專利名稱：用于貯藏和運(yùn)輸化學(xué)物品的多層裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于貯藏和運(yùn)輸化學(xué)物品，尤其是電子工業(yè)的液體高純化學(xué)物品的多層裝置(multi-shelled device)。
為了制造電子部件，往往需要液體化學(xué)物品；需要其高純度狀態(tài)。尤其是對于制造高度集成的微芯片(microchip)，需要非常高的純度，因?yàn)椴捎眉庸せ瘜W(xué)物品制得的這些微芯片的尺寸會不斷減小。通常，對于特殊液體化學(xué)物品如用于電子工業(yè)的加工化學(xué)物品所要求的純度在過去近年來業(yè)已有了相當(dāng)高的提高。僅僅按所要求的純度制造化學(xué)物品是不夠的，而且要能確保產(chǎn)品在運(yùn)輸、貯藏和處置過程中不會變得不純。而且，必須確保安全的貯藏和運(yùn)輸，因?yàn)檫@些化學(xué)物品中的某些可能是腐蝕性或甚至是有毒性的。必須采用最高可能的可靠度將諸如由于對運(yùn)輸容器的損壞或由于滲漏造成的這種化學(xué)物品的意外泄漏排除掉。出于經(jīng)濟(jì)上的原因，只使用大包的園筒來運(yùn)輸液體、高純的化學(xué)物品。這些大包的園筒應(yīng)設(shè)計(jì)成這樣的形式，即能防止容器內(nèi)物質(zhì)的污染，并能防止即使是用叉式起重車和類似設(shè)備進(jìn)行粗操作引起的損壞。另外，容器應(yīng)易于以低成本來制造。它們應(yīng)能用叉式起重車和其它常用的運(yùn)輸設(shè)備來移動，沒有運(yùn)輸上的危險。
因此，當(dāng)為這種容器選擇材料時，必須考慮兩個方面的因素。首先，必須在排除由于容器壁材料與待運(yùn)輸或貯藏的化學(xué)物品接觸引起的任何污染上加以選擇。除了防止待運(yùn)輸?shù)幕瘜W(xué)物品的污染和防止待運(yùn)輸?shù)幕瘜W(xué)物品的可能滲出外，容器也必須具有足夠的剛性以及一定程度的彈性，以確保容器是耐壓和抗震的并且是堅(jiān)固的，而且既沒有變形也沒有破裂的傾向。另外，也希望容器具有較大的容量，并且能快速和容易地制造。
從DE 196 28 653知道，某些聚乙烯，尤其是未穩(wěn)定化的高密度(HD)-聚乙烯(PE)能很好地適用于制造電子工業(yè)所用的液體、高純化學(xué)物品的貯藏和運(yùn)輸容器。尤其是，述及的HD-聚乙烯的比重為0.940-0.970g/cm3，特別是0.942-0.961g/cm3。這特別包括以商標(biāo)Lupolen銷售的聚乙烯?？梢允黾癓upolen6021D、Lupolen5021D、Lupolen4261AQ149和Lupolen( 4261AQ135作為例子。按此對比文件，將由上述材料組成的各塊板焊接起來制成相應(yīng)的裝置。將相應(yīng)擠出的各塊板焊接起來制造這種容器是耗時和昂貴的。而且，Lupolen6021D的質(zhì)量保持性由于焊接和所得的焊接縫而無法保證令人滿意。另一方面，至今還不可能吹脹擠出體積例如為200升的單吹脹擠出的運(yùn)輸容器，或者按這種方式制得的容器不能滿足“危險物品包裝”測試的機(jī)械要求。
本發(fā)明的一個問題是提供另一種用于貯藏和運(yùn)輸化學(xué)物品，尤其是電子工業(yè)的高純液體化學(xué)物品的裝置，和相應(yīng)的制造本發(fā)明裝置的方法，所述裝置符合上述要求并能簡便和快速地制造。
這個問題是由權(quán)利要求1的裝置和權(quán)利要求9的方法來解決的。進(jìn)一步的實(shí)例和優(yōu)點(diǎn)在從屬權(quán)利要求中闡明。
因此，本發(fā)明提供一種用于貯藏和運(yùn)輸化學(xué)物品，尤其是電子工業(yè)的液體高純化學(xué)物品的裝置，它至少包含下述組件a)多層內(nèi)容器，它包含由不含穩(wěn)定劑的PE-HD制成的與內(nèi)含物接觸的內(nèi)層和至少一層由聚乙烯制成的包圍內(nèi)層的層，和b)由塑料制成的不含金屬的運(yùn)輸工具。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，不含穩(wěn)定劑的HD-PE是在不使用常用穩(wěn)定劑的情況下制得的HD-PE。常用穩(wěn)定劑尤其是對本領(lǐng)域的技術(shù)熟練者來說是已知的抗氧化劑(cf.Kunststoffe 78(2)，142(1988))。
按本發(fā)明，采用多層吹脹擠出或共擠出的方法來制造用于貯藏和運(yùn)輸高純化學(xué)物品的裝置。按本發(fā)明，使用由不含穩(wěn)定劑的HD-PE制成的機(jī)械強(qiáng)度弱、高純的最內(nèi)層與化學(xué)物品側(cè)面接觸，同時包圍最內(nèi)層的層所用的材料可以隨意地選自已知可擠出的材料，例如密度為0.94-0.97g/cm3的常用HD-PE，如Lupolen4261AQ135或Lupolen5261Z，以及相應(yīng)的Hostalen產(chǎn)品。多層吹脹擠出能以一步連續(xù)制造法來制造本發(fā)明裝置的內(nèi)容器。這樣，與迄今使用的焊接法相比，可以節(jié)約相當(dāng)大的成本和時間。而且，與迄今已知的容器相比，本發(fā)明的裝置更能耐壓和抗跌落得多，因?yàn)樗怯梢粔K制成的，而非有任何焊接縫或其它弱點(diǎn)。在共擠出中，若干層聚合物熔體疊合在一起，并在擠出噴嘴的內(nèi)部連接起來。這種多層狀噴嘴裝有若干個熔體入口和一個共同的出口。
按本發(fā)明，將裝置的多層內(nèi)容器放入由塑料制成的不含金屬的運(yùn)輸工具中。不含金屬的運(yùn)輸裝置較好的是由不含金屬的塑料制成的市售塑料運(yùn)輸箱。在另一個較好的實(shí)例中，運(yùn)輸箱包括一整塊平板(pallet)，它用于保護(hù)箱免于運(yùn)輸過程中受到的損害。整塊平板也進(jìn)一步穩(wěn)定和支承本發(fā)明裝置的內(nèi)容器。
不含穩(wěn)定劑的HD-PE較好是比重為0.940-0.970g/cm3，尤其為0.942-0.961g/cm3，特別好為0.946-0.960g/cm3的聚乙烯；這種類型的聚乙烯放出特別少量的顆粒雜質(zhì)。
按本發(fā)明再一個較好的實(shí)例，不含穩(wěn)定劑的HD-PE是比重為0.940-0.970g/cm3，尤其為0.942-0.961g/cm3，特別好為0.946-0.960g/cm3的聚乙烯；這種類型的聚乙烯在與堿性、中性和酸性的高純化學(xué)物品接觸時會釋放出下述清單中的至少一種下述離子雜質(zhì)Al≤60ng/g，Ca≤60ng/g，F(xiàn)e≤63ng/g，Mg≤16ng/g，Ti≤4ng/g，Zn≤6ng/g，Mn≤0.3ng/g，Cu≤1.5ng/g。
此外，未穩(wěn)定化的HD-PE的特征在于低含量的催化劑殘余物，使得這些物質(zhì)在與堿性或酸性高純化學(xué)物品接觸時放出特別少量的離子雜質(zhì)。而且，待貯藏或運(yùn)輸?shù)幕瘜W(xué)物品與材料之間的相互作用會產(chǎn)生較少量的顆粒。顆粒的含量較好應(yīng)為如下顆?！?.5μm含量≤5/ml液體，顆?！?.2μm含量≤50/ml液體，顆粒≤0.1μm含量≤500/m1液體。
以商標(biāo)Lupolen4261A！149銷售的HD-PE是特別好的。這種物質(zhì)具有高純化學(xué)物品所需的純度。而且，這種材料能很好地適用于擠出。
較好的是，裝置的至少一層以上的層，較好是最外層由可擠出的聚合物或共聚物，較好是比重為0.940-0.970g/cm3，尤其為0.942-0.961g/cm3，特別好為0.946-0.960g/cm3的HD-PE制成。
按較好的實(shí)例，最外層包含至少一層HD-PE，所述HD-PE選自Lupolen5261D、Lupolen4261AQ135、HostalenGM6255、Fina56020、Borealis8214、Stamylan7731和7890、DaplenAH5493或這些HD-PE中兩種或多種的混合物。
按再一個較好的實(shí)例，最外層包含顏料，它用于保護(hù)該層免受紫外光的侵害。這樣，該裝置特別可防止在運(yùn)輸過程中由于入射光引起的任何損害。該層保持其機(jī)械穩(wěn)定性的性能。所用的顏料較好是煙灰；然而，石英、常用母料和其它常用顏料如cu-酞菁或TiO2，以及有機(jī)紫外穩(wěn)定劑和聯(lián)苯化合物都可以使用。
按本發(fā)明另一個較好的實(shí)例，用玻璃纖維或加入進(jìn)一步機(jī)械穩(wěn)定的材料如聚合物對最外層加以增強(qiáng)，以提高本發(fā)明裝置的耐壓性、抗跌落性或抗震性。較好的做法是，將聚酰胺制成的小片結(jié)合到最外層中形成整體，以提供這種增強(qiáng)。為此，可以使用例如PE-復(fù)合材料如selar。
按一個特別好的實(shí)例，該裝置由兩層組成。較好由Lupolen4261AQ149制成的最內(nèi)層占壁厚的20-40％，而最外層相應(yīng)地占60-80％。這種構(gòu)造證實(shí)是特別穩(wěn)定的。
按另一個較好的實(shí)例，該裝置包含至少三層，其中至少一層中心層由制造廢料組成。這種類型的廢料是所謂的“塊狀廢物”(clump waste)，它是在裝置的“最終成形”過程中從上端和下端脫離的那些部件。
本發(fā)明的裝置較好具有至少一個開孔，更好是具有多個開孔。在此，開孔的直徑較好≤150mm，最好≤70mm。開孔用作接受活塞管或反流制動器。這些開孔較好由一種或多種下述材料制成PE-HD、全氟烷氧基聚合物(PFA)、聚丙烯、PVdF和全氟化聚乙烯丙烯(FEP)。
通過將特別的模具插到吹脹模具中或插入各種抽提體系的相應(yīng)適配器如活塞管或耦合體系，可以對開孔加以適配(adapt)。在將產(chǎn)物填充到容器中和/或?qū)a(chǎn)物從容器中抽提出來時，這可導(dǎo)致特別少量的污染。
按本發(fā)明一個較好的實(shí)例，裝置的填充容量≥200升，較好≥500升。由于制造是通過多層吹脹擠出和附加裝上不含金屬的運(yùn)輸工具進(jìn)行的，故可以簡單和快速地制造符合安全要求的用于運(yùn)輸和貯藏高純化學(xué)物品的裝置。這樣就可以相當(dāng)大地節(jié)約成本和時間。
按本發(fā)明一個較好的實(shí)例，將不含金屬的運(yùn)輸工具設(shè)計(jì)成這樣的形式，即它能完全包圍多層內(nèi)容器。不含金屬的運(yùn)輸工具較好是一種由固體塑料制成的不含金屬的箱，在其中可以放置多層內(nèi)容器。按一個較好的實(shí)例，運(yùn)輸箱由線性低密度聚乙烯(LLD-PE)制成。在此，該箱可以按兩層法制得，其中使用散布有如戊烷或己烷的LLPD-PE顆粒，對外層和內(nèi)層進(jìn)行旋轉(zhuǎn)燒結(jié)并發(fā)泡。這種運(yùn)輸箱較好裝有保護(hù)性覆蓋層，該覆蓋層較好由相同的材料制成，通過該覆蓋層，運(yùn)輸箱被完全密封，這樣在其中所容納的內(nèi)容器就完全可以受到保護(hù)免受外部影響。如上所述，運(yùn)輸箱的內(nèi)部可以裝有平板，以進(jìn)一步穩(wěn)定該箱并保護(hù)內(nèi)容器免受運(yùn)輸引起的損害。
運(yùn)輸箱較好采用旋轉(zhuǎn)燒結(jié)法制得。這種制造方法能制得抗震的箱，并且該方法的制造成本低。
另外，本發(fā)明涉及一種制造用于貯藏和運(yùn)輸化學(xué)物品，尤其是電子工業(yè)的液體高純化學(xué)物品的裝置的共擠出法，其中該方法至少包括下述步驟a.經(jīng)吹脹法(blow method)制造由不含穩(wěn)定劑的HD-PE制成的中空體；b.用至少一層由聚乙烯制成的層同時包封得自a)的中空體(共擠出)；c.以這樣的方式制造由塑料制成的容器，即能在容器中插入被至少一層聚乙烯制成的層包封的得自a)的中空體。
本發(fā)明方法的塑煉步驟宜在通入惰性氣體的條件下進(jìn)行。氮?dú)庖擞米鞫栊詺怏w。這意味著使用惰性氣體，較好是氮?dú)庾鳛榇得洑怏w來代替空氣進(jìn)行吹脹法的制造。
在制造本發(fā)明裝置的過程中通入氮?dú)鈺寡鯕鈴闹車諝庵袦p少或與制造所需的聚乙烯隔離開來，以免未穩(wěn)定化的聚乙烯在各自方法步驟中受到氧化的干擾。氧化干擾可能是例如已經(jīng)述及的由于氧分子貯藏或結(jié)的形成而造成的格子阻塞。
按本發(fā)明的方法可以簡單和快速地制造本發(fā)明的多層裝置。實(shí)際上，僅需要一種連續(xù)的操作過程來成形內(nèi)容器。任何隨后的預(yù)制板的焊接都是省略的；因此，成品裝置不具有任何焊接縫。即使在制造過程中各層的直接連接都導(dǎo)致特定的穩(wěn)定度，并且在各層之間形成特別牢固的接觸。
權(quán)利要求
1.一種用于貯藏和運(yùn)輸化學(xué)物品，尤其是電子工業(yè)的液體高純化學(xué)物品的裝置，它至少包含下述組件a)多層內(nèi)容器，它包含由不含穩(wěn)定劑的PE-HD制成的與內(nèi)含物接觸的內(nèi)層和至少一層由聚乙烯制成的包圍內(nèi)層的層，和b)由塑料制成的不含金屬的運(yùn)輸工具。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述裝置的所述內(nèi)容器是經(jīng)吹脹法制得的。
3.如權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述裝置的所述內(nèi)容器是經(jīng)吹脹-擠出法制得的。
4.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于所述不含穩(wěn)定劑的PE-HD是比重為0.940-0.970g/cm3的聚乙烯。
5.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于所述不含穩(wěn)定劑的HD-PE是比重為0.940-0.970g/cm3的聚乙烯，其中這種類型的聚乙烯在與堿性、中性和酸性的高純化學(xué)物品接觸時會釋放出下述清單中的至少一種下述離子雜質(zhì)Al≤60ng/g，Ca≤60ng/g，F(xiàn)e≤63ng/g，Mg≤16ng/g，Ti≤4ng/g，Zn≤6ng/g，Mn≤0.3ng/g，Cu≤1.5ng/g。
6.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于所述不含金屬的運(yùn)輸裝置是由不含金屬的塑料制成的運(yùn)輸箱。
7.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于所述裝置的填充容量至少為200升。
8.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于以這樣的方式來制造所述不含金屬的運(yùn)輸箱，即它能完全包圍內(nèi)容器。
9.一種制造用于貯藏和運(yùn)輸化學(xué)物品，尤其是電子工業(yè)的液體高純化學(xué)物品的裝置的共擠出法，所述裝置包含分別如權(quán)利要求1所述的至少一個多層內(nèi)容器和至少一個不含金屬的運(yùn)輸工具，其中該方法至少包括下述步驟a.經(jīng)吹脹法制造由不含穩(wěn)定劑的HD-PE制成的中空體；b.用至少一層由聚乙烯制成的層同時包封得自a)的中空體(共擠出)；c.以這樣的方式制造由塑料制成的容器，即能在容器中插入被至少一層聚乙烯制成的層包封的得自a)的中空體。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于步驟a)和b)是在惰性氣體的氣氛中進(jìn)行的。
11.如權(quán)利要求9或10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在步驟c)中對容器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)燒結(jié)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于貯藏和運(yùn)輸化學(xué)物品，尤其是電子工業(yè)的液體高純化學(xué)物品的裝置，它至少包含下述組件a)多層內(nèi)容器，它包含由不含穩(wěn)定劑的PE－HD制成的與內(nèi)含物接觸的內(nèi)層和至少一層由聚乙烯制成的包圍內(nèi)層的層，和b)由塑料制成的不含金屬的運(yùn)輸工具。而且，本發(fā)明涉及一種制造用于貯藏和運(yùn)輸化學(xué)物品，尤其是電子工業(yè)的液體高純化學(xué)物品的裝置的共擠出法，其中該方法至少包括下述步驟a.經(jīng)吹脹法制造由不含穩(wěn)定劑的HD－PE制成的中空體；b.用至少一層由聚乙烯制成的層同時包封得自a)的中空體(共擠出)；c.以這樣的方式制造由塑料制成的容器，即能在其中插入被至少一層聚乙烯制成的層包封的得自a)的中空體。
文檔編號B29C49/04GK1409678SQ00808167
公開日2003年4月9日 申請日期2000年5月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月28日
發(fā)明者H·－U·哈恩, W·巴特納, M·本青格爾, H·G·弗林納 申請人:默克專利有限公司, 黑森泰勒容器有限公司