DE10158811A1

DE10158811A1 - Chemikalienbehälter für hochreine Chemikalien

Info

Publication number: DE10158811A1
Application number: DE10158811A
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Hahn
Original assignee: Honeywell Specialty Chemicals Seelze GmbH
Current assignee: Honeywell Specialty Chemicals Seelze GmbH
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-18
Also published as: US20060037931A1; DE60213467T2; EP1458616A1; AU2002352151A1; DE60213467D1; WO2003045790A1; CN1289356C; JP2005510419A; ATE334061T1; KR20040055821A; EP1458616B1; CN1599685A

Abstract

Chemiekalienbehälter aus Kunststoff, aufweisend einen Körper mit rechtwinklig zueinander angeordneten Seitenwänden und einer Standfläche, wobei zumindest eine Formtrennnaht bzw. produktionsbedingte Materialanhäufung in der zwischen zwei Seitenwänden gebildeten Kante und zumindest eine Formtrennnaht bzw. produktionsbedingte Materialanhäufung diagonal über die Standfläche angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Chemikalienbehälter zur Aufbewahrung hochreiner flüssiger Chemikalien. Derartige Chemikalienbehälter werden häufig in Form von Griffflaschen durch Blasextrusion aus hochdichtem Polyethylen (PE- HD) hergestellt. Die Griffflaschen weisen eine runde Flaschenform oder eine kantige Flaschenform mit planen Seitenwänden auf.
Eine Griffflasche des letzteren Typs wird u. a. vorzugsweise aus hochreinem PE- HD vorzugsweise des Typs Lupolen 6021D oder 5021D durch Blasextrusion hergestellt. Die Flasche wird im Wesentlichen aus zwei Hälften zusammengesetzt, so dass in zwei der ebenen Seitenflächen vom Boden bis zur Öffnung eine Formtrennnaht verläuft. Die Formtrennnaht setzt sich in der Stand- bzw. Bodenfläche des Behälters fort.
Flaschen aus hochreinem PE-HD sind jedoch empfindlich für Risse, die durch Spannung in dem Material des Behälters entstehen können. Derartige Spannungen treten insbesondere auf, wenn der Dampfdruck einer Chemikalie in einem verschlossenen Behälter beispielsweise durch eine erhöhte Temperatur ansteigt. Besonders die planen Seitenwände sowie die Bodenfläche der Griffflasche sind dann einer erhöhten Belastung ausgesetzt, da ein hoher Dampfdruck im Inneren der Flasche dazu führt, dass die Seitenwände und die Bodenfläche verformt werden. Der Dampfdruck verformt aufgrund der Tendenz zur Maximierung des Gasvolumen des Chemikaliendampfes die Flasche in eine Kugelform. Insbesondere die in den planen Seitenwänden verlaufenden Formtrennnähte zwischen den Teilen der Flasche sind anfällig für Risse, die besonders bei einem länger andauernden Überdruck in der Flasche entstehen können.
Dieser Nachteil kann durch das Verwenden runder Flaschenformen reduziert werden. Jedoch geht durch die runde Flaschenform ein nicht unerheblicher Raum zwischen nebeneinander gestapelten Flaschen verloren, wenn diese beispielsweise in größeren Gruppen zur Lagerung oder zum Transport auf Paletten angeordnet sind.
Eine weitere Möglichkeit, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden besteht darin, die Behälter durch Verwenden dickerer Wandstärken stabiler zu machen. Entsprechende Behälter weisen jedoch ein höheres Gewicht auf und sind darüber hinaus in der Herstellung teuerer.

Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gegen Spannungsrisse widerstandsfähigen und dennoch ein geringes Gewicht aufweisenden, kostengünstig herzustellenden Chemikalienbehälter bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Chemikalienbehälter gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Chemikalienbehälters sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung betrifft somit einen Chemikalienbehälter aus Kunststoff, welcher einen Körper aufweist mit rechtwinklig zueinander angeordneten Seitenwänden und einer Standfläche, wobei zumindest eine Formtrennnaht bzw. eine produktionsbedingte Materialanhäufung von Kunststoff in der zwischen zwei Seitenwänden gebildeten Kante des Chemikalienbehälters angeordnet ist. Darüber hinaus ist in der Standfläche des Chemikalienbehälters diagonal über diese zumindest eine weitere Formtrennnaht angeordnet.

Durch das erfindungsgemäße Anordnen zumindest einer für das Herstellen des Chemikalienbehälters aus mehreren blasextrudierten Teilen notwendigen Formtrennnaht in einer Kante des eckig ausgebildeten Behälters wird die Gefahr eines Risses in der Formtrennnaht deutlich reduziert. Da in den vorzugsweise planen Seitenwänden keine Formtrennnähte verlaufen, weisen die Seitenwände eine gleichmäßige Materialverteilung auf. Sie bleiben auch bei erhöhtem Dampfdruck und einer Verformung weitgehend spannungsfrei. Die Kanten des Behälters sind konstruktiv stabiler als die Seitenwände und lassen sich weniger leicht durch einen erhöhten Dampfdruck verformen. Daher ist die Gefahr des Auftretens von Rissen einer dort angeordneten Formtrennnaht deutlich reduziert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Chemikalienbehälter aus hochdichtem Polyethylen (PE-HD), vorzugsweise des Typs Lupolen 6021 oder Lupolen 5021 hergestellt. Diese Materialien haben sich für Aufbewahrung hochreiner Chemikalien als besonders günstig erwiesen, da auch bei lang andauerndem Chemikalienkontakt bzw. Aufbewahrungsdauern nur sehr wenige Partikel aus dem Material herausgelöst werden und in die Chemikalie gelangen. Die erfindungsgemäßen Chemikalienbehälter haben vorzugsweise eine Wandstärke von 1,5-3 mm.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind zwei Seitenwände des Chemikalienbehälters jeweils in deren oberem Abschnitt so geformt, dass aus der Ebene der jeweiligen Seitenwand ein Teilbereich der Seitenwand schräg nach hinten verläuft. Die in entgegengesetzte Richtungen schräg nach hinten und aufeinander zu verlaufenden Teilbereiche bzw. Teilflächen der zwei Seitenwände bilden im fertiggestellten Zustand des Chemikalienbehälters eine Fläche, die im Wesentlichen senkrecht zur Standfläche des Chemikalienbehälters und parallel zu einer Diagonalen der Standfläche orientiert ist.

Vorzugsweise ist vor der so gebildeten Fläche ein Griff des Chemikalienbehälters angeordnet, der oben und unten in der Nähe der Fläche oder auf dieser befestigt ist. Durch die im oberen Teil der zwei Seitenwände nach hinten geführten Teilflächen der Seitenwände wird einerseits das Volumen des Chemikalienbehälters reduziert. Jedoch kann andererseits vor diesen Teilbereichen, vorzugsweise an der Verbindungslinie zwischen den zwei Seitenwänden ein Griff so angebracht werden, dass dieser seitlich nicht über die im unteren Teil des Chemikalienbehälters im wesentlichen senkrechten Seitenwände an welchen er angebracht ist, vorragt. Dadurch kann der Chemikalienbehälter zusammen mit weiteren Behältern der gleichen Bauart gestapelt werden, ohne dass deren Griffe dabei hinderlich sind.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der länglich bzw. stabförmig ausgebildete Griff so angeordnet, dass er symmetrisch zur Richtung der zwischen den Seitenwänden des Chemikalienbehälters gebildeten Kante verläuft und vor der durch die schräg angeordneten Teilflächen der Seitenwände gebildeten Fläche angeordnet ist.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Griff so angeordnet, dass er in einer Richtung parallel zu der durch die Standfläche des Chemikalienbehälters gebildeten Querschnittsfläche nicht über die Standfläche vorragt.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist der Chemikalienbehälter einen angeblasenen Griff auf, der bei der Herstellung der Teile des Behälters mit ausgeformt wird. Diese Herstellungsweise ist besonders wirtschaftlich, da kein weiterer Arbeitsschritt zum Anbringen des Griffes notwendig ist.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung, in welcher:
Fig. 1a eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Chemikalienbehälters zeigt,
Fig. 1b eine weitere Seitenansicht des erfindungsgemäßen Chemikalienbehälters in einer Position zeigt, in welcher der Chemikalienbehälter um 90° gedreht im Vergleich zu Fig. 1 dargestellt ist,
Fig. 1c eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Chemikalienbehälters zeigt,
Fig. 1d eine Ansicht von unten des erfindungsgemäßen Chemikalienbehälters zeigt,
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Griff des Chemikalienbehälters gemäß Fig. 1b längs der Linie A-A zeigt,
Fig. 3a, b, c und d eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Chemikalienbehälters zeigen, und
Fig. 4 zwei Schnittansichten längs der Linen A-B und C-D von Fig. 1. 1b zeigen.
Der in den Fig. 1a bis 1d gezeigte Chemikalienbehälter weist einen flaschenförmigen im wesentlichen symmetrischen Körper 1 auf, welcher aus vier im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordneten Seitenwänden 1a-1d und einer Standfläche 4 gebildet ist. Im oberen Teil des Behälters münden in einer Öffnung 8 des Chemikalienbehälters. Unter der Öffnung 8 weist der Behälter einen zylindrischen Abschnitt auf, der mit einem Gewinde versehen ist. Der Behälter kann vorzugsweise mit einem handelsüblichen Verschluss gemäß dem Gebrauchsmuster G 91 02 564.8 verschlossen werden. Zwei Seitenwände 1a, 1b weisen in ihrem oberen Teil Teilflächen 2a und 2b auf, die im Verhältnis zur Ebene der Seitenwand 1a, 1b in zueinander entgegengesetzter Richtung jeweils schräg nach hinten verlaufen. Im fertiggestellten Zustand des Chemikalienbehälters sind die zwei Teilflächen 2a, 2b miteinander verbunden und bilden eine Fläche 5, die im Wesentlichen wie die Seitenwände 1a-1d im Verhältnis zur Standfläche 4 senkrecht verläuft. Dies ist in Fig. 1b deutlich zu erkennen. Wie Fig. 1c zeigt, ist die Fläche 5 zwar leicht gebogen, verläuft jedoch im Wesentlichen parallel zu einer Diagonallinie der Standfläche 4 des Behälters. An der Unterseite der Standfläche 4 ist eine produktionsbedingte Formtrennnaht 7 angeordnet. Die Formtrennnaht 7 verläuft diagonal über die Standfläche 4 zwischen zwei Ecken derselben. Die Formtrennnaht 7 setzt sich jeweils in den zwischen zwei Seitenwänden gebildeten gegenüberliegenden Kanten bis zur Behälteröffnung 8 nach oben fort.
Da die Formtrennnähte 3 nicht in den planen Seitenwänden 1a-1d des Chemikalienbehälters verlaufen, weisen die Seitenwände 1a-1d eine homogene Materialverteilung auf und sind daher besonders bei einem länger anhaltenden Überdruck und Kontakt des Chemikalienbehälters mit aggressiven Chemikalien widerstandsfähiger gegen Risse. Die Formtrennnähte 3 sind in den Kanten zwischen den Seitenwänden angeordnet. Da die Seitenwände 1a-1d dort unter einem Winkel miteinander verbunden sind, ist der Chemikalienbehälter in den Kanten konstruktionsbedingt stabiler gegen Verformungen als die Seitenwände 1a-1d selbst. Auf die Formtrennnähte 3 werden durch einen erhöhten Dampfdruck im Inneren des Chemikalienbehälters dort wesentlich geringere Kräfte als in den Seitenwänden 1a-1d ausgeübt.
Ebenso hat das Anordnen der Formtrennnaht 7 auf einer Diagonale der Standfläche 4 des Chemikalienbehälters den Vorteil, dass diese Formtrennnaht 7 weniger leicht Spannungsrissen unterworfen ist, da die Standfläche 4 durch die Ecken, welche die Diagonallinie durchläuft, stabilisiert ist. Auf eine in der Diagonalen verlaufende Formtrennnaht 7 werden daher geringere Kräfte durch den Dampfdruck ausgeübt als auf eine Formtrennnaht 7, welche parallel zu den Kanten der Standfläche 4 verläuft. Die in der Standfläche 4 gebildete Formtrennnaht 7 kommt durch Abquetschen des Blasformschlauches bei der Herstellung des Chemikalienbehälters zustande.
Der Chemikalienbehälter weist des Weiteren vorzugsweise einen angeblasenen Griff 6 auf. Der Griff 6 ist vor der durch die Teilbereiche 2a, 2b der Seitenwände 1a, 1b gebildeten Fläche 5 angeordnet und oben und unten an der Fläche 5 am Behälter angebracht. Auch der Griff 6 ist vorzugsweise aus zwei Teilen zusammengesetzt, die durch eine Formtrennnaht 3 getrennt sind. Wie aus Fig. 1b zu entnehmen ist, verläuft der Griff 6 vorzugsweise im Wesentlichen in der Richtung der zwischen den Seitenwänden 1a-1d gebildeten Kanten. Vorzugsweise weist der Griff eine Dimension auf bzw. ist der Abstand zwischen der Fläche 5 und dem Griff so gestaltet, dass der Chemikalienbehälter für ein Tragen mit Handschuhen geeignet ist. Dies ist notwendig, da in vielen Anwendungsgebieten, wie z. B. in der Halbleiterproduktion, die Chemikalienbehälter mit Handschuhen getragen und entleert werden. Zur Vereinfachung des Herstellungsprozesses ist der Griff 6, bzw. die Hälften, vorzugsweise im Blasvorgang mit ausgeformt. Denkbar sind jedoch auch Chemikalienbehälter der geschilderten Bauart, welche ohne Griff 6 hergestellt sind. In diesem Fall kann auch auf die schräg nach hinten geführten Teilflächen 2a, 2b verzichtet werden. Der Chemikalienbehälter weist dann ein größeres Volumen auf. Der Griff könnte auch oben am Chemikalienbehälter z. B. beidseitig der Behälteröffnung 8 befestigt sein.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt längs der Linie A-A des Griffes 6. Der Griff 6 weist vorzugsweise ein T-förmiges Profil auf. Dadurch erhält der Griff 6 eine besonders große Stabilität und es wird darüber hinaus die Gefahr des Abrutschens der Hand reduziert.
Fig. 3a-3d und 4a, 4b zeigen eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Chemikalienbehälters. Diese Ausführungsform unterscheidet sich bezüglich der Konstruktion des Griffes 6 von der ersten Ausführungsform. Gleiche Teile wie in den Fig. 1a-1d und 2 sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Griff 6 einen im Wesentlichen zylindrischen Körper auf, der durch dünne Stege oben und unten am Chemikalienbehälter verbunden ist.
Fig. 4a und 4b zeigen jeweils einen Querschnitt des oben bzw. unten liegenden Steges. Der obere Steg weist ein T-förmiges Profil auf, während der unten liegende Steg ein im Wesentlichen glattes Profil aufweist, das mit Rippen versehen ist.
Die beschriebenen Chemikalienbehälter sind zur Aufnahme hochreiner Chemikalien geeignet, wie beispielsweise von Flusssäure (HF), Salzsäure, Schwefelsäure, Wasserstoffperoxid, Ammoniumfluoridlösung, Ätzmischungen aus HF und Ammoniaklösung, Ammoniaklösung, Essigsäure, 2-Propanol, Phosphorsäure, Salpetersäure.
Vorzugsweise werden alle Teile des Chemikalienbehälters, einschließlich des Gewindes und des Griffes 6, aus demselben Material, vorzugsweise aus hochreinem PE-HD vorzugsweise des Typs Lupolen 6021D oder 5021D, durch Blasextrusion hergestellt. Bezugszeichen 1 Körper
1a-1d Seitenwände
2a, b Teilfläche
3 Formtrennnaht
4 Standfläche
5 Fläche
6 Griff
7 Formtrennnaht in der Standfläche
8 Behälteröffnung

Claims

1. Chemikalienbehälter aus Kunststoff, aufweisend:
einen Körper (1) mit rechtwinklig zueinander angeordneten Seitenwänden (1a, 1b, 1c, 1d) und einer Standfläche (4), wobei
zumindest eine Formtrennnaht (3) bzw. produktionsbedingte Materialanhäufung in der zwischen zwei Seitenwänden (1a, 1b) gebildeten Kante und
zumindest eine Formtrennnaht (7) bzw. produktionsbedingte Materialanhäufung diagonal über die Standfläche (4) angeordnet ist.

2. Chemikalienbehälter nach Anspruch 1, wobei der Chemikalienbehälter aus hochdichtem Polethylen (PE-HD) vorzugsweise des Typs Lupolen 6021 oder Lupolen 5021 hergestellt ist.

3. Chemikalienbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei Seitenwände (1a, 1b) des Chemikalienbehälters jeweils in deren oberem Abschnitt so geformt sind, dass aus der Ebene der jeweiligen Seitenfläche (1a, 1b) eine Teilfläche (2a, 2b) der Seitenwand (1a, 1b) schräg nach hinten verläuft und die Teilflächen (2a, 2b) zusammen eine Fläche (5) bilden, die sich senkrecht zur Standfläche (4) und parallel zu einer Diagonalen der Standfläche (4) erstreckt.

4. Chemikalienbehälter nach Anspruch 3, wobei ein Griff (6) oben und unten an der Fläche (5) am Chemikalienbehälter angebracht ist, sich im wesentlichen symmetrisch zu den jeweils zwischen zwei Seitenwänden (1a, 1b) des Chemikalienbehälters gebildeten Kanten erstreckt und vor der durch die schräg angeordneten Teilflächen (2a, 2b) der Seitenflächen gebildeten Fläche (5) angeordnet ist.

5. Chemikalienbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Griff (6) so angeordnet ist, dass er in einer Richtung parallel zur durch die Standfläche (2) gebildeten Querschnittsfläche nicht über die Standfläche (2) vorragt.

6. Chemikalienbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Chemikalienbehälter einen einstückig mit dem Chemikalienbehälter ausgeformten Griff (6) aufweist.

7. Verwendung des Chemikalienbehälters gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zur Aufbewahrung und zum Transport von Chemikalien.

8. Verwendung nach Anspruch 7, wobei die Chemikalien ausgewählt werden unter: Flusssäure (HF), Salzsäure, Schwefelsäure, Wasserstoffperoxid, Ammoniumfluoridlösung, Ätzmischungen aus HF und Ammoniaklösung, Ammoniaklösung, Essigsäure, 2-Propanol, Phosphorsäure, Salpetersäure.