RU176176U1

RU176176U1 - PACKAGING FOR PACKING OF CIVIL PURPOSE PRODUCTS

Info

Publication number: RU176176U1
Application number: RU2017118759U
Authority: RU
Inventors: Николай Михайлович Варёных; Александр Васильевич Усилин
Original assignee: Николай Михайлович Варёных
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2018-01-11

Abstract

Полезная модель относится к таре для упаковки, хранения и транспортирования штучных изделий, в частности, к коробкам, изготовленным из пропитанного антипиреном картона, и может быть использована для упаковки пиротехнических фейерверков, салютов, свечей и т.п.Тара для упаковки пиротехнических изделий гражданского назначения включает коробку из картона, пропитанного антипиреном, в каждой секции которой помещены пакеты с порошком пламегасителя - дициандиамида, тиомочевины.Новым является то, что в качестве антипирена для пропитки картона из расчета 100 г/миспользована водная суспензия аммония фосфорнокислого двузамещенного и аммония сернокислого, при следующем соотношении компонентов, мас. %:вода - остальное, которую наносят в два слоя с промежуточной сушкой в нормальных условиях до окончательной влажности 6-8 мас. %, а порошок пламегасителя, выполненный в виде смеси в равных долях дициандиамида и тиомочевины, распределен в защищаемом объеме из расчета 50 г/м, при этом в каждом полиэтиленовом пакете помещено пламегасителя не менее 5 г.Предложенное техническое решение обеспечило технологическую конкретику параметров, определяющих существо нового качества картонной тары в пожарозащищенном исполнении для сохранения упакованных в ней пиротехнических изделий.The utility model relates to containers for packaging, storage and transportation of piece goods, in particular to boxes made of cardboard impregnated with fire-retardant, and can be used for packaging pyrotechnic fireworks, salutes, candles, etc. Containers for packaging pyrotechnic products for civil purposes includes a cardboard box impregnated with a flame retardant, in each section of which are placed packages with powder of a flame arrester - dicyandiamide, thiourea. New is that as a flame retardant for impregnation of cardboard calculation of 100 g / mispolzovana aqueous suspension of ammonium phosphate dibasic and ammonium sulfate, the following component ratio, wt. %: water - the rest, which is applied in two layers with intermediate drying under normal conditions to a final moisture content of 6-8 wt. %, and the powder of the flame arrester, made in the form of a mixture in equal proportions of dicyandiamide and thiourea, is distributed in a protected volume at the rate of 50 g / m, with at least 5 g of flame arrester placed in each plastic bag. The proposed technical solution provided the technological specificity of the parameters determining a creature of a new quality fireproof cardboard packaging to preserve the pyrotechnic products packed in it.

Description

Полезная модель относится к таре для упаковки, хранения и транспортирования штучных изделий, в частности, к коробкам, изготовленным из пропитанного антипиреном картона, и может быть использована для упаковки пиротехнических фейерверков, салютов, свечей и т.п.The utility model relates to containers for packaging, storage and transportation of piece goods, in particular, to boxes made of cardboard impregnated with flame retardant, and can be used for packaging pyrotechnic fireworks, salutes, candles, etc.

Уровень данной области техники характеризует коробка для упаковки пиротехнических изделий, выполненная из картонного листа, пропитанного антипиреном в количестве 0,1-0,3 по массе относительно картона, описанная в патенте RU 67555 U1, B65D 65/42/ 2007 г.The level of this technical field is characterized by a box for packaging pyrotechnic products made of a cardboard sheet impregnated with a flame retardant in an amount of 0.1-0.3 by weight relative to cardboard, described in patent RU 67555 U1, B65D 65/42/2007.

Особенностью этой тарной коробки является то, что она разделена пересекающимися и взаимосвязанными картонными перегородками, образуя ячейки для автономного хранения пиротехнических изделий, чем увеличивается пожарозащищенность изделия в целом.The peculiarity of this container box is that it is divided by intersecting and interconnected cardboard partitions, forming cells for autonomous storage of pyrotechnic products, which increases the fire protection of the product as a whole.

Недостатком описанной конструкции является субъективный технический показатель относительной массы антипиренового покрытия, который напрямую не отражает пожарозащищенности коробки, выполненной из картона разной толщины или многослойного картона, что определяет формирование возможно недостаточной огнезащитной пленки.The disadvantage of the described construction is a subjective technical indicator of the relative weight of the flame retardant coating, which does not directly reflect the fire protection of the box made of cardboard of different thicknesses or multilayer cardboard, which determines the formation of a possibly insufficient flame retardant film.

Более совершенной является тара для упаковки пиротехнических изделий по патенту RU 72680 U1, B65D 65/42, 2007 г., включающая коробку из картона, пропитанного антипиреном, в каждом отсеке которой на перегородках закреплен газопроницаемый пакет с порошком органического пламегасителя из ряда: дициандиамид, тиомочевина, карбамид и оксамид, которая по технической сущности и числу совпадающих признаков является наиболее близким аналогом предложенной таре.More perfect is the packaging for the packaging of pyrotechnic products according to patent RU 72680 U1, B65D 65/42, 2007, including a box of cardboard impregnated with flame retardant, in each compartment of which a gas-permeable bag with powder of an organic flame arrester from the series: dicyandiamide, thiourea is fixed on the partitions , urea and oxamide, which is the closest analogue of the proposed containers in terms of technical nature and the number of matching features.

При термическом разложении порошкового пламегасителя в пропитке картона коробки, когда температура внутри нее поднимается до уровня 180-210°C, образуются газообразные продукты - ингибиторы горения, такие как углекислый газ, азот, пары воды, аммиак, проникающие под давлением через поры материала пакета, или разрывая его, в защищаемый объем, где подавляют очаг возгорания.Upon thermal decomposition of the powder flame arrester in the impregnation of the cardboard of the box, when the temperature inside it rises to the level of 180-210 ° C, gaseous products are formed - combustion inhibitors, such as carbon dioxide, nitrogen, water vapor, ammonia, penetrating under pressure through the pores of the package material, or tearing it into a protected volume, where they suppress the source of ignition.

Преимуществом органических пламегасителей перед неорганическими (карбонаты, бикарбонаты, аммиачные соли) является значительно большее количество генерируемых газообразных ингибиторов горения, что определяет практическое их использование в относительно малых количествах, размещаемых в стесненных объемах тары.The advantage of organic flame arresters over inorganic ones (carbonates, bicarbonates, ammonia salts) is a significantly larger number of generated gaseous combustion inhibitors, which determines their practical use in relatively small quantities placed in cramped container volumes.

Генерируемые газообразные ингибиторы горения заполняют весь объем коробки, вытесняя воздух, при этом происходит обрыв цепного механизма воспроизводства активных радикалов и пожар прекращается.Generated gaseous combustion inhibitors fill the entire volume of the box, displacing air, at the same time the chain mechanism of reproduction of active radicals breaks off and the fire stops.

В качестве генератора ингибирующих горение газов служат материалы с температурой разложения значительно ниже температуры воспламенения картона, который к тому же обработан антипиреном, что заметно увеличивает время задержки воспламенения путем функционального газифицирования охраняемого объема.Materials with a decomposition temperature that are significantly lower than the ignition temperature of cardboard, which is also flame retardant, serve as a generator of combustion-inhibiting gases, which noticeably increases the ignition delay time by functional gasification of the protected volume.

Применение пламегасителей, генерирующих при нагреве газообразные ингибирующие горение вещества, в форме порошка обусловлено созданием развитой поверхности для интенсификации процесса термического разложения материала и динамичного образования газообразных ингибиторов горения.The use of flame arresters that generate gaseous combustion inhibiting substances in the form of a powder when heated is due to the creation of a developed surface to intensify the process of thermal decomposition of the material and the dynamic formation of gaseous combustion inhibitors.

Крепление пакетов с пламегасящим порошком на перегородках каждой ячейки коробки упорядочивает распределение функционального материала в объеме тары и направлено на повышение чувствительности к повышению температуры внутри всего защищаемого объема тары для адекватной физико-химической защитной реакции ингибиторов горения с примыкающей к очагу возгорания стороны. Это повышает уровень противопожарной безопасности при хранении и перевозках автономно укупоренных пиротехнических изделий гражданского назначения.The fastening of packages with flame-retardant powder on the partitions of each cell of the box streamlines the distribution of functional material in the container volume and is aimed at increasing the sensitivity to temperature increase within the entire protected container volume for an adequate physico-chemical protective reaction of combustion inhibitors from the side adjacent to the fire source. This increases the level of fire safety during storage and transportation of autonomously sealed civil pyrotechnic products.

Использование газопроницаемого материала оболочки пакетов под пламегасящий порошок позволяет интенсифицировать процесс целевой газификации объема тары без разрушения пакетов, по мере прохождения реакции термического разложения пламегасящего порошка.The use of a gas-permeable material of the envelope of the bags for flame-retardant powder makes it possible to intensify the process of target gasification of the container volume without destroying the packets, as the thermal decomposition of the flame-retarding powder undergoes a reaction.

Продолжением отмеченных достоинств известной тары является присущий недостаток - неэффективная пожарозащищенность, потому что количественно не регламентировано оптимальное содержание антипирена в пропитке картона коробки и пламегасителя в секциях тары для гарантированного подавления локальных очагов возгорания, предотвращающих передачу огня на укупоренные пиротехнические изделия и весь объем упаковки.A continuation of the noted advantages of the known packaging is an inherent disadvantage - ineffective fire protection, because the optimal content of flame retardant in the impregnation of cardboard of the box and flame arrester in the container sections is not quantitatively regulated to guarantee the suppression of local fires that prevent the transfer of fire to sealed pyrotechnic products and the entire packaging volume.

При этом использование в качестве пламегасителя дициандиамида имеет ограничение по причине образования при его термическом разложении вредных цианистых соединений, а применение тиомочевины характеризуется неудовлетворительным ингибированием пожара из-за относительно малого объема генерируемых газов.Moreover, the use of dicyandiamide as a flame arrester is limited due to the formation of harmful cyanide compounds during its thermal decomposition, and the use of thiourea is characterized by unsatisfactory fire inhibition due to the relatively small volume of generated gases.

Технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является гарантированная пожарозащищенность картонной тары, обработанной согласно оптимизированному технологическому регламенту.The technical problem, the solution of which the present utility model is aimed at, is the guaranteed fire protection of cardboard containers processed in accordance with optimized technological regulations.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известной таре для упаковки пиротехнических изделий гражданского назначения, включающей коробку из картона, пропитанного антипиреном, в каждой секции которой помещены пакеты с порошком пламегасителя - дициандиамида, тиомочевины, отличающаяся тем, что в качестве антипирена для пропитки картона из расчета 100 г/м² использована водная суспензия аммония фосфорнокислого двузамещенного и аммония сернокислого, при следующем соотношении компонентов, мас. %:The required technical result is achieved in that in a known container for packaging pyrotechnic civilian products, including a box of cardboard impregnated with a flame retardant, in each section of which are placed packages with powder of a flame arrester - dicyandiamide, thiourea, characterized in that as a flame retardant for impregnating cardboard from calculation of 100 g / m ² used an aqueous suspension of ammonium phosphate disubstituted and ammonium sulfate, in the following ratio, wt. %:

аммоний фосфорнокислый двузамещенныйdisubstituted ammonium phosphate 8-118-11 аммоний сернокислыйammonium sulfate 6-96-9

вода - остальное, которую наносят в два слоя с промежуточной сушкой в нормальных условиях до окончательной влажности 6-8 мас. %, а порошок пламегасителя, выполненный в виде смеси в равных долях дициандиамида и тиомочевины, распределен в защищаемом объеме из расчета 50 г/м³, при этом в каждом полиэтиленовом пакете помещено пламегасителя не менее 5 г.water - the rest, which is applied in two layers with intermediate drying under normal conditions to a final moisture content of 6-8 wt. %, and the powder of the flame arrester, made in the form of a mixture in equal proportions of dicyandiamide and thiourea, is distributed in a protected volume at the rate of 50 g / m ³ , with at least 5 g of flame arrester placed in each plastic bag.

Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили технологическую конкретику параметров, определяющих сущность нового качества картонной тары в пожарозащищенном исполнении для сохранения упакованных в ней пиротехнических изделий.Distinctive features of the proposed technical solution provided the technological specifics of the parameters that determine the essence of the new quality of cardboard packaging in fireproof design to preserve the pyrotechnic products packed in it.

Выбранный расход материала антипиреновой пропитки картона коробки 100 г на 1 м² ее поверхности выбран экспериментально из условия максимального времени задержки до воспламенения картона от прямого действия открытого огня.The selected material consumption of fire-retardant impregnation of cardboard of a box of 100 g per 1 m ^{2 of} its surface was chosen experimentally from the condition of the maximum delay time until the cardboard ignites from the direct effect of an open flame.

Использование в качестве антипирена водной суспензии порошков аммония фосфорнокислого двузамещенного и аммония сернокислого, суммарным количеством 17 мас. %, обеспечивает синергический эффект огнезащиты и позволяет наносить ее посредством автоматической пульверизации ровным слоем на защищаемую поверхность картонной коробки.The use of an aqueous suspension of powders of ammonium phosphate disubstituted and ammonium sulfate as a flame retardant in a total amount of 17 wt. %, provides a synergistic effect of fire protection and allows you to apply it by automatic spraying in an even layer on the protected surface of a cardboard box.

Оба антипирена разлагаются при низкой температуре с образованием аммиака и паров воды, которые препятствуют проникновению воздуха в зону горения, окислов фосфора и серного ангидрида, препятствующих горению картона (целлюлозы), не поддерживая фазу горения, обеспечив тем самым огнезащитный эффект для упакованных пиротехнических изделий.Both flame retardants decompose at low temperatures with the formation of ammonia and water vapor, which prevent the penetration of air into the combustion zone, phosphorus and sulfuric anhydride oxides, which prevent the burning of cardboard (cellulose), without supporting the combustion phase, thereby providing a fire retardant effect for packed pyrotechnic products.

Отработанная в пиротехническом производстве технология пропитки пористых материалов функциональными жидкими смесями включает нанесение предложенной водной суспензии в два приема с промежуточной сушкой при температуре цеха 16-35°C; возможна принудительная подача сухого воздуха на обрабатываемую поверхность коробки.The technology of impregnation of porous materials with functional liquid mixtures worked out in pyrotechnic production includes applying the proposed aqueous suspension in two stages with intermediate drying at a workshop temperature of 16-35 ° C; forced supply of dry air to the treated surface of the box is possible.

Сушку проводят в течение примерно 20 минут до окончательного содержания в картоне влаги 6-8 мас. %. при этом гарантированно обеспечивается равномерное диспергирование порошков антипиренов в структуру картона с прочной адгезионной связью по определению.Drying is carried out for about 20 minutes until the final moisture content of 6-8 wt. % at the same time, uniform dispersion of flame retardant powders into the cardboard structure with a strong adhesive bond by definition is guaranteed.

В качестве пламегасителя используется равновесная смесь порошков дициандиамида и тиомочевины в соответствии с ГОСТ Р 51270-99. Изд. «Пиротехника». Общие требования безопасности. Госстандарт России, М, с. 38, п. 6.13 с Изменениями, утвержденными 01.07.10, которые помещаются в полиэтиленовые пакеты, распределенные в секциях коробки.An equilibrium mixture of dicyandiamide and thiourea powders is used as a flame arrester in accordance with GOST R 51270-99. Ed. "Pyrotechnics". General safety requirements. Gosstandart of Russia, M, p. 38, clause 6.13 with the Changes approved on 01.07.10, which are placed in plastic bags distributed in sections of the box.

Дициандиамид снижает пиролиз, положительно влияя на условия тепло- и массопереноса между твердой и газовой фазами при горении, а тиомочевина, которая является газообразователем, дополнительно выполняет функции огнегасителя, предотвращая тем самым образование открытого пламени и развитие пожара, снижая горючесть картона тарной коробки.Dicyandiamide reduces pyrolysis, positively affecting the conditions of heat and mass transfer between the solid and gas phases during combustion, and thiourea, which is a gasifier, additionally acts as a fire extinguisher, thereby preventing the formation of an open flame and the development of a fire, reducing the combustibility of a cardboard box.

При этом обеспечивается достаточное большое количество генерируемых газообразных ингибиторов горения, при минимизированном содержании вредных веществ, при этом отсутствует открытый огонь, в результате чего пожарозащищенность тары заметно увеличена.This ensures a sufficiently large number of generated gaseous combustion inhibitors, with a minimized content of harmful substances, while there is no open fire, as a result of which the fire protection of the container is markedly increased.

Количество пламегасителя, помещаемого в картонную коробку, установлено из расчета 50 г/см³, что обеспечивает требуемую огнетушащую концентрацию ингибиторов горения внутри защищаемого замкнутого объема, для гарантированного подавления в нем очага возгорания.The amount of flame arrester placed in a cardboard box was determined at a rate of 50 g / cm ³ , which provides the required extinguishing concentration of combustion inhibitors inside a protected enclosed volume to ensure suppression of the source of ignition in it.

Использование полиэтилена в качестве материала пакетов габаритами 150±10×90±10 мм для хранения порошкового пламегасителя продиктовано его доступностью и дешевизной, с учетом того, что температура плавления полиэтилена составляет 105-135°C, что вдвое ниже температуры термического разложения дициандиамида и тиомочевины и значительно ниже температуры воспламенения картона (300-350°C), когда защищаемый объем тары уже заполнен генерируемыми газообразными ингибиторами горения. Поэтому после расплавления полиэтиленовых пакетов порошок пламегасителей получает свободный выход в защищаемый объем, где происходит его термическое разложение с образованием газов-ингибиторов горения.The use of polyethylene as the material of packages with dimensions of 150 ± 10 × 90 ± 10 mm for storing a powder flame arrester is dictated by its availability and cheapness, taking into account that the melting temperature of polyethylene is 105-135 ° C, which is half the temperature of thermal decomposition of dicyandiamide and thiourea and significantly lower than the ignition temperature of the cardboard (300-350 ° C), when the protected container volume is already filled with the generated gaseous combustion inhibitors. Therefore, after the plastic bags melt, the flame arrester powder gets a free exit into the protected volume, where it decomposes thermally with the formation of combustion inhibitor gases.

Для крепления пакетов с порошковым пламегасителем к обработанной картонной поверхности коробки и перегородок используется самоклеящийся скотч.Self-adhesive tape is used to fasten packages with a powder flame arrestor to the treated cardboard surface of the box and partitions.

Минимальное содержание в распределенных по объему тары в полиэтиленовых пакетах пламегасителей составляет не менее 5 г, что обеспечивает высокую динамику газогенерирования для локального предотвращения горения картона с открытым пламенем, при максимально возможным его распределением по объему тары, чтобы обеспечить пожарозащищенность картона тарной коробки и активное подавление несанкционированного возникновения очага возгорания.The minimum content of flame arresters in plastic bags distributed across the volume of containers is at least 5 g, which provides high gas generation dynamics for local prevention of burning cardboard with an open flame, while distributing it as much as possible across the container volume, to ensure fire protection of the container box and actively suppressing unauthorized occurrence of a fire source.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная в полезной модели техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.Consequently, each essential feature is necessary, and their combination is sufficient to achieve the novelty of a quality that is not inherent in signs of disunity, that is, the technical problem posed in the utility model is not solved by the sum of the effects, but by a new super-effect of the sum of the attributes.

Сравнение предложенного технического решения с ближайшими аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков изобретения.Comparison of the proposed technical solution with the closest prior art analogues did not reveal an identical match of the totality of the essential features of the invention.

Предложенные отличия тары для упаковки пиротехнических изделий, которые прямо не следуют из постановки технической задачи, не являются очевидными для специалиста по средствам упаковки и укупорки для хранения и перевозки легко воспламеняемых изделий.The proposed differences in packaging for the packaging of pyrotechnic products, which do not directly follow from the statement of the technical problem, are not obvious to the specialist in packing and capping equipment for storing and transporting flammable products.

Изготовление тары по полезной модели возможно на действующем производстве серийно.The manufacture of containers according to the utility model is possible at the current production in series.

Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии полезной модели условиям патентоспособности.From the foregoing, we can conclude that the utility model meets the patentability conditions.

Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы, где схематично изображена секционная картонная коробка для упаковки пиротехнических изделий гражданского назначения.The essence of the proposed utility model is illustrated by the drawing, which has a purely illustrative purpose and does not limit the scope of claims of the totality of the features of the formula, which schematically shows a sectional cardboard box for packaging pyrotechnic civilian products.

Коробка 1, сложенная из развертки листового картона 2, снабжена пересекающимися в геометрическом замыкании сопряженных пазов перегородками 3, образующими секции 4 для укладывания штучных пиротехнических изделий (условно не показаны).The box 1, folded from the unfolding of sheet cardboard 2, is equipped with partitions 3 intersecting in geometric closure of the mating grooves, forming sections 4 for laying piece pyrotechnic products (not shown conditionally).

Внутренняя поверхность коробки 1 и перегородок 3 пропитана водной суспензией, содержащей 9,5±1,5 мас. % аммония фосфорнокислого двузамещенного и 7,5±1,5 мас. % аммония сернокислого, которую наносят распылением из пульверизатора в количестве 50 г на 1 м² поверхности, после чего проводят сушку в нормальных условиях. Затем распыляют оставшуюся часть суспензии из расчета суммарного объема 100 г/м² и окончательно сушат до влажности пропитки 6-8 мас. %.The inner surface of the box 1 and partitions 3 is impregnated with an aqueous suspension containing 9.5 ± 1.5 wt. % ammonium phosphate disubstituted and 7.5 ± 1.5 wt. % ammonium sulfate, which is applied by spraying from a spray in an amount of 50 g per 1 m ² surface, and then carry out drying under normal conditions. Then spray the rest of the suspension based on the total volume of 100 g / m ² and finally dry to a moisture content of 6-8 wt. %

Далее посредством скотча 5 приклеивают на стенки коробки 1 и перегородок 3 приготовленные полиэтиленовые пакеты 6, внутри которых помещено не менее 5 г порошкового пламегасителя 7, выполненного в виде равновесной смеси дициандиамида по ГОСТ 6388 и тиомочевины по ГОСТ 3772. Всего порошкового пламегасителя размещают из расчета 50 г на 1 м³ объема секции 4 коробки 1.Next, with the help of adhesive tape 5, prepared plastic bags 6 are glued to the walls of the box 1 and partitions 3, inside of which at least 5 g of a powder flame arrester 7 is placed, made in the form of an equilibrium mixture of dicyandiamide according to GOST 6388 and thiourea according to GOST 3772. The total powder flame arrester is placed at a rate of 50 g per 1 m ³ volume section 4 boxes 1.

Огневые испытания опытных образцов тары по настоящей полезной модели подтвердили ее функциональную надежность подавления локальных очагов возгорания в секциях коробчатой тары, полностью предотвращая передачу воспламенительного импульса в примыкающие ее секции, что позволяет рекомендовать конструкцию упаковки пиротехнических изделий гражданского назначения для поставок заказчикам.The fire tests of prototype containers according to this utility model confirmed its functional reliability of suppressing local fires in sections of a boxed container, completely preventing the transfer of an ignition pulse to its adjacent sections, which allows us to recommend the design of packaging for civilian pyrotechnic products for delivery to customers.

Claims

A container for packaging pyrotechnic civilian products, including a box of cardboard impregnated with a flame retardant, in each section of which bags with powder of a flame arrester - dicyandiamide, thiourea are placed, characterized in that an aqueous suspension is used as a flame retardant for impregnating cardboard at a rate of 100 g / m ² ammonium phosphate disubstituted and ammonium sulfate, in the following ratio of components, wt. %:

disubstituted ammonium phosphate 8-11 ammonium sulfate 6-9

water - the rest

which is applied in two layers with intermediate drying under normal conditions to a final moisture content of 6-8 wt. %, and the powder of the flame arrester, made in the form of a mixture in equal proportions of dicyandiamide and thiourea, is distributed in a protected volume at the rate of 50 g / m ³ , with at least 5 g of flame arrester placed in each plastic bag.