DE60201125T2

DE60201125T2 - Antistatischer Behälter

Info

Publication number: DE60201125T2
Application number: DE60201125T
Authority: DE
Inventors: Virginio Cassina
Original assignee: Fustiplast SpA
Current assignee: Daviplast Servicos de Consultoria Unipessoal Ltda
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2022-03-15
Also published as: EP1411002A1; EP1354815A1; ES2225754T3; US20060272978A1; US20030173358A1; ATE275073T1; US7159718B2; ES2318090T3; US7556720B2; DE60230277D1; ATE417001T1; EP1354815B1; DE60201125D1; EP1411002B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Behälter, der in der Lage ist, die Bildung elektrostatischer Ladung zu verhindern, der für die Speicherung und/oder den Transport von Flüssigkeiten oder Pulvern vorgesehen ist, insbesondere von entflammbaren Materialien, und ebenfalls aber nicht ausschließlich in der Lage ist, in Umgebungen mit einem hohen Explosionsrisiko verwendet zu werden.
Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf einen Behälter gemäß dem Oberbegriff aus Anspruch 1, der einen Tank aufweist, der außen metallisiert ist, der von einer Palette getragen ist und in einem metallischen Gehäuse gehäust ist, um in Kontakt mit demselben zu sein.
Wie bekannt ist, ermöglicht das Vorhandensein einer leitfähigen Außenoberflächenschicht ein schnelles Ableiten hin zu einer Einrichtung, die mit Masse verbunden ist, von der möglichen statischen Elektrizität, die sich an der Außenoberfläche des Tanks ansammelt, z. B. während des Bewegens des Behälters, des Füllens/Entleerens des Tanks oder in anderen Umständen, in denen eine Art von Reibung auf der Oberfläche erzeugt wird.
Ferner ist es notwendig, die Wahrscheinlichkeit des Verwendens des Tanks in Bereichen vorherzusehen, in denen ein Explosionsrisiko vorliegt, z. B. bei Chemiefirmen oder in Bereichen, die für ein Lackieren vorgesehen sind, wo Substanzen verwendet und manipuliert werden, die detonieren können, sogar wenn das Material in dem Tank per se nicht explosiv ist.
In der Industrie werden Plastiktanks nun verbreitet zum Speichern und Transportieren von flüssigen, pulverförmigen, körnigen und flüchtigen Produkten verwendet.
Im Vergleich zu metallischen Tanks weisen Kunststofftanks zahllose Vorteile auf, wie z. B. Korrosionswiderstand, Fähigkeit zum Zurückgewinnen der Originalform, wenn sie Deformationen und thermischer Isolation ausgesetzt werden.
Zum Transportieren von Flüssigkeiten werden üblicherweise Kunststofftanks verwendet, die üblicherweise als IBCs bezeichnet werden (Intermediate Bulk Containers) mit Kapazitäten zwischen 450 und 3.000 Litern.
Solche Tanks werden in metallischen Gehäusen gehäust, die durch Paletten getragen werden, die aus einfachem Holz, Kunststoff oder aus Metall bestehen.
Obwohl der Tank die Aufgabe des Enthaltens der Flüssigkeit ausführt, garantiert der metallische Käfig den notwendigen strukturellen Widerstand, bewahrt die Integrität des Tanks im Fall von Belastungen aufgrund von Schlägen, Fallen und Vibrationen des Behälters.
Auf diese Weise erfüllt der Behälter Sicherheitsanforderungen sowohl während der Lagerung als auch während der Bewegung und des Transports.
Das Problem ist in dem Fall komplexer, in dem solche Behälter vorgesehen sind, um Materialien zu enthalten und zu transportieren, insbesondere Materialien, die entflammbar sind und/oder die ein hohes Explosionsrisiko aufweisen und in Bereichen mit Explosionsrisiko bewegt, gefüllt oder entleert werden, klassifiziert unter R044–001 in dem CENE-LEC-Bericht (Februar 1999), Comité Européen de Normalisation Electrotechnique, Brüssel.
Genauer gesagt, unter den entflammbaren Substanzen, die Kunststoff-IBCs enthalten können, ist es notwendig, jene mit einem durchschnittlichen und hohen Entflammbarkeitspunkt zu berücksichtigen, z. B. 3.2 und 3.3 gemäß RID ADR IMO.
Tatsächlich ist es bekannt, dass Kunststofftanks, die z. B. aus hochdichtem Polyethylen (HDPE) hergestellt sind, wie alle elektrisch isolierten Körper der Ansammlung von elektrischer Oberflächenladung unterliegen, durch einen triboelektrischen Effekt während ihrer Handhabung, dem Laden und Entladen des Materials aus dem Tank oder dadurch, dass sie einfach relativ trockenen Luftflüssen ausgesetzt werden.
Die elektrische Ladung oder statische Elektrizität, die somit akkumuliert wird, erzeugt ihrerseits um den Tank ein elektrisches Feld, dessen Intensität so hohe Werte erreichen kann, wenn auch nur lokal, durch die Wirkung der geometrischen Form des Tanks oder von umliegenden Elementen (die ihrerseits bereits geladen sein können oder durch elektrische Induktion/Polarisierung aufgeladen werden können), um die Isolationsfestigkeit der Umgebung (Luft oder Träger) zu überschreiten, die die Behälter umgeben.
Dies kann das Anwachsen von elektrischen Bögen bestimmen, mit dem darausfolgenden Risiko einer Entzündung der Dämpfe, die durch die Tanks abgegeben werden, der Substanzen, die in denselben enthalten sind, oder der Dämpfe, die vorange hend in der Außenumgebung vorhanden waren, z. B. in dem Fall von Bereichen mit Explosionsrisiko.
Gegen die zuvor genannten Vorteile ist das Kunststoffmaterial, aus dem der Tank hergestellt ist, das dessen elektrische Isolation bestimmt, die Hauptursache der Bildung von elektrostatischen Entladungen oder elektrischen Bögen.
Es ist daher notwendig, die Akkumulation von elektrischer Ladung auf der Oberfläche von Behältern zu verhindern und insbesondere von Tanks, die mit geeigneten Vorkehrungen versehen sind, die deren einfache Dispersion zu Masse ermöglichen.
In dem Fall von vollständig metallischen Behältern oder Tanks wird dies einfach durch Bereitstellen geeigneter Masseverbindungen für dieselben erreicht.
Nichts desto trotz sind heutzutage die am weitesten verbreit verwendeten Behälter jene, die einen Kunststofftank aufweisen, nicht nur weil sie kosteneffektiver und besser zu handhaben sind, sondern auch aufgrund einer besseren und umfassenderen Kompatibilität mit den Substanzen, die sie enthalten müssen.
Für diese Art von elektrisch isolierten Behältern besteht ein starker Bedarf zum Verhindern der Bildung von elektrostatischer Ladung, z. B. durch Beschichten der Außenoberfläche des Tanks mit einem leitfähigen Material, vollständig angebracht oder nur in Kontakt, das mit Masse verbunden sein kann.
Die Beschichtung kann durchgehend oder nichtdurchgehend sein, mit mehr oder weniger kompakten Eingriffsstellen, vorausgesetzt, dass dieselben derart vorgesehen sind, um einen niedrigen spezifischen Oberflächenwiderstand sicherzustellen.
Unter den neuesten Tendenzen der Technik ist die des direkten Bildens einer Hochleitfähigkeitsschicht auf der Außenoberfläche der Behälter.
Verschiedene Verfahren zum Bilden von leitfähigen Schichten auf der Oberfläche von Behältern sind in der Technik bekannt, die für die Speicherung und den Transport von gefährlichen und leicht entflammbaren Materialien und für das Handhaben der Behälter selbst in Bereichen mit hohem Explosionsrisiko vorgesehen sind.
Als ein Ersatz für die Beschichtung mit leitfähigen Lacken, was den Nachteil hat, dass sie keinen ausreichend niedrigen spezifischen Widerstand sicherstellt und dass sie über Zeit sehr leicht schlechter und schiefrig wird, wurde in dem Dokument EP 674,470 vorgeschlagen, das einen Behälter gemäß dem Oberbegriff aus Anspruch 1 offenbart, eine leitfähige Schicht zu bilden, durch Sintern von metallischem Pulver auf der Oberfläche eines Kunststofftanks.
Durch Sintern wird allgemein ein Prozess bezeichnet, bei dem ein metallisches Pulver, insbesondere Zink und/oder Kupfer, auf die Oberfläche des Behälters gesprüht wird und gleichzeitig die Oberfläche erwärmt oder durch eine Flamme behandelt wird, so dass die Oberfläche schmilzt und das metallische Pulver einlagert. Lackierungs- und Galvanisie rungsverfahren von Kunststoffmaterialien existieren ebenfalls.
Die zuvor genannten Verfahren haben den Nachteil, dass sie keine einheitlich leitfähige Oberfläche bereitstellen, dass sie eine wesentliche Verschwendung von elektrischer Energie erfordern, die für den Betrieb der Wärmeerzeugungsvorrichtungen notwendig ist, dass sie einen großen Betrag an schädlichem Abfall erzeugen, der entsorgt werden muss, und somit Strukturen und Ausrüstungen, die für einen solchen Zweck notwendig sind, mit einer darausfolgenden Erhöhung der Kosten für die Industrie.
Es muss darauf hingewiesen werden, dass die Dicke der leitfähigen Schicht, die durch bekannte Techniken erhalten wird, im Bereich von Millimetern liegt und nur ermöglicht, dass eine leichte elektrische Leitfähigkeit erhalten wird.
Das Problem, das die Grundlage der vorliegenden Erfindung bildet, ist das des Bereitstellens eines Behälters, der für die Speicherung und/oder den Transport von Flüssigkeiten oder Pulvern vorgesehen ist, insbesondere von leicht entflammbaren Materialien, die ebenfalls, aber nicht ausschließlich, in der Lage sind, in Umgebungen mit hohem Explosionsrisiko verwendet zu werden, zum Verhindern der Bildung von elektrischer Ladung geeignet sind, um die zuvor genannte Anforderung zu erfüllen, und strukturelle und funktionale Charakteristika aufweisen, um die zuvor erwähnten Nachteile Bezug nehmend auf den Stand der Technik zu vermeiden.
Ein solches Problem wird durch einen Behälter gemäß den Charakteristika aus Anspruch 1 gelöst.
Genauer gesagt weist der Behälter gemäß der Erfindung einen Kunststofftank auf, vorzugsweise hergestellt aus HDPE (high density polyethylene = hochdichtem Polyethylen), bei dem Außenoberfläche durch eine Plasmabehandlung modifiziert ist, um deren Benetzbarkeit zu verbessern, und der mit einer Schicht aus metallischem Material beschichtet ist, das durch Vakuum-PVD-Techniken (PVD = physical vapor deposition) aufgebracht wird.
Der Tank ist aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, bevorzugt, aber nicht notwendigerweise, aus hochdichtem Polyethylen (HDPE).
Mit dem Ausdruck Polyethylen, der in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, sollen sowohl reines Polyethylen als auch Mischungen aus Polymeren, die Polyethylen oder Polyethylen zusammen mit anderen Substanzen, z. B. Füllstoffen oder Verstärkungsmitteln umfassen, bezeichnet werden.
Vorzugsweise weist der Behälter gemäß der Erfindung eine Einrichtung zum Erzeugen eines effektiven Schutzes gegen elektrostatische Entladungen auf, durch einen durchgehenden elektrischen Weg zwischen der metallischen Schicht, dem metallischen Gehäuse, der Palette und Masse.
Vorteilhafterweise wird die Metallisierung des Kunststofftanks mit Vakuum-PVD-Techniken ausgeführt, die den Vorteil aufweisen, dass sie keinen Abfall erzeugen und keine Nebenprodukte erzeugen, da alle Produktionsschritte trocken ausgeführt werden.
Vakuum-PVD-Aufbringungstechniken bilden eine gültige und effektive Lösung für den definitiven Ersatz des Galvanisierungsprozesses bei Kunststoff, der äußerst schädlich und gefährlich für die menschliche Gesundheit ist.
Der Kunststofftank, der durch Vakuum-PVD-Techniken metallisiert ist, weist bessere Charakteristika im Hinblick auf Oberflächenhärte, chemische Stabilität und Widerstand gegenüber Korrosion im Hinblick auf die Metallisierung auf, die gemäß den Verfahren erhalten wird, die Bezug nehmend auf den Stand der Technik beschrieben wurden.
Die Herstellungsschritte für die Metallisierung des Kunststofftanks werden in einer bestimmten Art von Gasumgebung durchgeführt, definiert als Plasma, deren Funktion aus dem Rest der Beschreibung deutlicher wird.
Plasma ist ein teilweise ionisiertes Gas, gekennzeichnet durch das gleichzeitige Vorhandensein von neutralen Molekülen, positiven Ionen und freien Elektronen, in ausreichenden Mengen, um eine wesentliche elektrische Leitfähigkeit zu erhalten.
Das kalte Plasma, das für die Metallisierung des Kunststofftanks verwendet wird, wird erhalten durch Anlegen eines elektrischen Feldes einer Intensität, um das Restgas in einer Umgebung zu ionisieren, in der ein Vakuumzustand oder auf entsprechende Weise ein niedrigerer Druck als atmosphärischer Druck vorangehend erzeugt wurde.
Dieser Zustand ermöglicht das Durchführen von Reaktionen in einem Temperaturbereich von 30 bis 80°C, die bei atmosphärischem Druck nur bei Temperaturen möglich sind, die mit den Kunststoff-Deformations/Erweichungs-Temperaturen von Kunststoffmaterial vergleichbar sind, wenn nicht höher.
Dies liegt an der Tatsache, dass der sehr niedrige Druck innerhalb der Kammer und folglich die reduzierte Konvektivität ermöglichen, dass Wärmequellen, die verwendet werden müssen, die Metalle verdampfen lassen, sogar im Bereich von 1.000 bis 1.500°C, ohne den Tank zu beschädigen.
Vor einer Metallisierung wird die Außenoberfläche des Tanks behandelt, um die Haftung der nachfolgenden leitfähigen Schicht zu erhöhen. Im wesentlichen wird das Polymer des Kunststoffmaterials des Tanks mit Elektronen und negativen Ionen von inerten Gasen (z. B. Argon, Stickstoff) oder reaktiven Gasen (z. B. Sauerstoff, Stickstoffoxid, verschiedenen Fluor- und Chlor-Komponenten sowie normaler Luft) beschossen, um es zu aktivieren, wodurch es für den nachfolgenden Vakuummetallisierungsschritt verfügbargemacht wird.
Die Dampfaufbringungsprozesses durch ein physisches Phänomen (PVD) werden als atomar definiert, da das Material, das aufgebracht werden soll, in der Form von Atompartikeln, die durch Verdampfung aus einem Feststoff (Sublimationsprozess) oder aus einer Flüssigkeitsquelle (Verdampfungsprozess) erhalten werden durch das Plasma transportiert werden.
Der Vakuumzustand stellt sicher, dass der mittlere freie Weg der Partikel, die in demselben vorhanden sind, sich zu einem solchen Punkt erhöht, um zu ermöglichen, dass die Partikel selbst die Oberfläche des Kunststoffmaterials des Tanks erreichen, ohne dass dieselben Kollisionen ausgesetzt werden.
Dieser bestimmte Umgebungszustand ermöglicht, dass die Partikel die Oberfläche des Kunststofftanks mit einer solchen Energie erreichen, um die chemisch-physikalischen Charakteristika des Materials zu modifizieren und bei dem nachfolgenden Metallisierungsschritt das metallische Material einheitlich auf die vorangehend modifizierte Oberfläche aufzubringen.
Wenn der Dampf des Materials, das aufgebracht werden soll, vermischt mit dem Plasma in Kontakt mit dem Teil ist, das behandelt werden soll, kondensiert derselbe und deckt die gesamte Oberfläche einheitlich ab.
Das Material, das aufgebracht werden soll, kann ein Element (z. B. Al, Ag, Cr), eine Verbindung (z. B. SiO₂) oder eine Legierung sein, z. B. Edelstahl.
Zwei PVD-Prozesse werden bei dieser Erfindung betrachtet, genauer gesagt: thermische Vakuumverdampfung und PVD-Sputtern.
Die thermische Vakuumverdampfung, die Sublimation umfasst, ist ein PVD-Prozess, bei dem das Material, das entsprechend erwärmt aufgebracht werden soll, in einer Hochvakuumumgebung verdampft wird, wodurch dessen einheitliche Kondensierung auf der Oberfläche des Tanks ermöglicht wird, der metallisiert werden soll.
Das PVD-Sputtern ist ein Prozess der Aufbringung von Partikeln, die aus einer Elektrode durch einen nichtthermischen Prozess extrahiert werden. In diesem Fall werden die Oberflächenatome einer Elektrode, die aus dem Material gebildet ist, das aufgebracht werden soll, durch eine Übertragung eines Momentums aus energetischen Partikeln extrahiert, üblicherweise Ionen, die durch die Wirkung eines elektrischen Feldes in einem Plasma beschleunigt werden, die die Oberfläche der Elektrode treffen oder beschießen.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei der thermischen Vakuumverdampfung Prozesskammern, die in ihrer Größe im Vergleich zu der PVD-Sprühtechnik größer sind, unabdingbar sind, da es aus den vorangehend erklärten Gründen notwendig ist, einen wesentlichen Abstand zwischen dem Kunststoffmaterial des Tanks und der Wärmequelle beizubehalten.
Ein PVD-Sputtern bietet den Vorteil, dass es in der Lage ist, nicht nur Elemente und Verbindungen, sondern auch Legierungen aufzubringen, eine Operation, die nicht mit der thermischen Vakuumverdampfung ausgeführt werden kann, da hier eine Trennung der unterschiedlichen Komponenten erfolgen würde, die die Legierung bilden, aufgrund von Temperaturen über der eutektischen Temperatur.
Im Hinblick auf die thermische Vakuumverdampfung ist das PVD-Sputtern ein langsamerer Aufbringungsprozess, aber er bietet eine bessere Qualität von dem Standpunkt der Einheitlichkeit der aufgebrachten Schicht und ermöglicht die Aufbringungen von Legierungen, wie z. B. Edelstahl, um eine metallisierte Schicht mit einem ausgezeichneten Widerstand gegenüber Kratzern und mit ausgezeichneten Charakteristika der elektrischen Leitfähigkeit zu erhalten.
Die Dicke der metallisierten Schicht, die mit Hilfe von PVD-Techniken erhalten wird, ist außerdem so gering (Werte von weniger als 1 μm), dass der metallisierte Tank die Charakteristika der Elastizität des Kunststoffmaterials beibehält, aus dem er gebildet ist, wodurch gleichzeitig die angeforderte elektrische Leitfähigkeit sichergestellt wird.
Tatsächlich hat sich aus Tests, die an dem Endprodukt durchgeführt wurden, herausgestellt, dass sogar eine metallische Schicht mit einer Dicke von weniger als 1 μm ohne weiteres ausreichend ist, um die Oberflächenleitfähigkeit zu garantieren, die für ein schnelles Leiten der elektrischen Ladung zu Masse notwendig ist.
Es sollte darauf hingewiesen werden, dass der geringere Betrag an metallischem Material, der bei der Aufbringung mit PVD-Techniken verbraucht wird, ermöglicht, dass eine wesentliche Einsparung im Hinblick auf die verwendeten Rohmaterialien ermöglicht wird, mit einem deutlichen wirtschaftlichen Vorteil. Ferner ermöglicht dies, dass Edelmetalle, wie z. B. Silber oder sogar Gold, mit hoher elektrischer Leitfähigkeit und Widerstand gegenüber Passivierung, verwendet werden.
Zuletzt kann die Aufbringungsrate des metallischen Materials ohne weiteres bestimmt und gesteuert werden, woraus sich der Vorteil ergibt, dass es möglich ist, mit maximaler Präzision die Enddicke der metallisierten Schicht zu definieren.
Die Charakteristika und weiterer Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels deutlicher, gegeben in einem nichteinschränkenden Sinn im Hinblick auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen:
1 eine schematische Ansicht eines Behälters gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, der einen metallisierten Vakuumtank aufweist;
2 eine Querschnittsansicht eines Abschnitts der Wand des metallisierten Tanks aus 1 darstellt;
3 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Behandeln der Oberfläche eines Kunststofftanks darstellt, um den Tank aus 1 zu erhalten;
4 eine schematische Querschnittsansicht eines Details der Vorrichtung aus 3 darstellt;
5 eine schematische Querschnittsansicht eines Details der Vorrichtung aus 3 gemäß einem unterschiedlichen Ausführungsbeispiel darstellt.
Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren wird durch C allgemein ein Behälter gemäß der Erfindung angezeigt, zum Transportieren von Substanzen, in diesem spezifischen Fall einer Flüssigkeit, die ferner zum Verwenden in Umgebungen mit hohem Explosionsrisiko vorgesehen ist.
Der Behälter C weist einen Tank 1 auf, der in einem metallischen Gehäuse 2 gehäust ist und durch eine Palette 3 getragen wird, bei dem Beispiel eine Palette mit Standardgröße.
Der Tank 1 ist ein Parallelepiped-Quadrat mit abgerundeten Ecken und ist aus Kunststoffmaterial hergestellt, durch die üblichen Extrusions-Blase- oder Rotationsformungsverfahren, und wird dann mit einer Vakuum-PVD-Technik metallisiert.
Das extrudiert-geblasene oder rotationsgeformte Material kann bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein hochdichtes Polyethylen sein (HDPE), das dieselben chemischphysischen Charakteristika aufweist wie Polyethylen, aber mit einer größeren Festigkeit der Endstruktur des Tanks.
Die Palette 3 kann aus einem metallischen Material oder aus einem isolierenden Material hergestellt sein, z. B. aus Holz oder Kunststoff. Bei dem Beispiel aus 1 ist die Palette 3 aus metallischem Material hergestellt.
In dem Fall, in dem die Palette 3 ebenfalls aus Kunststoffmaterial hergestellt ist, kann die Palette in einem Vakuum mit demselben Metallisierungsverfahren metallisiert werden, mit dem die Metallisierung eines Kunststofftanks 50 hierin nachfolgend beschrieben wird.
Zum Verbinden der Palette 3 oder einer metallisierten Kunststoffpalette mit Masse ist ein geflochtener Leiter, der für eine Verbindung zwischen der Palette 3 und Masse 6 geleitet wird, vorgesehen, da die elektrische Verbindung zwischen der Palette 3 und dem metallischen Käfig 2 durch den mechanischen Kontakt sichergestellt wird.
In dem Fall, in dem die Palette aus Holz hergestellt ist, ist es notwendig, einen geflochtenen Leiter für die elektrische Verbindung des metallischen Käfigs mit Masse bereitzustellen. Während des Transports kann Masse 6 durch die metallische Struktur der mechanischen Ausrüstung ersetzt werden, die den Behälter transportiert, oder durch eine andere Einrichtung, die in jedem Fall mit Masse verbunden ist.
Der Tank 1 ist mit Öffnungen versehen zum Laden 8 und Entladen 9 des Materials, jeweils ausgestattet mit jeweiligen Rohrverbindungen 10 und 11 mit Gewinde.
Auf die Laderohrverbindung 10 wird eine Abdeckung 7 geschraubt, die intern mit einem Gewinde versehen ist, die in diesem Fall aus Kunststoffmaterial hergestellt ist, und vorteilhaft an der Außenseite durch eine Vakuum-PVD-Technik oder durch andere Techniken metallisiert sein kann. Bei dem Beispiel aus 1 ist die Abdeckung aus einem metallischen Material hergestellt.
Auf die Entladerohrverbindung 11 wird ein Auslassventil 12 geschraubt, durch das es möglich ist, den Ausfluss der Flüssigkeit aus dem Tank 1 zu steuern.
Die Verbindung zwischen dem metallischen Käfig 2 und der Ladeabdeckung 7 kann durch eine metallische Kette 40 realisiert sein.
Dies ermöglicht, dass die mögliche statische Elektrizität, die auf der Abdeckung 7 akkumuliert ist, mit Masse verbunden wird, und ermöglicht ein Vereinfachen der Ladeoperation, wodurch der Benutzer von einer Aktion entbunden wird, die an der Abdeckung ausgeführt werden muss, die nicht die Aufschraub/Abschraub-Operation ist.
Das Entladungsventil 12 kann aus einem metallischen Material oder einem isolierenden Material hergestellt sein, z. B.
Kunststoff. Bei dem Beispiel aus 1 ist das Ventil 12 aus metallischem Material hergestellt.
In dem Fall, in dem das Ventil 12 aus Kunststoffmaterial hergestellt ist, kann es vorteilhaft in einem Vakuum metallisiert werden, mit demselben Metallisierungsverfahren, mit dem der Tank 50 metallisiert wird.
Für die elektrische Verbindung zwischen dem metallischen Käfig 2 und dem Entladeventil 12 ist es auf dieselbe Weise möglich, eine Kette oder einen geflochtenen Leiter 41 zu verwenden.
Aus dem Entladeventil 12, von der Ladeabdeckung 7 und aus dem Tank 1, durch den metallischen Käfig 2, wird ein durchgehender elektrischer Weg hin zu Masse 6 erzeugt.
Der geflochtene Leiter 5 kann durch leitfähige Stäbe, Ketten oder ähnliches ersetzt werden.
Der metallische Käfig 2 ist an der Palette 3 durch eine geeignete Einrichtung befestigt, die in den Figuren nicht dargestellt ist, z. B. durch U-förmige, gebogene Blechmetallstreifen, die sich um das Umfangssegment des metallischen Käfigs erstrecken und an der Palette mit Hilfe von Bolzen oder Ähnlichem befestigt sind.
Bezug nehmend auf 2 weist die Wand des Tanks 1, die in einer Querschnittsansicht gezeigt ist, eine Basisschicht 13 aus Kunststoffmaterial auf, deren Außenoberfläche, die die Oberfläche der Schicht ist, die hin zu der Außenseite des Tanks gewandt ist, durch eine Plasmabehandlung modifiziert wurde, um eine Oberflächenschicht 14 sauber und erregt zu definieren, um eine bessere Benetzbarkeit und eine bessere Haftung der eigentlichen metallischen Schicht zu haben.
Ferner weist die Wand des Tanks 1 eine Schicht 15 aus metallischem Material auf, die in Überlagerung der zuvor genannten Oberflächenschicht 14 zugeordnet ist, durch Aufbringung mit einer Vakuum-PVD-Technik (PVD = physical vapor deposition).
Vorteilhafterweise ist die Schicht 15 des metallischen Materials in Kontakt mit dem metallischen Käfig 2 angeordnet, so dass die gesamte Außenoberfläche des Tanks 1 notwendigerweise äquipotential zu dem Käfig 2 ist.
Unter besonderer Bezugnahme auf 3 bis 5 wird ein Beispiel des Verfahrens zum Behandeln eines Kunststofftanks 50, um den vorangehend beschriebenen metallisierten Tank 1 zu erhalten, hierin nachfolgend beschrieben. Ein solches Verfahren wird durch eine Vorrichtung ausgeführt, die allgemein bei 51 angezeigt ist.
Wie aus 3 ersichtlich ist, weist die Vorrichtung 51 in ihren wesentlichen Teilen folgende Merkmale auf:

– eine Kammer für Vakuumprozesse 20,
– eine Pumpgruppe 21 zum Evakuieren der Luft aus der Kammer 20,
– ein System 22 zum Liefern und Steuern des Gasflusses,
– ein System 24 zum Versorgen mit elektrischer Leistung, für Elektroden 25, die in der Kammer 20 plaziert sind (4).

Die Kammer 20 ist mit einem Fenster 28 versehen, für die visuelle Steuerung des Plasmas und des Schrittes der Ver dampfung des Metalls, und wird in der Testphase mit einem Heliummassenspektrometer gesteuert, um ihre perfekte Abdichtung und Luftdichtheit unter Bedingungen eines Vakuums zu garantieren, das geringer ist als bei echten Arbeitsbedingungen.
Die Kammer 20 ist mit einer Öffnung versehen, die einen vollständigen Zugriff auf das Innere der Kammer 20 ermöglicht, und der eine Abdichtungstür 29 zugeordnet ist, um dieselbe zu schließen.
Bezug nehmend auf 4 weist die Kammer 20 folgende Merkmale auf:

– eine oder mehrere Elektroden, zwei in der Anzahl bei dem Beispiel und angezeigt bei 25,
– eine Aufnahme- und Bewegungsgruppe 26, die Zangen 31 zum Aufnehmen des Tanks 50, der metallisiert werden soll, und eine Betätigungseinrichtung zum Bewegen der Zangen 31 innerhalb der Kammer 20 aufweist.

Innerhalb der Kammer 20 ist eine Prozesszone definiert, die die Elektroden 25 umfasst, geeignet zum Erzeugen eines ausreichenden elektrischen Feldes, um das Plasma zu stützen.
Die Elektroden 25 oder Kathoden sind innerhalb der Kammer 20 angeordnet, um an den Wänden zu haften. Die Elektroden 25 sind im Wesentlichen metallische Platten, vorzugsweise aus Edelstahl, Aluminium oder Titan hergestellt, an die ein DC (Gleichstrom) oder anderweitig eine HF (Hochfrequenz) angelegt wird, z. B. eine Frequenz von 13,56 MHz oder 2,45 GHz, oder eine elektrische Leistungsversorgung angelegt wird, durch die Leistungsversorgung 24 (3).
Die Metallisierung der Außenoberfläche des Tanks 50 wird in der Kammer 20 ausgeführt, durch Durchführen der hierin nachfolgend aufgelisteten Schritte.
Bei einem ersten Schritt wird der Kunststofftank 50 in die Kammer 20 plaziert, um durch die Zangen 31 gehalten und gestützt zu werden, die in die Laderohrverbindung 10 eingefügt sind, vorausgesetzt, die Entladerohrverbindung 11 ist mit einer Einrichtung geschlossen, die zum Ermöglichen des Durchlasses von Gas geeignet ist, bei diesem Beispiel Luft, und nicht von metallischen Molekülen.
Bei dem Beispiel weist die zuvor genannte Einrichtung eine Membran 30 auf, deren Charakteristika derart sind, um das Leiten von Luft zu ermöglichen und den Eintritt von Metalldämpfen in den Tank 50 zu verhindern. Dies wird erreicht, z. B. und nicht zu einschränkenden Zwecken, mit vielen Scheidewänden mit nicht ausgerichteten Perforationen, wie z. B., um ein Labyrinth zu bilden.
Das Durchleiten von Luft ist bei dem Schritt der Evakuierung der Luft innerhalb der Kammer 20 wesentlich und somit von dem, was innerhalb des Tanks 50 vorliegt.
Es ist ferner wichtig, den Eintritt der Metallpartikel in den Tank 50 während des Metallisierungsschritts zu verhindern. Tatsächlich würden solche Partikel, die innerhalb des Tanks aufgebracht werden und an dessen Wänden anhaften, dann gefährlich in Kontakt mit dem Produkt, z. B. einer Säure, für deren Transport der Tank vorgesehen sein kann, um in dem Tank transportiert zu werden.
Alternativ können die Zangen 31 in die Entladerohrverbindung 11 eingefügt werden, vorausgesetzt, dass die Laderohrverbindung 10 durch eine Membran geschlossen ist.
Der Metallisierungsprozess besteht aus:

– einem ersten Schritt der Plasmavorbehandlung des Tanks 50, der die Aufgabe des Reinigens und Modifizierens/Aktivierens (Ätzens) einer Oberflächenschicht 14 der Basisschicht 13 hat, aus der der Tank 50 besteht, und
– einem zweiten Aufbringungsschritt durch Aufbringung mit einer Vakuum-PVD-Technik einer Schicht 50 eines metallischen Materials auf die modifizierte/aktivierte Oberflächenschicht 14.

Um den Metallisierungsprozess auszuführen, ist es notwendig, den Tank 50 in die Kammer 20 einzufügen und ihn durch die Laderohrverbindung 10 an den Zangen 31 zu befestigen.
Nachdem die Abdichtungstür 29 geschlossen wurde, werden die mechanischen Rotationspumpen 32 der Pumpgruppe 21 betätigt, bis ein Vorvakuum erzeugt wird, das niedriger ist als ein Wert im Bereich von 10^–1 mbar.
Die mechanischen Rotationspumpen 32 weisen eine Ansaugfähigkeit auf, um einen Druck innerhalb der Kammer von einem Wert zwischen 10^–1 und 10^–2 mbar zu erzeugen, in einem variablen Zeitraum gemäß der Größe der Kammer 20, als Anzeige in einem Zeitraum von 2 – 3 Minuten.
Das System 22 zum Liefern und Steuern des Gasflusses ist notwendig, um den Druckwert innerhalb der Kammer 20 auf eine automatische und präzise Weise einzustellen, wodurch eine Gasfluss geliefert wird, der in die Kammer eintritt, insbesondere um einen atmosphärischen Druck an dem Ende des Prozesses wiederherzustellen, z. B. durch Nadelventile 34, die durch entsprechende Vakuumabdichtungsventile ersetzt werden können.
Die Elektroden 25 erregen das Restgas elektrisch, das in der Kammer 20 enthalten ist, sogar noch unterstützt durch das System 22, das dasselbe teilweise ionisiert und das Plasma erhält.
Dann wird an die Kathoden 25 eine DC- oder HF-Leistung angelegt, die geeignet zum Liefern des Plasmas ist, bei den zuvor erwähnten Druckbedingungen, mit ausreichend Energie, um die chemisch-physikalischen Charakteristika der Außenoberfläche der Basisschicht 13 zu modifizieren, wodurch die Kohlenstoffverbindung des Polymers unterbrochen wird, aus dem diese hergestellt ist.
Als eine Folge daraus wird die Benetzbarkeit der Außenoberfläche der Basisschicht 13 verbessert, d. h. eine modifizierte, gereinigte und erregte Oberflächenschicht 14 wird für eine bessere Haftung der Metallpartikel bereitgestellt.
Das Ergebnis der Plasmabehandlung ist somit die Bildung von neuen funktionalen Gruppen an der Außenoberfläche der Basisschicht 13 des Tanks 50.
Da die Energie des Plasmas nicht ausreichend ist, um tief in die Basisschicht 13 einzudringen, werden nur die äußersten molekularen Schichten derselben modifiziert, wodurch die Oberflächenschicht 14 erzeugt wird. Die Eigenschaften des verbleibenden Teils der Basisschicht 13 bleiben unverändert.
Vorzugsweise, während des Schrittes der Aktivierung der Basisschicht 13 des Tanks 50, erledigt die Aufnahme- und Bewegungsgruppe 26 das Bewegen der Zangen 31 im Hinblick auf die Kammer 20. Dies bestimmt ein entsprechendes Bewegen des Tanks 50, mit einer Verbesserung bei der Einheitlichkeit des Aufbaus der aktivierten/erregten Oberflächenschicht 14.
Wenn sich die Größe und der Arbeitsdruck der Kammer 20 und die Anordnung der Elektroden 25 ändert, ändert sich die DC- oder HF-Leistung, die für den Plasmabehandlungsschritt notwendig ist. Die Erregungsoperation für die Basisschicht 13 mit der Bildung einer Oberflächenschicht 14 wird ferner verwendet, um die Außenoberfläche der Basisschicht 13 von möglichen organischen Unreinheiten zu reinigen, die die Effizienz des Metallisierungsprozesses und die Haftung der Schicht aus metallischem Material 15 reduzieren könnten.
Die zuvor erwähnte Oberflächenschicht 14, auf die der Metalldampf dann aufgebracht wird, muss als eine Zwischenschicht mit Charakteristika verstanden werden, die sich von jenen des Kunststoffmaterials unterscheiden, aus dem der Tank 50 besteht.
Nachdem der Plasma-Reinigungs- und -Ätz-Schritt abgeschlossen ist, wird das Plasma abgeriegelt, wodurch die Versorgung zu den Elektroden 25 unterbrochen wird und der Metallisierungsprozess fortgesetzt wird.
Zuerst werden die Diffusionspumpen 33 betätigt, die ein Hochvakuum erzeugen, geringer als oder in dem Bereich von 10^–3 mbar, vorzugsweise in dem Bereich von 10^–5 mbar.
Die Diffusionspumpen 33 weisen eine Ansaugfähigkeit auf, um in einem variablen Zeitraum gemäß der Größe der Kammer 20 einen Druck innerhalb der Kammer 20 von einem Wert zwischen 10^–3 und 10^–7 mbar zu erzeugen.
Sobald der optimale Druckwert innerhalb der Kammer 20 erreicht ist, sogar mit Wirken auf das Ventil 34 zum Erhöhen des Drucks in dem Fall, dass der Druck in der Kammer 20 zu niedrig ist, werden die Elektroden 25 reaktiviert, um eine neue Umgebungsbedingung von Plasma innerhalb der Kammer 20 zu bestimmen.
Vorzugsweise, während des Schrittes der Metallisierung des Tanks 50, erledigt die Aufnahme- und Bewegungsgruppe 26 das Bewegen der Zangen 31 im Hinblick auf die Kammer 20. Dies bestimmt eine entsprechende Bewegung des Tanks 50, mit einer Verbesserung bei der Einheitlichkeit des Aufbaus der Schicht aus metallischem Material 15.
Die Kammer 20, die in 4 dargestellt ist, wird besonders empfohlen für die Aufbringung mit der PVD-Sputtertechnik (Kathodenpulverisierung), durch die es möglich ist, ein beliebiges Material, ein Element, eine Verbindung oder eine Legierung aufzubringen.
Bei dem Beispiel wird die PVD-Sputterquelle in den Elektroden 25 realisiert, die vorgesehen sind, um das Plasma zu stützen.
Nichts desto trotz ist es möglich, einzelne Elektroden bereitzustellen, die spezifisch für die Behandlung der Basisschicht 13 und für die nachfolgende Metallisierung vorgesehen sind.
Der Druckwert niedriger als der, der verwendet wird, um das Ätzen auszuführen, bestimmt die Bildung eines energetischeren Plasmas, das in der Lage ist, die Metallpartikel aus der PVD-Sputterquelle zu extrahieren.
Ein PVD-Sputtern, wie vorangehend erwähnt wurde, wird besonders empfohlen für die Aufbringung von Edelstahl- und Chrom-Schichten.
Das Hochvakuum innerhalb der Kammer 20 und die vorangehend beschriebene Plasmabehandlung, der die Basisschicht 13 vor dem Vakuummetallisierungsschritt unterzogen wird, stellen eine einheitliche Verteilung und eine perfekte Haftung an der Oberfläche 14 der Metallpartikel sicher, die aus der PVD-Sputterquelle extrahiert werden, mit der Bildung der Schicht aus metallischem Material 15.
5 bezieht sich auf ein unterschiedliches Ausführungsbeispiel der Kammer 20, geeignet zur Verwendung in dem Fall einer PVD-Aufbringungstechnik durch eine thermische Hochvakuumverdampfung.
In diesem Fall, sobald der Plasma-Reinigungs- und -Ätz-Schritt abgeschlossen ist, wird das Plasma gestoppt und nicht wieder reaktiviert, und der Metallisierungsprozess wird fortgesetzt.
Die Kammer 20 weist eine Wärmequelle auf, angezeigt bei 36, auf der das Metall 35 angeordnet ist, das verdampft werden soll.
Vorteilhafterweise ist die Quelle 36 ein Wolframheizfaden, das ist das Metall mit dem höchsten Schmelzpunkt, genauer gesagt 3.283°K bei atmosphärischem Druck.
Alternativ kann der Wolframheizfaden durch ein anderes Element mit einer unterschiedlichen Form ersetzt werden, z.B. durch eine Spirale, realisiert mit einem unterschiedlichen Material, vorausgesetzt, dass es in der Lage ist, ohne Schmelzen auf eine ausreichende Temperatur erwärmt zu werden, um das Metall 35 verdampfen zu lassen, das auf demselben angeordnet ist.
Der Verdampfungsprozess, der oben betrachtet wurde, ist ebenfalls als Sublimation definiert, das heißt, der direkte Übergang vom festen Zustand in den Gaszustand.
Das Metall 35, das durch die Wärmequelle 36 verdampft wird, wird in Metallpartikel umgewandelt, verbreitet sich einheitlich in dem Vakuum und wird durch Kondensation auf die äußerst aufnahmefähige Oberflächenschicht 14 aufgebracht.
Für sowohl die thermische Vakuumverdampfung als auch den PVD-Sputterprozess wird am Ende der Metallisierungsbehandlung in die Kammer 20 Luft injiziert, durch das System 22, das die Ventile 34 aufweist, um wieder einen atmosphärischen Druck einzurichten, um die Oberfläche des Tanks 1 zu kühlen und um zu ermöglichen, dass die Tür 29 geöffnet wird, um mit der Extraktion des metallisierten Tanks 1 fortzufahren.
Die aufgebrachte metallische Schicht weist eine Dicke von zwischen 0,01 μm und 3 μm auf, vorzugsweise 0,1 μm, was ausreichend ist, um die Bildung von elektrostatischer Ladung zu vermeiden, vorausgesetzt, dass ein durchgehender elektrischer Weg zu Masse verfügbar ist.
Ohne die Tatsache anzugreifen, dass das oben Erwähnte eine vollständige Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, können viele Abänderungen, Modifikationen und Entsprechungen durch einen Fachmann auf dem Gebiet vorgeschlagen werden.
Die vorangehende Beschreibung ist daher als darstellend, aber nicht einschränkend für den Zweck der Erfindung zu verstehen.

Claims

Behälter für die Speicherung und/oder den Transport von Flüssigkeiten oder Pulvern, insbesondere von entflammbaren Materialien, der zum Verhindern der Bildung von elektrostatischer Ladung geeignet ist, und der einen Tank (1) aufweist, der von einer Palette (3) getragen ist, der in einem metallischen Gehäuse (2) gehäust ist, und der eine Außenoberfläche in Kontakt mit dem metallischen Gehäuse (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (1) folgende Merkmale aufweist: – eine Basisschicht (13) aus Kunststoffmaterial, die auf der Außenseite eine Oberflächenschicht (14) aufweist, die durch eine Plasmabehandlung modifiziert ist, um die Benetzbarkeit auf der Oberfläche der Basisschicht (13) zu verbessern, und – eine Schicht (15) aus metallischem Material, die in Überlagerung mit der Oberflächenschicht (14) durch Aufbringung mit einer Vakuum-PVD-Technik (PVD = Physical Vapor Deposition) angeordnet ist, wobei die Schicht (15) aus metallischem Material in Kontakt mit dem metallischen Gehäuse (2) ist, um das Gehäuse und die Außenoberfläche des Tanks äquipotential zu machen.
Behälter gemäß Anspruch 1, bei dem die Palette folgende Merkmale aufweist: – eine Basisschicht aus Kunststoffmaterial, die auf der Außenseite eine Oberflächenschicht aufweist, die durch eine Plasmabehandlung modifiziert ist, um die Benetzbarkeit auf der Oberfläche der Basisschicht zu verbessern, und – eine Schicht aus metallischem Material, die in Überlagerung mit der Oberflächenschicht durch Aufbringung mit einer Vakuum-PVD-Technik (PVD = Physical Vapor Deposition) angeordnet ist, wobei die Schicht aus metallischem Material in Kontakt mit dem metallischen Gehäuse ist, um das Gehäuse und die Außenoberfläche der Palette äquipotential zu machen.
Behälter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Behälter mit einer Einrichtung (5) für die elektrische Verbindung des metallischen Gehäuses (2) mit Massepotential (6) versehen ist.
Behälter gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der Tank (1) mit zumindest einer Öffnung (8) zum Beladen und einer Öffnung (9) zum Entladen des Materials versehen ist.
Behälter gemäß Anspruch 4, bei dem die Basisschicht (13) aus Kunststoffmaterial ein hochdichtes Polyethylen aufweist.