專利名稱：包裝的高粘性化學(xué)粘合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用中，例如橋梁、機場、高速公路、高樓建筑、運動場和隧道，非常有用的封裝的高粘性化學(xué)粘合劑。該包裝提高了粘合劑的保存期限而沒有對其性能造成不利影響。
背景技術(shù)：
美國專利6,291,555；6,402,434；6,403,678；6,416,256和6,420,458中公開了高粘性化學(xué)粘合劑。該化學(xué)粘合劑可在送到工作現(xiàn)場之前或在工作現(xiàn)場處，形成期望的形狀和/或切成期望的長度。因為其高粘性，該化學(xué)粘合劑可注射到倒置的、垂直的、水平的或以任意角度取向的孔中，并且不會從該孔中溢出或流出。
因為其高粘性，該化學(xué)粘合劑不需要儲存在包裝或容器中來有效使用。但是，上述每一個專利公開了可選擇使用的由塑料、鋁、金屬箔或紙等制成的包裝。該包裝可改善富有美感的外觀和該粘合劑在儲存過程中的穩(wěn)定性。當(dāng)該粘合劑應(yīng)用于孔時，該包裝通常被撕碎并且由于驅(qū)動工具的作用與該粘合劑混合。取決于該包裝的成分和厚度，該包裝與粘合劑的混合可對該粘合劑的性能造成不利影響。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于化學(xué)粘合劑的管狀包裝和包括該包裝及化學(xué)粘合劑的組合物，該包裝提供提高的保存期而沒有對其粘合性能造成不利影響。該包裝包括結(jié)構(gòu)阻氣層、阻液層和熱封層，其中阻氣層抑制揮發(fā)性有機組分釋放。該阻液層可用作熱封合層，消除對單獨的熱封合層的需要。這些層可組合在一起，并且由合成的薄膜形成包裝。該包裝可應(yīng)用于一串或一條化學(xué)粘合劑。
圖1示出使用根據(jù)本發(fā)明的管狀薄膜封裝的粘合劑條。
圖2示出使用根據(jù)本發(fā)明的管狀薄膜封裝的粘合劑串。
圖3和圖4示出與粘合劑結(jié)合的管狀薄膜的橫截面。
圖5示出由本發(fā)明薄膜包裝形成，并且包含幾個粘合劑條的封裝30。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明，用于化學(xué)粘合劑的包裝包括結(jié)構(gòu)阻氣層、阻水層和熱封合層，或者是結(jié)構(gòu)阻氣層和合并的阻水層/熱封合層。該結(jié)構(gòu)阻氣層可由與金屬結(jié)合的(本文指金屬化聚酰胺)聚酰胺形成，例如尼龍6、尼龍11、尼龍12、尼龍6/6、尼龍6/10和尼龍6/12等。其它的金屬化聚合物，例如金屬化聚酯或金屬化聚丙稀，可作為選擇來使用。阻液層可以是聚烯烴，例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯與重量百分比達(dá)15％的C3-C20α-石蠟共聚單體的共聚物或丙稀與重量百分比達(dá)15％的C2或C4-C20α-石蠟共聚單體的共聚物。
合適地，阻液層為線性低密度聚乙烯，其為乙烯與重量百分比達(dá)15％的C3-C20α-石蠟共聚單體的無規(guī)共聚物，使用低壓過程形成。使用線性低密度聚乙烯作為阻液層的一個優(yōu)點是，其也可用作熱封合層。在該實施例中，該薄膜包裝只需包括兩層。
當(dāng)應(yīng)用另外的熱封合層時，該熱封合層可由線性低密度聚乙烯、乙烯醋酸乙烯脂、乙烯丙烯酸甲脂、乙烯乙酸乙脂和乙烯丙烯酸共聚物等。在該實施例中，該薄膜包裝至少包括三層。
該包裝薄膜可例如使用型坯或小的吹膜模具通過將薄膜擠壓成連續(xù)的管，并且將該管切割成管狀薄膜段而形成。然后可將化學(xué)粘合劑條引入每一個管段中，并且將管段在兩端熱封?？蛇x地，該薄膜可使用模鑄或吹模共擠、擠壓涂敷和熱層和等形成流延膜，并切割成段。該薄膜段可通過在化學(xué)粘合劑段周圍纏繞每一個薄膜段，且在薄膜段的每一端熱封合形成?？蛇x地，流延膜可形成并纏繞在長的化學(xué)粘合劑或連續(xù)的化學(xué)粘合劑串周圍來形成長的或連續(xù)的管狀薄膜包裝。然后可將合成的管狀薄膜和化學(xué)粘合劑組合切成段?？蛇x地，可形成多個化學(xué)粘合劑條，并且將其放置在沖壓形成的包裝薄膜中。在該實施例中，該包裝薄膜不需要形成管。
圖1是組合10的伸長的剖視圖，包括管狀薄膜16內(nèi)的化學(xué)粘合劑條11。該化學(xué)粘合劑條11包括沿界面17結(jié)合的第一部分12和第二部分14，并且具有第一端13和第二端15。該管狀包裝薄膜16在粘合劑條11的兩端13和15熱封合，形成熱封合結(jié)26，其將該粘合劑條11的兩端封住。
圖2是組合20的伸長的剖視圖，包括長管狀薄膜16內(nèi)的化學(xué)粘合劑串23。該化學(xué)粘合劑串23包括沿界面17結(jié)合的第一部分12和第二部分14。在使用過程中，組合20可對應(yīng)于孔和所要安裝的固定銷釘?shù)某叽缜懈畛蓡为毜亩?。除了組合20的切割沒有使薄膜16在合成段兩端熱封合，該單獨的段類似于圖1中所示的組合10。如果該單獨的段在切割后很快使用，則沒有進(jìn)行熱封合不會帶來問題。
圖3和4示出組合10的橫截面視圖，顯示了管狀薄膜16的圓柱橫截面。在圖3的實施例中，該管狀薄膜16包括第一(外)層18和第二(內(nèi))層19。在圖4的實施例中，管狀薄膜16包括第一(外)層18、第二(中間)層19和第三(內(nèi))層21。
圖5示出組合30，包括分為幾個袋32的本發(fā)明的薄膜包裝16，每一個袋32由阻隔層34分開。單獨的粘合劑條11放置在每一個袋32中。在該實施例中，薄膜包裝16沒有形成管狀。
包裝薄膜16的第一(外)層18具有阻隔氧氣和光的阻隔層，適于由金屬化聚合物形成，其是金屬顆粒和熱塑性聚合物的組合。該聚合物可以是聚酰胺，例如尼龍6、尼龍11、尼龍12、尼龍6/6、尼龍6/10和尼龍6/12等，并且尼龍6是適合的聚合物。該聚酰胺也可以是共聚物，例如聚醚酰胺。該金屬顆粒可以是鋁、銅、鋅、鈷、鎳、鐵、硅和鈦等及這些金屬的氧化物顆粒。鋁是適合的金屬顆粒。金屬顆?？删哂屑s0.1-25微米的平均顆粒直徑，合適地約0.5-15微米，特別是約1-10微米。該金屬顆?？膳c聚酰胺混合或使用傳統(tǒng)的金屬沉積/涂覆技術(shù)沉積在聚酰胺薄膜表面上。
該第一薄膜層18可包括約50-99.9％重量百分比的聚合物和約0.1-50％重量百分比的金屬顆粒，適合的約為75-99.5％重量百分比的聚合物和約0.5-25重量百分比的金屬顆粒，特別是約95-99％重量百分比的聚合物和約1-5％重量百分比的金屬顆粒。該第一薄膜層18可具有約2-30微米的厚度，適合的約5-25微米，特別是約10-20微米。
該第二薄膜層19可由聚烯烴形成。合適的聚烯烴包括但不限于高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯和其它的乙烯與重量百分比約為1-15％的C3-C20α-石蠟共聚單體的共聚物、丙稀與重量百分比約為1-15％的C4-C20α-石蠟共聚單體的共聚物及其組合。該聚烯烴可以使用齊格勒-納塔催化劑、單點催化劑(例如金屬茂)或其它合適的催化劑制成。特別適合的聚烯烴是線性低密度聚乙烯，例如乙烯-丁烯、乙烯-己烯或乙烯-辛烯無規(guī)共聚物。
聚烴烯可具有適于薄膜形成的熔融指數(shù)(在190℃使用2160克砝碼測量)或熔融流動速率(在230℃使用2160g砝碼測量)。當(dāng)聚烯烴為聚乙烯或乙烯-α-石蠟共聚物時，其熔融指數(shù)可以在約0.5-25克/10分，合適地在約1-10克/10分。當(dāng)聚烯烴為聚丙烯或丙稀-乙烯共聚物時，其熔融流動速率可以是約1-25克/10分，合適地約2-15克/10分。第二薄膜層19可具有約3-30微米的厚度，合適地約10-25微米，特別是約14-20微米。
當(dāng)?shù)诙∧?9由線性低密度聚乙烯形成時，第二層19可同時用作濕氣阻隔層和熱封合層。適用于形成薄膜包裝16的可購得的雙層薄膜可從Glenroy，Inc獲得。該雙層薄膜包括金屬化尼龍6(使用鋁顆粒制成)的第一層，厚度為12.2微米。該第一層從Honewell獲得，商品名稱為CAPRANEMBLEMMT-200。該商業(yè)薄膜包括線性低密度聚乙烯第二層，厚度為16.5微米。
當(dāng)包括熱封合層作為第三薄膜層21時，該層21可由任何可熱封合的聚合物形成，包括但不限于線性低密度聚乙烯、乙烯醋酸乙烯脂、乙烯丙烯酸甲脂、乙烯乙酸乙脂、乙烯丙烯酸共聚物、各種熱塑性彈性體及其組合。如果存在，第三(內(nèi))薄膜層可具有約2-25微米的厚度，適合地約為5-20微米。
該薄膜包裝16可具有如圖3和4中所示的圓柱橫截面。取決于被封裝的粘合劑條11或串23的尺寸，該管狀薄膜16可具有約5-50mm的內(nèi)徑，適合地約10-25mm。
該薄膜包裝16的形狀也可以是如圖5中所示的具有多個袋32的分裝包裝。該袋32可以由阻隔層34分開，其可以是熱封合阻隔層或分開的阻隔薄膜。按尺寸形成粘合劑條11，并將其放入袋32中。
該薄膜包裝16可用來封裝任何美國專利6,291,155；6,402,434；6,403,768；6,416,256和6,420,458中描述的高粘性化學(xué)粘合劑，其通過參考并入本文。通常，這些粘合劑具有沿界面結(jié)合的第一部分A和第二部分B。該第一部分A和第二部分B每一個具有約5百萬到5千萬厘泊的粘度。該部分A和B基本為固體或類似膠泥，并且不會相互混合或反應(yīng)，直到在孔中通過驅(qū)動工具的作用強制混合。部分A和B的混合導(dǎo)致固化反應(yīng)，其促成固定銷釘和孔的一個或多個內(nèi)壁牢固連接。該驅(qū)動工具包括快速旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動部件，其撕碎該包裝(如果存在)并使該包裝與化學(xué)粘合劑的部分A和B混合。
該薄膜包裝16也可用來封裝較低粘度的粘合劑條和/或串，其粘性仍然足夠高，使得粘合劑具有相對穩(wěn)定的類似膠泥的稠度。參考圖1-4，該粘合劑條或串可包括第一部分12，具有約500,000-1,000,000厘泊的粘度；和第二部分14，具有約200,000-4,000,000厘泊的粘度，適合地約為500,000-1,000,000厘泊。該粘度在25℃使用Brookfield Engineering公司型號為DV-3的布氏粘度計測量。該第一部分12和第二部分14直接沿界面17結(jié)合，并且具有足夠的粘度以使其不會相互自發(fā)混合。
該第一部分12適合地包括至少樹脂。在一個實施例中，該第一部分12包括至少環(huán)氧樹脂和微粒填充物，按照獲得期望粘度所需比例配比。在另一個實施例中，第一部分12包括重量百分比約為20-49％的環(huán)氧樹脂，重量百分比約為50-80％的砂和重量百分比約為1-10％的白碳黑。適合地，第一部分12包括重量百分比約為28-40％的環(huán)氧樹脂，重量百分比約為55-70％的砂和重量百分比約為2-6％的白碳黑。
該第二部分14至少包括固化劑。在一個實施例中，該第二部分14至少包括固化化合物、固化加速劑和顆粒填充物，按照獲得期望粘度所需比例配比。在另一個實施例中，該第二部分14包括重量百分比約為5-25％的胺化合物，重量百分比約為0.1-15％的叔胺化合物，重量百分比約為60-90％的砂，和重量百分比約為1-10％的白碳黑。合適地，該第二部分14包括重量百分比約為10-20％的胺化合物，重量百分比約為2-10％的叔胺化合物，重量百分比約為70-80％的砂，和重量百分比約為1-5％的白碳黑。
適合地，該環(huán)氧樹脂為液態(tài)環(huán)氧衍生物。例如包括酚醛環(huán)氧樹脂和雙酚環(huán)氧樹脂。一種合適的雙酚環(huán)氧樹脂可從Shell Chemical Co.獲得，商品名稱為EPON828。EPON828為從液體環(huán)氧樹脂獲得的雙功能雙酚A/表氯醇。其它適合的環(huán)氧樹脂包括ARALDITE610，可從Ciba-Geigy獲得，和DER331，可從Dow Chemical Co.獲得。
該第一部分中的顆粒填充物可包括第一顆粒填充物和第二顆粒填充物的混合物。重量百分比至少約70％的第一顆粒填充物，具有美國篩網(wǎng)尺寸16到45之間的尺寸。合適的第一顆粒填充物為AGSCO砂#1，一種Agsco公司出售的石英砂。重量百分比至少約70％的第二顆粒填充物，具有包含在美國篩網(wǎng)尺寸60到100之間的尺寸。合適的第二顆粒填充物為砂70-100，一種Agsco公司出售的石英砂。根據(jù)第一部分12中的顆粒填充物的混合重量，該第二部分12中的砂，可包括重量比約為3-7的第一砂與第二砂，適合地，重量比約為4-5的第一砂與第二砂。該粘合劑條11中的第一部分12中的顆粒填充物也可包括重量比約為01.-0.8的白碳黑與第二砂，適合地，重量比約為0.3-0.4的白碳黑與第二砂。合適的白碳黑為從DeGussa公司獲得的R-202。
粘合劑條11的第二部分14中的顆粒填充物可包括前述的第二顆粒填充物，重量百分比至少約70％的顆粒填充物具有包含在美國篩網(wǎng)尺寸為60-100的尺寸。根據(jù)粘合劑條11的第二部分14中的顆粒填充物的混合重量，第二部分中的顆粒填充物也可包括重量比約為1-10的白碳黑與每100份第二顆粒填充物，適合地，重量比約為2-3的白碳黑與每100份第二顆粒填充物。
該固化劑可包括固化化合物和固化加速劑。在一個實施例中，固化化合物為胺化合物，其含義限定為胺或其化學(xué)衍生物，而不是叔胺。合適的胺化合物包括胺、脂族胺、氨基哌嗪、聚酰胺胺和環(huán)脂族胺等。合適的脂族胺包括曼尼希堿。一種合適的曼尼希堿由Air Products Co.出售，商品名為ANCAMINE 1856。其它合適的曼尼希堿包括ANCAMINE 1767、ANCAMINE1768和ANCAMINE 2422。
該固化加速劑可以是叔胺化合物。合適的叔胺化合物例如包括全部由AirProducts Co.出售的ANCAMINE 110、ANCAMINE K61B和ANCAMINE K54，和由Shell Chemical Co.出售的EPICURE 3253。ANCAMINE K54特別適合，并且為三(二甲胺基甲基)酚。
下面的示例成分適于該化學(xué)粘合劑11的第一部分12和第二部分14。
該化學(xué)粘合劑11可包括重量百分比約為10-90％的第一部分12和重量百分比約為10-90％的第二部分14，適合地，重量百分比約為25-80％的第一部分12和重量百分比約為20-75％的第二部分14，特別地，重量百分比約為50-75％的第一部分12和重量百分比約為25-50％的第二部分14。在前述示例中，該粘合劑成分可包括重量為13份(重量百分比為59％)的第一部分12和重量為9份(重量百分比為41％)的第二部分14。示出的第一部分12具有約880,000厘泊的粘度。示出的第二部分14具有約569,600厘泊的粘度。
為了制備化學(xué)粘合劑11，第一部分12的成分可在第一攪拌機中混合，第二部分的成分可在第二攪拌機中混合。該分開的攪拌機可以是轉(zhuǎn)鼓、曲拐式攪拌機、行星式攪拌機、擠壓攪拌機和壓力攪拌機等。只與剪應(yīng)力有關(guān)而沒有增加熱量的有力的混合，可用來確保第一部分12和第二部分14各部分中的成分均勻分布。該第一和第二部分12和14可使用分開的會聚在單個模具中的擠壓機和/或壓型機被擠壓和/或壓迫彼此鄰接，來形成在第一和第二部分12和14之間具有界面17的兩個組成部分的粘合劑合成物。
化學(xué)粘合劑可用薄膜包裝16封裝，使用任何合適的技術(shù)，包括關(guān)于圖3-5描述的技術(shù)。該包裝16可以用做唯一的包裝。在可替換實施例中，該化學(xué)粘合劑可擠壓在載體伸展包裝薄膜上，例如由線性低密度聚乙烯制成的薄膜，并且在該載體薄膜上預(yù)包裝。然后可將該串預(yù)包裝的化學(xué)粘合劑被切割成單獨的預(yù)包裝條11。然后將該預(yù)包裝條11使用根據(jù)本發(fā)明的薄膜包裝16進(jìn)一步包裝。
如美國專利6,291,555中所描述，其通過參考并入本文，該化學(xué)粘合劑條安裝下述步驟使用將化學(xué)粘合劑條11插入孔中，使用驅(qū)動工具將固定銷釘驅(qū)動進(jìn)入該孔。通常的固定銷釘可以是帶螺紋的，并且可具有平的或尖的向前的端部。通常的驅(qū)動工具通過快速旋轉(zhuǎn)運動將固定銷釘旋入該孔中，并且可使用錘打(軸向運動)和旋轉(zhuǎn)運動的組合。
該驅(qū)動工具的運動及隨后的固定銷釘?shù)倪\動使該包裝16瓦解(如果其包圍該粘合劑條11)，并且使粘合劑條11的第一和第二部分12和14混合。該固定銷釘上的螺紋輔助混合。當(dāng)固定銷釘驅(qū)動進(jìn)入孔中時，第一部分12、第二部分14和包裝16(如果存在)混合為基本均勻的混合物，其填充了固定銷釘和該孔內(nèi)壁之間的大部分空間。該混合作用基本將該混合物固化，從而將該固定銷釘緊固到該孔中。
雖然本文描述的本發(fā)明的實施例是目前優(yōu)選的，但是仍可做出各種改變和改進(jìn)而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求來簡要說明，并且所有的落在該意義及范圍內(nèi)的等同的變化都應(yīng)包含在其中。
權(quán)利要求
1.一種組合，包括化學(xué)粘合劑和包裝，其中所述包裝包括外金屬化聚合物層和聚烯烴層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組合，其中所述金屬化聚合物層包括金屬化聚酰胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的組合，其中所述聚烯烴層包括選自以下組中的聚合物聚乙烯均聚物、乙烯-α-石蠟共聚物及其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的組合，其中所述聚烯烴層包括線性低密度聚乙烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的組合，其中所述包裝由金屬化聚合物層和聚烯烴層組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的組合，其中所述包裝進(jìn)一步包括由可熱封合聚合物形成的第三內(nèi)層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的組合，其中所述化學(xué)粘合劑包括一個或多個條，并且所述包裝包括圍繞每一個條的管狀薄膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的組合，其中化學(xué)粘合劑包括串，所述包裝包括圍繞所述串的管狀薄膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的組合，其中所述化學(xué)粘合劑包括一個或多個條，并且所述包裝包括含有一個或多個條的封裝。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的組合，其中，所述封裝包括多個袋，并且每一個袋容納化學(xué)粘合劑條。
11.一種組合，包括化學(xué)粘合劑和包裝，其中所述包裝包括外金屬化聚酰胺層，厚度約為2-30微米；和內(nèi)熱封合層，厚度約為3-30微米。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的組合，其中所述金屬化聚酰胺層包括鋁和尼龍6。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的組合，其中所述內(nèi)熱封合層包括聚烯烴。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的組合，其中所述聚烯烴包括線性低密度聚乙烯。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的組合，其中所述包裝包括外層和內(nèi)層。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的組合，其中所述外層的厚度約為5-25微米，所述內(nèi)層的厚度約為10-25微米。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的組合，其中所述外層的厚度約為10-20微米，所述內(nèi)層的厚度約為14-20微米。
18.根據(jù)權(quán)利要求11的組合，其中所述化學(xué)粘合劑包括沿界面結(jié)合的第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分各部分的粘度約為200,000-4,000,000厘泊。
19.一種管狀薄膜包裝，包括外金屬化聚酰胺層；和內(nèi)熱封合層；所述管狀薄膜的內(nèi)徑約為5-50mm。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的管狀薄膜，其中所述內(nèi)徑約10-25mm。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的管狀薄膜，其中所述內(nèi)熱封合層包括線性低密度聚乙烯。
全文摘要
一種薄膜包裝(16)，用于儲存化學(xué)粘合劑條(11)和串，包括外金屬化聚合物層和熱封合層。該金屬化聚合物層通過提供氧氣和光阻隔層，保護化學(xué)粘合劑過早反應(yīng)。該熱封合層也可用作潮氣阻隔層。該化學(xué)粘合劑分割為合適尺寸的條，用來插入到孔中，并且將固定銷釘固結(jié)到該孔中。
文檔編號F16B13/14GK1977112SQ200580022031
公開日2007年6月6日 申請日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月1日
發(fā)明者劉文峰, 埃爾德里奇·普雷內(nèi)爾, 詹姆斯·E·蘇里揚 申請人:伊利諾斯器械工程公司