DK163051B - Emballeringsmateriale af garneringspartikler af syntetisk harpiks - Google Patents

Description

i

DK 163051 B

Opfindelsen angår et eraballeringsmateriale, som omfatter et vilkårligt antal ekspanderede, elastiske, termoplastiske, syntetisk harpiksholdige garneringspartikler med en friktionsforøgende mængde af et friktionsforøgende additiv aflejret på i S det mindste en størstedel af et ydre overfladeareal på de fleste af nævnte garneringspartikler, hvilket additiv resulterer i et emballeringsmateriale, som har forbedrede støddæmpende egenskaber, og som reducerer tilbøjeligheden for genstande til at vandre gennem garneringspartiklerne.

10

Garneringsmaterialer, såsom opskummede plastpartikler eller strenge, kendes som værende meget ønskelige til anvendelse ved emballering af genstande. De opskummede partikler eller strenge beskytter genstande under forsendelse ved at absorbere chok 15 og ved isolering af genstandene fra forsendelsescontatinervæg-gene. Typiske partikler eller strenge er beskrevet i US patenterne 3.188.264 og 3.723.240.

Garneringsmaterialer anvendes sædvanligvis under, over og 20 langs siderne af genstandene, der emballeres, for at isolere genstandene fra beholdervæggene. Emballering af forholdsvis lette genstande på denne måde er almindeligvis effektiv. Emballering af skrøbelige, men forholdsvis tunge genstande, såsom elektronisk eller optisk udstyr, på denne måde er mindre 25 effektivt.

Det har vist sig, at forholdsvis tunge genstande har tendens til at synke ned og forskubbe sig eller gå gennem garnerings-materialerne på grund af vibration eller håndtering. Ved for-30 sendelser i en lastvogn, varevogn eller godsvogn fortsætter disse tunge genstande hyppigt med at flytte sig, indtil der opstår kontakt med en forsendelsesbeholdervæg, og der sker brud eller anden beskadigelse. Beskadigelse af denne og andre årsager kan udgøre helt op til 15% eller endnu mere, specielt 35 hvor det drejer sig om langvarig forsendelse eller håndtering.

Der er gjort en række forsøg på at nedsætte vandring gennem garneringsmaterialer.

DK 163051B

2 I US patentskrift 3.292.859 beskriver Landen anvendelsen af meget små ekspanderede garneringspartikler med en overfladebelægning af et klæbende eller klæbrigt stof.

5 I US patentskrift 3.188.264 beskriver Holden partikler med en række konkave overfladefordybninger til at fremme sammenknytning mellem partiklerne.

I US patentskrift 3.723.240 beskriver Skochdopole et al. asym-10 metrisk opskummelige strenge, som krøller ved skumning under dannelse af en sædvanligvis spiralformet struktur. Spiralstrukturerne låses til en vis grad, når de anbringes under tryk.

15 I US patentskrift nr. 3.251.728 beskriver Humbert et al. et garneringsmateriale, som i det væsentlige består af en sammenfiltret tæt sammenknyttet masse af ikke-1ineære, forlængede stykker af opskummet polymer.

20 I US patentskrift 3.047.136 beskriver Graham et garnerings materiale, som består af en række strenge af hule, sammenkrøllede cylindre, idet hver af strengene er gennemskåret delvis med mellemrum. Et elastisk eller gummiagtigt udvendigt overtræk kan anbringes på strengene for at reducere den indbyrdes 25 gnidning mellem strengene samt for at supplere sammenknytningen mellem strengene.

Den foreliggende opfindelse er ejendommelig ved det i krav l's kendetegnende del angivne.

30

Idet der henvises til krav 1 angår den foreliggende opfindelse et forbedret emballeringsmateriale, som omfatter et antal ekspanderede, elastiske, termoplastiske garneringspartikler af syntetisk harpiks, hvilke partikler omfatter en friktionsfor-35 øgende mængde af et friktionsforøgende additiv, aflejret på mindst en størstedel af et ydre overfladeareal af en størstedel af disse garneringspartikler, hvilket additiv resulterer

DK 163051B

3 i, at emballeringsmaterialet har forbedrede støddæmpende egenskaber og formindsker genstandenes tendens til at vandre gennem garneringspartiklerne, hvorhos forbedringen omfatter anvendelsen af partikler, som har en gennemsnitlig maksimal 5 tværsnitsdimension på mindst 1,27 cm.

Ved fremstilling af emballeringsmaterialet i form af opskumme-de garneringspartikler, kan der anvendes traditionelle metoder til tilvejebringelse af et antal opskummede partikler og påfø-10 ring af en friktionsforøgende mængde af et friktionsforøgende additiv på mindst en del af et udvendigt overfladeareal af en størstedel af disse opskummede partikler, som har en gennemsnitlig maksimal tværsnitsdimension på mindst 1,27 cm.

15 Emballeringsmaterialet ifølge opfindelsen kan anvendes ved en fremgangsmåde til emballering af genstande som omfatter: {a) tilvejebringelse af en emballeringsbeholder, idet beholderen har mindst én væg, én top og én bund, og beholderen også har tilstrækkelig størrelse til at indeholde (1) mindst én 20 genstand, som skal emballeres, og (2) en mængde emballeringsmateriale, der er tilstrækkelig til at adskille genstanden fra væggen, toppen og bunden af beholderen; (b) tilsætning af en mængde af forbedrede emballeringsmateria-25 lepartikler til emballeringsbeholderen, idet mængden er tilstrækkelig til at tilvejebringe et lag af passende tykkelse til at adskille genstanden, der skal emballeres, fra beholderens bund; 30 (c) anbringelse af genstanden, der skal emballeres, på laget af emballeringsmaterialepartikler; (d) tilsætning af en yderligere mængde forbedrede emballerings-materialepartikler til emballeringsbeholderen, idet den yder-35 ligere mængde anbringes rundt om siderne, i og ovenpå genstanden for at adskille denne fra beholderens vægge og top og fra andre genstande, idet en yderligere mængde er tilstrækkelig til at give en svag overfyldning af emballeringsbeholderen;

DK 163051 B

0 4 (e) lukning af eniballeringsbeholderen til svag sammenpresning af partiklerne ved at trykke ned på overfyldningen.

En modifikation er at tilføje et trin, hvor et første de-5 formerbart materialelag anbringes over laget af de til beholderen satte garneringspartiklerf og et andet deformerbart materialelag anbringes over genstanden, der skal emballeres.

Når de anbringes under tryk vil det første og det andet deformerbare lag almindeligvis deformeres således,at dele af 10 det andet deformerbare lag kommer i kontakt med dele af det første deformerbare lag og derved danner en kappe rundt om genstanden.

En anden modifikation går ud på at vikle mindst ét deformer-15 bart materialelag omkring genstanden,før den anbringes på laget af garneringspartikler.

Det forbedrede emballeringsmateriale kan også med fordel anvendes, når genstanden, der skal emballeres, anbringes i kon-20 takt med beholderens væg, top eller bund.

Garneringspartikler, som er velegnede til anvendelse i forbindelse med den foreliggende opfindelse,fremstilles let af en lang række syntetiske, harpiksholdige termoplastiske polymerer. 25

En gruppe egnede termoplastiske polymerer omfatter polymerer, som i kemisk bundet form indeholder mindst 70 vægt% af mindst én aromatisk alkenylforbindelse. Sådanne forbindelser har den almene formel

30 R

Ar-C=CH2 hvori Ar betegner en aromatisk hydrocarbongruppe eller en ringsubstitueret halogenhydrocarbongruppe fra benzenrækken, og R 35 er hydrogen eller en methylgruppe. Eksempler på sådanne aromatiske alkenylpolymerer er homopolymerer af styren, alfa-methylstyren, ortho-, meta~ og para-methylstyren. Ar-ethylsty-ren, tert.-butylstyren og Ar-chlorstyren; copolymererne af to

DK 163051 B

0 5 eller flere sådanne aromatiske alkenylforbindelser med hinanden ; og copolymerer af en eller flere sådanne aromatiske alkenylforbindelser med mindre mængder af andre let polyme-riserbare olefiniske forbindelser, såsom divinylbenzen, 5 methylmethacrylat eller acrylonitril. En anden gruppe egnede termoplastiske polymerer, som er velegnede til fremstillingen af ekspanderede garneringspartikler, omfatter alifatiske ole-finpolymerer, som normalt er faste polymerer, der er opnået ved polymerisering af mindst en alfa-monoolefinisk alifatisk 10 hydrocarbon, som indeholder fra 2 til 8 carbonatomer pr. molekyle. Eksempler på sådanne hydrocarboner omfatter ethylen, propylen, buten-1, penten-1, 3-methylbuten-l, 4-methylpenten-l, 4-methylhexen-l og 5-methylhexen-l. Hydrocarbonerne kan også polymeriseres alene, med hinanden eller med forskellige andre 15 polymeriserbare forbindelser. Polymererne af ethylen eller propylen alene er gunstige på grund af, at de danner seje, elastiske, fintcellede, kemisk inaktive produkter.

Eksempler på egnede polymeriserbare organiske forbindelser, 20 der kan polymeriseres med ethylen eller propylen ,er vinylacetat, Cj-C4 alkylacrylater, såsom ethylacrylat; styren; lavere alkylestere af methacrylsyre, såsom methylmethacrylat; tetrafluorethylen og acrylonitril.

25 Copolymerer, som i kemisk bundet form indeholder 75 vægt% eller mere ethylen eller propylen med højst 25% af en eller flere sådanne polymeriserbare organiske forbindelser giver også egnede resultater. 1 2 3 4 5 6

De alifatiske olefinpolymerer kan modificeres ved blanding 2 med polymere stoffer. Eksempler på polymere stoffer omfatter 3 polyisobutylen, acrylonitril/butadien-gummier, poly(2-chlor- 4 butadien-1,3), polyisopren, ethylen/acrylsyre-copolymerer og 5 ethylen/vinylacetat-copolymerer.

6 0

DK 163051B

6

En tredje gruppe af egnede termoplastiske polymerer, som er velegnede til fremstillingen af ekspanderede gameringspartikler,omf atter halogenerede alifatiske olefinpolymerer, såvel som polymerer af en lang række ethylenisk umættede mo-5 nomerer, som danner opskummelige termoplastiske materialer.

Eksempler på polymerer omfatter de polymerer, som fremstilles ved polymerisering af isopropenyltoluen? vinylnapthalenj estere af alfa-methylen alifatiske monocarboxylsyrer, såsom methylacrylat, ethylacrylat, n-butylacrylat, isobutyl-10 acrylat, dodecylacrylat, 2-chlorethylacrylat, 2-chlorpropoyl-acrylat, 2,2’-dichlorisopropylacrylat, phénylacrylat, cyclo-hexylacrylat, methyl-alpha-chloracrylat, methylmethacrylat, ethylmethacrylat og methylethacrylatj nitriler, såsom acrylo-nitril og methacrylonitril; vinylestere, såsom vinylacetat, 15 vinylchloracetat, vinylpropionat, vinylbutyrat, vinyllaurat og vinylstearat; vinylethere, såsom vinylmethylethere, vinylis obu ty le there og vinyl-2-chlorethyl-ether; vinylketonj methyl-isopropenylketonj isobutylen; vinylidenhalogenider, såsom vinylidenchlorid og vinylidenchlorfluoridj N-vinylforbindel-20 ser, såsom N-rvinylpyrrol, N-vinylcarbazol, N-vinylindol, N-vinylsuccinimid, acrolein, methacryolein, acrylamid, metha-crylamid og N-methylolacrylamid og allylforbindelser, såsom allylalkohol, methallylalkohol, allylacetat, allylmethacrylat, allyllactat, allyl-alpha-hydroxyisobutyrat, allyltrichlorsilan, 25 allylacrylat og methallylphosphat.

Opskummelige materialer af polymerer fremstilles let ved deri at inkorporere en gas, en flygtig væske, et fast gasafgivende opblæsningsmiddel eller en kombination af to eller flere af 30 disse, som forårsager ekspansion af det polymere materiale ved opvarmning.

For at opnå en forbedret stødpudevirkning eller støddæmpning ifølge opfindelsen er" det ønskeligt at anvende ekspanderende garne-35 ringspartikler, som har en gennemsnitlig maksimal-tværsni'ts-dimension på mindst 1,27 cm. Partiklerne har fortrinsvis en gennemsnitlig minimal tværsnitsdimension på mindst 1,27 cm.

DK 163051 B

0 7

Ved -en fremgangsmåde til fremstilling af det forbedrede emballeringsmateriale tilvejebringes en varm plastificeret masse af syntetisk harpiksholdigt materiale i et første trin. Den varme plastificerede masse indeholder et ekspanderingsmiddel.

5 Massen er i stand til at ekspandere under dannelse af et stort antal lukkede gasfyldte celler. I et andet trin bringes og holdes den varme plastificerede masse under tryk. I et tredje trin afkøles den varme plastificerede masse til en temperatur, som ligger under den temperatur, ved hvilken den varme plastifice-10 rede masse ville opskumme under et reduceret tryk. I dette trin fås en afkølet varmeplastificeret masse. I et fjerde trin ekstruderes den afkølede varmeplastificerede masse uden signifikant opskumning fra en formgivningsindretning til dannelse af forlængede strenge. I et femte trin tjener de forlængede 15 strenge til at danne et stort antal opskummelige bestanddele med en forholdsvis høj rumvægt. Alternativt kan en dyse-front-skaerer eller lignende apparat anvendes til at pelletere den afkølede varmeplastificerede masse, når den ekstruderes. I et sjette trin opvarmes de opskummelige bestanddele eller pil-20 ler til en forhøjet temperatur. Den forhøjede temperatur er tilstrækkelig til at få bestanddelene til at ekspandere og derved danne opskummede partikler med et stort antal gasfyldte celler. I et syvende trin tilføres en friktionforøgende mængde af et additiv til i det mindste en del af den 25 udvendige overflade på et stort antal af de opskummede partikler.

Det friktions forøgende additiv er hensigtsmæssigt et hvilken som helst materiale, som opfylder tre kriterier. Det skal for 30 det første kunne aflejres på garneringspartiklernes udvendige overflade. For det andet skal det forblive på garneringspartiklernes udvendige overflade i et tilstrækkeligt tidsrum.

Det tilstrækkelige tidsrum er det tidsrum, som er tilstrækkelig til at gøre det muligt, at en eller flere genstande (a) 35 emballeres med garneringspartiklerne, (b). forsendes eller transporteres til en ønsket destination med eller uden mellem-

DK 163051 B

0 8 liggende lagringsperioder og (c) pakkes ud igen med eller uden mellemliggende lagringsperioder. For det tredje skal additivet bibringe garneringspartiklernes udvendige overflade en forøget friktionskoefficient. Additivet fremmer 5 fortrinsvis i det mindste en adhæsion af minimalt omfang mellem garneringspartiklerne.

For at bestemme hvorvidt additivet opfylder de førnævnte kriterier, blev der udviklet en modificeret prøvemetode i 10 form af en såkaldt "peel-test". Peel-testens resultater blev sammenlignet med resultaterne af en vibrationsbundfældningstest til etablering af en sammenhæng mellem disse prøvemetoder. Prøvemetoderne er angivet i det følgende.

15 Stoffer, som opfylder de førnævnte kriterie^ omfatter syntetiske polymerlatexer, trykfølsomme klæbestoffer og lim, lavmolekylære polymerer, voksarter, kontaktlim, stivelsesbaserede klæbestoffer, urethanklæbestoffer og proteinbaserede klæbestoffer.

20

Lavmolekylære polymerer, der anvendes heri, er de polymerer, som har et ring- og kugleblødgøringspunkt på over ca. 30°C, fortrinsvis over ca. 50°C. Ring- og kugleblødgøringspunkter bestemmes i overensstemmelse med American Society for Te-25 sting and Materials Test E-28.

Stivelsesbaserede klæbestoffer omfatter pastaer, såsom hvedepasta, dextriner, boraterede dextriner, gummigeleer og lignende. Egnede stivelser kan angives ved hjælp af formlen 30 ^C6H10O5^n' kvor n er ^ra 1 ca. 1.000.000.

Proteinbaserede klæbestoffer omfatter animalsk lim, casein og lignende. 1

Velegnede syntetiske polymerlatexer er de, som opfylder de førnævnte kriterier, og som er vandige kolloide suspensioner af partikler af en polymer, der er opnået ved emulsionspolymerisation. De kolloide suspensioner stabiliseres almindeligvis ved tilsætning af et eller flere egnede overfladeak- 0

DK 163051B

9 tive midler.

Egnede latexer omfatter dem,der er baseret på f.eks. styren-butadiencopolymerer, acylcopolymerer, butadienacrylonitril-5 polymerer, vinylidenchloridcopolymerer, vinylchloridcopoly-merer og copolymerer af vinylalkanoater, såsom vinylacetat.

Gunstige resultater opnås, når polymerlatexen indeholder en carboxylfunktion. En egnet størrelse for carboxylfunktionen 10 er fra 0,01 til 25 vægt% af polymer. Carboxylfunktionen opnås ved inkludering af en eller flere alpha,beta-olefinisk umættede carboxylsyremonomerer med andre polymeriserbare monomerer, der skal anvendes ved fremstillingen af de førnævnte latexer.

15

Egnede carboxylsyremonomerer indeholder fra 3 til 12 carbon-atomer pr. molekyle. Sådanne sure monomerer omfatter acryl-syre, methacrylsyre, ethacrylsyre, alpha-chloracrylsyre, apha-cyanoacrylsyre, crotonsyre, beta-acryloxypropionsyre, 20 hydrosorbinsyre, sorbinsyre, alpha-chlorsorbinsyre, kanel syre, beta-styrylacrylsyre, itaconsyre, citraconsyre, malein-syre, fumarsyre, mesaconsyre og aconitinsyre. Gunstige resultater opnås med carboxylsyremonomerer, der indeholder fra 3 til 6 carbonatomer pr. molekyle, såsom acrylsyre og metha-25 crylsyre.

Der opnås tilfredsstillende resultater, når additivet er en latex af en styren-butadiencopolymer eller blandingspolymer, son har en carboxylfunkticn. Sådanne copolymerer har typisk deripolymeriseret 30 (a) styren i en mængde fra 40 til 70 vægt% af copolymer, (b) butadien i en mængde fra 15 til 40 vægt% pr. copolymer og (c) carboxylsyremonomer eller -monomerer i en mængde fra 0,1 til 20 vægt% af copolymer. 1

Acrylcopolymerer har typisk deri polymeriseret (a) en eller flere akrylacrylater, som indeholder fra 1 til 18 carbonato-

DK 163051B

10 o mer .pr. alkyldel og (b) en eller flere monomerer, som kan copolymeriseres dermed. Alkylacrylaterne har hensigtsmæssigt fra 4 til 10 carbonatomer pr. alkyldel. Eksempler på alkylacrylater omfatter butylacrylat, amylacrylat, hexyl-5 acrylat, heptylacrylat, octylacrylat, nonylacrylat, decyl-acrylat og forskellige isomerer af disse acrylater, såsom isooctylacrylat og 2-ethylhexylacrylat.

Der opnås tilfredsstillende resultater, når additivet er en 10 acrylcopolymer eller interpolymer, som deri har polymerise- ret (a) fra 40 til 80 vægt% polymer af mindst et alkylacrylat og (b) fra 20 til 60 vægt% polymer af mindst en ethylenisk umættet monomer, som kan copolymeriseres dermed.

15 Eksempler på copolymeriserbare ethylenisk umættede monomerer omfatter alpha-olefiner, der indeholder fra 2 til 10 carbonatomer; vinylestere af alkansyrer,'der indeholder 3-10 carbonatomer, såsom vinylacetat og vinyloctoat, ethyl- og methylestere af methacrylsyre, styren og vinylchlorid.

20

Vinylchloridlatexer, som indeholder enten vinylchloridhomopolymer eller interpolymerer af vinylchlorid giver også tilfredsstillende resultater. Vinylchloridinterpolymerer har typisk deri polymeriseret fra 50 til 97 vægt% polymer af 25 vinylchlorid og fra 3 til 50 vægts polymer af mindst en ethylenisk umættet monomer, som kan copolymeriseres dermed. Eksempler på copolymeriserbare monomerer omfatter alkylacrylaterne, der er angivet ovenfor, vinylestrene af alkansyrer, der er angivet ovenfor, alkylestere af methacrylsyre, som 30 indeholder fra 1 til 4 carbonatomer pr. alkyldel, samt vi-nylidenchlorid.

Latexer fremstilles almindeligvis ved emulsionspolymerisation under anvendelse af anionaktive eller ikke-ionogene overfla-35 deaktive midler eller blandinger deraf. Egnede anionaktive overfladeaktive midler omfatter natriumdioctylsulfosuccinat, o

DK 163051 B

11 natriumdiamylsulfosuccinat, natriumdihexylsulfosuccinat, natriumlaurylsulfat og natriumdodecylbenzensulfonat. De ikke-ionogene overfladeaktive midler, der kan nævnes som eksempler omfatter nonyl- eller octylphenoxypolyethoxyetha-5 nolkondensater, hvori- ethylenoxidindholdet kan variere fra 5 til 50 mol. Der kan hensigtsmæssigt anvendes to eller flere af disse ikke-ionogene overfladeaktive midler. La-texfremstilling opnås ved anvendelse af konventionelle polymerisationsmetoder.

10

Polymerlatexer, der indeholder indtil ca. 60 vægt% polymertørstoffer ialt, kan hensigtsmæssigt sprøjtes. Til opnåelse af optimale resultater foretrækkes tørstofkoncentrationer på 35-55%.

15

En hvilken som helst sprøjtemetode, der er i stand til at forstøve additivet kan anvendes. Den pågældende sprøjtemetode er derfor ikke afgørende for produktionen af de forbedrede garneringspartikler ifølge den foreliggende opfin-20 delse. Luft, luftfri eller aerosolsystemer kan således anvendes. Det tilrådes at anvende lave væsketilførselshastigheder og lave forstøvningstryk, da dette vil formindske o-versprøjtning og forstøvning af additivet til den omgivende atmosfære. Væsketilførselssystemet er mest hensigtsmæssigt 25 et luftfrit sprøjtesystem med en pneumatisk pumpe. Andre egne sprøjteudstyr omfatter en trykbeholder i kombination med et konventionelt luftsprøjteudstyr og peristatisk virkende pumper. 1 2 3 4 5 6

Additivet, der skal sprøjtes, fødes almindeligvis i sprøjte 2 udstyret med en hastighed på 50-500 g vådt additiv pr. minut, 3 fortrinsvis 100-400 g vådt additiv pr. minut. Størrelsen af det nød 4 vendige forstøvningstryk vil være proportionalt med fødehastig 5 heden for additivet og vil typisk ligge fra 35 til 550, for- 6 trinsvis 70-550 kilopascali 0 12

DK 163051 B

Tilførsel af additiv til opskummede garneringspartikler er ikke begrænset til sprøjteudstyr og fremgangsmåder, hvor der anvendes et sådant sprøjteudstyr. Additiver kan derfor påføres med pensel, med ruller eller med alle andre tænkelige 5 midler, når blot der påføres en tilstrækkelig mængde additiv på garneringspartiklerne.

De forbedrede garneringspartikler kan, hvis de fremstilles og tørres forud for emballering klargøres til brug ved blot 10 at tilføre en let vandtåge eller dampspray på overfladen deraf. De forbedrede garneringspartikler kan få påført tågen eller sprayen før eller samtidigt med eller efter tilsætning til en emballeringsbeholder. Hvis de forbedrede garneringspartikler er klumpet sammen som de forekommer, hvor de 15 forbedrede garneringspartikler anvendes igen, fugter tågen eller sprayen på gunstig måde additivet i tilstrækkeligt omfang til at det bliver muligt at adskille de forbedrede garneringspartikler i enkeltspartikler eller små, men anvendelige klumper.

20

Additivet er acceptabelt, hvis det under den herefter beskrevne modificerede peel-test udviser en peel-styrke på mindst 1,5 g pr. cm. Additivet tilvejebringer gunstigt en peel-styrke på over 9 g pr. cm. Additivet tilvejebringer ønskeligt en 25 peel-styrke på over 40 g pr. cm. Additivet tilvejebringer fortrinsvis en peel-styrke på 150 g pr. cm. Større peel-styrke er acceptabel, men ikke nødvendig.

En anden måde til bestemmelse af, hvorvidt additivet er ac-30 ceptabelt eller ej, er at bestemme den samlede bundfældningsværdi under den i det følgende beskrevne modificerede vibrationsbundfældningstest. Den samlede bundfældningsværdi er passende under 65, gunstigt under 45, ønskeligt under 30 og fortrinsvis under 25.

Peel-s tyrkerne og de samlede bundfældningsværdier, der er an- 35 0 13

DK 163051 B

givet ovenfo^ opnås let med en additivmængde fra 1400 til 6000 g vådt additiv pr. m opskummet garneringsmateriale. Gunstige resultater opnås med en additivmængde fra 1600 til 3400 g vådt additiv pr. opskummet garneringsma-5 teriale.

Additivmængder på over 6000 g vådt additiv pr. m garneringsmateriale vil på tilfredsstillende måde modificere det op-skummede garneringsmateriales friktionskoefficient . Mængder 10 af vådt additiv på op til 10.000 eller flere g vådt additiv 3 pr. m garnering kan med andre ord anvendes i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse. Sådanne mængder er imidlertid meget store og kan være uønskede af mange grunde, såsom pris, effektivitet, uøkonomiske tørringshastigheder og 15 beskadigelse af genstanden eller genstandene, der emballe res.

3

Additivmængder på under 1400 g vådt additiv pr. m opskummet garneringsmateriale er almindeligvis utilfredsstillende på 20 grund af, at de ikke giver en tilstrækkelig dækning af det opskummede garneringsmateriale.

En fordel ved de forbedrede garneringspartikler ifølge den foreliggende opfindelse er, at de giver lavere vibrations-25 bundfældningsværdier end konventionelle garneringspartikler.

Forskydning af genstande gennem de forbedrede garneringspartikler er med andre ord mindre sandsynlig end med konventionelle garneringspartikler. 1 35

En anden fordel er, at de forbedrede garneringspartikler, når de anvendes til emballering, giver reproducerbare stødpudeegenskaber. Konventionelle garneringspartikler giver uberegnelige stødpudeegenskaber. Reproducerbarhed er i høj grad ønskelig i forbindelse med udformningen af emballage* 0

DK 163051B

14

En tredje fordel er, at de forbedrede garneringspartikler ifølge den foreliggende opfindelse er tilbøjelige til at klæbe sammen, indtil de adskilles, specielt når additivet er et klæbestof, en lim, et kontaktbindemiddel og lignen-5 de. Konventionelle garneringspartikler har ingen tendens til at klæbe sammen og og plejer som bekendt at blive spildt ud af emballagen og fordele sig på den overflade, hvor emballagen befinder sig. Opsamling af de spildte garneringspartikler er irrieterende og tager tid. De forbedre garneringspar-10 tikler vil, afhængigt af additivmængden, blive fjernet fra emballagen enten som flere små klumper af partikler eller som nogle få store masser af partikler.

En fjerde fordel er, at man ved at variere mængden af additiv, 15 der anbringes på de forbedrede garneringspartikler, kan opnås et bredt spektrum af emballeringsegenskaber. Det er med andre ord muligt at skræddersy de forbedrede garneringspartikler til at opfylde et specielt behov. Med konventionelle gar-nerinspartikler er der et meget snævert spektrum af emballa-20 geegenskaber.

Disse fordel opnås med forholdsvis lave additivmængder. Påføring af additivet på garneringspartiklerne er hverken kompliceret eller dyr. Med små additivmængder er tørringstiden 25 kort, og derved er der mindst mulig indvirkning på det normale emballeringsforløb.

Modificeret peel-test.

30 Polystyrenfolie til sædvanlig brug og hvis ene side er sulfoneret blev anvendt til peel-test. Folien havde en tykkelse på 6,35 mikrometer og var bragt i handelen af The Dow Chemical Company under handelsbetegnelsen Trycite© 1101. Der blev udskåret stykker med en bredde på 2,54 cm og en længde på 35 33 cm af folien, således at den sidste dimension var i ma- skinretningen.

o

DK 163051 B

15

Prøvestykkerne blev tilberedt til peel-testning på følgende måde. Under anvendelse af nr. 10 Meyer-stav blev den ene ende af foliens sulfonerede side på et ca. 10 cm lang stykke belagt med additivet, der skal undersøges. Folieprøven blev 5 derpå foldet sammen, således at et lige langt stykke sulfoneret overflade fra den anden ende af prøven var i inderlig kontakt med den belagte del. Folieprøverne blev derpå anbragt i en ekssikkator og ældet i et tidsrum på"42 timer. Ekssikkatoren havde en relativ fugtighed fra 15 til 20% og 10 en temperaturindstilling fra 21 til 24°C.

Efter ældning blev prøverne udtaget fra ekssikkatoren. Prøven havde en fast ende og en løkke ende. Løkkeenden blev derpå skåret igennem til dannelse af to frie ender med omtrent sam-15 me længde. De frie ender havde ikke påført noget additiv.

En Instron universal testningsmaskine, model nr 1123,blev anvendt til bestemmelse af peel-styrken. Instronmaskinen havde to sæt kæber, som blev anbragt fra hinanden og over 20 for hinanden. Et af kæbesættene var stationært og fæstet til maskinen. Det andet sæt kæber blev fastgjort en lastecelle, som igen blev fastgjort til maskinens mobile krydshoved . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 35

Prøvernes frie ender blev anbragt i de to sæt kæber. En fri 2 ende blev fastklemt af de stationære sæt af kæber. En anden 3 fri ende blev fastgjort af det sæt kæber, der er fastgjort 4 til lastecellen. Maskinens krydshoved blev aktiveret, såle 5 des at kæbesættet, der er fastgjort til lastecellen,bevæge- 6 de sig bort fra det stationære kæbesæt med en hastighed på 7 enten 200 eller 254 mm pr. minut. Krydshovedhastigheden hav 8 de ingen indvirkning på peel-styrken. Prøverne blev revet 9 fra hinanden indtil de skiltes i hele deres længde. Laste 10 cellen registrerede peel-styrken for prøven.

0 16

DK 163051B

Vibrationsstabiliseringstest.

Formålet med denne test var at bestemme/ hvorvidt en genstand/ der er emballeret i garneringsmateriale,bevægede sig på grund 5 af vibration og i givet fald hvor meget. Testen var en modificeret version af vibrationsbundfældningstesten, der er beskrevet i United States Federal Specification PPP-C-1683, afsnit 4.9/vedrørende ekspanderet polystyren stødpudemateriale / der ifyldes løst.

10 3

Ca. 57.000 cm garneringsmateriale blev anbragt i en kasse, der er åben foroven. Kassen havde en længde på 100 cm, en bredde på 60 cm og en højde på 60 cm. Over kassens åbning blev der anbragt en 0,635 cm mesh sigte.

15

En Craftsman sprøjepistol, model 919.1561410,med mulighed for enten intern eller ekstern væske til luftblanding. Sprøjtepistolen kan fås fra Sears, Roebuck og Co. og blev anvendt til at sprøjte en blanding af en farve og additivet, 20 der skal undersøges for friktionsforøgelse ned gennem sigten på garneringsmaterialet. Farven blev anvendt til at give en visuel indikator for dækning af additivet på garneringsmateriale. Sprøjtepistolen havde en reservoirdel, hvori blandingen blev anbragt med henblik på påføring på garneringsma-25 terialet . Reservoirdelen blev sat under tryk på 275 kilopas-cals for at tilvejebringe en konstant strømningshastighed på ca. 0,11 liter af blandingen pr. minut. Strømningshastigheden gav en sprøjtekraft, der var tilstrækkelig til at forårsage blanding af garneringsmaterialet med kassen, 30

Sprøjtning blev fortsat indtil en visuel undersøgelse af garneringsmaterialet viste, at et almindeligvis ensartet overtræk af blandingen var aflejret på garneringsmaterialet. 1

Sprøjtehastigheden udtrykt som g vådt additiv pr, minut varierede med det påførte additiv. Når additivets densitet æn- 0 17

DK 163051 B

dres, ændres med andre ord også sprøjtehastigheden. Udelukkende som et eksempel kan nævnes, at et additiv, som har en densitet på ca. 1,0 ved en temperatur på 24°C, når det blev påført ved anvendelse af den førnævnte sprøjtepistol 5 ved et tryk på 275 kilopascal, havde en strømningshastighed fra ca. 100 til ca. 140 g vådt additiv pr. minut til en minimal strømningshastighed på 125 g vådt additiv pr. minut.

En papkasse, der indvendigt målte 30 cm på hver led, blev 10 fyldt ca. halvt med det overtrukne garneringsmateriale.

En lastkasse, der udvendigt målte 15 cm på hver led og vejede enten 2,4 eller 7,3 kg,blev anbragt i papkassen på en sådan måde, at der var et mellemrum på 7,6 cm mellem oversiden af lastekassen og oversiden af papkassen. 2,4 kg 15 lastekassen blev anvendt til at give en belastning på 1035 2

Newton pr. m . 7,3 kg lastekassen blev anvendt til at gi- 2 ve en belastning på 3105 Newton pr. m .

En yderligere mængde overtrukket garneringsmateriale blev 20 sat til papkassen til fyldning heraf til toppen af papkassen. I overensstemmelse med anbefalede retningslinier for emballering med ekspanderede termoplastiske garneringsmaterialer, der ifyldes løst,blev papkassen derpå overfyldt med en pyramide eller top af det overtrukne garneringsmate-25 riale. Toppen havde en højde på ca. 2,54 cm, idet højden blev målt fra papkassens top til garnerinsmaterialets top. Kassens låg blev derpå lukket og tilklæbet med fiberglasforstærket klæbebånd. 1 2 3 4 5 6

Efter lukning fik papkasserne og deres indhold lov til at 2 tørre ved en temperatur på 21°C ί 9°C i en periode på ca.

3 16 timer. Der blev ikke sørget for nogen speciel regulering 4 af fugtighed eller temperatur under tørring.

5 6

Et lille hul med en diameter på 0,356 cm blev lavet midt i papkassens top.

18

DK 163051 B

0

Et stykke stift, rustfrit ståltråd, ligeledes med en diameter på 0,356, blev indført i hullet og derefter, skubbet gennem garneringsmaterialet,indtil det fik kontakt med toppen af belastningskassen. Trådlængden mellem toppen af 5 papkassen og toppen af belastningskassen blev målt og optegnet son "begyndelsesforskydning”.

Papkassen med indhold blev anbragt på et bord, der er i stand til at vibrere med en frekvens på 4,5 hertz med en 10 vertikal forskydning på 2,54 cm. Bordet havde betegnelsen MTS Series 840 Servohydralic Vibration Test System og var markedsført af MTS Systems Corporation.

Bordet havde en kvadratisk prøvemodtagende overflade med 15 en sidelængde på 90 cm. En indvendigt skruedrejet åbning med en diameter på 0,953 cm var blevet boret ind i den prøvemodtagende overflade i hvert hjørne. En udvendigt skruedrejet stav var skruet fast i hver af disse åbninger. Fire gummistrimler med en længde på 66 cm, en bredde på 1,91 cm og 20 en tykkelse på 0,64 cm og med løkker i begge ender blev forbundet mellem nabostillede iskruede stænger til dannelse af en udvendig afgrænsning rundt om bordet. De fire gummistrimler, der også kendes som grænsestrimler, blev anbragt over bordoverfladen i en afstand på ca. 13 cm. 2 yderligere gummi -25 strimler, der er magen til de andre gummi s triml er, blev forbundet mellem modsatte grænsestrimler til opdeling af den prøvemodtagende overflade i fire lige store kvadratiske anvendelsesområder. 1 2 3 4 5 6

Fire papkasser, tilberedt som tidligere beskrevet og med om 2 trent samme vægt, blev anbragt på den prøvemodtagende over 3 flade. En af papkasserne blev anbragt i hver af prøveanvendel 4 sesområderne. Papkasserne blev ikke fastgjort til bordet i 5 overensstemmelse med retningslinierne, der er angivet i United 6

States Federal Specification PPP-C-1683, afsnit 4.9. Papkasserne skal have omtrent samme vægt for at holde en jævn belastning på bordet.

0 19

DK 163051 B

Efter at de fire papkasser var blevet anbragt i deres respektive prøveanvendelsesområder, blev bordet sat i gang.

Efter en periode på 30 minutter blev bordet standset. Det samme stykke stive ståltråd blev indført gennem hullet igen, 5 indtil det berørte toppen af belastningskassen. Trådlængden mellem papkassens top og belastningskassens top blev målt og optegnet som "endelig forskydning".

En forøgelse af længden fra begyndelsesforskydning til ende-10 lig forskydning blev omdannet til en procentuel angivelse og angivet som "procent bundfaldning".

Det viste sig, at de procentiske bundfældningsværdier ved 2 belastningen 3105 Newton pr m (7,3 kg belastningskasse) var 2 15 langt større end ved belastningen 1035 Newton pr. m (2,4 kg belastningskasse) . For at få en meningsfuld bestået ikke-bestået vurdering beregnedes en samlet bundfældningsværdi.

Den samlede bundfældningsværdi blev bestemt ved at multiplicere bundfældningsværdien ved belastningen 1035 Newton 20 pr. m med en faktor på 6,71 til opnåelse af et produkt, og derpå addere produktet til bundfældningsværdien ved be- 2 lastningen 3105 Newton pr. m .

Det følgende forsøg er gennemført udelukkende til belysning, 25 og må ikke betragtes som en begrænsning af den foreliggende opfindelses omfang.

En række additiver blev vurderet for egnethed ved anvendelse af "peel-testen" og "vibrationsbundfældningstesten", som be-30 skrevet ovenfor. Tabel I indeholder en beskrivelse af additiverne sammen med en liste over forkortelser for disse additiver. Tabel II runner peel-test-data og vibrationsbundfældningstestdata for hver af additiverne og for en kontrol, hvortil der ikke er blevet sat additiv. Garneringsmaterialet, der blev an-35 vendt i vibrationsbundfældningsundersøgelserne, var et ekspanderet partikelformet polystyrenmateriale fra The Dow 20

DK 163051 B

0

Chemical Company, der sælges under handelsbetegnelsen Pe-laspan-Pac®, idet partiklerne har en gennemsnitlig minimaltværsnits dimens ion på ca. 1,27 cm og en gennemsnitlig maximal- tværsnits dimen s i on på ca. 2,86 cm.

5

Tabel I

Additiv identifikation.

10 Kode Beskrivelse af afprøvet additiv

Al Røget silica A2* Formalet peber 15 A3 En carboxyleret styrenbutadiencopoly- merlatex, idet den copolymere deri har polymeriseret styren i en mængde på 48 vægt% af polymer og butadien i en 20 mængde på 50 vægt% af copolymer og fumarsyre i en mængde på 2 vægt% af polymer. Latexen havde et nominelt partikelstørrelsesinterval fra ca.

0,16 til ca. 0,2 pm, en densitet på 25 1,02 og en tørstofindhold fra ca. 47 til ca. 49%. The Dow Chemical Comapny leverede latexen under handelsebetegnelsen XD-30586.20.

30 A4 En vinylidenchloridpolymerlatex, idet den polymere deri har polymeriseret (a) vinylidenchlorid i en mængde på 82 vægt% af polymer, (b) methylacrylat i en mængde på 18 vægt% af polymer, 35 *

Eksperimentelt bestemt til ikke at være et friktionsforøgende additiv til den foreliggende opfindelses formål.

Tabel I, fortsat

DK 163051B

0

Kode Beskrivelse af afprøvet additiv 21 5 (c) acrylsyre i en mængde på 4 dele pr. 100 dele af (a) og (b), samt (d) 0/5 dele natriumsulfoethylmethacrylat pr. 100 dele af (a) og (b). Latexen havde en partikelstørrelse fra ca.

10 0/1 til ca. 0,14 pmf en viskositet - målt til 25°C under anvendelse af Brookfield viskosimeter med en spindel nr. 1 og en rotorhastighed på 60 omdrejninger pr. minut - på under ca.

15 1/5 pascal sekunder (Pa*s) et tørstof indhold fra ca. 48 til ca. 50%, og en overflade spænding mellem 0,045 og ca. 0,055 Newton pr. meter (N/m). The Dow Chemical Company leverede latexen un-20 der handelsbetegnelsen XD-30452.22.

A5 En polyvinylacetathomopolymerlatex, der selv danner tværbindinger, og som har en nomenel partikelstørrelse på 0,7 ;jm, 25 en pH-værdi på 3,0, en densitet på 1,08, en viskositet - målt ved 25°C under anvendelse af et Brookfield viskosimeter med en spindel nr. 1 og en rotorhastighed på 60 omdrejninger pr. minut 30 på 0,06 Pais, og en overfladespæn ding på 0,041 N/m. Borden Chemical leverede latexen under handelsbetengel-sen POLYCO® 2136.

35 0

Tabel I, fortsat

Kode Beskrivelse af afprøvet additiv 22

DK 163051 B

5 A6 En vinylchloridhomopolymerlatex med en nominel partikelstørrelse på 0/16 juan, en pH-værdi på 9,5, en densitet på 1,18/ en viskositet - målt ved 25°C under anvendelse af et Brookfield vis-10 kosimeter med en spindel nr. 1 og en rotorhastighed på 60 omdrejninger pr. minut - på 0,03 Pa*s, og en overfladespænding på o,04 N/m. Borden Chemical leverede latexen under handelsebeteg-15 nelsen POLYCO <g)2622.

A7 En fintpartiklet malingspigment-latex indeholdende en styrencopolymer og med en nominel partikelstørrrelse på 0,13 20 ;jm, en nominel gennemsnitsmolekyl vægt efter vægt på 100.000 g pr. mol, et tørstofindhold på 45-50% og en densitet på 1,05 (ved en temperatur på 25°C). Den copolymere havde deri po-25 lymeriseret ca. 99,2 dele af styren og ca. 0,8 dele af itaconsyre. The Dow Chemical Company leverede latexen un-handelsbetegnelsen DPP 788.

30 £

Eksperimentelt bestemt til ikke at være et friktionsforøgende additiv til den foreli-gende opfindelses formål.

35

Tabel 1/ fortsat

DK 163051 B

0

Kode Beskrivelse af afprøvet additiv 23 5 A8 En storpartiklet malingspigmentlatex indeholdende en styrencopolymer og med en nominel partikelstørrelse på 0,35 pm, en nominel gennemsnitsmolekylvægt efter vægt på 350.000 g pr. mol, et 10 tørstofindhold på 45-50% og en densi tet på 1,05. Den copolymere havde deri ca. 97 dele af styren og ca. 3 dele af acrylsyre. The Dow Chemical Company leverede latexen under handels-15 betegnelsen DPP 722.

A9 En vinylidenchloridpolymerlatex, idet den polymere deri havde havde poly-meriseret (a) vinylidenchlorid i en 20 mængde på ca. 90 vægt% af polymer, (b) acrylonitril i en mængde på ca. 5 vægt% af polymer, (c) butylacrylat i en mængde på ca. 5 vægt% af polymer, (d) 1,4 dele natriumsulfoethylmethacrylat 25 pr. 100 dele (a) plus (b) plus (c).

Latexen havde en partikelstørrelse fra ca. 0,1 pm til ca. 0,13 pm, en viskositet - målt ved 25°C under anvendelse af Brookfiels viskosimeter med en spin-30 del nr. 1 og en rotorhasighed på 60 omdrejninger pr. minut - på under 0,05 Pa*s, et tørstofindhold fra ca. 55-55%, og en overfladespænding fra ca. 0,06 til ca. 0,073 N/m. The Dow Chemical 35 Company leverede latexen under han delsbetegnelsen SL143.

Kode Beskrivelse af afprøvet additiv

Tabel_I, fortsat 0 24

DK 163051 B

5 AlO En styrencopolymerlatex med en no minel partikelstørrelse på 0,03 jum, en nominel gennemsnitsmolekylvægt efter vægt på 500.000 g pr. mol, et tørstofindhold på 35-40% og en den-10 sitet på 1/05. Den copolymere havde deri polymeriseret styren i en mængde på 96 vægtdele og acrylsyre i en mængde på 4 vægtdele, idet begge mængder er baseret på copolymervægt. The 15 Dow Chemical Companyl leverede late- xen under handelsbetegnelsen XD 8510.

All Hvedetapetklister fremstillet ved op- røring af hvedmel i vand, idet pasta-20 en indeholdt 18 vægt% hvedemel. Hve demelet/ som blev fremstillet ved formaling af hård vinterhvede indeholdt et ugiftigt ormemiddel. Tapetklisteret leveredes af Bondex In-25 ternational, Inc. under handelsbe tegnelsen hvedetapetklister, varenummer 61102.

A12 Et urethanlaminerende klæbestof, som 30 indeholdt (a) ca. 55 vægt% af en isocyanat afsluttet forpolymer (b) ca. 32 vægt% methylenchlorid, (c) ca.

5 vægt% toluen (d) ca. 5 vægt% ethyl-acetet og (e) ca. 2,5 vægt% frit di-35 phenylmethandiisocyanat, idet alle %- dele er beregnet på klæbestoffets vægt.

Tabel I, fortsat

DK 163051B

0

Kode Beskrivelse af afprøvet additiv 25 5 Klæbestoffet havde et tørstofindhold på 58 - 1% og en densitet på 1,13. Morton Chemical Company leverede klæbestoffet under handelsbetegnelsen Mor-Ad-337.

10 A13 En carboxyleret styrenbutadiencopoly- merlatex, idet copolymeren deri har polymeriseret styren i en mængde på 42 vægt% af copolymer, butadien i en 15 mængde på 55 vægt% af copolymer, og itaconsyre i en mængde på 3 vægt% af copolymer. Latexen havde en nominel partikelstørrelse fra ca. 0,14 til ca. 0,18 pm, en densitet på 1,01, og 20 et tørstofindhold fra ca 44.til ca.

47%. The Dow Chemical Company leverede latexen under handelsebetegnelsen DL-219A.

25 1 35

Tabel II

DK 163051B

0 26

Testdata vibrationsbund fældningstest, 5 Peel- procent bundfældning styrke 1035 3105 Samlet

Eksempel g/centi- Newton Newton bundfældnings- 2 2

Nr._ Additiv meter_ pr. m pr. m værdi_ 10 1* 0 8 41 95 2* Al 0 40 70 338 3* A2 0 36 59 301 4 A3 252 0 25 25 5 A4 47 0 29 29 15 6 A5 1,57 3 37 57 7* A6 0,08 4 58 85 8 A7 9,5 0 13 13 9 A8 10 3 22 42 10 A9 35 0 18 18 20 11 A10 4,7 3 43 63 12 All 35 0 17 17 13 A12 175 0 17 17 14 Al3 190 0 24 24 25 *

Sammenligningsforsøg ikke repræsentativt for den foreliggende opfindelse.

Fra de i tabel II anførte data fremgår det tydeligt, at der 30 er en væsens forskellighed mellem forskellige additiver. Nogle, såsom additiverne A3, A4, A7 - A9, All, A12 og A13 forbedrer således udpræget garneringsmaterialets samlede bundf ældningsværdi. Andre, såsom additiverne Al og A2y fremmer faktisk bundfældning, således som det er angivet ved 35 hjælp af en forøget samlet bundfældningsværdi.

Claims (4)

1. 5 Patentkrav.
2. 1. Emballeringsmateriale omfattende et vilkårligt antal ekspanderede, elastiske, termoplastiske, syntetisk harpiksholdige 10 garneringspartikler, med en friktionsforøgende mængde af et friktionsforøgende additiv aflejret på i det mindste en størstedel af et ydre overfladeareal på de fleste af nmvnte gar-neringspartikler, hvilket additiv resulterer i et emballe-ringsmateriale, som har forbedrede støddæmpende egenskaber, og 15 som reducerer tilbøjeligheden for genstande til at vandre gennem garneringspartiklerne, kendetegnet ved, at partiklerne har en gennemsnitlig maksimal tværsnitsdimension på mindst 1,27 cm, at det friktionsforøgende additiv er valgt blandt syntetiske polymerlatexer, trykfølsomme klæbemidler, 20 lim, lavmolekylære polymerer, voksarter, kontaktbindemidler, urethanklæbestoffer, stivelsesbaserede klæbestoffer og proteinbaserede klæbestoffer, således at additivet giver en peel-styrke på over 1,5 g per cm og en samlet bundfældningsværdi på mindre end 65. 25
3. 2. Emballeringsmateriale ifølge krav 1, kendetegnet ved, at additivet er en syntetisk polymerlatex, idet latexen indeholder en polymer, der er valgt blandt styren-butadiencopolymerer, acrylcopolyraerer, butadienacrylonitri 1- 30 copolymerer, vinylidenchloridcopolymerer, vinylchloridcopoly- merer og vinylalkanoatcopolymerer. 1 Emballeringsmateriale ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den polymere deri har polymeriseret styren i en 35 mængde fra 40 til 70 vægt* af polymer, butadien i en mængde fra 15 til 40 vægt* af polymer og acrylsyre i en mængde fra 0,1 til 20 vægt* af polymer. DK 163051 B
4. 4. Eraballeringsmateriale ifølge krav 1, kendetegnet ved, at additivmængden er fra 1400 til 6000 g vådt additiv per m3 ekspanderede garneringspartikler. 5 10 15 20 25 30 35