RU2336205C2

RU2336205C2 - Крышка контейнера с многослойным вкладышем, содержащим барьер для кислорода

Info

Publication number: RU2336205C2
Application number: RU2005116272/12A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Й. ГОУЛДМЕН (US); Анатолий Й. ГОУЛДМЕН
Original assignee: Алкоа Клоужур Системз Интернэшнл, Инк.
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2008-10-20
Also published as: BR0315876A; CN1330479C; ZA200504381B; RU2005116272A; US20040081780A1; EP1597152A4; CN1708395A; WO2004099005B1; WO2004099005A2; US20070110934A1; KR20050072775A; WO2004099005A3; JP2006513939A; AU2003304080B2; AU2003304080A1; MXPA05004457A; CA2501656A1; EP1597152A2

Abstract

Изобретение относится к крышкам для контейнеров, которые создают барьер для газов, которые могут выходить из или проникать в контейнер. Крышка контейнера выполнена с многослойным вкладышем, который включает препятствующий проходу газа нейлоновый барьер, первый соединительный слой, первый покровный слой, второй соединительный слой и второй покровный слой. Первый и второй покровные слои содержат полимер, выбираемый из этиленвинилацетата, этиленвинилацетата - сополимеров и смеси этиленвинилацетата с каким-либо другим олефиновым полимером. Изобретение направлено на создание легко изготавливаемой крышки с вкладышем, который в большей степени непроницаем для газов, устойчив к разрушению и расслаиванию. 7 н. и 6 з.п. ф-лы, 16 ил., 2 табл.

Description

Техника, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к крышкам для контейнера, которые создают барьер для газов, в частности для кислорода, двуокиси углерода и азота, которые могут выходить из или проникать в укупоренный крышкой контейнер. Изобретение конкретно относится к многослойному вкладышу для крышки с нейлоновым барьером для газов и, по меньшей мере, одним сопутствующим слоем, который обеспечивает желаемое механическое уплотнение контейнера. В качестве альтернативы или дополнительного средства в нейлоновые или не нейлоновые слои вкладыша может быть введен поглотительный материал. В пассивный нейлоновый барьерный слой могут быть введены наночастицы.

Уровень техники

Крышки для контейнеров являются эффективными барьерами, если их можно не только эффективно герметически закрепить на контейнере после заполнения контейнера, но и после этого контейнер может быть легко открыт потребителем. Для этой задачи оказались в высшей степени коммерчески успешными композиционные конструкции вкладышей, в том числе внешняя литая пластмассовая оболочка и внутренний дискообразный уплотнительный вкладыш, которые обеспечивают желаемую степень герметизации и удобство для пользования потребителем. Крышки этого типа проиллюстрированы в патентах США №4497765 и 4938379, на которые имеются ссылки в настоящей заявке.

Крышки контейнера, предназначаемые для предотвращения прохода газов из или в контейнер, могут включать вкладыш, который может быть изготовлен из нескольких слоев. Обычным материалом для вкладыша является этилен/винилацетат (EVA), который, как известно, обеспечивает необходимое уплотнение для крышки контейнера и при этом сохраняет такую величину крутящего момента, которая может быть легко приложена пользователем или потребителем.

Известно, что вкладыш для крышек из EVA характеризуется относительно высокой скоростью пропускания газа, что создает определенную проблему, когда герметизируемый контейнер содержит газированный напиток. С целью поддержания степени газирования напитка в контейнере необходимо поддерживать определенное давление углекислого газа. Газированные напитки имеют ограниченный срок хранения, что, по крайней мере, частично обусловлено газопропускающими свойствами вкладыша из EVA.

Другой проблемой вкладышей или крышек, которые характеризуются относительно высокой скоростью пропускания газа, является то, что в контейнер может проникать кислород. Со временем кислород может испортить вкус газированного напитка и неблагоприятно влиять на другие свойства продукта в контейнере. Эта проблема особенно остра в случае пива и других сброженных напитков.

Уменьшение пропускания газа в или из контейнеров было усилено с помощью тщательной подборки материалов контейнеров и, тем не менее, все еще имеет место значительный уровень пропускания газа через крышку в или из контейнера. Некоторые составы для контейнеров включают в себя разновидности нейлона. Вкладыши для крышек, предназначаемых для уменьшения степени пропускания газа через крышку, включали поливинилиденхлорид (PVDC), полиэтиленнафталин (PEN), сополимер этилена с виниловым спиртом (EVOH) и смеси этих полимеров. Поскольку материал EVA не является абсолютным барьером для прохода газа, этот материал был скомпонован слоями вместе с другими композициями. Однако, когда EVA соединен с полиэтиленовыми слоями, слои могут расслоиться в течение относительно короткого времени.

Металлические или пластиковые крышки для использования с контейнерами, содержащими пиво, сок или безалкогольные напитки, включают вкладыши из полимерной гетерогенной смеси невулканизированного, или не сшитого, бутилкаучука с термопластичным полимером. Для задержки, но не полного предотвращения миграции кислорода и двуокиси углерода через крышки контейнеров, используют уплотняющие слои из вспененных полимеров. Однако за счет замедления миграции кислорода сроки хранения продуктов с такими вспененными вкладышами могут быть увеличены лишь в незначительной степени, так как существует явная взаимозависимость между поступлением в контейнер кислорода и сроком хранения продукта.

Для замедления прохождения газа в или из контейнеров были использованы многослойные вкладыши для крышек. Один из примеров многослойных вкладышей для крышек включает барьерный слой сополимера этилена с виниловым спиртом (EVOH), внедренный между слоями EVA. Такие вкладыши изготовляют с использованием способа совместной экструзии, предотвращая этим контакт слоя барьера для газа с влагой. Барьерные вкладыши из EVOH обычно состоят из девяти совместно экструдированных слоев. Слои таких вкладышей могут быть присоединены с помощью адгезивного или связывающего слоя к полиолефиновым слоям. Слои таких вкладышей могут расслоиться за короткое время. Эффективность EVOH в качестве барьера снижается также в условиях относительной влажности, превышающей приблизительно 70-80%. В свободном пространстве контейнера, например в бутылках для безалкогольных напитков, относительная влажность может достигать 95-100%. Вкладыши указанного типа обычно дороги и не обладают нужными характеристиками.

Таким образом, существует потребность во вкладыше для крышки, который бы обеспечил повышенный барьер для прохода газа в и из контейнера. Кроме того, существует потребность в такого рода вкладышах, которые бы позволили избежать разрушения вкладышей при сохранении или улучшении легкости их изготовления.

Изобретение предлагает такие вкладыш и способ изготовления вкладыша, результатом которых является крышка, которая в большей степени непроницаема для прохода газа, устойчива к разрушению и расслаиванию и может быть легко изготовлена. Эти и другие преимущества изобретения, а также дополнительные признаки изобретения станут очевидными из предлагаемого здесь описания изобретения.

Раскрытие изобретения

Многослойные вкладыши настоящего изобретения предназначены для крышек контейнеров, которые затрудняют проникание кислорода и выход двуокиси углерода или каких-либо других газов-носителей в или из контейнера. Крышки с вкладышами описываемого в заявке типа особенно полезны для герметичной укупорки и хранения бутылок с напитками, которые подвержены вкусовой порче или снижению качества, обусловленного потерей степени газирования или проникновением кислорода. К числу таких напитков относятся, в частности, газированные безалкогольные напитки и пиво.

Изобретение предлагает крышку контейнера с внешней оболочкой, имеющей верхнюю стеночную часть и цилиндрическую боковую стеночную часть, ниспадающую от верхней стеночной части. Крышка включает многослойный вкладыш, примыкающий к внутренней поверхности внешней оболочки. Вкладыш включает, по меньшей мере, один нейлоновый барьерный слой, по меньшей мере, один не нейлоновый слой и адгезивный слой, присоединяющий нейлоновый барьерный слой к не нейлоновому слою.

В одном из вариантов не нейлоновым слоем является материал на основе этилен/винилацетата. В другом варианте не нейлоновым слоем является комбинация этилен/винилацетата с полиолефиновым материалом.

В еще одном варианте изобретения крышка включает также активный поглотительный материал внутри слоя из материала на основе этилен/винилацетата. В еще одном варианте активный поглотительный материал подбирается таким образом, чтобы он реагировал с каким-либо химическим веществом, выбираемым из группы, состоящей из кислорода, диоксида углерода и азота.

В одном из вариантов в пассивный нейлоновый барьер в качестве пассивного барьера прохождению газа введены неорганические наночастицы типа минерального глинистого материала. Введение наночастиц осуществляется с помощью полимеризационного способа «in situ». Альтернативным образом или дополнительно к этому в нейлоновые или не нейлоновые слои вкладыша может быть введен химически активный поглотительный материал.

В одном из предпочтительных воплощений пассивный нейлоновый барьерный слой, слой EVA и адгезионный слой образованы из материалов, параметры обработки которых лежат в перекрывающихся или близких один к другому диапазонах. Получаемые при этом многослойные вкладыши характеризуются адгезионной силой не менее 63 кПа.

В одном из вариантов предметом изобретения является способ изготовления вкладыша для крышки контейнера, который включает стадии подборки нейлонового барьерного материала с определенным диапазоном параметров обработки, подборки материала на основе этилен/винилацетата, имеющего технологические параметры в диапазоне, перекрывающемся с или близким к параметрам обработки нейлоновых барьерных материалов, подборки соединительного материала, имеющего технологические параметры в диапазоне, перекрывающемся с или близким к параметрам обработки нейлонового барьерного материала и материала на основе этилен/винилацетата, и совместной экструзии нейлонового барьерного материала, соединительного материала и материала на основе этилен/винилацетата.

В еще одном из вариантов предметом изобретения является вкладыш контейнера, который изготовляют с использованием описанного в настоящей заявке способа совместной экструзии.

В еще одном из вариантов предметом изобретения является многослойный вкладыш, предназначенный для герметичной укупорки контейнера, причем этот вкладыш включает совместную экструзию пассивного барьера из нейлона, соединительного слоя из адгезивного материала на пассивном барьере из нейлона и двух внешних слоев из не нейлонового материала.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут вполне очевидными из следующего детального описания, сопровождающего чертежи и приложенную формулу изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет поперечное сечение крышки с вкладышем, являющимся предметом изобретения.

Фиг.2 представляет поперечное сечение вкладыша, являющегося предметом изобретения.

Фиг.3 представляет перспективное изображение крышки с вкладышем, являющимся предметом изобретения.

Фиг.3а является сечением 3а-3а на фиг.3.

Фиг.4 является схематическим представлением процесса совместной экструзии, который может быть использован для образования описываемых в заявке многослойных совместно экструдированных вкладышей.

Фиг.5 представляет график, демонстрирующий скорость прохода кислорода через образец из материала на основе этилен/винилацетата (EVA) при относительной влажности 80% и концентрации кислорода 100%.

Фиг.6 представляет график, демонстрирующий скорость прохода двуокиси углерода через образец из материала на основе этилен/винилацетата (EVA) при относительной влажности 80% и концентрации двуокиси углерода 100%.

Фиг.7 представляет график, демонстрирующий скорости прохода кислорода и двуокиси углерода через содержащий наночастицы образец нейлонового слоя при концентрации двуокиси углерода 100% и концентрации кислорода 100% соответственно.

Фиг.8 представляет график, демонстрирующий относительную влажность при двух разных температурах (5,5 и 23С°) в пределах относительной влажности в пустом пространстве пивной бутылки от 95 до 100%.

Фиг.9 представляет график, демонстрирующий скорости прохода кислорода и двуокиси углерода через образец многослойного вкладыша настоящего изобретения при концентрации двуокиси углерода 100% и концентрации кислорода 100% соответственно.

Фиг.10 представляет график, демонстрирующий кинетику скорости прохода кислорода через три разные многослойные пленки при концентрации кислорода 100%.

Фиг.11 представляет сравнение температур процесса для слоев материалов вкладыша для крышки.

Фиг.12 демонстрирует пример рабочих параметров при проведении процесса, который может быть использован для изготовления описываемых в настоящей заявке многослойных вкладышей.

Фиг.13 представляет график, демонстрирующий диапазон рабочих температур для различных нейлонов и других полимеров.

Фиг.14 представляет гистограмму, демонстрирующую силу адгезии совместно экструдированных многослойных вкладышей, измеряемую с использованием теста на расслаивание.

Фиг.15 представляет график, демонстрирующий крутящий момент удаления, необходимый для удаления крышки с вкладышем настоящего изобретения в сравнении со стандартным вкладышем из этилен/винилацетата.

Осуществление изобретения

Поскольку настоящее изобретение может быть воплощено в различных вариантах, на чертежах показано и ниже будет описано одно из предпочтительных воплощений изобретения в предположении, что настоящее раскрытие изобретения следует рассматривать как пример изобретения и не предполагается ограничивать его конкретным воплощением, приведенным в виде иллюстрации.

На фиг.1-3 вкладыш 10 имеет внешнюю оболочку 12 с внутренней поверхностью 14 верхней стенки 16 и цилиндрической боковой стенки 18, которая начинается у верхней стенки 16 и ниспадает от верхней стенки 16 в виде кольцевой юбки, образуя чашеобразную крышку 10. Внутренняя поверхность цилиндрической боковой стенки 18 имеет спиральную резьбу 19, которая входит в зацепление с соответствующей ей резьбой контейнера (не показан). Многослойный вкладыш 20 примыкает к внутренней поверхности 14 верхней стенки 16 внешней оболочки 12 крышки 10. Для использования в крышках контейнеров многослойный вкладыш 20 может быть помещен вплотную только к верхней стенке 16 или же он может быть продолжен вдоль части цилиндрической боковой стенки 18.

Многослойный вкладыш 20, как это изображено на фиг.2, имеет слой материала 22 на основе EVA, присоединенный с помощью соединительного слоя или адгезивного слоя 24 к нейлоновому слою 26. Материал на основе EVA может быть материалом EVA₁ или материалом EVA₂. Примером слоя 22 из материала EVA₁ является DF-6442, поставляемый на рынок фирмой W.R.Grace из Эпернона, Франция. EVA₁ имеет в своей основе EVA и другой полиолефиновый материал. Примером материала EVA₂ является DF-6601, поставляемый на рынок фирмой W.R.Grace из Эпернона, Франция. EVA₂ представляет собой смесь EVA и другого полиолефинового материала, причем в эту смесь введен также поглотитель. Далее вкладыш 20 на фиг.2, в соответствии с предпочтительным вариантом, имеет второй адгезивный слой 28, который связывает нейлоновый слой 25 со вторым слоем 30 материала на основе EVA. Слои 22 и 30 материала на основе EVA носят также название «покровные слои», так как они являются самыми крайними снаружи слоями многослойного вкладыша 20. Второй слой 30 материала на основе EVA обычно обращен в сторону пустого пространства 31 внутри контейнера, герметично укупоренного крышкой 10. Было установлено, что несколько нейлоновых составов обладают различными уровнями эффективности в качестве барьера, препятствующего проходу газа в крышке. Одним из подходящих нейлонов, содержащих наночастицы, является ХА-2908, который поставляет на рынок фирма Honeywell International из Морристауна, штат Нью-Йорк. Может быть также использован и другой нейлон - ХЕ-2945, поставляемый фирмой Honeywell. Еще одним подходящим нейлоном является нейлон-сополимер Grivory HB FE 4581, поставляемый фирмой EMS Chemie (Северная Америка) из Сумтера, Южная Каролина. Соединительные слои 24 обычно являются функционализированными полиолефинами, например РХ-108 ("РХ"), поставляемый фирмой Equistar Chemical Co., Цинциннати, Огайо.

Материалы на основе EVA в сочетании с каким-либо другим полиолефиновым материалом ранее в многослойных структурах не использовались. Каждый из описанных в заявке слоев 22 из EVA имеет толщину в пределах от примерно 10 до примерно 12 мм. Соединительные слои 24 имеют толщину от примерно 0,3 до примерно 0,8 мм и преимущественно от примерно 0,3 до примерно 0,5 мм. Нейлоновый слой имеет толщину от примерно 1,0 до примерно 1,5 мм. Фиг.4 дает схематическое представление процесса совместной экструзии, который может быть использован для создания описываемых в заявке многослойных структур.

Дополнительного уменьшения прохода газа в и из контейнера можно достичь заменой нейлона нейлоновым нанокомпозиционным материалом. Наночастицы внутри нанокомпозиционного материала могут, например, быть частицами глины и могут составлять от примерно 2 до примерно 5% массы нейлонового слоя 26. Предпочтительно, чтобы частицы глины были частицами минеральной глины. Примером подходящей неорганической наночастицы является монтмориллонит.

Фиг.5 представляет график, демонстрирующий температурную зависимость скорости прохода кислорода через образец EVA, обозначаемый здесь EVA₁, где EVA не содержит поглотителя. При превышении температуры 42°С скорость прохода кислорода значительно возрастает. Фиг.6 представляет график, демонстрирующий температурную зависимость скорости прохода двуокиси углерода через образец EVA₁. Аналогично повышению скорости прохода с повышением температуры в случае кислорода скорость прохода двуокиси углерода значительно возрастает при превышении температуры 42°С.

Фиг.7 демонстрирует скорости прохода кислорода и двуокиси углерода через образец нейлона, содержащего описанные выше наночастицы. Как показано на фиг.7, скорость прохода кислорода начинает возрастать при 42°С, однако величина ее остается намного ниже скорости прохода кислорода через EVA₁, приведенной на фиг.5. Аналогичным образом приведенная на фиг.7 скорость прохода двуокиси углерода при 42°С и выше остается значительно ниже скорости прохода двуокиси углерода через EVA₁, которая приведена на фиг.6. В некоторых контейнерах с хранящимися в них напитками уровни относительной влажности достигают 95-100%, так же как и уровни, возникающие в бутылках с пивом, что проиллюстрировано примерами на фиг.8. При очень высокой относительной влажности снаружи, равной 95-100%, проницаемость материалов из группы нейлона для кислорода такая же, как и при умеренной наружной относительной влажности и наружной относительной влажности, равной 70-80%. Действительно некоторые нейлоны, например MXD-6, имеют такие же или лучшие характеристики при относительной влажности снаружи 95-100% по сравнению с характеристиками при умеренной наружной относительной влажности и наружной относительной влажности, равной 70-80%. Эффективное снижение проницаемости для кислорода является существенной в области применения крышек.

Фиг.9 демонстрирует скорости прохода кислорода и двуокиси углерода через многослойную пленку с конфигурацией, показанной на фиг.2. Скорость прохода кислорода еще более понижена по сравнению со значениями, приведенными на фиг.6. Скорость прохода двуокиси углерода, приведенная на фиг.9, существенно та же, что и скорость, приведенная на фиг.7. Фиг.8 дает основание полагать, что уменьшение прохода кислорода сквозь вкладыш, в основном, обусловлено пассивным барьером нейлонового слоя, содержащего наночастицы. Фиг.10 демонстрирует кинетику скорости прохода кислорода через многослойные пленки.

Нейлоновый слой 26 многослойного вкладыша 20 действует как хороший барьер и значительно снижает проход газа в и из контейнера. Дополнительного активного снижения прохода газа в и из контейнера можно достичь путем введения активных поглотителей, взаимодействующих с кислородом, двуокисью углерода и другими проникающими газами. Примерами активных поглотителей являются полиамиды, сульфитные поглотители кислорода и аскорбат в сочетании с сульфитом. Примером EVA₂, в котором слой содержит поглотитель, является описанный выше DF-6601. Существенным фактором является адекватная скорость пропускания паров воды (WVTR) через слои вкладыша, которые содержат поглотитель, с целью обеспечения поступления к поглотителю адекватного количества влаги, поскольку влага является пусковым фактором для проявления активности поглотителя. Наряду с тем, что они снижают проницаемость для кислорода, материалы на основе EVA настоящего изобретения обеспечивают также скорость пропускания паров воды для поддержания адекватной активности поглотителя. Другим подходящим примером EVA₂ является DF-30375 также от фирмы W.R.Grace, Эпернон, Франция. Активные поглотители обладают определенной емкостью и, когда эта емкость использована, все еще продолжают действовать пассивный нейлоновый барьер, который может содержать наночастицы, и множество слоев вкладыша. Емкость поглотителя во вкладыше для крышки можно увеличить путем инкорпорирования поглотителя в более чем один слой из EVA в том случае, когда во вкладыше используется множество слоев из EVA. Предпочтительно, чтобы поглотитель вводился в слой из EVA, расположенный наиболее близко к содержимому, т.е. обращенный в сторону пустого пространства 31 контейнера, герметично укупоренного крышкой 10.

Многослойный вкладыш 20 получают совместной экструзией, надлежащей разрезкой и пригонкой в крышке контейнера 10. Процесс совместной экструзии упрощается подборкой слоев материала, имеющих перекрывающиеся технологические параметры или технологические параметры в диапазоне, близком к технологическим параметрам материалов, примыкающих один к другому слоев. Предпочтительным нейлоном является ХА-2908. Этот нейлон содержит наночастицы, которые создают дополнительный барьер, препятствующий проходу газов.

Диапазон температур обработки, определенный настоящим изобретением в качестве пригодного для совместной экструзии материалов вкладыша, приведен на фиг.11 для каждого материала, используемого в многослойном вкладыше. Штриховые линии указывают на выход за пределы обычно используемых диапазонов температур, при которых эти материалы подвергаются обработке согласно описываемому в заявке изобретению. Сплошные линии, в частности, те, которые обрамляют на фиг.11 DF 6442, DF 6601 и ХА-2908, указывают на стандартные температуры, при которых, по имеющимся сведениям, материалы поддаются успешной обработке. Выход за пределы температурного параметра обработки при совместной экструзии для какого-либо материала производится только после того, как будет показано, что операции совместной экструзии протекают устойчиво и являются воспроизводимыми. Используемые материалы выбирают на основании перекрывания или близости их температурных параметров обработки к параметрам материалов, которые будут использованы в совместной экструзии. Таким образом, вкладыш для крышки настоящего изобретения образуется при совместной экструзии материалов с близкими или перекрывающимися технологическими параметрами. Фиг.12 демонстрирует пример рабочих параметров для проведения процесса, который может быть использован для изготовления описываемых в заявке многослойных вкладышей. В результате подборки слоев материалов многослойного вкладыша, которые имеют одинаковые, или перекрывающиеся, или близкие технологические параметры, образованный вкладыш проявляет стойкость к разрушению и расслаиванию. Фиг.13 демонстрирует стандартный диапазон температур обработки для трех типов нейлона (MXD-6, Nylon-6, Nylon-66) и четырех других полимеров (полиэтилентерефталата (PET), полиэтилена (РЕ), полипропилена (РР) и этиленвинилового спирта (EVOC)). Представление материалов, которые потенциально могут быть использованы в комбинации, в виде диаграмм, как, например, на фиг.11 или 13 помогает подборке сочетаний материалов для проведения совместной обработки и совместной экструзии.

Наряду с тем что нейлоны, например Nylon 6, обладают барьерными свойствами, они являются также полезными для барьерных крышек благодаря их стойкости к прокалыванию, разрыву и истиранию, а также их способности к формовке при нагреве. Для получения максимально близких диапазонов температур, необходимых для изготовления раскрываемой в настоящей заявке структуры, предпочтительно, чтобы Nylon-6 обладал низкой температурой плавления.

Определение адгезионной прочности

Проанализирована адгезионная нагрузка вкладышей, изготовленных настоящим способом. Образцы совместно экструдированного многослойного материала были испытаны на смещение и повторно испытывались через 48 или более часов. Адгезионную нагрузку измеряли с использованием метода, рекомендуемого Американским обществом испытания материалов (ASTM) D 1876-2001. Результаты испытаний на адгезию представлены в таблице 1 и выражены в виде гистограммы на фиг.14.

Для следующих выбранных в качестве примеров структур для определения адгезионной нагрузки использовали тест на расслаивание как показатель адгезионной прочности. Само собой разумеется, что эти выбранные в качестве примеров структуры ни в коем случае не следует рассматривать как ограничение объема изобретения.

СТРУКТУРА 1

Этот пример является продуктом совместной экструзии материала с сердцевиной из нейлонового сополимера Grivory HBEF 4581, соединительным материалом из РХ на обеих сторонах нейлонового сополимера в продукте совместной экструзии и EVA₁, известным как DF-6442, на обеих внешних поверхностях ламината. Эту структуру можно суммарно выразить как EVA₁/PX/Grivory HBEF 4581/PX/EVA₁. На фиг.14 имеются примеры структуры 1 продукта совместной экструзии с толщиной Grivory HBEF 4581 как 1, так и 1,5 мм.

СТРУКТУРА 2

Этот пример является продуктом совместной экструзии материала с сердцевиной из нейлона ХА-2908, соединительным материалом из РХ на обеих сторонах ХА-2908 в продукте совместной экструзии и EVA₁ (DF-6442) на обеих внешних сторонах продукта совместной экструзии. Эту структуру можно суммарно выразить как EVA₁/PX/XA-2908/PX/EVA₁.

СТРУКТУРА 3

Этот пример является продуктом совместной экструзии материала с сердцевиной из нейлона ХА-2908, соединительным материалом из РХ на обеих сторонах ХА-2908 в продукте совместной экструзии и EVA₁ (DF-6442) на одной из внешних сторон продукта совместной экструзии и EVA₁, известным как DF-6601, на противоположной внешней стороне продукта совместной экструзии. Эту структуру можно суммарно выразить как EVA₁/PX/XA-2908/PX/EVA₂. На фиг.14 имеются примеры структуры 3 продукта совместной экструзии с толщиной ХА-2908 как 1, так и 1,5 мм.

СТРУКТУРА 4

Этот пример является продуктом совместной экструзии материала с сердцевиной из нейлона НВ BF 4581, соединительным материалом из РХ на обеих сторонах нейлонового сополимера в продукте совместной экструзии и EVA₁ DF-6442 на одной из внешних сторон продукта совместной экструзии и EVA₁ DF-6601 на противоположной внешней стороне продукта совместной экструзии. Эту структуру можно суммарно выразить как EVA₁/PX/Grivory HBEF 4581/PX/EVA₂.

СТРУКТУРА 5

Этот пример является продуктом совместной экструзии материала с сердцевиной из нейлона ХА-2908, соединительным материалом из РХ на обеих сторонах ХА-2908 в продукте совместной экструзии и EVA₂ DF-6601 на обеих противоположных внешних сторонах продукта совместной экструзии. Эту структуру можно суммарно выразить как EVA₂/PX/XA/PX/EVA₂.

Таблица 1
Результаты теста на расслаивание (ASTM D 1876-2001) индивидуальных листовых образцов 1-4 (в фунтах на дюйм)
Структура	Образец 1	Образец 2	Образец 3	Образец 4	Среднее	Ст. откл.
1	8,72	9,74	8,08	8,30	8,72	0,84
1	7,82	10,30	9,50		9,20	1,26
1	9,46	9,40	9.02		9,30	0,24
1	10,02	9,10	9,60		9,58	0,46
2	9,24	8,98	11,24		9,82	1,24
2	9,84	11,68	9,88		10,46	1,06
3	10,42	9,58	9,40	10,44	9,96	0,54
3	10,44	10,30	11,00	11,14	10,72	0,38
4	9,62	7,52	8,60		8,58	1,06
4	9,76	7,58	5,80		7,72	1,98
3	9,70	10,76	11,66		10,70	0,98
3	11,72	7,90	11,17		10,44	2,20

Таблица 2
Результаты теста на расслаивание (ASTM D 1876-2001) индивидуальных листовых образцов 1-4 (в кг на см)
Структура	Образец 1	Образец 2	Образец 3	Образец 4	Среднее	Ст. откл.
1	1,57	1,74	1,44	1,48	1,56	0,15
1	1,40	1,84	1,70		1,64	0,23
1	1,69	1,68	1,61		1,66	0,04
1	1,79	1,63	1,72		1,71	0,08
2	1,65	1,60	2,01		1,75	0,22
2	1,75	2,08	1,77		1,87	0,19
3	1,86	1,71	1,68	1,87	1,78	0,10 -
3	1,87	1,84	1,97	1,99	1,92	0.07
4	1,72	1,34	1,54		1,53	0,19
4	1,74	1,35	1,03		1,38	0,35
3	1,73	1,92	2,08		1,91	0,18
3	2,09	1.41	2,00		1,87	0,39

Тест на крутящий момент удаления

Крутящий момент удаления был протестирован в интервале времени и для разных условий. Контейнеры с закрепленными крышками последовательно проводили через ряд условий и тестировали в различные моменты времени на крутящий момент удаления. Бутылки, герметично укупоренные крышками с описанными в заявке многослойными, полученными с помощью совместной экструзии вкладышами, перемещались, как это описано, от одного места с контролируемой температурой к другому. Контейнеры, герметично укупоренные стандартным многослойным материалом EVA-вкладыша («три щита») включали барьерный слой из EVOH. Стандартный EVA-вкладыш является девятислойным вкладышем с EVOH в качестве барьерного слоя. Крышки с вкладышами герметично закрепляли на контейнерах и выдерживали при температуре 35°С в течение двух суток, после чего хранили при комнатной температуре (примерно 20°С) в течение 24 час. Затем измеряли крутящий момент удаления. После этого контейнеры выдерживали 10 суток при 5°С, затем переносили на 24 часа в условия комнатной температуры и тестировали на крутящий момент удаления. Далее укупоренные контейнеры выдерживали двое суток при 35°С и возвращали на 24 часа в условия комнатной температуры, после чего тестировали на крутящий момент удаления. Далее укупоренные контейнеры вновь выдерживали в течение 10 суток при 5°С, возвращали на 24 часа в условия комнатной температуры и тестировали на крутящий момент удаления.

Аналогичным образом крышки, содержащие многослойный вкладыш с нейлоновой сердцевиной, закрепляли герметично на контейнерах, выдерживали при определенной температуре и хранили. Фиг.15 представляет график, сравнивающий крутящий момент, необходимый для удаления крышек с контейнеров. Термин "N1" относится в общем случае к описываемым в заявке структурам 2, 3 и 5, а термин "N4" относится в общем случае к описываемым в заявке структурам 1 и 4. Многослойный вкладыш с нейлоновой сердцевиной имеет лучшие характеристики, чем стандартный материал, и не требует значительного дополнительного крутящего момента для открытия контейнера в любых условиях испытаний.

Крышки 10, имеющие только пассивный нейлоновый барьер 26 и соединительный слой 28, присоединяющий материал слоя EVA₁ или EVA₂ 30 к пассивному нейлоновому барьеру, также проявляют себя как хорошие барьеры, препятствующие входу и выходу газов, таких как кислород, двуокись углерода и азот. Слой из EVA₁ или EVA₂ 28 должен быть обращенным в сторону пустого пространства 31 и образовывать с контейнером плотное соединение.

Все приведенные в заявке ссылки, включая публикации, патентные заявки и патенты, тем самым включены как ссылочный материал в той же степени, как если бы в отношении каждой из этих ссылок было индивидуально и специально указано, что она полностью включена в настоящую заявку в качестве ссылочного материала.

Использование терминов (артиклей) в тексте описания изобретения (в частности, в тексте следующих ниже пунктов формулы изобретения) предполагает как единственное, так и множественное число, если только при этом нет других указаний или из контекста четко не следует противоположное. Перечисление пределов и значений в данной заявке имеет лишь целью выполнять роль упрощенного способа указания на конкретное значение, лежащее в данных пределах, если только при этом нет других указаний и каждое отдельное значение введено в описание изобретения, так как если бы оно было упомянуто в заявке индивидуально. Все описанные в заявке способы могут быть осуществлены в любой подходящей последовательности, если только при этом нет других указаний или из контекста четко не следует противоположное. Использование какого-либо и всех примеров или приводимых в заявке носящих характер примера выражений (такой как, типа) имеет целью лишь лучше разъяснить изобретение и не несет какого-либо ограничения объема изобретения, если только при этом нет притязаний другого рода. Никакие выражения в описании изобретения, не оговоренные в формуле изобретения, не следует толковать как незаменимый элемент для осуществления изобретения.

В заявке описаны предпочтительные воплощения изобретения, которые включают наилучшие известные изобретателям способы осуществления изобретения. Естественно, что при чтении приведенного выше описания специалистами в данной области должны быть очевидными варианты этих предпочтительных воплощений. Изобретатели рассчитывают на то, что опытные специалисты применят надлежащим образом эти варианты, и при этом в намерения изобретателей входит то, чтобы изобретение осуществлялось способами, которые отличны от тех, которые конкретно описаны в заявке. Соответственным образом, изобретение включает все модификации и эквиваленты предмета изобретения, перечисленные в прилагаемой формуле изобретения в соответствии с применяемой правовой нормой. Наряду с этим изобретение охватывает любую комбинацию описанных выше элементов во всех их возможных вариантах, если только при этом нет других указаний или из контекста четко не следует противоречий.

Claims

1. Способ изготовления вкладыша для крышки контейнера, согласно которому:

выбирают нейлоновый барьерный материал с определенным диапазоном параметров обработки;

выбирают соединительный материал на основе этиленвинилацетата с параметрами обработки в диапазоне, перекрывающемся с или близким к параметрам обработки нейлоновых барьерных материалов;

выбирают материал с параметрами обработки в диапазоне, перекрывающемся с параметрами обработки нейлонового барьерного материала и материала на основе этиленвинилацетата; и

обеспечивают совместную экструзию нейлонового барьерного материала, соединительного материала и материала на основе этиленвинилацетата.

2. Вкладыш для крышки контейнера, изготовленный способом по п.1.

3. Неметаллический композиционный материал вкладыша для крышки контейнера, включающий:

a) нейлоновый барьерный материал;

b) первый соединительный слой, присоединенный к одной из сторон нейлонового барьерного материала;

c) первый покровный слой, присоединенный к стороне первого соединительного слоя, противоположной нейлоновому барьерному материалу, содержащий полимер, выбранный из этиленвинилацетата, этиленвинилацетат - сополимеров и смеси этиленвинилацетата с каким-либо другим олефиновым полимером, и дополнительно содержащий какой-либо активный поглотительный материал;

d) второй соединительный слой, присоединенный к стороне нейлонового барьерного материала, противоположной к первому соединительному слою; и

e) второй покровный слой, присоединенный к стороне второго соединительного слоя, содержащий полимер, выбираемый из этиленвинилацетата, этиленвинилацетата - сополимеров и смеси этиленвинилацетат с каким-либо другим олефиновым полимером, и дополнительно содержащий какой-либо активный поглотительный материал.

4. Материал вкладыша по п.3, в котором нейлоновый барьерный материал включает сыпучий неорганический материал наноразмеров.

5. Материал вкладыша по п.3, в котором поглотительный материал выбирается из полиамидов, сульфитных поглотителей кислорода, аскорбата и смесей двух или более указанных веществ.

6. Материал вкладыша по п.4, в котором нейлоновый барьерный материал включает наночастицы.

7. Материал вкладыша по п.3, в котором толщина нейлонового барьерного материала составляет около 1,5 мм.

8. Материал вкладыша по п.7, в котором первый и второй покровные слои обладают диапазоном температур обработки, перекрывающимся с/или близким к диапазону температур обработки соединительных слоев, а каждый из соединительных слоев обладает диапазоном температур обработки, перекрывающимся с/или близким к диапазону температур обработки нейлонового барьерного материала.

9. Материал вкладыша по п.7, в котором каждый из соединительных слоев независимо выбирается из функционализированных полиолефиновых полимеров и из смесей двух или более этих полимеров.

10. Крышка контейнера, имеющая внешнюю оболочку, включающую верхнюю стенку и цилиндрическую боковую стенку, ниспадающую от верхней стеночной части, и вкладыш, копланарно примыкающий к внутренней поверхности верхней стенки, в которой вкладыш выполнен из композиционного материала по любому из пп.3-9.

11. Способ изготовления материала вкладыша по п.3, включающий:

a) подготовку нейлонового барьерного слоя, обладающего определенным диапазоном температур экструзионной обработки;

b) подготовку одного или более материалов покровного слоя, выбираемых для каждого случая отдельно из этиленвинилацетат, этиленвинилацетат - сополимера и смесей каждого из них с полиолефиновыми полимерами, причем каждый из материалов покровных слоев может содержать активный поглощающий кислород материал и диапазон температур обработки каждого из материалов покровных слоев перекрывается с или близок с диапазоном температур обработки нейлонового барьерного материала;

c) подготовку одного или более составов соединительных слоев, совместимых с нейлоновым барьерным материалом и материалом(ами) соединительного слоя или слоев, в котором каждый состав соединительного слоя обладает диапазоном температур обработки, перекрывающимся с диапазонами температур обработки нейлонового барьерного материала, и, по меньшей мере, с одним материалом покровного слоя;

(d) материалы совместной экструзии, подготовленные на стадиях (а)-(с) для получения многослойного композиционного материала, имеющего нейлоновый барьерный материал, к каждой из первой и второй сторон которого присоединен слой, включающий по меньшей мере один состав соединительного слоя, а к материалу стороны каждого соединительного слоя противоположной к барьерному слою присоединен слой материала покровного слоя, совместимого с соединительным слоем.

12. Крышка с вкладышем, изготовленная способом по п.11.

13. Заполненный контейнер, герметично укупоренный крышкой с вкладышем, выполненным из материала по п.З.