Материал для защиты изделий, упаковка, смесь адгезива материала и способ получения смеси - RU2186714C2
Код документа: RU2186714C2
Чертежи
Описание
Изобретение относится к адгезиву, содержащему защитную добавку, и к оберточному материалу для обертывания изделий, в котором используется этот адгезив. Адгезив может содержать, например, летучий (парофазный) ингибитор коррозии (ЛИК), который реагирует с влагой, включенной в оберточный материал для защиты изделий от коррозии. Коррозия - это основная проблема во время перевозок и хранения изготовленных изделий после их изготовления, но до их продажи конечному пользователю. Крупные изделия, такие как автомобили, фургоны и машинное оборудование и другое аналогичное оборудование, особенно подвержены коррозии, особенно если они экспортируются и перевозятся на большие расстояния на океанских судах, где атмосфера особенно способствует коррозии.
В предыдущем патенте США 5491017 раскрыт оберточный материал, в котором дающий усадку и растягивающийся внешний слой из пленки прерывисто наклеен на поверхность нетканого внутреннего слоя и добавки, такие как ингибиторы коррозии, добавляются к нетканому слою. Однако если добавка находится в нетканом слое, ингибитор непрерывно выделяется со времени изготовления нетканого слоя. Поскольку нетканый материал обычно хранят некоторое время до его использования, ингибитор может истощиться до того, как изделие обернут этим материалом. Кроме того, другие виды упаковки изделий могут использовать адгезив, в который может быть включен ингибитор коррозии.
Согласно настоящему изобретению добавка добавляется к расплавленному адгезиву, используемому для крепления нетканого материала к дающей усадку пленке. Добавка испускает (выделяет) пар в упаковку, окруженную оберточным материалом, который смешивается с воздухом, заключенным в упаковке, и с любыми другими парами (например, с влагой) в защищаемой полости. В присутствии влаги пар конденсируется на поверхности защищаемого изделия и образует тонкий, но в высшей степени эффективный замедляющий коррозию слой или атмосферу. Если дополнительная влага попадет в закрытую полость, пар, выделяемый добавкой, преобразует ее в некоррозионный пар. Кроме того, внешний слой из дающей усадку пленки действует в качестве барьера, предотвращающего выпуск ингибитора в атмосферу. Соответственно упаковочный материал согласно настоящему изобретению - это "однонаправленный" испускатель, в котором вся добавка используется для обработки изделия, используемого с материалом, и добавка не испускается в окружающую атмосферу.
В другом варианте выполнения изобретения адгезив, смешанный с добавкой, можно использовать в упаковочных материалах, отличающихся от вышеупомянутого двухслойного материала с дающей усадку пленкой и нетканым материалом. Например, адгезив можно использовать в качестве адгезива на ленте, которую можно обернуть вокруг защищаемых изделий, так что добавка, находящаяся на ленте, выделяется для обработки изделия, обернутого лентой. Например, крупные изготовленные изделия, такие как коленчатые валы и другие механически обработанные детали, часто имеют относительно небольшие подвергшиеся машинной обработке участки по сравнению с полным размером детали. Желательно защитить прошедшие механическую обработку участки от коррозии. Соответственно только одни прошедшие машинную обработку участки могут обвертываться лентой с использованием адгезива, несущего добавку, такую как летучий ингибитор коррозии. Ингибитор, включенный в адгезив, испускается для защиты прошедших машинную обработку участков от коррозии. Лента - это гибкий непроницаемый материал, поэтому лента ограничивает испускание добавки в некотором направлении, так что добавка не испускается в окружающую атмосферу и только испускается адгезивом для обработки участка изделия, который желательно защитить.
Нет необходимости использовать полностью непроницаемый барьер с адгезивом, раскрытым согласно настоящему изобретению. Например, адгезивы обычно используются для закрепления ковров и других покрытий к полам и к сторонам транспортных средств. Металлические участки под ковром или покрытием подвержены коррозии. При использовании адгезива согласно настоящему изобретению летучий ингибитор коррозии, смешанный с адгезивом, защищает пол или другие металлические панели. Хотя ковровое покрытие, которое крепится адгезивом, может не быть непроницаемым (герметичным), оно, по крайней мере, наполовину проницаемо для добавки, так что намного большая доля добавки используется для защиты металлической панели, чем та, что выделяется через ковровое покрытие в атмосферу. Аналогичным образом адгезив можно применять для скрепления друг с другом створок коробок. Хотя створки коробок не являются непроницаемыми для пара, выделяемого добавкой, створки ограничат испускание пара в атмосферу, тем самым сохраняя основную часть пара для обработки изделия, помещенного в коробку-контейнер.
Добавка может быть любой из ряда хорошо известных добавок, но предпочтительна добавка, продаваемая фирмой Cortec Corporation, Сент-Пол, Миннесота и называемая М-138. Этот материал имеется в виде крупных частиц, и пока материал хранится в закрытом контейнере, выход материала в виде пара минимален. В дополнение к летучим ингибиторам коррозии, к числу других материалов, которые можно добавлять к слою адгезива и которые образуют защитный или обрабатывающий пар в полости, закрытой оберточным материалом, относятся антистатики (удалители и диссипаторы статического электричества), антиокислители, антимикробиалы (для защиты изделия от бактерий и других биологических загрязнителей), нейтрализаторы кислот, кислоты или щелочи (чтобы вызвать изменения рН), ароматические вещества, добавки, которые, будучи под действием воздуха, изменяют цвет, тем самым указывая на то, что изделия самовольно трогали (подделывали) и другие.
Путем размещения добавки в слое адгезива, который склеивает нетканый материал со слоем пленки, снижается себестоимость, так как при этом требуется меньше добавки и упрощаются обращение и инвентаризация. Если бы добавка размещалась в слое пленки, добавка испускала бы пар в обоих направлениях (как в полость, окруженную материалом, так и вовне, в атмосферу), что потребовало бы значительно большего количества добавки., При включении добавки в слой адгезива пленка действует как барьер, предотвращая выпуск пара в атмосферу. Чтобы разместить добавку в нетканом материале, его нужно пропустить через ванну, которая меняет свойства нетканого материала и снижает его пружинистое действие, мягкость и другие желаемые свойства. Кроме того, если бы добавка располагалась либо в слое пленки, либо в нетканом слое, отдельные количества пленки или нетканого материала нужно было бы сохранять в инвентаре для каждой из добавок, которые нужно использовать, и добавка испускала бы пар непрерывно с момента получения пленки или нетканого материала. Однако, размещая добавку в слое адгезива, материал добавки можно сохранять в замкнутом контейнере и тем самым не давать испускаться в виде пара до момента его использования. Добавку можно смешать с адгезивом в его расплавленном виде прямо перед тем, как адгезив помещается в раздаточное устройство, или же добавку можно разливать прямо на слой адгезива на другом разливочном участке рядом с разливочным участком, на котором адгезив наносится на нетканый слой. С другой стороны, адгезив можно также смешивать с добавкой, когда адгезив изготовляется и формируется в виде блока перед его использованием. Поскольку добавка будет со всех сторон окружена адгезивом, выпуск пара минимизирован. Путем либо разлива добавки отдельным участком, либо смешивания ее с адгезивом, как раз когда расплавленный адгезив помещается в раздаточное устройство, изменение добавки осуществляется почти что немедленно, так что перебои в производстве сводятся к минимуму.
Эти и другие преимущества настоящего изобретения станут очевидными из следующего описания со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг. 1 и 8
- это вид в поперечном сечении, проведенном через оберточный материал согласно настоящему изобретению до того, как материал дает усадку вокруг изделия;
фиг.2 - это вид в поперечном сечении,
аналогичный фиг.1, но показывающий оберточный материал согласно настоящему изобретению, после того как он дал усадку вокруг изделия;
фиг.3 - это вид, аналогичный фиг.2, но показывающий способ,
которым настоящее изобретение способствует замедлению коррозии изделий, обернутых оберточным материалом по фиг.1 и 2;
фиг. 4 - это схематическое изображение способа, которым изготовляется
оберточный материал согласно настоящему изобретению;
фиг. 5 и 6 - это виды в перспективе переоборудываемого фургона и мотоцикла соответственно, которые были обернуты материалом, изготовленным
согласно настоящему изобретению; и
фиг. 7 - это вид в перспективе коробочного контейнера, где используется настоящее изобретение для защиты содержащихся в нем продуктов.
Как видно на фиг.1 и 2, дающий усадку оберточный материал, обычно указываемый цифрой 10 и изготовленный согласно настоящему изобретению, включает в себя слой 12, состоящий из дающей усадку растяжимой пленки, имеющей заданную усадочную характеристику как реакцию на тепло, прилагаемое к пленке. Второй слой 14 закреплен на слое 12 посредством слоя адгезива, обычно указываемого цифрой 16. Слой 14 - это нетканый материал, содержащий нетканые, произвольно расположенные волокна. Первый слой 12 может быть любым известным типом дающей усадку растяжимой пленки, хорошо известной специалистам, но предпочтительно - это полиолефин в сополимере этилен-винил ацетата. Однако можно применять другие дающие усадку оберточные пленки. Нетканый материал 16 может быть любого хорошо известного типа и может включать в себя как естественные, так и искусственные волокна или их комбинацию, такие как сложный полиэфир, нейлон 6.6 или комбинация древесного волокна и волокон сложного полиэфира. Типичные материалы продаются фирмой Dupont Corporation под товарным знаком SANTARA или фирмой Fiberweb North American в виде изделия Fabric PBN-2. Нетканый материал может быть получен в процессе прядения. Следует отметить, что волокна, образующие нетканый материал 14, взаимно образуют пустоты 18.
Адгезив 16 - это предпочтительно термоплавкий клей из семейства блоксополимеров. Согласно изобретению добавка диспергирована по всему слою адгезива 16. Добавка предпочтительно представляет собой крупны частицы и может быть, например, летучим ингибитором коррозии (ЛИК), продаваемым фирмой Cortec Corporation из Сент-Пола, Миннесота, под наименованием М-138. Этот материал, когда на него воздействует влага из воздуха, испаряется, давая стойкую к коррозии атмосферу путем сочетания со влагой в воздухе, как будет описано ниже. Во время производства адгезива желательно уменьшить размер частиц ЛИК до максимального размера менее 30 мкм. Увеличенная площадь поверхности, содержащаяся внутри большего числа более мелких частиц, позволяет испускать пар более эффективным образом. Частицы автоматически "закрываются" после некоторого периода времени (около двух лет), даже если все еще имеется некоторое количество добавки. При увеличении имеющейся площади поверхности может испускаться намного большее процентное соотношение добавки. Однако нормальную обработку для уменьшения размера частиц, чтобы разъединить частицы, нельзя использовать, потому что если на добавку воздействует атмосфера, добавка соединяется с атмосферой, как описано выше. Соответственно размер частиц уменьшается путем помещения частиц в камеру и снижения температуры в камере примерно до -50oF. Влажность воздуха внутри камеры при этой температуре практически нулевая. Затем частицы распыляют, при этом частицы сталкиваются друг с другом с пропусканием частиц через форсунки образом, хорошо известным специалистам. Частицы сталкиваются друг с другом, что фракционирует частицы. Частицы разделяются при выходе из камеры способом, хорошо известным специалистам, так что максимальный размер частиц будет около 30 мкм. Удары струей продолжаются до тех пор, пока все частицы в камере не уменьшатся до этого размера. В дополнение к увеличению площади поверхности частиц и, следовательно, получению большего количества добавки, как указывалось выше, уменьшенный размер частиц также облегчает разлив смеси адгезива и добавки через сопла, как объяснено здесь в отношении фиг.4.
Смесь адгезива образуется перемешиванием вместе частиц термопластичного каучука, веществ для повышения клейкости, пластификаторов и минерального масла, варкой смеси образом, хорошо известным специалистам, с последующим выливанием смеси в блочную форму. Фракционированные частицы ЛИК могут непосредственно смешиваться с другими ингредиентами, когда смесь нагревается, или путем введения в минеральное масло до того, как минеральное масло смешивается с другими ингредиентами. Обычно ЛИК составляет приблизительно от 5% до 20% от веса смеси. Другие ингредиенты смешиваются в пропорции, хорошо известной специалистам, которая может меняться в соответствии с требуемыми свойствами адгезива.
Указанный способ включает в себя уменьшение размера частиц, в частности летучего ингибитора коррозии из крупных частиц, до максимального размера около 30 мкм и последующее смешивание летучего ингибитора коррозии с термоплавким адгезивом.
Обычно частицы помещают в камеру и охлаждают до температуры, как минимум, достаточной для понижения влажности в камере до минимального количества перед тем, как размер частиц уменьшится.
Уменьшение размера может быть получено путем использования струи под давлением для столкновения частиц друг с другом внутри камеры с последующим разделением частиц на выходе из камеры при достижении ими установленного максимального размера.
Способ получения смеси адгезива может включать в себя комбинирование термопластичного каучука, веществ для повышения клейкости, пластификаторов и минерального масла, восстановление смеси нагревом и примешивание частиц летучего ингибитора коррозии при восстановлении смеси.
Кроме того, может проводиться примешивание частиц летучего ингибитора коррозии в минеральное масло до комбинирования минерального масла и смеси.
Толщина слоя адгезива 16 на фиг.1-3 преувеличена для наглядности. Предпочтительно нетканый слой 14 имеет неровную поверхность, и адгезив прилипает только к приподнятым участкам поверхности к пленке 12. Это позволяет аэрировать нетканый слой 14 во время усадки, при этом воздух, захваченный в пустотах 18, расширяется, так что после усадки, как показано на фиг.2, нетканый слой расширился, давая дополнительное пружинящее действие.
Как видно на фиг.3, изделие 19, обернутое материалом 10, делится на анодные области 19а (несущие отрицательный заряд, как указано на фиг.3) и катодную область 19b (несущую положительный заряд, как указано на фиг.3). Ржавчина и коррозия имеют место, когда влага, захваченная объемом, окруженным оберточным материалом, переносит заряды между этими областями. Слой пленки 12 действует как барьер, не дающий летучему ингибитору коррозии (ЛИК) внутри адгезива 16 выходить в атмосферу. Соответственно ЛИК выделяется вовнутрь, как указано стрелками, а то, что материал 10 действует как "однонаправленный", сохраняет добавку ЛИК и обеспечивает ее использование только для защиты изделия 19.
Как также говорилось выше, материал 10 дал усадку вокруг изделий при приложении тепла, тем самым заставляя дающую усадку растягивающуюся пленку давать усадку вокруг изделия, но нетканый слой 18 действует как амортизатор между пленкой и изделием, предохраняя изделие от повреждений из-за контакта с дающей усадку растягивающейся пленкой 12. Когда материал 10 дал усадку вокруг изделия, изделие чрезвычайно уязвимо, и большинство имеющей место коррозии появится, когда изделие изначально обертывается, и уровень влажности внутри обертки самый высокий. Добавки ЛИК активируются влажностью, кислотностью и нагревом. Поскольку материал 10 дал усадку вокруг изделия с использованием нагрева, ЛИК изначально нагрет после обертывания. Соответственно очень высокая доза ЛИК выделяется в течение обертывания благодаря теплу, прилагаемому, чтобы материал дал усадку вокруг изделия. Эта очень высокая доза ингибитора противодействует влаге внутри материала. ЛИК конденсируется на изделии 19 и комбинируется со влагой с образованием предупреждающей коррозию соли, которая защищает материал. Соответственно после того, как влага внутри упаковки получает противодействие со стороны ЛИК, молекулярная защитная пленка образуется на всех металлических поверхностях. ЛИК внутри адгезива 16 продолжает выделяться после начальной высокой дозы, но при более низком уровне в течение ограниченного периода времени, который может составлять до двух лет. Соответственно ЛИК непрерывно противодействует влаге внутри упаковки.
Как описано выше, добавку можно добавлять к адгезиву при изготовлении адгезива и она будет содержаться в блоке адгезива. Когда адгезив расплавляется для использования, на добавку сначала воздействует атмосфера и таким образом имеется очень мало добавки до использования адгезива. Добавку можно также добавлять в адгезив после его расплавления. Добавка и адгезив перемешиваются вместе и затем помещаются в раздаточное устройство, как будет описано ниже, для разлива адгезива на нетканый материал 14. Опять же, добавка хранится в герметичных контейнерах до ее добавления к адгезиву, так что очень мало добавки теряется до ее применения. Наконец, добавку можно наносить прямо на нетканый материал 14 на участке рядом, но отдельным от участка нанесения адгезива на нетканый материал. В любом случае, на добавку не воздействует воздух или влага до ее использования. Более того, изменение вида добавки происходит относительно просто. Если бы добавка добавлялась либо к пленке, либо к нетканому материалу, большие количества этих слоев нужно было бы хранить как инвентарь, чтобы был в наличии материал, содержащий нужную добавку. При смешивании с адгезивом во время нанесения адгезива на войлок или перед моментом нанесения адгезива на войлок достигается максимальная гибкость.
Как видно из фиг.4, пленка 12 подается из рулона 20, а нетканый материал 14 подается из рулона 22. Материал 14 подается через клеящий участок 24, где вышеуказанный термоплавкий клей хранится в резервуаре 26 и легко наносится на верхнюю поверхность, материал 12 - распределяющим роликом 28 способом, хорошо известным специалистам. Если вышеуказанная добавка не была смешана с термоплавким клеем перед его помещением в резервуар 26, добавка наносится слоем с участка, обычно указанного цифрой 30, на верхнюю поверхность материала 14 примерно в том же самом месте, на которое наносится адгезив. Добавка хранится в резервуаре или контейнере 32 и наносится слоем на материал 14 любым хорошо известным способом. Материал 12 и нетканый материал 14, на который слоем нанесены адгезив и добавка, подаются через ведущие ролики 34 по направлению к участку склеивания 36. Участок склеивания 36 организован таким образом, что пленка 12 приводится в контактное сцепление с материалом 14 без приложения существенного давления к пленке 12 или к материалу 14. Поскольку адгезив предпочтительно не просачивается через материал 14, склеивание имеет место только на небольшом процентном соотношении материала и пленки 12. Если добавка смешивается с клеем, добавку можно поместить в адгезив до концентрации 25% по весу без каких-либо значительных потерь адгезии или других свойств. После прохождения через участок 36 полученный материал наматывается на барабан.
Как видно из фиг.5 и 6, материал 10 особенно пригоден для защиты крупных изделий, таких как фургон 40 (фиг.4) или мотоцикл 42 (фиг.5). Другие изделия, например оборудование для газонов и садов, лодки и другое оборудование для отдыха и т.д., также пригодны для того, чтобы их обвертывать материалом 10 и обрабатывать добавкой, находящейся в адгезиве 16. Фургон 40 обернут в мешок 43 из материала 10. Затем осуществляется нагрев, чтобы материал дал усадку вокруг фургона 40. Как обсуждалось выше, материал дает усадку, нетканый слой 14 аэрируется или расширяется из-за расширения воздуха, захваченного в пустотах, образованных волокнами, составляющими нетканый материал, тем самым размягчая материал, защищая транспортное средство 40 от предметов, таких как камни, которые могут угодить в транспортное средство во время его перевозки. Поскольку внешняя пленка 12 непроницаема, транспортное средство также защищено от загрязнителей из окружающей среды, таких как кислотный дождь. Однако даже в самых лучших обстоятельствах коррозия может иметь место на оголенных неокрашенных металлических участках фургона 40, особенно если транспортное средство перевозится по морю или упаковано/окружено при усадке в сыром виде или с захваченной вовнутрь влагой. Соответственно добавка в адгезиве постоянно испускает пар, который оседает на оголенных металлических участках фургона 40 и защищает их. На фиг.5 материал 44 обернут вокруг мотоцикла 42. Опять же, мотоцикл 42 имеет много открытых, обычно неокрашенных металлических участков. Потребители ожидают, что дорогостоящие изделия будут в изначально чистом состоянии при их получении, даже если изделия много месяцев хранятся или перевозятся, особенно если их экспортируют по морю. Соответственно мотоцикл 42 защищен летучим ингибитором коррозии, заключенным в адгезиве.
Другое оборудование, например электронное оборудование, можно обертывать материалом 10, но с антистатиками, такими как средства для снятия статического электричества или диссипаторами статического электричества, добавленными к адгезиву 16. Другие изделия, такие как хирургическое оборудование, могут защищаться от загрязнений антимикробиалами, находящимися в слое адгезива 16. Ароматизаторы могут добавляться к слоям адгезива, так что когда упаковка разрезается и снимается, приятный запах окружает изделие. Другие виды добавок, хорошо известные специалистам, также могут добавляться к адгезиву. В любом случае, пар, испускаемый добавками, не может выпускаться в окружающую атмосферу благодаря пленке 12, пар свободно проходит через открытый расширившийся нетканый слой, поскольку волокна, составляющие нетканый материал, образуют крупные, наполненные воздухом пустоты, которые оказывают небольшое сопротивление прохождению пара.
Как видно из фиг.7, картонная коробка, обозначенная цифрой 46, образует полость 48 для размещения изделия (не показано). После того, как изделие помещено в картонную коробку 46, коробка уплотняется путем складывания внутренних створок 50 вовнутрь, нанесения адгезива 52 на створки 50 с последующим складыванием внешних створок 54 над внутренними створками 50 для закрытия контейнера 46. Согласно настоящему изобретению одна из вышеупомянутых добавок может быть добавлена к адгезиву, который испускает пар в полость 48 для защиты хранящегося там изделия. Следует отметить, что картон проницаем для воздуха и створки 50, когда они сложены, образуют зазор, допускающий доступ добавки в полость 48.
Изобретение можно также использовать с ленточным материалом. Такие ленточные материалы используются для защиты изделий во время транзита путем наложения пленки на поверхность изделия. Как видно из фиг.8, адгезив 56, содержащий добавку, такую как ЛИК, наносится на одну сторону пленки 58. Адгезив используется, чтобы приклеить пленку к поверхности защищаемого изделия, что и защищает изделие. Пленка может быть любой обычной пленкой, включая растягивающиеся пленки и дающие усадку пленки. Адгезив может быть любым пригодным адгезивом, хорошо известным специалистам, включая термоплавкие клеи. Поскольку пленка непроницаема для летучего ингибитора коррозии, ленту можно обернуть вокруг участков изделия, которые нужно защитить, и пленка не позволяет добавкам улетучиваться в атмосферу. Соответственно вся добавка используется для защиты изделия. Ленточный материал особенно полезен для защиты прошедших механическую обработку участков крупных изделий. Например, многие прошедшие механическую обработку элементы имеют прошедшие машинную обработку поверхности, образующие только часть всего изделия. Эти поверхности нужно защитить от коррозии. Соответственно ленточный материал можно обернуть вокруг этих прошедших машинную обработку поверхностей, чтобы их защитить. Это более рентабельно, чем обертывать все изделие, если нужно защитить от коррозии только его часть.
Реферат
Группа изобретений относится к области защиты при обертывании изделий материалом, в котором используется адгезив. Материал содержит внешнюю дающую усадку, растягивающуюся пленку, которая приклеена ко внутреннему слою, содержащему нетканый материал. Термоплавкий клей используется для прикрепления слоя пленки к слою нетканого материала. Слой адгезива содержит частицы летучего ингибитора коррозии, смешанные в нем для защиты изделий от коррозии. Адгезив испускает летучий ингибитор коррозии, когда дающий усадку оберточный материал дал усадку вокруг защищаемого изделия. Изобретения обеспечивают надежную защиту изделий посредством конденсирования пара на его поверхности под действием влаги, попавшей в упаковку. 4 с. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.
