DE7724224U1 - Kunststoffass mit Deckel - Google Patents

Description

Aktenzeichen : G 77 24· 224.1

Chemische Pabrik Pfersee GmbH Augshurg, den 28. Mai 1979

Elbatainer Kunststoff- und Verpackungs-Gesellseliaft mbH, Ettlingen/Baden

Kunststoffaß mit

In der !Technik ist es weit verbreitet, Guter, vor ai-lem flüssige Güter in Pässern (Deckelbehälter) zu verpacken, zu lagern und zu versenden. Diese Fässer können aus den verschiedensten Materialien hergestellt sein, früher hat man vor allem Holzfässer verwendet, während heute fast ausschließlich Pässer aus Kunststoffen, insbesondere aus Niederdruekpolyätbylen eingesetzt werden.

Es ist auch bereits bekannt, mit Polyäthylenfolien kaschierte Deckel, insbesondere Holzdeckel, zum Versehließen der Pässer zu verwenden, um das Püllgut gegen Verschmutzungen durch das Deokelmaterial 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.

Schließlich sind aus dem DE-Gbm 1 902 959 Behälter aus Kunststoff bekannt, wobei dem Deckel eine Kunststoffolie zugeordnet ist, die unterhalb der Deckelfläche in das Gefäßinnere ragt. Zur Variierung des Luftvolumens weist die Deckelscheibe eine oder mehrere Bohrungen auf. Durch die Löcher im Deckel sind erhebliche wetterbedingte Nachteile bei Außenlagerung gegeben.

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Gegenstand der vorliegenden Erfindung lift es, die Nachteile des Standes der Teobnik zu vermeiden.

Die vorliegende Erfindung "betrifft ein Kunststoffe© mit Deckel, wobei dem Deckel eine vorgeformte, elastische Folie aus Kunststoff zugeordnet ist, die in das Gefäßinnere ragt und den Abschluß gegenüber dem Gefäßiahalt gewährleistet, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie in der Randzone des Deckels gefältelt ist und der Deckel keine Bohrungen aufweist.

Heutzutage werden für die Lagerung und den !Transport von festen, insbesondere flüssigen Gütern, vor allen dann, wenn Großgebinde, wie Container oder Kesselwagen, nicht in Betracht kommen, Kunststoff ässer, und zwar insbesondere solche aus Niederdruckpolyäthylen (siehe "Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie", 3. Auflage, 14. Band, Yerlag Urbaia. & Schwärr.enberg, München Berlin, 1963, Seiten 14-8 ff) verwendet. Auch die hisrzu verwendeten Deckel sind aus ähnlichem Material gefertigt. Die Form der Fässer und Deckel variiert erheblich, doch ist allen Fässern eine runde Öffnung gemeinsam. Die Deckel·, die keine Löcher aufweisen, sind in der Regel nicht flach ausgebildet, sondern weisen aus Gründen der Erhöhung der Dichtigkeit und Stabilität verschiedenartige Profile mit eingearbeiteten Dichtungen auf, so daß im allgemeinen der Faßrand nutförmig in den Deckel hineinragt.

Zur !Peilung des Luftraumes zwischen Füllgut und Deckel werden vorgeformte, insbesondere blattförmige oder besonders bevorzugt sackförmig ausgebildete Kunststoffolien verwendet. Aufgrund der gewünschten Eigenschaften der Folien, vor allem Weichheit und Flixibilität, werden bevorzugt Folien aus Hochdruckpolyäthylen (siehe "ITllmanns Encyklopädie der technischen Chemie", loc.zit., Seite 138 ff) 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 Mindestanforderungen

erfüllen, z.B. Folien aus Polyvinylchlorid, Polyamid, Polyvinylidenchlorid und Polyäthylenterephtbalat (siehe "Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie¹¹, loc.zit., 7. Sand, Sfclten 650 - 655). Die Stärke der Folien kann in weiten Grenzen variieren. Im allgemeinen sind schon Folien, abhängig von der Ftjcigkeit 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 0,5 und mehr mm können im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden. Sei den Folien handelt es sich um die üblichen vorgeformten Kunststoffolien, die aufgrund der Faßkonstruktion zweckmäßig kreisförmig, insbesondere sackförmig vorgeformt werden.

Beim lagern und Transportieren von Füllgut, 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 aufgrund 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 Oberdruck auftritt, der in besonders extremen Fällen zum Abplatzen des Faßdeckels führen kann. Der auftretende Über- 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.

Der Luftraum des üblicherweise zu maximal 96 56, bei gefährlichen Gütern zu maximal 92 #, gefüllten Passes wird durch eine vorgeformte, blattförmige Kunststoffolie geteilt. Die folie, die mindestens den 1,20-, insbesondere den 1,50-fachen Durchmesser der Faßöffnung aufweist, wird dabei auf das Faß gelegt und durch die, wie oben angegebene Deckelgestaltung, in das Paß 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 ungelochtem Deckel geteilt wird. Dadurch wird die Folie «wischen Deckeldichtung und Faßrand eingeklemmt. Wesentlich ist dabei, daß die Folie durch den Deckel nicht abschert, Bondern unverletzt bleibt. Dies kann durch allgemein bekannte Faß- und Deckelkonstruktionen erreicht werden.

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

Bin 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 über 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 dicbt verschlossen, ist aber gegenüber Gasen durchlässig.

In der Abbildung i-^ra'^ia'riaäisE,, teilweise zylindrisches Faß

dargestellt, wobei die U-inke Seite die Aufsicht auf das Faß und die rechte Saite einen Schnitt wiedergibt. Im Schnitt sind der Deckel (5), die Polyäthylenfolie (4) und die Oberfläche "(gestrichelte Linie)" des Füllguts (3) erkennbar. Durch die Polyäthylenfolie wird der Luftraum zwischen Deckel und Füllgut in einen kleineren oberen (1) und einen größeren unteren Luftraum (2) geteilt.

Die Wirkung der eingespannten Polyäthylenfolie bei der Abkühlung von heiß eingefülltem Füllgut zeigen die folgenden beiden Versuche:

Formales Wasser (3) wurde auf 8O⁰C erhitzt, in Polyäthylenfässer (60 l) eingefüllt (Füllmenge 55 1) und die Fässer

A) mit einer blattförmigen, 0,1 mm starken Polyäthylenfolie (die Folie (4) vom 0 600 mm wird flach auf das Faß gelegt und durch den ungelochten Deckel (5) so eingespannt, daß ein kleinerer oberer (1) und ein größerer unterer Luftraum (2) entstehen; Skizze 1)

B) ohne Polyäthylenfolie mit einem Deekel (0 410 mm) verschlossen. 0 bedeutet Durchmesser

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

Verformung des Deckels und des Fasses

Deckel
nach 5 Minuten nach 10 Minuten nach 24 Stunden

Faß

Versuch A

Versuch B

+ 3,5 mm + 10,5 mm

1 mm + 0 mm (23 C) keine Ver-"" formung des

Fasses

8 mm - 12,5 mm (23°c) Faß zeigt

starke Verformungen

= Überdruck, Wölbung des Deckels nach oben = Unterdruck, Wölbung des Deckels nach unten

Die Ergebnisse zeigen, daß allein durch die eingelegte äthylenfolie 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 G-ebinde um bis zu 30 $ vermindert wird.

Eine besondere Ausgestaltung des Gegenstandes der vorliegenden | Erfindung liegt darin, daß die Folie nicht allein durch den I Deckel eingedrückt wird, wodurch ein kleinerer oberer und ein * größerer unterer Luftraum entstehen, sondern daß die Folie z.B. von Hand zusätzlich nact- unten gedruckt 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 Passes erheblich verbessert. Der obere größere Luftraum wirkt vermutlich wie ein variables Luftkissen, so daß die Haltbarkeit des gefüllten Passes gegenüber freiem Pail wesentlich verbessert wird, also ein weiteres Problem der Lagerung und des Transportes gefüllter Pässer beseitigt werden kann. Zur Bildtang eines größeren oberen und eines kleineren unteren Luftraumes werden bevorzugt sackförmig ausgebildete Kunststoffolien, und zwar in Gestalt eines Rundbodensackes vorliegende Kunststoffolien oder als tiefgezogene · Formteile verwendet, da diese Polien problemlos in das gefüllte ; Saß einzulegen sind. <

Die Abbildung 2 zeigt ein seitlich abgeflachtes Paß,, wobei links die Aufsicht auf die abgeflactote Seite und rechts ein |! Schnitt durch das Paß dargestellt ist. In der Aufsicht (linke Seite) werden der Deckel (5) und der Spannring (6) deutlich sichtbar. Im Schnitt sind der obere größere Luftraum (1) zwischen Deckel (5) und Polyäthylenfolie (4) und der untere kleinere Luftraum (2) zwischen Polie und Füllgutoberflache erkennbar. Die strichpunktierte Linie bedeutet die Oberfläche | des Füllgutes. Die Ziffer (3) bezeichnet das Füllgut. P

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Um die Verbesserung der Fallfestigkeit des gefüllten Fasses aufzuzeigen, werden die folgenden Versuche durchgeführt:

In ein "blau eingefärbtes Polyäthylendeckelfaß (Inhalt 129,3 1) welches an zwei Seitun, abgeflacht ist und eine Öffnung -von 36 cm aufweist, wurden 124 kg normales Leitungswasser (3) eingefüllt und auf das 3?aß

A) eine Polyäthylenfolie der Stärke 0,1 mm (4), welche sackförmig ausgebildet ist (Randhöhe 11 cm) so auf das 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 ungelochten Deckel (5; P 158) -verschlossen. Es bildet sich bei Versuch A ein größerer oberer (1) und ein kleinerer unterer Luftraum (2). Me Wassertemperatur während der Versuche lag bei 21⁰C. Bei den nachfolgend näher angegebenen FallTersuchen 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 Formtrennaht aufprallte, während bei den Versuchen II das Faß im Winkel von 45° auf die Deckelkante der abgeflachten Seite wiederum im Winkel von 90° zur Formtrennaht auffiel.

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

» · I I I I I I

Versuch

Aufprall- Polyäthylen- Fallhöhe bereich folie in m

Beurteilung nach dem ?all

B 1 ) [(Stand

der
Ischnik)

nein

1,2 stark undicht, Dichtung lose, eine Lasche aus der Halterung gerutscht

B 2 )

II

nein

1,2 stark undicht, Dichtung herausgerutscht, Bordur stark verformt. tmbrauchtar

A 1 ) |(er-

s findungs-I gemäß)

A 2 )

ja

II

ja

1,2 tropfend undicht,

Folie am Bordurrand gerissen

1,2 tropfend undicht,

Polie am Bordurrand gerissen

Die obige Arbeitsweise wird unter Verwendung einer blattförmigen Polyvinylchloridfolie (0 550 mn; Stärke 0,2 mm) wiederholt, welche auf das Paß gelegt und von Hand soweit in den oberen Luftraum des Fasses eingedrückt wird, daß ein größerer oberer (2/3) und ein kleinerer unterer Luftraum (1/3) entsteht und den überstehenden Seil der Folie über den Faßranö gestülpt und das Faß wie angegeben verschlossen.

Bei Einsatz der Folie treten am Faß keine nennenswerten Veränderungen auf, so daß dasselbe einsatzfähig 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.

Gegenüber dem Stand der Technik "bringt der Gegenstand der Torliegenden Erfindung eine erhebliche Vereinfachung der lagerhaltung und eine merkliche Kosteneinsparung. Anstelle von zwei verschiedenen Deckeln - einmal mit und einmal ρ ohne Ventil: - ist es nunmehr möglich, mit nur einem Deckel auszukommen, wobei durch einfaches Einlegen einer preiswerten vorgeformten Kunststoffolie für den notwendigen Druckausgleich gesorgt wird. Der Gegenstand der Erfindung ist zudem gegenüber dem eingetauten Yentil 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 Deekel 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 nehr in dieser Hinsicht auftreten. Weiterhin werden Kosten dadurch vermieden, daß die umständliche Reinigung, insbesondere der Ventile, aber auch ganz allgemein ^; der Faßdeckel, entfällt. Auch benötigen die Deckel keine Löcher mehr und es wird somit nicht nur die Lagerhaltung vereinfacht, sondern auch eine Außenlagerung ohne Probleme möglich.

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 Maßrahme 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 Uachteile für Faß, Deckel und Füllgut überstanden wird. Gerade die Höhe von 1 m und darüber ist für die Praxis von ausschlaggebender j? Bedeutung, da häufig Verladerampen sowie die Bodenfläche von ! Lastkraftwagen oder Eisenbahnwaggons eine Höhe von mehr als

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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 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, Fette, Wachse und Naturstoffe genannt. Daneben können aber auch reine Lösungsmittel oder andere flüssige Substanzen in die Fässer gefüllt werden.

Claims (3)

Scliut zansprüch e

1. Klonst stoff aß mit Deckel, wobei dem Deckel eine vorgeformte, elastische Polie aus Kunststoff zugeordnet ist, die in das Gefäßinnere ragt und den Abschluß gegenüber dem Gefäßinhalt gewährleistet, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie in der Randzone des Deckels gefältelt ist und der Deckel keine Bohrungen aufweist.

2. Kunststoffaß mit Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie den 1,2- bis 1,5-facheii Durchmesser der Paßöffnung aufweist.

3. Kunststoffaß mit Deckel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie sackförmig ausgebildet ist.