自耗性容器包裝的瀝青包裝件的製作方法

2023-05-26 04:58:51

專利名稱：自耗性容器包裝的瀝青包裝件的製作方法
技術領域：
本發明所屬技術領域及工業實用性本發明涉及包裝諸如屋面和路面用瀝青的改良容器。本發明還涉及完全可由用戶自耗的瀝青包裝容器-這種容器是可與容納其中的用於屋面、路面等的瀝青一起熔化的。
本發明背景在瀝青工業中，一種向用戶提供瀝青的方法是以單個包裝件的形式運送的，這種瀝青包裝件就是建築設計師常常用來作為屋面和其它建築用途的瀝青來源。瀝青單個包裝件常常是以常規瀝青加工設備，通過將熔融瀝青傾入由金屬底和紙制圓筒形側壁構成的容器中而製成的。通常，瀝青是在約177℃時被傾入容器的，因而在發貨給用戶如屋面建築師前要讓該瀝青包裝件冷卻長達24小時。拆除紙筒和金屬底容器後，這些紙筒和金屬底就成為廢物，而固態瀝青被屋面建築工人從容器中取出、置於燃氣熔化鍋中經熔融後以供使用。拆除紙筒和金屬底容器不僅花費時間，而且對紙和金屬制容器的處理也是一種沉重的負擔。
已經研製出了不需拆除或處置容器的包裝，這類包裝的一種類型已公開在如美國專利5452800和5307608中，這兩專利涉及只以聚丙烯薄膜作為包裝手段並涉及它們的製造方法。
已經研製出的另一類可自耗的瀝青包裝是公開在國際公開WO96/40838中的以可模塑材料制的容器，該專利公開內容列入本文供參考。該自耗性容器是由包含瀝青和聚合物的組合物經模塑而成的。這種容器可設計成圓筒形或長方形，並可以是帶錐度的以利堆垛，這種容器還可有便於操作的手柄和提高尺英寸穩定性的環形突出物或四周加強肋。
雖然已經得到了有減少瀝青熔化爐冒煙優點的模塑自耗性容器，但還希望作進一步的改進。更具體地說，要改進的方面為使容器易於加工成瀝青包裝件，而且能使該包裝件便於使用。
本發明概述因此，本發明的一個目的是提供一種在製造和使用時便於搬運的瀝青容器。本發明的另一個目的是提供一種獨立式的、堅固的、能有效地利用構成容器的材料的自耗性容器。本發明的還有一個目的是提供一種堅固的、手工搬運時是安全的自耗性瀝青容器。本發明再有一個目的是提供一種能可靠地容納適宜量瀝青的容器，並且這種容器易破碎成小塊，以便用戶在工作場所更容易搬運。本發明的又一目的是提供一種在經受熔融瀝青傾入容器的那種高溫時，基本上不發生變形的容器。本發明的另外的目的是提供一種能使容納其中的熔融瀝青更易冷卻的瀝青容器。本發明的其它目的是提供一種無論是空時或是裝滿時，容器都可整齊地堆垛的自耗性容器。通過本發明容器可以達到這些和其它目的。
本發明的瀝青包裝件包括(a)由包含瀝青材料和至少一種聚合物的自耗性組合物制的容器，該容器的結構包括(i)有兩側邊和兩端邊的底，(ii)一對從底的側邊向上延伸的側壁並與(iii)一對從底的端邊延伸的端壁相連以限定頂的周邊，由底、兩側壁及兩端壁確定容器的內部空間，以及(iv)從一側壁經容器內部、至少部分跨過底面向容器的對側壁延伸的，並與一端壁成一角度的槽形折斷機構和(b)置於該容器內的瀝青。在一個優選的實施方案中，槽形折斷機構包括伸向底面少一半處的第一折斷凹口，該凹口與端壁的夾角為90°角。更優選的是，折斷機構還包括在第一折斷凹口對面的側壁上有向容器內部延伸的，至少部分地伸入底面並與端壁成90°角的第二折斷凹口。在另一優選實施方案中，折斷機構包括一個具有三角形截面的從一側壁，優選以45°至90°角如直角向對面側壁延伸的折斷通道。
該容器可有利地包括其它特徵。例如，側壁和端壁可包括含頂層和一層或一層以上的下層，而頂層伸出在下層之外的多層結構。容器端壁還可包括水平手把部分，而側壁可包括垂直手把部分。
每一端壁可包括位於橫向中央的呈凹進的四邊形的端面，該凹進的端面從底部延伸至低於容器頂面周邊某一位置，從而將手把部分限定在頂面周邊與凹進端面之間。手把部分可包括開向頂面周邊的外通道和開向底面的內通道。該手把部分優選將每一端壁上兩支承部分跨接在一起，該手把部分與支承部分構成圍繞凹進端面三側的外端面。支承部分可擁有彎曲的下部或呈向底面中心彎曲的勺形截面。
每一側壁可包括在縱向至少有兩個相互隔開的呈凹進四邊形形狀的側面，該凹進的側面從容器的底部延伸至頂面周邊下某一位置，從而將水平部分限定在頂面周邊與凹進側面之間。優選的是，該水平部分是與每一側壁的支承部分跨接在一起的，水平部分和支承部分構成圍繞每一凹進側面三側的外側面。在優選的實施方案中，容器側壁包括手把部分和勺形部分(如彎曲的支承部分)。
容器結構還可包括繞頂面四周向外伸的凸緣。為了增強容器結構，有多個相互隔開的從凸緣伸至側壁的肋和多個相互隔開的從凸緣伸至端壁的肋。
在優選的實施方案中，瀝青包裝件還包括在瀝青灌裝入容器後，用於覆蓋瀝青的、由聚合物材料制的薄膜。優選的是，覆蓋瀝青表面的薄膜的厚度為1密耳至4密耳，聚合材料為聚丙烯。
該容器優選由含約40％-約90％(重量)的瀝青和約10％-約60％(重量)聚合物的自耗性組合物製成的。在一種優選的自耗性容器組合物中，該組合物是氧化至軟化點為250°F的AC-20與聚丙烯和乙烯-醋酸乙烯酯聚合物的混合物。
通過下面連同附圖的詳細說明本發明的其它特徵與優點會是顯見的。
附圖的簡要說明

圖1a是根據本發明的一個優選實施方案的瀝青容器的底視圖；圖1b是圖1a實施方案沿A-A線的剖面圖；圖1c是圖1a沿實施方案的側視圖；圖1d是圖1c沿B-B線的剖面圖；及圖1e是圖1a實施方案的端視圖；圖2是另一個實施方案的瀝青容器；圖3是又一個實施方案的瀝青容器的說明；圖4是本發明再一個實施方案的瀝青容器的說明；
圖5是還有一個實施方案的瀝青容器；圖6是另一個實施方案的瀝青容器；圖7a是還有一個實施方案的容器的四分之一頂視圖；圖7b是圖7a所示的四分之一正視圖。
本發明的詳細說明和優選實施方案通常，根據本發明的容器10，如圖中數字表示的那些容器(圖中同一號數表示同類構件)，其截面呈四邊形如長方形，其中兩端或兩端壁20是與兩側或兩側壁30相連的。最好將容器設計成當容器空載時或裝滿瀝青時都是可堆垛的。容器10為瀝青15(見圖7b)所充滿而形成瀝青包裝件5。該容器有利地設置有折斷楔形槽110或管形槽111，以能使用戶在工作場所容易將其折斷成較小和較輕的包裝碎塊，以便於搬運和供給熔化爐熔化。該折斷楔形槽110或管形槽111也可作為膨脹接合面，以有助於避免在充裝熔化瀝青時，因約330°F(166℃)瀝青的傾入或泵入而發生容器變形。該容器還可包括在側壁30和/或端壁20上凹進凸出的平面或表面，這些凹進或凸出面可當作手柄手把部分，並能促使熱的瀝青容易冷卻，因而形成了結實、可靠的、便於貯運的包裝件。這種表面可以有彎曲的或勺形部分，以增強充裝瀝青時容器的結構整體性。
在圖1a-1e所示的特別優選的設計中，容器10有從頂60至底50有逐漸縮小而向內傾斜的端壁20和側壁30，容器中央是一平坦表面。優選的是，該容器的總長度(l1)為約23.11英寸(586.99毫米)，總寬度(W1)為約16.36英寸(415.54毫米)和總高度(h1)為約6.150英寸(156.210毫米)。該容器繞底表面50四周的尺寸優選為約21.65英寸(549.91毫米)長(l1b)X約15.15英寸(384.81毫米)寬(W1b)。除非另有說明，容器壁的厚度一般為約0.075英寸(1.905毫米)。
容器壁具有彎曲形或勺形凹進區域或部分220、320，這樣的凹進區域有助於防止裝熱瀝青時器壁發生隆起或變形。在每一側壁30上有三個凹進區域320，構成兩個外支承部分36和兩個內支承部分37。區域320有上部320a和下部320b，而上部320a是從側壁30的最外端表面稍微向內嵌入或凹進的，並向脊線320′傾斜，從脊線起的較低部分320b是向容器底50的中心方向彎曲或成勺形至點320″，並從該點起垂直向下至容器的底部50。優選的是，彎曲部分320b的半徑(r1i)為約0.95英寸(24.13毫米)，從彎曲的端點至容器底面50的下降高度(h1i)為約0.200英寸(5.080毫米)。在圖中涉及與凹進部分320有關的其它優選尺寸如下d1i＝0.375英寸(9.525毫米)；d1ii＝2.000英寸(50.800毫米)；d1iii＝3.950英寸(100.330毫米)；d1iv＝6.950英寸(176.530毫米)；d1v＝9.325英寸(236.855毫米)；及d1vi＝10.825英寸(274.955毫米)。
每一端20有幾個錯落的表面或小平面，其中包括中部向內凹進的並且其周圍為壁27圍繞的壁220，而壁27同樣也是從外壁28向裡凹的。壁27包括逐漸向縮小垂直的兩則以及橋接該兩側的水平部分的上部27a，該上部在線27′處開始向內彎曲至線27″的下部區域27b，在27″處，壁垂直向下至容器底部50。端壁20的中部凹進部分220，當頂視時，它是位於容器內的向上凸出體，該凹進部分中有一平坦的、向上部220a逐漸縮小的下部220b該上部220a是呈向外彎曲形或呈勺形，220a從線220′彎曲向上至線220″，在220″處，端壁20沿表面220c垂直向下延伸至突出部分26。當以底視時，壁表面220b、220a和220c構成向容器底敞開的易用手握住的通道221。當以頂視時，表面220c、26和27a構成向上敞開的通道222，該通道優選其兩端與垂直壁222′相鄰接。圖中涉及與包括手握機構的端部結構有關的優選尺寸約為，d1vii＝7.575英寸(192.405毫米)d1viii＝5.575英寸(141.605毫米)；d1ix＝4.000英寸(101.600毫米)；h1i＝1.808英寸(45.923毫米)；h1ii＝0.825英寸(20.955毫米)；h1iii＝3.150英寸(80.010毫米)；r1ii＝0.48英寸(12.19毫米)；以及r1iii＝0.14英寸(3.56毫米)。
折斷凹口110位於每一側壁30的中部。該凹口垂直地延伸至居中的脊線110′並且該凹口的側向斷面為圓錐形帳蓬形或彎曲的等腰三角形(見圖1b)，底斷面為風箏形或金剛石形(見圖1a)。與折斷凹口110有關的優選尺英寸約為X1i＝1.000英寸(25.400毫米)X1ii＝4.000英寸(101.600毫米)；θ1＝55°以及1＝120°。
繞容器頂面周邊60有邊緣或凸緣40。優選為三角形的支撐或加強肋45伸在邊緣40之下。在圖1c和1e所說明的實施方案中，有12個加強肋45，每一加強肋的高(hb)約0.500英寸(12.700毫米)和厚約0.075英寸(1.905毫米)。優選該支撐45沿側壁30的間距(從肋條至肋條)約5.38英寸(136.65毫米)，沿端壁20的間距約4.000英寸(101.600毫米)。
在另一優選實施方案中，自耗性容器製成如圖1a-1e所示的那樣結構，除了在端20有那樣的手把外，在側壁30也有那樣手把。因此，在這一實施方案中，端20和側壁30都有手把部分和勺形部分，從而使容器牢固而易於搬運。
圖2所示的是一個在每一側壁30的底部中央有折斷凹口或楔形槽111的容器10的實施方案，該折斷凹口優選向容器底部50的寬度方向延伸至距底部中心約2/3處。底部50中央其餘平坦表面是為易於在容器模具的中央開澆口，以便於容器成形而設計的。此外，在容器10中注入熱瀝青形成包裝件時，折斷凹口110可作為膨脹接合面，有助於在瀝青冷卻而凝固時保持容器的結構整體性。而且，該折斷凹口110的存在，由於增加了暴露在冷流體(如周圍的空氣或冷卻水)中的表面積而有助於加速瀝青冷卻。該容器的設計不僅應使容器和包裝件的製造方便，而且應使其使用也方便-凹口110是為使瀝青包裝件能方便地折斷成兩半而準備的，而底部50中央的周圍平坦表面可使操作者能容易地將瀝青包裝件(以整體或部分)滑入熔化爐中，而沒有易被爐邊掛住的區域。
在容器的每端20，藉助伸出的上層或突出於下部凹進層70的凸緣72構成水平方向手把。在這一實施方案中，利用每一側壁30的兩外支承部分33之間的凹向中心的部分34作為垂直手把，外支承部分優選呈倒L形狀，以便用戶可水平地或垂直地握住。容器的側壁30和端壁20上多個小平面或凹進表面的作用除了提供搬運或手握外，還能通過增加傳熱表面積來改善包裝在容器中的熔融瀝青的冷卻，從而有助於將容器加工成瀝青包裝件。
容器10優選的尺英寸是這樣定的使得該容器能容納約60磅(27.2千克)330°F的瀝青，並且從瀝青面至容器頂面60還留有約0.5英寸(12.7毫米)的空隙。圖2容器實施方案特別優選的尺寸大約如下總高度(h2)為6-8英寸(152-203毫米)，而突出層即手把72的高度為2-3英寸(51-76毫米)；總寬度(W2)為12-15英寸(305-381毫米)，而每側壁30中的凹進面34與外側表面33之間的距離為0.75-1英寸(19.05-25毫米)；及總長度(l2)為20-22英寸(508-559毫米)，而L形部分33的頂長為2-3英寸(51-76毫米)及折斷凹口110的三角形截面的底邊長為1.5英寸(38.1毫米)。優選的是，容器底50的厚度為約60-約80密耳(1密耳＝1×10-3英寸(0.0254毫米))(約1.524-約2.032毫米)，更優選為約70密耳(約1.778毫米)，以及端壁20和側壁30的厚度為約70-約90密耳(約1.778-約2.286毫米)，更優選為約80密耳(約2.032毫米)。
容器10以瀝青充裝時，優選充裝至容器頂面60以下約0.5英寸(約12.7毫米)的水平線即充裝線。優選的是，該包裝件的總重量為約40-約75磅(約18.1-約34.0千克)，更優選為約60磅(約27.2千克)。
圖3所示的是一種具有折斷凹口110和沿頂面周邊60有邊緣或凸緣40的容器10的設計方案。每一端壁20都有凹陷或凹槽210(優選為梯形)，該凹槽是由扣手部分25連接端壁上兩支承部分22形成的。在側壁30有相似的凹陷區310，如每一側壁30有兩個凹陷區，該凹陷區是由扣手部分35連接小支承部分31和大支承部分32形成的。凹陷區310優選以小支承部分與端壁20相隔形成可用手握的垂直手把。用戶可通過扣手25，35能方便地握住容器，如用手指伸入扣手下的凹陷區210、310，並用姆指圍住凸緣40(反之亦然)而握住該容器。也可以機械方式(如用大夾鉗)夾住該凹陷區和扣手從而握住該容器。在本實施方案中，底面50和端壁20及側壁30基本上是平坦或平的(沒有任何彎曲或勺形部分)。
圖4-6所示的是具有由階梯形壁(伸出的層或平面)形成的手把和將容器底面二等分的V-形折斷通道或槽的矩形容器的幾個不同實施方案。在圖4所示的矩形容器中，折斷槽111與壁20成一定角度延伸並橫跨過容器底面50。該成角度的或對角線的通道111與直角通道相比較，有助於防止容器底面50掛在熔爐邊緣上的情況發生，如果需要將整個包裝件加到熔爐中的話。此外，如果該包裝件沿折斷線111折斷成兩半的話，則本實施方案的折斷線與具有平行於端壁20的折斷線的實施方案相比較，可提高操作安全性，如可讓操作者抓住沿折斷線的一個端點，並可將另一端點降低而進入熔化爐，這樣依靠更好的空氣動力性能(尖端的一邊緣的對平坦的一邊緣的)，使半個包裝進入熔融瀝青時，有助於減少熔融瀝青的濺射，而且在操作者必須鬆手之前，可將包裝件降低而進入熔爐，因而操作者離熔爐可較遠些。
在圖4的實施方案中，有兩水平層，而伸出底層70外的頂層72構成可沿頂層四周60都能握住容器的手把。該容器的優選尺寸為約總高度(h4)為6英寸(152毫米)，而每層高度為3英寸(76毫米)；對總寬度(W4)來說，其中頂層寬度為15.5英寸(394毫米)，而底層寬度為14.5英寸(368米)以及對總長度(l4)來說，其中頂層長度為22英寸(559毫米)，而底層長度為20英寸(508毫米)。折斷槽111的優選截面為倒V字形或三角形(將沿底面的開口看作三角形底邊)，該沿底面開口的三角形底寬(B見圖6說明中尺寸)為約1英寸至2英寸(約25毫米-51毫米)，高度(H)為1英寸至2英寸(25毫米-51毫米)，更優選的底邊寬和高各為約1英寸(25毫米)。
圖5所示的是具有平行於端壁20、在側壁30中央並橫跨容器底面50的折斷線或折斷通道111的三層矩形容器。該三層是呈梯形的，頂層72伸出中層71外，而中層伸出底層70外，由此構成握容器的手把。優選的容器具有下列大約尺寸總高度(h5)為6英寸(152毫米)，每層高度為2英寸(51毫米)；對總寬度(W5)來說，其中頂層寬為16.5英寸(419.1毫米)，中層寬為15.5英寸(393.7毫米)及底層寬為14.5英寸(368.3毫米)；和對總長度(l5)來說，其中頂層長度為22.75英寸(577.85毫米)，中層長度為21.75英寸(552.45毫米)及底層長度為20.75英寸(527.05毫米)。折斷槽111的優選橫截面形狀為底(開口)寬為1英寸(25毫米)和高為1英寸(25毫米)的等腰三角形。
圖6所示的是具有平行於壁20、在側壁30中央並橫跨容器底面50的折斷線或折斷槽111的階梯式矩形容器。該容器有兩層，頂層72伸出於底層70之外而構成手把。優選的是，該容器具有下列大約尺寸總高度(h6)為6英寸(152毫米)每層高度為3英寸(76毫米)，對總寬度(W6)來說，其中頂層寬為15.5英寸(393.7毫米)，底層寬為14.5英寸(368.3毫米)；對總長度(l6)來說，其中頂層長度為22英寸(559毫米)，而底層長度為20英寸(508毫米)。折斷槽111優選的橫截面形狀為底寬(B)為1英寸(25毫米)和高(H)為1英寸(25毫米)的倒V字形。
圖7a和7b所示的是包括容器(所示的是四分之一斷面10q)和瀝青15(瀝青優選充裝至充裝線15a)的多層包裝件5的另一個實施方案的部分圖例。該容器有一個從容器底的一側延伸至另一側，能將容器沿寬度等分的折斷通道111q，如與側壁30q成直角並位於端壁20q中央的111q，如圖7a和7b所示。該折斷通道開口具有三角形截面，在四分之一的底面50q上，它的頂點在線111′上，並成角度下降至底線111b，另一側(對稱的四分之一未畫出)有一相同的底線。該容器還有一個能使容器在長度向等分的折斷凹口110q。因此，沿兩個折斷槽或折斷機構110q和111q及對稱面(通過垂直於含圖7a的紙頁平面的線110′和111′的平面)可按橫向或縱向將該容器折斷成兩半乃至成四分之一，如圖7a和7b所示的四分之一10q。該容器具有邊緣或凸緣40q和多個凸出的壁20q、30q。四分之一容器10q的優選大約尺寸如下h7a＝2.000英寸(50.800毫米)；h7b＝2.000英寸(50.800毫米)；h7c＝1.500英寸(38.100毫米)和h7r＝0.0727英寸(1.8466毫米)；W7i＝6.750英寸(171.450毫米)；W7ii＝0.250英寸(6.350毫米)；W7iii＝0.250英寸(6.350毫米)；W7iv＝0.375英寸(9.525毫米)；W7v＝0.750英寸(19.050毫米)和W7vi＝0.500英寸(12.700毫米)；及l7i＝3.000英寸(76.200毫米)；l7ii＝6.750英寸(171.450毫米)；l7iii＝0.250英寸(6.350毫米)；l7iv＝0.500英寸(12.700毫米)；l7v＝0.250英寸(6.350毫米)；l7vi＝0.875英寸(22.225毫米)和l7vii＝0.375英寸(9.525毫米)。
根據需要，可以提供如圖7b所示的蓋具17用來覆蓋或封閉容器。例如，由自耗性瀝青聚合物組合物制的編織罩可用來覆蓋容器的頂面。
在另一個優選實施方案中，採用可溶於瀝青中的聚合物膜，優選為厚度約1密耳-4密耳(約0.0254毫米-0.1016毫米)的聚丙烯作為蓋具17來覆蓋一個或多個容器。例如，該方案包裝件可包括置於薄膜袋中的單個瀝青容器，薄膜袋可為包裝件貯存在室外時提供保護，如防雨。在一個優選的實施方案中，可將聚丙烯膜放在每層容器的頂部(如每一託板層堆垛9個瀝青容器)。
根據本發明的瀝青包裝件包括容納有待熔融的並適用於諸如屋面或路面用途的未加工瀝青或加工瀝青的自耗瀝青容器，優選的瀝青容量為約30-約60磅。名詞「瀝青」和「未加工瀝青或加工瀝青」是指包括來自石油煉油廠的瀝青殘渣以及天然存在的含瀝青物質如瀝青、黑瀝青、焦油瀝青及硬瀝青，或已經過吹氣的或其它化學加工或處理過的那些瀝青材料，例如，可在催化劑如氯化亞鐵等存在下以空氣吹制的瀝青。瀝青可以是常規屋面軟制瀝青或路面級瀝青，以及包括特種瀝青諸如防水瀝青、蓄電池用瀝清混合物及密封劑瀝青的其它類型瀝青。也可採用不同種類瀝青的共混物。優選的瀝青的環球軟化點高於約90℃。這種軟化點是根據ASTM D 36方法測定的。
該容器優選由可模塑的瀝青-聚合物組合物製成，該組合物包含約40％-約90％(重量)瀝青材料和約10％-約60％(重量)聚合物材料。通常，可模塑瀝青組合物中的聚合物材料可以是任何能與瀝青相容的並能使容器具有所需物理性能的聚合物或聚合物的混合物。某些類型的聚合物有助於使容器具有高韌性和高抗衝擊性，而其它一些類型聚合物則能賦予高溫穩定性。
可用作聚合物材料成分的例證性聚合物包括選自乙烯、丙烯的聚合物、乙烯-丙烯共聚物以及丁烯共聚物。此外，也可採用丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯的共聚物如丙烯酸或甲基丙烯酸丁酯、丙酯、乙酯或甲酯與乙烯、丙烯或丁烯的共聚物。環氧官能化的共聚物也適用於改進容器的抗衝擊性和柔軟性，例如，乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸失水甘油基酯三元共聚物，如Elvaloy AM，購自E.I.du Pont de NemoursCo.(Wilmington，Delaware)。也可採用天然或合成橡膠，如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)或由乙烯-丙烯-二烯烴單體(EPDM)制的三元共聚物。
優選的聚合物材料包括醋酸乙烯酯含量為約9％-約40％(重量)的乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物，因此它能充分溶於瀝青中。軟化點至少約150℃的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物能提高容器在傾入瀝青時的耐熔性。優選的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物是DuPont的「Elvax」系列，如Elvax 360-750，優選的是Elvax 450或470。乙烯-醋酸乙烯酯共聚物也可以是從USI Chemicals購得的商品名為Ultrathene和Vynathene的產品。
優選的自耗性容器組合物或材料包含(以重量計)約5％-約50％更優選為約5％-約25％提高抗衝擊性或韌性的聚合物。更優選的材料包含(以重量計)約5％-約15％乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，再更優選為約8％-約12％EVA。
聚合物材料中優選的其它聚合物成分是一種提高高溫穩定性的聚合物，如熔點為163℃、結晶度為40％的聚丙烯(PP)。可模塑的瀝青組合物包含(以重量計)約5％-約55％(更優選約20％-約40％)的這種聚合物。雖然這種聚合物本身通常並不足以使可模塑瀝青材料具有所需的韌性和抗衝擊性，但當另一聚合物如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物與瀝青混合時，所得可模塑瀝青材料就會具有所需的韌性和抗衝擊性。
當聚合物材料只含一種聚合物如聚丙烯時，可模塑瀝青組合物通常具有的無缺口懸臂梁式(Izod)衝擊強度低於2.7焦。在優選實施方案中，瀝青是與EVA和PP聚合物相混合的，因此該組合物的無缺口懸臂梁式衝擊強度至少為2.7焦，優選為至少約4焦。
優選以注塑法將自耗性瀝青-聚合物組合物注塑成形為本發明容器。對本發明容器的共同特徵來說，自耗性容器通常具有矩形形狀並且有易於折斷成兩塊或兩塊以上的機構，如部分地跨過容器底面的折斷凹口或從一側跨過容器底面延伸至另一側的折斷槽。
對於屋面瀝青的容器來說，容器的重量最好在瀝青包裝件總重量中佔較低的百分比。這種較輕的容器具有所要求的軟化點、粘度、針入度及溶解度性能而且其成本較低。優選的瀝青包裝件包括(以重量計)約2％-約6％容器和約94％-98％未加工瀝青或加工瀝青，更優選約2.5％-約3.5％容器和約96.5％-約97.5％瀝青。
包括充裝未加工瀝青或加工瀝青的容器的瀝青包裝件優選在三氯乙烯中的溶解度為至少99％，因此它符合屋面瀝青的ASTM標準。為改進韌性和抗衝擊性而摻入的聚合物材料也能提高瀝青包裝件在三氯乙烯中的溶解度。
在一個優選的實施方案中，根據本發明的自耗性容器可用於包裝路面瀝青並能減少瀝青熔化時的煙霧。例如，含AC-20-AC-50更優選為AC-10或AC-20氣吹路面級瀝青的包裝件。對這種用於瀝青的容器來說，用於容器組合物中的聚合物材料用量優選足以達到以包裝總重量計(容器加容納其中的瀝青)的約1％-約5％(重量)。優選的自耗性容器組合物包含(以重量計)約40％-約90％瀝青和約10％-約60％聚合物材料，該聚合物材料能使組合物在熔化爐或加熱罐中熔融時產生的煙霧，以目視觀察至少比單獨的瀝青(無任何聚合物)熔化時的煙霧至少減少約25％。煙霧的目視減少可以不透明性降低作為量度。
優選的是，所添加的聚合物的熔體流動指數為約15-約95克/10分鐘，更優選為約25-約85克/10分鐘，再更優選為約35-75克/10分鐘。較低的熔體流動指數一般說明聚合物粘度較高。如果熔體流動指數太低，則不加攪拌是難以將聚合物分散在瀝青中的。熔體流動指數是根據ASTM D 1238方法B，在190℃，2.16千克載荷下測定的。當然，這一參數與本文提到的其它參數一樣也可用任何其它適用的試驗方法測定。
在優選的實施方案中，聚合物的相對密度低於瀝青的相對密度，因此，聚合物會上升到熔化爐的上表面並在熔融瀝青的頂面形成聚合物渣沫 或聚合物皮層，從而可減少煙霧。該聚合物應與瀝青互溶和相容，其添加量應不會明顯地改變瀝青的性能。優選的聚合物材料選自聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，天然或合成橡膠如SBS、SBR、SEBS或EPDM，以及它們的混合物。優選的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯含量為約5％-約40％(重量)，優選為約9％-約28％(重量)，因此它是可溶於瀝青中的。其它適宜的聚合物及這類聚合物的混合物也是可採用的，例如，加成聚合物如聚乙烯 適用作路面瀝青容器，因為路面瀝青的澆注溫度(約110-132℃(230-270°F))一般低於屋面瀝青的澆注溫度。雖然一般的聚乙烯聚合物因其聚乙烯會在熔融瀝青的上表面形成珠狀和硬塊，而不適用作屋面瀝青的容器，但可以對聚乙烯進行化學改性或者選用特殊品級的聚乙烯而使其適用於本發明。
優選的聚合物添加量以瀝青和聚合物總重量計為約0.25％-約6％(重量)。對於屋面瀝青容器來說，更優選的聚合物添加量以瀝青和聚合物總重量計為約0.5％-約3％，再更優選為約1％-約2.5％。對於路面瀝青容器來說，更優選的聚合物添加量以瀝青和聚合物總重量計為約1％-約5％。
在製造自耗性瀝青容器時所添加的聚合物材料，優選為約50％-約95％(重量)第一種聚合物與約5％-約50％(重量)第二種聚合物的混合物。該第一種聚合物的熔點至少約150℃從而為容器提供高溫穩定性。第一種聚合物實例包括耐高溫的熱塑性聚合物如苯乙烯-丙烯腈、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯以及熱塑性聚烯烴。優選的第一種聚合物是熔點為163℃和結晶度為40％的聚丙烯。
添加第二種聚合物的目的是使容器具有韌性和抗衝擊性。優選的第二種聚合物是醋酸乙烯酯含量為約9％-約40％(重量)的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。優選的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物是購自duPont公司的「Elvax」系列，如Elvax 265-750，更優選為Elvax 450或470。天然或合成橡膠也可用作第二種聚合物。
一種或多種填料材料如碎石、玻璃纖維、滑石、碳酸鈣或二氧化矽也可加到瀝青中。然而，在包裝瀝青的某些最終用途中是不希望有填料的。要指出的是，在計算瀝青中其它指定材料的百分比時，填料材料是忽略不計的，因此，本文中所列出的各種成分的重量百分比是以材料或組合物中除任何填料或類似材料以外的材料或組合物總重量計的。
視需要，也可將非聚合物的化學改性劑如磷酸添加在容器組合物。這樣就可在該容器中裝入一種標準的或欠標準的瀝青，而作為使瀝青最佳地實現預期用途所需的化學添加劑是經容器加到瀝青中去的。因此，根據每一用戶的說明書可以有效地製造出自耗性瀝青包裝件。
根據本發明可用作路面瀝青的熔融瀝青優選是易冷流的瀝青。包裝路面級瀝青的自耗性容器最好是厚壁的(如壁厚約0.28英寸(7.11毫米))，並可採用諸如旋轉成形法、熱成形法或注塑成形法加工成形。當包裝件被熔融時，其中聚合物材料和/或其它成分會有利於提高路面瀝青的性能。諸如通過聯邦公路學會(the Federal Highway Association)正在執行中的戰略公路研究計劃(Strategic Highway Research Program(SHRP))規範測定的高溫性能。可供改性瀝青的鋪設路面性能的例證性聚合物是EVA、SBS、聚丙烯和聚乙烯。容器組合物可任選地包含一種或多種填料，如有機或無機纖維。
另一方面，根據本發明制的熔融瀝青可用作屋面瀝青。優選的是，該瀝青(添加聚合物前)符合ASTM D 312，更具體說ASTM D 312-89中規定的至少一類屋面瀝青的要求。向瀝青添加聚合物可減少煙霧，但不會明顯改變瀝青性能是優選的。因此，優選的是添加了聚合物的瀝青也符合ASTM D 312中規定的至少一類屋面瀝青的要求。更優選的是，添加聚合物的瀝青應符合ASTM D 312 III型屋面瀝青規範軟化點(按ASTM D 36方法)85-96℃；閃點最低246℃；針入度(按ASTM D 5方法)0℃時最小為6絲米，25℃時為15-35絲米和46℃時最大為90絲米；延性(按ASTM D-113方法)25℃時最小為2.5釐米；溶解度(按ASTM D 2042方法)在三氯乙烯中至少為99％。向瀝青中添加聚合物時，瀝青的軟化點變化優選不超過約9℃，更優選為不超過約3℃，瀝青的針入度變化不超過約10絲米(25℃)。優選的屋面瀝青包裝件重量，包括容納有ASTM D 312-89 III型瀝青的本發明容器為約60磅(27.2千克)。
一種特別優選的供成形容器的自耗性組合物是主要由約60(重量)％氣吹到250°F軟化點的AC-20瀝青(購自Owens-CorningTrumbull)，約30(重量)％聚丙烯6301(購自Montal(Lake Charles，Louisiana)，熔體流動為12克/分鐘的均聚物)和約10(重量)％EVA(DuPont Elvax 450，含18％醋酸乙烯酯)組成的。
該自耗性瀝青-聚合物的組合物優選以注塑法成形為本發明容器。注塑容器可充裝熔融瀝青，熔融瀝青可經冷卻優選以冷卻空氣或常溫空氣進行冷卻而固化。
雖然已經參照優選的特徵和實施方案對本發明作了詳細的說明，但是，對技術人員來說，對所述內容進行適當變更是不難的。例如，容器的尺 寸和多種特徵的構型是可適當變更的。側面或端面凹槽可以是具有單個或多個平的或彎曲的表面，該凹槽可一直向上延伸至容器頂面的周邊，以有助於進一步減少充裝瀝青時發生變形。因此，本發明並不受上述說明的限制，而是由所附權利要求書及其等同的內容所規定。
權利要求
1.一種瀝青包裝件，該包裝件包括(a)由包含瀝青材料和聚合物材料的自耗性組合物制的容器，該容器的結構包括(i)有兩側邊和兩端邊的底，(ii)一對從底的側邊向上延伸的側壁並與(iii)一對從底的端邊向上延伸的端壁相連以限定頂的周邊，由底、兩側壁及兩端壁確定容器的內部空間，以及(iv)從一側壁經容器內部、至少部分跨過底面，向容器的對側壁延伸的，並與一側端壁成一角度的槽形折斷機構；和(b)置於該容器內的瀝青。
2.根據權利要求1規定的瀝青包裝件，其中所述折斷機構包括延伸至底面少一半處的第一折斷凹口，且所述角度是90°。
3.根據權利要求2規定的瀝青包裝件，其中所述折斷機構還包括位於第一折斷凹口對面的側壁上並向上在容器內部延伸的，至少部分地伸入底面並與所述壁成90°角的第二折斷凹口。
4.根據權利要求1規定的瀝青包裝件，其中所述折斷機構包括具有V形橫截面，並從一個側壁延伸至對側壁的折斷通道。
5.根據權利要求4規定的瀝青包裝件，其中所述角度是45°-90°。
6.根據權利要求5規定的瀝青包裝件，其中所述角度是90°。
7.根據權利要求1規定的瀝青包裝件，其中所述側壁與所述端壁包括含頂層和一層或多個下層的多層階梯形層，所述頂層是伸出於所述一層或多個下層之外的。
8.根據權利要求1規定的瀝青包裝件，其中每一所述端壁包括位於橫向中央的呈凹進的四邊形的端面，該凹進的端面從底部延伸至容器頂面周邊下一位置，從而將手把部分限定在頂面周邊與凹進端面之間。
9.根據權利要求8規定的瀝青包裝件，其中所述手把部分包括開向頂面周邊的外通道和開向底面的內通道。
10.根據權利要求8規定的瀝青包裝件，其中所述手把部分是與每一所述端壁上兩支承部分跨接在一起的，所述手把部分與支承部分構成圍繞所述凹進端面三側的外端面。
11.根據權利要求10規定的瀝青包裝件，其中所述支承部分擁有向底面中心彎曲的彎曲下部。
12.根據權利要求1規定的瀝青包裝件，其中所述端壁包括水平手把部分，所述側壁包括垂直手把部分。
13.根據權利要求1規定的瀝青包裝件，其中每一所述側壁包括在縱向至少有兩個相互隔開的呈凹進的四邊形形狀的側面，該凹進的側面各自從容器的底部延伸至頂面周邊下一位置，從而將水平部分限定在頂面周邊與凹進側面之間。
14.根據權利要求13規定的瀝青包裝件，其中所述水平部分是與每一所述側壁上兩支承部分跨接在一起的，所述水平部分與支承部分構成圍繞每一所述凹進側面三側的外側面。
15.根據權利要求1規定的瀝青包裝件，其中所述底面基本上是呈矩形的。
16.根據權利要求1規定的瀝青包裝件還包括(c)覆蓋容器中瀝青的由聚合材料制的薄膜。
17.根據權利要求16規定的瀝青包裝件，其中所述薄膜的厚度為1密耳(0.0254毫米)至4密耳(0.1016毫米)，所述聚合物材料包括聚丙烯。
18.根據權利要求1規定的瀝青包裝件，其中所述瀝青材料是氧化的AC-20瀝青，且所述聚合物材料包括聚丙烯與乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
19.根據權利要求1規定的瀝青包裝件，其中所述容器結構還包括(V)沿頂面周邊向外伸出的凸緣。
20.根據權利要求19規定的瀝青包裝件，其中所述容器結構還包括(vi)多個相互隔開的從凸緣伸至側壁的加強肋和有多個相互隔開的從凸緣伸至端壁的加強肋。
全文摘要
瀝青是由擁有折斷機構(如短的凹口或長的通道(110,111))的自耗性容器(10)包裝的,以便易於將其折斷成小塊而便於搬運和供入熔化鍋中。該容器是由瀝青—聚合物的組合物的製成的。因此,整個瀝青包裝件可在熔化鍋中熔融,例如,供屋面或路面用。為了改進加工性和搬運性,該容器可以具有各種不同的特徵,其中包括通常的矩形和有多個凸出小平面的或階梯形的、並擁有手把部分和/或勺形部分的端壁(20)和或側壁(30)。
文檔編號B65D25/04GK1262658SQ98803090
公開日2000年8月9日 申請日期1998年2月19日 優先權日1997年3月5日
發明者J·S·賴特, J·A·瑪扎裡, D·R·弗米裡恩, J·坎貝爾, J·L·巴克, F·H·龐三世, F·L·伯格 申請人:歐文斯科爾寧格公司