TW201917161A - 金屬蓋內墊的材料，材料製備方法、及內墊製備方法 - Google Patents

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Abstract

一種金屬蓋內墊的材料，按重量百分比包含：40-55%聚異戊二烯橡膠(IR)、10-15%丙烯酸酯橡膠(ACM)、3-5%助劑、30-40%溶劑、以及3-5%氨水。該材料在室溫中均勻攪拌，通過旋轉塗佈方式塗佈於金屬蓋內頂面，再通過三階段烘烤後即形成一內墊；使用該內墊的金屬蓋具有較低的開啟扭力，內墊的析出遷移量非常低。

Description

金屬蓋內墊的材料，材料製備方法、及內墊製備方法
本發明涉及食品或飲料包裝之金屬蓋的內墊，特別是一種以聚異戊二烯橡膠[Polyisoprene rubber,簡稱IR]為基料的內墊。
已知的食品或飲料包裝之金屬蓋，其內墊材料主要有PVC(聚氯乙烯，Polyvinyl Chloride)或熱塑性彈性體兩大類。PVC含有增塑劑如鄰苯二甲酸酯類、穩定劑以及氯乙烯單體殘留量等問題，且PVC生產和廢品處置過程中會產生許多嚴重的環境污染，是應被淘汰的材料。
本發明的目的是在提供一種不含有PVC(聚氯乙烯)、塑化劑的金屬瓶蓋內墊。
一種金屬蓋內墊的材料，按重量百分比包含：40-55%聚異戊二烯橡膠(IR)、10-15%丙烯酸酯橡膠(ACM)、3-5%助劑、30-40%溶劑、以及3-5%氨水，氨水濃度為24%；其中，所述助劑包括潤滑劑和架橋劑；所述潤滑劑選自油酸醯胺(Oleamide)、芥酸醯胺(Erucamide)之擇一或其混合；所述架橋劑是選自過氧化物硫化劑；所述溶劑包含濃度99%的甲醇或乙醇。
較佳的，過氧化物硫化劑是選自二叔丁基過氧化物(DTBP)、二 枯基過氧化物(DCP)、2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過氧化物)-己烷(DBPH,AD)之擇一。
一種金屬蓋內墊的材料的製備方法，包括：在室溫環境，將聚異戊二烯橡膠(IR)加入溶劑中，充份攪拌使其分散均勻，之後再加入架橋劑、ACM、潤滑劑、及氨水，充份攪拌使之混合成液體糊料，液體糊料的黏度為800~2500cps。
一種金屬蓋內墊的製造方法，包含：步驟一，按重量百分比將40-55%聚異戊二烯橡膠(IR)與30-40%溶劑充份攪拌使其分散均勻，所述溶劑包含濃度99%的甲醇或乙醇，再加入10-15%丙烯酸酯橡膠(ACM)、3-5%助劑、以及3-5%氨水，氨水濃度為24%，充份攪拌使之混合成液體糊料，液體糊料的黏度為800~2500cps；所述助劑包括潤滑劑和架橋劑；所述潤滑劑選自油酸醯胺(Oleamide)、芥酸醯胺(Erucamide)之擇一或其混合；所述架橋劑是選自過氧化物硫化劑；；步驟二，通過旋轉塗佈方式將該液態糊料塗佈於一金屬蓋內面；塗佈範圍包括金屬蓋內頂面的圓周塗佈或者是全面塗佈；步驟三，一階段烘烤，70-80℃，30分鐘；步驟四，二階段烘烤，80-90℃，30分鐘；步驟五，三階段烘烤，150-155℃，10分鐘；步驟六，自然冷卻，於該金屬蓋內頂面形成一內墊，該內墊厚度約1.0mm~1.5mm。
本發明之功效：本發明內墊材料完全不使用PVC、增塑劑，徹底排除因使用PVC 材料而產生之生產和廢品處置等各種問題。
本發明內墊材料之預備是在室溫環境中將上述成份充份攪拌均勻成液體糊料；相對於傳統PVC材料預備而言，其液體糊料需預熱至40℃，本發明材料預備相對簡單容易操作。
本發明之內墊以旋轉塗佈及烘乾步驟直接附著在金屬瓶蓋上，相對於傳統PVC內墊，需在金屬瓶蓋預印黏著層以便黏著PVC內墊。
傳統PVC內墊的烘烤溫度為220-245℃，烘烤時間為90-120秒，本發明內墊的三階段烘烤的溫度明顯低於傳統PVC內墊的烘烤溫度，在溫控操作方面本發明相對容易。本發明烘烤時間雖然較長，但採較低溫烘烤的爐具較大，連續作業時間較長，於共同且連續作業的情況下對生產效率的影響不大。
本發明內墊相對於PVC內墊具有更低的開啟扭力和更低的析出遷移量。
本發明內墊的主要成份，包含：40-55%聚異戊二烯橡膠[Polyisoprene rubber，簡稱IR，CAS No.9003-31-0]、10-15%丙烯酸酯橡膠(Polyacrylate Rubber，簡稱ACM)、3-5%助劑、30-40%溶劑、以及3-5%氨水(濃度為24%)；原料配方是按重量百分比計。
本發明之較佳成份重量百分比為：45%聚異戊二烯橡膠[Polyisoprene rubber，簡稱IR，CAS No.9003-31-0]、15%丙烯酸酯橡膠 (Polyacrylate Rubber,簡稱ACM)、3%助劑、34%溶劑、以及3%氨水(濃度為24%)。
主要成份的作用
所述ACM的主要功效為IR改性，提高其耐氧化性、耐油性及耐溫性；IR耐溫約100~110℃，而ACM耐溫可達150℃~175℃，利用ACM進行改性可使IR耐溫達121~130℃。
所述助劑包括潤滑劑和架橋劑，所述潤滑劑選自油酸醯胺(Oleamide)、芥酸醯胺(Erucamide)之擇一或其混合；所述架橋劑是選自過氧化物硫化劑，優選的過氧化物硫化劑包含二烷基過氧化物、二醯基過氧化物和過氧酯，例如二叔丁基過氧化物(DBP)、過氧化苯甲醯(BPO)、叔丁基過氧化苯甲酯(TBPB)、二枯基過氧化物(DCP)、2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過氧化)己烷(DBPH,AD)、1,1-雙(叔丁基過氧基)-3,3,5-三甲基-環己烷(DBPC,3M)、1,1-雙(叔丁基過氧基)-環己烷(DBC)等；在本發明中選用無味的過氧化物硫化劑，包含二叔丁基過氧化物(DTBP)、二枯基過氧化物(DCP)、2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過氧化物)-己烷(DBPH,AD)。架橋劑的主要功效為IR交聯硬化，選用過氧化物硫化劑的優點為鍵能高，熱、化學穩定性好，具有優異的抗熱氧老化性能；硫化膠的永久變形低；無硫化返原。
所述溶劑包含濃度99%的甲醇或乙醇。
所述氨水的作用為作為IR和ACM的阻聚劑，幫助混合物分散，防止橡膠微粒在儲存和運輸過程中凝聚。
主要成份混合
先將IR微細顆粒加入溶劑中，充份攪拌使其分散均勻，之後再加入架橋劑、ACM、潤滑劑、及氨水，充份攪拌使之混合成液體糊料，液體糊料的黏度為800~2500cps。因熱敏感性，因此需選用不產生摩擦熱的攪拌葉片和器具。
內墊製備方法：步驟一，通過旋轉塗佈方式將上述液態糊料塗佈於一金屬蓋內面；所述金屬蓋為食品或飲品包裝的金屬蓋內頂面，包含但不限於皇冠瓶蓋、金屬爪蓋；塗佈範圍可包括金屬蓋內頂面的圓周塗佈或者是全面塗佈；步驟二，一階段烘烤，70-80℃，較佳為75℃，25-35分鐘，使溶劑揮發；步驟三，二階段烘烤，80-90℃，較佳為85℃，25-35分鐘，使IR接觸架橋劑；步驟四，三階段烘烤，150-155℃，較佳為155℃，8-12分鐘，使IR交聯硬化定型；IR的一般架橋溫度低於151℃，架橋反應需30~40分鐘，本發明提高溫度至155℃烘烤時架橋反應可縮短至10分鐘左右；步驟五，自然冷卻，於該金屬蓋內頂面形成一內墊，該內墊厚度約1.0mm~1.5mm。
內墊特性：IR經ACM改性，因此本發明內墊具有較高的耐氧化性、耐油性及耐溫性。
在耐溫性方面，本發明內墊應用於食品或飲品包裝，可經高溫121-130℃殺菌，不變色，不質變。
低遷移量，檢測報告如附件一，正庚烷蒸發殘渣為18ppm。按中華民國102年8月20日部授食字第1021350146號修正之「食品器具容器包裝衛生標準」規定，PVC內墊法規限值為150ppm以下；聚乙烯(PE)及聚丙烯(PP)內墊法規限值為30ppm以下，(但食品製造加工及調理等過程中之使用溫度為100℃以下者，限值為150ppm以下)。本發明內墊正庚烷蒸發殘渣顯然低於目前法規標準。
低開啟扭力。請參以下測試報告。
測試報告(一)
測試報告(二)
測試報告(三)
測試結果開啟扭力<26kgf-cm，一般PVC內墊開啟扭力>30kgf-cm。瓶蓋重覆開關後，不發生滲漏。

Claims (7)

  1. 一種金屬蓋內墊的材料，按重量百分比包含：40-55%聚異戊二烯橡膠(IR)、10-15%丙烯酸酯橡膠(ACM)、3-5%助劑、30-40%溶劑、以及3-5%氨水，氨水濃度為24%；其中，所述助劑包括潤滑劑和架橋劑；所述潤滑劑選自油酸醯胺(Oleamide)、芥酸醯胺(Erucamide)之擇一或其混合；所述架橋劑是選自過氧化物硫化劑；所述溶劑包含濃度99%的甲醇或乙醇。
  2. 如請求項1所述金屬蓋內墊的材料，其中，按重量百分比，聚異戊二烯橡膠(IR)為45%、丙烯酸酯橡膠(ACM)為15%、助劑為3%、溶劑為34%、以及氨水為3%。
  3. 如請求項1或2所述金屬蓋內墊的材料，其中，過氧化物硫化劑是選自二叔丁基過氧化物(DTBP)、二枯基過氧化物(DCP)、2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過氧化物)-己烷(DBPH,AD)之擇一。
  4. 一種如請求項1或2所述金屬蓋內墊的材料的製備方法，包括：在室溫環境，將聚異戊二烯橡膠(IR)加入溶劑中，充份攪拌使其分散均勻，之後再加入架橋劑、ACM、潤滑劑、及氨水，充份攪拌使之混合成液體糊料，液體糊料的黏度為800~2500cps。
  5. 一種金屬蓋內墊的製造方法，包含：步驟一，按重量百分比將40-55%聚異戊二烯橡膠(IR)與30-40%溶劑充份攪拌使其分散均勻，所述溶劑包含濃度99%的甲醇或乙醇，再加入10-15%丙烯酸酯橡膠(ACM)、3-5%助劑、以及3-5%氨水，氨水濃度為24%，充份攪拌使之混合成液體糊料，液體糊料的黏度為800~ 2500cps；所述助劑包括潤滑劑和架橋劑；所述潤滑劑選自油酸醯胺(Oleamide)、芥酸醯胺(Erucamide)之擇一或其混合；所述架橋劑是選自過氧化物硫化劑；；步驟二，通過旋轉塗佈方式將該液態糊料塗佈於一金屬蓋內面；塗佈範圍包括金屬蓋內頂面的圓周塗佈或者是全面塗佈；步驟三，一階段烘烤，70-80℃，25-35分鐘；步驟四，二階段烘烤，80-90℃，25-35分鐘；步驟五，三階段烘烤，150-155℃，8-12分鐘；步驟六，自然冷卻，於該金屬蓋內頂面形成一內墊，該內墊厚度約1.0mm~1.5mm。
  6. 如請求項5所述金屬蓋內墊的製造方法，其中，步驟一，過氧化物硫化劑是選自二叔丁基過氧化物(DTBP)、二枯基過氧化物(DCP)、2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過氧化物)-己烷(DBPH,AD)之擇一。
  7. 如請求項5所述金屬蓋內墊的製造方法，其中，步驟一，按重量百分比，聚異戊二烯橡膠(IR)為45%、丙烯酸酯橡膠(ACM)為15%、助劑為3%、溶劑為34%、以及氨水為3%。
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