具有抗靜電層的容器的製作方法

2023-07-12 23:33:21 1

專利名稱：具有抗靜電層的容器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1前序部分所述的容器，其用於儲藏乾粉、細粒、顆 粒、氣體及其它易燃物質。這種容器通常包含圓筒形壁，在所述壁的相對的端部具有端蓋，所述壁和端蓋限 定出封閉空間。本發明還涉及一種如權利要求10前序部分的生產容器的方法。
背景技術：
以罐和貯倉形式存在的大型容器，通常被用來長久或中途貯存大宗材料，例如幹 粉、細粒和顆粒。它們還可以用於貯藏液體和氣體。通常，所述罐和貯倉的容積從100到 5000百升或甚至更大。在一些工業生產過程中，加工設備的存儲單元有產生靜電荷的風險。這樣，靜電荷 會將顆粒物粘附到容器的壁部，並且如果電荷積累就會有引燃罐體中存儲的任何易燃材料 的風險。這種現象通常被稱為粉塵爆炸。聚烯烴，例如聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)，以及聚(氯乙烯)(PVC)和類似的熱塑 性塑料，是用於多種工業用途並且已經被用於製造上述類型的貯倉和罐體的廉價材料。作 為非導電材料，但是常規的熱塑性塑料不適於用於在前面類型的具有產生靜電荷風險的應用。

發明內容
本發明的一個目標是消除現有技術的至少一些問題，並提供一種用於貯藏易燃物 質的新型容器結構。本發明基於這樣一種想法，即提供一種容器，其具有通過螺旋繞制管道形成的導 電(包括散逸)熱塑性塑料壁，以形成容器的圓筒形壁部分，該管道具有導電的表面層。使 用的管道包含不導電且具有良好機械性能的至少第一內層和導電的至少第二外層，所述兩 種聚合物材料是被共擠壓成形的。更具體地說，根據本發明的容器主要通過權利要求1的特徵部分的內容所表徵。根據本發明的方法通過權利要求10的特徵部分的內容來表徵。本發明獲得了相當多的優點。因此，通過利用至少兩種材料，由常規的熱塑性材料 例如普通的PE-HD所製成的芯/內層，具有比填充的外層材料更好的機械性能。這些機械 性能是耐內壓、長期的高模量、優良的FNCT和良好的拉伸屈服特性。另一方面，鑑於內層提供了良好的機械強度，外層不必滿足嚴格的要求，例如壓力 等級分類。由於所述材料是熱塑性塑料，所以它仍然可以被常規的焊接，這使其可以製成具 有繞制為結構化壁管道的多層管道的容器。該構思讓終端用戶獲得比競爭方案更好的成本 效益方案。所述容器內部的電荷積累可以被有效的避免。


隨後，本發明可以在附圖的幫助下得到更清楚地說明。圖1示出由聚乙烯製成的結構化壁管道的透視圖，其在內部上具有常規熱塑性材 料的內層並且在外部上具有抗靜電/導電聚合物；以及圖2以剖面形式示出根據本發明的貯倉的示意性結構，其在圓筒形壁內的底部處 具有圓錐形端部。
具體實施例方式此處採用的術語「輪廓」可以與「管」(或管道)互換(即具有開放橫截面的細長 物體)。「開放」表示任何一種或多種幾何形狀。通常，特別優選的物料的橫截面，或所述橫 截面的至少一部分，是矩形的或基本上是矩形的，但是它還可以是圓的或橢圓的。所述開放 橫截面可以由一種或若干種前述的幾何形狀所形成。「結構化壁」代表了一種通過螺旋繞制管構成的壁，從而包括比實心壁輕但依然同 樣堅固的非實心壁。在與所述容器的壁一起使用時「輕質」表示所述結構化壁由具有開放橫截面的管 或輪廓形成。根據本發明，圓筒形的輕質壁結構由包括前述類型的被共擠壓成形的材料的管、 通過螺旋繞制所述管而形成。在所述螺旋繞制管中，第二層的外表面的一部分形成薄容器 的外表面和其內表面的另一部分。當所述多層輪廓被盤繞時，各繞圈被彼此固定以形成罐壁。圖1顯示了如上所述所形成的壁的橫截面。因此，大尺寸的輕質熱塑性塑料管 通過如下來形成，即圍繞圓筒形轉筒螺旋地繞制具有大致矩形橫斷面的熱塑性中空輪廓 1-3，並且通過焊縫4將該中空輪廓1-3的相鄰圓環結合，藉此，輕質管實現為包括外壁2和 內壁1，以及連接上述壁的螺旋延伸部分壁4，在這些壁之間為相似地螺旋延伸的通道3。通常，熱塑性輪廓圍繞圓筒形轉筒或相應支撐件螺旋地繞制，並且管的相鄰圓環 例如焊接結合在一起。通過螺旋繞制中空型材或輪廓形成的塑料管和管道以及製造這種管和管道的 方法以及將它們結合的方法在美國專利說明書No. 5，127，442、5，411，619、5，431，762、 5，591，292,6, 322，653和6，939，424中得到描述。製造輕質結構的容器端壁的方法在 6，666，945和7，347，910中得到公開。所引用專利的內容通過參考併入本文。熱塑性輪廓(圖1中的附圖標記1-3)具有多個層，通常具有2到5層，其中的一層 形成所述輪廓的內層而另一層形成外層，如上所解釋。所述輪廓的內層可以由聚烯烴例如 聚乙烯、特別是HD-PE或聚丙烯、聚(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)(ABS)、聚醯胺(PA)、 聚碳酸酯或某些其它熱塑性材料製成。環繞芯層的外層是抗靜電的。其包括熱塑性材料製成的永久導電體。熱塑性材料 可以與第一層的材料相同或不同。因此，外層可以由聚烯烴諸如聚乙烯(例如HD-PE)或聚 丙烯、聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、聚醯胺、聚碳酸酯或某些其它熱塑性材料製成。自然 地，通過為兩層選擇相同的或類似的熱塑性材料，可以獲得所述層之間的良好的相容性。
導電特性可以通過將聚合物材料與導電顆粒物例如包括炭黑或金屬微粒物的填 料或者導電纖維或包括導電碳納米管的納米複合材料混合來獲得。所述層還可以，可選地 和優選地與上述導電顆粒物或纖維相結合，包括固有導電聚合物(ICP)，例如聚乙炔、聚噻 吩、聚苯胺或聚吡咯，或包含鹼和/或鹼土金屬離子的離聚物，或它們的混合物。優選地，所 述材料具有在導電範圍內的表面電阻率，特別地所述表面電阻率是在ι到106ohm/sq(ASTM D-257)，尤其是在約1到105ohm/sq。第一層和第二層之間的厚度比通常在範圍1 50到50 1，例如大約1 20到 20 1，特別是約1 15到15 1。在一個優選實施例中，內層至少如所述外層一樣厚，或 者最大值大約為外層的10倍厚。可選擇地，一個或多個粘結層可以被包括在所述層之間。在所述芯層/內層和所 述抗靜電/導電層之間，還可以增加至少一個阻擋層，以改進阻擋液體或氣體，疏水或親水 材料。根據一實施例，所述阻擋層包含乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)或由後者組成。這種阻 擋層用於防止易揮發的碳氫化合物的擴散。聚乙烯或其它任何在上文中提及的熱塑性塑料賦予所述容器良好的機械性能。優先地具有一定機械性能的表面材料(即所述管的外層)，特別地ESCR值需要處 於某個水平。出於這種原因，根據特別優選的實施例，外層由與內層相同或相似類型的熱塑 性塑料製造，外層通過添加永久性抗靜電/導電添加劑形成為導電。所述材料的總壁厚度合計為約1到20mm，特別地約1到10mm。所述輪廓採用外層材料作為焊接材料4進行焊接。因此接頭是防漏的並且罐面積 的100%被與周圍相同的材料所覆蓋。由於剛性端蓋和結構化壁管道的設計，罐具有良好的 抵抗外部壓力的能力，這在掩埋安裝中是重要的。當管道相鄰的繞圈彼此適當附接時，形成的不僅是壁，而且在容器的內側和外側 上均勻導電錶面，其中所述壁至少基本不能透過細粒或粉末，優選地不能透過粉末、氣體和 液體。此外，在容器壁的內表面和外表面之間的導電橋是由相鄰的繞圈的材料所形成。圖2顯示了根據本發明的容器的一個實施例。從而，如上所述，用於貯藏乾燥材 料、氣體或液體材料的這種容器10包含由多層管形成的圓筒形壁12。輪廓通過常規的擠壓 成形工藝製造，即多層輪廓的共擠壓成形。因此，所述輪廓包含多層管狀結構，其具有第一 熱塑性材料的內管層和具有第二導電熱塑性材料的外管層。該兩種熱塑性材料限定中空的 內部分11。容器10在圓筒形壁的一端處或優選地在兩端處具有端蓋14、15。為獲得完全的工 作系統，必要的是這些端蓋也具有永久性抗靜電/導電的至少一個組成層。端蓋可以由通過在材料中添加適當導電成份製成如上所述的抗靜電或導電的固 體熱塑性塑料來製造。根據一個有益實施例，容器端蓋的至少一個由包括一個抗靜電或導電層的多層熱 塑性材料形成。根據此種類型的優選實施例，所述蓋由通過將上文提及類型的中空管焊接 在一起所製造的結構化壁來形成。如下文所述，端蓋可以是平的、凹的14或凸的或甚至(圓)錐形的15。它們可通 過以與在結構化壁被製成時相同方式的焊接而被固定到所述壁上。優先地具有剛性端蓋。特別地在容器的圓筒形部分至少基本豎直時，下部端蓋可以形成在錐體15內，並
6設置有閥16以便通過出口 17調節存儲在容器中的物質撤出。在安裝完畢時，所述系統應當固接。為此，優選地具有在圓筒形壁的至少一端的外 層嵌入的一些電(布)線。該罐/貯倉可以是獨立設置在地面上，水平地或豎直地，或者其還可被放置成 低於地表面的一些安置中。如果罐被埋於地中，將產生良好的相對於重量的環剛度比 (ring-stiffness ratio)的額外益處，而且由於非常柔性的材料性質其還會較好的應對地 面運動。這些材料的其它優勢是抗腐蝕和良好的化學性質。該罐/貯倉還可以作為材料/粉末/顆粒的乾燥器。在使用結構化壁時，其可以 比實心壁更好地處理內部真空。該真空可以與熱一起用於罐/貯倉以形成功能化的大型真 空乾燥器。該罐/貯倉容積通常是2到100立方米的範圍。所述結構化壁管的外徑可以製造 成 315mm 到 3000mm。
權利要求
1.一種用於乾粉、細粒、顆粒、氣體及其它易燃物質的容器(10)，其包括-壁(1-3 ；11-13)，所述壁通過螺旋繞制具有開放橫截面的輪廓形成，其中所述輪廓的 相鄰繞圈彼此附接， 特徵在於，-所述輪廓包含形成所述輪廓的內表面的第一熱塑性層(1 ；11)，和設置成圍繞所述第 一熱塑性層並形成管道的外表面的第二熱塑性層O ；12)，所述第二層是抗靜電的。
2.如權利要求1所述的容器，其特徵在於，所述第一熱塑性層(1；11)是從聚烯烴、聚 醯胺、聚(氯乙烯)和聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)的組中所選擇的聚合材料，。
3.如權利要求1或2所述的容器，其特徵在於，所述第二熱塑性層是導電的， 具有在導電範圍內的電阻。
4.如權利要求1至3中任一項所述的容器，其特徵在於，所述第二熱塑性層O；12)包 括導電的或散逸的顆粒物、纖維、管或聚合物，或者它們的混合物。
5.如權利要求4所述的容器，其特徵在於，所述第二熱塑性層(2;1幻是從聚烯烴、聚 醯胺、聚(氯乙烯)和聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)的組中所選擇的聚合材料。
6.如權利要求4所述的容器，其特徵在於，所述第二熱塑性層由通過將聚合物 材料與導電顆粒物、導電纖維、導電納米材料或導電聚合物或其混合物混合所製成的永久 性導電的聚合物材料形成。
7.如前述權利要求中任一項所述的容器，其特徵在於，在所述內層和外層之間設置1 至3個中間層，所述層選自粘結層和阻擋層。
8.如前述權利要求中任一項所述的容器，其特徵在於，所述輪廓的相鄰繞圈彼此焊接⑷。
9.如權利要求8所述的容器，其特徵在於，所述輪廓繞圈被焊接(4)在一起，以在所述 壁的內側和外側上形成基本均勻導電錶面，並且在所述容器壁的內表面和外表面之間的導 電橋由相鄰繞圈的材料形成。
10.一種生產用於貯藏乾粉、細粒、顆粒、氣體及其它易燃物質的容器的方法，包括以下步驟-提供具有開放橫截面的輕質輪廓(1-3 ；11-13)， -繞制所述輪廓以形成圓筒形壁，以及 -焊接彼此相鄰的輪廓繞圈， 特徵在於，-提供所述輪廓的所述步驟包含共擠壓成形第一熱塑性層(1 ；11)和第二熱塑性層O ； 12)，所述第一熱塑性層形成所述輪廓的內表面，所述第二熱塑性層形成所述輪廓的外表 面，所述第二層是抗靜電的。
11.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述第二熱塑性層由由通過將聚 合物材料與導電顆粒物、導電纖維、導電納米材料或導電聚合物或其混合物混合所製成的 永久性導電的聚合物材料形成。
12.如權利要求10或11所述的方法，其特徵在於，所述管道繞圈被焊接在一起，以在所 述壁的內側和外側上形成基本均勻導電錶面，並且在所述容器壁的內表面和外表面之間的 導電橋⑷由相鄰繞圈的材料形成。
13.如權利要求1至9中任一項所述的容器使用為材料/粉末/顆粒的乾燥器。
全文摘要
用於乾粉、細粒、顆粒、氣體及其它易燃物質的容器及其生產方法。所述容器包含壁(11-13)，所述壁通過螺旋繞制具有開放橫截面的輪廓形成，其中所述輪廓的相鄰繞圈彼此附接。根據本發明，所述輪廓包括形成所述輪廓的內表面的第一熱塑性層(11)，和設置成圍繞所述第一熱塑性層並形成所述輪廓的外表面的第二熱塑性層(12)，所述第二層是抗靜電的。本發明容器具有良好的機械強度特性，並且可以有效的避免電荷在所述容器內部的積累。所述容器可用作例如用於材料/粉末/顆粒的乾燥器。
文檔編號B65D88/00GK102083714SQ200980125282
公開日2011年6月1日 申請日期2009年6月30日 優先權日2008年6月30日
發明者P·詹森 申請人:Kwh管道公司