WO2005040269A1 - Verfahren zur herstellung von elektrostatisch nicht aufladbaren oder/und elektrisch ableitbaren kunststoff-behältern und danach hergestellter kunststoff-behälter - Google Patents

Verfahren zur herstellung von elektrostatisch nicht aufladbaren oder/und elektrisch ableitbaren kunststoff-behältern und danach hergestellter kunststoff-behälter Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for producing multilayer, electrostatically non-chargeable and / or electrically dissipative containers made of thermoplastic and a plastic container produced thereafter with a permanently antistatic or / and electrically conductive coating, for storing and transporting liquid contents, in particular also for flammable or explosive goods.
  • Such a plastic container generally has vertically running container walls with a horizontally running upper and lower container bottom, a filling and / or emptying opening which can be closed in a gas-tight and liquid-tight manner being arranged at least in the upper container bottom or in the container lid.
  • the plastic container can e.g. be designed as a canister, barrel, bung barrel, lid barrel with barrel lid and clamping ring closure or as the inner container of a pallet container.
  • Plastic containers are often colored black with conductive carbon black - at least in the outer layer - for the use or use of flammable or potentially explosive contents in order to obtain an electrostatically non-chargeable or electrostatically conductive surface.
  • plastic containers with a colored outer layer In general, it is desirable for plastic containers with a colored outer layer to be able to recognize the respective filling or emptying state of the container.
  • Plastic containers of this type are usually provided with a narrow, vertical viewing strip, through which the respective fill level of the filling material in the container can be recognized.
  • the production of plastic containers with viewing strips is somewhat complex using the blow molding process and requires a corresponding mechanical equipment of the extrusion head with an additional extruder for the viewing strip material.
  • This permanent antistatic coating consists of a plastic with a proportion of conductive carbon black (in general understanding this is an electrically dissipative but not an antistatic coating!). Electrical discharges with possible spark formation between the plastic inner container and the metal grid jacket, which can lead to the ignition of flammable filling goods of the pallet container or of explosive mixtures of gases and vapors, should therefore be excluded.
  • a disadvantage of the known pallet containers with a colored or blackened outer layer is that, due to the outer color of the plastic inner container, an optical fill level control without a viewing strip is not possible.
  • the addition of soot also leads to a considerable reduction in the mechanical strength of the plastic material, in particular a reduction in the breaking strength and a decrease in the weldability.
  • At least one viewing strip made of translucent or transparent plastic material is known, which forms a unit with the black-colored plastic material (single-layer material colored throughout).
  • a multi-layer container wall with an outer colored container jacket layer with a strip-shaped layer interruption area is also known.
  • the strip-shaped layer interruption area is integrally connected to the colored plastic material of the outer container jacket layer.
  • Another pallet container with a multi-layer inner container, with a soot-blackened, permanently antistatic outer layer and with at least one integrated viewing strip made of transparent plastic material is known from DE 202 06 436 (Pro. 23.04.02).
  • All the aforementioned colored plastic containers have a continuous viewing strip in the container wall, which consists of the colorless plastic material of the inner layer.
  • a further extruder is usually required.
  • the circumferential position of the layered strip of the inner container must be precisely coordinated with the circumferential position of the volume scale.
  • a precise vertical course of the viewing strip on the inner container is difficult to maintain during the manufacture of the inner container, ie when the tubular preform is inflated and stretched out in a cuboid blow mold.
  • the permanently electrostatically non-chargeable or electrostatically dissipative properties of the outer layer are adjusted in a limited amount by adding and mixing a special polymer-based compound into the colorless plastic material of the outer layer, and the layer thickness of the outer layer is made so thin that the transparency or translucency the compounded outer layer is not or only slightly impaired, so that the level of a liquid filled into the container remains easily recognizable.
  • the special compound material is almost colorless or has only a very slight coloring property.
  • a very important advantage is that the electrically conductive or permanently antistatic outer layer of the plastic container with compounded antistatic masterbatch (Permastat material) remains transparent or translucent and makes the laborious incorporation of a window strip unnecessary.
  • the "non-chargeable" or “dissipative” effect of the thin outer layer is achieved here by a conductive, transparent, copolymeric thermoplastic. It is a polyamide-polyamide ether block amide plastic material that receives its conductivity through a so-called “functional group", namely the polyether block amide.
  • the amount of these copolymers added to the base plastic material of the outer layer is 10% to 20%. Surface resistances between 10 to 12 and 10 to 8 ohms / sq are reached, which means that the containers are no longer rechargeable and are at the limit of their conductivity.
  • the non-rechargeable effect remains unaffected even at very low air humidity levels (e.g. approx. 10% humidity).
  • the antistatic property achieved in this way is the ability of the material used to prevent triboelectric charging, the conductive thermoplastic compound being a mixture of base plastics and conductive additives which overcome the natural insulating properties of the base material.
  • a limited amount of color pigments is added and mixed into the plastic material of the outer layer, which causes a slight coloring of the plastic material of the outer layer, whereby the areal distribution of the thin outer layer and its layer thickness distribution are made visually visible and by visual inspection can be assessed optically in a simple manner, but the transparency or translucency of the compounded outer layer is still not impaired or is impaired only to such an extent that the fill level of a filled-in liquid remains easily recognizable.
  • optical brighteners chemical additive
  • the plastic material of the outer layer which under normal conditions causes almost no coloring, but only a slight optical blue cast of the plastic material of the outer layer.
  • an easily flowing, easily stretchable polymer such as, for example, is used as the plastic material for the outer layer.
  • LLDPE material Linear Low Density PolyEthylen
  • LDPE material Low Density PolyEthylen
  • a high molecular weight, difficult-to-flow, hard-to-stretch, low-impact HDPE material High Density PolyEthylene
  • the antistatic masterbatch Permastat material
  • the LLDPE material or the LDPE material can be stretched better at the same temperature than the HDPE material and when using this material in blow molding in the areas of high stretching, e.g. B. in the corner areas of a plastic inner container for a pallet container better surface distributions and more uniform layer thicknesses.
  • the dependent claims contain expedient developments of the invention.
  • the plastic container according to the invention is characterized by the following advantages: the container is permanently non-electrostatically chargeable or electrostatically dissipative in the outer layer, the uniform distribution of the outer layer and its layer thickness is optically recognizable or visually assessable, the level of the liquid filling material in the plastic container can can be optically determined at any time and from any point of view without any problems, a volume scale for displaying the fill level can be set at any H. appropriate place.
  • the plastic container according to the invention is explained and described in more detail below using the example of a pallet container.
  • the pallet container which can be used as a reusable container, has an interchangeable, rectangular inner container made of essentially high-density polyethylene (HDPE) with an end wall, a rear wall and two side walls, a lower floor designed as a drain floor, an upper floor with a filler opening that can be closed by a screw cap, and an outlet nozzle in the lower section of the front side wall with an outlet fitting.
  • HDPE high-density polyethylene
  • the plastic inner container stands on a floor pallet that can be picked up from all four sides by a forklift.
  • the thin-walled plastic inner container is enclosed on the outside by a grid frame (support jacket) made of intersecting vertical and horizontal metal bars, which is connected to the floor pallet.
  • the plastic inner container which is made essentially from a high density polyethylene (HDPE) by extrusion blow molding, consists of a comparatively thick middle layer, preferably a thin inner layer and a very thin, permanently electrostatically non-chargeable or electrically conductive outer layer.
  • HDPE high density polyethylene
  • the thickness of the middle layer is approximately 1 mm to 2 mm, preferably approximately 1.5 mm, and the thickness of the inner layer is approximately 0.5 mm and the thickness of the outer layer is between 0.05 mm to 0.5 mm, preferably approximately 0.2 mm.
  • Recycled polyethylene granulate or regrind (HDPE recyclate) is used for the middle layer, while a new high-density polyethylene granulate (colorless or natural-colored HD-PE) is used for the inner layer.
  • a linear low density polyethylene (LLDPE) or a low density polyethylene (LDPE) with compounded antistatic material embedded Permastat masterbatch, which may contain a mixture of artificial silica and aluminum oxide
  • compounded antistatic material embedded Permastat masterbatch, which may contain a mixture of artificial silica and aluminum oxide
  • the non-rechargeable effect of the thin outer layer is achieved by incorporating the copolymer into the basic plastic material as a "spatial network".
  • the copolymer network is built up or built in by an intensive shearing action in the extruder, the originally spherical copolymers being stretched into elongated platelets. The better this stretching, the better the conductivity of the base plastic material.
  • the processing temperatures in the extruder are preferably about 200 ° C.
  • a Permastat compound based on LLDPE (trade name Clearflex) with 0.2 % UV absorber (trade name Chimasorb) with few organic blue pigments used, which was inserted as a ready-mixed compound in the top layer extruder.
  • a Lupolen plastic with 20% addition of conductivity compound (Irgastat) and 0.2% optical brightener (Uvitex) was run into the top layer extruder.
  • the layer thickness of the derivable outer layer was set to 0.2 mm in the finished container. This ensures that simple and reliable detection of an undisturbed and area-wide layer distribution is possible.
  • the multilayer, preferably three-layer plastic container is made of a tubular preform in inflated to the finished container.
  • the tubular preform is produced in a continuously working extrusion head or discontinuously working storage head with three connected extruders (one extruder for the high-purity inner layer, one extruder for the middle layer made of clean regranulate and one extruder for the thin antistatic outer layer), the three layers in the extrusion head be homogeneously connected and z.
  • the tube in the extrusion head is initially tubular Preform made from three homogeneously melted polyethylene layers, in which the outer layer has homogeneous mixing of an antistatic compound in the extruder (at approx.
  • Varnish applied in particular, as practice has shown, can be rubbed off by transport movements (scrubbing the lattice frame on the surface of the container) and, due to different material properties, detached by weather influences (moisture, frost, UV stress) and flaked off or peeled off over a large area.
  • FIG. 1 shows a pallet container according to the invention
  • FIG. 2 shows an antistatic plastic inner container with a fill level scale
  • FIG. 3 shows a section of a multi-layer container wall
  • Figure 4 shows an anti-static plastic container in a bung-type design
  • FIG. 1 shows a pallet container 10, in particular for flammable or potentially explosive liquids, with a bottom pallet 16, a thin-walled, rectangular inner container 12 made of plastic with an upper closable filler neck and a lower outlet nozzle with a removal fitting 18 and a lattice frame surrounding the inner container 12 14 (support jacket), which consists of vertical and horizontal metal bars, the inner container 12 is equipped with a permanently antistatic outer layer made of transparent or translucent plastic material and has a level indicator on the outside.
  • the plastic inner container 12 is designed as a multi-layer container and manufactured by the extrusion blow molding process. As shown in FIG. 3, the plastic inner container 12 has a middle layer 20, a permanently antistatic outer layer 22 and an inner layer 24.
  • the plastic inner container can be provided with a middle layer and a permanently antistatic outer and inner layer.
  • the plastic inner container 12 is expediently equipped with an outlet fitting 18 which, as an injection molded part, likewise consists of antistatic or electrically conductive plastic.
  • a pallet container of this type is suitable for Ex1 areas and complies with the new Transport Ordinance (2003) for filling goods of hazard class 3 with a flash point below it.
  • FIGS. 4 and 5 show examples of further embodiments of “antistatic” plastic containers according to the present invention in the form of a plastic sheet drum 26 and a plastic canister 28.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Behältern aus thermoplastischem Kunststoff (10), zur Lagerung und zum Transport von flüssigen Füllgütern, insbesondere für brennbare oder explosionsgefährliche Füllgüter, und einen danach hergestellten Kunststoff-Behälter. Die Behälter sind mit einer dünnen, dauerhaft elektrostatisch nicht aufladbaren bzw. elektrisch ableitenden Aussenschicht versehen. Dabei ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass die dauerhaft elektrostatisch nicht aufladbaren bzw. elektrisch ableitenden Eigenschaften der Aussenschicht durch Zugabe und Einmischen eines besonderen Compounds auf Polymerbasis in das Basis-Kunststoffmaterial der Aussenschicht in begrenzter Menge derart vorgenommen und die Schichtdicke der Aussenschicht derart dünn ausgebildet wird, dass die Durchsichtigkeit bzw. Durchscheinbarkeit der compoundierten Aussenschicht nicht oder nur so wenig beeinträchtigt wird, dass die Füllstandshöhe einer in den Behälter eingefüllten Flüssigkeit ohne weiteres optisch erkennbar bleibt.

Description

Verfahren zur Herstellung von elektrostatisch nicht aufladbaren oder/und elektrisch ableitbaren Kunststoff-Behältern und danach hergestellter Kunststoff-Behälter
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen, elektrostatisch nicht aufladbaren oder/und elektrisch ableitbaren Behältern aus thermoplastischem Kunststoff und einen danach hergestellten Kunststoff-Behälter mit permanent antistatischer oder/und elektrisch ableitfähiger Beschichtung, zur Lagerung und zum Transport von flüssigen Füllgütern, insbesondere auch für brennbare oder explosions- gefährdete Füllgüter.
Ein derartiger Kunststoffbehälter weist in aller Regel vertikal verlaufende Behälterwandungen mit horizontal verlaufendem Behälteroberboden und -unterboden auf, wobei wenigstens im Behälteroberboden bzw. im Behälterdeckel eine gas- und flüssigkeitsdicht verschließbare Einfüll- und/oder Entleerungsöffnung angeordnet ist. Der Kunststoffbehälter kann z.B. als Kanister, Fassett, Spundfaß, Deckelfaß mit Faßdeckel und Spannringverschluß oder als Innenbehälter eines Palettencontainers ausgebildet sein.
Für eine Verwendung bzw. einen Einsatz von brennbaren oder explosionsgefährdeten Füllgütern sind Kunststoff-Behälter oftmals - zumindest in der äußeren Schicht - mit Leitruß schwarz eingefärbt, um eine elektrostatisch nicht aufladbare bzw. elektrostatisch ableitfähige Oberfläche zu erlangen.
Ganz allgemein ist es bei Kunststoff-Behältern mit eingefärbter Außenschicht wünschenswert, den jeweiligen Füll- bzw. Entleerungszustand des Behälters erkennen zu können. Üblicherweise werden derartige Kunststoff-Behälter mit einem schmalen vertikal verlaufenden Sichtstreifen versehen, durch den der jeweilige Füllstand des Füllgutes im Behälter erkennbar ist. Die Herstellung von Kunststoff-Behältern mit Sichtstreifen ist nach dem Blasformverfahren einigermaßen aufwendig und erfordert eine entsprechende maschinelle Ausstattung des Extrusionskopfes mit zusätzlichem Extruder für das Sichtstreifenmaterial.
Stand der Technik :
Beim Befüllen und Entleeren eines z. B. aus der DE 196 05 890 A1 (Pro. 19.02.96) bekannten Palettencontainers (= Flüssigkeitsbehälters dieser Art), beim Hin- und Herschwappen des flüssigen Füllgutes durch Transportbewegungen und beim Rühren von Flüssigkeiten in derartigen Kunststoff-Behältern z. B. zu Mischzwecken, werden durch Flüssigkeitsreibung an der Behälteroberfläche auftretende elektrische Ladungen über eine - in dieser Schrift so bezeichnete - dauerantistatische bzw. elektrisch ableitbare Außenbeschichtung des Innenbehälters und das metallische Untergestell (Stahlpalette) in den Boden abgeleitet.
Dabei besteht diese Dauerantistatische Beschichtung aus einem Kunststoff mit einem Anteil an Leitruß (im allgemeinen Verständnis ist dies eine elektrisch ableitbare aber keine antistatische Beschichtung !). Elektrische Entladungen mit möglicher Funkenbildung zwischen dem Kunststoff - Innenbehälter und dem Metallgittermantel, die zu einer Entzündung von feuergefährlichen Füllgütern des Palettencontainers bzw. von explosionsfähigen Gemischen von Gasen und Dämpfen führen können, sollen somit ausgeschlossen sein.
Ein Nachteil der bekannten Palettencontainer mit eingefärbter bzw. eingeschwärzter Außenschicht (Leitruß) besteht darin, daß aufgrund der äußeren Farbgebung des Kunststoff-Innenbehälters eine optische Füllstandskontrolle ohne Sichtstreifen nicht möglich ist. Die Zugabe von Rußanteilen bewirkt zudem eine erhebliche Verminderung der mechanischen Festigkeit des Kunststoffmateriales, insbesondere ein Absenken der Bruchfestigkeit und Vermindern der Verschweißbarkeit.
Bei einem weiteren aus der DE 38 44 605 (Seh. 11.06.88) bekannten Palettencontainer ist mindestens ein Sichtstreifen aus durchscheinendem bzw. durchsichtigen Kunststoffmaterial bekannt, das mit dem schwarz eingefärbten Kunststoffmaterial (Einschichtmaterial durchgehend eingefärbt) eine Einheit bildet.
Aus der DE 41 36 766 (Ro. 08.11.91) ist weiterhin eine mehrschichtige Behälterwandung mit äußerer eingefärbter Behältermantelschicht mit streifenförmig ausgebildetem Schichtunterbrechungsbereich bekannt. Der streifenförmige Schichtunterbrechungsbereich ist stoffschlüssig mit dem eingefärbten Kunststoffmaterial der äußeren Behältermantelschicht verbunden.
Ein weiterer Palettencontainer mit mehrschichtigem Innenbehälter, mit rußgeschwärzter dauerantistatischer Außenschicht und mit mindestens einem integrierten Sichtstreifen aus durchsichtigem Kunststoffmaterial ist aus der DE 202 06 436 (Pro. 23.04.02) bekannt.
Nachteile des Standes der Technik :
Alle vorgenannten eingefärbten Kunststoffbehälter haben einen durchgehenden Sichtstreifen in der Behälterwandung, der aus dem farblosen Kunststoffmaterial der Innenschicht besteht. Dabei ist es verfahrenstechnisch sehr aufwendig, derartige Kunststoffbehälter herzustellen und es wird zumeist ein weiterer Extruder benötigt. Bei Verbindung von Sichtstreifen und daneben angeordneter Volumenskala muß die Umfangsposition des Schichtstreifens des Innenbehälters genau mit der Umfangs- position der Volumenskala abgestimmt werden. Zudem ist ein genauer vertikaler Verlauf des Sichtstreifens auf dem Innenbehälter bei der Fertigung des Innenbehälters, d. h. beim Aufblasen und Ausrecken des schlauchförmigen Vorformlings in einer quaderförmigen Blasform schwierig einzuhalten.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Verfahren und einen danach hergestellten Kunststoff-Behälter anzugeben, der die vorteilhaften Eigenschaften einer dauerhaft elektrostatisch nicht aufladbaren bzw. elektrisch ableitbaren Oberfläche aufweist, aber nicht mit den bisherigen Nachteilen (Schwarzfärbung) bekannter Kunststoff-Behälter belastet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Verfahrenstechnisch werden die dauerhaft elektrostatisch nicht aufladbaren bzw. elektrostatisch ableitenden Eigenschaften der Außenschicht durch Zugabe und Einmischen eines besonderen Compounds auf Polymerbasis in das farblose Kunststoffmaterial der Außenschicht in begrenzter Menge derart eingestellt und die Schichtdicke der Außenschicht wird derart dünn ausgebildet, daß die Durchsichtigkeit bzw. Durchscheinbarkeit der compoundierten Außenschicht nicht oder nur so wenig beeinträchtigt wird, so daß die Füllstandshöhe einer in den Behälter eingefüllten Flüssigkeit ohne weiteres optisch erkennbar bleibt. Das besondere Compoundmaterial ist nahezu farblos oder besitzt nur eine ganz geringe einfärbende Eigenschaft. Ein ganz wesentlicher Vorteil besteht also darin, daß die elektrisch ableitende bzw. dauerantistatische Außenschicht des Kunststoffbehälters mit compoundiertem Antistatikum-Masterbatch (Permastat-Material) weiterhin durchsichtig bzw. durchscheinend bleibt und das aufwendige Einarbeiten eines Sichtstreifens überflüssig macht.
Die "nicht aufladbare" bzw. "ableitende" Wirkung der dünnen Außenschicht wird hier durch einen leitfähigen transparenten copolymeren Thermoplasten erreicht. Es handelt sich hierbei um ein Polyamid-Polyamidetherblockamid Kunststoffmaterial, das seine Leitfähigkeit durch eine sogenannte "funktioneile Gruppe", nämlich das Polyetherblock- amid erhält. Die Zugabemenge dieser Copolymere in das Basis-Kunststoffmaterial der Außenschicht liegt bei 10 % bis 20 %. Dabei werden Oberflächenwiderstände zwischen 10 hoch 12 bis zu 10 hoch 8 Ohm/sq erreicht, wodurch die Behälter nicht mehr aufladbar sind und an der Grenze zur Abieitfähigkeit liegen. Die nicht aufladbare Wirkung bleibt dabei ohne Beeinträchtigung auch bei sehr niedrigen Luftfeuchtigkeiten (z. B. ca. 10 % Luftfeuchte) erhalten. Die hierdurch erreichte antistatische Eigenschaft ist diejenige Fähigkeit des eingesetzten Materials, triboelektrische Aufladungen zu verhindern, wobei das leitfähige Thermoplast-Compound eine Mischung aus Basiskunststoffen und leitfähigen Additiven ist, die die natürlichen isolierenden Eigenschaften des Basismaterials überwinden.
Da beim Blasformverfahren, insbesondere bei großvolumigen eckigen Kunststoff- Behältern wie z. B. bei Innenbehältern von Palettencontainern, große Verstreckungsgrade in den Eckbereichen auftreten, kann es sein, daß dort die Schichtdicke der äußeren elektrostatisch nicht aufladbaren bzw. elektrostatisch ableitenden Kunststoffschicht zu dünn wird oder sogar aufreißt. Die Funktion des Behälters würde hierdurch negativ beeinträchtigt. Eine Beurteilung der Wirksamkeit der Außenschicht (elektrischer Oberflächenwiderstand, elektrische Abieitfähigkeit) am Bauteil mittels üblicher Meßmethoden, wie z.B. mittels Stab- oder Ringelektroden, ist auf Grund der im Blasformverfahren häufig gegebenen gewölbten Freiformflächen nicht möglich oder zumindest nur mit hohem Aufwand umzusetzen. In Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß eine begrenzte Menge von Farbpigmenten in das Kunststoffmaterial der Außenschicht zugegeben und eingemischt wird, die eine leichte Einfärbung des Kunststoffmaterials der Außenschicht bewirkt, wodurch die flächige Verteilung der dünnen Außenschicht und ihre Schichtdickenverteilung visuell sichtbar gemacht und durch Inaugenscheinnahme optisch einfach beurteilt werden kann, wobei aber nach wie vor die Durchsichtigkeit bzw. Durchschein- barkeit der compoundierten Außenschicht nicht oder nur so wenig beeinträchtigt wird, daß die Füllstandshöhe einer eingefüllten Flüssigkeit ohne weiteres optisch gut erkennbar bleibt.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist alternativ vorgesehen, daß eine begrenzte Menge von optischen Aufhellern (chemischer Zusatzstoff) in das Kunststoffmaterial der Außenschicht zugegeben und eingemischt wird, die unter Normalbedingungen nahezu keine Einfärbung, sondern lediglich einen leichten optischen Blaustich des Kunststoffmaterials der Außenschicht bewirkt. Bei Betrachtung mit Hilfe spezieller Beleuchtungsmethoden, wie etwa einem Bestrahlen mit Schwarzlicht, wird wiederum die flächige Verteilung der dünnen Außenschicht und ihre Schichtdickenverteilung visuell sichtbar gemacht und kann optisch genau beurteilt werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird als Kunststoffmaterial für die Außenschicht ein leicht fließendes, leicht ausreckbares Polymer, wie z. B. LLDPE-Material (Linear Low Density PolyEthylen) oder LDPE-Material (Low Density PolyEthylen) und für die mittlere(n) Schicht(en) oder/und für die innere(n) Schicht(en) des mehrschichtigen Behälters ein hochmolekulares, schwerfließendes, schwer verstreckbares, kälteschlagzähes HDPE-Material (High Density PolyEthylen) eingesetzt, in welches das Antistatikum-Masterbatch (Permastat-Material) eingemischt ist. Das LLDPE-Material bzw. das LDPE-Material ist bei gleicher Temperatur besser verstreckbar als das HDPE-Material und es werden beim Einsatz dieses Materials bei der Blasformgebung in den Bereichen hoher Verstreckung, z. B. in den Eckbereichen eines Kunststoff-Innenbehälters für einen Palettencontainer bessere Flächenverteilungen und gleichmäßigere Schichtdicken erzielt. Die Unteransprüche beinhalten zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Der erfindungsgemäße Kunststoff behälter zeichnet sich durch folgende Vorteile aus : der Behälter ist in der Außenschicht dauerhaft nicht elektrostatisch aufladbar bzw. elektrostatisch ableitend, die gleichmäßige Verteilung der Außenschicht und ihre Schichtdicke ist optisch erkennbar bzw. visuell beurteilbar, die Füllstandshöhe des flüssigen Füllgutes im Kunststoffbehälter kann zu jeder Zeit und aus jedem Blickwinkel problemlos optisch festgestellt werden, eine Volumenskala zur Anzeige der Füllstandshöhe kann an beliebiger, d. h. geeigneter Stelle angebracht werden.
Beschreibung : Der erfindungsgemäße Kunststoffbehälter wird nachstehend am Beispiel eines Palettenbehälters näher erläutert und beschrieben. Der als Mehrwegbehälter einsetzbare Palettencontainer weist einen austauschbaren, quaderförmigen Innenbehälter aus im wesentlichen High Density Polyethylen (HDPE) mit einer Stirnwand, einer Rückwand und zwei Seitenwänden, einem unteren als Ablaufboden ausgebildeten Boden, einem Oberboden mit einer durch einen Schraubdeckel verschließbaren Einfüllöffnung sowie einem Auslaufstutzen im unteren Abschnitt der vorderen Seitenwandung mit einer Auslaufarmatur auf.
Der Kunststoff-Innenbehälter steht auf einer Bodenpalette, die von allen vier Seiten von einem Gabelstapler aufgenommen werden kann. Der dünnwandige Kunststoff-Innen- behälter ist außenseitig von einem Gitterrahmen (Stützmantel) aus sich kreuzenden senkrechten und waagrechten Gitterstäben aus Metall umschlossen, welcher mit der Bodenpalette verbunden ist.
Der aus einem im wesentlichen aus einem Polyethylen hoher Dichte (HDPE) durch Extrusionsblasformen hergestellte Kunststoff-Innenbehälter besteht aus einer vergleichsweise dicken Mittelschicht, einer vorzugsweise dünnen Innenschicht sowie einer sehr dünnen dauerhaft elektrostatisch nicht aufladbaren bzw. elektrisch ableitenden Außenschicht.
Die Dicke der Mittelschicht beträgt ca. 1 mm bis 2 mm, vorzugsweise etwa 1 ,5 mm, und die Stärke der Innenschicht ca. 0,5 mm und die Stärke der Außenschicht zwischen 0,05 mm bis 0,5 mm, vorzugsweise ca. 0,2 mm. Für die Mittelschicht wird ein recyceltes Polyethylen-Granulat oder Mahlgut (HDPE-Recyclat) verwendet, für die Innenschicht dient ein neuwertiges Polyethylen-Granulat hoher Dichte (farbloses bzw. naturfarbenes HD-PE). Für die Außenschicht wird vorzugsweise ein Linear Low Density Polyethylen (LLDPE) bzw. ein Low Density Polyethylen (LDPE) mit compoundiertem Antistatik- Material (eingebundenes Permastat-Masterbatch, das z. B. eine Mischung aus künstlicher Kieselsäure und Aluminiumoxid enthalten kann) verwendet. Mit diesem besonderen LDPE-Material läßt sich eine bessere Verstreckbarkeit der dünnen Außenschicht erreichen, insbesondere in den Eckbereichen von großvolumigen Behältern mit hohen Verstreckungsgraden wie z. B. bei Innenbehältern von Palettencontainern. Die nicht aufladbare Wirkung der dünnen Außenschicht wird erreicht, indem man das Copolymer als "räumliches Netz" in das Basis-Kunststoff- material einbaut. Das Aufbauen bzw. Einbauen des Copolymernetz erfolgt durch eine intensive Scherwirkung im Extruder, wobei die ursprünglich kugelförmigen Copolymere zu länglichen Plättchen verstreckt werden. Je besser diese Verstreckung ist, desto besser ist die Leitfähigkeit des Basis-Kunststoffmaterials. Die Verarbeitungstemperaturen im Extruder liegen bei vorzugsweise ca. 200° C. Zur Herstellung von erfindungsgemäßen Kunststoffbehältern mit dem Ziel eines leichten Blauschimmers aber nach wie vor transparenter Behälterwandung wurde zum einen ein Permastat-Compound auf der Basis von LLDPE (Handelsbezeichnung Clearflex) mit 0,2 % UV-Absorber (Handelsbezeichnung Chimasorb) mit wenigen organischen Blaupigmenten verwendet, das als fertig gemischtes Compound in den Deckschicht-Extruder eingefahren wurde. Für die Ausführung mit optischem Aufheller zur Beurteilung der Deckschicht mittels Schwarzlichtbestrahlung wurde als Trägermaterial ein Lupolen-Kunststoff mit 20 % Zugabe von Leitfähigkeitscompound (Irgastat) und 0,2 % optischem Aufheller (Uvitex) in den Deckschicht-Extruder gefahren. Die Schichtdicke der ableitbaren Außenschicht wurde dabei im fertigen Behälter auf 0,2 mm eingestellt. Hierdurch wird gewährleistet, daß ein einfacher und sicherer Nachweis einer ungestörten und flächendeckenden Schichtverteilung ermöglicht ist.
Bei der vorliegenden Erfindung wird der mehrschichtige, vorzugsweise aus drei Schichten bestehende Kunststoffbehälter aus einem schlauchförmigen Vorformling in einer Blasform zum fertigen Behälter aufgeblasen. Der schlauchförmigen Vorformling wird in einem kontinuierlich arbeitenden Extrusionskopf oder diskontinuierlich arbeitendem Speicherkopf mit drei angeschlossenen Extrudern (ein Extruder für die hochreine Innenschicht, ein Extruder für die Mittelschcht aus sauberem Regranulat und ein Extruder für die dünne antistatische Außenschicht) erzeugt, wobei die drei Schichten im Extrusionskopf homogen miteinander verbunden werden und z. B. für einen 1000 Liter Innenbehälter eines Palettencontainers als Schlauch-Zwischenprodukt mit einer Wanddicke von ca. 35 mm und einem Außendurchmesser von ca. 300 mm aus einer entsprechenden Ringdüse des Extrusionskopfes ausgestoßen und mittels Druckluft in der Blasform zum fertigen Kunststoffbehälter mit einer mittleren Wanddicke von ca. 2,5 mm aufgeblasen werden.
Im Gegensatz zu bekannten Verfahren, bei denen z. B. erhitzte ionisierte Metallpartikel auf die Oberfläche des Kunsststoffbehälters aufgeblasen und in die Oberfläche des Kunstoffmateriales eingeschmolzen werden, oder bei dem eine elektrisch leitende Lackschicht mit elektrisch leitfähigen Polymeren vorzugsweise nachträglich auf den Kunststoffbehälter aufgetragen werden, wird also bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Extrusionskopf zunächst ein schlauchförmiger Vorformling aus drei homogen im Schmelzezustand miteinander verbundenen Polyethylenschichten erzeugt, bei dem die Außenschicht durch homogenes Einmischen eines Antistatik-Compounds im Extruder (bei ca. 200° C Arbeitstemperatur) durchgehend antistatische Eigenschaften aufweist, die insbesondere dauerhaft und völlig unempfindlich gegen Abrieb und mechanische Beanspruchung ist. Insbesondere äußerlich aufgetragene Lacke können nämlich wie die Praxis gezeigt hat, durch Transportbewegungen (Scheuern des Gitterrahmens auf der Behälteroberfläche) abgerieben und aufgrund von unterschiedlichen Materialeigenschaften durch Witterungseinflüsse (Nässe, Frost, UV-Beanspruchung) abgelöst werden und großflächig abplatzen bzw. abblättern.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Es zeigen :
Figur 1 einen erfindungsgemäßen Palettenbehälter,
Figur 2 einen Antistatik-Kunststoff-Innenbehälter mit Füllstandsskala,
Figur 3 einen Ausschnitt einer mehrschichtigen Behälterwandung,
Figur 4 einen Antistatik - Kunststoffbehälter in Spundfaßausführung und
Figur 5 einen Antistatik - Kunststoffbehälter in Kanisterausführung Figur 1 zeigt einen Palettencontainer 10 insbesondere für brennbare oder explosions- gefährdete Flüssigkeiten, mit einer Bodenpalette 16, einem dünnwandigen, quader- förmigen Innenbehälter 12 aus Kunststoff mit einem oberen verschließbaren Einfüllstutzen und einem unteren Auslaufstutzen mit einer Entnahmearmatur 18 sowie einem den Innenbehälter 12 umgebenden Gitterrahmen 14 (Stützmantel), der aus senkrechten und waagrechten Metall-Gitterstäben besteht, wobei der Innenbehälter 12 mit einer dauerantistatischen Außenschicht aus durchsichtigem bzw. durchscheinendem Kunststoffmaterial ausgestattet ist und eine auf der Außenseite angebrachte Füllstandsanzeigeskala aufweist.
Der Kunststoff-Innenbehälter 12 ist als Mehrschichtbehälter ausgebildet und nach dem Extrusionsblasformverfahren hergestellt. Der Kunststoff-Innenbehälter 12 weist - wie in Figur 3 dargestellt ist - eine Mittelschicht 20, eine dauerantistatische Außenschicht 22 sowie eine Innenschicht 24 auf.
Der Kunststoff-Innenbehälter kann in anderer Ausführung mit einer Mittelschicht sowie einer dauerantistatischen Außen- und Innenschicht versehen sein . Zweckmäßigerweise ist der Kunststoff-Innenbehälter 12 mit einer Auslaufarmatur 18 ausgestattet, die als Spritzgußteil ebenfalls aus antistatischem bzw. elektrisch ableitendem Kunststoff besteht.
Ein Palettencontainer dieser Bauart ist für Ex1 -Bereiche geeignet und erfüllt die neue Transportverordnung(2003) für Füllgüter der Gefahrenklasse 3 mit einem Flammpunkt unter er e.
Die Figuren 4 und 5 zeigen beispielhaft weitere Ausführungsformen von "Antistatik" Kunststoffbehältern gemäß der vorliegenden Erfindung in Gestalt eines Kunststoff- Spundfasses 26 und eines Kunststoff-Kanisters 28.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1.) Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Behältern aus thermoplastischem Kunststoff, zur Lagerung und zum Transport von flüssigen Füllgütern, insbesondere für brennbare oder explosionsgefährliche Füllgüter, wobei die Behälter mit einer dauerhaft elektrostatisch nicht aufladbaren bzw elektrisch ableitebaren Außenschicht versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die dauerhaft elektrostatisch nicht aufladbaren bzw elektrostatisch ableitenden Eigenschaften der Außenschicht durch Zugabe und Einmischen eines besonderen Compounds auf Polymerbasis in das Kunststoffmaterial der Außenschicht in begrenzter Menge derart eingestellt und die Schichtdicke der Außenschicht derart dünn ausgebildet wird, daß die Durchsichtigkeit bzw. Durchseheinbarkeit der compoundierten Außenschicht nicht oder nur so wenig beeinträchtigt wird, daß die Füllstandshöhe einer in den Behälter eingefüllten Flüssigkeit ohne weiteres optisch erkennbar bleibt.
2.) Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß eine begrenzte Menge von Farbpigmenten in das Kunststoffmaterial der Außenschicht zugegeben und eingemischt wird, die eine leichte Einfärbung des Kunststoffmaterials der Außenschicht bewirkt, wodurch die flächige Verteilung der dünnen Außenschicht und ihre Schichtdickenverteilung visuell sichtbar gemacht und beurteilt werden kann, wobei jedoch die Durchseheinbarkeit der compoundierten und schwach farbpigmen- tierten Außenschicht nur so wenig beeinträchtigt wird, daß die Füllstandshöhe einer in den Behälter eingefüllten Flüssigkeit optisch noch gut erkennbar bleibt.
3.) Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß eine begrenzte Menge von optischen Aufhellern in das Kunststoffmaterial der Außenschicht zugegeben und eingemischt wird, die eine unter Normalbedingungen kaum erkennbare Einfärbung des Kunststoffmaterials der Außenschicht bewirkt, wobei jedoch unter einer speziellen Beleuchtung, wie z. B. durch Anstrahlung mit Schwarzlicht, die flächige Verteilung der dünnen Außenschicht und ihre Schichtdickenverteilung visuell sichtbar gemacht und beurteilt werden kann.
4.) Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffmaterial für die dünne Außenschicht ein leicht fließendes, gut ausreckbares thermoplastisches Material (Polymer), wie z. B. LLDPE-Material (Linear Low Density PolyEthylen) oder LDPE-Material (Low Density PolyEthylen) und für die mittlere(n) Schicht(en) oder/und für die innere(n) Schicht(en) des mehrschichtigen Behälters ein hochmolekulares, kälteschlagzähes HDPE-Material (High Density PolyEthylen) eingesetzt wird.
5.) Verfahren nach Anspruch 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht des Kunststoffbehälters auf eine Schichtdicke von ca.0,25 % bis 5 %, vorzugsweise ca.2,0 %, der Wandstärke des Kunststoffbehälters eingestellt wird.
6.) Verfahren nach Anspruch 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht bei einem großvolumigen Kunststoff-Innenbehälter eines Palettencontainers mit einem Fassungsvermögen von ca.1000 Litern auf eine Schichtdicke von ca.0,05 mm bis 0,2 mm, vorzugsweise ca.0,1 mm, bei einer mittleren Wandstärke von ca.2 mm bis 2,5 mm eingestellt wird.
7.) Behälter aus thermoplastischem Kunststoff zur Lagerung und zum Transport von flüssigen Füllgütern, insbesondere für brennbare oder explosionsgefährliche Füllgüter, mit wenigstens einer im Behälteroberboden bzw. im Behälterdeckel angeordneten gas- und flüssigkeitsdicht verschließbaren Einfüll- oder/und Entleerungsöffnung, wobei der Behälter mit einer dauerhaft elektrostatisch nicht aufladbaren bzw elektrostatisch ableitenden Außenschicht versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dauerhaft elektrostatisch nicht aufladbaren bzw elektrostatisch ableitenden Eigenschaften der Außenschicht durch Zugabe und Einmischen eines besonderen Compounds in das Kunststoffmaterial der Außenschicht in begrenzter Menge derart eingestellt und die Schichtdicke der Außenschicht derart dünn ausgebildet ist, daß die Durchsichtigkeit bzw. Durchseheinbarkeit der compoundierten Außenschicht nicht oder nur so wenig beeinträchtigt ist, daß die Füllstandshöhe einer in den Behälter eingefüllten Flüssigkeit ohne weiteres optisch erkennbar bleibt.
8.) Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in das Kunststoffmaterial der antistatischen Außenschicht eine begrenzte Menge von Farbpigmenten eingemischt ist, die eine leichte Einfärbung des Kunststoffmaterials der Außenschicht bewirkt, wodurch die flächige Verteilung der dünnen Außenschicht und ihre Schichtdickenverteilung visuell sichtbar gemacht ist und beurteilt werden kann.
9.) Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in das Kunststoffmaterial der antistatischen Außenschicht eine begrenzte Menge von optischen Aufhellern eingemischt ist, die eine unter Normalbedingungen kaum erkennbare Einfärbung des Kunststoffmaterials der Außenschicht bewirkt, wobei jedoch unter einer speziellen Beleuchtung, wie z. B. Schwarzlicht, die flächige Verteilung der dünnen Außenschicht und ihre Schichtdickenverteilung visuell sichtbar gemacht und beurteilt werden kann.
10.) Behälter nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die antistatische Außenschicht auf eine Schichtdicke von ca.0,25 % bis 5 %, vorzugsweise ca.2 %, der Wandstärke des Kunststoffbehälters eingestellt ist.
11.) Behälter nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht bei einem großvolumigen Kunststoff-Innenbehälter eines Palettencontainers mit einem Fassungsvermögen von ca.1000 Litern auf eine Schichtdicke zwischen 0,05 mm bis 0,2 mm, vorzugsweise ca.0,1 mm eingestellt ist.
12.) Behälter nach Anspruch 7,8,9,10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial der dünnen Außenschicht aus einem leicht fließenden, gut ausreckbaren thermoplastischen Material (Polymer), wie z. B. LLDPE-Material (Linear Low Density PolyEthylen) oder LDPE-Material (Low Density PolyEthylen) und das Kunststoff material für die mittlere(n) Schicht(en) und für die innere(n) Schicht(en) des mehrschichtigen Behälters aus einem hochmolekularen, kälteschlagzähen HDPE- Material (High Density PolyEthylen) besteht.
13.) Behälter nach einem der vorhergehenden Anspruch 7 bis 12, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als dünnwandiger quaderförmiger Innenbehälter (12) eines Palettencontainers (10) mit einem Einfüllstutzen im Oberboden und einem unteren seitlichen Auslaufstutzen, auf dem eine aus dauerhaft antistatischen bzw. elektrisch ableitenden Kunststoff bestehende Entnahmearmatur (18) befestigt ist.
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