Противокоррозионное защитное изделие

Полезная модель относится к  средствам временной противокоррозионной защиты металлов и металлоизделий, в частности к ингибированным упаковочным материалам, и может быть использована для защиты металлических изделий и конструкций от атмосферной коррозии на период хранения, транспортировки или межоперационной защиты.
Известны различные бумаги с пропиткой противокоррозионными составами для оборачивания металлических изделий при транспортировке и хранении, например, бумаги типа УНИК, УНИ 22-80 по ГОСТ 16295-93.
Недостатком таких бумаг является их низкая прочность и невысокое сопротивление разрыву и проколу. Бумаги легко рвутся и перетираются в процессах перевалки, обладают низкими экранирующими свойствами. Кроме этого, они непрозрачны и не позволяют осматривать внешний вид изделия. Лучшие результаты получаются при армировании бумажной основы полимерной сеткой или при замене бумаги на полимерные пленки.
Известны однослойные (многослойные) упаковочные материалы в виде полимерной пленки, изготовленной в форме рукава, полурукова или полотна толщиной от 25 до 250 мкм, за счет соэкструзии, каширования, ламинирования, в состав которых вводятся комплексы летучих ингибиторов атмосферной коррозии. Это известные материалы Zerust, Cortec (например, пленка VpCI-126) и другие.
Основным недостатком практически всех известных пленок является то, что в состав комплекса летучих ингибиторов входят опасные для человека и природы компоненты (в частности, молибдаты, хроматы, нитриты), не удовлетворяющие современным требованиям защиты окружающей среды. Кроме того, эти ингибиторы и материалы на их основе достаточно дорогие.
Известен материал для упаковки с летучим ингибитором коррозии по патенту РФ №2287466 [1], включающий шестикомпонентный комплекс ингибиторов Cesa-Cor 9103 (0,1-0,5%), хромат циклогексиламина (1,0-2,0%), поглотитель кислорода SchelfplusO 2 2400 (2,0-10,0%), полиэтилен высокой плотности FL 5580 (10,0-40,0), полиэтилен низкой плотности - остальное.
Недостатки те же: пленка содержит высокотоксичный хромат циклогексиламина и сложна по составу ингибирующих и базовых материалов. Кроме этого, срок защиты металлоизделий такими пленками недостаточен для складского хранения, особенно в условиях повышенной влажности и воздействия атмосферных факторов, а также использование  летучих ингибиторов коррозии (ЛИК) с повышенным давлением паров. Иначе любое случайное повреждение пленки приводит к падению давления пара ингибитора и ослаблению или прекращению защиты.
2
2
2
2
Известно антикоррозионное упаковочное изделие по патенту на полезную модель №91980 [2] по второму варианту, которое  представляет из себя гибкий композитный лист, состоящий из основы выполненной,  из воздухопроницаемой прочной бумаги, ингибированной крепированной бумаги, крафт-бумаги, плотностью от 70 до 150 г/м, с содержанием ингибитора на водной основе от 3 до 6 г/м; без армирующей сетки (по второму варианту);  покрывного слоя, выполненного из молекулярно ориентированной полиэтиленовой пленки, металлизированной молекулярно ориентированной полиэтиленовой пленки плотностью от 45 до 60 г/м или выполненного из рукава молекулярно ориентированной полиэтиленовой пленки плотностью от 90 до 115 г/м; основа и покрывной слой соединены между собой термоклеем, нанесенным на основу пятнами или сплошным слоем, с образованием эластичного листа, выполненного с обрезанными краями.
Недостатками этого изделия также являются:
узость функциональных возможностей из-за применения термоусадочной пленки, поскольку под воздействием температуры  пленка усаживается и создает напряжение в упаковке,  что приводит к линейному разрыву при физической нагрузке на упаковку;
в силу того, что указанные упаковочные материалы применяют  в основном для упаковки металлопродукции, пленка без термоусадочных характеристик более эффективна, так как отсутствует необходимость в ожидании охлаждения упаковываемого материала до нужной температуры, чтобы пленка не давала усадку и сохраняла свои изначальные характеристики;
2
низкая степень крепирования, что уменьшает эластичность материала (способность растягиваться), а так же уменьшает рабочую поверхность бумаги на 1 м и не позволяет в достаточной степени испаряться ингибитору и абсорбировать влагу из объема упакованного изделия;
использование этого изделия в листах  приводит: к большему расходу, а так же не качественной герметизации габаритных грузов, которые при упаковке требуют расхода более одного листа, так как листы необходимо соединить между собой; небольшое содержание ингибитора в бумаге-основе, а как известно ингибитор имеет свойство улетучиваться и при длительном хранении упаковочного изделия концентрация ингибитора уменьшается;
так же испарению ингибитора способствует хранение упаковочного изделия в листах, а не в рулоне. Это способствует менее эффективной защите от атмосферной коррозии.
По совокупности существенных признаков известное антикоррозионное упаковочное изделие [2] является наиболее близким к заявляемому техническому решению.
Отличие заявляемого технического решения:
Основа - мешочная бумага;
отсутствует  армирующая сетка;
покрывной слой выполнен из не молекулярно ориентированной,  трехслойной  полиэтиленовой пленки, толщиной от 30 микрон до 48 микрон;
использован  клей постоянной липкости;
увеличенное содержание ингибитора.
Техническим результатом является расширение  арсенала  антикоррозионных материалов для упаковки  изделий.
2
2
Технический результат достигается тем, что противокоррозионное защитное изделие, содержащее бумажную основу с  ингибитором коррозии  и покрывной слой из  полиэтиленовой пленки, соединенные между собой  клеем, выполнено в виде полотна, при этом бумажная основа выполнена   из крепированной бумаги плотностью от 110 до 140 г/м, изготовленной из мешочной бумаги с  прочностью на разрыв не менее 770 мН,   со слоем ингибитора коррозии от 7 до 35 г/м;  покрывной слой выполнен из трехслойной    полиэтиленовой пленки, толщиной от 30 микрон до 48 микрон,  а в качестве клеевого слоя использован клей постоянной липкости на основе термопластичных каучуков.  При этом  полотно выполнено с удлинением  до разрыва   50–90 % .
При этом полотно выполнено длиной не менее 20 м, без обрезки кромок, смотанным в рулон.
Фигуры чертежей.
Фиг.1- схема противокоррозионного  защитного полотна.
Фиг.2 – схема установки по изготовлению противокоррозионного защитного полотна.
Раскрытие полезной модели.
Противокоррозионное защитное изделие выполнено из основы 1 и покрывного слоя 2, соединенных клеевым слоем 3 (фиг.1), в виде полотна, с длиной полотна не менее 20 метров (п. 30 ГОСТ 17057-86 «Производство бумаги и картона»), без обрезки кромок (п. 25 ГОСТ 17057-86 «Производство бумаги и картона»)  и  смотанным в рулон.
2
Противокоррозионное защитное полотно содержит основу 1  из крепированной бумаги плотностью от 110 до 140 г/м.
2
Бумага-основа выполнена  из крепированной бумаги (п. 43 ГОСТ 17057-86 «Производство бумаги и картона») плотностью от 110 до 160 г/м . Изготовлена из мешочной бумаги по ГОСТ 2228-81 «Мешочная бумага» с высокой  прочностью на разрыв - с абсолютным сопротивлением раздиранию в машинном направлении, равном  770 мН .
Мешочная бумага (ГОСТ 2228-81) - прочная высококлееная бумага из небеленой сульфатной целлюлозы, которая может быть подвергнута специальной поверхностной обработке или обработке в массе для придания защитных свойств или повышения прочности во влажном состоянии, применяемая для изготовления мешков.
2
Бумага-основа пропитана ингибитором коррозии от 7 до 35 г/м  в соответствии с ГОСТ 16295-93 «Бумага противокоррозионная». В качестве ингибиторов содержит летучие ингибиторы коррозии (ЛИК) - классы органических соединений, способных замедлять окислительные реакции и при этом обладающих оптимальным давлением насыщенных паров и способностью к хемосорбции на поверхности черных и цветных металлов.
Бумага ингибированная, крепированная (ГОСТ 8828-89) - бумага подвергнутая упрочнению путем крепирования (creping) - обработке бумаги на крепировальной машине или на лощильном цилиндре бумагоделательной машины для получения на бумажном полотне мелких поперечных складок.
Покрывной слой 2 выполнен из трехслойной полиэтиленовой пленки. Он может быть выполнен из пленки окрашенной в цвета или не окрашенной, с нанесенной цветной и черно-белой флексопечатью или без флексографической печати, с добавлением светостабилизаторов и модификаторов.
Пленка является  изотропной, т.е.   молекулярные цепи и сегменты не имеют предпочтительного направления расположения в пространстве. Их принято называть неориентированными или просто пленками.
Покрывной слой  изготовлен из пленки по ГОСТ  10354-82 «Пленка полиэтиленовая» толщиной от 30 микрон до 48 микрон,  изготовленной методом соэкструзии на трехслойной формирующей головке с тремя экструдерами. С относительным  растяжением при разрыве 1000 % в поперечном направлении  и 700 % продольном направлении. Прочность при растяжении, МПа в продольном направлении – 51, в поперечном направлении – 45. Прочность на раздир  по Эльмендорфу, г. в продольном направлении – 750, в поперечном направлении – 1150.
Клеевой слой выполнен из клея-расплава 3 постоянной липкости на основе термопластичных каучуков и  нанесен клеевыми модулями между слоем 1  крепированной бумаги, пропитанной ингибитором, и покрывным слоем 2 (фиг.1).
Клей использован по ГОСТ 28780-90 «Клеи полимерные», на основе термопластичных каучуков, обладающий постоянной липкостью и мгновенно склеивающий при приложении давления, нанесен клеевыми модулями, между слоем крепированной бумаги со слоем ингибитора (не показан)  и слоем полиэтиленовой пленки.  Может быть использован, например, клей-расплав Technomelt EM 357 (фирма Henkel).
Изготовление противокоррозионного защитного изделия.
Установка по изготовлению противокоррозионного защитного полотна  содержит (фиг.2):
4- раскат  для бумаги основы,
5 -ванна пропитки ингибиторами коррозии,
6 – сушильный янки-цилиндр для крепирования бумаги основы,
7 -крепирующее лезвие,
8 – цилиндр досушки,
9 - станция клеенанесения, головки клеенанесения,
10 -раскат для пленки,
11- накат  для готовой продукции.
Технологический процесс изготовления противокоррозионного защитного полотна осуществляется следующим образом.
На раскат 4  устанавливают бумагу-основу. Далее бумагу пропитывают ингибитором коррозии в ванне пропитки 5. Затем бумага-основа со слоем ингибитора поступает на янки-цилиндр 6, где высушивается и крепируется, крепирующим лезвием 7, и поступает на  цилиндр досушки 8. После просушки к бумаге-основе со слоем ингибитора приклеивают пленку полиэтиленовую. Пленка поступает с раската 10 для пленки на станцию 9  клеенанесения, где поступающим через головки  клеем-расплавом  ее приклеивают к бумаге-основе. Клеевой слой, выполненный из клея-расплава 3 постоянной липкости на основе термопластичных каучуков, наносят клеевыми модулями между слоем 1  крепированной бумаги, пропитанной ингибитором, и покрывным слоем 2. Слой пленки 1 и слой крепированной бумаги 2  растягивают в продольном направлении, склеивая  клеем постоянной липкости, сматывают  на накат 11 в рулон с натяжением полотна.  При достижении нужного диаметра рулон отрезают и увозят на склад готовой продукции. Рулоны изготавливают различной ширины и длины, предпочтительная длина не менее 20 метров.
Перед упаковкой, противокоррозионное защитное полотно разматывают, и материал стабилизируется, происходит сжимание крепированной бумаги и получение поперечных складок на полиэтиленовой пленке (фиг.1).
Готовый продукт представляет из себя противокоррозионное защитное полотно, смотанное в рулон более 20 метров, с необрезанными краями, состоящее из  слоев  полиэтиленовой пленки, клеевого слоя, бумаги- основы, слоя ингибитора коррозии.
Защищаемый предмет обертывают и размещают на стеллаже или ином оборудовании для хранения или транспортирования,
Существенные признаки полезной модели позволяют повысить эффективность защитных свойств,  противокоррозионного защитного полотна, таких как: повышенная прочность и эластичность  за счет применения бумаги-основы с увеличенной прочностью на разрыв.
2
Большая степень крепирования полотна бумаги 50 – 90 %, имеющего большую рабочую поверхность бумаги на 1 м рабочая поверхность при такой степени крепирования составляет от 1,50 до 1,90 м/п, что позволяет лучше испаряться ингибитору и абсорбировать влагу из объема упакованного изделия.
Заявляемое полотно имеет увеличенное удлинение изделия до разрыва: относительное удлинение при растяжении в машинном направлении 50–90 %  за счет дополнительных складок слоя пленки относительно слоя крепированной бумаги  (dL при Fmax,% на 20-30% больше, чем у прототипа). При этом создается эффект свободной пленки: во время упаковки продукции при растяжении материала первой растягивается крепированная бумага,  что позволяет пленке  находится в ненапряженном состоянии и выдерживать большие нагрузки при растяжении, что является очень важным свойством применительно к упаковочным изделиям.
2
2
Бумага-основа из крепированной бумаги плотностью от 110 до 140 г/м2 изготовлена из мешочной бумаги с наибольшей прочностью на разрыв - абсолютное сопротивление раздиранию в машинном направлении 770 мН, пропитана ингибитором коррозии от 7 до 35 г/м, а не от 3 до 6 г/м (как в прототипе), наибольшая концентрация которого позволяет более эффективно защищать упакованное изделие от атмосферной коррозии в период хранения и транспортировки, с образованием полотна смотанного в рулон длинной более 20 метров, без обрезки кромок, а не с образованием эластичного листа, выполненного с обрезанными краями.
2
Большая степень крепирования полотна бумаги, чем у прототипа, имеющего большую рабочую поверхность бумаги на 1 м  рабочая поверхность при такой степени крепирования составляет от 1,50 до 1,90 м/п, что позволяет лучше испаряться ингибитору и абсорбировать влагу из объема упакованного изделия.
Полиэтиленовая пленка создает, барьерный слой, препятствует попаданию влаги внутрь упакованного изделия, а также препятствует улетучиванию ингибитора из упаковки. Покрывной слой из трехслойной прочной  полиэтиленовой пленки, толщиной от 30 микрон до 48 микрон тоньше, чем у прототипа, что позволяет говорить о увеличении прочности, так как трехслойная пленка имеет более высокую прочность  и эластичность по сравнению с однослойной;
клей - расплав постоянной липкости на основе термопластичных каучуков, который удерживает пленку на крепированной бумаге от смещения, в случае натяжения отлипает, не деформируя пленку, и прилипает вновь, после прекращения натяжения, что повышает надежность соединения бумаги основы и полиэтиленовой пленки.
Примеры конкретного применения.
2
2
Пример 1. Противокоррозионное защитное изделие выполнено в виде полотна,  содержит бумажную основу с  ингибитором коррозии  и покрывной слой из  полиэтиленовой пленки, соединенные между собой  клеем. Бумажная основа выполнена   из крепированной бумаги плотностью  110 д  г/м, изготовлена из мешочной бумаги с  прочностью на разрыв   770 мН,   со слоем ингибитора коррозии 7  г/м;  покрывной слой выполнен из трехслойной   полиэтиленовой пленки  толщиной   30 микрон. В качестве клеевого слоя использован клей постоянной липкости на основе термопластичных каучуков, например, клей-расплав Technomelt EM 357 (фирма Henkel). Полотно выполнено прочностью по удлинению  до разрыва  50  % . Полотно выполнено длиной  20 м, без обрезки кромок, смотанным в рулон.
2
2
Пример 2. Противокоррозионное защитное изделие выполнено в соответствии с примером 1, однако бумажная основа выполнена   из крепированной бумаги плотностью    140 г/м,со слоем ингибитора коррозии 35 г/м; покрывной слой выполнен из трехслойной   полиэтиленовой пленки  толщиной  48  микрон.
Пример 3. Противокоррозионное защитное изделие выполнено в соответствии с примерами 1 и 2, однако полотно выполнено с прочностью по удлинению  до разрыва  90%.
Пример 4. Противокоррозионное защитное изделие выполнено в соответствии с примерами 1 и 2, однако полотно выполнено с прочностью по удлинению  до разрыва  75%.
2
2
Пример 5. Противокоррозионное защитное изделие выполнено в соответствии с примером 1, однако однако бумажная основа выполнена   из крепированной бумаги плотностью    100 г/м,со слоем ингибитора коррозии 15 г/м; покрывной слой выполнен из трехслойной   полиэтиленовой пленки  толщиной  20  микрон. Полотно выполнено с прочностью по удлинению  до разрыва  70 %.
Промышленная применимость.
Заявляемая полезная модель - противокоррозионное защитное полотно является эффективным  упаковочным изделием, которое расширяет арсенал антикоррозионных упаковочных средств и позволяет  защищать широкий спектр  металлических изделий и конструкций от атмосферной коррозии при  их хранении и транспортировке.
Источники информации.
1.Патент  РФ №2287466 Материал для упаковки с летучим ингибитором коррозии, опубликовано: 20.11.2006.
2. Патент РФ на полезную модель №91980 Антикоррозионное упаковочное изделие, опубликовано: 10.03.2010- наиболее близкий аналог .