样品装入合适重量的填充物并记录该重量。

3.使包装在“倒置”状态下在环境温度中停留24小时。

4.给包装分出到大约全体积的1/3，使包装在指定状态下停留至少1小时。

5.重复挤压包装直到产品开始喷出。

6.把瓶子对着硬的平面“敲击”5次并重复这个过程直到从瓶子里不再分出最小剂量为5克的产品。

7.使包装在指定状态下停留24小时并重复步骤6。

8.记录倒空后的包装重量并计算百分残留率。

使用的添加剂是Kemamine AS-974-1，一种羟乙基化的牛脂烷基胺和Markstat AS-7，一种脂肪酯，所用的量均为基于HDPE重量的10wt％。抽空/分出实验结果列于表2。

表2椭圆形瓶子的抽空/分出实验

添加剂	水接触角(B)(未老化的)	OMBW抽空后残留率(％)(未老化的)	水接触角(B)(老化的)	OMBW抽空后残留率(％)(老化的)
					无(高光泽HPDE)	92	7.5	93	7.8
Kemamine AS-974-1	50	6.1	67	3.7
					Markstat AS-7	45	4.2	52	2.7

本发明中所阐明的实施方案已作了具体介绍，但应当理解为，只要不违背本发明的精神和范围，本领域的技术人员可以作出其它各种不同的变化，这些变化对于本领域技术人员来说是显而易见的和已经存在的。因此，这并不是指所附加的权利要求书的范围限制为此处的实施例和说明书，而应当把权利要求书认为是包括了所有存在于本发明中的具有可授权的新颖性的特征，包括所有可被本领域技术人员认为是和本发明相关的等同物的特征。

Claims (10)

1.一种用于盛放粘性产品并且能够提高产品从容器里排出率的容器，该容器的特征在于：容器有一个限定粘性产品包围圈的层，该层的一个表面与粘性产品相接触并能够提高产品从该表面的排出率，其中，该表面包括一种聚合物和有效量的一种亲水性添加剂以提高产品从该表面的排出率。

2.一种制备用于盛放粘性产品的容器的方法，所说的容器能够提高产品从该容器里的排出率，该方法的特征在于：

(a)形成一种聚合物和有效量的亲水性添加剂的混合物，以提高产品从该表面的排出率；和

(b)把混合物制成一个限定粘性产品包围圈的层，该层的一个表面与产品相接触并能够提高产品从该表面的排出率。

3.一种用于处理粘性物质并且能够提高粘性物质从装置的接触产品的表面上的排出率的装置，所述装置的该表面能够提高产品从该表面的排出率，其中，该表面包括一种聚合物和有效量的一种亲水性添加剂以提高产品从该表面的排出率。

4.根据上述任一权利要求的容器，其中添加剂的有效量为基于聚合物重量的0.5-20wt％。

5.上述任一权利要求的容器，其中粘性产品包括从基本上由水包油乳液、油包水乳液、聚合凝胶、泡沫、表面活性剂混合物、分散体、胶状分散体、悬浮液、聚合物溶液、聚合物熔融物、食品、保健和美容产品、洗衣和清洁产品所组成的组里选出的至少一种。

6.上述任一权利要求的容器，其中聚合物包括从聚烯烃、聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚苯乙烯中选出的至少一种。

7.上述任一权利要求的容器，其中聚烯烃选自烯烃的均聚物、一种或多种烯烃的共聚物、一种或多种烯烃和一种或多种非烯烃单体的共聚物。

8.上述任一权利要求的容器，其中聚烯烃包括聚乙烯或聚丙烯。

9.上述任一权利要求的容器，其中聚烯烃包括低分子量、中等分子量、线性低分子量、高分子量或高密度的聚乙烯。

10.上述任一权利要求的容器，其中亲水性添加剂包括从基本上由碱金属、碱土金属或过渡金属取代的脂肪酸、氧化的脂肪酸、脂肪酸的酰胺、脂肪酸盐、脂肪酸酯、硫酸化的脂肪酸、磺化的脂肪酸、烷氧基化的脂肪酸、磷化的脂肪酸所组成的脂肪酸衍生物组里选出的至少一种。