專利名稱：具有改善的抗靜電性能的吹塑塑料容器和模制件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過吹塑工藝制備并具有改善的抗靜電性能的塑料容器和模制件。
汽車的各種組件和用于特別用途或使用場所的容器都要求在其特殊的使用中具有一定的抗靜電性能，以應(yīng)付可能的爆炸危險(xiǎn)。這里，塑料零件和塑料容器與金屬零件相比的缺點(diǎn)是，塑料不能傳導(dǎo)電流，因此不能消除表面產(chǎn)生的電荷，而這對于具有導(dǎo)電性的金屬來說是沒有問題的。迄今所有傳統(tǒng)的用于改善塑料組件的抗靜電性能的措施都伴有其他方面的缺點(diǎn)。
作為添加劑加入塑料中的抗靜電劑只與濕氣一起在塑料壁的表面上起作用。如果濕氣不到達(dá)此壁，它們就不發(fā)揮作用，并且它們引起由于擴(kuò)散而進(jìn)入內(nèi)部的危險(xiǎn)，從而污染內(nèi)容物。
一種已知的賦予罐裝填頸抗靜電性的解決方案例如是懸浮在塑料頸中的電線輻條。它連接在罐蓋上，因而連接金屬體，因此任何產(chǎn)生的電荷都可以消除。這種方法的問題在于，罐裝填頸體系中的金屬輻條的翻新改進(jìn)消耗大量的時(shí)間，否則其整體上由塑料組成，并由塑料連接的方法裝配。
另一種方案是裝填頸由高濃度填充導(dǎo)電炭黑的塑料制備。這使得塑料壁本身具有導(dǎo)電性。這里存在的問題是，由于填充程度高，塑料的韌性降低，這反映在裝填頸的抗沖強(qiáng)度的減弱。
相應(yīng)的添加炭黑的材料品牌用于生產(chǎn)抗靜電的容器。除抗沖性能降低以外，問題還有材料的相對差的焊接性，導(dǎo)致典型地由吹塑法制備的容器中箍斷焊接(pinch-off weld)強(qiáng)度差。這一點(diǎn)同樣存在于具有導(dǎo)電內(nèi)層，且其箍斷焊接同樣典型地由內(nèi)層材料形成的共擠出容器中。
特別是在所謂的中間體大容器(IBC)，即包括一個(gè)內(nèi)塑料容器和一個(gè)外部通常由金屬制備的支撐設(shè)備，這種容器用于運(yùn)輸和儲存液態(tài)或粉末狀化學(xué)物質(zhì)，抗靜電性能通過塑料與金屬表面或帶有導(dǎo)電材料的外部涂層很近地接觸而產(chǎn)生。但是，這里的問題在于生產(chǎn)過程中材料消耗量大和/或附加必要的工序。
因此，本發(fā)明的目的是提供可以用一步工序簡單且經(jīng)濟(jì)地制備，但沒有或只很少地降低機(jī)械性能的、抗靜電性能改善的塑料零件或塑料容器。
這一目標(biāo)根據(jù)本發(fā)明是通過前面提到的一般類型的容器和模制件而實(shí)現(xiàn)的，其特征被認(rèn)為是這種容器或模制件具有一個(gè)外壁和內(nèi)壁，且這種容器和模制件含有沿著內(nèi)壁延伸的導(dǎo)電材料條。
本發(fā)明中，合適的導(dǎo)電材料是比體積電阻最大為106ohm·cm(Ω·cm)，優(yōu)選最大為105Ω·cm的材料。這種類型的材料是任意形式的金屬，或填充有足夠量的金屬切屑或金屬絲或碳纖維或?qū)щ娞亢诘谋菊鞣菍?dǎo)電塑料，或本征導(dǎo)電塑料，例如取代的聚噻吩或類似的含有共軛雙鍵的聚合物。
這種條可以沿著根據(jù)本發(fā)明的容器或模制件的內(nèi)壁以各種方式延伸。例如，這種條可以網(wǎng)絡(luò)狀交叉延伸或平行延伸。在所述條平行延伸的情況下，單個(gè)條之間最大的間隔不應(yīng)該超過20mm，優(yōu)選15mm。在所述條交叉延伸的情況下，最大的共格的非導(dǎo)電的網(wǎng)格面積不應(yīng)超過100cm2，優(yōu)選80cm2。根據(jù)本發(fā)明的由導(dǎo)電材料條覆蓋的容器或模制件的內(nèi)壁的總面積應(yīng)該為至少10％，優(yōu)選至少20％，基于內(nèi)壁的總面積。
根據(jù)本發(fā)明用于容器和模制件的塑料是通過含有2-10個(gè)碳原子的單體聚合得到的聚烯烴。聚合可以通過已知的在高壓釜或回路反應(yīng)器中的氣相工藝進(jìn)行，或在合適的聚合催化劑存在下的淤漿工藝進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明用于容器或模制件的塑料優(yōu)選是聚乙烯，這里對于本發(fā)明的目的而言，術(shù)語聚乙烯應(yīng)理解為乙烯的均聚物和乙烯與其它含有3-10個(gè)碳原子的烯烴的共聚物。這種聚乙烯可以具有高密度(HDPE)，中等密度(MDPE)或低密度(LDPE)和可以為線性(LLDPE)或支化的。
導(dǎo)電材料條在按本發(fā)明的容器或模制件的制備過程中，在改進(jìn)的共擠出工藝中在將塑料熔體從擠出機(jī)卸料到吹塑模具的過程中，直接敷到型坯的內(nèi)壁，與型坯一起吹脹，形成最終的容器或模制件。這里要保證沿?cái)D出方向和在模制件邊緣的所述條的位置被控制為，任何可能位置的所述條不穿過箍斷焊接點(diǎn)，任何可能位置的所述條不在箍斷焊接點(diǎn)相遇。
導(dǎo)電材料條的邊緣位置通過一個(gè)相應(yīng)設(shè)計(jì)的吹塑機(jī)的頭部/模區(qū)域來控制，同時(shí)導(dǎo)電材料條沿?cái)D出方向的位置可以通過順序、間歇地?cái)D出所述條層加以影響。
本發(fā)明優(yōu)選適合于制備需抗靜電修飾的容器，例如瓶，罐，鼓，IBC，或工業(yè)模制件，例如塑料制成的燃料罐或汽車油箱的裝填頸。
按本發(fā)明的容器或模制件的優(yōu)點(diǎn)是，導(dǎo)電材料條不含有任何遷移性添加劑，該條直接通過模塑工藝一步引入容器或模制件，不需再加工，該條幾乎不伸入或根本不伸入箍斷焊接位置，以致于抗靜電修飾不會或只很少地降低了容器或模制件的機(jī)械性能。
權(quán)利要求
1.通過吹塑工藝制備并具有改善的抗靜電性能的塑料容器和模制件，其特征在于，此容器或模制件具有一個(gè)外壁和一個(gè)內(nèi)壁，且此容器或模制件含有沿內(nèi)壁延伸的導(dǎo)電材料條。
2.權(quán)利要求1的容器或模制件，其特征在于，作為導(dǎo)電材料，它們含有比體積電阻最大為106Ω·cm，優(yōu)選最大為105Ω·cm的材料。
3.權(quán)利要求1或2的容器或模制件，其特征在于，作為導(dǎo)電材料，它們含有金屬，或填充有足夠量的金屬切屑或金屬絲或碳纖維或?qū)щ娞亢诘谋菊鞣菍?dǎo)電塑料，或本征導(dǎo)電塑料，例如取代的聚噻吩或其它的含有共軛雙鍵的聚合物。
4.權(quán)利要求1至3之一的容器或模制件，其特征在于，所述條以網(wǎng)絡(luò)狀交叉延伸或平行排布在容器或模制件的內(nèi)壁上，其中各個(gè)平行條之間最大的間隔20mm，優(yōu)選最大15mm。
5.權(quán)利要求1至4之一的容器或模制件，其特征在于，在所述條交叉延伸的情況下，最大的共格的非導(dǎo)電的網(wǎng)格面積不應(yīng)超過100cm2，優(yōu)選80cm2。
6.權(quán)利要求1至5之一的容器或模制件，其特征在于，由導(dǎo)電材料條覆蓋的容器或模制件的內(nèi)壁的總面積至少為10％，優(yōu)選至少20％，基于內(nèi)壁的總面積。
7.權(quán)利要求1至6之一的容器或模制件，其特征在于，應(yīng)用的塑料是通過含有2-10個(gè)碳原子的單體聚合得到的聚烯烴，這里聚合可以通過在高壓釜或回路反應(yīng)器中的氣相工藝進(jìn)行，或通過在合適的聚合催化劑存在下的淤漿工藝進(jìn)行，優(yōu)選聚乙烯。
8.權(quán)利要求1至7之一的容器或模制件的制備工藝，其中塑料首先在擠出機(jī)中熔融，然后以熔融態(tài)卸料到吹塑模具中，得到型坯，然后通過壓縮空氣吹脹，冷卻，其特征在于，導(dǎo)電材料條在改進(jìn)的共擠出工藝中在將塑料熔體從擠出機(jī)卸料到吹塑模具的過程中，直接敷到型坯的內(nèi)壁，并且與型坯一起吹脹，形成最終的容器或模制件。
9.權(quán)利要求8的工藝，其特征在于，沿?cái)D出方向和在模制件邊緣的所述條的位置控制為，所述條不穿過箍斷焊接點(diǎn)，所述條不在箍斷焊接點(diǎn)相遇。
10.權(quán)利要求1至7之一的容器或模制件在用作抗靜電修飾的容器，例如瓶，罐，鼓，IBC，或工業(yè)模制件，例如塑料制成的燃料罐或汽車油箱的裝填頸方面的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過吹塑工藝制備并具有改善的抗靜電性能的塑料容器和模制件。此容器或模制件具有一個(gè)外壁和一個(gè)內(nèi)壁，且含有沿內(nèi)壁延伸的導(dǎo)電材料條。本發(fā)明還涉及這種容器或模制件的制備方法及其用途。
文檔編號B29K105/22GK1418167SQ01806512
公開日2003年5月14日 申請日期2001年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月16日
發(fā)明者B·斯普靈赫茲, W·羅德, A·豪弗 申請人:巴塞爾聚烯烴有限公司