TWI408085B

TWI408085B - 金屬材之包裝結構

Info

Publication number: TWI408085B
Application number: TW100109943A
Authority: TW
Inventors: Wenchang Liao; Chinhai Shen; Senthann Shen
Original assignee: China Steel Corp
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2013-09-11
Also published as: TW201238858A

Description

金屬材之包裝結構

本發明是有關於一種金屬材之包裝結構，且特別是有關於一種降低水分進入包裝材內部並可吸附金屬材夾層中之水分，進而防止金屬材銹蝕或氧化之金屬材之包裝結構。

在金屬材之運送過程中，為了確保金屬材送至客戶端時的品質，需先針對金屬材進行包裝，藉以隔離外部環境因素對於金屬材之影響，進而避免或減少金屬材送達客戶端時產生如銹蝕或氧化等影響金屬材品質之缺陷。

在習知技術中，通常係以多片具備防水功能且塗覆有化學氣相揮發劑[可稱之為氣相防銹劑或氣相緩蝕劑(Vapor Corrosion Inhibitor；VCI)]之紙類包裝材進行包裝。然而，在包裝過程中，經常會發生多片紙類包裝材之間密合度不佳，或由於金屬材尖銳之切割邊緣割破紙類包裝材，致使外界環境中之水分進入包裝材內部，進而導致金屬材產生銹蝕或氧化等缺陷。

因此，需要一種新式之金屬材之包裝結構，藉以克服上述之缺點。

因此，本發明之目的係在提供一種金屬材之包裝結構，利用吸水性較佳之內層包裝材來吸附金屬材夾層中之水分。此外，利用線性延伸率較大之外層包裝材來降低金屬材尖銳之切割邊緣割破包裝材之機率，進而防止水分進入包裝材內部。因此，藉由上述之內外層包裝材可減少被包裝之金屬材產生銹蝕或氧化等缺陷的機率。

根據本發明之一實施例，提供一種金屬材之包裝結構，其中金屬材之包裝結構係用以包裝一金屬材。此金屬材之包裝結構包含第一包裝材及第二包裝材。上述第一包裝材與金屬材接觸並完全包覆金屬材，其中第一包裝材之線性延伸率大於1%，且第一包裝材可吸收水分之重量係大於或等於第一包裝材自身重量之0.5%。而第二包裝材與第一包裝材接觸並完全包覆第一包裝材，其中第二包裝材之線性延伸率係大於10%，且第二包裝材可吸收水分之重量係小於或等於第二包裝材自身重量之0.1%。

根據本發明之另一實施例，在上述金屬材之包裝結構中，第一包裝材具皺摺型態。

根據本發明之又一實施例，在上述金屬材之包裝結構中，第二包裝材係多孔隙組織材料，且具有透氣撥水之功能，藉以使得包覆於第二包裝材之內的水蒸氣分子能夠蒸發至第二包裝材之外，且防止第二包裝材之外的水分子進入第二包裝材之內。

根據本發明之又一實施例，在上述金屬材之包裝結構中，第一包裝材為長條狀，且第一包裝材區分成多個區段，其中每個區段具有相鄰之第一側邊與第二側邊，第一側邊與此些區段其中相鄰之另一者接合。此外，每個區段具有鄰設於第二側邊之一區域，此區域係由上述此些區段其中相鄰之另一者覆蓋，使得第一包裝材係以捲繞方式包覆上述之金屬材。

根據本發明之再一實施例，在上述金屬材之包裝結構中，第二包裝材為長條狀，且第二包裝材區分成多個區段，其中每個區段具有相鄰之第一側邊與第二側邊，第一側邊與此些區段其中相鄰之另一者接合。此外，每個區段具有鄰設於第二側邊之一區域，此區域係由上述此些區段其中相鄰之另一者覆蓋，使得第二包裝材係以捲繞方式包覆上述第一包裝材。

本發明之優點為：藉由具備不同線性延伸率及吸水性之內外包裝材來包覆金屬材，可有效降低減少被包裝之金屬材產生銹蝕或氧化等缺陷的機率，進而可提升送達客戶端之金屬材的品質，並提高金屬材之利用率。

請參照第1A至2圖，其中第1A至1E圖係繪示根據本發明之一實施例之以包裝材包覆金屬材過程中之各個階段的俯視示意圖，第1F圖係繪示沿著第1E圖中之割線1F-1F切割之剖面示意圖，而第2圖係繪示根據第1A至1F圖所示之包覆方式進行包覆後之金屬材之包裝結構100的剖面示意圖。根據第2圖所示之結構可知，金屬材之包裝結構100係用以包覆金屬材102，其中金屬材之包裝結構100包含第一包裝材104以及第二包裝材106。

如第1A圖所示，首先將金屬材102置放於第一包裝材104上。接著，如第1B圖所示，將第一包裝材104之一部分摺疊，以覆蓋部分之金屬材102。隨後將與第一包裝材104上述部分相對的另一部分摺疊，藉此完全覆蓋金屬材102，進而形成如第1C圖所示之結構。此外，更以膠帶108黏合第一包裝材104之此二部分。然而，在其他實施例中，亦可使用如膠水等其他方式來黏合第一包裝材104的此二部分。接著，依照第1D圖中之箭頭所示之方向，將第1D圖中第一包裝材104左右二端摺疊。最後，以膠帶108黏合上述第一包裝材104之左右二端，形成如第1E圖所示之結構。

在完成如上所述之包覆之後，第一包裝材104係與金屬材102接觸，且第一包裝材104完全包覆金屬材102。此外，第一包裝材104之線性延伸率係大於1%，亦即將第一包裝材104沿著一特定方向拉伸時，其拉伸後之長度扣除掉原始長度之數值，需佔原始長度之數值的1%以上。再者，為了能夠有效地吸收依附於金屬材102上的水分，上述第一包裝材104可吸收水分之重量(可稱之為吸收率)係大於或等於第一包裝材104自身重量的0.5%。

在將第一包裝材104包覆於金屬材102之後，再以如上所述之包覆方式(對應於第1A至1E圖之包覆方式)進行第二包裝材106(參見第2圖)的包覆，以將第二包裝材106包覆於第一包裝材104之上。如第2圖所示，上述第二包裝材106與第一包裝材104接觸，且第二包裝材106完全包覆第一包裝材104。

申請人經觀察後發現，金屬材尖銳之切割邊緣之所以容易割破包裝材，其中主要原因在於包裝材之延伸率不足。根據以上所述，為了避免金屬材102尖銳之切割邊緣割破第一包裝材104之後，進而割破第二包裝材106，故第二包裝材106之線性延伸率需大於10%。另外，為了防止外在環境所包含之水分進入第二包裝材106之內，進而使得其中之金屬材102產生銹蝕或氧化，故第二包裝材106可吸收水分之重量需小於或等於第二包裝材106自身重量的0.1%。在特定之實施例中，第二包裝材106可例如為具有優良延伸性之PE膜。

請參照第3圖，其係繪示根據本發明之另一實施例之金屬材之包裝結構的部分剖面示意圖。在本實施例中，金屬材之包裝結構100a係類似於第1A至1F圖所示之金屬材之包裝結構100，故以下僅就金屬材之包裝結構100a與金屬材之包裝結構100之間差異部分加以說明，相同部分即不再加以贅述。在金屬材之包裝結構100a中，其包含有第一包裝材104a及第二包裝材106，其中第一包裝材104a具有如第3圖所示之皺摺型態。第一包裝材104a採用具有皺摺型態可提供金屬材102緩衝功能，避免不經意之輕微碰撞對於金屬材102所導致之輕微的扭曲變形。在特定之實施例中，具有皺摺型態之金屬材102可為皺紋紙。

在一實施例中，金屬材之包裝結構中的第一包裝材可為纖維編織物。而在另一實施例中，金屬材之包裝結構中的第一包裝材可為具有多孔隙組織材料。

此外，在一特定之實施例中，為了更有效地去除包覆過程中附著於金屬板之水分，同時有效地防止外部環境之水分進入包裝材之中，金屬材之包裝結構中的第二包裝材為多孔隙組織材料，且具有透氣撥水之功能。其中第二包裝材之透氣功能使得包覆於此第二包裝材之內的水蒸氣分子能夠蒸發至此第二包裝材之外，而第二包裝材之撥水功能可防止此第二包裝材之外的水分子進入包裝材之內。

在一特定之實施例中，為了更有效地防止包覆過程中附著於金屬板之水分對金屬板產生銹蝕或氧化作用，第一包裝材或第二包裝材更塗覆有防銹劑。而在另一實施例中，上述防銹劑為VCI。

請參照第4A及4B圖，其係分別繪示根據本發明之另一實施例之以捲繞方式包覆金屬材之俯視示意圖及第4A圖中之第一包裝材展開後的俯視示意圖。在此一實施例中，為了圖式的清楚起見，故僅於第4A圖中繪示金屬材之包裝結構中的金屬板102及第一包裝材104b，而第二包裝材則未繪示於其中。熟悉此技藝者在參考以下之說明後，當可輕易明白如何以相同之方式將第二包裝材包覆於第一包裝材104b之上。如第4B圖所示，第一包裝材104b為長條狀，且第一包裝材104b區分成多個區段110，其中每個區段110具有相鄰之第一側邊110a與第二側邊110b，此第一側邊110a與多個區段110其中相鄰之另一者接合。

此外每個區段110更具有鄰設於第二側邊110b之區域110c。當第一包裝材104b以如第4A圖所示之結構將金屬板102包覆時，每個區段110之區域110c係由上述多個區段110其中相鄰之另一者所覆蓋，亦即使得第一包裝材104b係以捲繞方式包覆上述金屬材102。

在將第一包裝材104b以如上所述之捲繞方式包覆上述金屬材102之後，接著以相同之方式將第二包裝材(未繪示)包覆於第一包裝材104b之上。

在特定之實施例中，以上所述之實施例中之金屬材可為煉鋼廠所生產之鋼捲[參見附件4(a)及(b)]。

以下則以實際實施例更具體地說明本發明，惟本發明的範圍不受此些實施例限制。

實施例1

首先，取厚度為0.5公分，長度與寬度分別為10公分與5公分的冷軋板三片，以鹼性清潔劑於90±5℃之溫度下對冷軋板進行浸洗(亦即對冷軋板進行脫脂處理)。接著，以自來水以及去離子水清洗，最後再以空氣槍吹乾。

接著將上述三片冷軋板堆疊在一起，使用皺紋紙(線性延伸率為5~8%，吸水率實質為40%)以上述第4A與4B圖所示之捲繞方式包覆冷軋板。完成皺紋紙之包覆後，再以相同之方式將PE膜(線性延伸率為200~240%，吸水率實質小於0.01%)包覆於皺紋紙之上。

隨後將包覆好之冷軋板送至實驗室進行實驗。在實驗室中，溫度與溼度之變化則如第5圖所示。以24小時為一個循環持續對包覆好之冷軋板進行試驗，並於第7、14、21、30、40、50及60天取出檢視，記錄其銹蝕情況。

在依照第5圖所示之溫度與溼度變化進行了60個循環(60天)之試驗後，將冷軋板由包裝材中取出，檢視其狀況。如附件1(a)至(d)所示，由附件1(a)可以看出，包裝材並無任何破損。在將包裝材拆除時[附件1(b)]，檢視其中是否有水分侵入包裝材之中，發現並無任何水分侵入。接著檢視冷軋板之銹蝕情況，如附件1(c)所示，內層並無銹蝕點，表面光滑。此外，如附件1(d)所示，外層亦無銹蝕點，表面光滑。

實施例2

除了包覆方式不同於實施例1之包覆方式之外，實施例2之實驗條件全部等同於實施例1，其中實施例2係依照第1A與1E圖所示之方式包覆冷軋板。

實驗後發現，實施例2之包覆方式可通過依照第5圖所示之溫度與溼度變化所進行之20個循環試驗而不會在冷軋板上產生銹蝕點。在經過20個循環試驗之後，將冷軋板由包裝材中取出，檢視其狀況。如附件2(a)至(d)所示，由附件2(b)可以看出，皺紋紙並無透水濕潤之現象。在將包裝材拆除時[附件2(c)]，檢視其中是否有水分侵入包裝材之中，發現並無任何水分侵入。接著檢視冷軋板之銹蝕情況，如附件2(d)所示，外層無銹蝕點，表面光滑。

比較例1

除了包裝材不同於實施例2之包裝材之外，比較例1之實驗條件全部等同於實施例2，其中比較例1係以表面具有強化編織且塗覆有VCI的牛皮紙材來包覆冷軋板。

實驗後發現，比較例1之冷軋板在經過依照第5圖所示之溫度與溼度變化所進行之7個循環試驗即開始產生銹蝕之狀況。在經過7個循環試驗之後，將冷軋板由包裝材中取出，檢視其狀況。如附件3(a)至(c)所示，由附件3(a)可以看出，在三冷軋板之夾層中產生大範圍細小的銹蝕點。根據附件3(b)所示，在距離冷軋板邊緣0.5公分至1公分的範圍內，由於VCI由牛皮紙材上揮發後覆蓋於其上之故，因此並未產生銹蝕點。此外，根據附件3(c)所示，冷軋板與塗覆有VCI的牛皮紙材接觸之部分完全沒有銹蝕點。

比較例2

除了冷軋板之處理方式不同於比較例1之處理方式之外，比較例2之實驗條件全部等同於比較例1，其中比較例2之冷軋板係由鋼捲裁切至所需大小後，以空氣槍吹除表面顆粒(亦即保留鋼捲上之油脂，故可稱之為塗油處理)，接著即以包裝材進行包覆。

實驗後發現，比較例2之冷軋板在經過依照第5圖所示之溫度與溼度變化所進行之30個循環試驗即開始產生銹蝕之狀況。

相較於比較例1，由於比較例2之冷軋板上具有油脂，因此能夠延緩產生銹蝕點之時間。

比較例3

除了包裝材不同於實施例2之包裝材之外，比較例3之實驗條件全部等同於實施例2，其中比較例3係僅以PE膜來包覆冷軋板。

實驗後發現，比較例3之冷軋板在經過依照第5圖所示之溫度與溼度變化所進行之7個循環試驗即開始產生銹蝕之狀況。

相較於實施例2，由於比較例3之冷軋板少了皺紋紙的包覆，因此較快產生銹蝕點。

比較例4

除了冷軋板之處理方式不同於比較例3之處理方式之外，比較例4之實驗條件全部等同於比較例3，其中比較例4之冷軋板係以鹼性清潔劑於90±5℃之溫度下對冷軋板進行浸洗。接著，以自來水以及去離子水清洗，然後再以空氣槍吹乾。最後，將冷軋板放入110℃烘箱中三小時，藉以烘乾並去除水分(亦即對冷軋板進行上述實施例1之脫脂處理以及熱風烘乾處理)。

實驗後發現，比較例4之冷軋板在經過依照第5圖所示之溫度與溼度變化所進行之21個循環試驗即開始產生銹蝕之狀況。

相較於比較例3，由於比較例4之冷軋板更進行了烘乾去除水分之動作，因此能夠延緩產生銹蝕點之時間。

比較例5

除了包覆方式不同於比較例4之包覆方式之外，比較例5之實驗條件全部等同於比較例4，其中比較例5係依照第4A與4B圖所示之捲繞方式將PE膜包覆於冷軋板上。

實驗後發現，比較例5之冷軋板在經過依照第5圖所示之溫度與溼度變化所進行之30個循環試驗即開始產生銹蝕之狀況。

相較於比較例4，由於比較例5之包覆方式(捲繞方式)能夠提供較佳之氣密性，因此能夠延緩產生銹蝕點之時間。

比較例6

除了冷軋板之處理方式不同於比較例4之處理方式之外，比較例6之實驗條件全部等同於比較例4，其中比較例6之冷軋板係由鋼捲裁切至所需大小後，以空氣槍吹除表面顆粒，接著即以包裝材進行包覆。

實驗後發現，比較例6之冷軋板在經過依照第5圖所示之溫度與溼度變化所進行之21個循環試驗即開始產生銹蝕之狀況。

在比較例4中，冷軋板上具有油脂，而在比較例6中，雖然冷軋板上已不具備有油脂，但是比較例6之冷軋板多了烘乾以去除水分之動作，因此比較例4與比較例6之冷軋板產生銹蝕點之時間相同。

以下之表一係用以表示上述實施例1、實施例2、及比較例1至6之包裝方式、包裝材料、冷軋板處理方式以及開始產生銹蝕點之時間(循環天數)。

由以上之表一之比較例1與實施例2可以看出，以皺紋紙取代無伸縮性之牛皮紙材，在冷軋板脫脂(無塗油保護)之情況下，已可維持20日無生銹。而根據表一之實施例1可知，若將實施例2之包覆方式改為實施例1之繞捲方式，則可將無生銹之天數大幅提升至60日。

此外，更進行以下之實施例3與比較例7之試驗。

實施例3

除進行包覆之金屬材不同，且金屬材之處理方式不同之外，實施例3之實驗條件全部等同於實施例1，其中實施例3之金屬材係一鋼捲，直接以皺紋紙及PE膜進行包覆(保持鋼捲表面之塗油)。上述鋼捲包覆步驟如附件4(a)至(d)所示。

在經過20個循環試驗之後，將鋼捲由包裝材中取出，檢視其狀況[如附件5(a)至(h)所示]。其中附件5(a)與(b)為鋼捲之外部圖。從附件5(c)可以看出，鋼捲解捲後之第一層有輕微之生銹情況。而根據附件5(d)可知，皺紋紙仍保持乾燥而未有潤濕之情況。將鋼捲解捲之後，可以發現內層數層幾乎無任何之銹斑[附件5(e)至(g)]。此外，根據附件5(h)可知，鋼捲之側邊仍保持無銹蝕之情況。

比較例7

除了包裝材不同於實施例3之包裝材之外，比較例7之實驗條件全部等同於實施例3，其中比較例7係以表面具有強化編織且塗覆有VCI的牛皮紙材來包覆鋼捲。

在經過20個循環試驗之後，將鋼捲由包裝材中取出，檢視其狀況[如附件6(a)至(h)所示]。其中附件6(a)至(c)為鋼捲之外部圖。從附件6(d)可以看出，鋼捲解捲後之第一層有生銹之情況。而根據附件6(d)可知，皺紋紙仍保持乾燥而未有潤濕之情況。將鋼捲解捲之後，可以發現內層數層均有多處大小不一的銹斑[附件6(e)至(g)]。此外，根據附件6(h)可知，鋼捲之深層鋼板表面良好，但其側邊有些為之銹蝕。

綜合以上所述，採用本發明之金屬材之包裝結構，受到包覆之金屬材受潮進而銹蝕或氧化之情況可獲得顯著的改善。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．金屬材之包裝結構

100a．．．金屬材之包裝結構

102．．．金屬材

104．．．第一包裝材

104a．．．第一包裝材

104b．．．第一包裝材

106．．．第二包裝材

108．．．膠帶

110．．．區段

110a．．．第一側邊

110b．．．第二側邊

110c．．．區域

1F-1F．．．割線

為了能夠對本發明之觀點有較佳之理解，請參照上述之詳細說明並配合相應之圖式。要強調的是，根據工業之標準常規，附圖中之各種特徵並未依比例繪示。事實上，為清楚說明上述實施例，可任意地放大或縮小各種特徵之尺寸。相關圖式內容說明如下。

第1A至1E圖係繪示根據本發明之一實施例之以包裝材包覆金屬材過程中之各個階段的俯視示意圖。

第1F圖係繪示沿著第1E圖中之割線1F-1F切割之剖面示意圖。

第2圖係繪示根據第1A至1F圖所示之包覆方式進行包覆後之金屬材之包裝結構的剖面示意圖。

第3圖係繪示根據本發明之另一實施例之金屬材之包裝結構的部分剖面示意圖。

第4A圖係繪示根據本發明之另一實施例之以捲繞方式包覆金屬材之俯視示意圖。

第4B圖係繪示第4A圖中之第一包裝材展開後的俯視示意圖。

第5圖係繪示針對受到包覆之金屬材進行試驗時，溫度與溼度隨時間變化之曲線圖。

附件1(a)至(d)係繪示實施例1中包裝材與冷軋板之情況。

附件2(a)至(d)係繪示實施例2中包裝材與冷軋板之情況。

附件3(a)至(c)係繪示比較例1中包裝材與冷軋板之情況。

附件4(a)至(d)係繪示實施例3中鋼捲包覆步驟。

附件5(a)至(h)係繪示實施例3中包裝材與鋼捲之情況。

附件6(a)至(h)係繪示比較例7中包裝材與鋼捲之情況。

100．．．金屬材之包裝結構

102．．．金屬材

104．．．第一包裝材

106．．．第二包裝材

108．．．膠帶

Claims

一種金屬材之包裝結構，用以包裝一金屬材，其中該金屬材之包裝結構包含：一第一包裝材，其中該第一包裝材與該金屬材接觸並完全包覆該金屬材，該第一包裝材之線性延伸率係大於1%，且該第一包裝材可吸收水分之重量係大於或等於該第一包裝材自身重量之0.5%；以及一第二包裝材，其中該第二包裝材與該第一包裝材接觸並完全包覆該第一包裝材，該第二包裝材之線性延伸率係大於10%，且該第二包裝材可吸收水分之重量係小於或等於該第二包裝材自身重量之0.1%。
如請求項1所述之金屬材之包裝結構，其中該第一包裝材具皺摺型態。
如請求項2所述之金屬材之包裝結構，其中該第一包裝材係一皺紋紙。
如請求項1所述之金屬材之包裝結構，其中該第一包裝材係選自於由纖維編織物與具有多孔隙組織材料所組成之一群組。
如請求項1所述之金屬材之包裝結構，其中該第一包裝材或該第二包裝材更塗覆有一防銹劑。
如請求項1所述之金屬材之包裝結構，其中該防銹劑為氣相防銹劑。
如請求項1所述之金屬材之包裝結構，其中該第二包裝材係多孔隙組織材料，且具有透氣撥水之功能，藉以使得包覆於該第二包裝材之內的水蒸氣分子能夠蒸發至該第二包裝材之外，且防止該第二包裝材之外的水分子進入該第二包裝材之內。
如請求項1所述之金屬材之包裝結構，其中該第一包裝材為長條狀，且該第一包裝材區分成複數個區段，其中每一該些區段具有相鄰之一第一側邊與一第二側邊，該第一側邊與該些區段其中相鄰之另一者接合；其中每一該些區段具有鄰設於該第二側邊之一區域，該區域係由該些區段其中相鄰之該另一者覆蓋，使得該第一包裝材係以捲繞方式包覆該金屬材。
如請求項1所述之金屬材之包裝結構，其中該第二包裝材為長條狀，且該第二包裝材區分成複數個區段，其中每一該些區段具有相鄰之一第一側邊與一第二側邊，該第一側邊與該些區段其中相鄰之另一者鄰接接合；其中每一該些區段具有鄰設於該第二側邊之一區域，該區域係由該些區段其中相鄰之該另一者覆蓋，使得該第二包裝材係以捲繞方式包覆該第一包裝材。
如請求項1所述之金屬材之包裝結構，其中該金屬材係一鋼捲。