КРОЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЧАСТИЦ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНОЙ СМОЛЫ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ПЕНОПЛАСТОВЫХ КОНТЕЙНЕРОВ Российский патент 2008 года по МПК C08J9/22 C08J9/224 C09D201/08 C08L91/06 C08J9/228 B32B5/16 C09D129/12 B29B9/16 B65D1/10 

1. Область техники

Настоящее изобретение относится к частицам из термопластичной смолы, предназначенным для формования пенопластовых контейнеров, таких как кружки, миски и тому подобное; к формованному изделию, например пенопластовому контейнеру, изготовленному из частиц смолы; к кроющей композиции для частиц из термопластичной смолы и к способу улучшения стойкости к протечкам у пенопластового контейнера. Говоря более конкретно, настоящее изобретение относится к кроющей композиции для вспениваемых либо предварительно вспененных частиц, то есть «предвспененного материала», из термопластичной смолы, например полистирола, используемых при формовании контейнеров для вмещения жидкостей, например кофе либо продуктов питания, включающих масло- и/или жиросодержащие компоненты, таких как приготовленные в виде полуфабрикатов жиросодержащие продукты питания (лапша быстрого приготовления, супы, соусы, жареные куры), и тому подобного.

2. Уровень техники

Изготовление формованных изделий, например контейнеров, например кружек, мисок, полученных из вспениваемых термопластичных частиц, хорошо известно. Наиболее широко используемыми термопластичными частицами являются вспениваемые частицы из полистирола, называемые частицами EPS. Обычно гранулы полистирола импрегнируют пенообразователем, который вскипает ниже температуры размягчения полистирола и вызывает вспенивание импрегнированных гранул тогда, когда они будут нагреты. Если предварительно вспененные гранулы нагревать в полости формы, то тогда они будут дополнительно увеличиваться в объеме до заполнения полости и сплавления друг с другом с образованием формованного изделия, например контейнеров, например кружек, мисок и тому подобного.

Получение формованных изделий из импрегнированных полистирольных гранул в общем случае проводят в две стадии. Во-первых, импрегнированные полистирольные гранулы подвергают предвспениванию до достижения плотности в диапазоне от приблизительно 2 до 12 фунтов на кубический фут. Предварительно вспененные гранулы обычно называют «предвспененным материалом». Данную первую стадию, то есть стадию предвспенивания, обычно проводят в результате нагревания импрегнированных гранул при использовании любого обычного нагревательного средства, такого как водяной пар, горячий воздух, горячая вода либо тепло излучения. Во-вторых, предварительно вспененные гранулы («предвспененный материал») нагревают в закрытой форме для дополнительного вспенивания предварительно вспененных гранул с получением сплавленного изделия, соответствующего очертаниям формы. Данную вторую стадию в общем случае называют формованием.

Вспениваемые частицы из полистирола, используемые для изготовления пенопластовых контейнеров, обычно получают по способу водной суспензионной полимеризации, который в результате приводит к получению гранул, которые можно рассортировать по крупности до получения относительно точных размеров гранул. Обычно диаметры гранул находятся в диапазоне от приблизительно 0,008 до приблизительно 0,02 дюйма. Иногда кружки изготавливают из частиц, характеризующихся диаметрами гранул вплоть до 0,03 дюйма.

Несмотря на точное регулирование размеров гранул, одна проблема, которая продолжает омрачать перспективы в отрасли промышленности по изготовлению контейнеров, заключается в том, что по истечении определенного периода времени для контейнеров из EPS отмечается появление тенденции к возникновению протечек кофе либо протечек масло- и/или жиросодержащих компонентов в субстанциях продуктов питания, помещаемых в контейнеры. То есть кофе либо масло и/или жир проникают через сплавленные гранулы полистирола и сквозь стенку контейнера. Что касается масло- и/или жиросодержащих компонентов, то в общем случае на наружной поверхности контейнера образуется пятно.

С годами было разработано несколько способов, направленных на уменьшение протечек в контейнерах, предназначенных для хранения жидкостей и/или приготовленных в виде полуфабрикатов продуктов питания.

Amberg et al., патент США 4036675, описывает контейнер, изготовленный из вспененного полистирола, который выложен по одной либо по обеим сторонам неориентированной пленкой из полиолефина, предпочтительно полипропилена. Пленку фиксируют на материале основы из вспененного пластика при использовании винильного полимера либо полиамидной смолы, выступающих в роли термочувствительного клея. На пленку наносят покрытие из влажного клея и пленку высушивают перед ее ламинированием на вспененный материал.

Sonnenberg, патенты США № 4703065 и 4720429, описывает пенопластовые кружки из термопластичного полимера, предназначенные для хранения кофе, которые формуют из частиц из термопластичного полимера, на поверхности которых перед формованием наносят покрытие из фторсодержащего поверхностно-активного вещества.

Sonnenberg, патент США № 4785022, описывает способ улучшения хранения кофе в формованных пенопластовых кружках. Способ включает нанесение на вспениваемые частицы из полистирола покрытий из различных каучукообразных полимеров и сополимеров, например полибутена, полизобутилена, сополимера изобутилена-бутена и сополимера бутена-этилена.

Arch et al., патент США № 4798749 и патент США № 4840759, устранил проблему с протечками кофе в результате замены пенообразователей, обычно используемых во вспениваемых частицах из стирольного полимера, таких как бутаны, н-пентан, гексаны и галогенированные углеводороды, на изопентан.

Ikeda et al., патент США № 4698367, описывает вспениваемые частицы из термопластичной смолы, образованные из фторированного винильного полимера и гидрофильного винильного полимера, который образует покрытие поверхности либо который введен в поверхностный слой вспениваемой термопластичной частицы. Частицы из данной смолы пригодны для изготовления упаковочных контейнеров для масло- либо жиросодержащих продуктов питания.

Sakoda et al., патент США № 6277491 В1, описывает нанесение покрытия на поверхность гранул смолы либо введение в гранулы смолы материала, образованного из фторсодержащего блок-сополимера, включающего сегмент фторсодержащего полимера винильного типа, полученный из фторсодержащего мономера винильного типа, и сегмент липофильного полимера винильного типа, полученный из липофильного мономера винильного типа.

Suzuki et al., патент США № 4206249, описывает способ получения бумажного контейнера, характеризующегося высокой непроницаемостью для жидкости, который включает нанесение покрытия на поверхность стенки бумажного контейнера по способу распыления полимеризуемого раствора, содержащего форполимер, и облучение стенки с нанесенным покрытием ультрафиолетовыми лучами для проведения отверждения форполимера на поверхности стенки контейнера. Это приводит к получению покрытия, которое непроницаемо для жидкостей, таких как вода, молоко, безалкогольные напитки, масла и тому подобное.

Breining et al., патент США № 6416829 В2, описывает кружку из теплоизолирующей бумаги, где на наружную поверхность элемента, образуемого корпусом, наносят покрытие, образованное вспененным полиэтиленом низкой плотности, а на его внутреннюю поверхность - покрытие, образованное невспененным модифицированным полиэтиленом низкой плотности.

Японская, не прошедшая экспертизу патентная публикация JP2002338725A (компания Kaneka Corporation) описывает использование летучего пенообразователя, содержащего от 30 до 60 мас.% изопентана в расчете на массу пенообразователя. Покрытие вспениваемых частиц из полистирольной смолы проводят с использованием стеарата цинка в количестве в диапазоне от 0,2 до 0,5 массовой части при расчете на 100 массовых частей частиц смолы. Количество пенообразователя находится в диапазоне от 0 до 5,5 мас.% при расчете на массу частиц смолы.

Ни для одного типа частиц из термопластичной смолы предшествующего уровня техники, предназначенных для изготовления пенопластовых контейнеров, покрытие или наружный слой не наносили при использовании жидкого полиэтиленгликоля, а затем одного либо нескольких компонентов, выбираемых из группы, состоящей из полиолефинового воска, например полиэтиленового воска; металлсодержащей соли высших жирных кислот, например стеарата цинка; полиэтиленгликоля; жирного бисамида либо жирного амида, например этиленбисстеарамида, с целью уменьшения либо устранения проницаемости для жидкости и/или масло- и/или жиросодержащих компонентов из наименований продуктов питания, таких как кофе, лапша, супы, соусы, тушенка, тефтели и тому подобное, сквозь пенопластовые контейнеры.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение удовлетворяет упомянутую выше потребность. Изобретение, в частности, относится к вспениваемым термопластичным частицам, предпочтительно частицам из полистирола, предназначенным для изготовления формованных изделий, например пенопластовых контейнеров, например мисок, кружек и тому подобного, где данные контейнеры надлежащим образом сохраняют масла и вкусовые добавки в наименованиях продуктов питания, таких как лапша быстрого приготовления и тому подобное, и жидкости, такие как горячий кофе либо горячая вода, добавляемая к наименованиям продуктов питания, таким как супы либо лапша быстрого приготовления, тушенка, тефтели и тому подобное.

В случае вспениваемых либо предварительно вспененных (иногда называемых «предвспененным материалом») термопластичных частиц покрытие либо внешний слой наносят при использовании кроющей композиции. Получающиеся в результате контейнеры будут менее подвержены возникновению протечек и/или пятен, вызванных действием жидкостей и/или масло- и жиросодержащих продуктов питания.

Кроющая композиция по существу включает две части: 1) жидкую часть и 2) порошкообразную либо твердую часть. Жидкая часть содержит а) более чем приблизительно 0,01 мас.%, в расчете на массу частиц, полиэтиленгликоля, характеризующегося средней молекулярной массой в диапазоне от приблизительно 200 до приблизительно 800 (PEG 200 - PEG 800), а твердая часть содержит компоненты, выбираемые из группы, состоящей из b) более чем приблизительно 0,01 мас.%, в расчете на массу частиц, полиолефинового воска; с) более чем приблизительно 0,01%, в расчете на массу частиц, металлсодержащей соли высших жирных кислот; d) более чем приблизительно 0,01%, в расчете на массу частиц, полиэтиленгликоля, характеризующегося средней молекулярной массой в диапазоне от 900 до приблизительно 10000 (PEG 900 - PEG 10000), и е) более чем приблизительно 0,01%, в расчете на массу частиц, жирного бисамида либо жирного амида, например этилен-бис-стеарамида, и комбинаций компонентов от b) до е).

В случае вспениваемых частиц предпочтительно использование компонента а) и одного либо нескольких компонентов от b) до е). В случае предварительно вспененных частиц либо частиц «предвспененного материала» компонент а) является необязательным, а используют один либо несколько компонентов от b) до е).

Предпочтительный вариант реализации представляет собой кроющую композицию, содержащую а) приблизительно 0,30 мас.% полиэтиленгликоля, характеризующегося средней молекулярной массой, равной 400 (PEG 400 в жидкой форме); b) приблизительно 0,40 мас.% полиолефинового воска, предпочтительно полиэтиленового воска, и с) приблизительно 0,105 мас.% металлсодержащей соли высшей жирной кислоты, предпочтительно стеарата цинка.

Предпочтительно на вспениваемые термопластичные частицы сначала наносят покрытие, используя жидкий полиэтиленгликоль, а после этого наносят покрытие, используя твердые компоненты кроющей композиции изобретения. Твердые компоненты предпочтительно смешивают либо перемешивают друг с другом, а после этого смешивают либо перемешивают с термопластичными частицами. В случае предварительно вспененных частиц, как уже говорилось выше, использование жидкого полиэтиленгликоля обязательным не является. Твердые компоненты предпочтительно смешивают либо перемешивают друг с другом, а после этого смешивают либо перемешивают с термопластичными частицами.

Изобретение также относится к способу улучшения стойкости к протечкам у формованных изделий, например пенопластовых контейнеров, например кружек, мисок и тому подобного, изготовленных из частиц термопластичной смолы. Способ включает, предпочтительно в случае вспениваемых частиц, сначала нанесение на частицы компонента а), а после этого нанесение на вспениваемые частицы одного либо нескольких твердых компонентов кроющей композиции. В случае предварительно вспененных частиц способ включает необязательное нанесение на частицы компонента а) и нанесение на предварительно вспененные частицы одного либо нескольких твердых компонентов кроющей композиции.

Поэтому целью настоящего изобретения является предложение формованных изделий, например пенопластовых контейнеров, которые демонстрируют улучшенную стойкость к протечкам и поэтому улучшенную стойкость к образованию пятен, по меньшей мере, на наружной поверхности контейнеров, и которые демонстрируют улучшенные механические свойства, такие как улучшенную прочность кромки.

Еще одной целью настоящего изобретения является предложение кроющей композиции для термопластичных частиц, используемых для формования пенопластовых контейнеров, которые пригодны для хранения масло- либо жиросодержащих наименований продуктов питания, таких как лапша, супы, соусы, тушенка, тефтели и тому подобное, либо хранения жидкостей, таких как горячий кофе либо горячая вода для лапши быстрого приготовления, супов, тушенки и тому подобного, где данный пенопластовый контейнер характеризуется, по меньшей мере, улучшенными характеристиками ATF (среднего времени работы до отказа) и/или улучшенными характеристиками прочности кромки.

Еще одной целью настоящего изобретения является предложение вспениваемых либо предварительно вспененных термопластичных частиц, включающих кроющую композицию, которая увеличивает целостность пенопластовых изделий, изготовленных из частиц.

И еще одной целью настоящего изобретения является предложение способа улучшения стойкости к протечкам у пенопластового контейнера в результате использования кроющей композиции для нанесения покрытия на частицы из термопластичной смолы, используемые для формования пенопластового контейнера.

Данные и другие цели настоящего изобретения будут лучше осознаны и поняты специалистами в соответствующей области из последующего описания и прилагаемой формулы изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с использованием в настоящем документе термин «наносить покрытие» означает введение в контакт с кроющей композицией так, чтобы разместить существенную часть компонентов кроющей композиции изобретения на либо вблизи поверхности или поверхностей частиц смолы, вводимых в контакт.

В соответствии с использованием в настоящем документе термин «формировать покрытие» в принципе означает получение покрытия в форме, в которой кроющая композиция пристает к поверхности частиц из смолы в виде слоев.

Кроющая композиция изобретения по существу включает две части: 1) жидкую часть и 2) порошкообразную либо твердую часть. Жидкая часть содержит а) более чем приблизительно 0,01 мас.%, в расчете на массу частиц, полиэтиленгликоля, характеризующегося средней молекулярной массой в диапазоне от приблизительно 200 до приблизительно 800 (PEG 200 - PEG 800). Предпочтительно выраженное в массовых процентах содержание жидкого полиэтиленгликоля находится в диапазоне от 0,01 мас.% до приблизительно 0,80 мас.% в расчете на массу частиц. Твердая часть кроющей композиции изобретения содержит компоненты, выбираемые из группы, состоящей из b) более чем приблизительно 0,01 мас.%, а предпочтительно в количестве в диапазоне от 0,01 до приблизительно 1,0 мас.%, в расчете на массу частиц, полиолефинового воска, предпочтительно полиэтиленового воска; с) более чем приблизительно 0,01 мас.%, а предпочтительно количества в диапазоне от 0,01 до приблизительно 0,60 мас.%, в расчете на массу частиц, металлсодержащей соли высшей жирной кислоты, предпочтительно стеарата цинка; d) более чем приблизительно 0,01 мас.%, а предпочтительно количества в диапазоне от 0,01 до приблизительно 0,80 мас.%, в расчете на массу частиц, полиэтиленгликоля, характеризующегося средней молекулярной массой в диапазоне от 900 до приблизительно 10000 (PEG 900 - PEG 10000), и е) более чем приблизительно 0,01 мас.%, а предпочтительно количества в диапазоне от 0,01 до 1,0 мас.%, в расчете на массу частиц, жирного амида либо жирного бисамида, например этилен-бис-стеарамида, и комбинаций компонентов от b) до е).

В случае вспениваемых гранул, то есть плотных гранул, кроющая композиция предпочтительно содержит компонент а) и в комбинации с компонентом а), по меньшей мере, один либо несколько компонентов от b) до е). Например, комбинации могут состоять из компонентов а) и b), либо компонентов а) и с), либо компонентов а) и d), либо компонентов а) и е), либо компонентов а), b) и с), либо компонентов а), с) и d), либо компонентов а), b) и d), либо компонентов а), b) и е), либо компонентов а), с) и е), либо компонентов а), d) и е), либо компонентов а), b), с) и d), либо компонентов а), b), с) и е), либо компонентов а), с), d) и е), либо компонентов а), b), d) и е), либо компонентов а), b), с), d) и е).

В случае предварительно вспененных частиц либо частиц «предвспененного материала» жидкая часть необязательна, но в некоторых случаях может оказаться предпочтительной по причинам, обсуждаемым в настоящем документе далее. В случае предварительно вспененных частиц твердая часть кроющей композиции будет содержать, по меньшей мере, один либо несколько компонентов от b) до е), которые могут присутствовать в комбинациях, подобных тем, что были перечислены в предшествующем абзаце для вспениваемых частиц.

Любые из компонентов от а) до е) должны присутствовать в количестве, большем либо равном 0,01 мас.%, если используют только один компонент. Если используют компонент b), то он должен присутствовать в количестве, которое находится в диапазоне от, по меньшей мере, 0,01 до приблизительно 1,0 мас.% в расчете на массу частиц. Если используют компонент d), то он должен присутствовать в количестве, которое находится в диапазоне от, по меньшей мере, 0,01 до приблизительно 0,8 мас.% в расчете на массу частиц. Если используют компоненты b) и d), то тогда предпочтительно оба компонента b) и d) будут присутствовать в количестве, образующем выраженное в массовых процентах совокупное содержание в диапазоне от приблизительно 0,01 до приблизительно 1,8 мас.% в расчете на массу частиц. Данный вариант представляет собой пример желательного выраженного в массовых процентах полного содержания для комбинации компонентов b) и d). Желательные выраженные в массовых процентах полные содержания для других комбинаций компонентов от b) до е) будут очевидны для специалистов в соответствующей области.

Вспениваемые, а поэтому и предварительно вспененные термопластичные частицы можно получить из любого подходящего термопластичного гомополимера либо сополимера. В особенности подходящими для использования являются гомополимеры, образованные из винилароматических мономеров, в том числе стирола, изопропилстирола, альфа-метилстирола, метилстиролов с метильным заместителем в кольце, хлорстирола, трет-бутилстирола и тому подобного, а также сополимеры, полученные в результате проведения сополимеризации, по меньшей мере, одного винилароматического мономера с такими мономерами, как дивинилбензол, бутадиен, алкилметакрилаты, алкилакрилаты, акрилонитрил и малеиновый ангидрид, где винилароматический мономер присутствует в количестве, равном, по меньшей мере, 50 мас.% в расчете на массу сополимера. Предпочтительны стирольные полимеры, в особенности полистирол. Однако могут быть использованы и другие подходящие полимеры, такие как полиолефин, например полиэтилен, полипропилен и их смеси.

В вариантах реализации, приведенных в настоящем документе, вспениваемые термопластичные частицы представляют собой вспениваемые частицы из полистирола (EPS). Данные частицы могут иметься в форме бисера, гранул либо других частиц, подходящих для использования в операциях вспенивания и формования. Частицы, полимеризуемые в соответствии с водным суспензионным способом, по существу являются сферическими и предпочтительными для формования либо получения пенопластового контейнера изобретения. Данные частицы обычно сортируют по крупности таким образом, чтобы их размер находился в диапазоне от приблизительно 0,008 до приблизительно 0,02 дюйма, а в некоторых случаях находился в диапазоне от приблизительно 0,008 до приблизительно 0,03 дюйма.

Термопластичные частицы импрегнируют с использованием любого обычного способа, применяя подходящий пенообразователь. Например, импрегнирования можно добиться в результате добавления пенообразователя в водную суспензию во время полимеризации полимера либо в альтернативном варианте в результате повторного суспендирования полимерных частиц в водной среде, а после этого введения пенообразователя в соответствии с положениями патента США № 2983692 автора D. Alelio. В качестве пенообразователя можно использовать любое газообразное вещество либо вещество, которое будет образовывать газы при нагревании.

В настоящем изобретении пенообразователем могут являться алифатические углеводороды, такие как ацетон, метилацетат, бутан, н-пентан, циклопентан, изопентан, изобутен, неопентан и их смеси. Предпочтительным пенообразователем являются нормальный пентан и смеси пентанов, то есть нормального пентана, изопентана и/или циклопентана. Другие пенообразователи, которые можно использовать в изобретении, представляют собой галогенированные углеводороды, например фторированные углеводороды (HFC), хлорированные углеводороды (CFC) и фторированные углеводороды (HCFC) и их смеси. В случае вспениваемых частиц изобретения любой из предшествующих пенообразователей также можно использовать и в комбинации с диоксидом углерода, воздухом, азотом и водой.

Уровень содержания пенообразователя в частицах полимера в общем случае по величине будет уступать 10,0 мас.%, предпочтительно уступать 9,0 мас.%, а наиболее предпочтительно будет находиться в диапазоне от приблизительно 3,0 мас.% до приблизительно 6,0 мас.% при расчете на массу композиции термопластичной смолы.

В альтернативном варианте с пенообразователями на основе алифатических углеводородов можно смешивать воду, либо воду можно использовать в качестве единственного пенообразователя в соответствии с положениями патентов США №6127439, 6160027 и 6242540, переуступленных компании NOVA Chemicals (International) S.A. В данных патентах используют добавки, повышающие влагоудерживание. Выраженное в массовых процентах содержание воды, предназначенной для использования в качестве пенообразователя, может находиться в диапазоне от 1 до 20%. Патенты США №6127439, 6160027 и 6242540 во всей своей полноте включаются в настоящий документ для справки. Импрегнированные термопластичные частицы могут представлять собой вспененные пористые полимерные частицы, соответствующие положениям патентной заявки США с регистрационным номером 10/021716 авторов Arch et al., переуступленной компании NOVA Chemicals Inc.. Вспененные пористые частицы предпочтительно образованы из полистирола, который подвергнут предвспениванию до достижения плотности в диапазоне от приблизительно 12,5 до приблизительно 34,3 фунта на кубический фут и который содержит летучий пенообразователь при уровне содержания, меньшем 6,0 мас.%, предпочтительно находящемся в диапазоне от приблизительно 2,0 мас.% до приблизительно 5,0 мас.%, а более предпочтительно находящемся в диапазоне от приблизительно 2,5 мас.% до приблизительно 3,5 мас.% в расчете на массу полимера.

Импрегнированные вспениваемые термопластичные частицы в общем случае перед проведением формования подвергают предвспениванию до достижения плотности в диапазоне от приблизительно 2 до приблизительно 12 фунтов на кубический фут. Стадию предвспенивания обычно проводят в результате нагревания импрегнированных гранул при помощи любого обычно используемого средства нагревания, например водяного пара, горячего воздуха, горячей воды либо тепла излучения. Один в общем случае приемлемый способ проведения предспенивания импрегнированных термопластичных частиц описывается в патенте США № 3023175 автора Rodman.

Предварительно вспененные гранулы нагревают в закрытой форме для дополнительного вспенивания предварительно вспененных частиц с получением пенопластового изделия, то есть контейнера.

В одном варианте реализации изобретения перед тем, как вспениваемые, то есть импрегнированные, термопластичные частицы будут подвергнуты воздействию стадий предвспенивания и формования, для частиц покрытие формируют либо наносят, используя компонент а) - жидкий полиэтиленгликоль, а затем покрытие формируют либо наносят, используя твердые компоненты кроющей композиции изобретения. В изобретении для частиц можно использовать любой обычный способ нанесения либо формирования покрытия.

В еще одном варианте реализации изобретения вспениваемые частицы являются предварительно вспененными, и перед тем как подвергнуть предварительно вспененные термопластичные частицы воздействию стадии формования, для частиц покрытие наносят либо формируют, используя жидкий полиэтиленгликоль, а после этого наносят покрытие либо формируют покрытие с использованием твердых компонентов кроющей композиции изобретения.

Необходимо понимать, что в некоторых случаях на предварительно вспененные частицы не нужно наносить покрытие из жидкого полиэтиленгликоля благодаря тому, что предварительно вспененные частицы в общем случае характеризуются наличием более грубой структуры поверхности и большей величиной площади поверхности, что благоприятствует прилипанию твердых компонентов кроющей композиции, по сравнению со вспениваемыми частицами, которые в общем случае характеризуются наличием гладкой структуры поверхности и меньшей величиной площади поверхности. Однако изобретатели обнаружили, что жидкий полиэтиленгликоль имеет тенденцию уменьшать величину статического электричества, в общем случае присущего частицам предвспененного материала, в особенности, во время транспортирования данных частиц посредством воздушного потока от одного элемента заводского оборудования к другому элементу заводского оборудования. Таким образом, нанесение жидкого полиэтиленгликоля на предварительно вспененные частицы либо частицы предвспененного материала в некоторых случаях может оказаться желательным.

Используя жидкий полиэтиленгликоль и твердые компоненты кроющей композиции, покрытие формируют либо наносят для поверхностей вспениваемых частиц из термопластичной смолы или же вещества можно вводить в данные поверхности. Как утверждается в настоящем документе выше, термин «формировать покрытие» в принципе означает форму, в которой кроющая композиция пристает к поверхности частиц из смолы в виде слоев. Этого можно добиться в результате первоначального введения частиц смолы в контакт с жидким полиэтиленгликолем, а после этого перемешивания в достаточной степени частиц смолы и твердых компонентов кроющей композиции в смесителе, таком как барабанный смеситель, ленточный смеситель, V-образный смеситель, смеситель Хеншеля, смеситель Ледиджа, высокоинтенсивный смеситель, малоинтенсивный смеситель и тому подобное.

Твердые компоненты кроющей композиции предпочтительно имеют порошкообразную форму. Однако порошкообразную форму можно перевести в жидкую форму в результате растворения порошка в растворителе либо диспергирования порошка в воде.

Предпочтительно термопластичные частицы сначала вводят в контакт с жидким полиэтиленгликолем, а после этого вводят в контакт с одним либо несколькими твердыми компонентами кроющей композиции изобретения так, как это обсуждалось в настоящем документе ранее. Твердые компоненты предпочтительно смешивают либо перемешивают друг с другом, а после этого смешивают либо перемешивают с термопластичными частицами.

Полиолефиновый воск компонента b) выбирают из группы, состоящей из полиэтиленового воска и полипропиленового воска, а предпочтительно им является полиэтиленовый воск. Полиолефиновый воск характеризуется средней молекулярной массой в диапазоне от приблизительно 650 до приблизительно 30000; предпочтительно он имеет порошкообразную форму и характеризуется размером частиц, находящимся в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 140 микронов в диаметре, предпочтительно равным приблизительно 6 микронам.

Металлсодержащую соль высших жирных кислот, используемых в качестве компонента с) в кроющей композиции, выбирают из группы, состоящей из цинковых, магниевых, кальциевых либо алюминиевых солей стеариновой, лауриновой либо миристиновой кислоты, из числа которых предпочтителен стеарат цинка.

В случае предпочтительного варианта реализации кроющая композиция изобретения включает компонент а) - полиэтиленгликоль, присутствующий в количестве, приблизительно равном 0,30 мас.% в расчете на массу частиц, и характеризующийся средней молекулярной массой, приблизительно равной 400 (PEG 400 в жидкой форме); компонент b) - полиолефиновый воск, предпочтительно полиэтиленовый воск, присутствующий в количестве, приблизительно равном 0,40 мас.% в расчете на массу частиц, и характеризующийся размером частиц, равным приблизительно 6 микронам, и средней молекулярной массой, равной 1000, и компонент с) - металлсодержащую соль высших жирных кислот, предпочтительно стеарат цинка, в количестве, приблизительно равном 0,105 мас.% в расчете на массу частиц.

При нанесении кроющей композиции на частицы в соответствии с тем, что было сказано в настоящем документе выше, предпочтительно сначала формировать покрытие частиц смолы, используя жидкий полиэтиленгликоль, который, как представляется, модифицирует поверхностное натяжение, то есть делает поверхность более гидрофильной, и который представляет собой клеящее средство для кроющей композиции, а после этого формировать покрытие частиц смолы, используя твердые компоненты кроющей композиции.

Жидкий полиэтиленгликоль предпочтительно характеризуется средней молекулярной массой в диапазоне от приблизительно 200 до приблизительно 800 (PEG 200 - PEG 800), а предпочтительно характеризуется средней молекулярной массой в диапазоне от приблизительно 300 до приблизительно 600. В общем случае число, приводящееся после обозначения «PEG» (полиэтиленгликоль), указывает на среднюю молекулярную массу, например PEG 200 представляет собой полиэтиленгликоль, характеризующийся средней молекулярной массой, приблизительно равной 200, и тому подобное.

Количество жидкого полиэтиленгликоля превышает 0,01 мас.%, а предпочтительно попадает в диапазон от 0,01 до приблизительно 0,80 мас.% в расчете на массу частиц и предпочтительно находится в диапазоне от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,50 мас.% в расчете на массу частиц.

При использовании кроющей композиции покрытие частиц из термопластичной смолы предпочтительно формируют в количестве в диапазоне от 0,005 до 2,0 мас.% в расчете на массу частиц, а более предпочтительно от 0,01 до 1,0 мас.% в расчете на массу частиц из термопластичной смолы. Если степень покрытия для кроющей композиции по величине будет уступать 0,005 мас.%, то тогда эффект предотвращения протечек жидкости либо жиро- и маслосодержащих компонентов у контейнера в общем случае окажется недостаточным, а если степень покрытия будет превышать 2,0 мас.%, то тогда может возникнуть тенденция к увеличению степени комкования в ходе предварительного вспенивания частиц либо может возникнуть тенденция к замедлению сплавления термопластичных частиц друг с другом в процессе формования.

Способ изобретения относится к вспениваемым и необязательно предварительно вспененным термопластичным частицам, на которые сначала наносят покрытие с использованием компонента а), то есть компонента, образуемого жидким полиэтиленгликолем, например PEG 400, а после этого проводят смешивание частиц со смесью, образуемой твердыми компонентами кроющей композиции. Если кроющую композицию наносят на вспениваемые термопластичные частицы, то данные частицы после этого подвергают предварительному вспениванию и направляют в форму. Если кроющую композицию наносят на предварительно вспененные термопластичные частицы, то после этого данные частицы направляют в форму.

Полиэтиленгликоли, подходящие для использования в кроющей композиции изобретения, описываются нижеследующей общей формулой:

Н(ОСН₂СН₂)_nОН

Полиэтиленгликоли, описывающиеся приведенной выше общей формулой, коммерчески доступны от компании BASF под торговым наименованием PLURACOL®.

Полиэтиленовые воски, подходящие для использования в кроющей композиции изобретения, описываются нижеследующей общей формулой:

(-СН₂СН₂-)_n

Полиэтиленовые воски, подходящие для использования в кроющей композиции изобретения, описываются нижеследующей общей формулой:

(-СН₂СН₂-)_n

Полиэтиленовые воски, характеризующиеся приведенной выше общей формулой, коммерчески доступны от компании Baker Petrolite под торговым наименованием PETROLITE®. В кроющей композиции изобретения предпочтительно используют полиэтиленовые воски, характеризующиеся средней молекулярной массой в диапазоне от приблизительно 650 до приблизительно 30000 и размером частиц в диапазоне от 1 до 140 микронов. Стеараты цинка, подходящие для использования в кроющей композиции изобретения, описываются нижеследующей общей формулой:

[СН₃(СН₂)₁₆СО₂]₂Zn

Стеараты цинка, описываемые приведенной выше общей формулой, коммерчески доступны от компании Ferro под торговым наименованием SYNPRO®.

Этилен-бис-стеарамиды, подходящие для использования в кроющей композиции изобретения, описываются нижеследующей общей формулой:

СН₃(CH₂)₁₆CONH-(СН₂)₂NHCO-(СН₂)₁₆СН₃

Этилен-бис-стеарамид, описываемый приведенной выше общей формулой, коммерчески доступен от компании Crompton Corporation под торговым наименованием KEMAMIDE® W-40.

В дополнение к существенному нанесению либо проведению покрытия для частиц из термопластичной смолы при использовании кроющей композиции изобретения альтернативный подход заключается в добавлении кроющей композиции в момент импрегнирования частиц термопластичной смолы пенообразователем с целью удержания кроющей композиции в поверхностном слое гранул смолы.

Предпочтительно покрытие необходимо наносить либо формировать в виде тонкой пленки либо слоя кроющей композиции по всей поверхности частиц из термопластичной смолы. Однако для целей изобретения может оказаться подходящим и случай, когда с использованием кроющей композиции изобретения покрытие будут наносить либо формировать только для части поверхностей частиц.

Пенопластовым контейнером может быть кружка из полистирола, которую можно изготовить при использовании обычной установки для формования кружек, которая включает внутреннюю пустотелую форму и внешнюю пустотелую форму. Примером данного типа установки является установка MODEL 6-VLC-125, изготовленная компанией Autonational B.V. Импрегнированные термопластичные частицы либо подвергают, либо не подвергают дозреванию, на них наносят покрытие, используя кроющую композицию, их подвергают предвспениванию, а после этого направляют в обычно используемую установку для формования кружек.

Скорость изготовления кружек у одной установки (6 форм), производящей 10-унциевые кружки либо 16-унциевые кружки, может находиться в диапазоне от приблизительно 30 до 100 кружек в минуту. Для увеличения производительности можно использовать несколько установок.

Было обнаружено, что кроющая композиция также имеет тенденцию приводить к улучшению прочности кромки контейнера, что фактически улучшает общую прочность контейнера. Прочность кромки представляет собой меру усилия (в килограммах), необходимого для нарушения структуры кромки со смещением величиной в одну четверть дюйма от открытого края контейнера. Изобретение дополнительно иллюстрируют, но не ограничивают, нижеследующие примеры.

Примеры 1-4

В случае примеров 1-4 вспениваемые полистирольные гранулы (NOVA Chemical F271TU либо F-271T) сначала смешивали с компонентом а) - жидким полиэтиленгликолем 400 (PEG 400) в барабанном смесителе. На данные гранулы с нанесенным покрытием из ПЭГ после этого наносили покрытие, используя кроющую композицию, содержащую нижеследующие компоненты: полиэтиленгликоль 8000 (PEG 8000), и/или полиэтиленовый воск (РЕ 1000 Т6), и/или стеарат цинка в количествах, продемонстрированных в таблицах 1-4. Обозначение РЕ 1000 Т6 для полиэтиленового воска указывает на то, что полиэтиленовый воск характеризуется средней молекулярной массой, приблизительно равной 1000, и размером частиц, приблизительно равным 6 микронам. Данный полиэтиленовый воск РЕ 1000 Т6 доступен от компании Baker Petrolite Corporation под торговым наименованием PETROLITE®.

За исключением иных указанных случаев все процентные содержания являются процентным содержанием в расчете на вес вспениваемых полистирольных частиц.

Пример 1

При использовании нижеследующей методики получали пять образцов (I-V).

1,735 кг (3,8 фунта) импрегнированных (вспениваемых полистирольных) гранул для изготовления кружек NOVA Chemicals F271TU, характеризующихся диаметрами в диапазоне от 0,25 до 0,51 мм (от 0,010 до 0,020 дюйма) и содержащих 5,6 мас.%, в расчете на массу частиц, смешанных пентанов (н-пентана и изопентана с соотношением 90:10), и для образцов (II-V) жидкий PEG 400 в количествах, продемонстрированных в таблице 1, перемешивали мешалкой в барабанном контейнере в течение 5 минут. К смеси добавляли компоненты твердой части кроющей композиции в количествах, продемонстрированных в таблице 1, и содержимое дополнительно перемешивали в течение еще 5 минут. Импрегнированные гранулы с нанесенным покрытием подвергали предвспениванию в 11-галлонном предвспенивателе Rodman Steam (от компании Artisan Industries Inc.) при атмосферном давлении. Предвспенивание проводили в периодическом режиме при целевой плотности предвспененного материала, равной 110,7 г/см³ (4,0 фунта на кубический фут (фунт/куб.фут)). Свежеполученный предвспененный материал высушивали на воздухе в течение 5 минут для удаления влаги и оставляли для прохождения дозревания в течение приблизительно 4 часов перед формованием. Кружки объемом десять унций (0,3 л) формовали при использовании упомянутой выше установки Autonational Cup Machine Model 6VLC-125 (стандартные условия формования) и при использовании предварительно вспененных гранул, характеризующихся плотностями, указанными в таблице 1. Давление в паровом коллекторе составляло 6,9 бар (100 фунтов на квадратный дюйм (фунт/кв. дюйм)), а полная продолжительность производственного цикла составляла приблизительно 12 секунд. Формованные кружки оставляли для прохождения дозревания в течение ночи перед проведением испытаний.

Четыре кружки для каждого образца (I-V) подвергали испытанию в соответствии с нижеследующим методом. 1) Поскольку верхняя часть кружки представляет собой область, наиболее подверженную протечкам, испытание проводили в данной области. Круглый кусок формованного материала EPS помещали в каждую кружку таким образом, чтобы для проведения испытаний были доступны верхние от 20 до 30% кружки. 2) 15 граммов поджаренных в масле макарон измельчали и равномерно распределяли по круглому куску формованного материала EPS таким образом, чтобы макароны занимали верхние от 20 до 30% кружки. 3) По измельченным макаронам равномерно распределяли 3 грамма порошкообразного красного перца. 4) Каждую кружку плотно запечатывали, используя клейкую этикетку и растягивающуюся упаковочную пленку из пластика, и помещали в печь при температуре 149°F (65°C). 5) Каждый образец проверяли на предмет появления пятен сначала каждый час в течение периода времени продолжительностью 7 часов, а после этого один раз каждые 8 часов до момента отказа в течение, самое большее, 3 дней.

Среднее время работы до отказа (ATF) для каждой группированной выборки кружек рассчитывали в результате складывания времени работы до отказа для каждого контейнера и деления совокупного времени на количество контейнеров, которые были подвергнуты испытанию. Максимальное значение ATF, равное 72 часам, соответствует тому, что ни одна из кружек в группированной выборке кружек не демонстрировала появления каких-либо пятен либо протечки. Минимальное значение ATF, равное 1 часу, соответствует тому, что все кружки в группированной выборке кружек давали отказ в течение первого 1 часа.

Каждую кружку в каждой группированной выборке кружек (10 кружек в каждой из данных группированных выборок) подвергали испытаниям для определения прочности кромки (усилия, прилагаемого к кромке кружки для смещения на 1/4 дюйма) и регистрировали среднее усилие.

Результаты по стойкости к образованию пятен и по прочности кромки продемонстрированы в таблице 1.

Таблица 1ОбразецI (контрольный)IIIIIIVVPEG 400 (г)-5,173,503,500,90  (0,3%)(0,2%)(0,2%)(0,05%)РЕ 1000 Т6 (г)-6,899,0012,0018,00  (0,4%)(0,5%)(0,7%)(1%)PEG 8000 (г)-----Стеарат цинка (г)1,801,801,80-- (0,1%)(0,1%)(0,1%)  Плотность, фунт/куб.фут (г/см³)3,96 (109,6)3,95 (109,3)4,08 (112,9)4,11 (113,8)4,15 (114,9)Прочность кромки     (кг)0,2860,3160,3300,3120,327ATF (час)1,5722537,514

Как следует из таблицы 1, кружки, полученные при использовании импрегнированных частиц из полистирола, для которых покрытие наносили либо формировали при использовании кроющей композиции по изобретению (образцы II-V), характеризовались улучшенной прочностью кромки и улучшенной величиной ATF по сравнению с контрольными кружками (образец I), которые получали с использованием частиц с нанесенным покрытием, образованным только из стеарата цинка.

Пример 2

Методику примера 1 повторяли при использовании количеств и компонентов, продемонстрированных в таблице 2.

Таблица 2ОбразецI (контрольный)VIVIIVIIIPEG 400 (г)-0,603,503,45РЕ 1000 Т6 (г)----PEG 8000 (г)---5,17Стеарат цинка (г)1,801,801,801,80Плотность, фунт/куб.фут (г/см³)3,96 (109,6)3,95 (109,3)4,05 (112,1)3,84 (106,3)Прочность кромки (кг)0,2860,2980,3230,307ATF (час)1,51,0327

Как следует из таблицы 2, кружки, полученные при использовании импрегнированных частиц из полистирола, для которых покрытие наносили либо формировали при использовании кроющей композиции изобретения (образцы VI-VIII), характеризовались улучшенной прочностью кромки и в общем случае улучшенной величиной ATF по сравнению с контрольными кружками (образец I), которые получали с использованием частиц с нанесенным покрытием, образованным исключительно из стеарата цинка.

Пример 3

Методику примера 1 повторяли за исключением того, что вспениваемые полистирольные гранулы заменяли на гранулы, содержащие 5,6 мас.%, в расчете на массу гранул, нормального пентана в качестве единственного пенообразователя.

Таблица 3ОбразецIX (контрольный)XXIXIIXIIIPEG 400 (г)-5,173,503,503,45  (0,3%)(0,2%)(0,2%)(0,2%)РЕ 1000 Т6 (г)-6,89-12,008,62  (0,4%) (0,7%)(0,5%)PEG 8000 (г)-----Стеарат цинка (г)1,801,801,80-1,80 (0,1%)(0,1%)(0,1%) (0,1%)Плотность фунт/куб.фут (г/см³)3,81 (105,4)4,06 (112,4)3,96 (109,6)4,31 (119,6)4,06 (112,4)Прочность кромки (кг)0,3060,3280,3160,3280,336ATF (час)1,52822315

Как следует из таблицы 3, кружки, полученные при использовании частиц из полистирола, импрегнированных при использовании 5,6 мас.%, в расчете на массу частиц, нормального пентана в качестве единственного пенообразователя, и для которых покрытие наносили либо формировали при использовании кроющей композиции изобретения (образцы X-XIII), характеризовались улучшенной прочностью кромки и улучшенной величиной ATF по сравнению с контрольными кружками (образец IX), где наносили покрытие, образованное исключительно из стеарата цинка.

Пример 4

Методику примера 3 повторяли за исключением того, что вспениваемые полистирольные гранулы заменяли на гранулы, содержащие 5,65 мас.%, в расчете на массу гранул, нормального пентана в качестве единственного пенообразователя, и которые были подвергнуты предварительной обработке замасливателем в виде кремнийорганического масла в количестве 0,0225 мас.%. Для гранул покрытие наносили либо формировали с использованием компонентов и количеств, продемонстрированных в таблице 4.

Таблица 4ОбразецXIV (контрольный)XVPEG 400 (г)-5,17 (0,3%)РЕ 1000 Т6 (г)-6,89 (0,4%)PEG 8000 (г)--Стеарат цинка (г)1,80 (0,1%)1,80 (0,1%)Плотность, фунт/куб.фут (г/см³)3,98 (110,2)4,13 (114,3)Прочность кромки (кг)0,3090,330ATF (час)1,519

Как следует из таблицы 4, кружки, полученные при использовании вспениваемых частиц из полистирола, содержащих 5,6 мас.%, в расчете на массу гранул, нормального пентана в качестве единственного пенообразователя, и для которых покрытие наносили либо формировали при использовании кроющей композиции изобретения (образец XV), характеризовались улучшенной величиной ATF и улучшенной прочностью кромки по сравнению с контрольными кружками (образец XIV), которые получали с использованием гранул с нанесенным покрытием, образованным только из стеарата цинка.

Пример 5

1,725 кг (3,8 фунта) импрегнированных (вспениваемых полистирольных) гранул для изготовления кружек NOVA Chemicals F271TU, характеризующихся диаметрами в диапазоне от 0,25 до 0,51 мм (от 0,010 до 0,020 дюйма) и содержащих 5,6 мас.%, в расчете на массу гранул, нормального пентана и 1,80 грамма стеарата цинка перемешивали мешалкой в барабанном контейнере в течение 5 минут. Импрегнированные гранулы с нанесенным покрытием, образованным из стеарата цинка, подвергали предвспениванию в 41,8 л (11-галлонном) предвспенивателе Rodman Steam (от компании Artisan Industries Inc.) при атмосферном давлении. Предвспенивание проводили в периодическом режиме при целевой плотности предвспененного материала, равной 110,7 г/см³ (4,0 фунта на кубический фут (фунт/куб.фут)). Свежеполученный предвспененный материал высушивали на воздухе в течение 5 минут для удаления влаги и оставляли для прохождения дозревания в течение приблизительно 4 часов. 0,65 фунта гранул предвспененного материала перемешивали мешалкой с 2,95 грамма полиэтиленового воска (РЕ 1000 Т6) в течение 5 минут. Гранулы предвспененного материала с нанесенным покрытием формовали при использовании установки Autonational Cup Machine Model 6VLC-125 (стандартные условия формования). Формование кружек, испытание на появление пятен и испытание для определения прочности кромки проводили подобно тому, как это делали в примерах 1-4. Рецептуры и результаты испытаний продемонстрированы в таблице 5. Импрегнированные гранулы с нанесенным покрытием подвергали предвспениванию в 41,8 л (11-галлонном) предвспенивателе Rodman Steam (от компании Artisan Industries Inc.) при атмосферном давлении. Предвспенивание проводили в периодическом режиме при целевой плотности предвспененного материала, равной 110,7 г/см³ (4,0 фунта на кубический фут (фунт/куб.фут)). Свежеполученный предвспененный материал высушивали на воздухе в течение 5 минут для удаления влаги и оставляли для прохождения дозревания в течение приблизительно 4 часов перед формованием. Кружки объемом десять унций (0,3 л) формовали при использовании упомянутой выше установки Autonational Cup Machine Model 6VLC-125 (стандартные условия формования) и при использовании предварительно вспененных гранул, характеризующихся плотностями, указанными в таблице 1. Давление в паровом коллекторе составляло 6,9 бар (100 фунтов на квадратный дюйм (фунт/кв. дюйм)), а полная продолжительность производственного цикла составляла приблизительно 12 секунд. Формованные кружки оставляли для прохождения дозревания в течение ночи перед проведением испытаний.

Таблица 5ОбразецXVI (контрольный)XVIIОбработка гранул замасливателем  Масса гранул, фунт (г)3,803,80 (1800)(1800)Стеарат цинка (г)1.801,80 (0,1%)(0,1%)Обработка замасливателем предвспененного материала  Масса предвспененного0,650,65материала, фунт (г)(295)(295)РЕ 1000 Т6 (г)-2,95Плотность предвспененного3,883,88Материала, фунт/куб.фут(г/см³)(107,4)(107,4)Прочность кромки (кг)0,3010,301ATF (час)1,539

В примере 5 продемонстрировано, что кружки, полученные при использовании частиц, для которых покрытие наносили либо формировали при использовании кроющей композиции изобретения (образец XVII), характеризовались улучшенной величиной ATF по сравнению с контрольными кружками (образец XVI), полученными при использовании частиц, для которых покрытие формировали либо наносили только с использованием стеарата цинка.

Пример 6

Вспениваемые полистирольные гранулы (NOVA Chemical F271TU) сначала смешивали с жидким полиэтиленгликолем 400 (PEG 400) в ленточном мини-смесителе Ross 42N-1/4S (компания Charles Ross & Son Company, Хопподж, Нью-Йорк). На данные гранулы с нанесенным покрытием, образованным из ПЭГ, после этого наносили покрытие, образованное из полиэтиленового воска, используемого в количествах, продемонстрированных в таблице 6, и выбираемого из одного из нижеследующих типов восков: 1) РЕ 1000 Т6, который представляет собой полиэтиленовый воск, характеризующийся средней молекулярной массой, равной приблизительно 1000, и размером частиц, равным приблизительно 6 микронам; 2) РЕ 850 Т10, который представляет собой полиэтиленовый воск, характеризующийся средней молекулярной массой, равной приблизительно 850, и размером частиц, равным приблизительно 10 микронам; 3) РЕ 655 Т10, который представляет собой полиэтиленовый воск, характеризующийся средней молекулярной массой, равной приблизительно 655, и размером частиц, равным приблизительно 10 микронам, и 4) РЕ 500 Т60, который представляет собой полиэтиленовый воск, характеризующийся средней молекулярной массой, равной приблизительно 500, и размером частиц, равным приблизительно 60 микронам. Для всех образцов в количествах, продемонстрированных в таблице 6, использовали стеарат цинка. Полиэтиленовые воски получали от компании Baker Petrolite Corporation под торговым наименованием PETROLITE®.

При использовании нижеследующей методики получали пять образцов (XVIII-XXII).

3,6 кг (8 фунтов) импрегнированных вспениваемых полистирольных гранул для изготовления кружек, характеризующихся диаметрами в диапазоне от 0,25 до 0,51 мм (от 0,010 до 0,020 дюйма) и содержащих 5,6 мас.%, в расчете на массу частиц, нормального пентана, и жидкий PEG 400 в количествах, продемонстрированных в таблице 6, перемешивали в мини-смесителе в течение 10 минут. К данной смеси добавляли компоненты твердой части кроющей композиции в количествах, продемонстрированных в таблице 6, и содержимое дополнительно перемешивали в течение еще 10 минут. Импрегнированные гранулы с нанесенным покрытием подвергали предвспениванию в 41,8 л (11-галлонном) предвспенивателе Rodraan Steam (от компании Artisan Industries Inc.) при атмосферном давлении. Предвспенивание проводили в периодическом режиме при целевой плотности предвспененного материала, равной 110,7-124,5 г/см³ (4,0-4,5 фунта на кубический фут (фунт/куб.фут)). Свежеполученный предвспененный материал высушивали на воздухе в течение 5 минут для удаления влаги и оставляли для прохождения дозревания в течение приблизительно 4 часов перед формованием.

Кружки объемом шестнадцать унций (0,47 л) формовали при использовании установки Master Cup Machine M10 (компания Master Machine & Tool Co., Малберри, Флорида) в стандартных условиях формования. Предварительно вспененные гранулы характеризовались величинами плотностей, приведенными в таблице 6. Давление в паровом коллекторе составляло 6,9 бар (100 фунтов на квадратный дюйм (фунт/кв. дюйм)), а полная продолжительность производственного цикла составляла приблизительно 14,8 секунды. Формованные кружки оставляли для прохождения дозревания в течение ночи перед проведением испытаний.

Четыре кружки для каждого образца (XVIII-XXII) подвергали испытанию в соответствии с нижеследующим методом. 1) В методе, подобном методу, предложенному для примеров 1-4, в каждую кружку помещали поджаренную в масле предварительно сформованную лапшу Nissin cup, доступную на рынке США. 2) По поверхности лапши равномерно распределяли 3 грамма порошкообразного красного перца. 3) Каждую кружку плотно запечатывали, используя клейкую этикетку и растягивающуюся упаковочную пленку из пластика, и помещали в печь при температуре 149°F (65°C). 4) Каждый образец проверяли на предмет появления пятен сначала каждый час в течение периода времени продолжительностью 7 часов, а после этого один раз каждые 8 часов до момента отказа в течение в совокупности 72 часов либо 3 дней. Среднее время работы до отказа (ATF) рассчитывали подобно тому, как это предлагается в примере 1. Максимальное значение ATF, равное 72 часам, соответствует тому, что ни одна из кружек в группированной выборке кружек не демонстрировала появления каких-либо пятен либо протечки. Минимальное значение ATF, равное 1 часу, соответствует тому, что все кружки в группированной выборке кружек давали отказ в течение первого 1 часа. Результаты по стойкости к образованию пятен, выражаемые через ATF, продемонстрированы в таблице 6.

Таблица 6ОбразецXVIII (контрольный)XIXXXXXIXXIIF271TU, фунт8,08,08,08,08,0(кг)(3,6)(3,6)(3,6)(3,6)(3,6)PEG 400 (г)10,910,910,910,910,9 (0,3%)(0,3%)(0,3%)(0,3%)(0,3%)РЕ 1000 Т6 (г)-14,5---  (0,4%)   РЕ 850 Т10 (г)--14,5--   (0,4%)  РЕ 655 Т10 (г)---14,5-    (0,4%) РЕ 500 Т60 (г)----14,5     (0,4%)Стеарат цинка (г)3,83,83,83,83,8 (0,1%)(0,1%)(0,1%)(0,1%)(0,1%)Плотность, фунт/куб.фут (г/см³)4,07 (112,6)4,39 (121,5)4,36 (120,7)4,50 (124,5)4,36 (120,7)ATF (час)1,841232830

Как следует из таблицы 6, кружки, полученные при использовании импрегнированных частиц из полистирола, для которых покрытие наносили либо формировали при использовании кроющей композиции изобретения (образцы XIX-XXII), характеризовались улучшенной величиной ATF по сравнению с контрольными кружками (образец XVIII), которые получали с использованием частиц с нанесенным покрытием, образованным только из стеарата цинка. Контрольный образец XVIII из примера 6 сопоставляли с образцами из примеров 1, 8 и 9.

Пример 7

Методику примера 6 повторяли для примера 7. Для гранул покрытие наносили либо формировали с использованием компонентов и количеств, продемонстрированных в таблице 7.

Таблица 7ОбразецXVIII (контрольный)XXIIIF271TU, фунт (кг)8,08,0 (3,6)(3,6)PEG 400 (г)-3,63  (0,1%)PEG 8000 (г)-7,26  (0,2%)Стеарат цинка (г)3,89,07 (0,1%)(0,25%)Плотность4,074,02фунт/куб.фут (г/см³)(112,6)(111,3)ATF (час)1,872

Как следует из таблицы 7, кружки, полученные при использовании вспениваемых частиц из полистирола, содержащих 5,6 мас.%, в расчете на массу гранул, нормального пентана в качестве единственного пенообразователя, и на которые покрытие наносили при использовании кроющей композиции изобретения (образец XXIII), характеризовались улучшенной величиной ATF по сравнению с контрольными кружками (образец XVIII), которые получали с использованием гранул с нанесенным покрытием, образованным только из стеарата цинка.

Пример 8

Методику примера 6 повторяли для примера 8 с использованием компонентов и количеств, продемонстрированных в таблице 8. Перед проведением предвспенивания гранулы с нанесенным покрытием подвергали дозреванию в течение 48 часов.

Таблица 8ОбразецXVIII (контрольный)XXIVF271TU, фунт (кг)8,08,0 (3,6)(3,6)PEG 400 (г)-10,9  (0,3%)РЕ 1000 Т60 (г)-14,5  (0,4%)Стеарат цинка (г)3,83,8 (0,11%)(0,11%)Плотность, фунт/куб.фут4,073,98(г/см³)(112,6)(110,2)ATF (час)1,848

Как следует из таблицы 8, кружки, полученные при использовании вспениваемых частиц из полистирола, содержащих 5,6 мас.%, в расчете на массу гранул, нормального пентана в качестве единственного пенообразователя, и для которых покрытие наносили либо формировали при использовании кроющей композиции изобретения (образец XXIV), характеризовались улучшенной величиной ATF по сравнению с контрольными кружками (образец XVIII), которые получали с использованием гранул с нанесенным покрытием, образованным исключительно из стеарата цинка.

Пример 9

Повторяли методику примера 7. PEG 8000 заменяли на порошкообразный этилен-бис-стеарамид (доступный в компании Crompton Corporation под торговым наименованием KEMAMIDE® W-40). Для гранул покрытие наносили либо формировали с использованием компонентов и количеств, продемонстрированных в таблице 9.

Таблица 9ОбразецXVIII (контрольный)XXVF271TU, фунт (кг)8,08,0 3,6)(3,6)PEG 400 (г)-10,8  (0,3%)KEMAMIDE® W-40 (г)-14,5  (0,4%)Стеарат цинка (г)3,83,8 (0,11%)(0,11%)Плотность, фунт/куб.фут4,074,18(г/см³)(112,6)(115,7)ATF (час)1,826

Как следует из таблицы 9, кружки, полученные при использовании вспениваемых частиц из полистирола, содержащих 5,6 мас.%, в расчете на массу гранул, нормального пентана в качестве единственного пенообразователя, и на которые покрытие наносили при использовании кроющей композиции изобретения (образец XXV), характеризовались улучшенной величиной ATF по сравнению с контрольными кружками (образец XVIII), которые получали с использованием гранул с нанесенным покрытием, образованным исключительно из стеарата цинка.

Пример 10

Вспениваемые полистирольные гранулы (NOVA Chemical F271TU) сначала смешивали с жидким полиэтиленгликолем 400 (PEG 400) в барабанном смесителе. На данные гранулы с нанесенным покрытием из ПЭГ после этого наносили покрытие, используя полиэтиленовый воск и стеарат цинка в количествах, продемонстрированных в таблице 10. Полиэтиленовый воск характеризовался средней молекулярной массой, приблизительно равной 1000, и размером частиц, приблизительно равным 6 микронам (РЕ 1000 Т6 получали от компании Baker Petrolite под торговым наименованием Petrolite®).

При использовании нижеследующей методики получали два образца (XXVI-XXVII).

1,725 кг (3,8 фунта) импрегнированных (вспениваемых полистирольных) гранул для изготовления кружек NOVA Chemicals F271TU, характеризующихся диаметрами в диапазоне от 0,25 до 0,51 мм (от 0,010 до 0,020 дюйма) и содержащих 5,6 мас.%, в расчете на массу частиц, нормального пентана, в случае образца XXVII в течение 5 минут с частицами в барабанном контейнере мешалкой перемешивали с жидким PEG 400 в количествах, продемонстрированных в таблице 10. К данной смеси добавляли полиэтиленовый воск (РЕ 1000 Т6) и стеарат цинка в количествах, продемонстрированных в таблице 10, и содержимое дополнительно перемешивали в течение еще 5 минут.

Импрегнированные гранулы с нанесенным покрытием подвергали предвспениванию в 41,8 л (11-галлонном) предвспенивателе Rodman Steam (от компании Artisan Industries Inc.) при атмосферном давлении. Предвспенивание проводили в периодическом режиме при целевой плотности предвспененного материала, равной 110,7 г/см³ (4,0 фунта) на кубический фут (фунт/куб.фут). Свежеполученный предвспененный материал высушивали на воздухе в течение 5 минут для удаления влаги и оставляли для прохождения дозревания в течение приблизительно 4 часов перед формованием.

Кружки объемом десять унций (0,3 л) формовали при использовании установки Autonational Cup Machine Model 6VLC-125 (стандартные условия формования) и при использовании предварительно вспененных гранул, характеризующихся плотностями, указанными в таблице 10. Давление в паровом коллекторе составляло 100 фунтов на квадратный дюйм (фунт/дюйм²), а полная продолжительность производственного цикла составляла приблизительно 12 секунд. Формованные кружки оставляли для прохождения дозревания в течение ночи перед проведением испытаний.

Для десяти кружек каждого образца (XXVI-XXVII) проводили испытание при использовании нижеследующего метода. В каждую кружку наливали кофе при 76,7°С (170°F) и на предмет выявления пятен либо протечек кофе проводили наблюдение за боковыми стенками и дном каждой кружки, содержащей кофе, каждые 15 минут в течение первых 2 часов, каждый один час в период от 2 до 6 часов и после этого каждые 8 часов до момента отказа либо в течение, самое большее, 6 дней.

Среднее время работы до отказа (ATF) рассчитывали подобно тому, как это предлагается в примере 1. Максимальное значение ATF, равное 144 часам, соответствует тому, что ни одна из кружек в группированной выборке кружек не демонстрировала появления каких-либо пятен либо протечки. Минимальное значение ATF, равное 0,25 часа, соответствует тому, что все кружки в группированной выборке кружек давали отказ в течение первых 15 минут. Результаты по стойкости к действию кофе продемонстрированы в таблице 10.

Таблица 10ОбразецXXVI (контрольный)XXVIIF271TU, фунт (кг)3,8 (3,6)3,8 (3,6)PEG 400 (г)-5,17 (0,15%)РЕ 1000 Т6 (г)-6,89 (0,2%)Стеарат цинка (г)-1,81 (0,05%)Плотность, фунт/куб.фут (г/см³)3,88 (107,4)3,96 (109,6)ATF (час)2,9144

Как следует из таблицы 10, кружки, полученные при использовании импрегнированных частиц из полистирола, для которых покрытие наносили либо формировали при использовании кроющей композиции изобретения (образец XXVII), характеризовались улучшенной величиной ATF по сравнению с контрольными кружками (образец XXVI), которые получали с использованием частиц с нанесенным покрытием, образованным исключительно из стеарата цинка.

Импрегнированные термопластичные частицы, для которых покрытие наносили либо формировали с использованием кроющей композиции изобретения, можно использовать для изготовления пенопластовых контейнеров, которые вмещают приготовленные в виде полуфабрикатов продукты питания, например лапшу и/или супы быстрого приготовления, тушенку, тефтели и тому подобное, которые непосредственно имеются в продаже на полках в бакалейно-гастрономическом магазине.

Несмотря на то, что настоящее изобретение было предложено с представлением конкретных вариантов его реализации, с учетом настоящего описания необходимо понимать, что в объем изобретения тем не менее входят и многочисленные модификации изобретения, которые в настоящее время являются возможными. Например, даже несмотря на то, что в настоящем документе конкретно описываются пенопластовые контейнеры, необходимо понимать, что кроющую композицию для частиц из термопластичной смолы можно использовать для получения и других типов формованных изделий. В соответствии с этим изобретение необходимо воспринимать в широком смысле и ограничивать только объемом и сущностью формулы изобретения, прилагаемой далее к настоящему документу.

Изобретение относится к частицам из термопластичной смолы, предназначенным для формования пенопластовых контейнеров. Описаны вспениваемые частицы из термопластичной смолы, состоящие из полимера, полученного из винилароматических мономеров, и имеющие нанесенную на их поверхность кроющую композицию в количестве от приблизительно 0,005 до приблизительно 2,0 мас.%. в расчете на массу частиц термопластичной смолы, при этом упомянутая кроющая композиция включает компоненты, выбираемые из группы, состоящей из 1) жидкой части и 2) твердой части; при этом упомянутая жидкая часть содержит а) от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,80 мас.%, в расчете на массу частиц, полиэтиленгликоля, характеризующегося средней молекулярной массой в диапазоне от приблизительно 200 до приблизительно 800; при этом упомянутая твердая часть содержит компоненты, выбираемые из группы, состоящей из b) от приблизительно 0,01 до приблизительно 1,0 мас.%, в расчете на массу частиц, полиолефинового воска; с) от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,6 мас.%, в расчете на массу частиц, металлсодержащей соли высших жирных кислот; d) от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,8 мас.%, в расчете на массу частиц, полиэтиленгликоля, характеризующегося средней молекулярной массой в диапазоне от приблизительно 900 до приблизительно 10000; е) от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,1 мас.%, в расчете на массу частиц, жирного бисамида; и их комбинаций. Также описаны пенопластовый контейнер и формованное изделие, изготовленное из указанных выше вспениваемых частиц, а также описана кроющая композиция для указанных выше частиц и описан способ улучшения к протечкам у пенопластового контейнера. Технический результат - предотвращение либо препятствие появлению протечек жидкостей и продуктов питания, содержащих масло- и/или жиросодержащие компоненты, и улучшение прочности кромки. 5 н. и 26 з.п. ф-лы, 10 табл.

1. Вспениваемые частицы из термопластичной смолы, состоящие из полимера, полученного из винилароматических мономеров, и имеющие, нанесенную на их поверхность, кроющую композицию в количестве от приблизительно 0,005% до приблизительно 2,0 мас.% в расчете на массу частиц термопластичной смолы, при этом упомянутая кроющая композиция включает компоненты, выбираемые из группы, состоящей 1) жидкой части и 2) твердой части; и при этом упомянутая жидкая часть содержит

a) от приблизительно 0,01% до приблизительно 0,80 мас.%, в расчете на массу частиц, полиэтиленгликоля, характеризующегося средней молекулярной массой в диапазоне от приблизительно 200 до приблизительно 800; и

при этом упомянутая твердая часть содержит компоненты, выбираемые из группы, состоящей из

b) от приблизительно 0,01% до приблизительно 1,0 мас.%, в расчете на массу частиц, полиолефинового воска;

c) от приблизительно 0,01% до приблизительно 0,6мас.%, в расчете на массу частиц, металлсодержащей соли высших жирных кислот;

d) от приблизительно 0,01% до приблизительно 0,8 мас.%, в расчете на массу частиц, полиэтиленгликоля, характеризующегося средней молекулярной массой в диапазоне от приблизительно 900 до приблизительно 10000; и

e) от приблизительно 0,01% до приблизительно 0,1мас.%, в расчете на массу частиц, жирного бисамида,

и их комбинаций.