DE2735038C3

DE2735038C3 - Gefülltes Kunststoffaß mit Deckel

Info

Publication number: DE2735038C3
Application number: DE2735038A
Authority: DE
Inventors: Wilfried 6729 Bellheim Mrusek
Original assignee: Chemische Fabrik Pfersee 8900 Augsburg De GmbH; ELBATAINER KUNSTSTOFF- und VERPACKUNGSGESELLSCHAFT MBH 7505 ETTLINGEN DE
Current assignee: Chemische Fabrik Pfersee 8900 Augsburg De GmbH; ELBATAINER KUNSTSTOFF- und VERPACKUNGSGESELLSCHAFT MBH 7505 ETTLINGEN DE
Priority date: 1977-08-03
Filing date: 1977-08-03
Publication date: 1981-06-19
Also published as: US4165817A; DE2735038B2; DE2735038A1

Description

In der Technik ist es weit verbreitet, Güter, vor allem flüssige Güter in Fässern (Deckelbehälter) zu verpakken, zu lagern und zu versenden. Diese Fässer können aus den verschiedensten Materialien hergestellt sein. Früher hat man vor altern He'-zfässer verwendet, während heute fast ausschließlich Fässer aus Kunststoffen, insbesondere aus Niederdruckpolyäthylen, eingesetzt werden.

Es ist auch bereits bekannt, mit Polyäthylenfolien kaschierte Deckel, insbesondere Holzdeckel, zum Verschließen der Fässer zu verwenden, um das Füllgut gegen Verschmutzungen durch das Deckelmaterial zu schützen.

Weiterhin ist es bekannt, in den Deckel Ventile einzubauen, um einen Druckausgleich während der Lagerung zu ermöglichen. Diese Ventile sind relativ kostenaufwendig und haben zudem den Nachteil, daß sie durch die vorgegebenen engen Kanülen und Kapillaren leicht verstopfen und damit wirkungslos werden.

Aus der DE-OS 19 34 095 sind Verschlußanordnungen für oben offene Kunststoffbehälter bekannt Diese bestehen aus einer flexiblen Verschlußmembran aus Kunststoff, die umgreifend abdichtend aufgesetzt wird und einem äußeren VerschluDdeckel, der Druckausgleichsöffnungen aufweist und von oben auf den Kunststoffbehälter und die Verschlußmembran aufgeschoben wird. Die Verschlußmembran ist dem Behälter angepaßt und daher nur sehr begrenzt verwendbar. Außerdem hat diese Anordnung wetterbedingte Nachteile bei Außenlagerung durch Wasseransammlung zwischen Deckel und Folie. Auch bringt die bekannte Anordnung keine Verbesserung der Stoßfestigkeit.

In der CH-PS 3 85 720 und der FR-PS 14 75 724 werden Behälter beschrieben, die einen durch eine Membran unterteilten Innenraum aufweisen. Die Membran soll eine variable Trennung von Flüssigkeit, insbesondere Wein bzw. Benzin, und Atmosphäre ermöglichen. Sie ist dabei so angeordnet, daß die Flüssigkeiten luftdicht verschlossen sind, um eine Veränderung und Verdampfung zu verhindern. Es geht bei dem Stand der Technik nicht um allgemeine Probleme bei der Lagerung und dem Transport von Flüssigkeiten, sondern vielmehr um den Schutz empfindlicher Flüssigkeiten und der sie umgebenden Atmosphäre.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Die vorliegende Erfindung betrifft ein mit flüssigem

ίο Füllgut versehenes Kunststoffaß mit auf den Faßrand aufgestülptem Deckel, wobei der Luftraum zwischen Deckel und Füllgut mit einer vorgeformten, in das Behälterinnere ragenden Kunststoffolie geteilt ist und zwischen dem Luftraum Deckel/Folie und der das Faß

Η umgebenden Atmosphäre ein Druckausgleich erfolgt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die luftdurchlässige Kunststoffolie im Klemmbereich zwischen Faß- und Deckelrand unter Bildung von feinen Kanülen und Kapillaren gefältelt ist

Heutzutage werden für die Lagerung und den Transport von festen, insbesondere flüssigen Gütern, vor aiiem dann, wenn Großgebinde, wie Container oder Kesselwagen, nicht in Betracht kommen, Kunststoffässer und zwar insbesondere solche aas Niederdruckpoly-

äthylen (siehe »Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie«, 3. Auflage, 14. Band, Verlag Urban & Schwarzenberg^ München -Berlin, 1963, Seiten 148Ff.) verwendet Auch die hierzu verwendeten Deckel sind aus ähnlichem Material gefertigt Die Form der

so Fässer und Deckel variiert erheblich, doch ist allen Fässern eine runde öffnung gemeinsam. Die Deckel sind in der Regel nicht flach ausgebildet, sondern weisen aus Gründen der Erhöhung der Dichtigkeit und Stabilität verschiedenartige Profile mit eingearbeiteten

J5 Dichtungen auf, so daß im allgemeinen der Faßrand nutförmig in den Deckel hineinragt

Zur Teilung des Luftraumes zwischen Füllgut und Deckel werden vorgeformte, insbesondere blattförmige oder besonders bevorzugt sackförmig ausgebildete Kunststoffolien verwendet Aufgrund <!cr gewünschten Eigenschaften der Folien, vor allem Weichheit und Flexibilität, werden bevorzugt Folien aus Hochdruckpolyäthylen (siehe »Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie«, loc zit, Seite 138ff.) eingesetzt

« Daneben sind wegen der hohen Festigkeit auch Folien aus Polypropylen besonders gut geeignet. Allgemein sind alle Folien aus vollsynthetischen Kunststoffen brauchbar, die in bezug auf Reißfestigkeit, Bruchdehnung und Gasdurchlässigkeit gewisse Mindestanforde- rangen erfüllen, z.B. Folien aus Polyvinylchlorid, Polyamid, Polyvinylidenchlorid und Polyäthylenterephthalat (siehe »Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie«, loc. zit, 7. Band, Seiten 650—655). Die Stärke der Folien kann in weiten Grenzen variieren. Im

« allgemeinen sind schon Folien, abhängig von der Festigkeit des verwendeten Materials, mit einer Dicke von 0,01, insbesondere 0,03 bis 0,3 mm, gut brauchbar. Aber auch Folien mit einer Stärke von 04 und mehr mm können im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden.

μ Bei den Folien handelt es sich um die üblichen vorgeformten Kunststoffolien, die aufgrund der Faßkonstruktion zweckmäßig kreisförmig, insbesondere sackförmig vorgeformt werden.

Beim Lagern und Transponieren von Füllgut,

^h'> insbesondere flüssigem Füllgut in Fässern, treten verschiedene Probleme auf. So muß z. B. beim Abfüllen von heißem Füllgut damit gerechnet werden, daß sich beim Abkühlen desselben in dem Faß ein Unterdruck

bildet. Dadurch treten Deformierungen des Fasses auf, wodurch aufginnd der Stauchdruckverminderung die Standfestigkeit, insbesondere die Stapelfähigkeit des Fasses beeinträchtigt wird Umgekehrt muß damit gerechnet werden, daß beim Abfüllen von kaltem Füllgut, das sich später während der Lagerung oder des Transportes erwärmt, in dem Faß ein Überdruck auftritt, der in besonders extremen Fällen zum Abplatzen des Faßdeckels führen kann. Der auftretende Ober- bzw. Unterdruck ist dabei auch selbstverständlich in hohem Maße vom Füllgut abhängig, d.h. bei Füllgütern mit erhöhtem Dampfdruck muß mit den aufgezählten Schwierigkeiten in erhöhtem Maße gerechnet werden.

Ein weiteres Problem bei der Lagerung und dem Transport von Füllgütern ist durch eine eventuelle Gasabspaltung des Füllgutes gegeben, die die verschiedensten Ursachen haben kann. Ist dabei nicht gewährleistet, daß das Gas aus dem Faß entweichen kann, so muß mit einem Zerbersten des Fasses gerechnet werden.

Gemäß der Erfindung werden die genannten Probleme dadurch gelöst, daß der Luftraum des üblicherweise zu maximal 96%, bei gefährlichen Gütern zu maximal 92%, gefüllten Fasses durch eine vorgeformte, blattförmige Kunststoffolie geteilt wird. Die Folie, die mindestens den 1,20-, insbesondere den 1 ^Ofachen Durchmesser der Faßöffnung aufweist, wird dabei auf das Faß gelegt und durch die, wie oben angegebene Deckelgestaltung, in das Faß gedrückt, so daß der sich über dem Füllgut befindende Luftraum in einen größeren Luftraum zwischen Füllgut und Folie und einen kleineren Luftraum zwischen Folie und Deckel geteilt wird. Dadurch wird die Folie zwischen Deckeldichtung und Faßrand eingeklemmt Wesentlich ist dabei, daß die Folie durch den Deckel nicht abschert, sondern unverletzt bleibt Dies kann durch allgemein bekannte Faß- und Deckelkonstruktionen erreicht werden.

Die Folie wird durch den Deckel nicht glatt auf den Faßrand aufgepreßt, sondern es entstehen mehr oder weniger große Falten. Diese Falten werden von unten her, also von der Füllgutseite her, bei flüssigem Füllgut durch die Bestandteile desselben weitgehend abgedichtet und so das Faß gegen Flüssigkeitsaustritt praktisch dicht verschlossen. Von oben her, also von der Deckelseite aus entstehen durch diese falten mehr oder weniger feine Kanülen und Kapillaren, die einen langsamen Gasaustausch mit der Atmosphäre zulassen. Enthält das flüssige Füllgut keine gelösten oder emulgierten Bestandteile, so wird das Faß trotzdem so gut verschlossen, daß das Füllgut beim Umfallen nur tropfenweise austreten kann.

Ein Überdruck im Faß wird nun dadurch vermieden, daß das Gas Vom Luftraum über dem Füllgut durch die Folie in den oberen Luftraum diffundiert und von dort durch die freien Kanülen bzw. Kapillaren in die Atmosphäre gelangt Umgekehrt kann ein Unterdruck dadurch ausgeglichen werden, daß von der umgebenden Atmosphäre Luft Ober die Kanülen und Kapillaren in den oberen Luftraum und von dort durch die Folie in den unteren Luftraum gelangt. Das Faß wird also durch die aufgelegte Folie gegenüber Flüssigkeit praktisch dicht verschlossen, ist aber gegenüber Gasen durchlässig.

Eine besondere Ausgestaltung des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Folie nicht allein durch den Deckel eingedrückt wird, wodurch ein kleinerer oberer und ein größerer unterer Luftraum entstehen, sondern daß die Folie z. B. von Hand zusätzlich nach unten gedrückt wird, so daß ein größerer oberer und nur ein kleinerer unterer Luftraum entstehen. Auf diese Weise wird zusätzlich zu der gewünschten Möglichkeit des Druckausgleichs (siehe oben) noch die Stoß- und Fallfestigkeit des gefüllten Fasses erheblich verbessert Der obere größere Luftraum wirkt vermutlich wie ein variables Luftkissen,

ίο so daß die Haltbarkeit des gefüllten Fasses gegenüber freiem Fall wesentlich verbessert wird, also ein weiteres Problem der Lagerung und des Transportes gefüllter Fässer beseitigt werden kann. Zur Bildung eines größeren oberen und eines kleineren unteren Luftrau mes werden bevorzugt sackförmig ausgebildete Kunst stoffolien, und zwar in Gestalt eines Rundbodensackes vorliegende Kunststoffolien oder als tiefgezogene Formteile verwendet, da diese Folien problemlos in das gefüllte Faß einzulegen sind.

Gegenüber dem Stand der Technik bringt der Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine erhebliche Vereinfachung der Lagerhaltung und eine merkliche Kosteneinsparung. Anstelle von zwei verschiedenen Deckeln — einmal mit und einmal ohne Ventil — ist es nunmehr möglich, mit nur einem Deckel auszukommen, wobei dife-ch einfaches Einlegen einer preiswerten vorgeformten Kunststoffolie für den notwendigen Druckausgleich gesorgt wird. Der Gegenstand der Erfindung ist zudem gegenüber dem eingebauten Ventil nicht störanfällig. Während es bei den Ventilen immer wieder vorgekommen ist, daß sich dieselben zugesetzt haben und dann die oben angegebenen Nachteile aufgetreten sind, wobei in extremen Fällen sogar die Deckel von den Fässern abgesprengt wurden, hat sich in umfangreichen Versuchen gezeigt, daß das Problem des Druckausgleichs durch den Gegenstand der Erfindung vollkommen gelöst worden ist und keine Schwierigkeiten mehr in dieser Hinsicht auftreten. Weiterhin werden Kosten dadurch vermieden, daß die umständliche Reinigung, insbesondere der Ventile, aber auch ganz allgemein der Faßdeckel, entfällt

Besonders vorteilhaft ist es, eine vorgeformte Kunststoffolie in der Weise einzulegen (siehe vorne), daß der obere Luftraum größer als der untere Luftraum wird. Durch diese Maßnahme wird neben den vorstehenden Vorteilen zusätzlich als weiterer wesentlicher Vorteil eine Verbesserung der Stoßfestigkeit des gefüllten Fasses erreicht was auch bedeutet, daß das Faß einen erhöhten freien Fall ohne Beschädigung übersteht Dieser Vorteil ist für die Praxis von enormer Bedeutung, da größere Kunststoffässer bisher einem freien Fall von 1 m und darüber nicht standhalten, nach der vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung aber ein solcher Fall ohne Nachteile für Faß, Deckel und Füllgut überstanden wird. Gerade die Höhe von 1 m und darüber ist für die Praxis von ausschlaggebender Bedeutung, da häufig Verladerampen sowie die Bodenfläche von Lastkraftwagen oder Eisenbahnwaggons eine Höhe von mehr als 1 m aufweisen und die Prüfverfahren für die Fallfestigkeit von Pässern auf 1,2 m allgemein festgelegt sind. Die Verbesserung der Fallfestigkeit ist dabei nach dem bevorzugten Gegenstand der vorliegenden Erfindung überraschenderweise so stark ausgeprägt, daß sogar

hi schwächere Deckelkonstruktionen verwendbar sind und trotzdem die Fässer einen Fall aus 1,20 m ohne Schaden überstehen.

Die vorliegende Erfindung hat Bedeutung für die

Lagerung und den Transport von flüssigen Gütern. Es kommen dabei alle flüssigen Güter in Betracht, insbesondere solche Güter, die eine Abdichtung der Falten der Kunststoffolie von unten her bewirken. Als Beispiele seien Emulsionen, Dispersionen und Lösungen der verschiedensten Stoffe, wie Silikone, Paraffine, Kunstharze, anorganische Mineralien, Polymere. Fet'e, Wachse und Naturstoffe genannt. Daneben können aber auch reine Lösungsmittel oder andere flüssige Substanzen in die Fässer gefüllt werden.

Beispiel I

Um die Wirkung einer eingespannten Polyäthylenfolie bei der Abkühlung von heiß eingefülltem Füllgut zu zeigen, wurden die folgenden beiden Versuche durchgeführt:

Verformung des Deckels und des Fasses

Normales Wasser (3) wurde auf 80'C erhitzt, in Polyäthylenfässer (60 I) eingefüllt (Füllmenge 55 1) und die Fässer

A) mit einer blattförmigen. 0,1 mm starken Polväthylenfolie (die Folie vom 0 600 mm wird flach auf das Faß gelegt und durch den Deckel so eingespannt, daß ein kleinerer oberer (1) und ein größerer unterer Luftraum (2)entstehen; Skizze I)

B) ohne Polyäthylenfolie mit einem Deckel (0 410 mm) verschlossen. 0 bedeutet Durchmes-

AIs Maß für die Innendruckveränderung wird die Verformung des Deckels gemessen. Die Verformung des Fasses selbst wird visuell beurteilt.

nach 5 Minuten

nach 10 Minuten nach 24 Stunden

Versuch Λ + .1,5 mm + 1 mm ± 0 mm (23 C)

Versuch B +10.5 mm +8 mm -12.5 mm (23 C)

t i'herilruck. Wiilhung des Deckels nach ohcn Interdruck. Wölbung des Deckels nach unlen

Die Ergebnisse zeigen, daß allein durch die eingelegte Polyäthylenfolie ein Druckausgleich bei innerem Über- und Unterdruck bewirkt wird und Verformungen ausbleiben, wodurch die Stauchdruckfestigkeit des normalen Fasses beibehalten wird, die bei dem durch den Unterdruck verformten Gebinde um bis zu 30% vermindert wird.

Beispiel 2

Um die Verbesserung der Fallfestigkeit des gefüllten Fasses nach dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung aufzuzeigen, wurden die folgenden Versuche durchgeführt:

In ein blau eingefärbtes Polyäthylendeckelfaß (Inhalt lify.j I). welches an zwei Seiten abgedacht ist und eine öffnung von 36 cm aufweist, wurden 124 kg normales Leitungswasser (3) eingefüllt und auf das Faß

A) eine Polyäthylenfolie der Stärke 0,1 mm. welche sackförmig ausgebildet ist (Randhöhe 11 cm) so auf keine Verformung des Fasses
Fall zeigt starke Verformungen

d.¹ · Füllgut aufgelegt, daß der obere Rand der Folie über das Faß hinausragt und dann über den Faßrand gestülpt werden kann (Skizze 2) und
B) keine Polyäthylenfolie aufgelegt.

Abschließend wird das Gebinde mit einem Deckel (P 158) verschlossen. Es bildet sich bei Versuch A ein größerer oberer (1) und ein kleinerer unterer Luftraum (2). Die Wassertemperatur während der Versuche lag bei 21⁰C. Bei den nachfolgend näher angegebenen Fallversuchen lag der Aufprallpunkt auf der dem Spannhebel gegenüberliegenden Seite, wobei bei den Versuchen I das Faß auf der Mantellinie der abgeflachten Seite im Winkel von 90" zur Formtiennaht aufprallte, während bei den Versuchen Il das Faß im Winkel von 45 aul die Ueckelkante der abgelochten Seite wiederum im Winkel von 90" zur Formtrennaht auffiel.

Bei den einzelnen Versuchen wurden die nachfolgend genannten Bedingungen gewählt und die ebenfalls angegebenen Ergebnisse erhalten:

Versuch

Aufprall bereich

Polyälhylcnfolie

lallhöhc in m Beurteilung nach dem I all

ß 1 I

(Stand der Technik)

B2 Il

Λ 1 I

(erfindungsgcmäß)

Λ 2 Il

nein	1.2
nein	1.2
ja	1.2
ja	1.2

stark undicht. Dichtung lose.

eine Lasche aus der Halterung gerutscht

stark undicht. Dichtung herausgerutscht.
Bordur stark verformt. Faß unbrauchbar

tropfend undicht.

Folie am Bordurrand gerissen

tropfend undicht.

Folie am Bordurrand gerissen

Beispiel 3

Das Beispie! 2 wird wiederholt unter Verwendung einer blattförmigen Polyvinylchloridfolie (0 550 mm: Stärke 02 mm), welche auf das Faß gelegt und von Hand soweit in den oberen Luftraum des Fasses eingedrückt wird, daß ein größerer oberer (-/3) und ein kleinerer

unterer Luftraum ('/ή entsteht und den überstehenden Teil der Folie über den Faßrand gestülpt und das Faß wie angegeben verschlossen.

Bei Einsatz de:· Folie werden ähnlich gute Ergebnisse wie im Beispiel 2 erhalten, d.h. am Faß treten keine nennenswerten Veränderungen auf, so daß dasselbe

einsalzfähig bleibt. Im Gegensatz dazu wird in Abwesenheit der Folie das Faß unter den genannten Bedingungen stark undicht, es treten vor allen Dingen im Deckelbereich Verformungen auf, so daß das Faß nicht mehr dicht und somit unbrauchbar geworden ist.

Hierzu 2 Bhitt /.cid

Claims

Patentansprüche:

1. Mit flüssigem Füllgut versehenes Kunststoffaß mit auf den Faßrand aufgestülptem Deckel, wobei der Luftraum zwischen Deckel und Füllgut mit einer vorgeformten, in das Behälterinnere ragenden Kunststoffolie geteilt ist und zwischen dem Luftraum Deckel/Folie und der das Faß umgebenden Atmosphäre ein Druckausgleich erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die luftdurchlässige Kunststoffolie im Klemmbereich zwischen Faß- und Deckelrand unter Bildung von feinen Kanülen und Kapillaren gefältelt ist

2. Faß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftraum durch die Kunststoffolie in einen größeren oberen und einen kleineren unteren Luftraum geteilt ist

3. Faß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftraum durch eine sackförmig ausgebildete Kunststoffolie geteilt ist

4. Faß nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftraum durch eine Polyäthylenoder Polypropylenfolie geteilt ist