CN100423999C - 柔性中型散装容器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由具有抗静电特性的有涂层或无涂层机织织物或塑料薄膜制成的柔性中型散装容器，该容器配备有一些构件，这些构件能够实现聚集在所述容器中的静电的电晕放电；该容器还具有一外表面。为了改进危险静电电荷的放电过程，机织织物或塑料薄膜的表面至少局部地包括从该表面伸出小于10mm的纤维。在本发明另一实施例中，机织织物或塑料薄膜至少局部地包括长度小于10mm的纤维。

Description

柔性中型散装容器
本发明涉及一种由具有抗静电特性的有涂层或无涂层机织织物或塑料薄膜制成的柔性中型散装容器(Flexible Intermediate BulkContainer)缩写为FIBC，其配备有一些构件，这些构件能够实现聚集在所述容器中的静电的电晕放电。
柔性中型散装容器在由CEN于2000年6月15日批准的欧洲标准EN1898中作了规定，其全文引用在此作为参照。在此欧洲标准中提及：这种FIBC可以经过特殊的静电导电性处理，但是，文中没有关于静电电荷的产生以及关于能够减少由所产生静电电荷所引起的危险的有利结构的进一步陈述。
在US5.071.699中也公开了一种柔性中型散装容器(FIBC)。在装填和清空FIBC的过程中，移动的产品颗粒之间的分离过程以及产品颗粒和FIBC之间的分离会在FIBC中产生聚集静电的局部区域。
当易燃的粉尘在FIBC内部或在具有易爆炸的粉尘-空气混合物或易爆炸的气体/水蒸气/雾-空气混合物的危险区域内产生时，带有电荷的FIBC的可引起着火的放电是危险的，并且对装卸这种容器的工人来说很不舒适。为避免这些缺点，有人建议FIBC的机织织物应包含多个相互交织的半导电长丝纤维。半导电纤维的目的是更均匀地分布聚集在表面上的静电电荷并在长丝纤维的端部实现电晕放电。纤维最好以规则的间隔相互交织以便它们在织物的表面上均匀地间隔。在装填和清空操作过程中，这种FIBC不需要接地。当静电电荷产生时，电子可流入大气中。危险的静电电荷被减少但没有清除。
在US5,458,419中公开了一种类似的方法。FIBC配备有互相连接的导电长丝网格并且借助导电接地链和/或导电提升环接地。FIBC在装填和清空过程中必须接地以释放和清除危险的静电电荷。但是，接地是额外的工作，这种额外的工作应当避免，并且如果接地不正确，来自静电的危险还时常发生。
电子流入大气的效应被专家称为电晕放电。静电学中，在纯粹现象的基础(phenomenological basis)上区分开了几种类型的放电方式，这些放电方式取决于带电物体的导电性和几何结构。由于每种气体放电方式对于易燃大气显示出不同的可燃性，所以各种放电类型的区别对于工业实践具有重大意义。通常，存在四种类型的放电方式：
-火花放电；
-刷形放电；
-射状刷形放电；以及
-电晕放电。
电晕放电可被理解为刷形放电的一种特殊情况。如果引入强大电场的已接地电极的曲率半径非常小，例如小于1mm，则该电场仅在尖形电极最接近区域中被干扰。这样会在尖头的最接近区域中引起非常弱的气体放电，与刷形放电相反，这种气体放电不会被猛然激发以及不会导致可见的放电通道。根据产生电场的电荷载体的数量和补充速率，电晕放电在很长的时间周期内显示出或多或少的恒定放电，因此它被认为是连续的气体放电。
在上述美国现有技术中公开的与FIBC的织物交织的半导电纤维将局部聚集的静电电荷集中起来。包含在所述半导电纤维中的静电电荷被传导至位于纤维端部的放电点。电晕放电主要在这些端部发生。
现有技术容器的缺点是在半导电纤维端部实现中性电荷状态所需的周期相对较长。对于某些应用，通过电晕放电，在交织进织物中的半导电纤维端部消除高的静电电荷之前要经过很长时间。
因此，本发明的主题是通过改进用于释放危险静电电荷的装置来加速FIBC的放电过程。
如果机织织物或塑料薄膜的表面至少局部地包括从该表面伸出的小于10mm的塑料纤维，则所述问题便可解决。根据本发明另一个实施例，机织织物或塑料薄膜至少局部地包括长度小于10mm的塑料纤维。
在那些产生积累静电的局部区域的位置处，这种从FIBC表面伸出小于10mm的纤维的每个端部可充当用于电晕放电的电极。应实现至少0.1mm的最小伸出。利用多个这种纤维，多个电晕放电作用便可发生，并且相应地，通过放电过程中可获得的电极数目可充分地加速放电速度。利用在FIBC外表面上均匀分布的短纤维，整个FIBC可实现所述优点。
有涂层或无涂层的机织织物或塑料薄膜的抗静电特性使得表面电荷从积累静电的区域向设置了长度小于10mm的纤维的区域分布。根据应用情况，以差不多规则相隔的间距设置所述短纤维就足够了。由于静电的快速释放以及放电过程在配备有本发明短纤维的FIBC整个表面上的均匀分布，所以实现了更安全的操作。相应FIBC的安全使用系数被扩大，并且根据要装填进FIBC中的材料以及装填和运输过程期间的当前环境，允许在FIBC中运输新型材料，或者在较低安全预防措施的情况下装填或运输已知材料。对于用于特殊材料的新型FIBC，在装填和清空期间，FIBC的接地甚至可被取消，而这种特殊材料在使用现有技术的FIBC时要求必须被接地。通常，在环境中具有易爆炸的粉尘-空气混合物或具有易爆炸的气体/水蒸气/雾-空气混合物的应用场合中，包括根据EN13463所述的危险区域Zone1、2、21、22，采用本发明设计的FIBC可在没有接地的情况下使用。因此，使用不接地的FIBC的效率和安全性被显著地提高。
通过参照包含在本发明下列说明书的实例、附图以及包含在权利要求书中的特征要素，可以对本发明作出更完全的理解。
在附图中：
图1示出了具有由扁平机织织物制成的壁的FIBC的视图；
图2示出了具有由圆形机织织物制成的壁的FIBC的视图；
图3示出了纱线的横截面图，该纱线包括端部向外侧伸出的短纤维；
图4示出了植绒纱线的横截面图；
图5示出了植绒薄膜带的横截面图；
图6示出了局部植绒塑料薄膜的横截面图；
图7示出了局部植绒机织织物的横截面图；
图8示出了机织织物一部分的表面的视图，该机织织物包含具有短纤维的纱线，该纱线被分配并与经向和纬向扁平薄膜带材料交织在一起；
图9示出了图8中所示机织织物的横截面图；
图10示出了机织织物一部分的表面的视图，该机织织物包含具有短纤维的纱线，该纱线代替了机织织物中的扁平薄膜带材料；
图11示出了图10中所示机织织物的横截面图；
图12示出了机织织物一部分的表面的视图，该机织织物包含具有短纤维的扁平薄膜带，该扁平薄膜带代替了机织织物中的扁平薄膜带材料；
图13示出了图12所示机织织物的横截面图；
图14示出了位于缝合接缝或接头中的防尘绳的视图，该防尘绳具有向外侧伸出的纤维；
图15示出了图14所示缝合接缝或接头的横截面图；
图16示出了不同样品的电荷衰减的图表。
图1和图2中作为例子示出的FIBC 2由柔性材料例如机织织物或塑料薄膜制成，FIBC 2被设计成与容器内的货物直接接触或者通过涂层接触，并且在清空的时候可折叠。在市场上可买到许多种具有不同设计、尺寸、安全工作负载、安全系数和提升装置的FIBC。FIBC2包括一些壁，这些壁可由如图1所示的一个或连接在一起的多个壁板4提供，或者由如图2所示的一层或多层套筒6提供；还包括与所述壁连接在一起或者与所述壁形成整体件的底层8，该底层形成竖立的FIBC 2的底部；还包括顶层10，该顶层在封闭后形成FIBC 2的顶部。
为了FIBC 2的操作，FIBC可配备类似出口或者狭缝的装料部件12；类似出口的卸料部件或者其他封闭部件；以及类似一个或多个带子、环状物、绳子、孔眼、框状物的搬运部件14或者由FIBC的壁的延伸部分形成的其他部件，或者搬运部件14与由延伸部分形成的其他部件形成整体件或是可拆分的，用于支撑或提升FIBC。通常，缝合缝16和接头部被锁闭和/或背面缝合或者配备一最小20mm的尾部。表面可通过熔接、粘接或者热封连接。FIBC可通过加入紫外线吸收剂和/或抗氧化剂、阻燃剂、杀虫剂和类似物的添加剂提供特殊处理。
当选择FIBC 2使用时，应考虑FIBC 2要装货物的物理和化学特性，例如容积密度、流动特性、充气程度、颗粒大小和形状、与用于FIBC 2结构的材料的适应性、装填温度以及要装货物是否是粮食、特殊条件通常在什么时候适用。还应考虑用于装填、搬运、运输、储存和清空FIBC 2的方法，以及总体的环境考虑。所有提及的方面会对FIBC 2内侧表面和/或外侧表面上的静电的产生起直接或间接影响。
为了实现聚集在FIBC 2中的静电电荷的快速减少，制成FIBC 2的机织织物或塑料薄膜的表面至少局部地包括纤维18，该纤维从FIBC的表面伸出小于10mm。这些伸出的短纤维18由抗静电材料制成。纤维18自身和粘接剂30以及纱线具有与其结为一体或植入在其上的纤维的绳和薄膜带的电阻最好是等于或小于基础织物的带、纱线和涂层的电阻。所述电阻最好在108至1012欧姆(ohmxcm)的范围内。涂层38和机织织物以及塑料薄膜最好具有在108至1012欧姆范围内的表面电阻。通用术语“纱线”指由长丝或短纤维(spun fiber)制成的各种纱线，而不考虑是否使用直线形式或加捻、编织、混合、打结，或者以其他任何方式加工，但不仅限于由长丝或纺成的纤维制成的纱线。短纤维18最好邻近聚集静电的局部区域(local pocket)设置。短纤维18直接与本地电场接触，或者由于机织织物或塑料薄膜的抗静电性能，静电可导向短纤维18。
在一个实施例中，短纤维18植入在FIBC 2的机织织物或塑料薄膜上。在另一个实施例中，交织或应用到机织织物或塑料薄膜上的纱线或薄膜带材料包括这种短纤维18。现在有一些介绍短纤维18如何以有效方式连接至FIBC2的实例。
在图3中，示出了加捻而成的双股纱线20的横截面图，该双股纱线与短纤维18接合。纱线20由两单股纱线22形成，在纱线22之间夹着短纤维18。短纤维18从纱线20的中心横截面24伸出。中心横截面24由一圆圈标识。术语“中心横截面”是指构成整个纱线紧密的总部的那部分，同时伸出的纤维18更柔软和具有弹性并且通常以非对齐方式设置。短纤维18的每根端部是允许微弱气体放电的尖形电极。通过接合在纱线22之间的多个短纤维18便会提供许多尖形电极，每个尖形电极均能够激发电晕放电。从纱线20的长度方向看，可在较短的距离上设置数以千计的短纤维18。多个短纤维18的加起来的放电作用在邻近设置短纤维18的局部区域中获得非常快速的电荷衰减。
短纤维18可通过直接接触静电的局部区域或者经由FIBC 2的抗静电的有涂层或无涂层机织织物，或经由抗静电纱线22而接收它们的电流，他们已经从非常远处位置向图3所示位置分配电流。这种纱线20可被交织进机织织物或塑料薄膜内，以便聚集在FIBC 2内部表面上的静电电荷向FIBC2的外部表面传导。
图3所示的纱线20可通过将短纤维18设置在双股纱线22接触面之间而制造。短纤维18固定在纱线22之间的位置内并且这些纤维向外侧伸出。这种纱线在市场上以“绳绒纱(chenille yarn)”名字出售，但是在市场上还存在具有其他设计并向外侧伸出的纤维的其他有效纱线。
在图4中示出了植绒纱线20的横截面图，该纱线20包括位于纱线22外表面上的类似短纤维18的绒毛。纱线20可以是三股纱线22，或者其它设计。短纤维18仅粘在纱线20中心横截面的外表面上，而没有接合在三股纱线22彼此接触的表面之间。
图5中示出了薄膜带26的横截面图，该带26包括短纤维18作为绒毛。电荷可通过短纤维18自身的直接接触而分配，还可通过抗静电薄膜带26分配。
图6示出了局部植绒塑料薄膜28的横截面图。短纤维18通过粘接剂30的抗静电层保持在位置中。存在于塑料薄膜28内表面上的静电电荷可经由抗静电塑料薄膜和粘接剂的抗静电层传到短纤维18并通过电晕放电消散进FIBC外表面周围的大气中，其中短纤维18从塑料薄膜28直接指向大气中。
图7中可看到机织织物32的横截面图，该机织织物局部覆盖有短纤维18的绒毛。机织织物32包括交织在一起的经向薄膜带34和纬向薄膜带36。还可看到涂层38。绒毛通过粘接剂30粘在机织织物32的表面上。短纤维18以这样的方式粘在机织织物表面上，即短纤维18的一端伸向FIBC 2周围的大气中。
图8示出了机织织物32一部分的表面的视图。机织织物包含具有短纤维18的纱线20，该纱线被分配并与经向和纬向扁平薄膜带材料34、36交织在一起，以便纱线交替地出现在FIBC 2的外部和内部表面上。纱线20的平行和交叉线部分形成了围绕机织织物32一定区域的边界。聚集在所述一定区域内的静电电荷将向纱线20消散并通过包含在纱线20内的短纤维18释放。如果纱线20以平行线设置并且这些线保持高达80mm的均匀距离，优选20mm，就可实现机织织物32令人满意的电晕放电。纱线还可以这种方式布置，即纱线20的线在机织织物的经线和纬线方向彼此交叉并且由纱线20围成的一定区域呈矩形形状。
图9A和图9B示出了图8中所示机织织物32沿线A-A和B-B的横截面图。可以看出，纱线20的短纤维18从机织织物32表面伸进FIBC 2周围的外部大气中。FIBC2的内表面覆盖有涂层38。
图10中示出了机织织物32一部分的表面的视图，该机织织物包含具有短纤维18的纱线，该纱线代替了机织织物结构中的扁平薄膜带材料。
图11A和11B示出了图10中所示机织织物32沿线A-A和B-B的横截面图。此外，在FIBC 2的机织织物32外表面上布置的短纤维18直接指向外部大气以便电流可通过电晕放电释放到大气中。布置在机织织物32内表面上的那些短纤维直接与涂层38的薄膜接触，这样有助于涂层38和短纤维18之间的电子交换。
图12中示出了机织织物32一部分的表面，该机织织物包含具有植入的短纤维18的扁平薄膜带26，该扁平薄膜带代替了机织织物32中的普通扁平薄膜带材料。图13A和13B示出了图12中所示机织织物32沿线A-A和B-B的横截面图。总体上来讲，对图8至图12所作的注释相应地适用。
图14中示出了缝合接缝42或接头中的抗静电接缝密封绳40的视图，该绳具有向侧面伸出的短纤维18。通过使用包括短纤维18的绳40，一方面短纤维18直接接触壁板4并能够经由抗静电壁板从FIBC内部聚集静电电荷；另一方面纤维18的端头直接指向FIBC 2周围的外部大气中，以便短纤维18的多个这些端头能够充当电晕放电电极。
图15示出了图14中所示缝合接缝42或接头沿线A-A的横截面图。在该横截面图中可很容易地看出两个壁板4是如何通过接缝42接合。此外，短纤维18伸进周围大气中以便它们能够充当用于电晕放电的电极。在接缝42的缝合孔上设置有接缝密封绳44以实现FIBC2的防尘。
图16示出了不同样品的电荷衰减的图表。可以看出，标准抗静电织物32显示出电压的初始降落，但在测量周期上电荷保持不变。对于具有交织的半导电长丝纤维的抗静电织物实现了较好的电荷衰减。短伸出纤维均匀地分布在抗静电机织织物32表面上的样品实现了最好的结果。在此，电荷在30秒的短时间之后消失。这种电荷衰减比从现有技术所知的FIBC的周期时间快很多。
实现额外的接地，包括纤维18的纱线和/或包括纤维18的薄膜带材料和/或包括纤维18的绳能够消散静电和/或抗静电并被互相连接在一起，并且能经由静电消散提升环和/或经由导电的接地链释放静电电荷。当装填和清空FIBC时，通过这种接地可实现附加的安全性，因为FIBC的电晕放电被减少。绝缘部件以及FIBC周围人员的感应充电的危险被显著地减少。因而，接地的、本发明的FIBC具有仅通过接地而放电的优点，同时具有仅通过电晕放电而放电的优点。
在附图中未示出的另一个实施例中，具有混合纤维或附加短纤维18的纺成的纤维(spun fiber)的纱线或短纤维可通过许多小纤维端头用于实现多个电极的作用。纺成的纤维纱线包括多个纤维，这些纤维可比10mm长，但应以这种方式纺成，即纤维的至少一端从纱线的横截面中心圆圈伸出0.1mm以上。纺成的纤维纱线的这个伸出部分显示与上述短纤维18相同的效果，并且如果这些纤维的端头部分也充当用于电晕放电的电极的作用，则其也应在本发明的范围内。
综上所述，在其表面具有绒毛纤维的植绒纱线、绳绒纱线以及在功能上具有与短纤维18的纤维结构类似的其他有效纱线、以其他方式植入或配备有短纤维18的薄膜带纱线、簇状纱线，所有这些纱线均被作为FIBC 2的材料插进机织织物或塑料薄膜中，这些纱线均是上述发明的应用，其中短纤维18被接合在一些长纤维或细丝之间。通过利用短纤维18作为用于电晕放电的电极，可彻底地加速电荷衰减。为了实现电极的作用，短纤维18至少一端应指向周围大气中。短纤维18可以多种方式布置在FIBC表面上，并且对于专家来说存在很多种将这些短纤维18固定在FIBC上或固定在FIBC里面的方式。所有变型均是允许的，无论纱线是否仅在经线或纬线方向或者在两个方向被交织或者仅仅是短纤维18的区域被粘附至FIBC；无论在单个FIBC中使用的是否是不同种类的纱线和/或粘附的短纤维18；无论纱线和/或短纤维18是否仅具有抗静电或静电消散特性；无论FIBC是有涂层或无涂层；无论短纤维18是否被精确地切割成一个相同的长度或者短纤维18是否具有不同长度；无论纱线是由两股或多股纱线制成，所有这些可变型的方面在FIBC配备有根据本发明的短纤维时均将被考虑。在另一个实施例中，不但FIBC自身本体而且固定至FIBC的标签、文件袋以及其他聚合物部件均可相应地配备。

Claims (11)

1. 柔性中型散装容器(2)，其由有涂层或无涂层机织织物(32)或塑料薄膜制成，具有抗静电特性，所述容器配备有可实现聚集在所述柔性中型散装容器(2)中的静电的电晕放电的构件，并且具有一外表面，其特征在于，所述机织织物(32)或塑料薄膜的表面至少局部地包括从该表面伸出小于10mm的塑料纤维(18)。
2. 如权利要求1所述的柔性中型散装容器(2)，其特征在于，所述机织织物(32)或塑料薄膜至少局部地包括长度小于10mm的塑料纤维(18)。
3. 如上述权利要求1所述的柔性中型散装容器(2)，其特征在于，承载纤维(18)的机织织物(32)或塑料薄膜和/或基础机织物的静电消散要小于或等于纤维(18)的静电消散。
4. 如上述权利要求1所述的柔性中型散装容器(2)，其特征在于，纤维(18)被接合在两纱线(20)之间或被植入在纱线上和/或从其他结构的纱线(18)向外侧伸出，所述纱线被织入机织织物(32)中。
5. 如上述权利要求1所述的柔性中型散装容器(2)，其特征在于，纤维(18)被植入在所述表面上或被结合进机织织物(32)或塑料薄膜的材料中。
6. 如上述权利要求1所述的柔性中型散装容器(2)，其特征在于，机织织物(32)至少局部地包括植绒的薄膜带材料(26)。
7. 如上述权利要求1所述的柔性中型散装容器(2)，其特征在于，纤维(18)如此设置，即其外端通常指向柔性中型散装容器(2)周围的外部大气中。
8. 如上述权利要求1所述的柔性中型散装容器(2)，其特征在于，用作搬运部件(14)的带子、织物、环状物或绳子至少局部地植有或簇生有纤维(18)和/或具有局部交织的包括纤维(18)的纱线或薄膜带材料，并且所述纤维(18)从所述搬运部件的基础材料伸出。
9. 如上述权利要求1所述的柔性中型散装容器(2)，其特征在于，抗静电的扁平和/或圆形接缝密封绳(40)包括伸出的纤维(18)。
10. 如上述权利要求1所述的柔性中型散装容器(2)，其特征在于，固定至所述柔性中型散装容器的标签、文件袋以及其他聚合物部件至少局部地包括纤维(18)和/或被处理以实现抗静电特性。
11. 如上述权利要求1所述的柔性中型散装容器(2)，其特征在于，包括纤维(18)的纱线和/或包括纤维(18)的薄膜带材料和/或包括纤维(18)的绳能够消散静电或抗静电并被互相连接在一起，并且能经由静电消散提升环和/或经导电的接地链实现额外的静电电荷释放。
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