DE2755376A1 - Verfahren und vorrichtung zum behandeln von kunststoffgegenstaenden mit verschiedenen gasen - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. W>:ickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. LiSKA 2755376

8000 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

THE KARTRIDG PAK CO., Davenport, Iowa, V.St.A.

807 West Kimberly Road

Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Kunststoffgegenständen mit verschiedenen Gasen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von Kunststoffgegenständen mit verschiedenen Gasen.

Die Erfindung bezieht sich somit auf die Oberflächenbehandlung von Kunststoffgegenständen und insbesondere auf eine Behandlung durch Sulfonierung der Innenwände von Polyäthylenbehältern, um deren Undurchlässigkeit wesentlich zu verbessern, so dass sie als Vorratsbehälter für organische Chemikalien mit niedriger Polarität verwendet werden können. Die Erfindung eignet sich insbesondere für die Behandlung von Kraftfahrzeug-Benzintanks, so dass diese aus leichten Harzen oder Kunststoffen anstelle von Metallen gebildet

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werden können, während Kunststoffe ansonsten für Benzin nicht im erforderlichen Masse undurchlässig sind.

Aus den US-Patentschrift 3 613 957 und 3 740 258 ist schon bekannt, dass eine Behandlung der Innenwände von geschlossenen Kunststoffelementen durch Sulfonierung in sehr beträchtlichem Umfang die Eigenschaft dieser Behälter verbessert, organische Chemikalien über längere Zeitdauer ohne wesentliche Verluste zu halten. Diese Patentschriften sind damit ebenfalls zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht. Obschon in diesen Patentschriften und anderen Veröffentlichungen die chemischen Grundlagen, von der auch die vorliegende Erfindung ausgeht, vollständig erläutert werden, betreffen sie eine bestimmte Gasanalyse und die Steueranlage zum Herstellen einer Mischung aus Schwefeltrioxid in trockener Luft mit einer gewünschten Konzentration. Bei den bekannten Systemen werden diese Mischungen nicht in einfacher und unkomplizierter Weise gebildet. Vielmehr gehen diese Systeme davon aus, dass ein mit Schwefeltrioxid gesättigter trockener Luftstrom mit einem variablen Strom aus trockener Luft vermischt werden muss.

Verschiedene andere Veröffentlichungen zeigen Vorrichtungen zur Behandlung von Kunststoffbehältern mit gewissen Gasmischungen, um deren Trennwiderstand für Lösungen und Gase zu verbessern.

So wird z.B. in der US-Patentschrift 3 998 180 ein System mit einer einzelnen Behandlungsstation beschrieben, an der das erforderliche Ein- und Ausführen der Gase stattfindet. Ein System mit einer einzelnen Behandlungsstation eignet sich nicht zur Anordnung in einer Fertigungsstrasse, wo Anlagen, die in kurzen Zeiten und mit hohem Ausstoss arbeiten,in erster Linie gefragt sind.

Mit der Erfindung werden dagegen die mit zuvor beschriebenen Schwefeltrioxid-Behandlungssystemen verbundenen Nachteile beseitigt als auch die Produktivität gegenüber Systemen mit nur einer einzelnen Behandlungsstation deutlich verbessert. Das

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erfindungsgemässe System zum Mischen von flüssigem Schwefeltrioxid mit trockener Luft lässt sich durch eine weitestgehend unkomplizierte Anlage ohne weiteres steuern, und diese Anlage kann sehr genau überwacht und von relativ ungelerntem Arbeitspersonal betrieben werden. Durch die Erfindung wird weiter eine sich schrittweise bewegende Behandlungseinheit mit einer Vielzahl von Stationen geschaffen, so dass sich gleichzeitig eine Vielzahl von Gasbehandlungen an verschiedenen Behältern durchführen lässt, während die unterschiedlichen Gase voneinander getrennt gehalten werden, um unerwünschte Reaktionen und Vermischungen zu verhindern.

Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung von einem verbesserten Verfahren und einer diesbezüglichen Vorrichtung zur Behandlung von Kunststoffmaterialien mit Gasen. Ein weiteres Ziel ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Erhöhung der Undurchlässigkeit von Kunststoffgegenständen, insbesondere Kraftfahrzeug-Brennstofftanks, gegenüber organischen Chemikalien, wie Benzin,durch die Wirkung von Schwefeltrioxid. Ein weiteres Ziel ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum einfachen und genauen Einmischen von flüssigem Schwefeltrioxid in ein im wesentlichen inertes Gas wie trockene Luft. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und einer Vorrichtung zur Behandlung von Gegenständen, wie Kraftfahrzeug-Benzintanks.durch Sulfonierung mittels einer Vielzahl von schrittweise beweglichen Stationen, an denen unterschiedliche Arbeitsvorgänge stattfinden, wobei eine unerwünschte Verbindung von Behandlungsoperationen und Behandlungsfluiden vermieden wird. Schliesslich ist es ein Ziel der Erfindung,ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen sich in einfacher und genauer Weise Schwefeltrioxid mit trockener Luft zu einem für die Sulfonierung geeigneten Medium mischen lassen und mit denen Kunststoffbehälter einer Behandlung mit dem Medium, einem neutralisierenden Gas und Luft als Spülgas unterzogen werden können, wobei die Behandlungen nacheinander erfolgen, wenn sich die Kunst-

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Stoffbehälter durch die Vielzahl von Stationen schrittweise bewegen. Bezüglich der Lösung dieser Ziele wird auf die kennzeichnenden Teile von Patentansprüchen 1 und 9 verwiesen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Fliessdiagramm von einer gesamten bevorzugten Behandlungsanlage zur Durchführung der Erfindung mit einer Mischeinrichtung, einer Behandlungseinrichtung und einem Gaswäscher,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die schematisch in Fig. 1 gezeigte Einrichtung zum Mischen von flüssigem Schwefeltrioxid mit einem inerten Gas in genauer Konzentration,

Fig. 3 eine endseitige Ansicht längs der Linie 3-3 von der in Fig. 2 gezeigten Mischeinrichtung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die bevorzugte schematisch in Fig. 1 gezeigte Behandlungseinrichtung, bei der zum Teil weggebrochen dargestellte Kunststoffbehälter an der Vielzahl von Stationen einer sich schrittweise drehenden Einheit angeordnet sind, um in Verbindung mit einem Gasdrehverteiler zu treten,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Behandlungseinrichtung nach Fig. 4 mit Darstellung nur einer von der Vielzahl von Behandlungsstationen,

Fig. 6 eine Zusammensetzung von ausgewählten Vertikalschnitten durch die verschiedenen Teile des Sammelverteilers nach Fig. 4 und 5 mit Darstellung von konstruktiven Details der verschiedenen Teile,

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Fig. 7 eine fragmentarische geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie 7-7 nach Fig. 4 von nur der Behandlungsstation Nr. 1, wobei jedoch aus Gründen der Klarheit gewisse Details weggelassen sind,

Fig. 8 eine fragmentarische geschnittene Ansicht der Schnittlinie 8-8 nach Fig. 4 von nur der Behandlungsstation Nr. 2, ebenfalls unter Weglassung einiger Details,

Fig. 9 eine fragmentarische geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie 9-9 nach Fig. 4 von nur der Behandlungsstation Nr. 6, ebenfalls unter Weglassung gewisser Details,

Fig. 10 eine fragmentarische geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie 10-10 nach Fig. 4 von nur der Behandlungsstation Nr. 7 unter Weglassen von gewissen Details, und

Fig. 11 eine fragmentarische geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie 11-11 nach Fig. 4 von nur der Behandlungsstation Nr. 8 unter Weglassen von gewissen Details.

In Fig. 1 trägt die Mischeinrichtung das allgemeine Bezugszeichen 11 , die Behandlungseinrichtung das allgemeine Bezugszeichen 12, der Gaswäscher oder Scrubber das allgemeine Bezugszeichen 13 und sind weiter die bevorzugten Verbindungen zwischen diesen Teilen dargestellt. In der Mischeinrichtung 11 werden flüssiges Schwefeltrioxid und trockene Luft in den gewünschten Konzentrationen miteinander vermischt. Die Behandlungseinrichtung 12 erhält die verschiedenen zur Verbesserung der Undurchlässigkeit der daran angebrachten Gegenstände erforderlichen Behandlungsgase (Fig. 4). Der Wäscher 13 neutralisiert und reinigt die Abgase aus der Behandlungseinrichtung 12.

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Die Mischeinrichtung 12 umfasst ein oder mehrere Vorratsfässer 14 mit flüssigem Schwefeltrioxid, eine Quelle für trockene Luft, die gewöhnlich aus einem Luftkompressor 15 und einem Luftrockner 16 besteht, eine Heizeinrichtung 17 und ein oder mehrere Mischbehälter 18 zum Vermischen des Schwefeltrioxids mit. der trockenen erwärmten Luft. Eine mit Ventilen versehene Leitung 19 liefert die Mischung aus Schwefeltrioxid und Luft zur Behandlungseinrichtung 12. Von einer Versorgunseinrichtung 20 wird der Behandlungseinrichtung 12 weiter Ammoniakgas zugeführt. Nachdem die verschiedenen Gase in die Behandlungseinrichtung 12 und in Berührung mit den darin zu behandelnden Gegenständen aus Kunststoff gelangt sind, werden die Ammoniak enthaltenden Gase aus der Behandlungseinrichtung über eine Leitung 21 und die Schwefeltrioxid enthaltenen Gase über eine Leitung 22 ausgeführt. Die beiden Leitungen 21 und 22 münden in eine Seitenkammer 23 von einen Tropfenabscheider 24 des Gaswäschers 13. Die SO, enthaltenen Abgase und die NH, enthaltenen Abgase werden in Gegenwart von einem Sprühnebel aus Wasserdampf, der von einer Sprühdüse 25 ausgeht, zusammengebracht. An dieser Stelle erfolgt eine HydroIysierung der Gase. Sie werden ebenfalls zueinander neutralisiert, und der Wasserdampf beseitigt die Wärme aus der chemischen Reaktion.

Die Gase gelangen dann in die Hauptkammer 26 des Tropfenabscheiders 24 und strömen hier nach oben durch ein Paar Sprühdüsen 25a, 25b, die den Hydrolysierungs-Neutralisierungs-Prozess vervollständigen. Danach strömen die Gase durch ein Filterelement 28, wo verbleibende Tropfen entfernt werden, und eine Gebläse 28a führt die Gase zur Atmosphäre ab. Eine obere Sprühdüse 25c wird bei normalem Betrieb nicht eingesetzt, sondern nur gelegentlich für Reinigungszwecke. Gewöhnlich wird jede Sprühdüse 25, 25a, 25b und 25c von der werksseitigen Druckluftversorgung 29 gespeist, die Druckluft von etwa 1,8 kp/cm abgibt. Ein an einen Sumpf 27 sich anschliessender Uberflussabfalltank 30 hält den Sumpf 27 auf eine Füllstandshöhe, die unterhalb der Sprühdüsen 25a, 25b liegt.

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Details der Mischeinrichtung 11 sind in den Fig. 2 und 3 als auch in Fig. 1 gezeigt. Vorzugsweise weist die Mischeinrichtung 11 zwei Mischbehälter 18 auf ,in die abwechselnd ein- und ausgegeben und erneut eingegeben wird , um eine kontinuierliche Zufuhr an Behandlungsgas zur Behandlungseinrichtung 12 vorzusehen. Das flüssige Schwefeltrioxid gelangt von den Vorratsfässern 14 über Ventile 31 mittels einer Dosierpumpe 32, eines Solenoidventils 33 und eines Zerstäubers 34, vorzugsweise in einen zentralen Bereich von jedem Mischbehälter 18. Die Dosierpumpe 32 ist gewöhnlich eine Zwangsverdrängungspumpe, die ohne weiteres dazu verwendet werden kann, um eine abgemessene Menge an flüssigem Schwefeltrioxid in den Behälter 18 einzugeben.

Die aus dem Lufttrockner 16 austretende trockene Druckluft strömt durch ein Druckregelventil 35, welches dafür sorgt, dass trockene Luft mit einem konstanten Druck vorliegt

2 (gewöhnlich in der Grössenordnung von etwa 2,8 kp/cm ). Danach strömt die trockene Druckluft durch ein Solenoidventil 36 und in die Heizeinrichtung 17. Die Heizeinrichtung 17 erwärmt die trockene Druckluft auf eine bestimmte Temperatur, die gewöhnlich bei etwa 121⁰C liegt. Danach gelangt die Luft über ein weiteres Solenoidventil 37 in den Mischbehälter 18 über einen Injektor 38. Bevorzugte Injektoren 38 sind am deutlichsten in Fig. 2 gezeigt und verleihen den eintretenden erwärmten Gasen eine Tangentialbewegung, so dass die Gase einem Weg im wesentlichen längs der seitlichen Umfangswand von jedem Mischbehälter 18 folgen, was eine Wirbelwirkung hervorruft, die die weitere übertragung von Wärme von den Seitenwänden des Behälters erlaubt, wodurch die Leistungsfähigkeit der Mischeinrichtung 11 verstärkt wird.

Die Mischeinrichtung 11 weist ferner (Fig. 3) eine Einlassleitung 41 zur Eingabe des Schwefeltrioxids in den Mischbehälter 18 über den Zerstäuber 34 auf. Wie dargestellt, ist

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die Einlassleitung 41 vorzugsweise mit der Warmlufteinlassleitung 42 dergestalt verbunden, dass eine geringe Menge an trockener Warmluft das flüssige Schwefeltrioxid durch den Zerstäuber 34 blasen kann. Der Zerstäuber 34 gibt das Schwefeltrioxid in jeden Behälter 18 in vorzugsweise im wesentlichen radialer Richtung ab, um den Mischvorgang zu erleichtern.

Bei der gezeigten bevorzugten Ausführungsform weist die Mischeinrichtung 11 ein erwärmtes und isoliertes Aussengehäuse 4 3 auf, welches dazu beiträgt, die gewünschten Bedingungen in den Behältern 18 aufrechtzuerhalten. Die Behälter 18 weisen gewöhnlich Temperatursteuereinrichtungen 44 und Drucksteuereinrichtungen 45 bekannter herkömmlicher Bauart auf und können ferner Heizbänder 46 haben, die für die Verdampfung in den Behältern 18 zusätzliche Wärme zuführen und in dem Aussengehäuse 43 eine bestimmte gleichmässige Temperatur einhalten.

Bauliche Details der Behandlungseinrichtung 12 sind in Fig. 4, 5 und 6 gezeigt. Die Behandlungseinrichtung 12 umfasst mehrere Plattformen 51, auf denen ein zu behandelnder Gegenstand, wie beispielsweise ein Benzintank 52 aus Kunststoff, angeordnet werden kann, um die Gase bei vorgeschriebenen Zeiten und in bestimmten Konzentrationen ein- und auszuführen. Die neun Stationen bei der bevorzugten Einrichtung 12 sind in Fig. 4 als Behandlungsstationen 1 bis 9 gekennzeichnet. Die Gegenstände oder Tanks 52 werden an der Station Nr.9 der Behandlungseinrichtung 12 aufgegeben und an der gleichen Station auch wieder abgenommen. In der Station Nr. 1 gelangt trockene Luft in den Gegenstand 52a, um nicht erwünschte Gase auszuspülen. In der Station Nr. 2 wird die Mischung aus Luft und Schwefeltrioxid von der Mischeinrichtung 11 in den Gegenstand 52b eingespritzt. An den Stationen 3, 4 und 5 gelangen keine weiteren Gase in die Gegenstände 52c, 52d und 52e. Der Gegenstand 52f an der Station Nr. 6 wird einer zweiten Spülung mit trockener Luft unterworfen,und in der Station Nr. 7 wird in den Gegenstand 52g NH₃ Gas eingeblasen. In der Station Nr.

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wird am Gegenstand 52h eine Luftspülbehandlung vorgenommen. Bei Verwendung von dieser bevorzugten Anordnung mit neun Stationen befinden sich die Stationen in einem Winkelabstand von etwa 40° voneinander, was bedeutet, dass die Station Nr. 9 bei einem Winkel von 0 oder 360°, die Station Nr. 1 von 40°, die Station Nr. 2 von 80°, die Station Nr. 3 von 120°, die Station Nr. 4 von 160°, die Station Nr. 5 von 200°, die Station Nr. 6 von 240°, die Station Nr. von 280° und die Station Nr. 8 von 320° liegt.

Die betreffenden Gase, die an den einzelnen Stationen 1, 2, 6, 7 und 8 zugeführt werden, gelangen durch Einlasse 53, 54, 55, 56 bzw. 57. Jeder Lufteinlass 53, 55 und 57 ist mit dem Luftkompressor 15 über eine Leitung 58 (Fig. 1) verbunden. Die Schwefeltrioxidmischung aus dem Mischbehälter 18 wird über die mit Ventilen versehene Leitung 19 (Fig. 1) durch den Einlass 54 zugeführt. Das Ammoniakgas von der Vorratseinrichtung 24 tritt durch den Einlass 56 ein.

Die einzelnen Plattformen 51 der Behandlungseinrichtung 12 drehen sich vorzugsweise in Uhrzeigerrichtung, so dass jeder Gegenstand 52 schrittweise von Station Nr. 9 zur Station Nr. und dann zur Station Nr. 2 usw. bis zur Station Nr. 9 bewegt wird, wonach der vollständig behandelte Gegenstand 52 von der Behandlungseinrichtung 12 weggenommen wird. Nach Fig. 5 erfolgt die schrittweise Bewegung von jeder Plattform 51 entsprechend einer schrittweise sich bewegenden Antriebsplatte 59, mit der sich schrittweise ebenfalls ein Drehverteiler bewegt. Die Behandlungsleitung 61 führt die trockene Luft an der Behandlungsstation Nr. 1 zum Gegenstand 52a, an der Behandlungsstation Nr. 2 die Mischung aus trockener Luft und Schwefeltrioxid zum Gegenstand 52b und an der Station Nr. 6 trockene Luft zum Gegenstand 52f. Die andere Behandlungsleitung 62 beaufschlagt an der Station Nr. 7 den Gegenstand 52g mit Ammoniakgas und an der Station Nr. 8 den Gegenstand 52h

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mit Luft. Das Schwefeltrioxid und das Ammoniakgas werden auf diese Weise voneinander getrennt gehalten, um zwischen dem Schwefeltrioxid und dem Ammoniakgas unerwünschte Reaktionen zu verhindern.

Jede Behandlungsplattform 51 steht mit einem allgemein mit

63 bezeichneten unteren Verteiler über eine Auslassleitung

64 in Verbindung, die ins Innere einer offenen Wanne 65 ausmündet. Die Wanne 65 ist in dem unteren Verteiler 63 winkelmässig angeordnet. Die in dem unteren Verteiler 63 gesammeleten Abgase werden über eine Auslassleitung 66 oder 67 aus der Behandlungseinrichtung 12 herausgeführt. Vorzugsweise sind zwei Trennwände oder Sperren 68, 69 in dem unteren Verteiler 63 angeordnet, so dass er in zwei separate Abteile 71, 72 aufgeteilt ist - Eine Auslassleitung 66 mündet in das Abteil 71, während die andere Auslassleitung 67 in das Abteil 72 einmündet. Durch diese Bauweise werden separate Auslasseinrichtungen für die Schwefeltrioxid enthaltenden Gase und für die Ammoniak enthaltenden Gase geschaffen, so dass ein unerwünschtes Vermischen dieser Gase verhindert wird. Z.B. erstreckt sich, wie in Fig. 4 gezeigt, das Abteil 71 über einen Winkel von etwa 70° bis etwa 250°, so dass es die Stationen Nr. 2,3, 4, 5 und 6 erfasst, was bedeutet, dass das an der Station Nr. 2 eingegebene Schwefeltrioxid nach der Behandlung der Gegenstände an diesen Stationen frei in dem Abteil 71 gesammelt und durch die Auslassleitung 66 an der Winkelstelle 210° davon abgeführt wird. In entsprechender Weise erstreckt sich das Abteil 72 von der Winkelstelle bei etwa 250° bis etwa 70° und umfasst die Stationen Nr. 7, 8, 9 und 1. Dies bedeutet, dass das an der Station Nr. 7 eingegebene Ammoniak nach Behandlung der Gegenstände an diesen Stationen sich frei in dem Abteil 72 sammeln kann und über die an der Winkelstelle 320° angeordneten Ablassleitung 67 abgeführt wird.

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Nach Fig.6 ist unterhalb des Einlasses 53 an der Station Nr. ein mit diesem Einlass in Verbindung stehendes vertikales Rohr 73 vorgesehen. Ähnliche vertikale Rohre 73a (Fig. 8) und 73b (Fig. 9) sind so unterhalb des Einlasses 54 an der Station Nr. 2 bzw. des Einlasses 55 an der Station Nr. 6 angeordnet. Das untere Ende von jedem Rohr 73 tritt mit einer von neun oberen Winkelbohrungen 74 in dem Drehverteiler 60 in Verbindung, wenn die Stationen schrittweise bewegt werden. Die oberen Winkelbohrungen 74 sitzen wiederum in betreffenden neun Leitungen 61, so dass zwischen jedem Einlass 53, 54 und 55 und dem betreffenden an den Stationen 1, 2 und 6 befindlichen Gegenstand 52 eine Gasverbindungspassage vorliegt.

Eine vertikale Bohrung 75 durch eine zentrale Säule 76 schafft eine Verbindung des Einlasses 56 an der Station 7 mit einer L-förmigen Bohrung 77. Eine ähnliche vertikale Bohrung 75a (Fig. 11) schafft eine Verbindung für den Einlass 57 an der Station Nr. 8 mit einer L-förmigen Bohrung 77a. Das obere Ende von jeder Bohrung 77 kommt mit einer von neun unteren Winkelbohrungen 78 in dem Drehverteiler in Verbindung, wenn sich die Stationen schrittweise weiterbewegen. Die unteren Winkelbohrungen 78 sitzen wiederum in den betreffenden neun Leitungen 62, so dass zwischen den beiden Einlassen 56, 57 und dem betreffenden auf der Station 7 oder 8 angeordneten Gegenstand 52 ein GasVerbindungsweg vorliegt.

Fig. 7 zeigt die Verbindung, die an der Station Nr. 1 vorliegt, wenn in den Gegenstand 52a trockene Luft eingeblasen wird. An der Station Nr. 1 ist dies die einzige gasführende Verbindung zwischen einer Winkelbohrung 74, 78 und entweder einem vertikalen Rohr 73 oder einer L-förmigen Bohrung 77. Fig. 8 zeigt die Verbindung an der Station Nr. 2, wenn die Mischung aus Schwefeltrioxid und trockener Luft in den Gegenstand 52b eingestossen wird. Dies ist die alleinige gasführende Verbindung an der Station Nr. 2 zwischen einer Winkelbohrung 74, 78 und entweder einem vertikalen Rohr 73 oder einer L-förmigen Bohrung 77. Fig. 9 zeigt die einzige

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gasführende Verbindung an der Station Nr. 6 zwischen einer Winkelbohrung 74, 78 und entweder einem einem vertikalen Rohr 73 oder einer L-förmigen Bohrung 77 und an dieser Station wird trockene Luft eingegeben. Fig. 10 zeigt die Verbindung an der Station Nr. 7, wenn Ammoniakgas eingeführt wird. Die dargestellte Verbindung ist die einzige Gasverbindung an der Station Nr. 7 zwischen einer Winkelbohrung 74, 78 und entweder einem vertikalen Rohr 73 oder einer L-förmigen Bohrung 77. Fig. 11 zeigt die einzige gasführende Verbindung an der Station Nr. 8 zwischen einer Winkelbohrung 74, 78 und entweder einem vertikalen Rohr 73 oder einer L-förmigen Bohrung 77,und diese dient zum Einführen von Luft in die Gegenstände 52h an dieser Station.

Jeder dieser gaseinführenden Vorgänge wird gleichzeitig an den verschiedenen Gegenständen 52, die zu einem bestimmten Zeitpunkt auf den betreffenden Plattformen aufliegen, vorgenommen. Der Drehverteiler 60 dient dabei zur Verteilung des gewünschten Gases auf die einzelnen Bestimmungsstationen. Sollte eine Plattform keinen darauf befindlichen Gegenstand 52 haben, dann verhindern geeignet nicht gezeigte Sensoren eine Gasströmung zu solchen freien Plattformen, während sie zu besetzten Plattformen einen Gasdurchgang erlauben. Die Druckluft vom Werkversorgungsnetz wird zum Drehverteiler 60 über eine zentral angeordnete Bohrung 81 mit speichenförmig abgehenden Bohrungen 82 zugeführt, die zu Querbohrungen 83 ausgerichtet werden können, welche mit den einzelnen Stationen in Verbindung stehen. Auf diese Weise beaufschlagt die Druckluft jede Behandlungsstation und die Haltevorrichtung für den Gegenstand oder Tank. An jeder Behandlungsstation ist ferner ein nicht gezeigter Luftschalter mit dem Hinweis "kein Gegenstand, keine Behandlung" vorgesehen.

Verschiedene nicht gezeigte zeitgebergesteuerte Ventile haben die Aufgabe, die Strömung der Gase in die Einlasse 53, 54, 55, 56 und 57 zu regeln. Diese Ventile sprechen während der

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Verweilzeit des Drehzyklus an. Indem die Zeitgeber,die diese Ventile betätigen, entsprechend eingestellt werden, wird eine Steuerung der Menge an durch die Einlasse gelangendem Gas erhalten. Da jedes Gas druckreguliert ist, lassen sich anhand der visuellen Anzeige von Gasdurchflussmessern über die Zeiteinstellungen ohne weiteres die Gasvolumina ermitteln.

Nachfolgend wird anhand eines Beispiels das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutert. Im ersten Schritt werden flüssiges Schwefeltrioxid und erwärmte Trockenluft miteinander verbunden, um eine Mischung mit einer Konzentration zu erhalten, die sich für die Behandlunq von Kunststoffgegenständen zur Verbesserung ihrer Mediendichtigkeit eignet. Die Konzentrationen liegen gewöhnlich in der Grössenordnung von 15 Mol % Schwefeltrioxid in trockener Luft. Mol-Prozente von weniger als 1 % bis mehr als 20 % können vorgesehen und verwendet werden. Die Mischung mit der gewünschten Konzentration wird bei konstanter Temperatur ohne komplizierte Steuerungen volumetrisch gebildet. Grundlegend wird das flüssige Schwefeltrioxid dadurch dosiert, dass man eine Impulspumpe über eine bestimmte Impulsanzahl in ein geschlossenes Gefäss mit bekanntem Volumen und bekannter Temperatur abgeben lässt.

Des weiteren wird beim ersten Schritt die Druckluft getrocknet

2 und deren Druck auf einen bestimmten Wert von z.B. 2,8 kp/cm

2 einreguliert. Grössere Drücke bis zu 4,2 oder 4,9 kp/cm können entwickelt werden. Die Druckluft wird auf eine gewünschte Temperatur von gewöhnlich 121⁰C erwärmt, obgleich auch Temperaturen von 149°C oder 177⁰C bei höheren Drücken möglich sind. Die erwärmte Druckluft strömt dann in einen Behälter mit bekanntem Volumen, um eine bekannte Menge an trockener Luft vorzusehen. In diese Menge trockener Luft wird ein bestimmtes Volumen an Schwefeltrioxid eingespritzt, wobei sich die Menge dadurch einstellen lässt, indem man zwangsmässig bekannte Volumina an flüssigem Schwefeltrioxid verdrängt und fortlaufend die . Anzahl solcher Verdrängungen verfolgt. Auf diese Weise kann

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das in den Behälter eingepumpte und gespritzte Volumen genau bestimmt werden. Die Bildung der gewünschten Mischung wird durch die tangentiale Einführung der erwärmten Trockenluft unterstützt, indem hierdurch die Aufgabe der trockenen Luft optimiert wird/ das eingespritzte Schwefeltrioxid auf die gewünschte Temperatur rasch zu erwärmen, um die gewünschte Behandlungskonzentration zu erhalten.

Beim nächsten Schritt werden die mit der Mischung aus Schwefeltrioxid und Luft zu behandelnden Kunststoffgegenstände auf eine Behandlungseinrichtung aufgegeben, die die Gegenstände in rotatorischer Weise schrittförmig derart bewegt, dass jeder Gegenstand an jeder speziellen Indexstation der Behandlungseinrichtung einem Behandlungsschritt unterworfen wird, für den die Station bestimmt ist. Der zu behandelnde Gegenstand wird zunächst an einer Bestückungsstation aufgegeben. Dann wird er automatisch schrittweise durch die Schrittschalteinrichtung zur nächsten Station bewegt, wonach die Bedienungsperson einen weiteren nicht behandelten Gegenstand auf die Bestückungsstation auflegt. Diese schrittweise Bewegung vollzieht sich von Station zu Station, wobei die Gegenstände im erforderlichen Umfang behandelt werden, bis jeder Gegenstand eine vollständige Umdrehung zurück zur Bestückungsstation durchgemacht hat und hier weggenommen wird.

Bei dem bevorzugten oder beispielhaften Verfahren macht jeder Kunststoffgegenstand insgesamt neun Schritte durch neun Stationen wie folgt durch: der erste Schritt ist das Spülen des Gegenstandes durch Einblasen von trockener Luft. Dann in der zweiten Station wird die in der ersten Stufe dieses Verfahrens bereitete Mischung aus Schwefeltrioxid und trockener Luft in den Gegenstand eingegeben. In der dritten, vierten und fünften Station werden keine weiteren Gase eingeführt, da bei diesen Stationen das Schwefeltrioxid seine vör-

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teilhafte Wirkung auf den Gegenstand entfaltet, um dessen Undurchlässigkeit gegenüber organischen Chemikalien zu verbessern, überschüssige Gase können aus den Gegenständen an der zweiten bis fünften Station austreten. Die zurückbleibende Mischung aus Schwefeltrioxid und Gas wird an der sechsten Station abgeleitet, wo ein zweiter Spülvorgang mit trockener Luft erfolgt. Diesem Vorgang folgt eine Behandlung des Gegenstandes mit Ammoniakgas an der siebten Station, um den Gegenstand,der durch restliches Schwefeltrioxid leicht sauer zurückbleibt, sorgfältig zu neutralisieren. Das Ammonaik kann an der siebten und achten Station aus den Gegenständen austreten. An der achten Station wird der Gegenstand mit Luft durchspült, um irgendwelches verbleibendes Ammoniakgas restlos zu beseitigen, bevor der Gegenstand an der neunten Station_/der Bestückungsstation_/ abgenommen wird.

Die Abgase von der zweiten bis sechsten Station, die Schwefeltrioxid enthalten, werden von den Abgasen von der siebten bis achten Station, die Ammoniak enthalten, getrennt gehalten. Die einzelnen Abgase werden auch weiter getrennt voneinander gehalten, um die Bildung von unerwünschten Reaktionsprodukten zu vermeiden. Beim Waschschritt werden das Ammoniak und . das Schwefeltrioxid aus den Abgasen im Tropfenabscheider,wie eingangs beschrieben, ausgewaschen.

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Claims (9)

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1. Verfahren zum Behandeln von Kunststoffgegenständen mit verschiedenen Gasen, dadurch gekennzeichnet, dass man

einen Kunststoffgegenstand auf eine Plattform von einer schrittweise drehbaren Behandlungseinrichtung mit mehreren Stationen aufgibt,

die Behandlungseinrichtung von Behandlungsstation zu Behandlungsstation schrittweise bewegt,

in den Kunststoffgegenstand eine Mischung aus Schwefeltrioxid und trockener Luft von einer Mischeinrichtung über einen Zuführweg einspritzt,

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den grössten Teil der Schwefeltrioxidmischung entfernt und gasfömiges Ammoniak in den Kunststoffgeaenstand über einen Zuführweg einbläst, der sich von dem Zufuhrweg für die Schwefeltrioxidmischung unterscheidet,

die Gase aus dem Kunststoffgegenstand herauslässt und

den Kunststoffgegenstand von der schrittweise drehbaren Behandlungseinrichtung wegnimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass zwischen dem Eingeben der Schwefeltrioxidmischung und dem Eingeben des gasförmigen Ammoniaks trockene Luft in den Kunststoffgegenstand eingeblasen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass automatisch eine passende Leitung zum Kunststoffgegenstand ausgerichtet wird, wenn sich die einzelnen Plattformen von Behandlungsstation zu Behandlungsstation schrittweise bewegt haben, um an jeder Behandlungsstation in geeigneter Weise das Eingeben der betreffenden Medien vorzunehmen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , dass das Auslassen der Gase weiter ein Hydrolysieren und Neutralisieren der Schwefeltrioxidmischung und des gasförmigen Ammoniaks umfasst.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass in der Mischeinrichtung flüssiges Schwefeltrioxid in einen Behälter von bekanntem Volumen zerstäubt und trockene Luft mit einem bestimmten Druck und einer bestimmten Temperatur in den Behälter eingeblasen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass die bestimmte Temperatur 121 bis 177°C

2 und der bestimmte Druck etwa 2,8 kp/cm beträgt.

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7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einblasen von trockener erwärmter Druckluft in den Behälter im wesentlich tangential erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , dass die Bewegung in 9 Schritten erfolgt.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (12) mit einer Vielzahl von Plattformen (51) zur Aufnahme von Kunststoffgegenständen (52) , wobei die Einrichtung einen Drehverteiler (60),über den an einer Vielzahl von Behandlungsstationen in die Kunststoffgegenstände Gase eingeleitet werden, ohne dass sich die miteinander reagierenden Gase vermischen, und einen unteren Verteiler (63) aufweist,

eine Einrichtung (59) zum schrittweisen Bewegen der Plattformen nacheinander um den Drehverteiler von einer Behandlungsstation zur anderen, wobei eine Behandlungsstation zum Eingeben einer von einer Mischeinrichtung (11) stammenden Mischung aus Schwefeltrioxid und trockener Luft und eine andere Behandlungsstation zum Einblasen von im wesentlichen gasförmigem Ammoniak von einer Quelle (20) vorgesehen ist und

eine dem unteren Verteiler zugeordnete Auslasseinrichtung (65), die mit jeder Plattform verbunden ist, um die in die Kunststoff gegenstände eingegebenen Gase zu sammeln, während die Gegenstände auf den Plattformen sequentiell um den Drehverteiler schrittweise bewegt werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine weitere, zwischen der Schwefeltrioxidbehandlungsstation und der Ammoniakbehandlungsstation vorgesehene Behandlungsstation zum Einblasen von Luft in die Kunststoffgegenstände, um diese auszuspülen.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , dass jede Behandlungsstation am Drehverteiler (60) eine obere Winkelbohrung (74), die mit einem Ende in eine Leitung (61) mündet, welche mit jeder Plattform (51) in Verbindung steht, und eine untere Winkelbohrung (78) aufweist, die mit einem Ende in eine andere Leitung (62) mündet, welche mit jeder Plattform in Verbindung steht, wobei das andere Ende von jeder oberen Winkelbohrung in gasdurchlassender Ausrichtung zu einem mit der Einrichtung (11) zum Mischen von Schwefeltrioxid und trockener Luft in Verbindung stehenden Rohr und zu einem anderen, mit einer Quelle für trockene Luft in Verbindung stehenden Rohr bringbar ist, während das andere Ende von jeder unteren Winkelbohrung in gasdurchlassender Ausrichtung zu einer mit der Ammoniakquelle in Verbindung stehenden Bohrung (75) und zu einer anderen mit einer Luftquelle in Verbindung stehenden Bohrung (75a) bringbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet , dass die Auslasseinrichtung einen unteren Verteiler (63, 65) mit zwei Trennwänden (68, 69) umfasst, die zwei Abteile (71, 72) bilden, wobei einem Abteil eine Auslassleitung (66) und dem anderen Abteil eine Auslassleitung (67) zugeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet , dass die Mischeinrichtung (11) aufweist: einen Mischbehälter (18) von bekanntem Volumen, eine Einlassleitung (41), die sich von einem Vorratsbehälter

(14) für flüssiges Schwefeltrioxid zu einem Zerstäuber (34) im Mischbehälter erstreckt und eine volumetrische Dosiereinrichtung (42) besitzt, eine Quelle (15, 16) für trockene Luft mit einem bestimmten Druck und einer Temperatur, und einen Injektor (38), der mit der Quelle für trockene Luft verbunden ist und sich in den Mischbehälter öffnet.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , dass der Mischbehälter (18) im wesentlichen zylindrisch und der Zerstäuber (34) auf der Behälterachse

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angeordnet ist, während der Injektor (38) die trockene Luft im wesentlichen tangential in den zylinderischen Mischbehälter eingibt und der Mischbehälter Temperatur- und Drucksteuereinrichtungen aufweist.

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