CZ223995A3

CZ223995A3 - Plastic packing with enhanced electrostatic discharge ability

Info

Publication number: CZ223995A3
Application number: CZ952239A
Authority: CZ
Inventors: Peter Dinter; Joachim Nowotnick
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1994-09-01
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 1996-03-13
Also published as: EP0699599B1; DE4431046B4; ES2134386T3; HU9502534D0; DK0699599T3; US5759649A; JPH08169432A; TR199501074A2; FI954069A0; DE59506083D1; EP0699599A1; FI954069A; HUT72101A; ATE180742T1; PL310241A1; GR3030920T3; KR960010470A; DE4431046A1

Description

Plastový obal schopností se zlepšenou elektrostatickou vybíjecí

-o

73<.

<. XI ro

Oblast techniky o

' o

c-	•~í		<zn
>	ί	O o	I rfi.
o	I ~	czx r—	rc
	1	O
	1 f		C

3	obalu		se

zlepšenou

Vynález se týká plastov elektrostatickou vybíjecí schopností.

Dosavadní stav techniky

K plnění, skladování a dopravě pevných, kapalných a pastovitých výrobků se používají jak v oblasti průmyslu, tak i v odbytu spotřebního zboží obaly v nejrůznějších variantách provedení, zvláště pokud jde o jejich materiálové a konstrukční vytvoření. Pro manipulaci s pevným zbožím ve formě prášku, granulí nebo vloček nebo v kusové formě je k dispozici široký sortiment nádob, jako jsou sudy, kanistry, konve z plechu nebo plastu, bubny z fíbru, pytle z papíru, plastu nebo textilních tkanin, flexibilní kontejnery na sypké zboží (FIBCs) z plastových tkanin nebo plastových fólií, bedny ze dřeva nebo z vlnité lepenky s vnitřními obaly (tzv. Bag ín Box) atd.

Pro výhodné vlastnosti plastů se uvedené obalové prostředky vyrábí stále častěji z polymerních materiálů. Univerzálnímu nasazení plastových obalových prostředků, zvláště v těch oblastech, kde při plnění a vyprazdňování zboží nelze vyloučit nebezpečí výbuchu způsobeného elektrostatickým nábojem, brání však špatná elektrická vodivost plastů. Opatření, která ji zlepšují zapracováním vodivých aditiv, jako například sazí, grafitu atd., do polymerní matrice, nebo povlékáním plastového obalového materiálu antistatiky, mohou být označena jedině jako neuspokojivá. Zabudovaná aditiva, popřípadě povrchově aplikovaná antistatika bud' nezajišťují trvalou vodivost polymeru po celou dobu jeho použití, nebo přidávané látky zhoršují jiné specifické vlastnosti polymerního materiálu. Tak například množství sazí nebo grafitu, nezbytné pro dobrou vodivost, ve značném rozsahu poškozuje mechanickou pevnost, chování při uzavírání, odolnost proti oděru a propustnost polymerní látky, popřípadě z ní zhotoveného výrobku, jako např. fólie.

Podstata vynálezu

Z nedostatku na trhu komerčně dostupných plastových obalů vyvstává úkol, navrhnout přepravní obal, použitelný jak jako samostatně volně přenosný systém, tak také v kombinaci s přenosným vnějším obalem jako takzvaný In-liner, odstraňující nedostatky známých systémů následujícími svými vlastnostmi, jako

- dobrá, trvalá elektrická vybíjecí schopnost,

- nízká propustnost kyslíku a vlhkosti,

- vysoká odolnost proti oděru zbožím,

- jednoduché a nákladově výhodné zhotovení,

- variabilní tvarovatelnost.

Tento úkol řeší obal podle vynálezu, zhotovený ze sestavy spojených fólií, která sestává z vnější vrstvy, tvořené polymerní fólii s vlastnostmi uzavírací vrstvy, z mezivrstvy elektricky vodivého materiálu, a z další polymerní fólie, tvořící vnitřní vrstvu obalu, přičemž polymerní vnitřní vrstva obalu má perforovaný vzor s vybráními, přes která dochází k přenosu náboje z elektricky nabitého zboží k elektricky vodivé mezivrstvě obalu a k uzemňovacímu systému, s ní spojenému.

Přehled obrázku na výkresech

Předtím, než se přikročí k podrobnostem vytvoření obalu podle vynálezu, je třeba princip vynálezu blíže vysvětlit za pomoci výkresů, na kterých představuje obr.l schematický náčrt principu přenosu náboje v obalu podle vynálezu, obr.2 průřez sestavou spojených folií vhodných pro obal podle vynálezu, obr.3 příklad možného vzoru perforace na výřezu stěny obalu, obr.4 obal podle vynálezu jako takzvaný In-liner ve flexibilním obalu na sypké zboží (FIBC), obr. 5 obal podle vynálezu jako teplem tvarovaný

In-liner v sudu.

Příklady provedení vynálezu

Podrobně je na obr. 1 znázorněn obal ly plněný plnicí trubicí 2 zbožím _3 z neznázorněného sila. Přitom se zboží 2 následkem tření a rozdělovačích pochodů elektricky nabíjí. Elektrický náboj se hromadí ve zboží 3 a po dosažení napětí průrazu může vyvolat plynový výboj, jehož následkem, je přenos náboje ze zboží 2 ke vnitřní stěně 4 zásobníku. Podle vynálezu se dostává náboj z obalu _1 přes otvory 5, vyhloubené ve vnitřní vrstvě· £ k elektricky vodivé mezivrstvě 6 a pomocí s ní spojených kontaktů Ί_ se odvádí do země. Vnější vrstva 8. obalu s výhodou plní vedle funkce ochrany elektricky vodivé mezivrstvy proti mechanickému poškození současně také funkci bariéry proti kyslíku nebo jiným plynům, vlhkosti, aromatickým látkám a podobně.

K vytvoření obalu podle vynálezu se nabízejí výhodně sestavy spojených fólií, neboť volbou vhodných jednotlivých komponent se specifickými vlastnostmi je možné vyhovět cílovým požadavkům. Pro volbu materiálu pro vnitřní vrstvu 4_ zásobníku podle obr. 2 má výrobce, vzhledem k odpadnutí dosavadního požadavku na elektrickou vodivost materiálu, podstatně více stupňů volnosti.· Tak mohou být použity podle vynálezu fólie nepigmentované, odolnější proti otěru, tepelně stálejší proti sypkému zboží, plněnému za tepla, nebo fólie upravené odpudivě proti ulpívání zboží. V úvahu přicházejí např. fólie z polyesteru, polypropylenu, polyetylénu, polyamidu, fluorovaných polymerů, kopolymerů etylénu a vinylalkoholu, atd. Pokud fólie z výše jmenovaných polymerů nejsou svařovatelné, zhotovují se obaly podle vynálezu slepováním pomocí vhodných lepidel, tavenin, nebo samonosných adhezivních vrstev ve formě fólie. Výhodnější je však pro vnitřní vrstvu 4 použít svařovatelné fólie bud’ jednotlivé, nebo koextrudované. Tím se získá podstatně nákladově výhodnější postup zhotovování obalu podle vynálezu.

Perforovaný vzor ve formě otvorů 5, vložený pro odvedení náboje do vnitřní vrstvy 4 obalu, může být před spojováním fólií do trojvrstvého laminátu nanesen jednoduchým způsobem na monofilm 4. K tomu se nabízejí obvyklé způsoby jako propalování, prorážení, propichování nebo koronizace. Také je možná následná děrovací operace na hotové spojené sestavě pomocí laserové technologie.

Na obr. 3 znázorněné perforované vzory představují pouze příklady velkého počtu možných vytvoření. Velikost, počet a odstup otvorů se řídí požadovaným, popř. přípustným odporem povrchu. Geometrické vytvoření tvaru otvorů je v podstatě libovolné, výhodně vykazují otvory kruhový tvar. Odstup mezi jednotlivými otvory leží v rozmezí 5 až 30 mm, s výhodou 5 až 20 mm. Střední průměr otvorů může být mezi 0,2 až 10 mm, s výhodou mezi 0,3 až 5 mm. Otvory mohou být v podstatě stejné nebo mohou mít také různou velikost.

Materiál, použitý jako mezivrstava jj obalu má podle vynálezu mít v první řadě dobrou elektrickou vodivost. Z toho hlediska jsou kovové vrstvy s odstupem na prvním místě v pořadí materiálů. Řešení, jemuž se podle vynálezu dává přednost, představují tenké hliníkové fólie v tloušťkách 3 až 12 μπι, jaké jsou vhodné k výrobě obalů potravinářského zboží.

Další variantu představují' fólie z polymerů s vlastní vodivostí na bázi polyacetylénu, polypyrolu, polyparafenylenu, polyparafenylensulfidu, polythiofenu nebo komplexů, přenášejících náboj. Alternativně k uvedeným výrobkům přicházejí v úvahu také takové fólie, jejichž polymerní matrice je modifikována zapracováním elektricky vodivých pigmentů, jako například sazí, grafitu nebo uhlíkových vláken.

Rovněž přicházejí v úvahu fólie, na kterých jsou na celé ploše nebo částečně aplikovány vodivé vrstvy povlékáním, potiskováním, vakuovou metalizací nebo rozprašováním. Podstatné je pouze, aby vodivé dráhy nebo struktury korespondovaly s perforací vnitřní vrstvy obalu. Použije-li se popsaná metoda k dosažení vodivých vrstev, může se konstrukce obalů podle vynálezu dále .zjednodušit tím, že se elektricky vodivá vrstva 6 aplikuje přímo na té straně vnější vrstvy 8. obalu, která při laminování přichází do styku s perforovanou vnitřní stěnou £ obalu. V tom případě elektricky vodivá mezivrstva 6 není samonosná, ale je trvalou součástí vnější vrstvy obalu.

Úkol elektricky vodivé mezivrstvy 6 mohou plnit také vláknitá vytvoření, sestávající buď z kovových látek, nebo z vodivých syntetických materiálů, jako například uhlíkových vláken, nebo z výrobků, vodivě upravených povrchovou úpravou, jako například metalizací. Může tedy mezivrstva 6 sestávat například z textilních, skleněných, uhlíkových nebo aramidových vláken popř. plochých útvarů z uvedených vláken ve formě položení, tkaniny, pleteniny, úpletu nebo rouna.

Pokud jde o vnější vrstvu _8 obalu podle vynálezu, má s výhodou mít jednak vysokou mechanickou pevnost proti poškození při transportu a manipulaci a jednak dobrý bariérový účinek proti kyslíku a/nebo jiným plynům, vlhkosti, ztrátě vůně a podobně. Podle vynálezu jsou zvláště vhodné monofilmy nebo koextrudované vícevrstvé fólie z polyesteru, polyamidu, ionomerů (kopolymerů s ionogenním monomerem) , kopolymerů etylénu s vinylalkoholem atd. Výčet uvedených produktů samozřejmě nevylučuje jiné vhodné materiály.

Obal podle vynálezu se může vyrobit lepením pomocí vhodného adheziva, tepelným nebo ultrazvukovým svařením, přičemž konečný tvar obalu je dán již přiložením odpovídajícím způsobem tvarovaných jednotlivých dílů. Za použití vhodné sestavy fólií je také možné vyrobení předtvaru s následným konečným vytvarováním za použití tepelného formování. Tato metoda dochází použití zvláště tehdy, když obal podle vynálezu jako takzvaný In-liner musí odpovídat vnějšímu obalu daného tvaru.

Možnost použití obalu'podle vynálezu jako In-liner je blíže objasněna pomocí obr. 4 a 5. Obr. 4 znázorňuje obal jL podle vynálezu v jeho funkci

In-liner ve flexibilním obalu jako krychlově svařený 2 sypkého zboží, který obvyklé nepovlečené nebo povlečené textilní polyesterových nebo polypropylénových vláken.

Zajistí-li se v provozní praxi dobrý vnitřní kontakt mezi plnicím hrdlem obalu podle vynálezu s výstupním hrdlem sila, sestává z tkaniny z které je zpravidla kovové, je možné podle okolností upustit od zvláštních zemnicích kontaktů Ί_·

Obr. 5 znázorňuje zásobník 1_ podle vynálezu jako In-liner ve vyfukovaném sudu z plastu. Tvaru In-lineru 1. , odpovídajícímu obalu 2_ , se dosáhne tepelným tvarováním.

Pro oblasti použití, kdy pro méně kritické výrobky může obal mít malý nebo žádný bariérový účinek, může být pro zhotovení obalu použito také jen dvouvrstvé sestavy spojených fólií. V tom případě sestává sestava spojených fólií z polymerní vnitřní vrstvy s perforací a z elektricky vodivé, uzemněné vnější vrstvy z výše popsaných vodivých materiálů.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Obal na sypké zboží, zahrnující vícevrstvou sestavu spojených fólií, která sestává z vnější vrstvy, tvořené polymerní fólií s vlastnostmi uzavírací vrstvy, z mezivrstvy elektricky vodivého materiálu,, a z další polymerní fólie, tvořící vnitřní vrstvu obalu, vyznačující se tím, že další polymerní fólie, tvořící vnitřní vrstvu obalu, má perforovaný vzor a že elektricky vodivá mezivrstva je přes elektrické kontrakty spojena s uzemňovacím systémem.
2. Obal podle nároku 1, vyznačující se tím, že polymerní fólie, tvořící vnitřní vrstvu obalu, je tepelně svařitelná monofólie nebo koextrudovaná fólie.
3. Obal podle nároku 1 nebo 2, vyznačuj i c i se tím, vnější vrstvu polypropylenu, ž e polymerní fólie, tvořící vnitřní nebo obalu jsou · vytvořeny z polyesteru, polyamidu, a

polyetylénu, polymerů, kopolymerů etylénu polyvinylchloridu, polyvinylacetátu, polyakrylonitrilu.

fluorovaných vinylalkoholu, polykarbonátů nebo

4. Obal podle vyznačuj ící j ednoho z se tím, nároků ž e

1 až 3, perforovaný vzorek vytvořený ve vnitřní vrstvě zásobníku má otvory, vytvořené propalováním, koronizací nebo laserem.

prorazením, propichováním,

5. Obal podle j ednoho z nároků 1 až 4, v y z n a č u j ící se t i m , ž e elektricky vodivá mezivrstva obsahuje kovy jako hliník, měď, nikl nebo železo. 6. Obal podle j ednoho z nároků 1 až 5, v y z n a č u j ící se t i m , ž e elektricky vodivá mezivrstva obsahuje elektricky vodivé polymery jako polyacetylén, polypyrol, polyparafenylen, polyparafenylensulfid, polythiofen nebo komplexy přenášej ící náboj. 7. Obal podle j ednoho z nároků 1 až 4, v y z n a č u j ící se t i m , ž e elektricky

vodivá mezivrstva je tvořena polymerem, v jehož matrici jsou zabudovány elektricky vodivé pigmenty jako saze, grafit, koks nebo uhlíková vlákna.

8. Obal podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že elektricky vodivá mezivrstva je vytvořena jako vodivá vrstva, nanesená na nosič potiskováním, povlékánim, vakuovou metalizací nebo rozprašováním, přičemž nosičem je s výhodou polymerní vnější vrstva obalu.
9. Obal podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že elektricky vodivá mezivrstva je tvořena útvarem z vodivých vláken ve formě položení, tkaniny, pleteniny, úpletu nebo rouna.
10. Obal podle jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že elektricky vodivá mezivrstva je vytvořena jako nespojitá mezivrstva.
11. Obal podle jednoho z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že polymerní fólie, tvořící vnější vrstvu obalu, je mechanicky vysoce pevná fólie s nízkou propustností plynů, zejména kyslíku, vlhkosti a aromatických látek.
12. Obal podle jednoho z nároků 1 až 11, vyznačující se t.ím, že polymerní fólie tvořící vnitřní vrstvu a/nebo vnější vrstvu sestává z polymerní fólie, protažené podél jedné nebo dvou os.
13. Obal podle jednoho z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že také polymerní fólie tvořící vnější vrstvu obalu je perforovaná.
14. Způsob výroby obalu podle jednoho z nároků 1 až 13, při kterém se vyrobí vícevrstvá sestava spojených fólií a vytvaruje se z ní obal, vyznačující se tím, že švy vytvarovaného obalu se tvoří lepením pomocí vhodného adheziva.
15. Způsob výroby obalu podle jednoho z nároků 1 až 13, při kterém se vyrobí svařitelná vícevrstvá sestava spojených fólií a vytvaruje se z ní obal, vyznačující se tím, že švy obalu se vytvoří tepelným nebo ultrazvukovým svařováním.
16. Způsob výroby obalu podle jednoho nebo více nároků 1 až 13 jako volně přenosné nádoby.
17. Způsob výroby obalu podle jednoho nebo více nároků 1 až 13, jako In-lineru nebo jednotlivého obalu v přenosných vnějších obalech jako v krabicích z vlnité lepenky, dřevěných bednách, mřížových boxpaletách nebo sudech.