CN1425036A - 用于制造封盖的组合物中的含芥酸酰胺和饱和的助润滑剂的润滑剂组合 - Google Patents

Abstract

本文公开了用于制造封盖的、包含聚烯烃树脂和至少两种润滑剂的组合物，用于制造无衬垫封盖的、包含生育酚抗氧化剂的组合物以及由上述组合物制造的封盖。优选的是，润滑剂是芥酸酰胺与至少一种饱和的助润滑剂。

Description

用于制造封盖的组合物中的含芥酸酰胺和 饱和的助润滑剂的润滑剂组合

本发明一般涉及用于制造封盖的、包含聚烯烃树脂和至少两种润滑剂的组合物，用于制造无衬垫封盖的、包含生育酚抗氧化剂的组合物以及由上述组合物制造的封盖。优选的是润滑剂是芥酸酰胺与至少一种饱和的助润滑剂。

如果封盖既可在容器装满后能充分地起密封作用，又可在使用者欲从容器中取出所容物品时容易地打开的话，则这种容器用封盖才是有效的。封盖的这两种性能将由制造封盖的组合物所决定。确定一种具体组合物是否适用于制造封盖涉及对加盖扭力和开盖扭力的评价。加盖扭力是最初用封盖密封容器时所需力的量度，开盖扭力是拧开封盖时所需力的量度。封盖的选择也与容器中所容物品和容器材料有关。

通常，加盖比较紧的封盖也是较难开盖的。为了使封盖易于拧开，常常需要向封盖组合物中添加润滑剂。然而，这些润滑剂可能会与容器中的所容物品发生相互作用而渗到所容物品中。

脂肪酸酰胺如芥酸酰胺通常用作封盖中的润滑剂。然而，这些油酸酰胺具有易于与氧起化学反应的双键。这种反应可能会使润滑剂产生诸如醛和酮等化合物。这种醛类化合物会使容器中所容物品产生臭味或异味，这种异味或多或少与容器中所容物品有关。值得注意的是，矿泉水具有很柔和的花香，因而不能容许有轻微的臭味。

此外，瓶装饮用水可经臭氧杀菌而除去微生物。通常，瓶装饮用水中含痕量、从0.1-约0.4毫克/升臭氧。臭氧也能与含双键的化合物(如芥酸酰胺)发生反应而产生醛类化合物。这些醛类化合物会使瓶装水产生水果霉变的臭味，臭味的程度随沾污物浓度而定。

由于饮用水标准规定饮用水不应有气味或味道，因而在封盖中使用芥酸酰胺会出现问题。

添加抗氧化剂常常是为了阻止润滑剂或其它的封盖组合物添加剂的不希望的相互作用。然而，抗氧化剂也必须加以仔细的选择以避免发生不适宜的相互作用。

因此，本发明的一个目的是提供含有可减少发生臭味和/或异味问题的润滑剂的制造封盖的组合物。

本发明还有一个目的是提供能减少因聚丙烯或润滑剂氧化而产生臭味和/或异味问题的抗氧化剂。

本发明涉及制造封盖的组合物，该组合物包含：

a)约98.5-约99.9(重量)％的至少一种聚烯烃树脂；和

b)约1.5-约0.01(重量)％的芥酸酰胺与至少一种饱和的助润滑剂的混合物，其中芥酸酰胺与助润滑剂之比为1∶10-10∶1。

该组合物还可包含约0.1-约0.3(重量)％的至少一种抗氧化剂。该抗氧化剂可以是生育酚或其同系物。该组合物也可含其它抗氧化剂，其中所述抗氧化剂与所述其它抗氧化剂的用量之比为约1∶5-约5∶1。

本发明还涉及制造无衬垫封盖的封盖组合物，该组合物包含：

a)约97-约99.9(重量)％的至少一种聚烯烃树脂；和

b)约3-约0.1(重量)％的抗氧化剂生育酚或其同系物。

该组合物还可包含润滑剂，或其它抗氧化剂，其中所述生育酚与所述其它抗氧化剂之比为约1∶5-约5∶1。特别地润滑剂可以是组合物总重量的约1.5-约0.01(重量)％，该润滑剂可以是芥酸酰胺与至少一种饱和的助润滑剂的混合物。芥酸酰胺与助润滑剂之比可为1∶10-10∶1。

本发明还涉及封盖，该封盖包括：

具有垂挂的环形侧壁的圆形盖顶；

所述侧壁具有内螺纹和垂挂的扭断式封边；其中所述封盖是由上述组合物模塑而成的。

对于本发明的任一方面来说：聚烯烃可以是聚丙烯，也可包含添加剂如颜料和乳化剂；或者该封盖可以是无衬垫封盖。尤其是可采用的添加剂颜料是群青蓝。饱和的助润滑剂可以是硬脂酰胺、山萮酸酰胺，乙烯双硬脂酰胺或硬脂酸锌。

本发明还涉及减少贮存在密封容器中的内容物的异味和臭味的方法，该方法包括下列步骤：

用无衬垫封盖密封所述容器，其中所述无衬垫封盖是由上述组合物制造的。容器中所容物品可以是水或其它饮料，异味和臭味是由某些添加剂与封盖组合物发生不希望有的反应所产生的醛或酮引起的。

图1是实施本发明原理的塑料封盖的截面图；

图2是图1所示的带有相配容器的封盖的局部放大图。

本发明一般涉及用于制造封盖的，包含聚烯烃树脂和至少两种润滑剂的组合物，用于制造无衬垫封盖的、包含生育酚抗氧化剂的组合物以及由上述组合物制造的封盖。优选的是，润滑剂是芥酸酰胺和至少一种饱和的助润滑剂。

术语规定：本文所用的术语“组合物”是指包含特定量的特定成分的产物，以及直接地或间接地由包含特定量的各特定成分相结合所形成的任何产物。

润滑剂：如美国专利4710409所述，润滑剂已经用于处理瓶盖的滑动表面以降低开盖的扭力。或者说，如美国专利4209102所述，润滑剂可以是制造封盖组合物中的成分。技术熟练人员都知道，芥酸酰胺是适于加入封盖组合物的润滑剂。然而，正如前面所述，芥酸酰胺存在有产生异味和臭味的不希望的相互作用的可能性。我们已经发现，当减少芥酸酰胺的用量并利用适宜的助润滑剂时，得到的润滑剂组合能保持所要求的扭力性能并能使不希望的封盖相互作用和由此产生的产物降至最低。

美国专利5306542和5925430公开了用于封盖衬垫中的润滑剂组合。然而，封盖衬垫是以与本发明无衬垫封盖不同的树脂制造的。此外，这两专利没有推荐特别适用于防止臭味和异味的饱和的助润滑剂。

在封盖组合物中，采用芥酸酰胺与至少一种助润滑剂组合使用。在本发明组合物中，助润滑剂是饱和的即不含双键的化合物。助润滑剂的采用可降低必需使用的芥酸酰胺的用量。此外，如果助润滑剂是不饱和的，发生不利相互作用的可能性会较小。于是就会使润滑剂组合产生异味或臭味的可能性降至最低。芥酸酰胺与助润滑剂之比为1∶10-10∶1，优选为1∶5-5∶1，而最优选为1∶2-2∶1。

与芥酸酰胺配合使用的助润滑剂可以是脂族烃润滑剂如液体石蜡、工业级石蜡油、合成石蜡、石油蜡、石油和无臭轻质烃；聚硅氧烷如有机聚硅氧烷；由植物油和动物油和脂制得的含8-22个碳原子的高级饱和脂肪酸及其氢化产物；羟基硬脂酸；由动物油和植物油及饱和脂还原制得的或由天然蜡裂化蒸馏制得的、含至少4个碳原子的线形脂族一元醇；癸醇，聚二醇如分子量为200-9500的聚乙二醇，分子量至少为1000的聚丙二醇，分子量为1900-9000的聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物；高级饱和脂肪酸的碱金属、碱土金属、锌或铝盐；各种金属皂；低分子量烯烃树脂如低分子量聚乙烯，低分子量聚丙烯及氧化的聚乙烯；氟树脂如聚四氟乙烯，四氟乙烯/六氟丙烯共聚物，聚氯三氟乙烯和聚氟乙烯；藻酸丙二醇酯，二烷基酮以及丙烯酸共聚物等。

助润滑剂可以是酰胺或胺如高级脂肪酸酰胺，硬脂酸2-甾族酰胺基乙酯，乙烯-双-饱和脂肪酸酰胺，烷基基团中有12-18个碳原子的N，N’-双-(2-羟乙基)-烷基酰胺，N，N’-双(羟乙基)月桂酰胺，脂肪酸二乙醇胺以及二(羟乙基)的二硬脂酸酯-二亚乙基三胺单乙酸酯。

助润滑剂也可以是一元或多元醇的脂肪酸酯如硬脂酸正丁酯，氢化松香的甲基酯，癸二酸二正丁酯，癸二酸2-乙基己基酯，癸二酸辛基酯，甘油的脂肪酸酯，季戊四醇的硬脂酸酯，四硬脂酸季戊四醇酯，失水山梨醇脂肪酸酯，聚乙二醇脂肪酸酯，单硬脂酸聚乙二醇酯，二月桂酸聚乙二醇酯，单油酸聚乙二醇酯，二油酸聚乙二醇酯，聚乙二醇椰子油脂肪酸酯，聚乙二醇妥尔油脂肪酸酯，硬脂酸1，3-丁二醇二甘醇酯以及丙二醇脂肪酸酯等。

助润滑剂也可以是甘油三酯和蜡如氢化的食用油和脂，棉籽油和其它食用油，亚麻籽油，棕榈油，1，2-羟基硬脂酸甘油酯，氢化鱼油，牛脂，鲸蜡，褐煤蜡，巴西棕榈蜡，蜂蜡，漆脂；一元脂族醇与脂族饱和酸的酯如硬化的鲸油，硬脂酸月桂基酯和硬脂酸硬脂基酯以及羊毛脂等。技术熟练人员都知道本节中所述的某些天然产物可能是部分不饱和的。这种产物在用作本文所述的组合物中的饱和助润滑剂之前应经过氢化。

优选的助润滑剂是山萮酸酰胺(CRODAMIDE BR，购自CrodaOleochemicals，England)；乙烯双硬脂酰胺，硬脂酰胺和硬脂酸锌。

润滑剂混合物的加入量为0.01-1.5(重量)％，优选0.2-1(重量)％，特别优选为0.2-0.5(重量)％(以封盖组合物中基础树脂计)。当润滑剂量过少和低于这一范围时，开盖扭力会很高，从而使开盖操作较为困难。当润滑剂量过多和超过上述范围时，所需扭力太低，从而造成密封不够充分。

抗氧化剂：可使用的抗氧化剂包括抗坏血酸，异抗坏血酸，鞣酸，生育酚，氢醌，儿茶酚，间苯二酚，二丁基羟基甲苯，二丁基羟基苯甲醚，连苯三酚，羟基苯基丙酸酯如四亚甲基(丙酸-3，5-二叔丁基-4’-羟基苯基酯)，烷基酚如2，6-二叔丁基-4-甲基酚，羟苄基化合物如三(3，5-二叔丁基-4-羟苄基)异氰脲酸酯，亚烷基双酚如2，2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基酚)，亚磷酸酯和亚膦酸酯如双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯，山梨糖，葡萄糖，木素，铁基抗氧化剂如铁粉、活性铁、氧化亚铁和铁盐，无机抗氧化剂如亚硫酸盐、硫代亚硫酸盐、连二亚硫酸盐和亚硫酸氢盐，聚合物如氧化还原树脂和聚合物-金属配合物，沸石，活性炭或者上述化合物的盐等。上述抗氧化剂的混合物在本发明封盖组合物中也是适用的。

生育酚是优选的抗氧化剂，然而，生育酚化合物的各种变体也是可使用的。dl-α-生育酚(2，5，7，8-四甲基-2-(4’，8’，12’-三甲基三癸基)-6-苯并二氢呋喃醇)也称为维生素E是十分适用的。然而，根据本发明，生育酚的同系物如α或β生育酚，γ生育酚和6-生育酚的这些立体异构体也是可采用的。HO等人在Journal of Vinyl & AdditiveTechnology，1998年6月，Vol.4，No.2，PP.139-150中已经介绍了维生素E可作为HDPE聚合物的抗氧化剂。在美国专利5863964和5663223中已经公开了生育酚可与其它化合物一起在封盖衬垫中起香味保护作用。此外，美国专利5143763中也公开了生育酚在容器盖组合物中可作为氧清除剂。然而，还未公开过以生育酚作为制造无衬垫封盖的组合物中的抗氧化剂。通常，封盖衬垫含易分散生育酚的乙烯醋酸乙烯酯。然而，用于制造无衬垫封盖的组合物中的聚烯烃树脂如聚丙烯不认为是生育酚容易分散的。

此外，适用的抗氧化剂可含催化剂，保水剂或水合物。

优选的是，抗氧化剂在封盖组合物中的用量为约0.1-约3(重量)％，更优选为约0.2-2(重量)％，而最优选为约0.5-1.5(重量)％。

当两种抗氧化剂在封盖组合物中一起使用时，第一种抗氧化剂与第二种抗氧化剂之比为约1∶5-约5∶1，优选为约1∶3-约3∶1，而最优选为约1∶2-约2∶1。

树脂：可用于封盖组合物中的树脂是聚烯烃如聚乙烯，聚丙烯或者由丙烯或乙烯与至少一种第二单体形成的共聚物。聚丙烯是特别优选的树脂。也可使用上述聚烯烃的任何一种结合。

其它成分：可向封盖组合物添加颜料。为了使封盖着色或者使封盖呈不透明，可添加白色颜料如二氧化钛；也可添加有色颜料如炭黑，氧化铁红，酒石黄色淀或群青蓝(ULTRAMARINE BLUE NUBIX E-25，购自Clariant)。使用微胶囊包裹的颜料是特别有利的。颜料的常用量为组合物总量的约0.2％-约0.8％。

乳化剂可添加在助润滑剂中，或单独添加在封盖组合物中。适用的乳化剂包括无毒的非离子表面活性剂，这类表面活性剂在使用浓度下实际上是无味的，或者至少没有任何不愉快的或不希望有的气味。非离子表面活性剂的实例是失水山梨醇聚氧乙烯脂肪酸酯如失水山梨醇聚乙烯(20)单油酸酯(TWEEN80)。

润滑剂组合物与乳化剂之比和润滑剂配方中乳化剂的浓度可随情况不同而在很大范围内改变。

封盖：上述组合物可用来成形封盖。优选的封盖如下所述。

本发明容许有各种形态的实施方案，附图所示的和下文所述的实施方案应认为只是本发明公开的例举内容，并不是将本发明限于所述的具体实施方案。

参看图1和图2，图中所示的是与相配容器C连同使用的容器封盖10。该封盖包括圆形盖顶部分12和垂挂的环形侧壁部分14。该封盖包括在侧壁14上形成的与相配容器C上形成的螺纹相配合的内螺纹16。

为了便于从相配容器内排出气体，封盖10的侧壁部分14设定有多个轴向延伸的排气槽18。

在该图解说明性实施方案中，成形的封盖10设有防开指示机构。因此，该封盖包括垂挂的环形扭断式封边20，而且该扭断式封边与侧壁14至少是部分呈易断连接的。扭断式封边包括环形圈22，该环形圈与侧壁14可通过沿圆周方向分布的、能使扭断式封边与壁部分分开的刻痕线24来区别。多个隔开的易断桥26沿圆周方向分布在侧壁与扭断式封边内侧表面之间，从而在它们之间构成所要求的易断连接。

在该图解说明性实施方案中，封盖10的扭断式封边20是根据McBride的美国专利4938370所述方法成形的，该专利内容已列入本文供参考。因此，该图解说明的扭断式封边包括多个沿圆周方向间隔地向内延伸的柔韧凸出部分28，该凸出部分是与相配容器C的环形锁环同时成形的。封盖10的扭断式封边可按另外方法成形如按照Wilde等人的美国专利4418828所述方法成形，该专利内容已列入本文供参考。

图解说明性封盖10是无衬垫结构，即该封盖不包括邻近或相邻盖顶12放置的、供密闭容器用的密封衬元件或类似元件。相反，该封盖包括单一整体的、从盖顶12与侧壁14交界处向中心伸出的环形密封舌状体30。环形密封舌状体30与容器C形成有回弹性能的柔性接合，如图2所示。在封盖10的盖顶12上设置有悬垂的环形止推件32以增强密封舌状体与容器之间所需的密封性能。如图2所示，当向封盖10施力推向相配容器C时，柔韧的密封舌状体30向上推压止推件32，于是止推件与密封舌状体一起促使舌状体将容器C密闭。

以下面实施例来说明本发明的优选实施方案和实际应用，这些实施例并不是对本发明的限制，而是在所附权利要求书中另有规定。

实施例1

为了说明本发明组合物的效用，将芥酸酰胺与饱和的助润滑剂结合配制成通常用于无衬垫封盖的组合物，然后注塑成封盖。将这些封盖置于能增加任何不希望有的相互作用的条件下，然后进行非正式气味试验，以确定是否能检出任何异味。该实验的操作步骤如下：

采用2英寸单螺杆挤塑机，制成如下表1规定的含润滑剂的配混树脂粉料的聚丙烯树脂试样。芥酸酰胺购自Witco，品名为KEMAMIDE E，主要成分为顺式13-二十二烯酸酰胺。助润滑剂是山萮酸酰胺(购自CrodaOleochemials，England，品名CRODAMIDE BR，主要成分：山萮酸酰胺)，乙烯双-硬脂酰胺，硬脂酰胺(十八烷酸酰胺，购自Witco，品名为KEMAMEDES)和硬脂酸锌(购自Akzo Nobel)。每种配方按旋转压塑法压塑成作评价用封盖。

为了测定制得封盖的氧化稳定性，取每种配方的一个封盖各自放入含过氧化氢的大口瓶中。将瓶口密闭并对瓶内减压，接着，将大口瓶放在烘箱内，在120°F下保持三天。

经过这一时间处理后，取瓶中液面上10毫升样品进行GC/MS分析，以鉴定存在的任何挥发性化合物。对溶液也进行GC/MS分析。分析结果表明，含润滑剂混合物的封盖材料不存在胺，尽管在含芥酸酰胺作为唯一润滑剂的组合物进行测试中可能检出胺。

通过专家小组对各配方进一步作非正式试验，以确定是否有不愉快的气味。配方1-配方3代表本文所述的混合物，配方2和配方3清楚地显示，或以分析方法或通过专家组非正式试验都没有检出污染物，根据GC分析三种配方都不含胺。因为气味试验是非正式的，因此GC分析结果的可信度在确定是否合格方面具有最大的权重。

表1

配方	芥酸酰胺(％)	助润滑剂a	是否用GC检测胺	气味
					1	0.2	乙烯双硬脂酰胺	不	轻微的
2	0.2	山萮酸酰胺	不	无
					3	0.2	山萮酸酰胺	不	无
4	0.9	无	是	很轻微的胺

a＝组合物的0.2％

实施例2

利用实施例1所述制备试样的步骤，由专家小组采用常规三角试验或多次比较试验对另一些配方进行试验。这些配方的组成详列在表2中。配方4和配方5代表常规润滑剂仅用芥酸酰胺。配方6和配方7代表本文公开的混合物。试样置于大口瓶中分别在一周后，两周后，两个月后和四个月后进行评价。就每种情况的判断结果来说，配方6和配方7是经专家小组判断为符合目前采用的封盖的要求的。目前采用的封盖是由聚乙烯树脂制的，该树脂与聚丙烯树脂相比需要的润滑剂少得多。

表2

配方	芥酸酰胺(％)	助润滑剂
			5	0.4	无
6	0.2	山萮酸酰胺0.3％
			7	0.2	硬脂酰胺0.3％
4	0.9	无

所有引用的参考文献都已列入本文供参考。

已通过上述说明和实施例对本发明作了说明。上述说明是非限制性的，因为对技术熟练人员来说，作许多变更是不难的。因此，在附后的权利要求书范围和精神内的所有这些变更都属本发明范围。

在不违背以下权利要求书中所述的本发明的构思和范围的条件下，可对本发明方法的组合物、操作和安排进行改变。

Claims (19)

1.一种封盖组合物，该组合物包含：

a)约98.5-约99.9(重量)％的至少一种聚烯烃树脂；和

b)约1.5-约0.01(重量)％的芥酸酰胺与至少一种饱和的助润滑剂的组合物，其中芥酸酰胺与助润滑剂之比为1∶10-10∶1。

2.权利要求1的组合物，其中所述聚烯烃是聚丙烯。

3.权利要求1的组合物，该组合物用于无衬垫封盖的制造。

4.权利要求1的组合物，该组合物还包含约0.1-约3(重量)％的至少一种抗氧化剂。

5.权利要求4的组合物，其中所述抗氧化剂是生育酚或其同系物。

6.权利要求4的组合物，该组合物还包含其它抗氧化剂，其中所述抗氧化剂与所述其它抗氧化剂之比为约1∶5-约5∶1。

7.权利要求1的组合物，该组合物还包含选自颜料和乳化剂的添加剂。

8.权利要求7的组合物，其中所述添加剂是群青蓝。

9.权利要求1的组合物，其中所述饱和的助润滑剂选自硬脂酰胺、山萮酸酰胺，乙烯双-硬脂酰胺和硬脂酸锌。

10.制造无衬垫封盖的封盖组合物，该组合物包含：

a)约97-约99.9(重量)％的至少一种聚烯烃树脂；和

b)约3-约0.1(重量)％的抗氧化剂生育酚或其均聚物。

11.权利要求10的组合物，该组合物还包含选自颜料和乳化剂的添加剂。

12.权利要求11的组合物，其中所述添加剂是群青蓝。

13.权利要求10的组合物，其中所述聚烯烃是聚丙烯。

14.权利要求10的组合物，该组合物还包含润滑剂。

15.权利要求10的组合物，该组合物还包含其它抗氧化剂，其中所述生育酚与所述抗氧化剂之比为约1∶5-约5∶1。

16.权利要求10的组合物，该组合物还包含约1.5-约0.01(重量)％的芥酸酰胺与至少一种饱和的助润滑剂的混合物。

17.权利要求15的组合物，其中所述助润滑剂选自硬脂酰胺，山萮酸酰胺，乙烯双-硬脂酰胺和硬脂酸锌。

18.一种封盖，该封盖包括：

具有垂挂的环形侧壁的圆形盖顶；

所述侧壁具有内螺纹和垂挂的扭断式封边；

其中所述封盖是由权利要求1的组合物模塑而成的。

19.减少贮存在密封容器中的物品的臭味和异味的方法，该方法包括的步骤为：

用无衬垫封盖密闭容器，其中所述无衬垫封盖是由权利要求1的组合物制成。