CS248249B1 - PVC kompozícia pre tesnenia potravinářských obalov - Google Patents

Abstract

PVC kompozícia pre tesnenia potravinářských obalov, najma pre tesniace vložky korunkových uzáverov fliaš s pivom, limonádami, sirupmi a minerálnymi vodami, vyrábané technológiou vytláčania a následného tvarovania raznicami. Účelom riešenia je zlepšenie spracovateiských a funkčných vlastností PVC kompozície zamerané na možnost' spracovania pri znížených teplotách a nižších tlakoch taveniny znamenajúce úspory elektrickej energie a nákladov na údržbu stroja, zlepšenie tepelnej stability a zlepšenie tesniacich schopností pri tlakoch vyšších o 0,6 MPa. Podstata riešenia spočívá v tom, že sa použijú iba také PVC kompozície, v ktorých je poměr PVC a/alebo kopolymérov VC ku zmákčovadlám a ku plnidlám rovný 1: 0,6 : : 0,1 až 1:1: 0,8, pričom sú definované K- -hodnoty polymérov a obsah komonomérov. Z použitých plnidiel tvoří 3 až 20 hmot. % uhličitan vápenatý a 0,5 iaž 8 hmot. % kysličník titaničitý, počítané na hmotnost PVC kompozície. Definovaná je aj nutná distribúcia častíc týchto dvoch plnidiel. Vynález možno účelne využiť aj v zdravotnické) technike na výrobu častí protéz končatín, na športové ia rehabilitačné pomócky, hračky pre kojencov a pod.

Description

Vynález sa týká PVC kompozície určenej pre zhotovovanie těsnění uzáverov potravinářských obalov, ktorá má zlepšené spracovatetské a funkčně vlastnosti v porovnaní s doteraz používanými PVC materálmi.

Tesnenia korunkových uzáverov fliaš na pivo, minerálně vody, sirupy, limonády, atd'., přešli dost dlhým vývojom. V prvej etape sa používali tesniace vložky z prírodného korku, vysekávané z nařezaných cca 2 mm hrubých plátkov. Přitom sa museli vyraďovať vložky majúce trhliny a iné vady, takže odpad bol velký a ďalej už nezužitkovatel'ný.

V snahe využiť aj tento odpad začali ho drvit na drobné kúsky cca 1 až 2 mm velké, a po přidaní spojidiel, najčastejšie fenolformaldehydových živíc, sa za tepla lisovali tenké došky vhodné na vysekáváme vložiek mnohonásobnými raznicami. Táto technológia, doplněná připadne o nalepenu polyetylénoví! alebo hliníkovú foliu, sa na mnohých miestach používá dodnes.

Podstatným krokom vpřed bolo použitie PVC pasty, t. j. disperzie PVC prášku vo vhodných zmakčovadlách s přísadou nadúvadla. Pasta sa zvláštnym strojným zariadením nastrekovala v presne odmeranej dávke (0,3 gj do rotujúcich kovových koruniek, ktoré potom prechádzali cez želatinačný tunel, pričom došlo k želatinácii pasty a súčasnému napeneniu želatinátu, čím sa vytvořila mákká, elastická tesniaca vložka s tesniacimi schopnosťami do tlaku 0,6 MPa.

Nevýhodou tohoto procesu je však častá poruchovost zariadenia, spůsobovaná najma upchávaním vstrekovacích trysiek aj celkom malými nečistotami pochádzajúcimi z pasty alebo z korózie zariadenia, pričom sa stroj musí odstavit a poruchové miesto vyčistit organickými rozpúšťadlami. Přitom dochádza k silnému znečisteniu rúk pracovníkov vykonávájúcich obsluhu linky pastou i styku pokožky s organickými rozpúšťadlami, čo v konečnom důsledku vedie u citlivých osob k vzniku alergických dermatóz a nutnosti změny pracoviská.

Ďalším závažným nedostatkom je výrazný vzostup viskozity pasty s časom skladovania, čo obmedzuje skladovateínosť a použitelnost pasty iba na dobu 3 až 6 mesiacov. Vzostup viskozity je zvlášť markantný v letných mesiacoch, pri jej uskladnění v netemperovaných skladoch, čo vedie až k úplnej strate tekutosti a teda aj upotrebitel'nosti.

Velkým prínosom v technologii výroby tesniacich vložiek korunkových uzáverov bolo vynájdenie zariadenia na ich výrobu z granulovaného materiálu — plastu, a to tým sposobom, že na závltovkovom extrúderl sa z granulátu vytláča plný kruhový profil, z ktorého sa rotujúcim nožom za hubicou extrúdera odsekávajú kúsky o hmotnosti asi 0,3 g a padajú do přisunovaných koruniek, kde sa potom v karuselovom zariadení so sústavou razníc vyformuje požadovaný tvar tesniacej vložky.

Zo začiatku sa toto zariadenie používalo iba na spracovanie polyetylénu a neskor aj EVA-kopolyméru. Obidva plasty však majú značný nedostatok vo vysokej priepustnosti pre CO2 a vodné páry a preto ich použitie bolo obmedzené prakticky iba do korunkových uzáverov pre jedlé oleje a sirupy„

Další výskům a hladanie vhodnějších materiálov, najma pre uzávěry na pivo, šumivé nápoje, limonády a uhličité minerálně vody, priniesol granulát z mákčeného PVC o tvrdosti Shore A cca 80 °Sh. Tesniace vložky z tohoto materiálu dávali zhodné alebo mierne lepšie tesniace vlastnosti (do 0,8 MPa) ako vložky z PVC pasty. Přednostou bol dobré regulovatelný a vysoký výkon zariadenia (500 až 1 500 kusov těsnění za minútu) pri malých priestorových nárokoch a čistej nenáročnej obsluhe.

V porovnaní s predtým spracovávaným polyetylénom, alebo EVA-kopolymérom, prejavila sa u PVC viacnásobne vyššia viskozita taveniny, majúca za následok podstatné vyššie mechanické namáhanie vytláčacieho stroja (extrúdera) s častou poruchovosťou ložisiek závitovky a hnacej sústavy. Taktiež velmi nízká tepelná stabilita PVC kompozície znamenala aj pri krátkom přerušení (odstávka] výroby vložiek rozklad PVC v extrúderi, spojený so znehodnotením (spálením) spracovávaného materiálu a silnou koróziou závitovky vznikajúcim chlórovodíkom, čo znamenalo nutnost každoročnej výměny závitovky za novů. Nápriek týmto vyšším energetickým nárokom a nákladom na údržbu, cenila sa u PVC granulátu čistá práca v porovnaní s PVC pastou, lepšie tesniace schopnosti a dlhodobá skladovatel'nosť bez ujmy na kvalitě.

Teraz sme zistili, že je možné aj uvedené nedostatky PVC kompozície odstranit a dosiahnúf spracovatelské vlastnosti na úrovni polyetylénu pri zlepšení aj funkčných vlastností, ak sa PVC kompozícia zostaví a vyrobí podlá tu popísaného vynálezu, čím sa súčasne získá:

— zníženie viskozity taveniny o 30 až 50 % a tým aj výrazné menšie mechanické zaťaženie extrúdera, s úsporou na náhradných dieloch, — možnost spracovania PVC kompozície pri podstatné nižších teplotách (o 20 až 30 °C), dokonca nižších ako u polyetylénu, čo znamená úsporu elektrickej energie vo výške 10 až 30 °/o, — zlepšenie tepelnej stability 11a dvoj- až trojnásobok doteraz známých PVC kompozícií pre korunkové uzávěry, čo představuje značné materiálové úspory, najma pri různých technologicky nutných krátkodobých odstávkách (napr. pri výpade elektrického prúdu, závadě na přísune koruniek ku karuselu extrúdera a pod.) bez nebezpečia nahorenia taveniny a nutnosti rozobratia extrúdera, vyčistenia od nahorenín a nového náběhu, — zlepšenie odsekávania odrezkov rotujúcim nožom, bez lepenia na nůž a bez vyťahovania nitkovitých prúdov taveniny, — zlepšenie tesniacich schopností vyrobených tesniacich vložiek z 0,6 MPa na 1,2 MPa, čo umožňuje bezproblémové použitie aj v prípadoch keď je nutná pasterizácia a dlhodobé skladovanie nápojov s vysokým obsahom CO2.

Princip vynálezu spočívá v tom, že v PVC kompozícii pozostávajúcej z PVC a/alebo kopolymérov VC, zmakčovadiel, plnidiel a pomocných látok, sa zvolí poměr PVC a/alebo kopolymérov VC ku zmakčovadlám a ku plnidlám v rozmedzí 1 : 0,6 : 0,1 až 1 :1 :0,8 čím sa zaručí dostatočne nízká viskozita taveniny aj v najnáročnejších prípadoch a umožní sa spracovanie pri relativné nízkých teplotách. Přitom podiel PVC a/alebo kopolymérov VC tvoří s výhodou 35 až 55 hmot. percent, podiel zmakčovadiel 31 až 35 hmot. percent a podiel plnidiel 6 až 25 hmot. % počítané z hmotnosti PVC kompozície.

Z hladiska dosiahnutia optimálnych vlastností PVC kompozície sa volí ako PVC suspenzný homopolymér vinylchloridu o K-hodnote 55 až 65 a/alebo- kopolymér VC-propylén o K-hodnote 55 až 65 s obsahom 2 až 7 % propylénu a/aleb-σ kopolymér VC-etylén-vinylacetát o K-hodnote 60 až 70 s obsahom 3 až 9 % etylénu a 2 až 7 % vinylacetátu, a/alebo kopolymér VC-alkylakrylát o K-hodnote 60 až 70, s obsahom 4 až 10 % alkylakrylátů, pričom ako alkylakrylát može byť použitý homolog z radu metyl-, etyl-, atd'., až dodecylakrylát, s výhodou 2-etyl-hexyl-akrylát.

Výběr zmakčovadiel je obmedzený v prvom radě hygienickými a zdravotnickými smernicami pre plasty prichádzajúce do styku s poživatinami. Ich obsah určuje smernica rigorózně na -sumu 35 hmot. % a kontroluje sa etyléterovým extraktom. V súvise s požadovanými mechanickými vlastnosťami PVC kompozície možno použiť:

di-2-etylhexylftalát, di-2-etylhexyladipát, dibutylsebakát, dioktylsebakát, acetyltributylcitrát, butylester kyselin sójového oleja, epoxidovaný sójový olej a pod.

Vo zvláštnych prípadoch možno použiť aj reaktivně zmakčovadlá, napr. tetraetylénglykoldimetakrylát alebo trimetylolpropántrimetakrylát na zlepšenie odolnosti voči trvalej deformácii, za předpokladu, že sa dosiahne počas želatinácie, alebo iným vhodným sposobom ich úplné vzájomne zreagovanie, v podobě rovinnej, alebo priestorovej siete, takže sa nebudú nachádzať v etyléterovom extrakte.

Velmi doležitú úlohu podía tohoto vynálezu majú plnidlá, ktoré musia byť použité vo zvlášť jemnozrnnej formě. Do takejto PVC kompozície sú ako plnidlá vhodné prírodné alebo syntetické uhličitany vápenaté, kysličník titaničitý, kysličník hlinitý, žíhaný kaolín, mastenec, síran barnatý v čistotě CSL 2 a pod.

Podmienkou pri výbere druhu a množstva plnidiel v zmysle predmetu vynálezu je, aby z celk-ovej hmotnosti PVC kompozície tvořil uhličitan vápenatý 3 až 20 hmot. % a kysličník titaničitý 0,5 až 8 hmot. %. Uvedený obsah uhličitanu vápenatého v. súčinnosti so zmakčovadlom sposobuje tixotropný charakter taveniny PVC kompozície, tým aj jej velmi dohrú tvar-ovatelnosť, a má tiež podstatný podiel na zlepšení tepelnej stability.

U kompozícii obsahujúcich nadúvadlo, slúži súčasne uhličitan vápenatý ako nukleačné činidlo, vytvárajúce zárodky bubliniek jemn-oporéznej štruktúry. Kysličník titaničitý zase významné zlepšuje tokové vlastnosti a upravuje farbu tesniacej vložky.

Uvedené vlastnosti sa však v dostatočnej miere prejavujú len v určitom rozmedzí velkostí častíc týchto plnidiel. Preto podía tohoto vynálezu musí mať použitý uhličitan vápenatý najmenej 90 hmot. % častíc menších ako 0,025 mm, avšak podiel častíc menších ako 0,001 mm nesmie překročit 25 hmot. %. Kysličník titaničitý zase musí mať najmenej 95 hmot. % častíc menších ako 0,015 mm, obsah častíc menších ako 0,001 mm aspoň 40 hmot. %, ale podiel častíc o velkosti pod 0,0002 mm nesmie tvořit viac ako 10 hmot. %.

Typické distribúcie častíc vhodných komerčných plnidiel sú v tabulke 1.

Tabulka 1

Plnidlo	1
% častíc nad 0,025 mm	0
% častíc 0,016 až 0,025 mm	0,1
% častíc 0,010 až 0,016 mm	13,0
'% častíc 0,004 až 0,010 mm	49,4
% častíc 0,001 až 0,004 mm	35,8
% častíc 0,0002 až 0,001 mm	1,7
% častíc pod 0,0002 mm	0
Legenda:
1 je Kredafil 150 Extra S 2 je mikromletý vápenec 3 je Omya BSH

je Omyalite S je Omyalite 95 T je TiOž Pretiox AV-01

2	3	4	5	6
0	0	0	0	0
0	0	0	0	0
7,9	0	0	0	0,6
32,9	18,3	3,3	5,3	6,4
54,7	73,2	81,4	72,0 22,7	29,2
4,5	8,5	15,3	61,9
0	0	0	0	1,9

Pri volbě plnidiel sa musí prihliadať k distribúcii častíc z toho dovodu, aby bol zachovaný celkový povrch častíc primeraný účelu, ktorý má plnidlo v PVC kompozícii spínat. Prekročenie týchto hodnot, pokial' ide o hornú hranicu, t. j. vyšší obsah hrubých podielov má za následok nedostatečný účinok na tixotropiu, zatial¹ čo zvýšenie jemných podielov nad udané hranice vedie k zvýšenému absorbovaniu zmákčovadiel na povrchu častíc plnidiel a tým nastáva nežiadúca změna mechanických vlastností, najmá zvýšenie tvrdosti a pokles pevnosti a tažnosti pod únosnú mieru. Preto· je aj podstatné jemnější kysličník titaničltý obmedzený na 8 hmot. % PVC kompozície, zatial' čo uhličitan vápenatý s menším celkovým povrchom častíc može byť dávkovaný až do 20 θ/o hmotnosti PVC kompozície.

Z pomocných látok vo funkcii stabilizátorov možno použit vápenaté a zinočnaté soli vyšších mastných kyselin, napr.:

stearan vápenatý, oleát vápenatý, stearan zinočnatý, oktoát zinočnatý, dalej vhodné sú estery kyseliny beta-amínokrotónovej, alebo komplexná draselno-zinočnatá so! kyseliny olejovej, ktorá súčasne može slúžiť ako velmi účinný aktivátor rozkladu nadúvadla, ak je toto použité za účelom zníženia mernej hmotnosti tesniacej vložky.

Na zamedzenie lepenia taveniny PVC kompozície na tvarovacie nástroje (hubice, rotačně nože, raznice) je potřebné použiť v PVC kompozícii mazadlá. Najčastejšie sa volí viaczložkový systém, zložený z reduktora frikčného tepla (znižovača viskozity taveniny), separátora a regulátora rýchlosti želatinácie, například pentaerytritoldioleát s pevným parafínom a stearanom vápenatým, alebo glycerínmonostearát s medicinálnym vazelínovým olejom a polypropoxamérom trimetylolpropánu. Aj tieto pomocné látky musia byť starostlivo vybraté nielen po funkčnej stránke, ale čo do druhu i množstva musia byť v súlade s hygienickými smernicami.

Hlavné aplikačně možnosti a praktické přednosti tohoto vynálezu budú v ďalšom osvětlené na viacerých príkladoch, pričom příklad č. 1 slňži ako porovnávací, uvádzajúci typickú doteraz používaná PVC kompozíciu pre korunkové uzávěry s tesniacou vložkou zhotovenou vytláčacou technológiou a příklady č. 2 až 7 uvádzajú PVC kompozície podlá tohoto vynálezu, s výrazné zlepšenými spracovateískými a funkčnými vlastnosťami, čo je dokumentované v príkladoch uvedenými hodnotami sledovaných vlastností.

Jednotlivé vlastnosti boli stanovené týmito metodami:

hustota podlá ČSN Θ4 0111 pyknometric^Ry, pevnost v ťahu a ťažnosť podlá CSN 64 0605, s použitím skúšobných teliesok č. I o hrúbke 2 mm a rýchlosti 100 mm/min, tvrdost Shore A podlá ČSN 62 1431, index toku podlá ČSN 64 0861 pri 190 °C a sile na piest 3 kg, tepelná stabilita na kongočerveň pri 180 stupňoch C podlá DIN 53381/1.

Skúška spracovatelnosti sa vykonala na závitovkovom kapilárnom viskozimetri Gotfert, 0 22, pri teplote taveniny 187 °C (teploty zón 160, 170, 180 “C) a 100 ot/min, za použitia trysky 02 mm/3 mm a závitovky s kompresným pomerom 1 : 3. Empirický faktor spracovatelnosti sa vypočítal ako podiel výtlačného výkonu G (g/hj pripadajúci na jednotku tlaku taveniny (MPa) a jednotku točivého momentu (N.mj.

Tlakové skúšky tesniace) schopnosti korunkových uzáverov s vyrobenými tesniacimi vložkami sa vykonávali na zariadení so 6 kovovými moidelmi pivových fliaš, ponořenými do temperovaného vodného kúpela a opatřenými prívodom kysličníka uhličitého z tlakovej Haše cez redukčný ventil umožňujúci přesné nastavenie tlaku v modelo248249 vých flašiach uzavretých skúšanými uzávermi.

Tlakové skúšky boli urobené pri temperovaní kúpel'a na 25 °C, v druhej sérii na 65 °C, kedy sa modelovali podmienky pasterizácie. Tlak v skúšobných flašiach sa postupné zvyšoval každú minútu o 0,1 MPa až do 1,2 MPa. Tesniaca schopnosť pri danom tlaku sa považovala za vyhovujúcu ak nebol pozorovaný vo vodnom kúpeli únik bubliniek CO2 z korunkového uzávěru.

Příklad 1

Tento příklad představuje doterajší stav techniky a slúži ako porovnávací.

Pre výrobu tesniacich vložiek korunkových uzáverov na flaše s pivom sa připraví PVC kompozícia o zložení:

61,8 hmot. % suspenzného PVC o K-hodnote 70,

2,0 hmot. % titánovej běloby, • 33,6 hmot. % di-2-etylhexylftalátu,

1,2 hmot. % esteru kyseliny beta-amínokrotónovej,

0,3 hmot. % vápenato-zinočnatého karboxylátu,

0,1 hmot. % tris-nonylfenylfosfitu,

0,5 hmot. % vosku OP,

0,3 hmot. °/o stearylalkoholu a 0,2 hmot. % glycerínmonostearátu.

Táto kompozícia sa zamieša na fluidnej miešačke a potom sa zgranuluje na dvojzávitovkovom granulátore pri teplotách vyhrieYacích zón 120, 135, 140, 150, 150, 140 a 145 °C.

PVC kompozícia vo formě granulátu má tieto vlastnosti:

hustotu 1,238 g/cm³, pevnost’ v ťahu 18,0 MPa, ťažnosť 142 %, tvrdost 80 °Sh A, index toku 16,2 g/10 min, tepelnú stabilitu 105 minút.

Spracovatelská skúška na závitovkovom kapilárnom viskozimetri dala výkon 2 736 gramov/h pri tlaku 9,5 MPa a točivom momente 22,5 N.m, z čoho vyplývá faktor spracovatefnosti 12,8.

Granulát sa spracováva na jednozávitovkovom vytláčacom stroji. Vytláča sa plný kruhový profil 0 8 mm, z ktorého sa za hubicou rotujúcim nožom odsekávajú odřezky hmotnosti cca 300 mg a padajú do plechových koruniek, kde sa ihned' tvarovacími raznicami vyformujú na požadovaný tvar tesniacej vložky.

Požadovaný výkon stroja a tvarovatelnosť PVC kompozície sa dosiahli za týchto podmienok: teploty zón 150, 160, 170, 160 °C, pri 110 otáčkalch závitovky za minútu a odbere el. prúdu 35 A. Měrná spotřeba elektrického prúdu je 0,739 kWh na 1 kg spracovaného granulátu.

Takto vyrobené tesniace vložky hmotnosti 295 až 310 mg boli podrobené tlakovým skúškam tesniacej schopnosti, pri ktorých sa dosiahli tieto výsledky:

zo 6 skúšobných uzáverov bol:

pri 25 °C pozorovaný únik bubliniek plynu, pri 0,7 MPa u dvoch uzáverov, pri 0,8 MPa u jednoho uzávěru, pri 0,9 MPa u dvoch uzáverov a pri 1,0 MPa u jednoho uzávěru.

Tlak nad 1,0 MPa nedokázal utěsnil ani jeden zo skúšaných uzáverov. Pri 65 °C už pri 0,7 MPa netěsnili 3 uzávěry, pri 0,8 MPa ďalšie 2 uzávěry a pri 0,9 MPa ukázal netěsnost aj posledný skúšobný uzávěr. Z toho vyplývá, že pasterizácia sa može pri použití korunkových uzáverov s týmito tesniacimi vložkami vykonával len pri vnútorných tlakoch vo flašiach do 0,6 MPa a teda tesniace schopnosti sú iba na úrovni hodnot dosahovaných tesniacimi vložkami zhotovenými z PVC pasty.

Příklad 2

Pre výrobu tesniacich vložiek korunkových uzáverov na Haše s pivom sa připraví PVC kompozícia podlá tohoto vynálezu s pomerom PVC : zmakčovadlu : plnidlu rovným 1 : 0,636 : 0,135 pozostávajúca z:

54,16 hmot. % suspenzného PVC o K-hodnote 62,

7.30 hmot. % plnidlel, z čoho je

3.30 hmot. % uhličitanu vápenatého v poďobe povrchové upravenej plavenej kriedy majúcej

99,9 hmot. % častíc menších ako 0,025 milimetrov a

1.7 hmot. % častíc menších ako 0,001 milimetrov a

4,00 hmot. % kysličníka titaničitého majúceho

99,9 hmot % častíc menších ako 0,015 milimetrov,

73,0 hmot. % častíc menších ako 0,001 milimetrov a

1.8 hmot. % častíc pod 0,0002 mm, ďalej 0,24 hmot. % nadúvadla — azobisformamidu,

0,24 hmot. % aktivátora — kysličníka zinočnatého,

0,30 hmot. % vápenato-zincčuatého karboxylátu,

1,00 hmot. % esteru kyseliny beta-amínokrotónovej,

0,48 hmot. % stearínu,

0,60 hmot. % stearanu vápenatého·,

0,48 hmot. % pevného parafínu, b. t. 53 stupňov C,

0,20 hmot. % glycerínomonostearátu,

32,50 hmot. % di-2-etylhexylftalátu,

2,00 hmot. % epoxidovaného esteru sójového oleja,

0,20 hmot. % ricínového oleja,

0,02 hmot. % medicinálneho vazelínového oleja,

0,10 hmot. % tris-nonylfenylfosfitu a

0,02 hmot. % polypropoxaméru trimetylolpropánu mól. hmotnosti 3 000.

PVC kompozícia bola po zamiešaní zgranulovaná pri teplotách 90, 110, 115, 125, 130, 135, 130 °C.

Zgranulovaná PVC kompozícia má tieto vlastnosti:

hustotu 1,527 g/cm³, pevnost v, tahu 9,8 MPa, tažnost 159 %, tvrdost 74 °Sh A, index toku 59,1 g/10 min, tepelnú stabilitu 149 minút.

Pri skúško spracovatelnosti bol nameraný výkon 2 970 g/h, pri tlaku 6,1 MPa a točivom momente 14,5 N.m, čo dává faktor spracovateínosíi 33,8.

Tesniace vložky boli z tejto PVC kompozície zhotovené na rovnakom zariadení ako je uvedené v příklade 1, avšak postačovali nižšie teploty i otáčky závitovky na dosiahnutie rovnakého výkonu, a to 120, 135, 150 a 140 °C pri otáčkách 100/min a zatažení iba 30 A. Měrná spotřeba elektrického prúdu je 0,633 kWh/kg, čo je o 14,4 % menej ako v příklade 1.

Pri tlakovej sikúške tesniacej schopnosti takto vyrobených korunkových uzáverov s hmotnosťou tesnenia 304 až 328 mg těsnilo pri 25 °C všetkých 6 skúšobných uzáverov ešte aj pri tlaku 1,1 MPa. Tlaková skúška pri 65 °O dala ten istý výsledok — všetky uzávěry těsnili až do tlaku 1,1 MPa, čo je významné lepšie ako v příklade 1. Táto PVC kompozícia teda preukázala spracovatelnosť pri teplotách o 30 až 40 °C nižších, menšiu energetickú náročnost a významno lepšie funkčná — tesniace vlastnosti.

P r í k 1 a d 3

Pre výrobu tesniacich vložiek korunkových uzáverov na flaše s pi-vom, sirupmi, limonádmi a minerálnymi vodami sa připraví PVC kompozícia pódia tohoto' vynálezu s pomerom PVC ku zmakčovadlu ku plnidlu rovným 1 : 0,63 : 0,179, v množstve 100 kg, pozostávajúca z 54,0 kg suspenzného PVC o K-hodnote 62, potom 8,7 kg plnidiel, z čoho je 6,7 kg uhličitanu vápenatého' s povrchovou úpravou, majúceho· 99,99 hmot. % častíc menších aiko· 0,025 mm a 12,2 hmot. % častíc menších ako 0,001 mm a 2,0 kg kysllčnílka titaničitého s distribúciou častíc rovnakou ako· v příklade 2, ďalej 0,25 kg azobisformamidu, 0,30 kg stearanu vápenatého,

0,30 kg pevného· parafínu s b. t. 52 °C, 1,50 kilogramov esteru kyseliny beta-amínokrotónovej, 32,00 kg |di-2-etylhexylftalátu, 2,00 kilogramov epoxidovaného esteru sójového oleja, 0,25 kg draselno-zinočnatého· ikarboxylátu a 0,70 ikg pentaerytritoldioleátu.

Zamiešaná PVC kompozícia sa zgranuluje pri teplotách 80, 100, 115, 125, 130, 130, 130 stupňov C a jej vlastnosti sú tieto:

hustota 1,265 g/cm³, pevnost v tahu 10,6 MPa, tažnost 179 °/o, tvrdost 69,0 °Sh A, index toku 87,5 g/10 min a tepelná stabilita 252 minút.

Pri skúšike sípracovatelnosti bol stanovený výtlačný výkon 3 072 g/h, pri tlaku taveniny

4,2 MPa a točivom momente 12,9 N.im., čo dává faktor spracovatelnosti 56,7, t. j. viac ako 4krát lepší v porovnaní s kompozíciou z příkladu 1.

Zgranulovaná PVC kompozícia sa použila na zhotovenie tesniacich vložiek korunkových uzáverov na zariadení popísanom v příklade 1, s tým rozdielom, že na požadovaný výkon a dobrú tvarovatelnosť postačujú teploty extrúdera 110, 125, 135, 130 °C, otáčky závitovky 78/min, a zaťaženie je iba 27 A, pri mernej spotrebe elektrického prúdu len 0,570 kWh/kg spracovanej PVC kompozície, t. j. až o 23 % menšej ako v příklade 1.

• Vyrobené tesniace vložky o hmotnosti 275 až 284 mg pri tlakovej skúške těsnili vo všetkých prípadoch až do· tlaku 1,2 MPa, ako pri 25 °C, tak aj pri 65 °C, čo je dvojnásobok použitelného tlaku dosiahnutého u porovnávacej PVC kompozície z příkladu 1, a ukazuje velmi dobré funkčně vlastnosti PVC kompozície podlá vynálezu aj pri teplotách pasterizácie.

Příklad 4

Pre výrobu tesniacich ikrúžkov tepelnoizolačných nápojových fliaš (termosiek) sa podlá tohoto vynálezu připraví PVC kompozícia, majúca ipomer PVC ku zmakčovadlu ku plnidlu rovný 1 : 0,914 : 0,645 o tomto zložení:

37,2 hmot. % suspenzného· PVC o K-hodnote 62,

24,7 hmot. % plnidiel tvořených 19,7 hmot. % povrchové upraveného uhličitanu vápenatého rovnafcej distribúcie častíc ako v přiklade 3 a

5,0 hmot. % kysličníka titaničitého s distribúciou častíc rovnakou aiko v příklade 2, ďalej

0,65 hmot. % azohisformamiidu,

0,30 hmot. % stearanu vápenatého,

0,30 hmot. °/o pevného parafínu s b. t. 54 stupňov C,

1,50 hmot. % esteru kyseliny beta-amínokrotónovej,

32,0 hmot. % di-2-etylhexylftalátu,

2,0 hmot. % epoxidovaného esteru sójového oleja,

0,65 hmot. % draselno-zinočnatého karboxylátu a

0,70 hmot. % pentaerytritoldioleátu.

Zaimiešaná PVC kompozícia sa zgranulovala pri teplotách 90, 100, 115, 120, 130, 130, 125 °C a holi u nej stanovené tieto vlastnosti:

hustota 1,347 g/cm³, pevnost v tahu 5,48 MPa, tažnost 126 °/o, tvrdost 53,0 °Sh A, index toku 162,8 g/10 min, tepelná stabilita 172 minút.

Pri slkúške spracovateínosti sa nameral výtlačný výkon 3 048 g/h, pri tlaku taveniny

2,9 MPa a točivom momente 9,5 N.m., čo· dává faktor opracovatelnosti 110,6.

'Zgranulovaná PVC kompozícia sa spracovávala na vstrekovacom stroji pri teplotách 140, 150, 160, 160 °C, vstrekovaním do 6-násohnej formy, s cyklem 45 sekund. Hmotnost tesniaceho krúžku bola priemerne 6,3 gramov. Pri skúške těsnosti na termoskách všetkých. 10 namátkové vybraných výliskov těsnilo dokonale počas celej 24-hodinovej skúšobnej doby.

Příklad 5 !Pre výrobu tesniacich vložiek korunkových uzáverov fliaš na nealkoholické nápoje s vysokým obsahom CO2 sa podía tohoto vynálezu připraví PVC kompozícia s pomerom PVC a kopolymérov VC ku zmákčovadlu ku plnidlu rovným 1 : 0,626': 0,292 o tomto zložení:

10,6 hmot. % suspenzného PVC o· K-hoidnote 56, ,15,0 hmot. % kopolyméru VC-propylén o K-hodnote 59 s obsahom 3,5 % propylénu,

25,0 hmot. % kopolyméru vinylchlorid-2-etylhexylakrylát o K-hodnote 66 s obsahom 8 °/o 2-etylhexylakrylátu,

14,'8 hmot. % plnidiel pozostávajúcich zo

14,3 hmot. % mikromletého vápenca majúceho

99,8 hmot. % častíc menších ako 0,025 milimetrov a

4,5 hmot. % častíc menších ako 0,001 milimetrov, a

D,5 hmot. % kysličníka titaničitého s distribúciou častíc uvedenou v příklade 2, ďalej

0,7 hmot. % stearanu vápenatého,

0,8 hmot. % esteru kyseliny beta-amínokrotónovej,

20,0 hmot. % di-2-etylhexylftalátu,

10,0 hmot. % di-2-etylhexyladipátu,

1,7 hmot. % epoxidovaného· sójového 0leja,

0,30 hmot. % medicinálneho vazelínového oleja a

0,9 hmot. % pentaerytritoldioleátu.

Zamiešaná a zgranulovaná PVC kompozícia má tieto vlastnosti:

hustota 1,306 g/cm³, pevnost v tahu 6,65 MPa, tažnost 124 °/o, tvrdost 64,1 °Sh A, index toku 126,6 g/10 min, tepelná stabilita 210 minút.

Pri skúške spracovateínosti sa nameral výtlačný výkon 2 988 g/h, pri tlaku taveniny

3,8 MPa a točivom momente 11,8 N.m., čo dává faktor spracovateínosti 66,6.

Spracovanie granulátu na tesniace vložky bolo za rovnakých podmienok ako v příklade 3. Pri tlakových skúškach všetky skúšohné uzávěry těsnili do 1,2 MPa pri 25 °C i pri 65 °C. Tesniace vložky majú dohrú elasticitu i pri znížených teplotách okolo 0 °C.

Příklad 6

Pre výrobu tesniacich vložiek korunkových uzáverov na silné uhličité minerálně vody sa připraví PVC kompozícia podía tohoto vynálezu s pomerom PVC ku zmakčovadlu ku plnidlu rovným 1 : 0,68 : 0,24 tohoto zloženia:

50,0 hmot. % suspenzného PVC o K-hodnote 60,

12.5 hmot. % plnidiel pozostávajúcich z

10,0 hmot. % mikromletého vápenca s distribúciou častíc uvedenou v přiklade 5 a

2.5 hmot. % kysličníka titaničitého s distribúciou častíc uvedenou v příklade 2,

0,2 hmot. % pevného parafínu,

0,3 hmot. % stearanu vápenatého,

0,1 hmot. % stearínu,

0,4 hmot. % glycerínmonostearátu,

0,6 hmot. % azobisformamiidu,

22,0 hmot. % di-2-etylhexylftalátu,

10,0 hmot. % tetraetylénglykoldimetakrylátu,

0,1 hmot. % dikumylperoxidu,

0,1 hmot. % medicinálneho· vazelínového oleja,

0,3 hmot. % pentaerytritoldioleátu,

0,6 hmot. % draselno-zinočnatého karboxylátu a

2,0 hmot. % epoxidovaného· sójového oleja.

Zamiešaná PVC kompozícia sa zgranuluje pri teplotách neprekračujúcich 140 °C a má tieto vlastnosti:

hustota 1,279 g/cm³, pevnost v tahu 23,5 MPa, tažnost 180 °/o, tvrdost 71,9 °Sh A, index toku 46,3 g/10 min, tepelná stabilita 165 minút.

Spracovanie na tesniace vložky sa vykonalo· za podmienok uvedených v příklade 2. Pri tlakových skúškach sa dosiahla tesniaca schopnost až do tlaku 1,5 MPa pri 25 °C i pri 65 °C.

P r í ik 1 a (cl 7

Pre výrobu prepichovacích tesniacich membrán na ffaše s fyziologickými roztokmi sa připraví PVC kompozícia podfa tohoto' vynálezu pomerom kopolymérov VC ku zmakčovadlu ku plnidlu rovným 1 : 0,81 : : 0,55 o tomto zložení:

20,0 hmot. % kopolyméru VC-propylén o K-hodnote 58 s obsahom 2,8 % propylénu,

22,0 hmot. % kopolyméru VC-etylén-vinylacetát o K-hodnote 68 s obsahom 3,9 % etylénu a 3,1 % vinylacetátu,

23.1 hmot. % plnidiel, z čoho je

15,0 hmot. % povrchové upraveného uhličitanu vápenatého· s d-istribúciou častíc uvedenou v příklade 3,

3.1 hmot. % kysličníka titaničitého s distribúciou častíc uvedenou v příklade 2 a

5,0 hmot. % žíhaného· kaolínu, ďalej

0,8 hmot. % stearanu vápenatého,

1,3 hmot. % glycerínmonostearátu,

0,3 hmot. % pevného parafínu s b. t. 53 stupňov C,

20,0 hmot. % acetyltributylcitrátu,

10,0 hmot. % di-2-etylhexyladipátu,

2,0 hmot. % epoxidovaného sójového oleja a

0,5 hmot. °/o meldicinálneho vazelínového oleja.

^granulovaná PVC kompozícia má tieto vlastnosti:

hustotu 1,340 g/cm³, pevnost v tahu 6,1 MPa, tažnosť 137 %, tvrdost 59 °Sh A, index toku 137,5 g/10 min, tepelná stabilitu 128 minút.

Pri skúške spracovatelnosti sa dosiahol výtlačný výkon 2 928 g/h, pri tlaku taveniny

3,4 MPa a točivom momente 10,7 N.m., čo zodpovedá faktoru spracovatefnostl 80,5. Granulát sa spracoval vstrekovaním na lesnice membrány za podmienok uvedených v příklade 4. Zhotovené membrány preukázali vefmi dobrú dlhodobú tesniacu schopnost a neovplyvnili negativné vlastnosti infúznych roztokov.

V príkladoch 2 až 7 uvedené .aplikácie nevyčerpávajú ani nijako neobmedzujú možnosti využitie vynálezu v praxi. Ako dalšie velmi účelné aplikácie možno spomenúť: výrobu mákikých hračiek pre malé děti, najma kojeneov, niektoré potřeby pre domácnost, športové a rehabilitačně pomocky, niektoré časti protéz končetin a pod. PVC ikompozície podfa tohoto vynálezu možno velmi dobré spracovávať vytláčením, vstrekovaním, kalandrovaníím i lisováním, čo tiež svědčí o širokom okruhu výhodných aplikácií.

Claims (4)

1. PVC kompozícia pre tesnenia potravinářských obalov, majúca zlepšené spracovatefskó a funkčné vlastnosti, ipozoetávajúca z PVC a/alebo kopolymérov VC, zmakčovadiel, plnidiel a pomocných látok, vyznačená tým, že obsah PVC a/alebo kopolymérov VC je voči obsahu zmákčovadiel a voči obsahu plnidiel v hmotnostnom pomere 1 : 0,6 : 0,1 až 1:1: 0,8, pričom podiel PVC a/alebo kopolymérov VC tvoří s výhodou 35 až 55 hmot. %, podiel zmákčovadiel je s výhodou 31 až 35 hmot. % a podiel plnidiel je s výhodou 6 až 25 hmot. °/o z hmotnosti PVC ikompozície.

(

2. PVC kompozícia pre tesnenia potravinářských obalov podlá bodu 1, vyznačená tým, že ako· PVC a/alebo kopolymér VC sa použije suspenzný homopotymér vinylchlcridu o· K-hodnote 55 až 65 .a/alebo kopolymér VC-propylén o K-hodnote 55 až 65 s obsahom 2 až 7 % propylénu a/alebo kopolymér VC-eíylén-vinylacetát o· K-hodnote 60

VYNÁLEZU až 70 s obsahom 3 až 9 % etylénu a 2 až 7 % vinylacetátu a/alebo kopolymér VC-alkylakrylát o K-hodnote 60 až 70 s obsahom 4 až 10 % alkylakrylátu, s výhodou 2-etyl-hexylakrylátu.

3. PVC kompozícia pre tesnenia potravinářských obalov podfa bodu 1 a 2, vyznačená tým, že z použitých plnidiel tvoří uhličitan vápenatý 3 až 20 hmot. % a kysličník titaničitý 0,5 až 8 hmot. % z hmotnosti PVC kompozície.

4. PVC kompozícia pre tesnenia potravinářských obalov podfa bodov 1 až 3, vyznačená tým, že uhličitan vápenatý má .najmenej 90 hmot. % častíc o velkosti menšej ako 0,025 mm a podiel častíc menších ako 0,001 mm nepřekračuje 25 hmot. %, a kysličník titaničitý má najmenej 95 hmot. % častíc menších ako· 0,015 mm, pri súčasnom podřeli častíc menších ako· 0,001 mm aspoň 40 hmot. % a častíce menšie ako 0,0002 mm netvoria viac ako 10 hmot. %.