CN1409678A - 用于贮藏和运输化学物品的多层装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于贮藏和运输化学物品，尤其是电子工业的液体高纯化学物品的装置，它至少包含下述组件：a)多层内容器，它包含由不含稳定剂的PE－HD制成的与内含物接触的内层和至少一层由聚乙烯制成的包围内层的层，和b)由塑料制成的不含金属的运输工具。而且，本发明涉及一种制造用于贮藏和运输化学物品，尤其是电子工业的液体高纯化学物品的装置的共挤出法，其中该方法至少包括下述步骤：a.经吹胀法制造由不含稳定剂的HD－PE制成的中空体；b.用至少一层由聚乙烯制成的层同时包封得自a)的中空体(共挤出)；c.以这样的方式制造由塑料制成的容器，即能在其中插入被至少一层聚乙烯制成的层包封的得自a)的中空体。
Description
本发明涉及一种用于贮藏和运输化学物品，尤其是电子工业的液体高纯化学物品的多层装置(multi-shelled device)。
为了制造电子部件，往往需要液体化学物品；需要其高纯度状态。尤其是对于制造高度集成的微芯片(microchip)，需要非常高的纯度，因为采用加工化学物品制得的这些微芯片的尺寸会不断减小。通常，对于特殊液体化学物品如用于电子工业的加工化学物品所要求的纯度在过去近年来业已有了相当高的提高。仅仅按所要求的纯度制造化学物品是不够的，而且要能确保产品在运输、贮藏和处置过程中不会变得不纯。而且，必须确保安全的贮藏和运输，因为这些化学物品中的某些可能是腐蚀性或甚至是有毒性的。必须采用最高可能的可靠度将诸如由于对运输容器的损坏或由于渗漏造成的这种化学物品的意外泄漏排除掉。出于经济上的原因，只使用大包的园筒来运输液体、高纯的化学物品。这些大包的园筒应设计成这样的形式，即能防止容器内物质的污染，并能防止即使是用叉式起重车和类似设备进行粗操作引起的损坏。另外，容器应易于以低成本来制造。它们应能用叉式起重车和其它常用的运输设备来移动，没有运输上的危险。
因此，当为这种容器选择材料时，必须考虑两个方面的因素。首先，必须在排除由于容器壁材料与待运输或贮藏的化学物品接触引起的任何污染上加以选择。除了防止待运输的化学物品的污染和防止待运输的化学物品的可能渗出外，容器也必须具有足够的刚性以及一定程度的弹性，以确保容器是耐压和抗震的并且是坚固的，而且既没有变形也没有破裂的倾向。另外，也希望容器具有较大的容量，并且能快速和容易地制造。
从DE 196 28 653知道，某些聚乙烯，尤其是未稳定化的高密度(HD)-聚乙烯(PE)能很好地适用于制造电子工业所用的液体、高纯化学物品的贮藏和运输容器。尤其是，述及的HD-聚乙烯的比重为0.940-0.970g/cm3，特别是0.942-0.961g/cm3。这特别包括以商标Lupolen销售的聚乙烯。可以述及Lupolen6021D、Lupolen5021D、Lupolen4261AQ149和Lupolen( 4261AQ135作为例子。按此对比文件，将由上述材料组成的各块板焊接起来制成相应的装置。将相应挤出的各块板焊接起来制造这种容器是耗时和昂贵的。而且，Lupolen6021D的质量保持性由于焊接和所得的焊接缝而无法保证令人满意。另一方面，至今还不可能吹胀挤出体积例如为200升的单吹胀挤出的运输容器，或者按这种方式制得的容器不能满足“危险物品包装”测试的机械要求。
本发明的一个问题是提供另一种用于贮藏和运输化学物品，尤其是电子工业的高纯液体化学物品的装置，和相应的制造本发明装置的方法，所述装置符合上述要求并能简便和快速地制造。
这个问题是由权利要求1的装置和权利要求9的方法来解决的。进一步的实例和优点在从属权利要求中阐明。
因此，本发明提供一种用于贮藏和运输化学物品，尤其是电子工业的液体高纯化学物品的装置，它至少包含下述组件：
a)多层内容器，它包含由不含稳定剂的PE-HD制成的与内含物接触的内层和至少一层由聚乙烯制成的包围内层的层，和
b)由塑料制成的不含金属的运输工具。
在本发明的范围内，不含稳定剂的HD-PE是在不使用常用稳定剂的情况下制得的HD-PE。常用稳定剂尤其是对本领域的技术熟练者来说是已知的抗氧化剂(cf.Kunststoffe 78(2)，142(1988))。
按本发明，采用多层吹胀挤出或共挤出的方法来制造用于贮藏和运输高纯化学物品的装置。按本发明，使用由不含稳定剂的HD-PE制成的机械强度弱、高纯的最内层与化学物品侧面接触，同时包围最内层的层所用的材料可以随意地选自已知可挤出的材料，例如密度为0.94-0.97g/cm3的常用HD-PE，如Lupolen4261AQ135或Lupolen5261Z，以及相应的Hostalen产品。多层吹胀挤出能以一步连续制造法来制造本发明装置的内容器。这样，与迄今使用的焊接法相比，可以节约相当大的成本和时间。而且，与迄今已知的容器相比，本发明的装置更能耐压和抗跌落得多，因为它是由一块制成的，而非有任何焊接缝或其它弱点。在共挤出中，若干层聚合物熔体叠合在一起，并在挤出喷嘴的内部连接起来。这种多层状喷嘴装有若干个熔体入口和一个共同的出口。
按本发明，将装置的多层内容器放入由塑料制成的不含金属的运输工具中。不含金属的运输装置较好的是由不含金属的塑料制成的市售塑料运输箱。在另一个较好的实例中，运输箱包括一整块平板(pallet)，它用于保护箱免于运输过程中受到的损害。整块平板也进一步稳定和支承本发明装置的内容器。
不含稳定剂的HD-PE较好是比重为0.940-0.970g/cm3，尤其为0.942-0.961g/cm3，特别好为0.946-0.960g/cm3的聚乙烯；这种类型的聚乙烯放出特别少量的颗粒杂质。
按本发明再一个较好的实例，不含稳定剂的HD-PE是比重为0.940-0.970g/cm3，尤其为0.942-0.961g/cm3，特别好为0.946-0.960g/cm3的聚乙烯；这种类型的聚乙烯在与碱性、中性和酸性的高纯化学物品接触时会释放出下述清单中的至少一种下述离子杂质：
Al≤60ng/g，
Ca≤60ng/g，
Fe≤63ng/g，
Mg≤16ng/g，
Ti≤4ng/g，
Zn≤6ng/g，
Mn≤0.3ng/g，
Cu≤1.5ng/g。
此外，未稳定化的HD-PE的特征在于低含量的催化剂残余物，使得这些物质在与碱性或酸性高纯化学物品接触时放出特别少量的离子杂质。而且，待贮藏或运输的化学物品与材料之间的相互作用会产生较少量的颗粒。颗粒的含量较好应为如下：
颗粒≤0.5μm：含量≤5/ml液体，
颗粒≤0.2μm：含量≤50/ml液体，
颗粒≤0.1μm：含量≤500/m1液体。
以商标Lupolen4261A！149销售的HD-PE是特别好的。这种物质具有高纯化学物品所需的纯度。而且，这种材料能很好地适用于挤出。
较好的是，装置的至少一层以上的层，较好是最外层由可挤出的聚合物或共聚物，较好是比重为0.940-0.970g/cm3，尤其为0.942-0.961g/cm3，特别好为0.946-0.960g/cm3的HD-PE制成。
按较好的实例，最外层包含至少一层HD-PE，所述HD-PE选自Lupolen5261D、Lupolen4261AQ135、HostalenGM6255、Fina56020、Borealis8214、Stamylan7731和7890、DaplenAH5493或这些HD-PE中两种或多种的混合物。
按再一个较好的实例，最外层包含颜料，它用于保护该层免受紫外光的侵害。这样，该装置特别可防止在运输过程中由于入射光引起的任何损害。该层保持其机械稳定性的性能。所用的颜料较好是烟灰；然而，石英、常用母料和其它常用颜料如cu-酞菁或TiO2，以及有机紫外稳定剂和联苯化合物都可以使用。
按本发明另一个较好的实例，用玻璃纤维或加入进一步机械稳定的材料如聚合物对最外层加以增强，以提高本发明装置的耐压性、抗跌落性或抗震性。较好的做法是，将聚酰胺制成的小片结合到最外层中形成整体，以提供这种增强。为此，可以使用例如PE-复合材料如selar。
按一个特别好的实例，该装置由两层组成。较好由Lupolen4261AQ149制成的最内层占壁厚的20-40％，而最外层相应地占60-80％。这种构造证实是特别稳定的。
按另一个较好的实例，该装置包含至少三层，其中至少一层中心层由制造废料组成。这种类型的废料是所谓的“块状废物”(clump waste)，它是在装置的“最终成形”过程中从上端和下端脱离的那些部件。
本发明的装置较好具有至少一个开孔，更好是具有多个开孔。在此，开孔的直径较好≤150mm，最好≤70mm。开孔用作接受活塞管或反流制动器。这些开孔较好由一种或多种下述材料制成：PE-HD、全氟烷氧基聚合物(PFA)、聚丙烯、PVdF和全氟化聚乙烯丙烯(FEP)。
通过将特别的模具插到吹胀模具中或插入各种抽提体系的相应适配器如活塞管或耦合体系，可以对开孔加以适配(adapt)。在将产物填充到容器中和/或将产物从容器中抽提出来时，这可导致特别少量的污染。
按本发明一个较好的实例，装置的填充容量≥200升，较好≥500升。由于制造是通过多层吹胀挤出和附加装上不含金属的运输工具进行的，故可以简单和快速地制造符合安全要求的用于运输和贮藏高纯化学物品的装置。这样就可以相当大地节约成本和时间。
按本发明一个较好的实例，将不含金属的运输工具设计成这样的形式，即它能完全包围多层内容器。不含金属的运输工具较好是一种由固体塑料制成的不含金属的箱，在其中可以放置多层内容器。按一个较好的实例，运输箱由线性低密度聚乙烯(LLD-PE)制成。在此，该箱可以按两层法制得，其中使用散布有如戊烷或己烷的LLPD-PE颗粒，对外层和内层进行旋转烧结并发泡。这种运输箱较好装有保护性覆盖层，该覆盖层较好由相同的材料制成，通过该覆盖层，运输箱被完全密封，这样在其中所容纳的内容器就完全可以受到保护免受外部影响。如上所述，运输箱的内部可以装有平板，以进一步稳定该箱并保护内容器免受运输引起的损害。
运输箱较好采用旋转烧结法制得。这种制造方法能制得抗震的箱，并且该方法的制造成本低。
另外，本发明涉及一种制造用于贮藏和运输化学物品，尤其是电子工业的液体高纯化学物品的装置的共挤出法，其中该方法至少包括下述步骤：
a.经吹胀法(blow method)制造由不含稳定剂的HD-PE制成的中空体；
b.用至少一层由聚乙烯制成的层同时包封得自a)的中空体(共挤出)；
c.以这样的方式制造由塑料制成的容器，即能在容器中插入被至少一层聚乙烯制成的层包封的得自a)的中空体。
本发明方法的塑炼步骤宜在通入惰性气体的条件下进行。氮气宜用作惰性气体。这意味着使用惰性气体，较好是氮气作为吹胀气体来代替空气进行吹胀法的制造。
在制造本发明装置的过程中通入氮气会使氧气从周围空气中减少或与制造所需的聚乙烯隔离开来，以免未稳定化的聚乙烯在各自方法步骤中受到氧化的干扰。氧化干扰可能是例如已经述及的由于氧分子贮藏或结的形成而造成的格子阻塞。
按本发明的方法可以简单和快速地制造本发明的多层装置。实际上，仅需要一种连续的操作过程来成形内容器。任何随后的预制板的焊接都是省略的；因此，成品装置不具有任何焊接缝。即使在制造过程中各层的直接连接都导致特定的稳定度，并且在各层之间形成特别牢固的接触。
Claims (11)
1.一种用于贮藏和运输化学物品，尤其是电子工业的液体高纯化学物品的装置，它至少包含下述组件：
a)多层内容器，它包含由不含稳定剂的PE-HD制成的与内含物接触的内层和至少一层由聚乙烯制成的包围内层的层，和
b)由塑料制成的不含金属的运输工具。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述装置的所述内容器是经吹胀法制得的。
3.如权利要求1或2中任一项所述的装置，其特征在于所述装置的所述内容器是经吹胀-挤出法制得的。
4.如上述任一项权利要求所述的装置，其特征在于所述不含稳定剂的PE-HD是比重为0.940-0.970g/cm3的聚乙烯。
5.如上述任一项权利要求所述的装置，其特征在于所述不含稳定剂的HD-PE是比重为0.940-0.970g/cm3的聚乙烯，其中这种类型的聚乙烯在与碱性、中性和酸性的高纯化学物品接触时会释放出下述清单中的至少一种下述离子杂质：
Al≤60ng/g，
Ca≤60ng/g，
Fe≤63ng/g，
Mg≤16ng/g，
Ti≤4ng/g，
Zn≤6ng/g，
Mn≤0.3ng/g，
Cu≤1.5ng/g。
6.如上述任一项权利要求所述的装置，其特征在于所述不含金属的运输装置是由不含金属的塑料制成的运输箱。
7.如上述任一项权利要求所述的装置，其特征在于所述装置的填充容量至少为200升。
8.如上述任一项权利要求所述的装置，其特征在于以这样的方式来制造所述不含金属的运输箱，即它能完全包围内容器。
9.一种制造用于贮藏和运输化学物品，尤其是电子工业的液体高纯化学物品的装置的共挤出法，所述装置包含分别如权利要求1所述的至少一个多层内容器和至少一个不含金属的运输工具，其中该方法至少包括下述步骤：
a.经吹胀法制造由不含稳定剂的HD-PE制成的中空体；
b.用至少一层由聚乙烯制成的层同时包封得自a)的中空体(共挤出)；
c.以这样的方式制造由塑料制成的容器，即能在容器中插入被至少一层聚乙烯制成的层包封的得自a)的中空体。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于步骤a)和b)是在惰性气体的气氛中进行的。
11.如权利要求9或10中任一项所述的方法，其特征在于在步骤c)中对容器进行旋转烧结。
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