емкость, полученная формованием с раздувом, и формованное изделие из пластмассы с улучшенными антистатическими свойствами

Формула изобретения

1. Емкость или формованное изделие из пластмассы, которые изготовлены по способу формования с раздувом и имеют улучшенные антистатические свойства, отличающаяся тем, что емкость или формованная деталь имеет наружную стенку и внутреннюю стенку и что емкость или формованная деталь содержат расположенные на внутренней стенке полосы из токопроводящего термопластичного материала.

2. Емкость или формованное изделие по п.1, отличающаяся тем, что в качестве токопроводящих материалов содержат такие материалы, которые имеют удельное электрическое сопротивление в пропускном направлении максимально 10⁶ Ом·см, предпочтительно максимально 10⁵ Ом·см

3. Емкость или формованное изделие по п.1 или 2, отличающаяся тем, что они в качестве токопроводящих материалов содержат не проводящие ток пластмассы, в достаточном количестве заполненные металлической стружкой, или металлическими нитями, или углеродными волокнами, или проводящим техническим углеродом, или собственно токопроводящие пластмассы, например замещенные политиофены или другие полимеры с сопряженными двойными связями.

4. Емкость или формованное изделие по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что полосы на внутренней стенке емкости или формованного изделия располагают крестообразно в форме сеток или параллельно, причем максимальное расстояние между отдельными параллельными полосами составляет 20 мм, предпочтительно максимально 15 мм.

5. Емкость или формованное изделие по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что при крестообразном расположении полос максимальная сопряженная не проводящая ток площадь решетки не превышает 100 см², предпочтительно 80 см² .

6. Емкость или формованное изделие по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что общая площадь внутренней стенки емкостей или формованных изделий, покрытых полосами из токопроводящего материала, составляет не менее 10% относительно общей площади внутренней стенки, предпочтительно не менее 20%.

7. Емкость или формованное изделие по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что в качестве пластмассы применяют полиолефины, получаемые из мономеров с 2-10 атомами С путем полимеризации, причем полимеризацию можно осуществлять газофазным способом, в реакторах высокого давления, в петлевых реакторах (Loopreaktoren) или способом обработки суспензией в присутствии соответствующих катализаторов полимеризации, предпочтительно полиэтилена.

8. Емкость или формованное изделие по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что она является, например, бутылью, канистрой, бочкой, контейнером IBCs или техническим изделием, например канистрой для топлива из пластмассы или загрузочным патрубком для емкостей для топлива в автомобилях.

9. Способ изготовления емкостей или формованных изделий из пластмассы, которые имеют улучшенные антистатические свойства, в котором пластмассу вначале расплавляют в экструдере, затем в расплавленном состоянии выталкивают для заготовки в форму для раздува и затем раздувают сжатым воздухом и охлаждают, отличающийся тем, что во время процесса выталкивания расплава пластмассы из экструдера в форму для раздува в модифицированном способе соэкструзии непосредственно на внутреннюю стенку заготовки наносят полосы из термопластичного токопроводящего материала, которые раздувают вместе с заготовкой в готовую емкость или формованную деталь.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что положение полос в направлении экструзии и по периферии формованного изделия регулируют так, что полосы проходят не через швы, полученные при прессовой сварке.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к емкостям или формованным изделиям из пластмассы, изготовленным способом формования с раздувом и имеющим улучшенные антистатические свойства.

Как различные детали в автомобилях, так и емкости для определенных наполнителей должны иметь при их применении согласно назначению определенные антистатические свойства для того, чтобы противодействовать возможной опасности взрыва. Пластмассовые детали и емкости имеют в этом отношении недостаток по сравнению с металлическими деталями, так как пластмасса как таковая не проводит электрический ток и поэтому не может отводить возникающие на поверхностях электрические заряды, что для металлов вследствие их электропроводности не создает проблем. Все принятые до настоящего времени меры для улучшения антистатических свойств деталей из пластмассы связаны с недостатками в других областях.

Антистатические средства, добавляемые в пластмассы в качестве присадки, действуют только в сочетании с влагой на поверхностях пластмассовых стенок. Они не действуют, когда на стенку не попадает влага, и они скрывают в себе опасность перехода путем диффузии в наполнитель и его загрязнения.

Известное вспомогательное средство для того, чтобы, например, выполнить загрузочный патрубок емкости из пластмассы с антистатическими средствами, состоит из проволочной спицы, которая вставляется в патрубок из пластмассы. Она соединена с затвором емкости и тем самым с металлическим кузовом и тем самым может отводиться возможно появляющийся электрический заряд. В данном способе действия проблемы заключаются в требующем много времени в последующем перемещении металлической спицы в системе загрузочного патрубка, состоящего полностью из пластмассы и смонтированного способом соединения пластмасс.

Другой вариант состоит в том, чтобы изготовить загрузочный патрубок из пластмассы, заполненной доверху токопроводящим техническим углеродом. Вследствие этого пластмассовая стенка сама становится проводящей. При этом проблемы заключаются в уменьшенной в результате высокого коэффициента наполнения вязкости пластмассы, которая понижается в ухудшенной ударной вязкости загрузочного патрубка.

Для изготовления антистатических канистр применяются соответствующие заполненные техническим углеродом типы металлов. Проблемы создаются, наряду с уменьшенной ударной вязкостью, также за счет более плохой свариваемости материала, которая в изготовленных способом формования с раздувом канистрах приводит к низкой прочности швов, полученных при прессовой сварке. То же самое относится к соэкструдированным емкостям с проводящим внутренним слоем, у которых обычно также шов, полученный при прессовой сварке, образуется из материала внутреннего слоя.

Специально в так называемых контейнерах Intermediate Bulk (TBCs), а это емкости большого объема, которые состоят из внутренней пластмассовой емкости и наружного опорного устройства, в большинстве случаев из металла, и применяются для транспортировки и складирования жидких или порошкообразных химикатов, антистатические свойства создаются особенно тесным контактом пластмассы с металлическими поверхностями или путем нанесения снаружи слоя с проводящим материалом. Но при этом имеются проблемы в высокой затрате материалов и/или в дополнительно необходимых рабочих операциях во время изготовления.

Поэтому задача настоящего изобретения заключалась в том, чтобы предложить пластмассовые детали или емкости из пластмассы с улучшенными антистатическими свойствами, которые изготовляются легко и экономично за одну операцию, но которые не имеют или имеют лишь незначительные потери в своих механических свойствах.

В соответствии с изобретением данная задача решается емкостью или формованными изделиями вышеуказанного типа, отличительные признаки которых заключаются в том, что емкости или формованные изделия имеют наружную стенку и внутреннюю стенку и что емкости или формованные изделия содержат проходящие на внутренней стенке полосы из термопластичного токопроводящего материала.

Согласно изобретению в качестве токопроводящих материалов речь идет о таких материалах, которые имеют удельное электрическое сопротивление в пропускном направлении максимально 10⁶ Ом·см ( ·см), предпочтительно максимально 10⁵ ( ·см). Подобными материалами являются металлы в любой форме или сами непроводящие ток пластмассы, в достаточном количестве заполненные металлической стружкой или металлическими нитями или углеродными волокнами или проводящим техническим углеродом, или собственно токопроводящие пластмассы, например, замещенные политиофены или подобные полимеры с сопряженными двойными связями.

Характер полос на внутренней стенке емкостей согласно изобретению или формованных изделий может быть разнообразным. Полосы могут быть расположены, например, крестообразно в форме сеток или они могут быть расположены параллельно. При параллельном расположении полос максимальное расстояние между отдельными полосами не должно превышать 20 мм, предпочтительно 15 мм. При крестообразном расположении полос максимальная сопряженная непроводящая ток площадь решетки не должна превышать 100 см², предпочтительно 80 см ². Общая площадь внутренней стенки емкостей в соответствии с изобретением или формованных изделий, покрытых полосами из токопроводящего материала, должна составлять не менее 10% относительно общей площади внутренней стенки, предпочтительно не менее 20%.

В качестве пластмассы для емкостей или формованных изделий согласно изобретению применяют полиолефины, получаемые из мономеров с 2-10 атомами путем полимеризации.

Полимеризацию можно альтернативно осуществлять газофазным способом, в реакторах высокого давления, в петлевых реакторах (Loop-reaktoren) или способом Slurry обработки суспензией в присутствии соответствующих катализаторов полимеризации. Предпочтительно в качестве пластмассы для емкостей или формованных изделий применяют полиэтилен, причем в рамках настоящего изобретения под термином полиэтилен следует понимать как гомополимеры, например, сополимеры этилена с другими олефинами с 3-10 атомами С. Полиэтилен может иметь высокую плотность (HDPE), среднюю плотность (MDPE) или низкую плотность (LDPE) и он может быть линейным (LLDPE) или разветвленным.

Полосы из токопроводящего наносятся при изготовлении емкостей и формованных изделий в соответствии с изобретением во время процесса выталкивания расплава пластмассы из экструдера в форму для раздува в модифицированном способе соэкструзии непосредственно на внутреннюю стенку заготовки и раздуваются вместе с заготовкой в готовую емкость или формованную деталь. При этом следят за тем, чтобы положение полос в направлении экструзии и по периферии формованного изделия регулировалось так, чтобы полосы проходили по возможности не через швы, полученные при прессовой сварке и по возможности не сталкивались в швах, полученных при прессовой сварке.

Периферийное положение полос из токопроводящего материала управляется посредством соответствующим образом выполненного участка сопловой головки раздувного агрегата, а на положение полос из токопроводящего материала в направлении экструзии влияет последовательная периодическая экструзия слоев полос.

Изобретение предпочтительно подходит для изготовления снабженными антистатическими средствами емкостей, например, бутылок, канистр, бочек, контейнеров IBCs или технических формованных изделий, например, канистр для топлива из пластмассы или загрузочных патрубков в автомобилях.

Преимущество емкостей или формованных изделий в соответствии с изобретением заключается в том, что поверхности из токопроводящего материала не содержат мигрирующие присадки, что поверхности наносятся непосредственно во время процесса формования за одну операцию и без дополнительной обработки в емкость или на формованное изделие и что поверхности не входят или почти не входят в шов, полученный при прессовой сварке, поэтому оснащение антистатическими средствами не вызывает или вызывает лишь незначительное механическое ослабление емкости или формованного изделия.