用於遞送用於粉末組合物的添加劑的水溶性包裝的製作方法

2023-09-20 10:26:30

相關申請

本專利申請基於35usc119(e)要求於2015年1月5日提交的美國臨時序列號62/099,798，以及於2015年9月16日提交的美國序列號14/856,333的優先權。

背景技術：

本發明一般地涉及多組分粉末組合物，並且更具體地涉及用於可凝固粉末組合物(例如但不限於牆板接頭混配物)的包裝的添加劑。

常規地通過將牆板附接到框架構件或立柱並且用稱為接頭混配物的專門配製的糊狀組合物填充和塗覆面板之間的接頭來構造由石膏牆板製成的牆和天花板。接頭混配物可以作為粉末組合物被供應(以在施工現場與水混合)，或者可以在工廠與水預混以產生預混(或糊狀)接頭混配物。將糊狀接頭混配物(膠帶級)置於由牆板面板的鄰接邊緣形成的接頭內和上方，並且將紙加強帶嵌入接頭中，然後允許乾燥接頭混配物。可選地，加強帶可以是非纖維素組合物，但是具有與紙接頭帶的條帶相似的尺寸和形狀。可選地，加強帶可以是需要使用化學凝固型接頭混配物的玻璃纖維織物。當接頭混配物變幹時，在接頭上施加第二接頭混配物(修頂或修飾級)，並且也允許其變幹。通常需要第三次施加接頭混配物，並且在第三塗覆變幹之後，可以將其輕輕地打磨，並且可以常規地用然後施加到牆的裝飾材料(油漆，紋理或壁紙)進行修飾。接頭混配物的所有三次塗層可以可選地伴隨例如溼混合器的粘結和混合器馬達的超載等問題而完成。

存在幾類接頭混配物。乾燥型混配物通過水的蒸發而變硬，而凝固型接頭混配物在固化過程中與水化學反應。凝固型接頭混配物通常使用硫酸鈣半水合物，也稱為灰泥或熟石膏，作為基質。當將水加入凝固型粉末中時，它經由水合反應與硫酸鈣半水合物反應，以形成硫酸鈣二水合物晶體的互鎖基質。互鎖晶體基質給予混配物提高的強度。凝固型接頭混配物超過乾燥型的益處是成品接頭的總強度，導致較少的收縮和開裂，以及在進一步精加工之前無需等待接頭混配物完全乾燥的獨立性。乾燥型接頭混配物具有易於使用的優點，因為它們通常以預混形式獲得，其中水被製造商加入和混合。第三類接頭混配物將基於硫酸鈣半水合物的混配物的凝固作用與預混化合物的易於使用相結合。

預混接頭混配物典型地以體積為3.5至4.5加侖(13.25-17.03l)的單位在紙板箱或塑料桶中供應給客戶。接頭混配物以典型地高於在施工現場應用的粘度被供應。這允許承包商使用動力鑽機和混合槳在額外的水中混合以獲得期望的應用粘度。

典型地通過在混合器中混合溼成分和幹成分直到均勻，通過加水將粘度調節至期望水平，然後填充和密封容器以運送給顧客，從而實現預混接頭混配物生產。該過程會被使用很快速增稠的成分破壞並且需要較長時間以完全潤溼和降低粘度，使混合器中混合的溼和幹成分通過典型的混合循環並且以高於期望的粘度競爭水。以上過程導致機械限制和問題，例如溼混合器的粘結和混合器馬達的超載。在混合循環結束時高於期望的粘度影響將材料泵送和移動到混合體系之外和通過包裝生產線的容易程度，並且也會干擾容器的封蓋和閉合。

已知在工作現場在配製過程中對接頭混配物混合物提供選擇性能增強添加劑以增強性能特徵。在某些情況下，凝固或乾燥時間加快，在其他情況下延遲。另外，在砂磨期間的粘度和/或灰塵生成是受到混合物添加劑的影響的特性。

因此，在用於製造預混物的典型溼混合體系中可以使用的原料的類型上存在機械限制。取決於特定的產品要求(包括長使用前保質期，快速凝固，低應用粘度等)，已經提出若干選擇以提供具有分離的添加劑的接頭混配物，在即將應用之前完成混合物時其使用戶能夠獲得增強的或更理想的接頭混配物性能特性。

通過引用併入本文的美國專利號6,476,099公開了向接頭混配物添加表面活性劑添加劑以在應用到牆板表面之後產生裂化改善、收縮改善和表面光潔度缺陷減少的性能。通過引用併入本文的美國專利號6,228,163和5,746,822公開了用基礎接頭混配物配製的接頭混配物，其具有相對惰性直到提供在功能上用作活化劑的額外添加劑。

通過引用併入本文的美國專利號8,822,566公開了提供添加劑的非均勻製劑，其具有預混基礎接頭混配物以便用戶在施工現場最終混合。持續需要提供以使用戶能夠調整接頭混配物的操作特性以適應特定情況的形式的添加劑。

技術實現要素：

上述需要由本發明的添加劑包裝體系滿足，所述添加劑包裝體系包括提供與主容器中的基礎接頭混配物或者其他粉末或可凝固組合物一起使用的分開包裝的添加劑，使得用戶能夠調節在混合期間接頭混配物或所需組合物的性質。因此，在本專利申請中，「接頭混配物」指粉末形式的任何類型的可凝固組合物，其設計為加入水中以製備可凝固產物。在優選實施例中，各個添加劑包裝是水溶性的，因此當用戶將包裝放入基礎接頭混配物的主容器內時，包裝溶解並且成為混合物的部分。適合於在本發明的水溶性容器中分開包裝的所考慮的添加劑包括但不限於緩凝劑、促進劑、活化劑、除塵劑、顏料、助粘劑等等。還設想提供含有在粉末製劑中的完全配製的接頭混配物的分開包裝。包裝的優選材料是水溶性聚乙烯醇；然而考慮了其他水溶性塑料，條件是它們在室溫下完全溶於水。經包裝的添加劑的狀態可以是液體、固體或粉末。

本發明體系的另一個特徵在於添加劑以相對小的體積劑量提供給需要在小型牆修復作業等等中使用的小批量的接頭混配物的用戶。本發明體系的另外一個特徵是還考慮了相同添加劑的多個相對小體積的包裝。例如，在促進劑的情況下，對於給定批量大小的接頭混配物，用戶添加多個促進劑包裝用於獲得完成的混合接頭混配物的相對較快的凝固。

本發明體系包括基礎接頭混配物的主容器，所述基礎接頭混配物為粉末或預混物。另外，分開的容器容納至少一個並且優選多個水溶性添加劑包裝，使得在其最終混合之前，添加劑包裝被保護免受暴露於水分。

更具體地，本發明提供了接頭混配物體系，其包括：基礎接頭混配物的主容器；以及與基礎接頭混配物分開、並且容納至少一個並且優選多個水溶性添加劑包裝的添加劑容器，所述水溶性添加劑包裝被構造和布置成使得在其與基礎接頭混配物最終混合之前，添加劑包裝被保護免受暴露於水分。

在另一個實施例中，本發明提供了接頭混配物體系，其包括基礎接頭混配物的主容器；以及與主容器不同並且容納至少一個並且優選多個水溶性添加劑包裝的分開容器，所述水溶性添加劑包裝被構造和布置成使得在其與基礎接頭混配物最終混合之前，添加劑包裝被保護免受暴露於水分。

附圖說明

圖1是本發明添加劑體系的垂直橫截面；

圖2是本發明體系的分解垂直橫截面，顯示了添加劑包裝被加入主接頭混配物容器中；

圖3是本發明體系的分解垂直橫截面圖，顯示了添加劑包裝被混合到接頭混配物內；

圖4是使用用於添加劑包裝的分開容器的本發明添加劑體系的可選實施例的垂直橫截面；和

圖5是圖4的實施例的垂直橫截面圖，顯示了添加劑包裝被混合到主接頭混配物容器內。

具體實施方式

參見圖1-3，顯示了本發明的水溶性添加劑體系，一般指定為10，並且包括與主容器中的基礎接頭混配物或者其他粉末或可凝固組合物一起使用的分開包裝的添加劑，使得用戶能夠調節在混合期間接頭混配物或所需組合物的性質。更具體而言，主容器12通常是用於包裝預混牆板接頭混配物類型的塑料桶或盆，並且包括全部整體形成的底部14、環形側壁16和上唇緣18，如通過模製塑料製成，並且組合以限定內部室20。其他材料考慮用於容器12，包括但不限於金屬和紙板。預混接頭混配物22的供應基本上填充內部室20。雖然在優選實施例中，基礎接頭混配物22是預混型，但也考慮粉末型接頭混配物或凝固型接頭混配物是合適的。

內部室20被可移除的容器蓋24覆蓋，該容器蓋24接合上唇緣18，並且使用在容器外部上的塑料夾或連接器(未示出)在主容器12上關閉閂鎖，如本領域中眾所周知的。本發明體系10的特徵在於，容器蓋24的下側26提供有室或添加劑容器28，其被構造和布置成保留至少一個並且優選地多個分開的添加劑包裝30。添加劑容器28優選由與蓋24相同的材料製成，並且構造成使得在使用之前，添加劑包裝30與基礎接頭混配物22以及內部室20分離，並且在添加劑包裝與接頭混配物22最終混合之前，被保護免受暴露於水分。

適合於在本發明的水溶性添加劑包裝30中分開包裝的考慮添加劑32包括但不限於緩凝劑、促進劑、活化劑、除塵劑、顏料、助粘劑如粉末粘合劑，包括聚乙烯醇或聚乙酸乙烯酯)等等。經包裝的添加劑32的狀態考慮是液體、固體或粉末。

添加劑容器28的下壁34如通過打孔、穿孔、具有較薄的壁厚度等等而是易碎的。因此，當主容器12中的接頭混配物22的用戶準備好施加接頭混配物時，易碎壁34被用戶使用刮刀或類似工具容易地破壞，並且一旦壁被破壞，添加劑包裝30就落入接頭混配物22內(圖2)。

在優選實施例中，添加劑包裝30是水溶性的，並且接頭混配物是預混型，這意味著當容器12打開時它是溼糊劑。包裝30的優選材料是水溶性聚乙烯醇；然而考慮了其他水溶性塑料，只要它們在室溫下完全溶於水。一旦包裝30落入或放入主容器12內的接頭混配物22內，包裝就溶解並且成為混合物的部分。如圖3中可見的，考慮動力混合器36用於完全混合內容物。

本發明體系10的另一個特徵是添加劑包裝30以相對小的體積劑量提供給需要在小型牆修復作業等等中使用的小批量的接頭混配物的用戶。優選地，添加劑包裝30含有在5至20克範圍內的添加劑32。更優選地，包裝30含有在10克範圍內的添加劑。

另外，考慮將粉末形式的完全配製的接頭混配物包裝在包裝30之一內。這種容器30任選地以各種體積提供，包括但不限於1磅包裝。

本發明體系的另外一個特徵是還考慮了相同添加劑32的多個相對小體積的包裝30。例如，在促進劑的情況下，對於給定批量大小的接頭混配物22，用戶添加多個促進劑包裝30，用於獲得完成的混合接頭混配物22的相對較快的凝固。

現在參考圖4和圖5，本發明接頭混配物添加劑體系10的另一個實施例一般指定為40。與體系10共用的組分用相同的附圖標記指定。體系40的主要顯著特徵在於添加劑包裝30固定在指定添加劑容器42內，所述指定添加劑容器42與主容器12分開且隔離。體系40中的添加劑包裝30具有與體系10相同的特性。

在添加劑容器42中，包裝30被防止暴露於水分，所述水分將導致它們過早溶解且釋放添加劑32。如同主容器12的情況一樣，添加劑容器42包括全部優選整體形成的底部44、環形壁46和上唇緣48，如通過模製塑料製成。蓋50覆蓋上唇緣48並且封閉另外的室52，所述室52封閉添加劑包裝30並且將添加劑32保持在失活狀態，直到需要使用時。

如圖5中可見的，一旦操作者需要將添加劑32摻入接頭混配物22中，添加劑容器42就打開，並且至少一個並且優選多個添加劑包裝30堆積到主容器12中，其中包裝30溶解並且添加劑32混合到主接頭混配物22內。優選地，根據需要使用動力混合器36。

在包括體系10或體系40的使用中，用戶將水溶性添加劑包裝30放入主容器12內，並且添加足夠的水以將包裝溶解在水中，以與經包裝的粉末或預混接頭混配物22混合至得到所需的接頭混配物。這些包裝30或分離艙(pod)的若干個考慮為在密封容器28或42中提供，從而減少在混合常規的基於粉末的凝固型接頭混配物時生成的混亂和灰塵。

雖然在本文中已描述了用於遞送粉末組合物的添加劑的本發明的水溶性包裝的具體實施例，但是本領域技術人員將理解，在其更廣泛方面不偏離本發明的情況下並且如以下權利要求中所述可作出改變和修改。