专利名称：带自耗容器的沥青包装的制作方法
技术领域：
本发明涉及在象盖屋顶和铺路这样的应用场合中使用的改进型沥青包装容器。本发明还涉及使用者可完全用掉的沥青包装，即容器可以和其中的沥青一起被熔化掉，以便用于盖屋顶、铺路等。
在沥青产业中，一种将沥青运给使用者的方式就是成包地运送，建筑承包商通常将这样的成包沥青用作沥青来源来盖屋顶和用于其它建筑用途。各沥青包装通常是在传统的沥青生产厂中通过将熔融沥青注入由金属底壁和筒形纸侧壁构成的容器中而形成的。沥青一般是在约177℃(351°F)下被注入的并且允许沥青包装在货运给使用者如建筑承包商之前接受近24小时的冷却。在去掉由纸和金属构成的容器(该容器由此成为废物)后，屋面工将来自容器的固体沥青放入燃气式熔炼坩埚中，以便熔化沥青后好使用它。除去由纸和金属构成的容器是很费时的，并且处理这种容器的材料也是一种负担。
人们已经开发出不需要去掉或处理容器的包装。一种这样的沥青包装例如公开在美国专利No．5，452，800和No．5，307，608中，这两篇文献涉及了采用聚丙烯薄膜作为唯一的盛放工具的沥青包装及其制造方法。
另一种已研制成功的自耗沥青包装是如国际公开No．WO96／40838中所述的可模塑容器，这篇文献的全文在此作为参考被引入。由组合物模塑而成的自耗容器包括沥青和聚合材料。容器可以成圆柱形或长方体形并可以被做成锥形以便堆放，所述容器具有象便于搬运的把手以及用于增强尺寸稳定性的环形突起或周向肋这样的结构。
尽管已经研制成功了可模塑的自耗容器，其中它的一个优点就是在沥青熔炼坩埚中减少了冒烟，但是人们希望进一步改进这样的容器。更确切地说，人们希望在方便地将容器加工成沥青包装以及使用沥青包装方面有所改进。
因此，本发明的一个目的就是提供一种在制造和使用时便于搬运的沥青容器。本发明的另一个目的是提供一种独立而坚固的且可有效地利用其制造材料的自耗容器。本发明的又一个目的是提供一种结实的且搬运安全的自耗式沥青容器。本发明的再一个目的是提供一种可靠地盛放适当数量的沥青并可以轻松地使其分解成小包以便使用者在工地更方便地搬运的容器。本发明的又一个目的是提供一种没有显著变形地承受熔融沥青灌装时的温度的容器。本发明的另一个目的是提供一种更便于冷却其中的熔融沥青的沥青容器。本发明的再一个目的是提供一种在倒空和装满状态下整齐堆放的自耗式沥青容器。通过根据本发明的容器实现了这些和其它的目的。
本发明的沥青包装包括(a)一个由包括一种沥青材料和至少一种聚合物在内的自耗组合物构成的容器，该容器具有这样的结构，即它包括(ⅰ)一个具有对置的侧边和对置的端部边缘的底部，(ⅱ)一对从底部侧边向上延伸并相连的侧壁，(ⅲ)一对从底部的端部边缘向上延伸而限定出一个上周边的端壁，底部、侧壁以及端壁构成了一个容器的内腔，以及(ⅳ)至少一个带刻痕的破裂结构，它从一侧壁起至少部分地横过底部地伸向对置的侧壁并向上伸入容器内部；以及(b)在容器内腔中的沥青。在一个优选实施例中，破裂结构包括一个伸至一未横过底部一半的位置的第一破裂刻痕，而且相对端壁的刻痕角为90度。破裂结构最好还包括一个横穿第一破裂刻痕并向上伸向容器内部的第二破裂刻痕，它至少部分横贯底部地远离对置侧壁并以90度角延伸向端壁。
在另一个优选实施例中，破裂结构包括一个从一侧壁起伸向另一侧壁的破裂槽，它最好以45度-90度的角如直角伸向另一侧壁。这样的槽最好向上延伸一段约等于侧壁高度的50％-95％且最好约是侧壁高度的85％-95％的距离，并且优选地延伸到容器中的沥青顶部附近，或者甚至略高于它。另外，这样的破裂槽最好具有三角形或U形的横截面。
容器可以有利地包括附加特征。例如，所述侧壁和端壁包括许多分层，其中包括一个上层和一个或更多个下层，所述上层悬置于所述下层上。容器端壁还可以具有水平的把手部分，而所述侧壁包括垂直的把手部分。
每个端壁可以包括一个在宽度方向上位于中央的凹入端面，它具有四边形形状，所述凹入端面从底部起延伸到一个在容器上周边下方的位置，由此在上周边与凹入端面之间限定出一个把手部分。所述把手部分可包括一个朝向上周边敞开的外槽和一个朝向底部开口的内槽。把手部分最好将在每个端壁上的腿部连接在一起，把手部分和腿部构成了一个包围凹入端面三侧的外端面。腿部可以具有弯曲的底部或向内弯向底部的铲斗形部分。
每个侧壁可以具有至少两个在长度方向上间隔开的并具有四边形形状的凹入侧面，所述凹入侧面分别从底部起延伸到容器上周边下方，由此在上周边与凹入侧面之间限定出一个水平部分。水平部分最好将在每一侧壁上的腿部连接在一起，该水平部分和腿部构成了一个包围各凹入侧面三侧的外侧面。在一个优选实施例中，容器侧面包括把手部分和铲斗形部分(如弯曲的腿部)。
所述容器结构可进一步包括一个环绕上周边向外延伸的边缘。为了提高强度，可以设置许多从边缘起延伸向侧壁的间隔开的凸肋和许多从边缘起延伸向端壁的间隔开的凸肋。
在优选实施例中，沥青包装还包括一层由聚合材料制成的且在将沥青注入容器后覆盖沥青的薄膜。覆盖沥青表面的薄膜的厚度最好为1mil-4mil，而且所述聚合材料是聚丙烯。
容器最好由一种可自耗的组合物构成，其中按照重量百分比计包括约为40％-90％的沥青和约为10％-60％的全部聚合物。在一种优选的自耗容器混合物中，被氧化到121℃(250°F)软化点的AC-20与聚丙烯和乙烯-乙酸乙烯酯聚合物混合。
根据以下结合附图的具体描述，本发明的其它特征和优点将变得更加清楚。
附图的简要说明
图1a是本发明的沥青容器的一个优选实施例的仰视图；图1b是沿A-A线截取的图1a所示实施例的截面图；图1c是图1a所示实施例的侧视图；图1d是沿图1c的B-B线截取的截面图；以及图1e是图1a所示实施例的端视图。
图2示出了沥青容器的另一个实施例。
图3示出了沥青容器的一个替代实施例。
图4示出了本发明的沥青容器的另一个实施例。
图5示出了沥青容器的一个实施例。
图6示出了沥青容器的又一个实施例。
图7a是容器的另一实施例的四分之一部分的俯视图；以及图7b是图7a所示四分之一部分的主视图。
图8a是图1a-1e所示沥青容器的一个替代实施例的俯视图。
图8b是图8a所示实施例的侧视图。
图8c是图8a所示实施例的仰视图。
总的来说，本发明的容器10，例如这些附图中所示的容器(其中相同的参考标号表示相同的元件)，具有大致成四边形如矩形的横截面形状，其对置的端部或端壁20与对置的侧面或侧壁30相连。容器最好被设计成具有这样的形状，即所述容器可在倒空或装满沥青时被堆放起来。在容器10中灌装沥青15(见图7b)，从而形成了沥青包装5。容器可以有利地设有破裂刻痕110或破裂槽111，以便于使用者在工地上将容器分解成更小更轻的沥青包装，从而更方便地将其搬运和送入坩埚中以进行熔炼。破裂刻痕110或破裂槽111还可起到胀缩接缝的作用，以有助于避免容器在充填熔融沥青时变形，这些熔融沥青可以在大约330°F(165℃)的温度下被注入或泵入容器中。容器还可以在侧壁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帮助冷却热沥青，结果形成了结实、可靠且方便搬运的沥青包装。该表面可以具有弯曲的或呈铲斗形的部分，以便在容器内装有沥青时提高容器的结构整体性。
在图1a-1e所示的特别优选的设计方案中，容器10具有端壁20和侧壁30，它们从顶面60起朝底面50地向内倾斜，所述底面具有一中心平面。最好，容器的总长(l1)约为23．11英寸(58．69厘米(cm))，其总宽(w1)约为16．36英寸(41．55cm)，其总高(h1)约为6．15英寸(15．62cm)。环绕底面50的周边的容器尺寸最好是长(l1b)约21．65英寸(54．99cm)×宽(w1b)约15．15英寸(38．48cm)。除非另有说明，否则容器壁的厚度一般约为0．075英寸(0．19cm)。
容器壁具有弯曲的或铲斗形的凹入部分220、320，它们有助于在填充热沥青时抵抗隆起或变形。在每一个侧面30上设置三个凹入部分320，由此形成了两个外腿部分36和两个内腿部分37。凹入部分320具有上部和下部320a、320b，上部320a略微嵌在或凹陷入侧壁30的最外表面中并向脊线320’倾斜，而下部320b从这里开始向内朝容器底面50中心地弯曲或倾斜至点320”，它从该处起垂直向下地伸向容器底面50。最好，弯曲部分320b的半径(r1ⅰ)约等于0．95英寸(2．41cm)，从曲线端部到容器底面50的下降高度(h1ⅰ)约等于0．20英寸(0．51cm)。附图中所示的与凹陷320有关的其它优选尺寸大致是这样的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)。
每个端部20具有几个偏置的表面或端面，其中包括一个中心的凹入壁部220，它从内环绕壁部27起向凹入并被所述壁部27包围，而所述壁部又从外壁部28向内凹陷。壁部27包括一个跨接垂直侧段的水平上段，所述垂直侧段具有一个在线27’上转变成下部27b的平锥形上部27a，所述下部向内弯向线27”，壁部在此点上垂直降向容器底面50。当从上方观察时，向上突入容器内部的端壁20的中央凹入部分220具有一个平的下部220b，它向外地斜向弯曲的或成铲斗形的上部220a，该上部从线220’起一直弯向线220”，在这一点上，端壁20垂直向下地在表面220c上延伸向突起26。当从下方观察时，壁面220b、220a和220c形成了一个向容器底面敞开的沟槽221，由此有助于用手抓握。当从上方观察时，表面220c、26和27a形成了向上开口的沟槽222，它最好在其端部由垂直壁222’限界。附图中所示的与包括抓握机构的端部结构有关的优选尺寸大致如下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沿各对置的侧壁30位于中央。刻痕在中部垂直地伸向脊线110’并且具有一个呈圆锥形帐篷状或弯曲的等腰三角形形状的侧向横截面(见图1b)和一个呈风筝形或钻石形的底部横截面(见图1a)。与刻痕110有关的优选尺寸大致如下X1ⅰ=1．000英寸(2．540cm)，X1ⅱ=4．000英寸(10．160cm)；θ1=55°；以及φ1=120°。
容器具有一个环绕其上周边的边缘或凸缘40。最好成三角形的支肋或凸肋45延伸于边缘40的下方。在图1c、1e所示的实施例中，设置了十二个支肋45，它们分别具有大约为0．500英寸(1．270cm)的高度和大约为0．075英寸(0．19cm)的厚度。支肋45最好沿侧壁30相互间隔开大约为5．38英寸(13．67cm)的距离并沿端壁20间隔开约为4．000英寸(10．160cm)的距离。
在另一个优选实施例中，自耗容器被制成具有与图1a-1e所示相同的结构，但是象设置在端壁20中的那些把手是设置在侧壁30中的。因此，在此替换实施例中，端壁20与侧壁30都具有把手部分和铲斗状部分，由此提供了一个容易搬运的坚固容器。
图2示出了容器10的一个替换实施例，它具有在各侧壁30的底部上对中的破裂刻痕或楔状部分110，该破裂刻痕最好部分横贯容器底面50的宽度地到达一个约离底部中心2／3距离的点。在容器底面的中心留有平面有助于在中间给容器模型开浇口，从而保证方便地形成容器。另外，刻痕110可以在将热沥青注入容器10从而形成沥青包装时用作胀缩接缝，以有助于在沥青受冷凝固时保持容器的结构整体性。此外，刻痕110有助于通过增大暴露在冷却流体(如环境空气或冷却水)中的表面面积而提高冷却效果。此容器设计方案不仅有利于容器和沥青包装的制备，而且还利于使用沥青包装-刻痕110允许方便地将沥青包装分解成两半并且环绕底面50的中心的平坦表面允许操作人员轻松地将沥青包装整体地或分成几部分地滑入熔炼坩埚中，而没有形成容易卡在坩埚边缘上的区域。
在每个容器端壁20上，通过一个悬置在一个下凹入层70上的上层或凸缘72形成了一个水平把手。在此实施例中，还在外腿或部分33之间通过在各侧壁30中的凹入的中心部分34而形成了垂直把手，所述把手优选地具有倒L形，从而使用者可以水平地或垂直地握住它们。除了设置把手或提手外，在侧壁30和端壁20上的许多刻面或凹入表面有助于通过增大导热表面面积来增强包装在容器中的熔融沥青的冷却效果而提高将容器制成沥青包装的加工能力。
容器10最好具有这样的尺寸，即它将容纳处于330°F(165℃)的大约60磅(27．22公斤)沥青，其中从沥青平面到容器顶面60留有约为0．5英寸(1．27cm)的间隙。图2所示容器实施例的特别优选的尺寸大致如下总高(h2)为6英寸-8英寸(15．24cm-20．32cm)，悬置层或把手72的高度为2英寸-3英寸(5．1cm-7．6cm)；总宽(w2)为12英寸-15英寸(30．5cm-38．1cm)，各侧壁30的外面33与凹入面34之间的距离为0．75英寸-1英寸(1．91cm-2．54cm)；总长(l2)12为20英寸-22英寸(50．8cm-55．9cm)，L形部分33顶部的长度为2英寸-3英寸(5．1cm-7．6cm)，破裂刻痕110的三角形横截面的底部长度为1．5英寸(3．8cm)。最好，容器底面50的厚度约为60-80mil(1mil=0．001英寸)，优选地约为75mil，而且端壁20和侧壁30的厚度约为70-90mil，且优选地约为75mil。
在容器10中装入沥青并最好填充到在容器顶面60下方约0．5英寸的填充线高度或水平。沥青包装的总重最好约为40磅(18．14公斤)至75磅(34．02公斤)，且优选地约为60磅(27．22公斤)。
图3示出了容器10的另一个设计方案，它具有破裂刻痕110和沿上周边60的边缘或凸缘40。在每个端壁20上设有一个最好呈梯形的凹陷或凹槽210，由此形成了一个连接端壁腿部22的搭手部分25。可以在侧壁30上设置类似的凹陷310，如在各侧壁30上设置两个搭手部分，由此形成了通过搭手部分35相连的短腿部31和长腿部32。凹陷310最好与侧壁20间隔开，以便通过短腿形成可抓握的垂直把手。使用者还可以通过搭手25、35以例如将手指伸入搭手下方的凹陷210、310中而拇指扣住边缘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过机械机构如大型夹钳来抓握住容器。在此实施例中，底部50的表面和端壁20及侧壁30的表面基本上是平坦的或平面状的(没有任何弯曲的或铲斗状部分)。
图4-6示出了矩形容器的不同实施例，这些容器都具有由阶梯壁(悬置的层或台面)和一个等分容器底部的V形破裂槽或沟槽构成的把手。在图4所示的矩形容器中，破裂凹槽111倾斜地伸向端壁20并横跨容器底面50的宽度。在要求将整包沥青装入熔炼坩埚中时，斜槽或对角线槽111与直角槽相比应该帮助避免容器底面50在坩埚边缘上被卡住。另外，如果沿破裂线111将沥青包装分解成两半，则与具有平行于端壁20的破裂线的实施例相比，此实施例的破裂线例如通过允许操作人员抓住沿破裂线在端壁上的一尖端并使另一尖端降低到熔炼坩埚中而提高操作人员的安全性，由于在工作人员必须松开它之前更符合空气动力学(尖锐的边缘与扁平边缘相比)地将半个沥青包装放入熔融沥青中，所以这有助于减少熔融沥青的飞溅，而且减小可将包装降入坩埚中所需的较长距离。
图4的实施例具有两个水平分层，上层72悬置在下层70上，由此形成了一个用于沿整个上周边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总高(h4)约为6英寸(15．2cm)，各分层高度为3英寸(7．6cm)；上层的总宽(w4)为15．5英寸(39．4cm)，下层的宽度为14．5英寸(36．8cm)；以及上层的总长(l4)为22英寸(55．9cm)，下层的长度为20英寸(50．8cm)。破裂槽111最好具有倒V形或三角形的横截面(沿底面的间隙被认为是三角形的底边)，其沿底面间隙的底边长度(B，见图6所示尺寸)约为1英寸(2．54cm)到大约2英寸(5．1cm)，高度(H)为1英寸(2．54cm)到2英寸(5．1cm)，最好具有分别大约是1英寸的高度和底边长度。
图5示出了一个三层矩形容器，它具有一个平行于端壁20的破裂线或破裂槽111，其沿侧壁30对中并横跨容器底面50的宽度。分层成阶梯状，上层72悬置在中间层71上，而中间层悬置在下层70上，从而形成了用于抓握容器的把手。容器最好具有这样的大概尺寸总高(h5)为6英寸(15．2cm)，各分层的高度为2英寸(7．6cm)；作为总宽(w5)的上层宽度为16．5英寸(41．9cm)，中间层宽度为15．5英寸(39．4cm)，下层宽度为14．5英寸(36．8cmm)；作为总长(l5)的上层长度为22．75英寸(57．79cm)，中间层长度为21．75英寸(55．25cm)，下层长度为20．75英寸(52．71cm)。破裂槽111最好具有等腰三角形的横截面形状，其底边(间隙)长度为1英寸(2．54cm)，其高度为1英寸(2．54cm)。
图6示出了一个阶梯状的矩形容器结构，它具有平行于端壁20的破裂槽或破裂线111，其沿侧壁30对中并横跨容器底面50的宽度。容器具有两个分层，上层72悬置在下层70上并由此形成了一个把手。容器最好具有以下的大概尺寸总高(h6)为6英寸(15．2cm)，各分层的高度为3英寸(7．6cm)；作为总宽(w6)的上层宽度为15．5英寸(39．4cm)，下层宽度为14．5英寸(36．8cm)；作为总长(l6)的上层长度为22英寸(55．9cm)，下层长度为20英寸(50．8cm)。破裂槽111最好具有倒V形的横截面形状，其底边长度(B)为1英寸(2．54cm)，其高度为1英寸(2．54cm)。
图7a、7b示出了一种多层沥青包装5的一个替换实施例的局部，所述沥青包装由容器(示出了四分之一的分解部分10q)和沥青15构成，沥青最好被填充到接近填充线15a的程度。容器具有一个破裂槽111q，它可以从容器底面的一侧延伸向另一侧，从而允许沿其宽度例如垂直于侧面30q地分开容器，并且它如图7a、7b所示地沿端部20q对中。破裂槽开口具有三角形横截面，其顶点位于向下斜伸向在四分之一底面50q上的基线111b和(对称的四分之一部分的，未示出)另一侧的相似基线的线111’上。容器还具有一个破裂刻痕110q，以便允许沿容器长度分解开容器。因此，容器可以通过沿破裂凹槽或破裂结构110q、111q以及对称面(经过垂直于图7a的纸张平面的线110’、111’的平面)撕开而在宽度方向上或长度方向上被分解成两半以及被分解成四份，如图7a、7b所示的四分之一部分10q那样。容器具有一个边缘或凸缘40q和许多带刻面的壁20q、30q。优选的四分之一容器10q的尺寸大致是这样的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，可以设置一个大致如图7b所示的遮盖机构17来覆盖或封闭容器。例如，由可自耗的沥青一聚合物组合物制成的配合盖可被用来覆盖容器顶部。
在一个替代的优选实施例中，可溶解在沥青中的聚合物薄膜且最好是厚度约为1mil-4mil的聚丙烯薄膜被用作用于至少一个容器的遮盖机构17。例如，沥青包装可以包括单个放在薄膜袋中的沥青容器，以便例如在户外存放沥青包装时使其不致受雨淋。在一个优选实施例中，聚丙烯薄膜可以被放置在容器各层的顶面上(如一个货盘层盖九个沥青容器)。
图8a-图8c示出了一种具有与图1a-图1e所示相似的结构的自耗容器的特别优选的实施例，但它具有至少一个横贯容器底面50的宽度并向上伸入容器内部一段约等于侧壁30高度的50％-95％且最好约为侧壁高度的85％-95％的高度的破裂槽111。破裂槽111允许方便地将沥青包装分解成几块，从而可以将少于一整包的沥青送入熔炼坩埚中，所述破裂槽最好延伸到容器中的沥青顶面附近或甚至略微超过它。这样的容器对于包装难于被分解成小包的高聚合物改质的沥青是特别有用的。破裂槽111可以具有任何适于帮助使沥青包装分解成小包的截面形状；但是，通常优选三角形、V形或U形横截面，以便于堆放空容器。
在此实施例中，容器壁最好从底部起朝上部向外地倾斜并在倒圆的拐角部汇合，所述容器壁具有有助于在填充热沥青时抵抗隆起或变形的内凹部分和外凹部分。例如，各端壁具有几个偏置的表面或刻面，其中包括位于各角部410与中心端壁部分420之间的外凹壁部400。中心端壁部分420还包括一个内凹的下部430，它在上周边60下方突入容器内部以形成一个把手。凹入的下部430的顶面432可以是大致平坦的、弯曲的或形成一个如图1a-图1e中所示的用于抓握的明显凸棱。外凹壁部400和内凹的下中心壁部430分别由大致平坦的上部400a、430a构成，它们在线400’、430’上过渡成下部400b、430b，所述下部一直向内弯曲，直到与底面50相交。
另外，各侧壁包括几个偏置的表面或刻面，其中包括成型于靠近各角部410处的侧壁上的凹槽440，它们突入容器内部，各侧壁还在各凹槽440和一个中心侧壁部460之间具有一个外凹部分450，所述中心侧壁部具有由破裂槽111形成的刻痕470。所述凹槽允许通过机械构件如大型夹钳轻松地抓握住容器或用手抓住它。外凹的侧壁部分450和凹槽440的朝内部分最好分别由大致平坦的上部450a、440a构成，它们分别在线450’、440’处过渡到下部460b、440b，所述下部一直向内弯曲，直到它们与底面50相交为止。
容器最好具有以下的近似尺寸总高约为6．75英寸(17．15cm)；总宽(内)在顶面上约为14．0英寸(35．6cm)，在底面上约为13．0英寸(33．0cm)；总长(内)在顶面上约为21．5英寸(54．6cm)，在底面上约为20．5英寸(52．1cm)；并环绕顶面地具有约为1．0英寸(2．54cm)的凸缘。破裂槽111最好具有成倒U形的横截面形状(将沿底面的间隙认为是底部)，其沿底面的底部长度约为1．0英寸(2．54cm)-7．0英寸(17．8cm)，高度约为1．0英寸(2．54cm)-6．0英寸(15．2cm)，最好底部长度约为2．5英寸(6．4cm)，高度大约为4．5英寸(11．4cm)。
本发明的沥青包装包括一个装有最好大约为30磅(13．6公斤)至大约60磅(27．2公斤)重原料沥青或经加工沥青的自耗式沥青容器，以便融化并用于如盖屋顶或铺路这样的用途中。术语“沥青”和“原料沥青或经加工的沥青”是指包括来自炼油厂的沥青塔底物以及天然存在的沥青材料如沥青、黑沥青、焦油沥青和硬沥青或那些经过氧化或其它化学处理或加工的相同材料。例如，在沥青中可以吹入催化剂如氯化铁等。沥青可以是传统的盖屋顶用的软制沥青或铺路用沥青以及其它类型的沥青，其中包括专用沥青如防水沥青、电池用化合物和密封剂。也可以采用不同类型的沥青的共混料。优选的沥青具有高于约90℃(194°F)的环球法软化点。该软化点一般是根据ASTM D36测得的。
容器最好由可模塑的沥青-聚合物组合物构成，其中按照重量百分比计含有约为40％-90％的沥青材料和约为10％-60％的聚合材料。总的来说，可模塑的沥青组合物中的聚合材料可以是任何可与沥青相容并能够使容器具有理想的物理性能的聚合物或聚合物的混合物。某些类型的聚合物有助于使容器更坚固并更耐冲击，而其它类型的聚合物有助于提供高温稳定性。
可被用作聚合材料的一个组分的示例性聚合物包括选自聚丙烯、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，如与乙烯、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，可利用环氧基官能化的共聚物，以提高容器的耐冲击性和柔性，例如乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元共聚物，如可从E．I．duPont de Nemours ＆ Co．(威明顿，德拉威尔)买到的Elvaloy AM。也可以使用合成橡胶，如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、丁苯橡胶(SBR)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)或由乙烯-丙烯二烯单体制成的三元共聚物。
聚合材料最好包括一种乙烯-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计约为9％-40％，从而它可充分地溶解在沥青中。软化点至少为约150℃(302°F)的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物可以在灌注沥青时提高容器的耐熔性。优选的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物是杜邦生产的“Elvax”系列产品，如Elvax 360-750，且最好是Elvax450-470。乙烯-乙酸乙烯酯共聚物还可以按照Ultrathene和Vynathene的商标名称从USIChemicals那里买到。
一种优选的自耗容器组合物或材料按照重量百分比计地包括约为5％-50％且优选地为5％-25％的用于提高耐冲击性能或韧度的聚合物。所述材料最好包含按照重量百分比计约为5％-15％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，并且最佳地含有约为8％-12％的EVA。
聚合材料的一种优选的附加聚合物成分是一种提高了高温稳定性的聚合物，例如熔点为163℃(325°F)且结晶度为40％的聚丙烯(PP)。可模塑的沥青组合物包含按重量百分比计约为5％-55％且最好约为20％-40％的这种聚合物。尽管这种聚合物本身一般不足以使可模塑的沥青材料具有理想的韧性和耐冲击性，但是当另一种聚合物如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物也与沥青混合时，所形成的可模塑的沥青材料具有理想的韧性和耐冲击性能。
当聚合材料只包括一种聚合物如聚丙烯时，可模塑的沥青组合物通常具有低于2．7焦耳的无缺口悬臂梁式抗冲击强度。在一个优选实施例中，沥青中混合有EVA和PP聚合物，从而组合物的无缺口悬臂梁式抗冲击强度至少为2．7焦耳，并且最好至少约为4焦耳。
可自耗的沥青-聚合物组合物最好被注塑成本发明的容器。在本发明的总体设想中，自耗容器具有一个大致成矩形的形状以及用于帮助使其分解成两个或更多个部分的结构，如部分横穿容器底面的破裂刻痕或从一侧到另一侧地延伸过整个容器底面的破裂槽。
对于屋面沥青的容器来说，容器的重量最好仅占沥青包装总重的一小部分。容器重量轻提供了理想的软化点、粘度、针入度和溶解性能并使成本低廉。沥青包装最好包括按照重量百分比计约为2％-6％的容器和约为94％-98％的原料沥青或经过加工的沥青，并且它最优选地包括约为2．5％-3．5％的容器和约为96．5％-97．5％的沥青。
在一个优选实施例中，本发明的自耗容器可被用于包装铺路沥青并用于减少这种沥青在熔化时的发烟。例如，沥青包装可以装有从AC-2到AC-50且最好为AC-10或AC-20的喷射铺路级沥青。对于用于这样的沥青的容器来说，容器组合物中所用的聚合材料的量最好足以占沥青包装(容器加所装的沥青)总重的大约1％-5％。一个优选的自耗容器组合物包括按照重量百分比计约为40％-90％的沥青和约为10％-60％的聚合材料，其中与只在坩埚中熔化沥青(没有任何聚合物)时的情况相比，在坩埚或加热容器中熔化时的聚合材料至少使坩埚减少了大约25％的可见发烟。可以以透明度降低来判断可见发烟量的减少。
添加的聚合物最好具有大约15-95克／10分钟的熔体流动指数，该指数优选地大约为25-85克／10分钟，最佳地大约为35-75克／10分钟。较低的熔体流动指数通常表示更粘的聚合物。如果熔体流动指数过低，则很难无搅拌地将聚合物分散到沥青中。熔体流动指数是在190℃(374°F)下并在2．16公斤负荷下根据ASTM D1238方法B测得的。当然，这个参数与上述的其它参数一样可以通过其它适当的实验来测定。
在优选实施例中，聚合物的相对密度低于沥青的相对密度，所以它浮在坩埚的上表面上并在熔融沥青的上表面上形成了聚合物渣层或聚合物表皮，以便减少发烟。聚合物应该可以与沥青相容和溶混，而没有明显改变所加的沥青量。聚合材料最好选自聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物(EMA)、合成橡胶如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优选地约为5％-40％，最好约为9％-28％，从而它适于溶解在沥青中。也可以采用其它适当的聚合物及这种聚合物的混合物。
最好，按大约是沥青和聚合物总重的0．25％-6％地加入聚合物。对于屋面沥青的容器来说，最好根据聚合物与沥青的总重优选地加入约为0．5％-3％且最好是大约1％-2．5％的聚合物。对于铺路级沥青用容器来说，最好根据聚合物与沥青的总重加入约为1％-5％的聚合物。
当聚合材料以可自耗的沥青容器的形式被加入时，聚合物最好是按重量百分比计约为50％-95％的第一种聚合物和约为5％-50％的第二种聚合物的混合物。第一种聚合物的熔点至少约为150℃(302°F)以使容器具有高温稳定性。第一种聚合物例如包括提供耐高温性能的热塑性聚合物，如苯乙烯-丙烯腈、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯和热塑性聚烯烃。一种优选的第一种聚合物是熔点为163℃(325°F)且具有40％结晶度的聚丙烯。
加入第二种聚合物以为容器提供韧性和耐冲击性。第二种聚合物最好是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，其中乙酸乙烯酯含量的重量百分比大约为9％-40％。优选的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物是由杜邦生产的“Elvax”系列产品，如Elvax265-Elvax750，并且优选地是Elvax450或470。天然橡胶或合成橡胶也可被用于第二种聚合物。
可以在沥青中加入至少一种填料如碎石、玻璃纤维、滑石、碳酸钙或硅石。但是，在包装沥青的某些最终用途中，可能不希望存在这样的填料。应该理解的是，在计算沥青中的其它特殊材料的百分比时，应该忽略填料；因此，在此所给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类似添加物的组合物或材料的总重量。
可以任选地将非聚合物型化学改性剂如磷酸加入容器组合物。这允许使用一种或一些标准沥青来填充容器，同时将用于最佳化指定用途的沥青的理想化学添加剂通过容器加入沥青中。因此，根据每位客户的具体要求，可以高效地制造可自耗的沥青包装。
根据本发明，熔融沥青可被用作铺路沥青，并且是那种可以容易地冷流的沥青。铺路级沥青的自耗容器最好是厚壁容器(例如，容器壁厚约为0．28英寸(0．71cm))，并且可以通过例如回转式热成型、热成型或注塑这样的方法被制成。当沥青包装熔化时，聚合材料和／或另一种成分可以有利地提高铺路用沥青的性能，如例如根据联邦高速公路协会未决定的“高速公路研究战略计划(SHRP)”的规定测定的高温性能。用于改善沥青的铺路性能的聚合物例如是EVA、EMA、SBS和聚丙烯。容器的成分可以任选地包括至少一种填料，如有机的或无机的纤维。
或者，根据本发明制成的熔融沥青可以被用作屋面沥青。不含聚合物(在加入聚合物之前)的沥青最好满足根据ASTM D312且特另是ASTM D312-89的至少一种屋面沥青的要求。最好，给沥青添加聚合物以便减少发烟，但是又不会明显地改变沥青的性能。因此，含添加聚合物的沥青最好还满足根据ASTM D312的至少一种屋面沥青的要求。含添加聚合物的沥青最好满足Ⅲ号屋面沥青的以下ASTM D312技术要求软化点(根据ASTM D36)为85℃-96℃(185°F-205°F)；闪点最低为246℃(475°F)；在0℃(32°F)下的针入度(根据ASTM D5)最小为6dmm，在25℃(77°F)下，为15dmm-35dmm，在46℃(115°F)下，最大为90dmm；在25℃(77°F)下，延性(根据ASTM D-113)最低为2．5cm；以及在三氯乙烯中的可溶性(根据ASTM D2042)至少为99％。给沥青添加的聚合物最好不超过大约9℃(48°F)且最佳地不超过3℃(37°F)地改变沥青的软化点，并且在25℃(77°F)下不超过10dmm地改变沥青的针入度。一种优选的屋面沥青包装的重量约为60磅(27．2公斤)，并且它包括一个装有Ⅲ号ASTM D31 2-89沥青的本发明容器。
一种用于制成容器的特别优选的自耗组合物主要包括重量百分比约为60％且被喷吹到250°F软化点的AC-20沥青(可从欧文斯-科尔宁格公司Trumbull买到)；重量百分比约为30％的聚丙烯6301，它是可从Montel(路易斯安那，查尔斯湖)买到的熔体流动速度为12克／分的匀聚物；重量百分比约为10％的EVA(杜邦Elvax 450，18％的乙酸乙烯酯)。但是，对于要被用到其中要求根据ASTM D312的在三氯乙烯中的溶解性的盖屋顶场合的构件来说，经过改性或与一种极性单体如马来酐、丙烯酸或甲基丙烯酸或其酯接枝的聚丙烯可能是特别有用的。极性单体最好以重量百分比约为0．1％-10％的水平且优选地约为0．3％-1．0％的水平存在。
可自耗的沥青-聚合物组合物最好被注塑成本发明的容器。在注塑容器中填装熔融沥青，最好采用冷空气或环境空气地通过冷却来凝固沥青。
尽管参见优选实施例和特征详细地描述了本发明，但是对本领域的技术人员来说，适当的改动是显而易见的。例如，容器尺寸和各个结构特征的构形可以适当地变化。可能是单个或多个带平面或曲面的刻面的侧凹槽或端部凹槽可以一直遍布到容器上周边，以帮助进一步减小填充时的变形。因此，本发明不局限于以上描述，而是由后续权利要求书及其等同例限定本发明的范围。
权利要求
1．一种沥青包装，它包括(a)一个由包括一种沥青材料和一种聚合材料的自耗组合物制成的容器，该容器具有这样的结构，即它包括(ⅰ)一个具有对置的侧边和对置的端部边缘的底部，(ⅱ)一对从底部的侧边起向上延伸并相连的侧壁，(ⅲ)一对从底部的端部边缘起向上延伸从而限定出一个上周边的端壁，底部、侧壁以及端壁构成了一个容器内腔，以及(ⅳ)至少一个凹下的破裂槽，它从一侧壁起延伸向对置的侧壁并向上伸入容器内部一段大约为所述侧壁高度的50％-95％的高度；以及(b)在容器内腔中的沥青。
2．如权利要求1所述的沥青包装，其特征在于，所述侧壁具有在其与所述破裂槽相交的部分下方成型于其中的刻痕，其形状由相交部分确定。
3．如权利要求2所述的沥青包装，其特征在于，所述破裂槽具有V形的横截面。
4．如权利要求2所述的沥青包装，其特征在于，所述破裂槽具有U形的横截面。
5．如权利要求2所述的沥青包装，其特征在于，所述破裂槽向上延伸了一段大约为所述侧壁高度的85％-95％的高度。
6．如权利要求2所述的沥青包装，其特征在于，所述破裂槽向上延伸到容器中所述沥青的顶面上方。
7．如权利要求1所述的沥青包装，其特征在于，所述侧壁和所述端壁包括许多阶梯状的分层，其中包括一个上层和一个或更多的下层，所述上层悬置于所述的一个或更多的下层上。
8．如权利要求1所述的沥青包装，其特征在于，所述端壁的每一个包括一个在宽度方向上位于中央的凹入端面，它具有四边形的形状，所述凹入端面从底部起延伸到一个位于容器上周边下方的点，由此在上周边与凹入端面之间限定出一个把手部分。
9．如权利要求8所述的沥青包装，其特征在于，所述把手部分包括一个朝上周边敞开的外槽和一个朝底部开口的内槽。
10．如权利要求1所述的沥青包装，其特征在于，所述端壁包括水平的把手部分，所述侧壁包括垂直的把手部分。
11．如权利要求1所述的沥青包装，其特征在于，它还包括(c)一层由聚合物材料制成的且覆盖容器中的沥青的薄膜。
12．如权利要求11所述的沥青包装，其特征在于，所述薄膜的厚度为1mil-4mil，所述聚合物材料包括聚丙烯。
13．如权利要求1所述的沥青包装，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．如权利要求1所述的沥青包装，其特征在于，所述容器包含有聚丙烯和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯合成橡胶。
15．如权利要求13所述的沥青包装，其特征在于，所述聚丙烯与一种极性单体接枝，所述极性单体选自包括马来酐、丙烯酸或甲基丙烯酸或其酯的组中。
16．如权利要求14所述的沥青包装，其特征在于，所述聚丙烯与一种极性单体接枝，所述极性单体选自包括马来酐、丙烯酸或甲基丙烯酸或其酯的组中。
17．如权利要求1所述的沥青包装，其特征在于，所述容器结构还包括(ⅴ)一个环绕上周边向外延伸的边缘。
18．如权利要求17所述的沥青包装，其特征在于，所述容器结构还包括(ⅵ)许多从边缘起延伸向侧壁的间隔开的凸肋和许多从边缘起延伸向端壁的间隔开的凸肋。
19．一种包装沥青的容器，它包括(ⅰ)具有对置的侧边和对置的端部边缘的底部，(ⅱ)一对从底部侧边起向上延伸并相连的侧壁，(ⅲ)一对从底部的端部边缘起向上延伸从而限定出一个上周边的端壁，底部、侧壁以及端壁构成了一个容器内腔，以及(ⅳ)至少一个凹下的破裂槽，它向上伸入容器内部一段大约为所述侧壁高度的50％-95％的高度。
20．如权利要求19所述的容器，其特征在于，所述破裂槽伸入容器内腔一段约为所述侧壁高度的85％-95％的高度。
全文摘要
沥青被包装在自耗容器(10)中,它具有破裂结构如短的刻痕或长槽(110,111),从而允许轻松地将容器分解成小部分以便于搬运和送入熔炼坩蜗。容器(10)有利地由沥青－聚合物组合物制成,从而整个沥青包装(5)可以在熔炼坩埚中被熔化,由此例如用于盖屋顶或辅路中。容器(10)可具有各种结构特征来提高可加工性和搬运性能,其中包括一个大致成矩形的形状和许多带刻面的或阶梯状的侧面(20)和/或壁部(30),它们具有把手部分和/或铲斗形部分(220,320)。
文档编号B65D65/38GK1281411SQ98812105
公开日2001年1月24日 申请日期1998年12月11日 优先权日1997年12月12日
发明者唐·R·弗米利恩, 约翰·L·布克, 乔恩·S·赖特, 乔治·A·马尔扎利, 杰里米·坎贝尔 申请人:欧文斯科尔宁格公司