Für die Lagerung oder auch den Transport von flüssigen Brennstoffen werden häufig Behälter verwendet, deren Wand aus faserarmiertem duroplastischem Kunststoff wie z. B.
Epoxyharz, Polyester usw. besteht. Die Herstellung erfolgt durch Aufwickeln von harzgetränkten Fasersträngen oder Bändern auf eine Form, die nach Fertigstellung des Behälters durch die Mannlochöffnung wieder entfernt wird. Als abschliessende Behandlung wird auf die innere Oberfläche des Behälters häufig noch eine Beschichtung z. B. aus Polyurethan in flüssiger Form aufgebracht. Obwohl diese bekannten Behälter für die Aufnahme von zahlreichen Flüssigkeiten und auch brennbaren Flüssigkeiten eine zufriedenstellende Beständigkeit aufweisen, treten mitunter Schäden durch chemischen Angriff an der Innenfläche auf, die zu einem Auslaufen des Behälters und Grundwasserschäden führen können.
Diese Gefahr hat sich in jüngerer Zeit sehr erhöht, da den flüssigen Brennstoffen oft grössere Mengen an Zusätzen zugegeben werden, die aggressiv auf Kunstharze oder die bisher üblichen Wandbeschichtungen einwirken. Teilweise werden Benzin bis zu einem Drittel aliphatische und aromatische Verbindungen und insbesondere Methanol, Isobutanol, Isopropanol u. a., z. B. um die Klopffestigkeit an Stelle von Blei zu erhöhen oder aufgrund eines erhöhten Anfalls an Methanol, das aus Erdgas hergestellt wird, beigemischt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbehälters zu finden, der im Vergleich zu bekannten Behältern eine wesentlich höhere Widerstandsfähigkeit gegen chemische Eirnvir- kungen aufweist und einen sicheren Schutz gegen Auslaufen bietet.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, das erfindungsgemäss gekennzeichnet ist durch Herstellen einer inneren Behälterwand aus thermoplastischem Kunststoff durch Aufformen auf die Innenwand einer ersten Form, Entnehmen dieser inneren Behälterwand aus der ersten Form, während sie durch inneren Überdruck am Zusammenfallen gehindert wird, Einsetzen dieser inneren Behälterwand in eine zweite Form, so dass sie sich an deren Innenwand anlegt, wobei diese Innenwand mit netzförmig verteilten Rillen versehen ist, Einfüllen einer niedrigschmelzenden Metallegierung zwischen die aus thermoplastischem Kunststoff hergestellte innere Behälterwand und die Innenwand der zweiten Form, so dass sie die Rillen ausfüllt, Erstarrenlassen der Metallegierung in den Rillen, Entnehmen der inneren Behälterwand zusammen mit dem in den Rillen gebildeten Netz aus der zweiten Form,
Bewickeln der unter innerem Überdruck gehaltenen, das Netz tragenden inneren Behälterwand durch kunstharzgetränkte Faserstränge oder -bänder zur Bildung einer äusseren Behälterwand und Aushärtenlassen des Kunstharzes bei einer Temperatur, die oberhalb der Schmelztemperatur der Metallegierung liegt, so dass die Metallegierung durch eine in der äusseren Behälterwand vorgesehene Öffnung abfliesst.
Das Aufformen einer inneren Behälterwand auf die Innenwand einer ersten Form kann durch Aufblasen eines schlauchförmig extrudierten Vorformlings aus thermoplastischem Kunststoff erfolgen, bis er sich fest an die Formwand anlegt. Der Verformling kann dabei bereits so weit vorgewärmt sein, dass er sich gleichmässig durch beispielsweise aufgeheizte Druckluft aufblasen lässt.
Die innere Behälterwand kann jedoch auch durch Aufgiessen des Kunststoffes in flüssiger Form oder Aufstreuen in Pulverform auf die beheizte Innenwand der hierbei drehend und/oder taumelnd bewegten ersten Form hergestellt werden.
Als Material für die innere Behälter vand kann beispielsweise Polyäthylen verwendet werden.
Der nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Behälter ist gekennzeichnet durch eine faserarmierte duroplastische äussere Behälterwand und eine thermoplastische innere Behälterwand, wobei sich zwischen beiden Behälterwänden netzartig verlaufende Kanäle befinden, die mit mindestens einer Öffnung in der äusseren Behälterwand verbunden sind, an die eine mit einem Leckwarnsystem verbundene Vakuumquelle anschliessbar ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung der ersten Form zur Herstellung der inneren Behälterwand aus einem aufzublasenden Vorformling,
Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung der zweiten Form zur Formung eines metallischen Netzes auf die innere Behälterwand und
Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch den fertigen doppelwandigen Behälter mit seiner Mannlochöffnung.
Im Beispiel nach Fig. 1 für die Herstellung der inneren Behälterwand 1, wie sie in Fig. 3 sichtbar ist, wird durch eine Öffnung 2 in einer der schematisch angedeuteten Formhälften 3 oder 4 ein schlauchförmiger Vorformling 5 aus einem thermoplastischen Kunststoff in den Formraum 6 eingeführt und mit seinem offenen Ende 7 durch eine nicht dargestellte Klemmeinrichtung gehalten. Ausserdem erstreckt sich durch das offene Ende 7 des Vorformlings bis in Nähe seines geschlossenen Endes 8 eine Druckluftleitung 9 mit seitlichen Luftaustrittsöffnungen 10, die ungefähr in der Mitte des Formraumes 6 angeordnet sind.
Die Druckluftleitung 9 kann auch mit einer nicht dargestellten Rückführungsleitung versehen sein, indem sie beispielsweise doppelwandig ausgeführt ist, so dass durch den Innenraum des Vorformlings Heissluft geführt werden kann, um ihn auf eine für die plastische Verformung geeignete Temperatur. zu erwärmen.
Der Vorformling kann jedoch auch in vorerwärmtem Zustand in die erste Form eingeführt werden. Bei Zufuhr von Druckluft und dann selbstverständlich geschlossener Rückführungsleitung bläht sich der Vorformling 5 dann zunehmend auf, bis er sich fest an die Innenwand des Formraumes 6 anlegt. Damit ist die innere Behälterwand 1 fertiggestellt, und der Druck der Druckluft kann nach zumindest teilweiser Abkühlung der Behälterwand 1 so weit reduziert werden, dass er nach Öffnen dieser ersten Form 3, 4 die innere Behälterwand nicht weiter aufblasen kann und sich jedoch in die zweite Form 11 transportieren lässt.
Die zweite, in Fig. 2 dargestellte Form 11 unterscheidet sich von der ersten Form nach Fig. 1 im wesentlichen durch ein Netz von Rillen 12, die in der Innenwand beider Formhälften 13 und 14 vorgesehen sind. Diese Rillen 12 sind in Fig. 2 im Verhältnis zur Grösse der Form 11 vergrössert und in geringerer Anzahl dargestellt, als für die praktische Verteilung und Dimensionierung gewählt wird. Der Verlauf der verschieden gerichteten Rillen zueinander kann unterschiedlich gewählt werden. Beispielsweise verlaufen die in Fig. 2 im Querschnitt sichtbaren Rillen 12 in zueinander parallelen Ebenen, die sich senkrecht zu der Vertikalachse des kugelförmigen Formraumes 13 erstrecken, während die übrigen, nicht sichtbaren Rillen des Rillennetzes senkrecht dazu entlang von Meridianlinien verlaufen, wie durch Strichlinien angedeutet ist.
Die Rillen können beispielsweise 2 mm breit und tief sein und 10 mm Abstand voneinander haben.
Nachdem die unter innerem Überdruck gehaltene innere Behälterwand 1 in diese zweite Form 11 eingesetzt wurde, kann über eine Leitung 14 eine flüssige, niedrigschmelzende Metallegierung wie z. B. Woodsches Metall zugeführt werden, die das Netz von Rillen 12 ausfüllt und in diesen Rillen erstarrt. Im oberen Teil der oberen Formhälfte 12 ist eine Überlaufleitung 15 vorgesehen, an die eine Vakuumquelle angeschlossen sein kann. Die Rillen 12 sind bei diesem Giessvorgang durch die an der Innenwand der Form 11 fest anliegende innere Behälterwand 1 zum Formraum 13 hin geschlossen.
Die Herstellung der inneren Behälterwand 1, wie es anhand der Fig. 1 beschrieben wurde, in einer Form 11, die gleichzeitig der Herstellung des Metallnetzes dient, empfiehlt sich normalerweise nicht, da das thermoplastische Kunststoffmaterial der inneren Behälterwand in erwärmtem Zustand sich in die Rillen einpressen würde. Die erste Form nach Fig. 1 kann hingegen auch zur Herstellung der inneren Behälterwand aus flüssigem oder pulverförmigem Ausgangsmaterial dienen.
Nach Öffnen der zweiten Form 11 wird an der Oberseite der nunmehr mit dem Metallnetz überzogenen inneren Behälterwand ein der Grösse eines Mannloches entsprechendes Loch 16 ausgeschnitten und der verbleibende Öffnungsrand
17 entsprechend der Darstellung nach Fig. 3 zwischen dem kugelförmig gewölbten bzw. kalottenförmigen Kragen 18 eines Mannlochstutzens 19 und dazu passenden Kalottenteilen 20 mit Hilfe von Schrauben 21 eingespannt. Um einen luftdichten Abschluss dabei zu erzielen, sind zwischen der inneren Behälterwand 1 und dem Mannlochkragen 18 Dichtringe 22 und 23 eingelegt. Die Grösse bzw. Breite der Kalottenteile 20 ist so gewählt, dass sie durch den Mannlochstutzen
19 einführbar sind.
Anschliessend wird das aus der inneren Behälterwand 1 und dem Metallnetz 24 bestehende, mit dem Mannlochstutzen versehene Gebilde mit Hilfe des Mannlochstutzens 19 an der Trag- und Treibwelle einer Wickelmaschine befestigt und wieder unter inneren Überdruck gesetzt.
In der nicht dargestellten Wickelmaschine wird das erwähnte Gebilde dann zur Bildung der äusseren Behälterwand 25 durch harzgetränkte Faserstränge oder -bänder bewickelt.
Eine hierfür verwendbare Wickelmaschine ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 1 913 320 beschrieben. Die Aushärtung des Kunstharzes der äusseren Behälterwand 25 erfolgt bei einer oberhalb der Schmelztemperatur der Legierung des Metallnetzes liegenden Temperatur, indem der Behälter beispielsweise in eine Wärmekammer eingebracht wird. Dabei schmilzt die Legierung bzw. das Metallnetz und fliesst über einen Stutzen 26 ab, der sich beispielsweise in dem Mannlochkragen 18 befindet. Hierfür wird der Behälter geschwenkt, so dass sich dieser Stutzen 26 an seiner tiefsten Stelle befindet. Das Abfliessen der flüssigen Metallegierung kann durch Anlegen von Vakuum gefördert werden.
Die abfliessende Metallegierung, deren Schmelztemperatur beispielsweise bei 60 C liegt, hinterlässt zwischen der inneren Behälterwand 1 und der äusseren Behälterwand 25 ein Netz von Kanälen 24', dessen Form dem ausgeschmolzenen Metallnetz entspricht. Dieses Kanalnetz steht selbstverständlich mit dem Auslassstutzen 26 in Verbindung, so dass bei der späteren Verwertung des Behälters an diesen Stutzen 26 ein mit Vakuum arbeitendes übliches Leckwarnsystem angeschlossen werden kann. In der Darstellung nach Fig. 3 ist dieser mit einem Aussengewinde versehene Stutzen 26 durch eine Schutzkappe 27 -z. B. aus PTFE (Teflon) verschlossen, die während der Wicklung der äusseren Be Behälterwand 23 diesen Stutzen freihält.
Selbstverständlich können in der äusseren Behälterwand 25 bzw. dem einen Teil der äusseren Behälterwand bildenden Mannlochkragen 18 auch zwei oder mehrere derartige Stutzen 26 vorgesehen sein.
For the storage or the transport of liquid fuels, containers are often used, the wall of which is made of fiber-reinforced thermosetting plastic such. B.
Epoxy resin, polyester, etc. It is manufactured by winding resin-soaked fiber strands or ribbons onto a mold, which is removed again through the manhole opening after the container has been completed. As a final treatment, a coating is often applied to the inner surface of the container, e.g. B. applied from polyurethane in liquid form. Although these known containers have a satisfactory resistance for holding numerous liquids and also flammable liquids, damage from chemical attack sometimes occurs on the inner surface, which can lead to leakage of the container and damage to groundwater.
This risk has increased very recently, since large amounts of additives are often added to the liquid fuels, which have an aggressive effect on synthetic resins or the previously customary wall coatings. Sometimes gasoline up to a third aliphatic and aromatic compounds and especially methanol, isobutanol, isopropanol and the like are used. a., z. B. to increase the knock resistance in place of lead or due to an increased amount of methanol, which is produced from natural gas, added.
The present invention is based on the object of finding a method for producing a plastic container which, compared to known containers, has a significantly higher resistance to chemical effects and offers reliable protection against leakage.
To solve this problem, a method is proposed which is characterized according to the invention by producing an inner container wall from thermoplastic material by molding it onto the inner wall of a first mold, removing this inner container wall from the first mold while it is prevented from collapsing by internal overpressure, inserting it this inner container wall in a second mold, so that it rests against the inner wall, this inner wall is provided with network-like distributed grooves, pouring a low-melting metal alloy between the inner container wall made of thermoplastic material and the inner wall of the second mold, so that they Fills grooves, solidifying the metal alloy in the grooves, removing the inner container wall together with the network formed in the grooves from the second mold,
Wrapping the inner container wall, which is kept under internal overpressure and carrying the net, with synthetic resin-soaked fiber strands or straps to form an outer container wall and allowing the synthetic resin to harden at a temperature which is above the melting temperature of the metal alloy, so that the metal alloy is replaced by a provided in the outer container wall Opening drains.
An inner container wall can be molded onto the inner wall of a first mold by inflating a tubular, extruded preform made of thermoplastic material until it rests firmly against the mold wall. The deformed part can already be preheated to such an extent that it can be inflated evenly by, for example, heated compressed air.
The inner container wall can, however, also be produced by pouring the plastic in liquid form or sprinkling it in powder form onto the heated inner wall of the first mold, which is rotated and / or tumbled.
For example, polyethylene can be used as the material for the inner container.
The container produced by the method according to the invention is characterized by a fiber-reinforced thermosetting outer container wall and a thermoplastic inner container wall, with channels running like a network between the two container walls, which are connected to at least one opening in the outer container wall, to which one is connected to a leak warning system Vacuum source can be connected.
In the following the invention is described with reference to an embodiment shown in the drawing.
Show it:
1 shows a schematic cross-sectional representation of the first mold for producing the inner container wall from a preform to be inflated,
2 shows a schematic cross-sectional illustration of the second mold for forming a metallic network on the inner container wall and
3 shows a partial cross-section through the finished double-walled container with its manhole opening.
In the example according to FIG. 1 for the production of the inner container wall 1, as can be seen in FIG. 3, a tubular preform 5 made of a thermoplastic material is introduced into the mold space 6 through an opening 2 in one of the schematically indicated mold halves 3 or 4 and held with its open end 7 by a clamping device, not shown. In addition, a compressed air line 9 with lateral air outlet openings 10, which are arranged approximately in the center of the mold space 6, extends through the open end 7 of the preform up to the vicinity of its closed end 8.
The compressed air line 9 can also be provided with a return line, not shown, in that it is, for example, double-walled so that hot air can be passed through the interior of the preform to bring it to a temperature suitable for plastic deformation. to warm up.
However, the preform can also be introduced into the first mold in a preheated state. When compressed air is supplied and the return line is naturally closed, the preform 5 then expands increasingly until it rests firmly against the inner wall of the mold space 6. This completes the inner container wall 1, and after at least partial cooling of the container wall 1, the pressure of the compressed air can be reduced to such an extent that, after opening this first mold 3, 4, it cannot inflate the inner container wall any further and does, however, move into the second mold 11 can be transported.
The second mold 11 shown in FIG. 2 differs from the first mold according to FIG. 1 essentially in a network of grooves 12 which are provided in the inner wall of both mold halves 13 and 14. These grooves 12 are enlarged in FIG. 2 in relation to the size of the mold 11 and shown in fewer numbers than is selected for practical distribution and dimensioning. The course of the differently directed grooves to one another can be selected differently. For example, the grooves 12 visible in cross-section in FIG. 2 run in mutually parallel planes that extend perpendicular to the vertical axis of the spherical mold space 13, while the other, not visible grooves of the groove network run perpendicular thereto along meridian lines, as indicated by dashed lines .
The grooves can for example be 2 mm wide and deep and 10 mm apart.
After the inner container wall 1, kept under internal overpressure, has been inserted into this second mold 11, a liquid, low-melting metal alloy such as. B. Wood's metal are supplied, which fills the network of grooves 12 and solidifies in these grooves. In the upper part of the upper mold half 12 an overflow line 15 is provided to which a vacuum source can be connected. During this casting process, the grooves 12 are closed towards the mold space 13 by the inner container wall 1, which rests firmly on the inner wall of the mold 11.
The production of the inner container wall 1, as described with reference to FIG. 1, in a mold 11, which also serves to produce the metal mesh, is normally not recommended, since the thermoplastic material of the inner container wall is pressed into the grooves when it is heated would. The first mold according to FIG. 1, on the other hand, can also be used to manufacture the inner container wall from liquid or powdery starting material.
After opening the second mold 11, a hole 16 corresponding to the size of a manhole is cut out on the upper side of the inner container wall, which is now covered with the metal mesh, and the remaining opening edge
17, as shown in FIG. 3, is clamped between the spherically arched or dome-shaped collar 18 of a manhole nozzle 19 and matching dome parts 20 with the aid of screws 21. In order to achieve an airtight seal, sealing rings 22 and 23 are inserted between the inner container wall 1 and the manhole collar 18. The size or width of the cap parts 20 is chosen so that they pass through the manhole
19 are insertable.
Subsequently, the structure consisting of the inner container wall 1 and the metal net 24 and provided with the manhole connector is attached to the support and drive shaft of a winding machine with the aid of the manhole connector 19 and is again placed under positive internal pressure.
In the winding machine, not shown, the above-mentioned structure is then wound by resin-impregnated fiber strands or ribbons to form the outer container wall 25.
A winding machine that can be used for this is described in German Offenlegungsschrift No. 1 913 320, for example. The hardening of the synthetic resin of the outer container wall 25 takes place at a temperature which is above the melting temperature of the alloy of the metal network, in that the container is introduced into a heating chamber, for example. In the process, the alloy or the metal mesh melts and flows off via a connecting piece 26 which is located, for example, in the manhole collar 18. For this purpose, the container is pivoted so that this connecting piece 26 is at its lowest point. The outflow of the liquid metal alloy can be promoted by applying a vacuum.
The outflowing metal alloy, the melting temperature of which is, for example, 60 ° C., leaves a network of channels 24 'between the inner container wall 1 and the outer container wall 25, the shape of which corresponds to the melted metal network. This sewer network is of course connected to the outlet nozzle 26, so that when the container is later recycled, a conventional leak warning system working with vacuum can be connected to this nozzle 26. In the illustration according to FIG. 3, this socket 26, which is provided with an external thread, is protected by a protective cap 27 -z. B. made of PTFE (Teflon), which keeps this nozzle free during the winding of the outer loading container wall 23.
Of course, two or more such nozzles 26 can also be provided in the outer container wall 25 or the manhole collar 18 which forms part of the outer container wall.