DE4446585C2 - Im Wege der Blasformgebung hergestellter Behälter aus thermoplastischem Kunststoff für die Aufnahme von sicherheitsbedürftigen fließfähigen Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen im Wege der Blasformgebung aus thermoplastischem Kunststoff hergestellten Behälter für die Aufnahme von in bezug auf Entflammung und/oder Explosion sicherheitsbedürftigen fließfähigen Medien. Die Erfindung betrifft insbesondere einen solchen Behälter, der als Palettenbehälter ausgeführt, d. h. auf einer Palette aufsteht und von einem Drahtgittermantel umgeben ist. Die Erfindung betrifft fernerhin ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Behälters.

Bei den fließfähigen Medien kann es sich um Flüssigkeiten, um Gase oder auch um feinteilige Medien handeln. Die elektrostatische Aufladung ist bekanntlich eine Reibungsaufladung. Sie kann verhältnismäßig hohe Spannungen und beachtliche Energien aufbauen, so daß eine Funkenentladung zu zündfähigen Funken führt. Die Reibungsaufladung entsteht insbesondere beim Befüllen des Behälters mit einem fließfähigen Medium bzw. beim Entleeren des Behälters.

Um zu verhindern, daß Behälter aus thermoplastischem Kunststoff sich beim Befüllen oder Entleeren mit einem fließfähigen Medium elektrostatisch aufladen, ist es bekannt, den thermoplastischen Kunststoff, aus dem der Behälter im Wege der Blasformgebung hergestellt ist, mit leitfähigen Materialien zu vermischen, beispielsweise mit Kohlenstoffpartikeln zu vermischen, und dadurch insgesamt leitfähig zu gestalten.

Die bekannten Maßnahmen sind aufwendig, weil nicht ein und dieselbe Kunststoffmischung für die Herstellung von Behältern eingesetzt werden kann, die der antistatischen Ausrüstung nicht bedürfen bzw. der antistatischen Ausrüstung bedürfen. Auch beeinträchtigt die Zumischung der leitfähigen Substanzen in die Matrix des Kunststoffes unter Umständen die Festigkeit des Behälters. Außerdem ist es nicht möglich einen elektrischen Widerstand zwischen Korb und Blase von etwa 0,1 Ohm zu erreichen. Mit einer Zumischung von Ruß kommt man höchstens auf ca. 10.000 Ohm. Dieser Wert ist zu hoch und kann die Entstehung von Funken durch elektrostatische Entladung nicht verhindern.

Durch die deutsche Auslegeschrift 19 50 662 ist ein Behälter aus thermoplastischem Kunststoff für die Aufnahme von in bezug auf Entflammung und/oder Explosion sicher­ heitsbedürftigen fließfähigen Medien bekanntgeworden, nämlich ein Kraftstoffbehälter. Dieser Kraftstoffbehälter weist auf seiner Außenoberfläche eine zumindest bereichs­ weise nach der Blasformgebung aufgebrachte, elektrisch leitfähige Beschichtung in Form einer Metallfolie mit verbundseitiger Haftschicht auf. Diese Metallfolie bzw. Beschichtung stellt zwar einen leitenden Kontakt mit Fahrzeugaufbauten her, ist jedoch insofern nachteilig, als die Gefahr besteht, daß sich die Metallfolie im Laufe der Zeit ablöst. Dies gilt insbesondere für den Fall, daß aus dem bekannten Kraftstoffbehälter Benzin austritt.

Durch den Artikel von Dipl.-Phys. Theo Röttgers "Kunststoffe - elektrisch leitfähig?" (Technische Rundschau 51/52, Seiten 24 bis 27 aus 1990) sind mehrere Alternativen zur Realisierung leitfähiger Kunststoffe aufgezeigt worden. In diesem Zusammenhang werden auch Transportbehälter und zu beachtende Sicherheitsaspekte angesprochen. Röttgers unterscheidet zwischen intrinsisch leitfähigen oder selbst­ leitenden Kunststoffen, leitenden Füllstoffen im Sinne eines Zweikomponentensystems und leitfähigen Beschich­ tungen.

Im erstgenannten Fall wird die leitende Funktion gleichsam in die Elementarbausteine des Kunststoffes, die Polymermoleküle, hineinverlegt. Bei der Verwendung von leitenden Füllstoffen im Sinne eines Zweikomponentensystems bildet der Füllstoff in einer Kunststoffmatrix ein durchgehendes Netzwerk, über das der Ladungstransport erfolgt. Die Zahl der brauchbaren Füllstoffe ist naturgemäß recht klein, da sie einmal mit dem Kunststoff chemisch verträglich sein müssen, aber auch dessen mechanische und Verarbeitungseigenschaften nicht allzu stark beeinträchti­ gen dürfen, weil man die bewährten Kunststoffvorteile beibehalten will. Hier sind Ruß, Aluminiumplättchen, Stahl- und Kohlenstoffasern sowie mit Nickel beschichteter Glimmer und ihre Kombinationen am gebräuchlichsten.

Unabhängig davon werden leitfähige Beschichtungen angesprochen, welche durch Spritzen, Galvanisieren, Aufdampfen, Kathodenzerstäuben (Sputtern) ebenso wie durch naßchemische Beschichten aufgebracht werden. Derartige Verfahren, insbesondere das Kathodenzerstäuben, lassen hauptsächlich eine großflächige Aufbringung der Beschichtung im Zuge eines plasmaunterstützten Vakuumverfahrens zu. Als Produkte für die Beschichtung kommen üblicherweise Oxide wie Zinnoxid zur Anwendung. Zwar eröffnen leitfähige Beschichtungen die Verwirklichung einer größeren Palette von Eigenschaften in einem Kunststoff im Vergleich zu intrinsisch leitfähigen Kunststoffen oder Zweikomponentensystemen mit leitenden Füllstoffen. Allerdings lassen die bekannten Beschichtungsverfahren keine strukturierte Schicht entstehen, insbesondere was deren flächige Ausdehnung angeht.

Darüber hinaus ist es bekannt, Oberflächen von Kunststoffen vorzubehandeln, damit Druckfarben, Lacke und Klebstoffe auf nicht saugfähigen Oberflächen besser haften. Hierzu sei auf den Aufsatz von Dipl.-Ing. Klaus Libor "Arten der energetischen Vorbehandlung von Kunststoff-Oberflächen" (Papier + Kunststoff-Verarbeiter 9-85, Seiten 48 bis 50) verwiesen. Bei den bekannten Vorbehandlungsverfahren handelt es sich um das Beflammen, die Korona- und Plasmabehandlung. Insgesamt werden sogenannte Haftzentren gebildet, so daß bisher unpolare Oberflächen, insbesondere die von Polymeren, polar werden. Folglich ist die Haftung verbessert.

Durch die europäische Patentanmeldung 0 014 491 ist ein doppelwandiger Behälter und ein Verfahren zu dessen Herstellung bekanntgeworden. Dieser doppelwandige Behälter weist eine Kunststoffwandung an der einem Medium zugewandten Oberfläche auf. Im Bereich des Innenmantels dieser Kunststoffwandung und/oder ihrer Böden finden sich mindestens ein metallisches Drahtgitter, welches zumindest an seinen Knotenpunkten und/oder auf seinem halben Drahtumfang in einen aushärtenden Kunststoff eingesumpft ist. Hierdurch sollen störende oder gefährliche elektrosta­ tische Ladungen aufgrund des niederen Oberflächen­ widerstandes von vornherein vermieden werden.

Die DE-PS 39 03 392 befaßt sich mit einem Transport- und/oder Lagerbehälter für Flüssigkeiten sowie für fein­ teiliges Schüttgut. Dieser Transport- und/oder Lagerbehälter ist dadurch gekennzeichnet, daß sein Boden als selbständiges Bauteil aus sich kreuzenden Gitterstäben ausgeführt ist. Außerdem weist der Außenmantel vertikale Gitterstäbe auf, die mit den sich kreuzenden Gitterstäben des Bodens verschweißt sind. Insofern wird allenfalls ein Kunststoffbehälter mit Drahtgittermantel angesprochen, welcher sich grundsätzlich bewährt hat, wenn es darum geht, Schüttgut zu transportieren, ohne daß auf elektrostatische Aufladungen zu achten ist.

Das deutsche Gebrauchsmuster 85 19 765 beschäftigt sich mit einem Transportbehälter, welcher allseitig mit einem elektrisch leitfähigen Klebstoff sowie mit im Abstand zueinander verlaufenden Metallfolienstreifen versehen ist. Diese Metallfolienstreifen setzen sich bis in einen Einfüllstutzen fort. Hierdurch hat man versucht, elektrostatische Aufladungen zuverlässig und auf Dauer zu vermeiden.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, einen Behälter des eingangs beschriebenen Aufbaues und der eingangs beschriebenen Zweckbestimmung auf einfache Weise zu gestalten, und zwar so, daß eine Entflammung und/oder Explosion der sicherheitsbedürftigen fließfähigen Medien nicht mehr stattfinden kann. Gleichzeitig sollte der im Wege der Blasformgebung hergestellte Behälter selbst aber aus einem geeigneten, nicht antistatisch ausgerüsteten Kunststoff bestehen. Der Erfindung liegt fernerhin das technische Problem zugrunde, Verfahren anzugeben, die es erlauben, solche Behälter auf einfache Weise herzustellen.

Zur Lösung des vorgenannten technischen Problems ist Gegen­ stand der Erfindung ein im Wege der Blasformgebung hergestellter Behälter aus thermoplastischem Kunststoff für die Aufnahme von in bezug auf Entflammung und/oder Explosion sicherheitsbedürftigen fließfähigen Medien, wobei

• - die Außenoberfläche des Behälters zumindest bereichsweise eine nach der Blasformgebung aufgebrachte, elektrisch leitfähige Beschichtung aufweist, wobei ferner
• - die Beschichtung als bandförmige Sicherheitsstreifen aus leitfähigem Pulver ausgebildet ist, wobei weiter
• - das Pulver mit Hilfe eines Plasmastrahls im Sinne einer Integration des Pulvers in die Oberfläche des Behälters eingesintert ist, und wobei
• - die Oberflächenhaut des Behälters nach dessen Fertigstellung zumindest im Bereich der aufzubringenden Beschichtung durch Beflammung, Koronaentladung oder Plasmabestrahlung aufgebrochen ist, um eine verbesserte Haftung des leitfähigen Pulvers zu gewährleisten. Außerdem ist der Sintervorgang so geführt, daß die Beschichtung eine zur Verhinderung einer elektrostatischen Aufladung ausreichende elektrische Leitfähigkeit aufweist.

In dem Merkmal, daß der Sintervorgang so geführt wird, daß die Beschichtung eine zur Verhinderung einer elektrostatischen Aufladung ausreichende elektrische Leitfähigkeit aufweist, kommt gleichsam als Abstimmungsregel zum Ausdruck, daß eine ausreichende Menge des leitfähigen Pulvers verwendet werden muß, und daß der Sintervorgang so geführt werden muß, daß diese Menge des leitfähigen Pulvers aufgenommen wird, d. h. dauerhaft eingesintert wird. Es versteht sich, daß eine Schädigung des thermoplastischen Kunststoffes des Behälters vermieden werden muß.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es zur antistatischen Ausrüstung eines im Wege der Blasformgebung hergestellten Behälters aus thermoplastischem Kunststoff nicht erforderlich ist, antistatisch wirkende Substanzen in den Kunststoff schon vor der Extrusion bzw. der Blasformgebung einzumischen. Es ist überraschenderweise ausreichend, in der beschriebenen Weise Beschichtungen aus leitfähigem Pulver lediglich in die Oberfläche zu integrieren. Die Festigkeit des Behälters ingesamt wird dadurch nicht störend beeinflußt.

Im einzelnen kann ein erfindungsgemäßer Behälter auf verschiedene Weise ausgebildet und gestaltet sein. Durch Einfachheit und Funktionssicherheit zeichnet sich eine Ausführungsform aus, bei der die Beschichtung den oberen Bereich des Behälters vollständig abdeckt, z. B. den Behältermantel in der oberen Hälfte oder im oberen Drittel und außerdem die obere Behälterabschlußwand abdeckt. Eine Ausführungsform, die es erlaubt, mit einer geringen Menge von leitendem Pulver auszukommen, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus sich kreuzenden, bandförmigen Sicherheitsstreifen aufgebaut ist, die den oberen Bereich des Behälters umgeben oder aber den Behälter in vertikaler und in horizontaler Richtung vollständig umreifen. Es versteht sich, daß hier die Kreuzungsstellen der bandförmigen Streifen miteinander leitend vereinigt sind, was beim Aufsintern erfolgt. - Im allgemeinen wird man bei einem erfindungsgemäßen Behälter die Beschichtung aus einem Metallpulver, z. B. einem Kupfer- und/oder Zinkpulver, aufbauen.

Behälter des beschriebenen Aufbaues und der beschriebenen Zweckbestimmung werden häufig als Palettenbehälter eingesetzt. Sie besitzen als solche eine Palette aus Holz, Kunststoff oder Stahl und einen Drahtgittermantel aus einem Drahtgitter, wie es auch als Bewehrungsdrahtgitter im Stahlbetonbau üblich ist. Hier empfiehlt die Erfindung, daß die Beschichtung durch Anliegen mit dem Drahtgittermantel mit diesem in Verbindung steht. Das bewirkt gleichsam eine "Erdung" der Beschichtung, was insbesondere dann gilt, wenn die Palette als Stahlpalette ausgeführt ist.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Behälters aus thermoplastischem Kunststoff, der für die Aufnahme von in bezug auf Entflammung und/oder Explosion sicherheitsbedürftigen fließfähigen Medien eingerichtet ist. Bei diesem Verfahren wird zunächst der Behälter aus thermoplastischem Kunststoff durch Blasformgebung geformt bzw. hergestellt. Danach, d. h. nach seiner Fertigstellung, wird die Oberflächenhaut des Behälters zumindest im Bereich der aufzubringenden Beschichtung durch Beflammung, Koronaentladung oder Plasma­ bestrahlung "aufgebrochen" und in die aufgebrochene Oberflächenhaut wird das leitfähige Pulver mit Hilfe eines Plasmastrahls im Sinne einer Integration des Pulvers in die Oberfläche des Behälters eingesintert bzw. eingebracht. In allen Fällen besteht die Möglichkeit, gleichzeitig mit dem Aufbrechen der Oberflächenhaut das leitfähige Pulver einzubringen, indem es mit der Flamme, mit der Koronaentla­ dung bzw. mit dem Plasmastrahl auf die Oberfläche des Behälters gleichsam aufgestrahlt oder aufgeschossen wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Behälters,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Gegenstandes der Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 1 und 2 und

Fig. 4 entsprechend der Fig. 1 einen Palettenbehälter mit ausgebildetem Behälter aus thermo­ plastischem Kunststoff,

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 4.

Der in den Figuren dargestellte Behälter 1 wurde im Wege der Blasformgebung aus thermoplastischem Kunststoff geformt. Er ist für die Aufnahme von in bezug auf Entflammung und/oder Explosion sicherheitsbedürftigen fließfähigen Medien bestimmt.

Die Außenoberfläche des Behälters 1 weist ein nach der Blasformgebung aufgebrachtes Netz aus sich kreuzenden, bandförmigen Sicherheitsstreifen 2 auf. Die Sicherheits­ streifen 2 bestehen aus einem leitfähigen Pulver. Bei dem leitfähigen Pulver mag es sich um ein Metallpulver handeln. Der Sintervorgang ist so geführt, daß der Sicherheits­ streifen 2 eine für die Verhinderung der elektrostatischen Aufladung ausreichende elektrische Leitfähigkeit aufweist. Das bedeutet, daß die Sicherheitsstreifen 2 ausreichend breit sind und eine ausreichende Menge an leitfähigem Pulver aufweisen. Als leitfähiges Pulver wird vorzugsweise Kupferpulver und/oder Zinkpulver verwendet. Aus Maßstabsgründen nicht erkennbar ist die Tatsache, daß die Oberflächenhaut des Behälters 1 zumindest im Bereich der Sicherheitsstreifen 2, z. B. durch eine Beflammung oder eine Koronaentladung, aufgebrochen sein kann. Das verbessert die Haftung des leitfähigen Pulvers in den Sicherheitsstreifen 2. Das leitfähige Pulver mag im Ausführungsbeispiel wird zweckmäßigerweise mit Hilfe eines Plasmastrahls eingesintert. Die Sicherheitsstreifen 2 müssen ausreichend breit angelegt sein.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform mag die Maschenweite des Netzes der Sicherheitsstreifen 2 maximal 15 cm, vorzugsweise jedoch 10 cm oder weniger, betragen. Es können die Normen für den elektrostatischen Schutz an Kunststoffoberflächen ohne weiteres eingehalten werden. Sie verlangen z. B. eine Größe der eingegrenzten Fläche von 100 cm². Das erlaubt Flächen von z. B. 10 cm × 10 cm, aber auch von 5 cm × 20 cm.

Die Fig. 4 und 5 zeigen einen Behälter 1 in der Ausführungsform als Palettenbehälter mit Palette 3 aus Holz, Kunststoff oder Stahl und mit Drahtgittermantel 4. In den Drahtgittermantel 4 ist der Behälter 1 aus thermoplastischem Kunststoff eingesetzt. Bei dieser Ausführungsform ist die Beschichtung nicht in Form eines Netzes aus sich kreuzenden Sicherheitsstreifen 2 aufgebaut, sondern vielmehr als geschlossene Beschichtung 5, die den Behältermantel im oberen Drittel umgibt. Aus der Fig. 5 entnimmt man, daß die Beschichtung 5 durch Anliegen an dem Drahtgittermantel 4 mit dem Drahtgittermantel 4 in Verbindung steht und gleichsam geerdet ist. Es versteht sich, daß man bei dieser Ausführungsform in der Beschichtung 5 einen Sichtstreifen aussparen kann. Sowohl bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3, als auch bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 ist der Drahtgittermantel 4 zweckmäßigerweise verzinkt. Das gilt auch für die Palette, wenn sie aus Stahl besteht. Die Verzinkung verbessert die Ableitung einer eventuellen elektrostatischen Aufladung.

Claims (8)

1. Im Wege der Blasformgebung hergestellter Behälter (1) aus thermoplastischem Kunststoff für die Aufnahme von in bezug auf Entflammung und/oder Explosion sicherheitsbe­ dürftigen fließfähigen Medien,

• 1. - wobei die Außenoberfläche des Behälters (1) zumindest bereichsweise eine nach der Blasformgebung aufgebrachte, elektrisch leitfähige Beschichtung aufweist, wobei ferner
• 2. - die Beschichtung als bandförmige Sicherheitsstreifen (2) aus leitfähigem Pulver ausgebildet ist, wobei weiter
• 3. - das Pulver mit Hilfe eines Plasmastrahls im Sinne einer Integration des Pulvers in die Oberfläche des Behälters (1) eingesintert ist, und wobei
• 4. - die Oberflächenhaut des Behälters (1) nach dessen Fertigstellung zumindest im Bereich der aufzubringenden Beschichtung durch Beflammung, Koronaentladung oder Plasmabestrahlung aufgebrochen ist, um eine verbesserte Haftung des leitfähigen Pulvers zu gewährleisten.

2. Behälter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung den oberen Bereich des Behälters (1) vollständig abdeckt.

3. Behälter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus sich kreuzenden Sicherheits­ streifen (2) aufgebaut ist.

4. Behälter (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsstreifen (2) den Behälter (1) in vertikaler und in horizontaler Richtung vollständig umreifen.

5. Behälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus einem Kupfer- und/oder Zinkpulver besteht.

6. Behälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in der Ausführungsform als Palettenbehälter mit Palette (3) aus Holz, Kunststoff oder Stahl und Drahtgittermantel (4), wobei die Beschichtung durch Anliegen mit dem Drahtgittermantel (4) mit diesen in Verbindung steht.

7. Verfahren zur Herstellung eines Behälters (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei

• 1. - der Behälter (1) aus thermoplastischem Kunststoff durch Blasformgebung geformt wird, wobei ferner
• 2. - die Oberflächenhaut des Behälters (1) nach dessen Fertigstellung zumindest im Bereich der aufzu­ bringenden Beschichtung durch Beflammung, Koronaentladung oder Plasmastrahlung aufgebrochen wird und in die aufgebrochene Oberflächenhaut das leitfähige Pulver mit Hilfe eines Plasmastrahls im Sinne einer Integration des Pulvers in die Oberfläche des Behälters (1) eingesintert wird, und wobei
• 3. - die Beschichtung als bandformige Sicherheitsstreifen (2) aus leitfähigem Pulver ausgebildet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenhaut aufgebrochen und gleichzeitig das leitfähige Pulver eingesintert wird.