專利名稱：帶自耗容器的瀝青包裝的制作方法
技術領域：
本發明涉及在象蓋屋頂和鋪路這樣的應用場合中使用的改進型瀝青包裝容器。本發明還涉及使用者可完全用掉的瀝青包裝，即容器可以和其中的瀝青一起被熔化掉，以便用于蓋屋頂、鋪路等。
在瀝青產業中，一種將瀝青運給使用者的方式就是成包地運送，建筑承包商通常將這樣的成包瀝青用作瀝青來源來蓋屋頂和用于其它建筑用途。各瀝青包裝通常是在傳統的瀝青生產廠中通過將熔融瀝青注入由金屬底壁和筒形紙側壁構成的容器中而形成的。瀝青一般是在約177℃(351°F)下被注入的并且允許瀝青包裝在貨運給使用者如建筑承包商之前接受近24小時的冷卻。在去掉由紙和金屬構成的容器(該容器由此成為廢物)后，屋面工將來自容器的固體瀝青放入燃氣式熔煉坩堝中，以便熔化瀝青后好使用它。除去由紙和金屬構成的容器是很費時的，并且處理這種容器的材料也是一種負擔。
人們已經開發出不需要去掉或處理容器的包裝。一種這樣的瀝青包裝例如公開在美國專利No．5，452，800和No．5，307，608中，這兩篇文獻涉及了采用聚丙烯薄膜作為唯一的盛放工具的瀝青包裝及其制造方法。
另一種已研制成功的自耗瀝青包裝是如國際公開No．WO96／40838中所述的可模塑容器，這篇文獻的全文在此作為參考被引入。由組合物模塑而成的自耗容器包括瀝青和聚合材料。容器可以成圓柱形或長方體形并可以被做成錐形以便堆放，所述容器具有象便于搬運的把手以及用于增強尺寸穩定性的環形突起或周向肋這樣的結構。
盡管已經研制成功了可模塑的自耗容器，其中它的一個優點就是在瀝青熔煉坩堝中減少了冒煙，但是人們希望進一步改進這樣的容器。更確切地說，人們希望在方便地將容器加工成瀝青包裝以及使用瀝青包裝方面有所改進。
因此，本發明的一個目的就是提供一種在制造和使用時便于搬運的瀝青容器。本發明的另一個目的是提供一種獨立而堅固的且可有效地利用其制造材料的自耗容器。本發明的又一個目的是提供一種結實的且搬運安全的自耗式瀝青容器。本發明的再一個目的是提供一種可靠地盛放適當數量的瀝青并可以輕松地使其分解成小包以便使用者在工地更方便地搬運的容器。本發明的又一個目的是提供一種沒有顯著變形地承受熔融瀝青灌裝時的溫度的容器。本發明的另一個目的是提供一種更便于冷卻其中的熔融瀝青的瀝青容器。本發明的再一個目的是提供一種在倒空和裝滿狀態下整齊堆放的自耗式瀝青容器。通過根據本發明的容器實現了這些和其它的目的。
本發明的瀝青包裝包括(a)一個由包括一種瀝青材料和至少一種聚合物在內的自耗組合物構成的容器，該容器具有這樣的結構，即它包括(ⅰ)一個具有對置的側邊和對置的端部邊緣的底部，(ⅱ)一對從底部側邊向上延伸并相連的側壁，(ⅲ)一對從底部的端部邊緣向上延伸而限定出一個上周邊的端壁，底部、側壁以及端壁構成了一個容器的內腔，以及(ⅳ)至少一個帶刻痕的破裂結構，它從一側壁起至少部分地橫過底部地伸向對置的側壁并向上伸入容器內部；以及(b)在容器內腔中的瀝青。在一個優選實施例中，破裂結構包括一個伸至一未橫過底部一半的位置的第一破裂刻痕，而且相對端壁的刻痕角為90度。破裂結構最好還包括一個橫穿第一破裂刻痕并向上伸向容器內部的第二破裂刻痕，它至少部分橫貫底部地遠離對置側壁并以90度角延伸向端壁。
在另一個優選實施例中，破裂結構包括一個從一側壁起伸向另一側壁的破裂槽，它最好以45度-90度的角如直角伸向另一側壁。這樣的槽最好向上延伸一段約等于側壁高度的50％-95％且最好約是側壁高度的85％-95％的距離，并且優選地延伸到容器中的瀝青頂部附近，或者甚至略高于它。另外，這樣的破裂槽最好具有三角形或U形的橫截面。
容器可以有利地包括附加特征。例如，所述側壁和端壁包括許多分層，其中包括一個上層和一個或更多個下層，所述上層懸置于所述下層上。容器端壁還可以具有水平的把手部分，而所述側壁包括垂直的把手部分。
每個端壁可以包括一個在寬度方向上位于中央的凹入端面，它具有四邊形形狀，所述凹入端面從底部起延伸到一個在容器上周邊下方的位置，由此在上周邊與凹入端面之間限定出一個把手部分。所述把手部分可包括一個朝向上周邊敞開的外槽和一個朝向底部開口的內槽。把手部分最好將在每個端壁上的腿部連接在一起，把手部分和腿部構成了一個包圍凹入端面三側的外端面。腿部可以具有彎曲的底部或向內彎向底部的鏟斗形部分。
每個側壁可以具有至少兩個在長度方向上間隔開的并具有四邊形形狀的凹入側面，所述凹入側面分別從底部起延伸到容器上周邊下方，由此在上周邊與凹入側面之間限定出一個水平部分。水平部分最好將在每一側壁上的腿部連接在一起，該水平部分和腿部構成了一個包圍各凹入側面三側的外側面。在一個優選實施例中，容器側面包括把手部分和鏟斗形部分(如彎曲的腿部)。
所述容器結構可進一步包括一個環繞上周邊向外延伸的邊緣。為了提高強度，可以設置許多從邊緣起延伸向側壁的間隔開的凸肋和許多從邊緣起延伸向端壁的間隔開的凸肋。
在優選實施例中，瀝青包裝還包括一層由聚合材料制成的且在將瀝青注入容器后覆蓋瀝青的薄膜。覆蓋瀝青表面的薄膜的厚度最好為1mil-4mil，而且所述聚合材料是聚丙烯。
容器最好由一種可自耗的組合物構成，其中按照重量百分比計包括約為40％-90％的瀝青和約為10％-60％的全部聚合物。在一種優選的自耗容器混合物中，被氧化到121℃(250°F)軟化點的AC-20與聚丙烯和乙烯-乙酸乙烯酯聚合物混合。
根據以下結合附圖的具體描述，本發明的其它特征和優點將變得更加清楚。
附圖的簡要說明

圖1a是本發明的瀝青容器的一個優選實施例的仰視圖；圖1b是沿A-A線截取的圖1a所示實施例的截面圖；圖1c是圖1a所示實施例的側視圖；圖1d是沿圖1c的B-B線截取的截面圖；以及圖1e是圖1a所示實施例的端視圖。
圖2示出了瀝青容器的另一個實施例。
圖3示出了瀝青容器的一個替代實施例。
圖4示出了本發明的瀝青容器的另一個實施例。
圖5示出了瀝青容器的一個實施例。
圖6示出了瀝青容器的又一個實施例。
圖7a是容器的另一實施例的四分之一部分的俯視圖；以及圖7b是圖7a所示四分之一部分的主視圖。
圖8a是圖1a-1e所示瀝青容器的一個替代實施例的俯視圖。
圖8b是圖8a所示實施例的側視圖。
圖8c是圖8a所示實施例的仰視圖。
總的來說，本發明的容器10，例如這些附圖中所示的容器(其中相同的參考標號表示相同的元件)，具有大致成四邊形如矩形的橫截面形狀，其對置的端部或端壁20與對置的側面或側壁30相連。容器最好被設計成具有這樣的形狀，即所述容器可在倒空或裝滿瀝青時被堆放起來。在容器10中灌裝瀝青15(見圖7b)，從而形成了瀝青包裝5。容器可以有利地設有破裂刻痕110或破裂槽111，以便于使用者在工地上將容器分解成更小更輕的瀝青包裝，從而更方便地將其搬運和送入坩堝中以進行熔煉。破裂刻痕110或破裂槽111還可起到脹縮接縫的作用，以有助于避免容器在充填熔融瀝青時變形，這些熔融瀝青可以在大約330°F(165℃)的溫度下被注入或泵入容器中。容器還可以在側壁30和／或端壁20上具有凹入的或有刻面的表面，所述凹入面或有刻面的表面可以提供把手或把手部分并幫助冷卻熱瀝青，結果形成了結實、可靠且方便搬運的瀝青包裝。該表面可以具有彎曲的或呈鏟斗形的部分，以便在容器內裝有瀝青時提高容器的結構整體性。
在圖1a-1e所示的特別優選的設計方案中，容器10具有端壁20和側壁30，它們從頂面60起朝底面50地向內傾斜，所述底面具有一中心平面。最好，容器的總長(l1)約為23．11英寸(58．69厘米(cm))，其總寬(w1)約為16．36英寸(41．55cm)，其總高(h1)約為6．15英寸(15．62cm)。環繞底面50的周邊的容器尺寸最好是長(l1b)約21．65英寸(54．99cm)×寬(w1b)約15．15英寸(38．48cm)。除非另有說明，否則容器壁的厚度一般約為0．075英寸(0．19cm)。
容器壁具有彎曲的或鏟斗形的凹入部分220、320，它們有助于在填充熱瀝青時抵抗隆起或變形。在每一個側面30上設置三個凹入部分320，由此形成了兩個外腿部分36和兩個內腿部分37。凹入部分320具有上部和下部320a、320b，上部320a略微嵌在或凹陷入側壁30的最外表面中并向脊線320’傾斜，而下部320b從這里開始向內朝容器底面50中心地彎曲或傾斜至點320”，它從該處起垂直向下地伸向容器底面50。最好，彎曲部分320b的半徑(r1ⅰ)約等于0．95英寸(2．41cm)，從曲線端部到容器底面50的下降高度(h1ⅰ)約等于0．20英寸(0．51cm)。附圖中所示的與凹陷320有關的其它優選尺寸大致是這樣的d1ⅰ=0．375英寸(0．953cm)；d1ⅱ=2．0英寸(5．1 cm)；d1ⅲ=3．950英寸(10．033cm)；d1ⅳ=6．950英寸(17．653cm)；d1ⅴ=9．325英寸(23．686cm)；以及d1ⅵ=10．825英寸(27．496cm)。
每個端部20具有幾個偏置的表面或端面，其中包括一個中心的凹入壁部220，它從內環繞壁部27起向凹入并被所述壁部27包圍，而所述壁部又從外壁部28向內凹陷。壁部27包括一個跨接垂直側段的水平上段，所述垂直側段具有一個在線27’上轉變成下部27b的平錐形上部27a，所述下部向內彎向線27”，壁部在此點上垂直降向容器底面50。當從上方觀察時，向上突入容器內部的端壁20的中央凹入部分220具有一個平的下部220b，它向外地斜向彎曲的或成鏟斗形的上部220a，該上部從線220’起一直彎向線220”，在這一點上，端壁20垂直向下地在表面220c上延伸向突起26。當從下方觀察時，壁面220b、220a和220c形成了一個向容器底面敞開的溝槽221，由此有助于用手抓握。當從上方觀察時，表面220c、26和27a形成了向上開口的溝槽222，它最好在其端部由垂直壁222’限界。附圖中所示的與包括抓握機構的端部結構有關的優選尺寸大致如下d1ⅶ=7．575英寸(19．241cm)；d1ⅷ=5．575英寸(14．161cm)；d1ⅸ=4．000英寸(10．160cm)；h1ⅰ=1．808英寸(4．592cm)；h1ⅱ=0．825英寸(2．096cm)；h1ⅲ=3．150英寸(8．001cm)；r1ⅱ=0．48英寸(1．22cm)；以及r1ⅲ=0．1 4英寸(0．36cm)。
破裂刻痕110沿各對置的側壁30位于中央。刻痕在中部垂直地伸向脊線110’并且具有一個呈圓錐形帳篷狀或彎曲的等腰三角形形狀的側向橫截面(見圖1b)和一個呈風箏形或鉆石形的底部橫截面(見圖1a)。與刻痕110有關的優選尺寸大致如下X1ⅰ=1．000英寸(2．540cm)，X1ⅱ=4．000英寸(10．160cm)；θ1=55°；以及φ1=120°。
容器具有一個環繞其上周邊的邊緣或凸緣40。最好成三角形的支肋或凸肋45延伸于邊緣40的下方。在圖1c、1e所示的實施例中，設置了十二個支肋45，它們分別具有大約為0．500英寸(1．270cm)的高度和大約為0．075英寸(0．19cm)的厚度。支肋45最好沿側壁30相互間隔開大約為5．38英寸(13．67cm)的距離并沿端壁20間隔開約為4．000英寸(10．160cm)的距離。
在另一個優選實施例中，自耗容器被制成具有與圖1a-1e所示相同的結構，但是象設置在端壁20中的那些把手是設置在側壁30中的。因此，在此替換實施例中，端壁20與側壁30都具有把手部分和鏟斗狀部分，由此提供了一個容易搬運的堅固容器。
圖2示出了容器10的一個替換實施例，它具有在各側壁30的底部上對中的破裂刻痕或楔狀部分110，該破裂刻痕最好部分橫貫容器底面50的寬度地到達一個約離底部中心2／3距離的點。在容器底面的中心留有平面有助于在中間給容器模型開澆口，從而保證方便地形成容器。另外，刻痕110可以在將熱瀝青注入容器10從而形成瀝青包裝時用作脹縮接縫，以有助于在瀝青受冷凝固時保持容器的結構整體性。此外，刻痕110有助于通過增大暴露在冷卻流體(如環境空氣或冷卻水)中的表面面積而提高冷卻效果。此容器設計方案不僅有利于容器和瀝青包裝的制備，而且還利于使用瀝青包裝-刻痕110允許方便地將瀝青包裝分解成兩半并且環繞底面50的中心的平坦表面允許操作人員輕松地將瀝青包裝整體地或分成幾部分地滑入熔煉坩堝中，而沒有形成容易卡在坩堝邊緣上的區域。
在每個容器端壁20上，通過一個懸置在一個下凹入層70上的上層或凸緣72形成了一個水平把手。在此實施例中，還在外腿或部分33之間通過在各側壁30中的凹入的中心部分34而形成了垂直把手，所述把手優選地具有倒L形，從而使用者可以水平地或垂直地握住它們。除了設置把手或提手外，在側壁30和端壁20上的許多刻面或凹入表面有助于通過增大導熱表面面積來增強包裝在容器中的熔融瀝青的冷卻效果而提高將容器制成瀝青包裝的加工能力。
容器10最好具有這樣的尺寸，即它將容納處于330°F(165℃)的大約60磅(27．22公斤)瀝青，其中從瀝青平面到容器頂面60留有約為0．5英寸(1．27cm)的間隙。圖2所示容器實施例的特別優選的尺寸大致如下總高(h2)為6英寸-8英寸(15．24cm-20．32cm)，懸置層或把手72的高度為2英寸-3英寸(5．1cm-7．6cm)；總寬(w2)為12英寸-15英寸(30．5cm-38．1cm)，各側壁30的外面33與凹入面34之間的距離為0．75英寸-1英寸(1．91cm-2．54cm)；總長(l2)12為20英寸-22英寸(50．8cm-55．9cm)，L形部分33頂部的長度為2英寸-3英寸(5．1cm-7．6cm)，破裂刻痕110的三角形橫截面的底部長度為1．5英寸(3．8cm)。最好，容器底面50的厚度約為60-80mil(1mil=0．001英寸)，優選地約為75mil，而且端壁20和側壁30的厚度約為70-90mil，且優選地約為75mil。
在容器10中裝入瀝青并最好填充到在容器頂面60下方約0．5英寸的填充線高度或水平。瀝青包裝的總重最好約為40磅(18．14公斤)至75磅(34．02公斤)，且優選地約為60磅(27．22公斤)。
圖3示出了容器10的另一個設計方案，它具有破裂刻痕110和沿上周邊60的邊緣或凸緣40。在每個端壁20上設有一個最好呈梯形的凹陷或凹槽210，由此形成了一個連接端壁腿部22的搭手部分25。可以在側壁30上設置類似的凹陷310，如在各側壁30上設置兩個搭手部分，由此形成了通過搭手部分35相連的短腿部31和長腿部32。凹陷310最好與側壁20間隔開，以便通過短腿形成可抓握的垂直把手。使用者還可以通過搭手25、35以例如將手指伸入搭手下方的凹陷210、310中而拇指扣住邊緣40的方式(或反之亦然)方便地握住容器。凹陷和搭手也可以被用于通過機械機構如大型夾鉗來抓握住容器。在此實施例中，底部50的表面和端壁20及側壁30的表面基本上是平坦的或平面狀的(沒有任何彎曲的或鏟斗狀部分)。
圖4-6示出了矩形容器的不同實施例，這些容器都具有由階梯壁(懸置的層或臺面)和一個等分容器底部的V形破裂槽或溝槽構成的把手。在圖4所示的矩形容器中，破裂凹槽111傾斜地伸向端壁20并橫跨容器底面50的寬度。在要求將整包瀝青裝入熔煉坩堝中時，斜槽或對角線槽111與直角槽相比應該幫助避免容器底面50在坩堝邊緣上被卡住。另外，如果沿破裂線111將瀝青包裝分解成兩半，則與具有平行于端壁20的破裂線的實施例相比，此實施例的破裂線例如通過允許操作人員抓住沿破裂線在端壁上的一尖端并使另一尖端降低到熔煉坩堝中而提高操作人員的安全性，由于在工作人員必須松開它之前更符合空氣動力學(尖銳的邊緣與扁平邊緣相比)地將半個瀝青包裝放入熔融瀝青中，所以這有助于減少熔融瀝青的飛濺，而且減小可將包裝降入坩堝中所需的較長距離。
圖4的實施例具有兩個水平分層，上層72懸置在下層70上，由此形成了一個用于沿整個上周邊60的任何部位抓握容器的把手。容器最好具有以下大致尺寸總高(h4)約為6英寸(15．2cm)，各分層高度為3英寸(7．6cm)；上層的總寬(w4)為15．5英寸(39．4cm)，下層的寬度為14．5英寸(36．8cm)；以及上層的總長(l4)為22英寸(55．9cm)，下層的長度為20英寸(50．8cm)。破裂槽111最好具有倒V形或三角形的橫截面(沿底面的間隙被認為是三角形的底邊)，其沿底面間隙的底邊長度(B，見圖6所示尺寸)約為1英寸(2．54cm)到大約2英寸(5．1cm)，高度(H)為1英寸(2．54cm)到2英寸(5．1cm)，最好具有分別大約是1英寸的高度和底邊長度。
圖5示出了一個三層矩形容器，它具有一個平行于端壁20的破裂線或破裂槽111，其沿側壁30對中并橫跨容器底面50的寬度。分層成階梯狀，上層72懸置在中間層71上，而中間層懸置在下層70上，從而形成了用于抓握容器的把手。容器最好具有這樣的大概尺寸總高(h5)為6英寸(15．2cm)，各分層的高度為2英寸(7．6cm)；作為總寬(w5)的上層寬度為16．5英寸(41．9cm)，中間層寬度為15．5英寸(39．4cm)，下層寬度為14．5英寸(36．8cmm)；作為總長(l5)的上層長度為22．75英寸(57．79cm)，中間層長度為21．75英寸(55．25cm)，下層長度為20．75英寸(52．71cm)。破裂槽111最好具有等腰三角形的橫截面形狀，其底邊(間隙)長度為1英寸(2．54cm)，其高度為1英寸(2．54cm)。
圖6示出了一個階梯狀的矩形容器結構，它具有平行于端壁20的破裂槽或破裂線111，其沿側壁30對中并橫跨容器底面50的寬度。容器具有兩個分層，上層72懸置在下層70上并由此形成了一個把手。容器最好具有以下的大概尺寸總高(h6)為6英寸(15．2cm)，各分層的高度為3英寸(7．6cm)；作為總寬(w6)的上層寬度為15．5英寸(39．4cm)，下層寬度為14．5英寸(36．8cm)；作為總長(l6)的上層長度為22英寸(55．9cm)，下層長度為20英寸(50．8cm)。破裂槽111最好具有倒V形的橫截面形狀，其底邊長度(B)為1英寸(2．54cm)，其高度為1英寸(2．54cm)。
圖7a、7b示出了一種多層瀝青包裝5的一個替換實施例的局部，所述瀝青包裝由容器(示出了四分之一的分解部分10q)和瀝青15構成，瀝青最好被填充到接近填充線15a的程度。容器具有一個破裂槽111q，它可以從容器底面的一側延伸向另一側，從而允許沿其寬度例如垂直于側面30q地分開容器，并且它如圖7a、7b所示地沿端部20q對中。破裂槽開口具有三角形橫截面，其頂點位于向下斜伸向在四分之一底面50q上的基線111b和(對稱的四分之一部分的，未示出)另一側的相似基線的線111’上。容器還具有一個破裂刻痕110q，以便允許沿容器長度分解開容器。因此，容器可以通過沿破裂凹槽或破裂結構110q、111q以及對稱面(經過垂直于圖7a的紙張平面的線110’、111’的平面)撕開而在寬度方向上或長度方向上被分解成兩半以及被分解成四份，如圖7a、7b所示的四分之一部分10q那樣。容器具有一個邊緣或凸緣40q和許多帶刻面的壁20q、30q。優選的四分之一容器10q的尺寸大致是這樣的h7a=2．000英寸(5．1cm)，h7b=2．000英寸(5．1cm)，h7c=1．500英寸(3．81cm)，h7r=0．0727英寸(0．1847cm)；w7ⅰ=6．750英寸(17．145cm)，w7ⅱ=0．250英寸(0．64cm)，w7ⅲ=0．250英寸(0．64cm)，w7ⅳ=0．375英寸(0．953cm)，w7ⅴ=0．750英寸(1．91cm)，w7ⅵ=0．500英寸(1．27cm)；l7ⅰ=3．000英寸(7．6cm)，l7ⅱ=6．750英寸(17．145cm)，l7ⅲ=0．250英寸(0．64cm)，l7ⅳ=0．500英寸(1．27cm)，l7ⅴ=0．250英寸(0．64cm)，l7ⅵ=0．875英寸(2．223cm)，以及l7ⅶ=0．375英寸(0．953cm)。
如果需要，可以設置一個大致如圖7b所示的遮蓋機構17來覆蓋或封閉容器。例如，由可自耗的瀝青一聚合物組合物制成的配合蓋可被用來覆蓋容器頂部。
在一個替代的優選實施例中，可溶解在瀝青中的聚合物薄膜且最好是厚度約為1mil-4mil的聚丙烯薄膜被用作用于至少一個容器的遮蓋機構17。例如，瀝青包裝可以包括單個放在薄膜袋中的瀝青容器，以便例如在戶外存放瀝青包裝時使其不致受雨淋。在一個優選實施例中，聚丙烯薄膜可以被放置在容器各層的頂面上(如一個貨盤層蓋九個瀝青容器)。
圖8a-圖8c示出了一種具有與圖1a-圖1e所示相似的結構的自耗容器的特別優選的實施例，但它具有至少一個橫貫容器底面50的寬度并向上伸入容器內部一段約等于側壁30高度的50％-95％且最好約為側壁高度的85％-95％的高度的破裂槽111。破裂槽111允許方便地將瀝青包裝分解成幾塊，從而可以將少于一整包的瀝青送入熔煉坩堝中，所述破裂槽最好延伸到容器中的瀝青頂面附近或甚至略微超過它。這樣的容器對于包裝難于被分解成小包的高聚合物改質的瀝青是特別有用的。破裂槽111可以具有任何適于幫助使瀝青包裝分解成小包的截面形狀；但是，通常優選三角形、V形或U形橫截面，以便于堆放空容器。
在此實施例中，容器壁最好從底部起朝上部向外地傾斜并在倒圓的拐角部匯合，所述容器壁具有有助于在填充熱瀝青時抵抗隆起或變形的內凹部分和外凹部分。例如，各端壁具有幾個偏置的表面或刻面，其中包括位于各角部410與中心端壁部分420之間的外凹壁部400。中心端壁部分420還包括一個內凹的下部430，它在上周邊60下方突入容器內部以形成一個把手。凹入的下部430的頂面432可以是大致平坦的、彎曲的或形成一個如圖1a-圖1e中所示的用于抓握的明顯凸棱。外凹壁部400和內凹的下中心壁部430分別由大致平坦的上部400a、430a構成，它們在線400’、430’上過渡成下部400b、430b，所述下部一直向內彎曲，直到與底面50相交。
另外，各側壁包括幾個偏置的表面或刻面，其中包括成型于靠近各角部410處的側壁上的凹槽440，它們突入容器內部，各側壁還在各凹槽440和一個中心側壁部460之間具有一個外凹部分450，所述中心側壁部具有由破裂槽111形成的刻痕470。所述凹槽允許通過機械構件如大型夾鉗輕松地抓握住容器或用手抓住它。外凹的側壁部分450和凹槽440的朝內部分最好分別由大致平坦的上部450a、440a構成，它們分別在線450’、440’處過渡到下部460b、440b，所述下部一直向內彎曲，直到它們與底面50相交為止。
容器最好具有以下的近似尺寸總高約為6．75英寸(17．15cm)；總寬(內)在頂面上約為14．0英寸(35．6cm)，在底面上約為13．0英寸(33．0cm)；總長(內)在頂面上約為21．5英寸(54．6cm)，在底面上約為20．5英寸(52．1cm)；并環繞頂面地具有約為1．0英寸(2．54cm)的凸緣。破裂槽111最好具有成倒U形的橫截面形狀(將沿底面的間隙認為是底部)，其沿底面的底部長度約為1．0英寸(2．54cm)-7．0英寸(17．8cm)，高度約為1．0英寸(2．54cm)-6．0英寸(15．2cm)，最好底部長度約為2．5英寸(6．4cm)，高度大約為4．5英寸(11．4cm)。
本發明的瀝青包裝包括一個裝有最好大約為30磅(13．6公斤)至大約60磅(27．2公斤)重原料瀝青或經加工瀝青的自耗式瀝青容器，以便融化并用于如蓋屋頂或鋪路這樣的用途中。術語“瀝青”和“原料瀝青或經加工的瀝青”是指包括來自煉油廠的瀝青塔底物以及天然存在的瀝青材料如瀝青、黑瀝青、焦油瀝青和硬瀝青或那些經過氧化或其它化學處理或加工的相同材料。例如，在瀝青中可以吹入催化劑如氯化鐵等。瀝青可以是傳統的蓋屋頂用的軟制瀝青或鋪路用瀝青以及其它類型的瀝青，其中包括專用瀝青如防水瀝青、電池用化合物和密封劑。也可以采用不同類型的瀝青的共混料。優選的瀝青具有高于約90℃(194°F)的環球法軟化點。該軟化點一般是根據ASTM D36測得的。
容器最好由可模塑的瀝青-聚合物組合物構成，其中按照重量百分比計含有約為40％-90％的瀝青材料和約為10％-60％的聚合材料。總的來說，可模塑的瀝青組合物中的聚合材料可以是任何可與瀝青相容并能夠使容器具有理想的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于使容器更堅固并更耐沖擊，而其它類型的聚合物有助于提供高溫穩定性。
可被用作聚合材料的一個組分的示例性聚合物包括選自聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物和丁烯共聚物的聚合物。另外，可以使用丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的共聚物，如與乙烯、丙烯或丁烯共聚的丙烯酸或甲基丙烯酸的丁酯、丙酯、乙酯或甲酯。此外，可利用環氧基官能化的共聚物，以提高容器的耐沖擊性和柔性，例如乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯的三元共聚物，如可從E．I．duPont de Nemours ＆ Co．(威明頓，德拉威爾)買到的Elvaloy AM。也可以使用合成橡膠，如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、丁苯橡膠(SBR)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)或由乙烯-丙烯二烯單體制成的三元共聚物。
聚合材料最好包括一種乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共聚物，其中乙酸乙烯酯的含量按重量百分比計約為9％-40％，從而它可充分地溶解在瀝青中。軟化點至少為約150℃(302°F)的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物可以在灌注瀝青時提高容器的耐熔性。優選的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物是杜邦生產的“Elvax”系列產品，如Elvax 360-750，且最好是Elvax450-470。乙烯-乙酸乙烯酯共聚物還可以按照Ultrathene和Vynathene的商標名稱從USIChemicals那里買到。
一種優選的自耗容器組合物或材料按照重量百分比計地包括約為5％-50％且優選地為5％-25％的用于提高耐沖擊性能或韌度的聚合物。所述材料最好包含按照重量百分比計約為5％-15％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，并且最佳地含有約為8％-12％的EVA。
聚合材料的一種優選的附加聚合物成分是一種提高了高溫穩定性的聚合物，例如熔點為163℃(325°F)且結晶度為40％的聚丙烯(PP)。可模塑的瀝青組合物包含按重量百分比計約為5％-55％且最好約為20％-40％的這種聚合物。盡管這種聚合物本身一般不足以使可模塑的瀝青材料具有理想的韌性和耐沖擊性，但是當另一種聚合物如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物也與瀝青混合時，所形成的可模塑的瀝青材料具有理想的韌性和耐沖擊性能。
當聚合材料只包括一種聚合物如聚丙烯時，可模塑的瀝青組合物通常具有低于2．7焦耳的無缺口懸臂梁式抗沖擊強度。在一個優選實施例中，瀝青中混合有EVA和PP聚合物，從而組合物的無缺口懸臂梁式抗沖擊強度至少為2．7焦耳，并且最好至少約為4焦耳。
可自耗的瀝青-聚合物組合物最好被注塑成本發明的容器。在本發明的總體設想中，自耗容器具有一個大致成矩形的形狀以及用于幫助使其分解成兩個或更多個部分的結構，如部分橫穿容器底面的破裂刻痕或從一側到另一側地延伸過整個容器底面的破裂槽。
對于屋面瀝青的容器來說，容器的重量最好僅占瀝青包裝總重的一小部分。容器重量輕提供了理想的軟化點、粘度、針入度和溶解性能并使成本低廉。瀝青包裝最好包括按照重量百分比計約為2％-6％的容器和約為94％-98％的原料瀝青或經過加工的瀝青，并且它最優選地包括約為2．5％-3．5％的容器和約為96．5％-97．5％的瀝青。
在一個優選實施例中，本發明的自耗容器可被用于包裝鋪路瀝青并用于減少這種瀝青在熔化時的發煙。例如，瀝青包裝可以裝有從AC-2到AC-50且最好為AC-10或AC-20的噴射鋪路級瀝青。對于用于這樣的瀝青的容器來說，容器組合物中所用的聚合材料的量最好足以占瀝青包裝(容器加所裝的瀝青)總重的大約1％-5％。一個優選的自耗容器組合物包括按照重量百分比計約為40％-90％的瀝青和約為10％-60％的聚合材料，其中與只在坩堝中熔化瀝青(沒有任何聚合物)時的情況相比，在坩堝或加熱容器中熔化時的聚合材料至少使坩堝減少了大約25％的可見發煙。可以以透明度降低來判斷可見發煙量的減少。
添加的聚合物最好具有大約15-95克／10分鐘的熔體流動指數，該指數優選地大約為25-85克／10分鐘，最佳地大約為35-75克／10分鐘。較低的熔體流動指數通常表示更粘的聚合物。如果熔體流動指數過低，則很難無攪拌地將聚合物分散到瀝青中。熔體流動指數是在190℃(374°F)下并在2．16公斤負荷下根據ASTM D1238方法B測得的。當然，這個參數與上述的其它參數一樣可以通過其它適當的實驗來測定。
在優選實施例中，聚合物的相對密度低于瀝青的相對密度，所以它浮在坩堝的上表面上并在熔融瀝青的上表面上形成了聚合物渣層或聚合物表皮，以便減少發煙。聚合物應該可以與瀝青相容和溶混，而沒有明顯改變所加的瀝青量。聚合材料最好選自聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物(EMA)、合成橡膠如SBS、SBR、SEBS、EPDM及其混合物。乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的乙酸乙烯酯含量的重量百分比優選地約為5％-40％，最好約為9％-28％，從而它適于溶解在瀝青中。也可以采用其它適當的聚合物及這種聚合物的混合物。
最好，按大約是瀝青和聚合物總重的0．25％-6％地加入聚合物。對于屋面瀝青的容器來說，最好根據聚合物與瀝青的總重優選地加入約為0．5％-3％且最好是大約1％-2．5％的聚合物。對于鋪路級瀝青用容器來說，最好根據聚合物與瀝青的總重加入約為1％-5％的聚合物。
當聚合材料以可自耗的瀝青容器的形式被加入時，聚合物最好是按重量百分比計約為50％-95％的第一種聚合物和約為5％-50％的第二種聚合物的混合物。第一種聚合物的熔點至少約為150℃(302°F)以使容器具有高溫穩定性。第一種聚合物例如包括提供耐高溫性能的熱塑性聚合物，如苯乙烯-丙烯腈、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯和熱塑性聚烯烴。一種優選的第一種聚合物是熔點為163℃(325°F)且具有40％結晶度的聚丙烯。
加入第二種聚合物以為容器提供韌性和耐沖擊性。第二種聚合物最好是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，其中乙酸乙烯酯含量的重量百分比大約為9％-40％。優選的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物是由杜邦生產的“Elvax”系列產品，如Elvax265-Elvax750，并且優選地是Elvax450或470。天然橡膠或合成橡膠也可被用于第二種聚合物。
可以在瀝青中加入至少一種填料如碎石、玻璃纖維、滑石、碳酸鈣或硅石。但是，在包裝瀝青的某些最終用途中，可能不希望存在這樣的填料。應該理解的是，在計算瀝青中的其它特殊材料的百分比時，應該忽略填料；因此，在此所給的成分的重量百分比是基于不包括填料或材料或混合物中存在的類似添加物的組合物或材料的總重量。
可以任選地將非聚合物型化學改性劑如磷酸加入容器組合物。這允許使用一種或一些標準瀝青來填充容器，同時將用于最佳化指定用途的瀝青的理想化學添加劑通過容器加入瀝青中。因此，根據每位客戶的具體要求，可以高效地制造可自耗的瀝青包裝。
根據本發明，熔融瀝青可被用作鋪路瀝青，并且是那種可以容易地冷流的瀝青。鋪路級瀝青的自耗容器最好是厚壁容器(例如，容器壁厚約為0．28英寸(0．71cm))，并且可以通過例如回轉式熱成型、熱成型或注塑這樣的方法被制成。當瀝青包裝熔化時，聚合材料和／或另一種成分可以有利地提高鋪路用瀝青的性能，如例如根據聯邦高速公路協會未決定的“高速公路研究戰略計劃(SHRP)”的規定測定的高溫性能。用于改善瀝青的鋪路性能的聚合物例如是EVA、EMA、SBS和聚丙烯。容器的成分可以任選地包括至少一種填料，如有機的或無機的纖維。
或者，根據本發明制成的熔融瀝青可以被用作屋面瀝青。不含聚合物(在加入聚合物之前)的瀝青最好滿足根據ASTM D312且特另是ASTM D312-89的至少一種屋面瀝青的要求。最好，給瀝青添加聚合物以便減少發煙，但是又不會明顯地改變瀝青的性能。因此，含添加聚合物的瀝青最好還滿足根據ASTM D312的至少一種屋面瀝青的要求。含添加聚合物的瀝青最好滿足Ⅲ號屋面瀝青的以下ASTM D312技術要求軟化點(根據ASTM D36)為85℃-96℃(185°F-205°F)；閃點最低為246℃(475°F)；在0℃(32°F)下的針入度(根據ASTM D5)最小為6dmm，在25℃(77°F)下，為15dmm-35dmm，在46℃(115°F)下，最大為90dmm；在25℃(77°F)下，延性(根據ASTM D-113)最低為2．5cm；以及在三氯乙烯中的可溶性(根據ASTM D2042)至少為99％。給瀝青添加的聚合物最好不超過大約9℃(48°F)且最佳地不超過3℃(37°F)地改變瀝青的軟化點，并且在25℃(77°F)下不超過10dmm地改變瀝青的針入度。一種優選的屋面瀝青包裝的重量約為60磅(27．2公斤)，并且它包括一個裝有Ⅲ號ASTM D31 2-89瀝青的本發明容器。
一種用于制成容器的特別優選的自耗組合物主要包括重量百分比約為60％且被噴吹到250°F軟化點的AC-20瀝青(可從歐文斯-科爾寧格公司Trumbull買到)；重量百分比約為30％的聚丙烯6301，它是可從Montel(路易斯安那，查爾斯湖)買到的熔體流動速度為12克／分的勻聚物；重量百分比約為10％的EVA(杜邦Elvax 450，18％的乙酸乙烯酯)。但是，對于要被用到其中要求根據ASTM D312的在三氯乙烯中的溶解性的蓋屋頂場合的構件來說，經過改性或與一種極性單體如馬來酐、丙烯酸或甲基丙烯酸或其酯接枝的聚丙烯可能是特別有用的。極性單體最好以重量百分比約為0．1％-10％的水平且優選地約為0．3％-1．0％的水平存在。
可自耗的瀝青-聚合物組合物最好被注塑成本發明的容器。在注塑容器中填裝熔融瀝青，最好采用冷空氣或環境空氣地通過冷卻來凝固瀝青。
盡管參見優選實施例和特征詳細地描述了本發明，但是對本領域的技術人員來說，適當的改動是顯而易見的。例如，容器尺寸和各個結構特征的構形可以適當地變化。可能是單個或多個帶平面或曲面的刻面的側凹槽或端部凹槽可以一直遍布到容器上周邊，以幫助進一步減小填充時的變形。因此，本發明不局限于以上描述，而是由后續權利要求書及其等同例限定本發明的范圍。
權利要求
1．一種瀝青包裝，它包括(a)一個由包括一種瀝青材料和一種聚合材料的自耗組合物制成的容器，該容器具有這樣的結構，即它包括(ⅰ)一個具有對置的側邊和對置的端部邊緣的底部，(ⅱ)一對從底部的側邊起向上延伸并相連的側壁，(ⅲ)一對從底部的端部邊緣起向上延伸從而限定出一個上周邊的端壁，底部、側壁以及端壁構成了一個容器內腔，以及(ⅳ)至少一個凹下的破裂槽，它從一側壁起延伸向對置的側壁并向上伸入容器內部一段大約為所述側壁高度的50％-95％的高度；以及(b)在容器內腔中的瀝青。
2．如權利要求1所述的瀝青包裝，其特征在于，所述側壁具有在其與所述破裂槽相交的部分下方成型于其中的刻痕，其形狀由相交部分確定。
3．如權利要求2所述的瀝青包裝，其特征在于，所述破裂槽具有V形的橫截面。
4．如權利要求2所述的瀝青包裝，其特征在于，所述破裂槽具有U形的橫截面。
5．如權利要求2所述的瀝青包裝，其特征在于，所述破裂槽向上延伸了一段大約為所述側壁高度的85％-95％的高度。
6．如權利要求2所述的瀝青包裝，其特征在于，所述破裂槽向上延伸到容器中所述瀝青的頂面上方。
7．如權利要求1所述的瀝青包裝，其特征在于，所述側壁和所述端壁包括許多階梯狀的分層，其中包括一個上層和一個或更多的下層，所述上層懸置于所述的一個或更多的下層上。
8．如權利要求1所述的瀝青包裝，其特征在于，所述端壁的每一個包括一個在寬度方向上位于中央的凹入端面，它具有四邊形的形狀，所述凹入端面從底部起延伸到一個位于容器上周邊下方的點，由此在上周邊與凹入端面之間限定出一個把手部分。
9．如權利要求8所述的瀝青包裝，其特征在于，所述把手部分包括一個朝上周邊敞開的外槽和一個朝底部開口的內槽。
10．如權利要求1所述的瀝青包裝，其特征在于，所述端壁包括水平的把手部分，所述側壁包括垂直的把手部分。
11．如權利要求1所述的瀝青包裝，其特征在于，它還包括(c)一層由聚合物材料制成的且覆蓋容器中的瀝青的薄膜。
12．如權利要求11所述的瀝青包裝，其特征在于，所述薄膜的厚度為1mil-4mil，所述聚合物材料包括聚丙烯。
13．如權利要求1所述的瀝青包裝，其特征在于，所述容器包含有聚丙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
14．如權利要求1所述的瀝青包裝，其特征在于，所述容器包含有聚丙烯和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯合成橡膠。
15．如權利要求13所述的瀝青包裝，其特征在于，所述聚丙烯與一種極性單體接枝，所述極性單體選自包括馬來酐、丙烯酸或甲基丙烯酸或其酯的組中。
16．如權利要求14所述的瀝青包裝，其特征在于，所述聚丙烯與一種極性單體接枝，所述極性單體選自包括馬來酐、丙烯酸或甲基丙烯酸或其酯的組中。
17．如權利要求1所述的瀝青包裝，其特征在于，所述容器結構還包括(ⅴ)一個環繞上周邊向外延伸的邊緣。
18．如權利要求17所述的瀝青包裝，其特征在于，所述容器結構還包括(ⅵ)許多從邊緣起延伸向側壁的間隔開的凸肋和許多從邊緣起延伸向端壁的間隔開的凸肋。
19．一種包裝瀝青的容器，它包括(ⅰ)具有對置的側邊和對置的端部邊緣的底部，(ⅱ)一對從底部側邊起向上延伸并相連的側壁，(ⅲ)一對從底部的端部邊緣起向上延伸從而限定出一個上周邊的端壁，底部、側壁以及端壁構成了一個容器內腔，以及(ⅳ)至少一個凹下的破裂槽，它向上伸入容器內部一段大約為所述側壁高度的50％-95％的高度。
20．如權利要求19所述的容器，其特征在于，所述破裂槽伸入容器內腔一段約為所述側壁高度的85％-95％的高度。
全文摘要
瀝青被包裝在自耗容器(10)中,它具有破裂結構如短的刻痕或長槽(110,111),從而允許輕松地將容器分解成小部分以便于搬運和送入熔煉坩蝸。容器(10)有利地由瀝青－聚合物組合物制成,從而整個瀝青包裝(5)可以在熔煉坩堝中被熔化,由此例如用于蓋屋頂或輔路中。容器(10)可具有各種結構特征來提高可加工性和搬運性能,其中包括一個大致成矩形的形狀和許多帶刻面的或階梯狀的側面(20)和/或壁部(30),它們具有把手部分和/或鏟斗形部分(220,320)。
文檔編號B65D65/38GK1281411SQ98812105
公開日2001年1月24日 申請日期1998年12月11日 優先權日1997年12月12日
發明者唐·R·弗米利恩, 約翰·L·布克, 喬恩·S·賴特, 喬治·A·馬爾扎利, 杰里米·坎貝爾 申請人:歐文斯科爾寧格公司