DE102022122730A1

DE102022122730A1 - Auskleidung für Behältnis

Info

Publication number: DE102022122730A1
Application number: DE102022122730.8A
Authority: DE
Inventors: Christian Reindl; Florian Glasedonner; Leonhard Maier
Original assignee: RKW SE
Current assignee: RKW SE
Priority date: 2022-09-07
Filing date: 2022-09-07
Publication date: 2024-03-07
Also published as: WO2024052025A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Auskleidung (1) für ein Behältnis zur Aufnahme eines Granulats, das ein Treibmittel aufweist. Die Auskleidung (1) weist mindestens eine Polyamidschicht (4) auf, die zwischen zwei Ethylen-Copolymer-Schichten (2) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Auskleidung für ein Behältnis zur Aufnahme eines Granulats, das ein Treibmittel aufweist.
Ein Behälter oder Behältnis ist ein Gegenstand, der in seinem Inneren einen Hohlraum aufweist, der insbesondere dem Zweck dient, seinen Inhalt von seiner Umwelt zu trennen. Dabei weisen einige Behältertypen die Möglichkeit eines Verschlusses auf. Behälter und Gefäße verwendet man zur Aufbewahrung oder Speicherung unterschiedlicher Gegenstände für eine bestimmte Zeit. Sie können aber auch dazu dienen, als Gebinde Stückgut oder Schüttgut zusammenzufassen oder zu ordnen. Ein weiterer Anwendungsbereich ist der Schutz des Inhaltes vor äußeren Einflüssen oder umgekehrt, der Schutz der Umwelt vor den Gefahren des Inhalts in Lagerhaltung und Transport.
Oben offene Behälter werden beispielsweise in der Chemieindustrie zur Abfüllung granularer Stoffe verwendet, wobei eine innenseitige Auskleidung mit einer Kunststofffolie einerseits ein Austreten des Produkts aus dem Behälter verhindern soll und gleichzeitig einen Schutz vor Feuchtigkeit bietet.
Ein Oktabin ist ein achteckiger Behälter zum Transport und zur Lagerung von Schüttgütern. Er ist aus stabiler Wellpappe hergestellt und hat einen Boden und einen abnehmbaren Deckel. Seine Grundmaße sind meist 1200 mm × 1200 mm, so dass er auf einer Europalette Platz findet. Die Höhe ist je nach Bedarf zwischen 800 mm und 2000 mm wählbar. Oktabins werden hauptsächlich für Granulate und andere rieselfähige Produkte verwendet. Für staubige Ware kann eine dünne Kunststofffolie, auch Inlay oder Liner genannt, eingelegt werden.
Eine folienbasierte Auskleidung, von beispielsweise aus Pappe bestehenden Behältern, wird meist manuell unter Verwendung von vorgefertigten Kunststoffbeuteln durchgeführt. Ein vorgefertigter Beutel bzw. Foliensack wird von oben eingebracht und am oberen Rand des Behälters nach außen umgeschlagen und so gegen Einzug in den Behälter gesichert. Nach dem Befüllvorgang wird der Foliensack am oberen Rand manuell vom Behälterrand gelöst und verschlossen. Alternativ gibt es auch verschlossene Foliensäcke, die über ein Rohr und eine Rohröffnung im Foliensack maschinell befüllt werden können.
Die DE 20 2015 101 558 U1 offenbart eine Abdeckplane für einen Behälter, der mit feinkörnigem Schüttgut, insbesondere Kunststoffgranulat, befüllt ist, mit mindestens einem Durchbruch für ein Saugrohr, das von oben in den Behälter einführbar ist und mit einer Absaugvorrichtung verbunden ist, die das feinkörnige Schüttgut aus dem Behälter saugt und abtransportiert. Die Abdeckplane besteht aus einem flexiblen Flächengebilde und eine der obenseitigen Öffnung des Behälters angepassten Kontur, mit einem die Mantelwand des Behälters überstehenden Rand, der elastisch ausgebildet oder mittels eines elastischen oder unelastischen Bandes gerafft ist und an der Außenfläche der Mantelwand des Behälters im oberen Randbereich anliegt, und dass in dem Flächengebilde ein verschließbarer Schlitz vorgesehen ist, der sich vom Randbereich in Richtung zur Mitte der Öffnung des Behälters erstreckt und zur Aufnahme des Saugrohres mindestens im Durchsteckbereich des Saugrohres aufweitbar ist.
Die EP 2 233 283 A2 beschriebt ein Verfahren zum innenseitigen Auskleiden eines einseitig offenen Behälters mit einer Kunststofffolie, mit den Schritten: Zuführen und Positionieren eines auszukleidenden Behälters an einer Arbeitsposition, Erfassen einer Behälterhöhe, Bereitstellen eines dehnbaren Folienschlauchs, Abschweißen und Abschneiden einer vorbestimmten Länge des Folienschlauchs und Bilden eines beutelförmigen Folienschlauchabschnitts, der eine Länge in Abhängigkeit von der erfassten Behälterhöhe aufweist, Aufreffen des Folienschlauchabschnitts und Bewegen in eine Übergabeposition benachbart zu einer Behälteröffnung, Abspulen eines Teils des aufgerefften Folienschlauchabschnitts, Festhalten eines freien Randabschnitts des Folienschlauchabschnitts und Aufdehnen und Überstülpen des Randabschnitts über einen Rand des Behälters, und Abspulen des Randabschnitts zur Anlage an eine Außenwand des Behälters.
Granulare Materie, auch granulares Medium oder Granulat genannt, besteht aus vielen kleinen, festen Partikeln wie Körnern oder Kugeln. Beispiele für diesen Zustand sind körnige Materialien wie Kunststoffgranulat und pulverförmige Materialien.
Kunststoffgranulat ist die typische Lieferform von thermoplastischen Kunststoffen der Rohstoffhersteller für die kunststoffverarbeitende Industrie. Es ist wegen seiner Rieselfähigkeit ein Schüttgut wie Sand oder Kies und damit ebenso einfach wie diese zu transportieren. Häufig werden Kunststoffgranulate auch als Kunststoffpellets bezeichnet.
Kunststoffgranulate sind jedoch bei der Handhabung meist durch besondere Herausforderungen gekennzeichnet. So führt ein Befüllvorgang meist zu einer elektrostatischen Aufladung der Auskleidung und der Befüllapparate, die nur mithilfe einer durchdachten und konsequenten elektrostatischen Ableitung sicher gehändelt werden können, ohne dass ein großes Gefahrenpotential für Arbeitende in der näheren Umgebung einer solchen Befüllung entsteht. Darüber hinaus gibt es zahlreiche Kunststoffgranulate, die nach ihrer Produktion noch lange Edukte und/oder Produkte und/oder Hilfsmittel wie beispielsweise Treibmittel ausgasen. Gerade die Kombination von ausgasenden, eventuell explosionsfähigen Stoffen mit der elektrostatischen Aufladung durch das Granulat stellen für Auskleidungen, die hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften optimiert sind, eine große Herausforderung und ein enormes Gefahrenpotential dar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Auskleidung für ein Behältnis bereitzustellen, die hinreichende elektrostatisch, ableitende Eigenschaften aufweist und gleichzeitig den Durchtritt von Ausgasungen verhindert. Die Auskleidung soll darüber hinaus für das Befüllen und das Entleeren von Granulat mechanisch geeignet sein. Zudem soll die Auskleidung einen Wasserdampfdurchtritt nur in einem sehr definierten Bereich ermöglichen. Die Auskleidung soll so dünn wie möglich und gleichzeitig durchstosssicher ausgebildet sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Auskleidung für ein Behältnis, ein Verfahren und einer Verwendung gemäß den nebengeordneten Hauptansprüchen gewährleistet. Bevorzugte Varianten sind den Unteransprüchen, der Beschreibung, dem Ausführungsbeispiel und den Zeichnungen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß weist die Auskleidung mindestens eine Polyamidschicht auf, die zwischen zwei Ethylen-Copolymer-Schichten angeordnet ist.
Polyamide sind lineare Polymere mit sich regelmäßig wiederholenden Amidbindungen entlang der Hauptkette. Die Amidgruppe ist ein Kondensationsprodukt einer Carbonsäure und eines Amins, wodurch mit der Auswahl der Carbonsäure und des Amins ganz unterschiedliche Polyamide realisiert werden können.
Polyamide weisen eine hervorragende Festigkeit und Zähigkeit auf, wobei sie gleichzeitig auch Treibmittel wie Pentan für einen Durchtritt sperren können. Für die erfindungsgemäße Polyamidschicht kann beispielsweise ein PA 6 und/oder ein PA 6.6 und/oder ein PA 6.66 eingesetzt werden.
Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung beträgt die Dicke der Polyamidschicht weniger als 50 µm, vorzugsweise weniger als 40 µm, insbesondere weniger als 30 µm und/oder mehr als 5 µm, vorzugsweise mehr als 10 µm, insbesondere mehr als 15 µm. Die Polyamidschicht kann somit besonders dünn, sowie materialsparend ausgebildet sein und gleichzeitig einen wirksamen Schutz vor durchtretendem Treibmittel gewährleisten. Dadurch kann insbesondere die Bildung eines explosionsfähigen Gemischs außerhalb des Behältnisses wirksam verhindert werden.
Die Ethylen-Copolymer-Schicht besteht aus einem Ethylen und mindestens einem Copolymer.
Idealerweise ist die Ethylen-Copolymer-Schicht aus einem Ethylen und einem Vinyl-Acetat gebildet. Vinyl-Acetat ist eine organisch-chemische Verbindung aus der Stoffgruppe der Carbonsäureester. Ethylen-Vinyl-Acetat (EVA) wird zur gezielten Realisierung einer definierten Wasserdampfpermeation, durch die Auskleidung hindurch, eingesetzt.
Bei einer günstigen Variante beträgt der Anteil Ethylen-Vinyl-Acetat (EVA) in der Ethylen-Copolymer-Schicht mehr als 45 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 55 Gew.-%, insbesondere mehr als 65 Gew.-% und/oder weniger als 90 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 85 Gew.-%, insbesondere weniger als 80 Gew.-%.
Vorteilhafterweise beträgt der Anteil an Vinyl-Acetat im Ethylen-Vinyl-Acetat mehr als 10 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 13 Gew.-%, insbesondere mehr als 16 Gew.-% und/oder weniger als 25 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 22 Gew.-%, insbesondere weniger als 19 Gew.-%. Im Rahmen dieses Gewichtsanteils ist eine geringe und definierte Wasserdampfpermeation realisierbar. Die definierte Wasserdampfpermeation gewährleistet, dass das Behältnis, insbesondere der Oktabiner aus Wellpappe, nicht durchfeuchtet wird und somit Stabilität verlieren könnte und sich gleichzeitig im Inneren der Auskleidung keine Feuchtigkeitsansammlung bilden können.
Bei einer bevorzugten Variante der Erfindung beträgt der Anteil an Vinyl-Acetat in der Ethylen-Copolymer-Schicht mehr als 5 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 8 Gew.-%, insbesondere mehr als 12 Gew.-% und/oder weniger als 35 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 30 Gew.-%, insbesondere weniger als 25 Gew.-%.
Bei einer vorteilhaften Variante der Erfindung weist die Ethylen-Copolymer-Schicht eine Kreidecompound auf, wobei der Anteil an Kreidecompound mehr als 5 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 10 Gew.-%, insbesondere mehr als 15 Gew.-% beträgt und/oder weniger als 40 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 35 Gew.-%, insbesondere weniger als 30 Gew.-% beträgt. Dadurch lässt sich vorteilhaft der Polymeranteil der Auskleidung reduzieren und ermöglicht gleichzeitig das Aufrollen auf Bahnen, ohne dass die einzelnen Folienbahnen der Auskleidung aneinanderhaften.
Bei einer alternativen Variante der Erfindung könnte die Ethylen-Copolymer-Schicht auch ein Antiblockmittel aufweisen.
Der Füllstoffgehalt kann über bekannte Messverfahren wie Veraschung ermittelt werden. Eine Probe mit bekannter Einwaage wird bis zu einer Temperatur erhitzt, bei der sich das Polymer thermisch zersetzt, der Füllstoff aber nicht. Bewährt haben sich hierfür beispielsweise 560 °C. Anschließend wird erneut das Probengewicht gemessen. Über die Differenz Aus- und Einwaage lässt sich der Polymergehalt pro Quadratmeter berechnen.
Als Alternative zur Veraschung ist eine TGA-Messung möglich, bei der das Gewicht einer Probe kontinuierlich bei der Erhitzung gemessen wird. Diese Prüfmethode kann ebenfalls klar zwischen Polymer und Füllstoff differenzieren und erlaubt den Polymeranteil der Folie zu ermitteln.
Idealerweise beträgt der Anteil an Kreide im Kreidecompound mehr als 30 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 40 Gew.-%, insbesondere mehr als 50 Gew.-% und/oder weniger als 90 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 80 Gew.-%, insbesondere weniger als 70 Gew.-%.
Bei einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung kommt Calciumcarbonat (CaCO₃) im Kreidecompound zum Einsatz, vorzugsweise mit einer mittleren Partikelgröße von 0,8 bis 2,5 µm.
Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung beträgt die Dicke der Ethylen-Copolymer-Schicht weniger als 45 µm, vorzugsweise weniger als 30 µm, insbesondere weniger als 15 µm und/oder mehr als 3 µm, vorzugsweise mehr als 6 µm, insbesondere mehr als 9 µm. Die Ethylen-Copolymer-Schicht ist besonders dünn sowie materialsparend ausgebildet und ermöglicht eine definierte Wasserdampfpermeation durch die Auskleidung hindurch.
Bei einer besonders vielversprechenden Variante der Erfindung weist mindestens eine Ethylen-Copolymer-Schicht ein Permanentantistatikum auf.
Vorteilhafterweise beträgt der Anteil des Permanentantistatikums in der Ethylen-Copolymer-Schicht mehr als 10 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 15 Gew.-%, insbesondere mehr als 20 Gew.-% und/oder weniger als 60 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 50 Gew.-%, insbesondere weniger als 40 Gew.-%.
Vorzugsweise weist zumindest die innere Ethylen-Copolymer-Schicht ein Permanentantistatikum auf. Dabei kann die innere Schicht beim Befüllen und Entleeren des Granulats mit einer Erdung verbunden werden, wodurch es nicht zu einer gefährlichen, elektrostatischen Aufladung kommen kann.
Die sichere Vermeidung einer elektrostatischen Aufladung gewährleistet insbesondere die Sicherheit im Falle eines aus dem Granulat ausgasenden Treibmittels wie Pentan, das mit Luft bzw. dem Sauerstoff in der Luft ein explosionsfähiges Gemisch bilden kann und durch eine elektrostatische Funkenbildung gezündet werden könnte.
Vorzugsweise besteht das Permanentantistatikum, beispielsweise ein Ionphase™, aus inhärent dissipativen Polymeren. Diese reduzieren den spezifischen Widerstand von Polymeren, wie beispielsweise in den Ethylen-Copolymer-Schichten und bieten Kontrolle und Sicherheit bei elektrostatischen Problemen. Ein solches Permanentantistatikum kann beim Compoundieren und/oder Extrudieren zugesetzt werden. Diese nicht migrierenden Zusatzstoffe bewegen oder migrieren nicht durch oder aus einer Polymerschicht.
Idealerweise weist die Auskleidung durch das integrierte Permanentantistatikum einen spezifischen Oberflächenwiderstand nach DIN IEC 60093 mit parallelen Kontaktelektroden von mehr als 10⁷ Ω, vorzugsweise von mehr als 10⁸ Ω, insbesondere von mehr als 10⁹ Ω auf und/oder von weniger als 10¹⁴ Ω, vorzugsweise von weniger als 10¹³ Ω, insbesondere von weniger als 10¹² Ω auf. Eine elektrostatische Aufladung kann dadurch wirksam vermieden werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung weist die Auskleidung mindestens eine Haftvermittlerschicht auf, die zwischen der Polyamidschicht und der Ethylen-Copolymer-Schicht angeordnet ist.
Idealerweise ist die Polyamidschicht als mittlere Schicht ausgebildet und wird auf beiden Seiten von einer Haftvermittlerschicht begrenzt, die wiederum von einer Ethylen-Copolymer-Schicht bedeckt ist.
Bei einer günstigen Variante beträgt der Anteil Ethylen-Vinyl-Acetat (EVA) in der Haftvermittlerschicht mehr als 40 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 50 Gew.-%, insbesondere mehr als 60 Gew.-% und/oder weniger als 90 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 85 Gew.-%, insbesondere weniger als 80 Gew.-%.
Vorteilhafterweise beträgt der Anteil an Vinyl-Acetat im Ethylen-Vinyl-Acetat der Haftvermittlerschicht mehr als 10 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 13 Gew.-%, insbesondere mehr als 16 Gew.-% und/oder weniger als 25 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 22 Gew.-%, insbesondere weniger als 19 Gew.-%. Im Rahmen dieses Gewichtsanteils ist eine geringe und definierte Wasserdampfpermeation realisierbar. Die definierte Wasserdampfpermeation gewährleistet, dass das Behältnis, insbesondere der Oktabiner aus Wellpappe, nicht durchfeuchtet und somit Stabilität verlieren könnte und sich gleichzeitig im Inneren der Auskleidung keine Feuchtigkeitsansammlung bilden kann.
Bei einer bevorzugten Variante der Erfindung beträgt der Anteil an Vinyl-Acetat in der Haftvermittlerschicht mehr als 5 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 8 Gew.-%, insbesondere mehr als 11 Gew.-% und/oder weniger als 30 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 25 Gew.-%, insbesondere weniger als 15 Gew.-%.
Vorteilhafterweise weist die Haftvermittlerschicht einen Anteil an Maleinsäureanhydrid modifiziertes lineares Polyethylen niedriger Dichte auf, wobei der Anteil an Maleinsäureanhydrid modifiziertes lineares Polyethylen niedriger Dichte mehr als 5 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 10 Gew.-%, insbesondere mehr als 20 Gew.-% beträgt und/oder weniger als 60 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 50 Gew.-%, insbesondere weniger als 40 Gew.-% beträgt. Dadurch haftet sowohl die Polyamidschicht als auch die Ethylen-Copolymer-Schicht besonders gut an der Haftvermittlerschicht. Infolgedessen wird eine stabile Verbindung der einzelnen Schichten der Auskleidung erzielt und Auflösungseffekte der einzelnen Schichten vermieden.
Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung beträgt die Dicke der Haftvermittlerschicht weniger als 20 µm, vorzugsweise weniger als 15 µm, insbesondere weniger als 10 µm und/oder mehr als 1 µm, vorzugsweise mehr als 2,5 µm, insbesondere mehr als 4 µm. Die Haftvermittlerschicht ist besonders dünn sowie materialsparend ausgebildet und ermöglicht eine definierte Wasserdampfpermeation durch die Auskleidung hindurch.
Die besondere Gestaltung einer vorzugsweise fünfschichtigen Auskleidung führt zu einer Folie, die eine Gasdurchlassrate für das Treibmittel nach DIN 53380 von weniger als 5 g/m² · Tag, vorzugsweise von weniger als 1 g/m² · Tag, insbesondere von weniger als 0,1 g/m² · Tag aufweist, gemessen bei 38 °C und 50 % r.F.. Eine Vermeidung des Durchtritts des Treibmittels Pentan kann somit gewährleistet werden.
Je nach Ausführung des Granulats bzw. Kunststoffgranulats, das von der Auskleidung im Behältnis umgeben und umhüllt wird, kann ein Treibmittel ausgasen. Im Falle von expandiertem Polystyrol kann ein solches Treibmittel Pentan sein, das zusammen mit dem Luftsauerstoff ein explosives Gemisch bilden kann. Für ein sicheres Aufbewahren und/oder einen sicheren Transport des Granulats in einem Behältnis ist das Vermeiden von explosionsfähigen Gemischen enorm wichtig. Hierfür bietet die erfindungsgemäße Auskleidung eine wirksame Treibmittelsperre und/oder Pentansperre.
Die ASTM F1249 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Infrarot Detektor zum Messen der Wasserdampfdurchlässigkeit verwendet wird. Die Angabe der Wasserdampfdurchlässigkeit erfolgt in g/m² · Tag. Die relative Feuchte kann bis auf 100% eingestellt werden und ist neben der Temperatur ein wichtiger Vergleichsfaktor. Da es sich bei dem Infrarot Detektor um ein „relativ messendes System“ handelt, muss während des Messzyklus eine Kalibration mit Folien durchgeführt werden, deren Durchlässigkeitswerte bekannt sind.
Vorteilhafterweise weist die Auskleidung eine Wasserdampfpermeation nach ASTM F1249 von weniger als 50 g/m² . Tag, vorzugsweise von weniger als 35 g/m² · Tag, insbesondere von weniger als 20 g/m² · Tag auf und/oder von mehr als 5 g/m² · Tag, vorzugsweise von mehr als 8 g/m² · Tag, insbesondere von mehr als 11 g/m² · Tag auf, gemessen bei 23 °C und 85 % r.F..
Nach der Produktion von Kunststoffgranulat entweicht für eine gewisse Zeit Wasserdampf. Deswegen ist eine Auskleidung von Vorteil, die Wasserdampf aus dem Inneren nach außen entweichen lässt. Dabei soll aber die entweichende Menge so gering sein, dass ein die Auskleidung umgebendes Behältnis beispielsweise aus Wellpappe nicht durchweicht. Gleichzeitig soll die Wasserdampfpermeation jedoch so hoch sein, dass sich innerhalb der Auskleidung keine Feuchtigkeitspfützen bilden. Beides kann die erfindungsgemäße Auskleidung mithilfe der besonderen Konstruktion und einem klar definierten Vinyl-Aacetat-Anteil realisieren.
Vorzugsweise weist die Auskleidung mindestens fünf Schichten auf, die bevorzugt spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind.
Bei alternativen Varianten kann die Auskleidung auch sieben oder neun Schichten aufweisen. Dabei wird vorzugsweise zwischen der Ethylen-Copolymer-Schicht und der Haftvermittlerschicht eine bzw. zwei Zwischenschichten angeordnet. Diese Zwischenschichten sind frei von einem Kreidecompound und einem Permanentantistatikum und bestehen weitestgehend aus Ethylen-Vinyl-Acetat (EVA). Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung beträgt die Dicke der Zwischenschicht weniger als 20 µm, vorzugsweise weniger als 15 µm, insbesondere weniger als 10 µm und/oder mehr als 3 µm, vorzugsweise mehr als 5 µm, insbesondere mehr als 8 µm. Bei einer bevorzugten Variante der Erfindung beträgt der Anteil an Vinyl-Acetat in der Zwischenschicht mehr als 5 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 8 Gew.-%, insbesondere mehr als 11 Gew.-% und/oder weniger als 30 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 25 Gew.-%, insbesondere weniger als 15 Gew.-%.
Bei einer bevorzugten Variante der Erfindung weist die Auskleidung eine Bruchstandzeit nach DIN EN 55445 bei 50 % Bestand von mehr als 0,25 h, vorzugsweise von mehr als 0,5 h, insbesondere von mehr als 0,75 h auf.
Folien und Tafeln mit einer Stärke bis 1 mm werden anhand von Streifen- oder Schulterproben geprüft. Nach ISO 527-3 und ASTM D 882 ist die übliche Probenform der Streifen. Diese Probenform kann auf einfache Weise mit einer Schneidpresse oder einem Folienschneidgerät hergestellt werden. In der Qualitätskontrolle werden häufig Schulterproben verwendet. In diesem Fall wird ein direkt messender Längenänderungsaufnehmer benötigt, mit dem die Probendehnungen direkt an der Probe erfasst werden können. Dabei werden typische Prüfergebnisse wie die Streckspannung, die Streckdehnung, die Maximalspannung und die nominelle Bruchdehnung erfasst.
Die Bestimmung der Zugeigenschaften erfolgt nach DIN EN ISO 527. Dabei wird im Zugversuch ein Probestreifen einer Auskleidung mit konstanter, in der Prüfnorm vorgeschriebener Geschwindigkeit gedehnt und dabei die Kraft F mit der Längenänderung ΔL der Messstrecke L₀ aufgezeichnet.
Idealerweise weist die Auskleidung eine Zugfestigkeit in Maschinenrichtung nach DIN EN ISO 527-3 von mehr als 40 MPa, vorzugsweise von mehr als 50 MPa, insbesondere von mehr als 60 MPa auf.
Bei einer vorteilhaften Variante der Erfindung weist die Auskleidung eine Zugfestigkeit quer zur Maschinenrichtung nach DIN EN ISO 527-3 von mehr als 45 MPa, vorzugsweise von mehr als 55 MPa, insbesondere von mehr als 65 MPa auf.
Die Messung der Dicke der Auskleidung wurde nach DIN 53370 ermittelt und als Mittelwert angegeben. Bei einer bevorzugten Variante der Erfindung weist die Auskleidung eine Dicke von weniger als 200 µm, vorzugsweise weniger als 160 µm, insbesondere weniger als 120 µm auf und/oder mehr als 20 µm, vorzugsweise mehr als 30 µm, insbesondere mehr als 40 µm auf. Die besondere Kombination der vorzugsweise fünf Schichten der Auskleidung und die besondere Auswahl der Polymere realisiert eine sehr dünne und materialsparende Folie, die dennoch die mechanischen Belastungen des Füllens, Aufbewahrens und Entleerens des Granulats in einem Oktabinbehälter standhalten kann.
Bei einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung beträgt die Dicke der Auskleidung 50 µm.
Ein besonders naheliegendes Beispiel für ein Kunststoffgranulat ist expandierbares Polystyrol (EPS). Dieses gehört zur Gruppe der organischen, synthetischen Dämmstoffe. EPS-Dämmstoffe werden meist für Anwendungen im Baubereich eingesetzt.
Dabei kommt in der Regel der fertige Kunststoff als Granulat in den Handel. Beim expandierbaren Polystyrol werden während der Polymerisation zu festen Kügelchen Gase eingeschlossen. Die Kügelchen des Kunststoffs, bzw. das Kunststoffgranulat, werden in Oktabins zur Weiterverarbeitung transportiert. Werden die Kügelchen dort unter Wasserdampf etwas über 100 °C erwärmt, expandiert das Gas und der thermoplastische Kunststoff bläht sich auf. Die Ränder der Blasen verschmelzen. Es entsteht ein geformter Festkörper, dessen Form gestaltbar ist.
Gemäß der Erfindung wird die Auskleidung des Behältnisses in einem Verfahren mit mehreren Schritten hergestellt. Zunächst werden die Polymermischungen der Ethylen-Copolymer-Schichten, der Haftvermittlerschichten und der Polyamidschicht erzeugt und bereitgestellt. Die Polymermischungen werden aufgeschmolzen und zu einer Auskleidungsfolienbahn coextrudiert, wobei die Polyamidschicht als innere Schicht ausgebildet wird. Die Folienbahn wird konfektioniert und zu einer Auskleidung verschweißt, die dann in einen Oktabinbehälter eingebracht werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Auskleidung als elektrostatisch ableitende und/oder treibmittelsperrende Innentasche für Oktabinbehälter verwendet.
Die besondere Kombination ausgewählter Polymere und die materialsparende Konstruktion führen zu einer Auskleidung, die ausgasende Treibmittel wie beispielweise Pentan innerhalb der Auskleidung belassen und gleichzeitig bei der Befüllung, dem Transport, der Lagerung oder dem Entleeren von Granulat, insbesondere von Kunststoffgranulat, entstehende Ladungen sicher ableiten kann. Darüber hinaus kann die Auskleidung trotz der besonders dünnen Ausgestaltung und wegen der besonderen Materialkombination den mechanischen Belastungen bei der Befüllung und dem Transport von Kunststoffgranulat standhalten.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst.
Dabei zeigt

1 eine Skizze eines Oktabinbehälters,
2 eine schematische Darstellung des Auskleidungsaufbaus,
3 eine weitere Variante des schematische Darstellung des Auskleidungsaufbaus.

1 zeigt einen handelsüblichen Oktabin 5, wie er für den Transport und die Lagerung von z. B. Kunststoffgranulat verwendet wird. In den in der Regel aus Wellpappe bestehenden Oktabin 5 wird eine Auskleidung 1 in Form einer Innentasche eingelegt, die dann mit dem Granulat befüllt werden kann. Die Auskleidung 1 kann nach dem Befüllen verschlossen und der Oktabin 5 mit einem Deckel bzw. einer Abdeckung geschlossen werden. Dadurch eignen sich die Oktabins 5, die meist auf Paletten stehen, auch zum Stapeln.
In 2 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus der Auskleidung 1 dargestellt. Die fünfschichtige Auskleidung 1 umfasst eine innere Polyamidschicht 4, die in dieser Ausführungsvariante aus einem PA 6.6 ausgebildet ist und eine Dicke von 20 µm aufweist. Die Polyamidschicht 4 ist von zwei Haftvermittlerschichten 3 umgeben, die eine Dicke von 5 µm aufweisen. Die Haftvermittlerschicht 3 besteht in der gezeigten Ausführungsvariante aus 30 Gew.-% Bondyram TL4110 und 70 Gew.-% Ethylen-Vinyl-Acetat mit einem Anteil an Vinyl-Acetat von 17 Gew.-%.
Die Außenschichten werden von je einer Ethylen-Copolymer-Schicht 2 gebildet, die eine Dicke von 10 µm aufweisen. Die Ethylen-Copolymer-Schicht 2 umfasst einen Anteil an Ethylen-Vinyl-Acetat von 55 Gew.-% mit einem Anteil an Vinyl-Acetat von 17 Gew.-%, ein Kreidecompound von 25 Gew.-% mit einem Anteil an Kreide von 60 Gew.-% und Ionphase™ mit einem Anteil von 25 Gew.-%.
Die Auskleidung 1 weist eine Gasdurchlassrate für das Treibmittel Pentan nach DIN 53380 von weniger als 0,1 g/m² · Tag auf, während die Wasserdampfpermeation nach ASTM F1249 weniger als 20 g/m² · Tag und/oder mehr als 11 g/m² · Tag beträgt. Dabei weist die Auskleidung 1 einen Oberflächenwiderstand nach DIN IEC 60093 von mehr als 10⁷ Ω und/oder von weniger als 10¹² Ω auf.
Die Darstellung in 3 entspricht weitgehend der Darstellung in 2. Die Auskleidung 1 weist jedoch einen siebenschichtigen Aufbau auf. Die Außenschichten werden von je einer Ethylen-Copolymer-Schicht 2 gebildet, die eine Dicke von 4 µm aufweisen. Die Ethylen-Copolymer-Schicht 2 umfasst einen Anteil an Ethylen-Vinyl-Acetat von 55 Gew.-% mit einem Anteil an Vinyl-Acetat von 17 Gew.-%, ein Kreidecompound von 25 Gew.-% mit einem Anteil an Kreide von 60 Gew.-% und Ionphase™ mit einem Anteil von 25 Gew.-%.
Zwischen den Außenschicht und der Haftvermittlerschicht 3 ist je eine Zwischenschicht 6 angeordnet. Die Zwischenschicht 6 umfasst ein Ethylen-Vinyl-Acetat mit einem Anteil an Vinyl-Acetat von 17 Gew.-% und weist eine Dicke von 6 µm auf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202015101558 U1 [0006]
EP 2233283 A2 [0007]

Claims

Auskleidung (1) für ein Behältnis (5) zur Aufnahme eines Granulats, das ein Treibmittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (1) mindestens eine Polyamidschicht (4) aufweist, die zwischen zwei Ethylen-Copolymer-Schichten (2) angeordnet ist.
Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ethylen-Copolymer-Schicht (2) aus einem Ethylen und einem Vinyl-Acetat gebildet ist.
Auskleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Vinyl-Acetat in der Ethylen-Copolymer-Schicht (2) mehr als 5 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 8 Gew.-%, insbesondere mehr als 12 Gew.-% beträgt und/oder weniger als 35 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 30 Gew.-%, insbesondere weniger als 25 Gew.-% beträgt.
Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyamidschicht (4) aus einem Copolyamid 6.66 gebildet ist.
Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung mindestens eine Haftvermittlerschicht (3) aufweist, die zwischen der Polyamidschicht (4) und der Ethylen-Copolymer-Schicht (2) angeordnet ist.
Auskleidung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht (3) einen Anteil an Vinyl-Acetat aufweist, wobei der Anteil an Vinyl-Acetat mehr als 5 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 8 Gew.-%, insbesondere mehr als 11 Gew.-% beträgt und/oder weniger als 30 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 25 Gew.-%, insbesondere weniger als 15 Gew.-% beträgt.
Auskleidung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht (3) einen Anteil an Maleinsäureanhydrid modifiziertes lineares Polyethylen niedriger Dichte aufweist, wobei der Anteil an Maleinsäureanhydrid modifiziertes lineares Polyethylen niedriger Dichte mehr als 5 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 10 Gew.-%, insbesondere mehr als 20 Gew.-% beträgt und/oder weniger als 60 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 50 Gew.-%, insbesondere weniger als 40 Gew.-% beträgt.
Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ethylen-Copolymer-Schicht (2) eine Kreidecompound aufweist, wobei der Anteil an Kreidecompound mehr als 5 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 10 Gew.-%, insbesondere mehr als 15 Gew.-% beträgt und/oder weniger als 40 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 35 Gew.-%, insbesondere weniger als 30 Gew.-% beträgt.
Auskleidung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Kreide im Kreidecompound mehr als 30 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 40 Gew.-%, insbesondere mehr als 50 Gew.-% beträgt und/oder weniger als 90 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 80 Gew.-%, insbesondere weniger als 70 Gew.-% beträgt.
Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Ethylen-Copolymer-Schicht (2) ein Permanentantistatikum aufweist, wobei der Anteil des Permanentantistatikums mehr als 10 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 15 Gew.-%, insbesondere mehr als 20 Gew.-% beträgt und/oder weniger als 60 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 50 Gew.-%, insbesondere weniger als 40 Gew.-% beträgt.
Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (1) eine Gasdurchlassrate für das Treibmittel nach DIN 53380 von weniger als 5 g/m² · Tag, vorzugsweise von weniger als 1 g/m² · Tag, insbesondere von weniger als 0,1 g/m² · Tag aufweist, gemessen bei 38 °C und 50 % r.F..
Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (1) eine Wasserdampfpermeation nach ASTM F1249 von weniger als 50 g/m² · Tag, vorzugsweise von weniger als 35 g/m² · Tag, insbesondere von weniger als 20 g/m² · Tag aufweist und/oder von mehr als 5 g/m² · Tag, vorzugsweise von mehr als 8 g/m² · Tag, insbesondere von mehr als 11 g/m² · Tag aufweist, gemessen bei 23 °C und 85 % r.F..
Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (1) mindestens fünf Schichten aufweist, die vorzugsweise spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind.
Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (1) eine Bruchstandzeit nach DIN EN 55445 bei 50 % Bestand von mehr als 0,25 h, vorzugsweise von mehr als 0,5 h, insbesondere von mehr als 0,75 h aufweist.
Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (1) eine Zugfestigkeit in Maschinenrichtung nach DIN EN ISO 527-3 von mehr als 40 MPa, vorzugsweise von mehr als 50 MPa, insbesondere von mehr als 60 MPa aufweist.
Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (1) einen Oberflächenwiderstand nach DIN IEC 60093 von mehr als 10⁷ Ω, vorzugsweise von mehr als 10⁸ Ω, insbesondere von mehr als 10⁹ Ω aufweist und/oder von weniger als 10¹⁴ Ω, vorzugsweise von weniger als 10¹³ Ω, insbesondere von weniger als 10¹² Ω aufweist.
Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (1) eine Dicke von weniger als 200 µm, vorzugsweise weniger als 160 µm, insbesondere weniger als 120 µm aufweist und/oder mehr als 20 µm, vorzugsweise mehr als 30 µm, insbesondere mehr als 40 µm aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Auskleidung (1) mit folgenden Schritten: - Bereitstellen und Erzeugen verschiedener Polymermischungen, - Coextrusion der Polyamidschicht (4) mit der Ethylen-Copolymer-Schichten (2) und der Haftvermittlerschichten (3) zu einer Auskleidung (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Polyamidschicht (4) als innerste Schicht ausgebildet wird.
Verwendung einer Auskleidung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 als elektrostatisch ableitende und/oder treibmittelsperrende Innentasche für Oktabinbehälter.