用于充装涂料组分的可溶解的容器的制作方法

本实用新型涉及一种用于添加涂料(例如油漆)中的组分的可溶解的容器，以及一种用于向涂料中添加组分的材料和供给系统。

背景技术：

通常，涂料中有三种主要组分：粘合剂、液体和添加剂。当添加第四种组分(颜料)时，这种特殊类型的涂料通常称为涂料(油漆)。该涂料施加并覆盖在表面上。施加方法取决于特殊涂料，但是可以包括喷涂施加、刷涂法、浸涂和静电喷涂。

通常，通过在开口的混合容器上面切开袋(例如由纸制造并容纳25kg材料的袋)而将很多颜料和其它无机涂料组分(例如填料、粘合剂、流变剂和干燥剂)添加至混合容器中。其它液体组分(例如溶剂、共溶剂和溶解的粘合剂)通过从储存容器泵送或倾倒至混合容器中来添加。有时使用糊剂，例如当添加颜料和其它添加剂时。

当如上所述向混合容器中添加干燥材料时，可能在材料倾倒至混合容器中时使得工作人员暴露于粉尘中。这在无有害材料的情况下是可以接受的，但是当材料有危险性和/或是生物有效材料(例如生物杀灭剂，如美托咪啶、曲洛吡利、拟除虫菊酯和其它活性物质)时，将对处理该材料的工作人员的健康产生威胁。另外，当使用材料粉末时，由于空气处理系统而引起的粉末干损失以及制造设备的污染将增加成本和暴露危险。

为了避免暴露于可能有害的材料中，涂料组分可以包装在可溶解材料中。GB1297204、US4296859、US4221601和US2007/221531介绍了用于组分(例如颜料或其它组分)的不同包裹材料或袋，该组分将添加至液体中，以便制备涂料或油漆。包裹材料或袋由可在液体(它们添加至该液体中)中溶解的材料制成。当包装溶解时，内容物将释放，因此，可以在不需要打开袋或包裹的情况下添加容纳于其中的组分，并可以避免暴露于该内容物。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种用于要添加至涂料中的组分的容器和包装系统，目的是解决运输、处理和将组分(例如活性物质和有害材料) 添加至涂料中的问题。这里，“涂料”的意思是表示将散布在表面上和覆盖表面的液体流体(例如涂料)，例如通过涂布、喷涂或者将物体浸渍在液体流体中。“组分”的意思是将添加至液体中以产生油漆或涂料的任何物质或物质混合物。措辞“活性物质”是指当包含在组分中并混合至涂料中时将为该涂料增加功能性的物质，例如防污特性、导电性或防腐蚀性。“有害材料”的意思是可能对人和/或环境有害的组分，并可能在制备和/或使用油漆或涂料时有危险。而且，这里的“基础液体”的含义是液体例如溶剂或水，部件添加至该基础液体中，以便溶解和/或混合以制备涂料或涂层。“可溶解材料”的含义是在基础液体中可以分解和可以与涂料混合的材料。因此，术语“可溶解材料”自身并不是材料的固有性质，而应当解释为材料添加到相关液体而呈现出的性质。

本实用新型提供了一种用于充装涂料组分的可溶解的容器，所述容器包括具有空腔的接收器和可拆卸的盖；其中，接收器和盖均由发泡聚苯乙烯制成，以形成硬的自支撑结构，该自支撑结构至少部分地溶解在用于涂料的基础液体中；盖具有从该盖的边缘凸出的凸起，以便按压盖入接收器时该凸起压入接收器中；接收器在靠近其开口处的包络面上具有螺纹；以及盖在圆形凸出的边缘上具有与容器的螺纹相匹配的螺纹，以形成密封容器；可移除部件设置在接收器内，并具有一个或多个容纳部分，以便在接收器内能够容纳不同组分；该可移除部件设计成比该容器更易溶解，以保证包含在容器内的组分快速释放。

作为对本实用新型所述的容器的进一步说明，优选地，可移除部件由发泡聚苯乙烯制成，以使该可移除部件快速溶解在接收器的液体中。

作为对本实用新型所述的容器的进一步说明，优选地，容器还包括至少一个可移动环，该可移动环选自橡皮环或橡胶环，以使所述盖固定在所述接收器上并且在运输或处理过程中固定所述盖。

作为对本实用新型所述的容器的进一步说明，优选地，在接收器的底部和盖顶部均设置有若干凹痕，以使该可移动环容易定位和固定；在接收器的内壁上设置有若干凹槽，以使可移除部件容易定位和固定。

作为对本实用新型所述的容器的进一步说明，优选地，在接收器的内壁上设置有可溶解薄膜，该可溶解薄膜由发泡聚苯乙烯制成。

作为对本实用新型所述的容器的进一步说明，优选地，在接收器的开口处设置有可溶解薄膜，该可溶解薄膜由发泡聚苯乙烯制成。

作为对本实用新型所述的容器的进一步说明，优选地，该容器的 100％由发泡聚苯乙烯制成。

作为对本实用新型所述的容器的进一步说明，优选地，该发泡聚苯乙烯的密度为5-500kg/m³。更优选地，该发泡聚苯乙烯的密度为8-100kg/m³。

包装材料可以具有用于部件(例如有害材料)的容器的形式，包装材料添加至涂料中，容器也可以溶解于基础液体中。有害材料例如可以是生物有效材料、包含重金属的颜料或各种纳米材料。优选地，整个容器由可溶解在基础液体中的材料制成，该基础液体用于容器所添加的涂料中，尽管该容器可以包括不可溶解的部分。因此，容器可以设计成可完全溶解的，并可以将它的内容物完全添加至涂料或基础液体中。从安全角度来看，这很有利，因为如果包含粉末的容器在添加至涂料中时不需要打开，那么它将降低例如暴露于灰尘中的危险。在背景技术中引用的文献中也介绍了将整个容器添加至涂料中的特征。但是，本实用新型的容器设计成可溶解材料形成硬质的自支承结构。这意味着容器将能够保持它的形状，而不管它是否填充，并且可以在保持其形状的同时承受合理的压力。

使用自支承的硬质容器通常具有可以更容易处理的优点。特别是，这对希望具有能重新闭合的容器会很有利，以防不希望在同一批次中使用容器的全部内容物或者同时添加全部内容物。

容器可以完全由如上所述的可溶解材料制成，或者部分由可溶解材料制成和部分由不可溶解材料制成。例如，容器可以设计成这样，在容器的内容物添加至基础液体之前，需要的或希望的一部分容器移除。因此，可移除部件例如可以由不可溶解材料制成，而容器的其余部分可以由可溶解材料制成，该可溶解材料可以添加和溶解至基础液体中。在容器并不完全由可溶解材料制成的情况下，例如它可以设计成包括至少75％的可溶解材料，或者更优选是至少90％的可溶解材料。应当注意，可移除部件当然也可以由可溶解材料制成，或者是与容器的其余部分相同的材料，或者是另一种可溶解材料。

在容器提供有可移除部件的情况下(该可移除部件将在容器添加至用于生产涂料或油漆的液体之前被移除)，这个部件可以设计成完全可打开容器或者暴露容器的一个或多个容纳组分的部件，以便使得容器的内容物能够更快地释放以及与基础液体或涂料混合，容器的内容物添加至该基础液体或涂料中。该容器可以设计成具有盖或其它用于方便控制打开容器的特征，这样，或者它能够，打开并且所需的材料能够取出，或者人们能够将整个容器与其内容物一起添加至涂料或油漆混合物中。

容器可以设计成包括盖和接收器。该容器可以制作成具有能重新闭合的开口，例如，具有螺纹的盖，该螺纹与接收器上的螺纹配合，并设计成拧紧和松开，以便分别关闭和打开。

不过，在某些情况下，可能不希望能够打开容器，例如，当其中包含有害和有潜在危险的组分时，该容器可以设计为整体式密封容器。

容器可以使用发泡聚苯乙烯作为容器的主要组分制成，并可以完全由发泡聚苯乙烯制成。在希望或需要时，发泡聚苯乙烯当然可以包括添加剂，以便改进容器的某些特性，只要该添加剂不会对所要添加至容器中的涂料造成较大的负面影响。聚苯乙烯可以进行处理，用于容器的发泡聚苯乙烯的密度在5～500kg/m³之间，优选地在8～100kg/m³的范围内。

上面已经简要介绍了在将容器添加至用于生产油漆或涂料的液体中之前，可以从容器中移除一部分。容器还可以设计成使得它包括一个或多个容纳部分，该部分设计成比容器(主要部分)溶解更快。以这种方式，可以保证包含在容器内的组分/部件快速地释放。例如这可以通过在容器壁中提供更薄部分(比如凹痕或凹槽)来实现。可能地，整个完全硬质材料部分中可能有一个或多个孔，且可溶解材料制成的壁的内部可能有薄膜或层。当然也能够提供有覆盖开口的可溶解材料薄膜或薄层，其中，盖布置在接收器上，这样，当盖移除时，仍然防止容器中的内容物从接收器中出来。因此，在将接收器添加至涂料之前可以移除盖，并防止内容物从接收器中释放，直到薄膜溶解，该薄膜覆盖开口，并设计成快速溶解。当该层没有被破坏时，该薄膜也将用于指示没有内容物从容器中出来。

还可能的是，可溶解材料的容器可以有盖，该盖可以使用(例如但不局限于)环(或者说带)(例如橡皮环或橡胶环)固定在接收器上，目的是在运输或处理过程中使得盖保持定位。当处理容器或从接收器上移除盖时，这些类型的带应容易移除，例如当带的材料不可溶解时。在其它情况下，带也可以包括可溶解材料。在可溶性材料中的凹槽(凹痕)也能够以多种形式和多个数量添加在盖的顶部和接收器的底部(具体地说，接收器的底部的外表面)，以便容易定位和固定。在接收器的内壁上设置有若干凹槽，以使可移除部件固定。

为了保持盖与接收器闭合，可以包括螺纹机构，从而将盖保持在它的锁定位置。在这种情况下，接收器的顶部将有螺纹，盖也具有配合的螺纹，这样，盖能够螺纹连接在接收器的顶部，以便关闭容器。在可选设计中，盖可以具有从盖的边缘凸出的凸起，当盖压入接收器中时，该凸起压入接收器中，因此在盖和接收器之间产生更高的摩擦力，以便保持盖定位。

前述容器也可以布置在气密密封的塑料袋或包裹中，以便在处理和运输它时进一步保护该容器的内容物。容器(该容器有环绕它的塑料包裹)还可以在将它放置在保护外壳内之前包裹在例如泡沫包裹或类似包装材料中，该保护外壳例如具有匹配的容量和尺寸的HDPE(高密度聚乙烯)外壳，以便包封容器。前述容器将填充外部保护外壳的整个容积，以使得它在运输过程中不会四处移动。前述包装说明保证了解决安全处理预防措施并将保护容器免受意外损坏，并防止粉末或活性物质从容器释放至周围环境。

本实用新型还涉及一种用于涂料的组分，该组分包括活性物质或包含在如上所述的容器中的有害材料。该活性物质可以是生物有效材料，例如美托咪啶。通常，生物有效物质的意思是在生物体(例如动物或植物)中产生生物效应的物质。由于整个容器可以设计成溶解在液体中，所以它可以添加至液体中，而不需要在添加之前进行任何特殊操作，且没有接触或吸入容器中的组分的危险。该活性物质可以是例如含有美托咪啶或(±)-4(5)-[1-(2-，3-甲基苯基)乙基]-1H-咪唑的组分，它是用于在海洋环境中防止藤壶沉积和表面生物污染的活性物质。因此，在这种情况下，涂料将被施加在受到海洋环境影响的表面上，例如船或艇的船体。美托咪啶的功能为例如在US6762227中所介绍的。因此，可以使用如在该文献中公开的美托咪啶，或者也可以使用如在WO2015/011177和WO2015/011178中公开的特殊对映异构体。

为了控制活性物质从涂料的释放，可以使用纳米粒子。纳米颗粒若被吸入，由于它体积小并引起呼吸系统和肺部损伤可能对人体有害。因此，当希望将纳米粒子添加至涂料中时，希望降低它们与空气混合和暴露于人体的危险，且纳米粒子在添加至涂料中时可以合适地容纳在可溶解的容器中。多种类型的纳米颗粒可以用于控制活性物质的释放，该纳米颗粒包括铜和锌的氧化物，如在US20060201379中公开的，例如配制成纳米颗粒尺寸的铜(I)和锌(II)的氧化物。由于比表面积(表面面积和颗粒体积之间的比例)较大，纳米颗粒有助于吸附活性物质，例如防污剂，如美托咪啶或其它防污剂(例如百菌清、抑菌灵、SeaNine、Irgarol、敌草隆和对甲抑菌灵)。与纳米尺寸金属氧化物结合的活性物质例如美托咪啶以受控方式从涂料向外泄漏至周围环境中。因此，与单独的活性物质颗粒相比，与纳米尺寸金属氧化物结合的活性物质例如美托咪啶由于通常有相对大的尺寸而有优良的分散稳定性。

上面已经举例说明了使用用于防污剂如美托咪啶的容器，但是容器可以包含任何所希望的活性物质或组分。

本实用新型的一个方面是一种包装系统，它包括容器，该容器包括可溶解材料，并容纳要在涂料的生产过程中添加或供给至涂料中的组分。在涂料中的基础液体应选择为使得该可溶解材料能够溶解在所述涂料中，从而在容器溶解时将所述组分添加或供给至涂料。因为在将包装添加至混合容器中之前不需要打开该包装，所以通过使用可溶解材料作为用于组分的包装材料，可以无粉尘地将组分添加至混合容器中。

在包装材料中使用的可溶解材料可以是发泡聚苯乙烯。不过，在所使用的相同基础液体中溶解的其它可溶解材料也可以相互组合地使用和/或与发泡聚苯乙烯组合使用。

尽管包装系统可以适用任何类型的物质，它将主要适用添加剂，该添加剂将相当少量地添加，例如活性物质，如防污剂，将用于水下结构的海洋涂料中。通常，包装系统适用构成小于涂料的5％的活性物质或添加剂，在很多情况下甚至小于1％，尽管它也可以适用于填充成分。

包装系统优选是重量轻(容易处理)和有耐久性(用于运输和处理)。包装系统应优选是在所述涂料系统中表现出快/快速的溶解速率，优选是少于30分钟，优选是少于10分钟，甚至更优选是少于2分钟。基于对混合速度的要求和期望，容器可以根据它的整体设计和壁厚进行适宜变化，以便满足所需性能。使得容器在液体中溶解所需的混合速率和时间当然取决于很多参数，例如容器在基础液体中的溶解度、容器壁厚、温度、在混合容器中的搅拌或混合。例如，在已知条件下，如在已知温度下将容器添加至特殊基础液体中时，可以将容器标记为在已知条件下在特定时限内溶解/破裂。

可溶解材料应当在溶解于所述涂料中时对所述涂料的性能、功能、特性或质量没有负面影响或负面影响有限，包括对活性物质、抛光率、干燥时间、粘度、硬度、柔性或者其它添加剂的功能的影响。

本实用新型的另一相关方面是包装系统的使用，该包装系统包括可溶解材料，所述可溶解材料能够溶解在涂料系统的基础液体中，因此在第一步骤中，将所述组分添加或供给至涂料的基础液体。在第二步骤中，使得所述基础液体与涂料系统的其余组分混合，所述基础液体包含从所述可溶解包装系统添加的所述组分，所述其余组分从颜料、粘合剂和/或其它添加剂中选择。所述基础液体例如可以包括二甲苯、 MIBK、1-甲氧基-2-丙醇或苯甲醇。在优选实施例中，基础液体可以包括或主要包括二甲苯，以及可以是发泡聚苯乙烯或包括发泡聚苯乙烯的可溶解的容器材料。

因此，本实用新型还涉及涂料的制备方法，它包括以下步骤：

·提供基础液体，即充装预期量的液体，用于在混合容器中混合和溶解油漆或涂料的组分；

·提供组分例如活性组分，该组分包含在独立的可溶解容器中；

·将具有内容物的容器添加至基础液体中；

·使得容器溶解在基础液体中，同时组分释放在基础液体中。可以通过使用某种混合器或搅拌装置来提高混合速率。特别是，当使用叶轮等时，容器可以受到机械影响和破碎，以便释放其内容物和更快地混合。

应当注意的是，并不意味着这些步骤必须以上述特殊顺序来进行，即其中容器、基础液体和添加剂添加至混合容器中的顺序可以变化。另外，在方法中可以包括其它步骤，例如，添加其它组分、加热操作、搅拌和混合等。上述步骤可以很容易地变化/优化，以便遵循本领域技术人员在用于涂料/油漆生产的工业/工厂处理中的标准化/常规工作。

可溶解容器可适用于添加美托咪啶，该美托咪啶作为包含在可溶解的独立容器中的组分，且使用的容器可以包括发泡聚苯乙烯，或者基本上或完全由发泡聚苯乙烯制成。用于涂料的基础液体可以是或包括二甲苯，该二甲苯适合用于溶解发泡聚苯乙烯。

附图说明

图1A表示本实用新型的容器的示意图，该容器包括具有盖的接收器；

图1B表示本实用新型的容器的局部放大图；

图2A表示本实用新型的可选容器的示意图，该容器包括具有盖的接收器；

图2B表示本实用新型的可选容器的局部放大图。

具体实施方式

为了公开怎样实施本实用新型，下面将通过几个实施例来示例说明本实用新型。应当注意，这些实施例只是介绍可以怎样实现本实用新型的一些可能方式。容器基本上可以适用于要添加至涂料(但是特别适用于有害材料)中的任何类型组分，例如添加剂、颜料或粘合剂，不希望该有害材料与制备涂料的人接触或由他们吸入。通常认为它适用于固体组分，例如粉末或小颗粒。如上所述，容器可以完全由可溶解材料制成，以使得它可以在不需要打开的情况下添加至基础液体中。

在图1A和图1B中公开了一种容器1，该容器1具有柱形形状。不过，容器1基本上可以具有任何形状和尺寸，例如长方形。通常，容器的合适尺寸为大约0.5至5升，尽管也可以在这些尺寸之外变化。图1A和图1B中公开的容器1包括接收器2和盖3。接收器2具有在包络面(envelope surface)5上的螺纹4a，该螺纹4a靠近它的开口，且具有相应螺纹4b的盖3在圆形凸出边的缘上，该螺纹4b与容器1 上的螺纹4a相匹配。因此，盖3可以通过旋开而从接收器1上移除，并打开容器1，以便移除盖3，从而能够通过接收器2的开口而倾倒出其内容物。然后，盖3可以再次布置在接收器2的开口上并拧紧，以便关闭接收器2的开口。这里介绍的容器1具有柱形形状，内部容积为h*π*t²/4，且外部体积为H*π*T²/4。包络面5的壁厚为(T-t)/2，且端部(底部和盖3)的厚度为(H-h)/2(假定盖和底部的厚度相同)。

在图1A和图1B中，容器示例说明为具有盖(位于顶部的螺纹帽) 的容器，该接收器设计成溶解在涂料中，以使得整个容器可以浸没在溶剂中，并与混合它的内容物平行地溶解，从而使得粉尘的暴露水平降至基本不存在。在不希望将容器添加至涂料中的情况下，盖3可以打开，在不希望容器溶解和包含至涂料中时，其内容物(例如美托咪啶)能够倾倒至混合容器中。

在图2A和图2B中公开了可选的容器1，它包括接收器2和盖3。该盖3通过将它压配合至接收器1的开口上而附接在接收器3上。在这种情况下，盖3通过摩擦力而在接收器3上保持定位，且盖还可以包括凸起。这里所述的容器1设计为具有97mm的内径和110mm的外径，同时它的内部高度为231mm，它的外部高度为246mm。因此，容器的内部容积为大约1.7升，外部容积为大约2.3升。壁的体积为0.6 升，即构成容器的材料的体积。

在图1A和图1B和图2A和图2B中的容器1可以由例如发泡聚苯乙烯制成，来自Sunpor的产品A422可以用作起始材料。合适的体积可以如图2A和图2B所示，即内部容积稍微大于2升。容器周围的壁厚设计为大约1厘米。不过，当有一些更薄的部分时，壁的一部分可以更快地溶解，并且内容物可以更快地释放，且混合速率提高。容器材料可以是发泡聚苯乙烯，起始材料基本上可以只包含戊烷的聚苯乙烯。聚苯乙烯可以使用模制工具通过热蒸汽而膨胀。聚苯乙烯可以膨胀成使它具有2至4％的质量(相对于体积)的结构，即与固体聚苯乙烯相比体积膨胀(25至50)倍。例如，大约40克的聚苯乙烯可以用作起始材料，用于生产上述容器，且它可以包含1000克美托咪啶，即美托咪啶/聚苯乙烯(W/W)的比例将为大约25/1，以便用于将美托咪啶和容器添加至涂料中。

实施例

下面的实施例模拟了溶解由发泡聚苯乙烯(EPS)制成的容器对涂料粘度的影响，该容器适合用于1公斤的美托咪啶。图2A和图2B中介绍了合适的容器，它具有稍微大于2升的内容积，由40克聚苯乙烯制成，该聚苯乙烯进行膨胀，以便使它的体积增加大约30倍(密度为大约35kg/m³)。当包含0.1重量％时，1kg的美托咪啶足够用于大约 650升的涂料。因此，添加至涂料中的聚苯乙烯的量甚至更少，并低于 0.01重量％。

在本实施例中，使用的涂料组分是Hempel Mille Alu Baltic(Blue)， EPS从FAPACK接收，二甲苯从Sigma Aldrich购买。

粘度使用Brookfield CAP2000+低扭矩旋转粘度计来测定，该粘度计具有用于涂料的心轴3(25RPM)和用于二甲苯溶液的心轴1(200 RPM)。测量是在20摄氏度下进行20秒。

将100ml的涂料放入塑料罐中，涂料的粘度通过测量10次和计算平均值来确定。在第一设置中，将6mg的EPS添加至涂料中并搅拌。这样添加相当于添加一个EPS盒至650升涂料。对于另外添加60mg (总量66mg)和560mg(总量622mg)EPS，测量粘度并重复处理过程。

作为参考，EPS溶解在二甲苯中。第一次添加6mg，第二次添加62mg(总量68mg)，第三次添加620mg(总量688mg)，第四和最后一次添加5.76克(6.45g)。粘度确定为三次测量的平均值。结果在下面的表1和2中公开：

表1：有和没有EPS的涂料的粘度

*对应于在650升涂料中一个EPS盒。

表2：二甲苯溶液的粘度

**只有二甲苯的粘度，前两次添加量很低，以至于无法由可用设备来确定。

从结果中可以知道，将用于1kg美托咪啶的一个EPS容器添加至 650升涂料中将不会对粘度产生任何较大影响，且基本上不会影响涂料的粘度。因此，该研究支持使用发泡聚苯乙烯容器来溶解在基于二甲苯的涂料中，而基本不会对涂料质量产生不利影响的理论。通常认为，聚苯乙烯是一种无害和惰性的材料，因此聚苯乙烯适合用作可溶解包装材料。

具有图2A和图2B中的规格的全尺寸容器进行了将容器溶解在二甲苯中的测试。在这个具体测试中，容器为空的，因此表现出明显的浮力。当在涂料系统的生产过程中容器填充有要添加或供给的组分时，容器将更重，从而方便容器与二甲苯接触和随后溶解。与二甲苯接触的容器暴露的表面快速溶解，在30秒后，容器的底部部分局部溶解。当在涂料系统的生产过程中容器将填充有要添加或供给的组分时，组分将在该阶段从容器释放至溶剂中。容器连续溶解，2分钟后，容器中只剩有发泡聚苯乙烯的一些少量残余固体物质，聚苯乙烯几乎完全溶解在二甲苯中。

在实施例中，只公开了发泡聚苯乙烯与二甲苯相容性的测试。不过，本领域技术人员显然知道使用这些测试结果来发现其它有机液体，该有机液体有与二甲苯类似的溶解性，并适合用作涂料的基础液体。

上述实施例只是可以怎样使用本实用新型的一个实施例。容器的尺寸和形状可以变化。有螺纹和可拆卸的盖可以很容易地由另外类型的盖或可移除部件来替换，该盖或可移除部件可以重新关闭或不能重新关闭。容器还可以包括与聚苯乙烯不同的其它材料，以便提供容器的不同特性，特别是，容器基本可以合适地使用任何材料，只要该部分在容器添加至混合容器中以便生产涂料之前移除。