PT743348E

PT743348E - Junta para tampa de rosca para produtos embalados hermeticamente em especial produtos alimentares bem como processo para a sua producao

Info

Publication number: PT743348E
Application number: PT95107527T
Authority: PT
Inventors: Franz-Josef Giesen
Original assignee: Sonderhoff Ernst Fa
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 2000-05-31
Also published as: DE59507388D1; ES2141279T3; EP0743348A1; EP0743348B1; ATE187478T1; DK0743348T3

Description

p U ^ ^ DESCRIÇÃO "JUNTA PARA TAMPA DE ROSCA, PARA PRODUTOS EMBALADOS HERMETICAMENTE, EM ESPECIAL PRODUTOS ALIMENTARES, BEM COMO PROCESSO PARA A SUA PRODUÇÃO" A presente invenção refere-se a uma junta para tampa de rosca, para produtos embalados hermeticamente, em especial produtos alimentares, constituída por uma guarnição sintética contendo uma carga elasticamente deformável pela pressão de fecho de tampa de rosca. Para além disso, a presente invenção refere-se a um processo para a sua produção.

Sobretudo na indústria alimentar, para a embalagem dos produtos são utilizados recipientes, tais como copos de vidro, garrafas, frascos, etc., dotados de uma tampa de rosca, i.e. uma chamada tampa "twist-off". Por norma, e sobretudo no caso de produtos alimentares embalados no vácuo, exige-se que a tampa de rosca se mantenha hermética durante um período prolongado de alguns anos, i.e., que o conteúdo se mantenha esterilizado na embalagem fechada. Há muito que é conhecida, e geralmente usual, a utilização de guarnições de PVC para tampas de rosca (tampas "twist-off"), que cumprem satisfatoriamente as exigências de impermeabilidade da indústria de embalagens relativamente à conservação a longo prazo dos produtos embalados e que, deste modo, são capazes de impedir a perda de vácuo em produtos embalados no vácuo, resultante da passagem de ar para o interior dos recipientes. Não foi possível, até agora, substituir estas guarnições usuais por guarnições pelo menos equivalentes, apesar de as matérias em PVC levantarem há 1

Γ muito objecções do ponto de vista toxicológico e de a sua reciclagem ecologicamente perfeita ser, como se sabe, problemática.

Da EP-A-0 416 229 são já conhecidas guarnições em silicone que incorporam um agente de estiragem sob a forma de uma carga inorgânica constituída por pó de quartzo. Estas guarnições de silicone são, no entanto, destinadas a tampas e corpos de aparelhos técnicos, pelo que, sob esta forma, não são adequadas como guarnições para tampas de rosca.

Assim, é objectivo da presente invenção criar uma guarnição melhorada para tampas de rosca, em especial as usuais tampas "twist-off", que satisfaça as elevadas exigências de impermeabilidade sobretudo no caso de produtos alimentares embalados em condições esterilizadas ou também de outros produtos, não levantado reservas do ponto de vista toxicológicos nem problemas ecológicos (isentas de halogénios). Para além disso, a presente invenção visa também um processo vantajoso, sob estes pontos de vista, para produção de tais juntas para tampas de rosca.

Os objectivos acima referidos são solucionados de acordo com a presente invenção, na medida em que a junta da tampa de rosca é constituída por uma guarnição de silicone elastómera, que apresenta as características indicadas na parte caracterizadora da reivindicação 1. A guarnição de silicone elastómera utilizada na junta para tampas de rosca de acordo com a presente invenção é, não só inócua do ponto de vista toxicológico, porque isenta de halogénios, não prejudicial ao ambiente no que se refere à sua eliminação, mas também se caracteriza por uma elevada segurança funcional, graças à sua elevada capacidade de 2

deformação elástica, como também graças à sua resistência quimica. Descobriu-se que, através da adição de cargas especificas, a guarnição de silicone pode ser substancialmente melhorada nas suas propriedades de impermeabilidade, pelo que é especialmente adequada para a requerida embalagem esterilizada de produtos, como em especial de produtos alimentares embalados no vácuo, cumprindo assim as exigências colocadas à validade prolongada de produtos embalados. As cargas são seleccionados, quanto ao seu tipo e/ou as suas proporções, de tal modo que formem quase uma barreira contra a passagem do ar quando da deformação elástica por pressão da guarnição de silicone que se verifica na colocação e fecho das tampas de rosca sobre os recipientes já cheios. Através da deformação por pressão da guarnição de silicone quando da tampa de rosca se encontra fechada, as cargas lubrificantes orgânicas, adicionadas sob a forma de pó ou tipo ceras, são deformadas na direcção da pressão e alongadas transversalmente à direcção da pressão ou espalmadas, formando uma barreira. Por outro lado, a carga lubrificante orgânica utilizada possibilita uma separação relativamente fácil da junta da tampa de rosca em produtos alimentares embalados no vácuo, ou outros, graças às suas boas propriedades lubrificantes.

Tal como referido, nas juntas para tampas de rosca de acordo com a presente invenção é também utilizada como carga uma carga inorgânica ou mineral com estrutura em lâminas, de preferência micas (p.e. muscovite), uma vez que estas, devido à sua estrutura em lâminas, formam a referida barreira na guarnição de silicone quando da deformação por pressão.

Verificou-se que, sobretudo no que respeita às boas propriedades de impermeabilidade exigidas à guarnição de silicone, se conseguiram especiais vantagens, quando aquela 3 f- U, continha tanto a referida carga lubrificante orgânica, como também uma carga inorgânica em pó fino, em especial micas, uma vez que neste caso é particularmente notória a formação de uma barreira, importante para as propriedades de impermeabilidade. Por outro lado, para a guarnição de silicone da junta para tampas de rosca de acordo com a presente invenção pode também ser utilizada uma carga inorgânica em pó sem estrutura em lâminas, em especial pó de quartzo, hidróxido de alumínio, talco. Estas cargas podem também ser incorporadas na guarnição de silicone de acordo com a presente invenção, para além das micas e da carga lubrificante orgânica.

Importante para a referida formação da barreira é ainda o facto de a carga estar contida na guarnição de silicone numa quantidade suficiente. A percentagem da carga lubrificante orgânica é, de preferência, pelo menos 5% em peso, relativamente ao peso do polímero de silicone, e situa-se no máximo nos 50% em peso. No caso de a carga utilizada na guarnição de silicone de acordo com a presente invenção ser constituída tanto por carga lubrificante orgânica, como por uma carga inorgânica, a percentagem de carga inorgânica é, de preferência, superior à da carga lubrificante orgânica. A quantidade de carga inorgânica pode situar-se entre 30 e 200% em peso, relativamente à percentagem em peso do polímero de silicone. A junta para tampas de rosca de acordo com a presente invenção pode ser constituída por uma guarnição elastómera de silicone sem formação de espuma, mas pode também ser uma guarnição elastómera de silicone com formação de espuma, em especial quando em recipientes de maior volume seja necessário disponibilizar uma maior massa volumétrica da 4 r L^sj guarnição de silicone para compensar maiores tolerâncias de medição. A guarnição de silicone para tampas de rosca de acordo com a presente invenção pode ser produzida através de processo facilmente controlável, misturando a massa de reacção de silicone com um inibidor, como de preferência um derivado de ciclohexanol, se injectar como massa de injecção de componente única na ranhura da tampa, e se fazer reagir sob aquecimento, p.e. numa estufa continua, sendo o aquecimento realizado, de preferência, a uma temperatura de 150° a 200°C, com um período de endurecimento de 0,5 a 10 minutos. Através deste processo é possível preparar, de forma simples, uma guarnição elastómera de silicone sem formação de espuma para juntas de tampas de rosca. Caso seja necessária uma guarnição de silicone com formação de espuma para tampas de rosca, o processo acima pode ser realizado com vantagem juntando à mistura de reacção de componente única de preferência 5-15% em volume de gás de ar sob forma dissolvida, antes de ser levada à reacção pelo calor. Durante o aquecimento e polimerização, o ar dissolvido na mistura de reacção liberta-se e desencadeia assim a formação de poros na espuma da guarnição de silicone.

Por outro lado, a produção da guarnição para tampa de rosca pode ser também efectuada através de processo de duas componentes, no qual são misturadas as duas componentes, de preferência numa proporção mistura de 1:1, numa misturadora e doseadora para duas componentes, em processo de formação de espuma a baixa pressão, e introduzidas na ranhura da tampa, sendo polimerizadas aqui in situ, à temperatura ambiente ou a temperatura aumentada de 70° a 150° C. 5 p U, ^^

Por forma a melhorar a adesão da guarnição de silicone, pode ser recomendável a aplicação de uma base de verniz no local da guarnição, para preparação da aderência. São apresentados em seguida alguns exemplos ilustrativos para as guarnições de silicone para tampas de rosca, bem como o seu processo de produção.

Exemplo 1

Uma guarnição elastómera de silicone sem formação de espuma é produzida em processo de componente única, de acordo com a seguinte prescrição: 100% em peso de poli-dimetilvinil-siloxano (resina de silicone) 0,2% em peso de complexo orgânico de platina (catalizador) 0,2% em peso de derivado de ciclohexanol (inibidor) 5% em peso de polidimetil-hidrogeno-siloxano (humectante) 0-2% em peso de pasta de dióxido de titânio (pigmento branco) 10% em peso de pó de poli-etileno (carga lubrificante orgânica) 30% em peso de mica muscovite (carga inorgânica) A mistura de reacção preparada de acordo com a prescrição anterior possui uma viscosidade de 5000 a 10000 mPa x s a 20°C, durante pelo menos 3 meses. A massa de silicone de componente única, preparada de acordo com a prescrição, é injectada na ranhura da tampa de rosca e endurecida durante p.e. 5 minutos a uma temperatura de 150° a 180°C, de preferência numa estufa continua. Forma-se uma guarnição elastómera de silicone sem formação de espuma, de alta qualidade. 6 r L-Ci ^

Exemplo 2 É preparada uma guarnição de silicone com formação de espuma, para tampas de rosca, de componente única, de acordo com a prescrição indicada no exemplo 1. Para tal, a mistura de reacção é cheia com p.e. 10% em volume de gás de ar (como propulsor). Isso pode ser feito através de agitação da mistura de reacção num recipiente sob pressão, no qual é introduzido ar sob pressão, de modo a dissolver o ar na mistura de reacção. A mistura de reacção assim enriquecida com o ar dissolvido é, depois, trabalhada como indicado no exemplo 1.

Exemplo 3

Uma guarnição de silicone com formação de espuma, para juntas de tampas de rosca, é produzida segundo o processo de duas componentes, de acordo com a seguinte prescrição:

Componente A 100% em peso de poli-dimetilvinil-siloxano (resina de silicone) 0,2% em peso de complexo orgânico de platina (catalizador) 0-2% em peso de pasta de dióxido de titânio (pigmento branco) 15% em peso de pó de polietileno (carga lubrificante orgânica) 100% em peso de pó de quartzo (carga inorgânica) 0,2% em peso de água (propulsor)

Componente B 100% em peso de poli-dimetilvinil-siloxano (resina de silicone) 10% em peso de poli-dimetilhidrogeno-siloxano (humectante) 15% em peso de polietileno (carga lubrificante orgânica) 7 j- U >—ç· 100% em peso de pó de quartzo (carga inorgânica)

As componentes A e B acima referidas são misturadas numa proporção de mistura de 1:1 e trabalhadas numa misturadora e doseadora para duas componentes, em processo de formação de espuma a baixa pressão, e a mistura de reacção é introduzida na ranhura da tampa. A mistura de reacção endurece à temperatura ambiente de 20° a 25°C, num espaço de 20 minutos, formando uma guarnição de silicone não gomosa. De preferência, procede-se também aqui a um endurecimento rápido a temperatura aumentada, de aprox. 70° a 120° C, por forma a atingir rapidamente o estado não gomoso da guarnição de silicone.

Exemplo 4

Uma guarnição elastómera de silicone sem formação de espuma, para tampas de rosca, é produzida segundo o processo de duas componentes, de acordo com a seguinte prescrição fornecida no Exemplo 3, prescindindo-se da adição de água como propulsor na componente A e reduzindo a percentagem de agente humectante na componente B para 61 em peso. De resto, o processamento por meio da misturadora e doseadora para duas componentes faz-se de acordo com o exemplo 3.

No que se refere às elevadas exigências quanto à aderência da guarnição de silicone, é recomendável a aplicação de uma base de verniz no local da guarnição (ranhura da tampa), para melhorar a aderência.

Tal como referido, na guarnição de silicone de acordo com a presente invenção são utilizados para cargas lubrificantes orgânicas poliolefina, de preferência poli-etileno e/ou poliamida sob a forma de pó ou sob forma cerosa, 8 r

i.e. numa forma facilmente estirável e espalhável, que apresentam um menor peso molecular comparativamente às cargas lubrificantes em pó. A dimensão do grão ou das partículas das cargas lubrificantes orgânicas, bem como das cargas inorgânicas, é de preferência inferior a 50 pm. Como carga inorgânica são utilizadas, como já referido, de preferência micas, convenientemente em conjunto com pelo menos uma outra carga inorgânica, como em especial pó de quartzo, hidróxido de alumínio, talco, ou outros, apesar destas cargas, isoladas ou em combinação, também poderem ser utilizadas sem as micas, mediante dosagem apropriada.

Subentende-se que as quantidades percentuais indicadas nos exemplos acima podem variar dentro de determinados limites. Assim, a quantidade de carga lubrificante orgânica pode ser de 5 a 50% em peso, relativamente ao peso percentual do polímero de silicone utilizado, enquanto que a percentagem de carga inorgânica pode ser de 30 a 200% em peso, relativamente ao polímero de silicone. As percentagens das referidas cargas devem ser seleccionadas por forma a garantir um bom processamento da massa de reacção de silicone através da injecção na ranhura da tampa de rosca, devendo a viscosidade da massa de reacção de silicone ser de 5000 a 10000 mPa x s.

As guarnições de silicone com formação de espuma, de acordo com a presente invenção, devem ser previstas sobretudo quando para recipientes de embalagem maiores e, respectivamente, tampas de rosca maiores, se pretende uma maior massa volumétrica da guarnição.

Tal como referido, a guarnição de silicone para tampas de rosca de acordo com a presente invenção pode ser aplicada com especial vantagem para a embalagem estéril de produtos 9 alimentares, uma vez que é especialmente adequada à embalagem estéril de produtos alimentares, graças à sua superior capacidade de recuperação elástica e, consequentemente, à sua segurança funcional, e graças à sua resistência a produtos químicos. Para além disso, a guarnição de silicone caracteriza-se por um fácil processamento. Como referido, é segura do ponto de vista toxicológico, porque isenta de halogénios, e também do ponto de vista ecológico. A carga lubrificante orgânica da guarnição de silicone facilita igualmente a abertura da tampa de rosca em produtos embalados no vácuo, e, como já referido, contribui para a formação de uma barreira, de preferência em combinação com pelo menos uma carga inorgânica, como sobretudo micas.

Lisboa, 18 de Fevereiro de 2000

AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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Claims

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U. REIVINDICAÇÕES 1. Junta para tampa de rosca para produtos embalados hermeticamente, em especial produtos alimentares, constituída por uma guarnição sintética contendo uma carga elasticamente deformável pela pressão de fecho de tampa de rosca, caracterizada por a junta para tampa de rosca ser constituída por uma guarnição de silicone elastómera, que contem uma mistura de cargas, composta por uma carga inorgânica e uma carga lubrificante orgânica, a qual com a deformação por pressão forma uma barreira contra a troca de gases, sendo a carga lubrificante orgânica constituída por uma poliolefina, de preferência polietileno, e/ou poliamida sob forma de pó ou sob forma cerosa, e encontrando-se presente na guarnição de silicone numa proporção de pelo menos 5% em peso, de preferência entre 5 e 50% em peso, relativamente ao peso percentual do polímero de silicone.
2. Junta para tampa de rosca de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a guarnição de silicone conter como carga inorgânica em pó, uma com estrutura em lâminas, de preferência mica.
3. Junta para tampa de rosca de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada por a guarnição de silicone conter uma carga lubrificante orgânica e pelo menos uma carga inorgânica.
4. Junta para tampa de rosca de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizada por a guarnição de silicone conter como carga inorgânica pó de quartzo, hidróxido de alumínio, talco, isolados ou em combinação. 1 p
5. Junta para tampa de rosca de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizada por a quantidade de carga inorgânica na guarnição de silicone ser superior à da carga orgânica.
6. Junta para tampa de rosca de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizada por a quantidade de carga inorgânica, relativamente ao peso do polímero de silicone, se situar entre 30 e 200% em peso.
7. Junta para tampa de rosca de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizada por ser constituída por uma guarnição de silicone sem formação de espuma.
8. Junta para tampa de rosca de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizada por ser constituída por uma guarnição de silicone com formação de espuma.
9. Processo para preparação de uma junta de silicone para tampa de rosca de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 8, caracterizado por se misturar a massa de reacção de silicone com um inibidor, como de preferência um derivado de ciclohexanol, se injectar como massa de injecção de componente única na ranhura da tampa, e se fazer reagir sob aquecimento, p.e. numa estufa contínua.
10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o aquecimento ser realizado a uma temperatura de 150° a 200° C, com um período de endurecimento de 0,5 a 10 minutos. 2
11. Processo de acordo com as reivindicações 9 ou 10, caracterizado por uma guarnição de silicone sem formação de espuma, de componente única, ser preparada de acordo com a seguinte receita: 100% em peso de resina de silicone, como em especial poli-dimetilvinil-siloxana pelo menos 0,2% em peso de complexo orgânico de platina (catalizador) pelo menos 0,2% em peso de inibidor, em especial um derivado de ciclohexanol 0-2% em peso de pigmento, em especial pasta de dióxido de titânio (pigmento branco) pelo menos 5% em peso, de preferência 5-15% em peso de carga lubrificante orgânica, em especial pó de poli- etileno pelo menos 20% em peso, de preferência 20-40% em peso de carga inorgânica, em especial micas pulverizadas.
12. Processo de acordo com a reivindicação 11, para a preparação de uma guarnição de silicone com formação de espuma, caracterizado por se juntar à mistura de reacção de componente única de preferência 5-15% em volume de gás de ar sob forma dissolvida, antes de ser levada à reacção e endurecimento pelo calor.
13. Processo para preparação de uma junta para tampa de rosca de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado por a guarnição elastómera da tampa ser preparada a partir de uma massa de silicone de duas componentes, cujas duas componentes A e B, misturadas de preferência numa proporção de mistura de 1:1, são trabalhadas numa misturadora e doseadora para duas componentes, em processo de formação de espuma a baixa pressão, e ser introduzida na ranhura da tampa, sendo 3 V f U t endurecida aqui in situ à temperatura ambiente ou a temperatura aumentada de 70° a 150° C.
14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por uma guarnição de silicone com formação de espuma ser preparada a partir dos seguintes componentes: Componente A 100% em peso de poli-dimetilvinil-siloxano (resina de silicone) pelo menos 0,2% em peso de complexo orgânico de platina 0-2% em peso de pasta de dióxido de titânio (pigmento branco) 10-20% em peso, de preferência 15% em peso de carga lubrificante orgânica, em especial pó de polietileno 50-150% em peso, de preferência 100% em peso de pó de quartzo pelo menos 0,2% em peso de água (propulsor) Componente B 100% em peso de poli-dimetilvinil-siloxano (resina de silicone) pelo menos 5-15%, de preferência 10% em peso de poli-dimetilhidrogeno-siloxano (humectante) 5-20% em peso, de preferência 15% em peso de carga lubrificante orgânica, em especial polietileno 50-150% em peso, de preferência 100% em peso de pó de quartzo sendo as duas componentes A e B acima referidas misturadas numa proporção de mistura de 1:1 e trabalhadas numa misturadora e doseadora para duas componentes, em processo de formação de espuma a baixa pressão, e a mistura de reacção introduzida na ranhura da tampa, e 4 aqui endurecida, de preferência a uma temperatura de endurecimento de aprox. 70° a 120° C.
15. Processo de acordo com as reivindicações 13 e 14, caracterizado por uma guarnição de silicone sem formação de espuma, de duas componentes, ser preparada de modo que não seja adicionada água como propulsor à componente A de acordo com a reivindicação 14 e a quantidade de agente humectante na componente B seja reduzido, de preferência para 6% em peso.
16. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 19 a 15, caracterizado por se aplicar uma base de verniz no local da guarnição, para favorecer a aderência, por forma a melhorar a adesão da guarnição de silicone. Lisboa, 18 de Fevereiro de 2000 agente oficial da propriedade industrial

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