聚合物组合物的用途、用该聚合物组合物制造的板条箱以及制造该板条箱或托盘的方法与流程

1.本发明涉及板条箱，所述板条箱适用于盛装和运输容器，例如饮料瓶或罐，特别是啤酒瓶。


背景技术：

2.用于盛装和运输啤酒瓶的板条箱和托盘有多种形状和材料，并且已证明在啤酒瓶的包装和从啤酒厂运输到销售地点以及从销售地点运输到消费地点以及回到啤酒厂中是有效且高效的。
3.由于板条箱(和托盘)以各种方式运输—从啤酒厂到销售地点以货物运输，以及通常手动一件一件地放在汽车后备箱、自行车架上，还伴随着各种中途停留并且通常是通过粗暴的搬运，尤其是当板条箱盛装空啤酒瓶时，板条箱需要在抗冲击性、耐热性、抗拉强度、抗应力开裂性等方面满足相当严格的要求。此外，如果使用大量的板条箱，则这些板条箱优选是生产成本低、可重复使用和可回收的。
4.ep3135595、ep3015381和ep2311741公开了用于盛装瓶子的板条箱，这些板条箱通过注塑和/或发泡用高密度聚乙烯来制造。us2004/0253402公开了一种用透明聚碳酸酯制造的板条箱。
5.本发明的目标在于提供用于板条箱的替代材料配方，从而允许制造具有比现有聚合物板条箱更薄的壁的板条箱或托盘，同时保持甚至提高板条箱的强度；从而允许制造在使用寿命和回收利用方面具有更高的可持续性的板条箱，以及在抗冲击性、耐热性、抗拉强度和抗应力开裂性方面具有良好和潜在改进性能的板条箱或托盘，从而降低运输成本、生产成本和对环境造成的影响。
6.在回收方面，本发明的目标在于可通过从现有的板条箱再生根据本发明的板条箱或托盘而进行回收的聚合物组合物，以及用于相比现有的聚合物板条箱或者托盘增加回收循环的次数的这种聚合物组合物。


技术实现要素：

7.本发明通过提供用于制造板条箱或用于制造托盘的包含热塑性树脂、橡胶和功能填料的聚合物组合物来解决上述目标，其中所述聚合物组合物不包含聚酯，所述板条箱包括用于在其中容纳容器的槽阵列。
8.本发明还涉及一种托盘或板条箱，该板条箱包括用于在其中盛装容器的槽阵列，所述托盘或板条箱由包含热塑性树脂、橡胶和功能填料的聚合物组合物制成，其中所述聚合物组合物不包含聚酯。
9.此外，本发明涉及一种制造如上所述的板条箱或托盘的方法，包括：
[0010]-提供包含热塑性树脂、橡胶和功能填料的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物不包含聚酯；
[0011]-用所述聚合物组合物注塑模制板条箱或托盘或由所述聚合物组合物挤出材料片材并使所述材料片材热成型以获得所述板条箱或托盘。
[0012]
具体发明内容
[0013]
根据本发明的板条箱优选地包括盛装饮料瓶或罐、特别是啤酒瓶或罐的槽。根据本发明的托盘被定义为一种结构，该结构包括承载面和多个支撑件，所述多个支撑件配置为搁置在地面上，从而将承载面保持在高于地面的水平。
[0014]
优选地，板条箱或托盘由包含热塑性树脂、橡胶和功能填料的聚合物组合物制造，其中所述聚合物组合物不包含聚酯。
[0015]
热塑性树脂可以选自：聚烯烃、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚氨酯、三聚氰胺、聚乳酸和/或其组合。最优选地，热塑性树脂是高密度聚乙烯(hdpe)、聚丙烯(pp)或hdpe与聚乙烯(pe)和/或聚丙烯(pp)的共混物。
[0016]
聚合物组合物中的橡胶优选选自：苯乙烯基橡胶；聚烯烃基弹性体(poe)；丁腈橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、氯丁橡胶、聚异丁烯橡胶和丁基橡胶和/或其组合，特别是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物或由乙烯丙烯二烯单体(epdm)制成的橡胶。
[0017]
聚合物组合物优选包含小于30wt％的橡胶，更优选5wt％至10wt％的橡胶。
[0018]
聚合物组合物还包含选自以下的功能填料材料：滑石、硅氧烷、碳酸钙、炭黑和/或其组合。在使用滑石作为填料的情况下，优选聚合物组合物包含小于40wt％的滑石，优选为5wt％至30wt％的滑石。
[0019]
聚合物组合物可包括含量为0.5wt％至5wt％的润滑剂，优选的润滑剂是超高分子量硅氧烷。
[0020]
聚合物组合物可以包含顺丁烯二酸酐，优选含量为0.01wt％至0.05wt％的顺丁烯二酸酐。
具体实施方式
[0021]
本发明涉及板条箱或托盘，特别是用于运输诸如瓶或罐之类的饮料容器的聚合物板条箱或聚合物托盘。板条箱可以设计成多种形状，而传统的板条箱具有限定板条箱内腔的四个侧壁和底壁，以及多个从板条箱的底壁直立延伸并限定槽阵列的分隔壁，每个槽配置为盛装一个单个容器。在两个相对的侧壁中可以设置槽，该槽可以用作搬运板条箱的把手，而在底壁中或在侧壁中底壁的外边缘处，可以设置排水孔。
[0022]
可选地，由板条箱的侧壁限定的外表面可以设置有图形或另一类型的装饰。这种装饰可以以一种压花或在板条箱侧壁中的局部厚度变化(例如模内标签)、以印刷涂层(例如丝网印刷)或以粘附到侧壁或包裹侧壁的涂层来实施。
[0023]
根据本发明的板条箱或托盘是结构实体，该结构实体具有足以承载其自身重量加上数量等于在板条箱中提供的槽的装满的容器的重量的承载功能，即当板条箱盛满装满的容器时，用把手搬运板条箱时，板条箱保持其形状，并且这在-25℃至50℃的温度范围和0％至100％的湿度下保持至少10天。
[0024]
根据本发明的板条箱或托盘优选地是注塑模制的，其是一体成型的或者是以焊接或其他方式彼此连接的不同的部件形成的，从而形成板条箱。在其最简单的形式中，板条箱
侧壁、底壁和分隔壁由单一材料制成。
[0025]
根据本发明，使用包含热塑性树脂、橡胶和功能填料的聚合物组合物用于制造板条箱或托盘，其中所述聚合物组合物不包含聚酯。
[0026]
除了不是聚酯外，聚合物组合物中使用的热塑性树脂没有特别限制并且可以是任何常规的热塑性树脂。根据本发明优选的树脂是：聚烯烃，例如聚乙烯和聚丙烯；聚碳酸酯；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚氨酯、三聚氰胺、聚乳酸(pla)和/或其组合。最优选地，热塑性聚合物是高密度聚乙烯(hdpe)、聚丙烯(pp)或hdpe与聚乙烯和/或聚丙烯的共混物。热塑性树脂可以是原生树脂、回收树脂或原生树脂和回收树脂的混合物。优选地，聚合物组合物也不包含聚碳酸酯。
[0027]
聚合物组合物中的橡胶优选选自：苯乙烯基橡胶，例如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物；聚烯烃基弹性体(poe)；丁腈橡胶；丙烯腈-丁二烯橡胶；氯丁橡胶；和丁基橡胶和/或其组合。根据本发明的优选的橡胶是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物或由乙烯丙烯二烯单体(epdm)制成的橡胶。聚合物组合物中橡胶的含量优选低于30wt％，更优选为5wt％至10wt％。
[0028]
根据本发明，聚合物组合物不含聚酯，并且优选也不含聚碳酸酯，这定义为聚合物组合物中的聚酯以及可选的聚碳酸酯的水平低于检测水平，最优选聚合物组合物中不存在聚酯以及可选的聚碳酸酯。
[0029]
除了热塑性树脂和橡胶之外，根据本发明的聚合物组合物还包含选自以下的功能填料材料：滑石、硅氧烷、碳酸钙、炭黑和/或其组合。对于滑石，聚合物组合物中存在的量为优选小于40wt％的滑石，优选5wt％至30wt％的滑石，最优选10wt％至25wt％的滑石。对于滑石，分散在聚合物组合物中的平均粒径(d50)优选为4μm至8μm，最优选为约6μm，d95优选为12μm至18μm，更优选为15μm至16μm。
[0030]
聚合物组合物可进一步包含润滑剂，优选超高分子量硅氧烷(uhmw-硅氧烷)，例如，dow corning mb50-002，uhmw-硅氧烷的量优选为聚合物组合物的0.5wt％至5wt％。
[0031]
此外，聚合物组合物优选包含增容剂，例如顺丁烯二酸酐，更具体地，与存在于聚合物组合物中的热塑性树脂等级匹配的顺丁烯二酸。对于基于hdpe的热塑性树脂，优选hdpe等级的顺丁烯二酸，例如由exxon mobil商业化的exxelor pe1040。聚合物组合物中顺丁烯二酸的量优选为0.01wt％至0.05wt％。顺丁烯二酸酐的存在特别需要与滑石的存在相结合。
[0032]
可以添加到用于制造根据本发明的板条箱或托盘的聚合物组合物中的其他成分包括：颜料、增强纤维、粘土等。
[0033]
聚合物组合物的所有成分是混合的并且均匀分布在混合物中。可选择地，热塑性材料与母料混合，母料包括滑石和橡胶以及可选的其他添加剂(例如增容剂、着色剂
……
)。
[0034]
热塑性树脂可以是原生材料或回收树脂，例如来自研磨根据本发明的使用过的板条箱。根据本发明，这种回收树脂可以原样用于制造新的板条箱或托盘，或者可以补充包含滑石和橡胶的母料以达到其在最终组合物中所需的水平。用原生热塑性树脂部分替代回收材料也是可能的。
[0035]
除了整体回收板条箱或托盘(在多个后续回收循环中，其中回收使用过的回收的板条箱或托盘以生产新的板条箱)，根据本发明的聚合物组合物还可用于修复损坏的板条
箱或托盘，例如通过填充划痕或更换损坏的部件。
[0036]
用于聚合物组合物的配方示例有：
[0037]
配方1：
[0038]
80wt％hdpe(hdpe holstalen gc 7260ls-lyondellbasell)
[0039]
10wt％滑石(talc imerys steamic t1ca-imerys))
[0040]
5wt％sbs橡胶(styroflex 2g66-ineos)
[0041]
3wt％顺丁烯二酸酐母料(exxelor pe1040-exxon mobil-包含0.79wt％顺丁烯二酸酐的母料)
[0042]
2wt％uhmw硅氧烷-pe母料(mb50-002-dow corning-包含50wt％uhmw硅氧烷的母料)
[0043]
配方2：
[0044]
65w％hdpe(hdpe holstalen gc 7260ls-lyondellbansell)
[0045]
25wt％滑石(talc imerys steamic t1ca-imerys))
[0046]
5wt％sbs橡胶(styroflex 2g66-ineos)
[0047]
3wt％顺丁烯二酸酐母料(exxelor pe1040-exxon mobil-包含0.79wt％顺丁烯二酸酐的母料)
[0048]
2wt％uhmw硅氧烷-pe母料(mb50-002-dow corning-包含50wt％uhmw硅氧烷的母料)
[0049]
根据本发明，使用上述聚合物组合物来制造板条箱的至少一部分，优选地至少用于制造板条箱的侧壁和底壁，最优选地用于制造板条箱的侧壁、底壁和分隔壁，或托盘。
[0050]
制造板条箱或托盘的这些部件的优选方法是通过提供聚合物组合物并由该聚合物组合物注塑模制板条箱或板条箱部件。这可以在单个注塑模制步骤中或在不同的注塑模制步骤中实现，之后通过焊接、包覆成型、胶合或任何其他合适的接合步骤将不同的部件接合在一起。
[0051]
可选择地，板条箱或托盘可以通过以下来制造：由所述聚合物组合物挤出材料片材，随后使所述材料片材热成型，以获得所述板条箱或其部件。
[0052]
实施例
[0053]
根据配方1和配方2，通过在单个注塑模制步骤中注塑模制侧壁、底壁和分隔壁来制造板条箱。
[0054]
配方1和2均用于注塑模制80*80*2mm3且具有哑铃形状的板(用于拉伸测试-astm d638)。对具有哑铃形状的板形进行了大量测试，包括拉伸测试(astm d638)、压缩性能测试(astm d695)、洗涤剂老化后的抗应力开裂性(通过在80℃下将板浸入2％teepol溶液中4小时进行老化，老化后目视检查开裂、起泡或变形)、耐热应力开裂性(通过在95℃下加热板72小时进行老化，老化后目视检查开裂、起泡或变形)，密度测量(astm d792(2008)&din 53479)。
[0055]
发现由配方1和2制造的测试样本符合板条箱的要求。
[0056]
对于板条箱回收，可以使用不同的常规技术，例如机械研磨。然后，可以在随后的几个回收循环中将回收的化合物注塑模制，而板条箱仍然符合市场使用所需的规格。