(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111098476 A(43)申请公布日 2020.05.05
(21)申请号 201811248787.8(22)申请日 2018.10.25
(71)申请人 南通超微净化包装技术有限公司
地址 226408 江苏省南通市如东县丰利镇
陈葛庄村31组(72)发明人 刘鸣 赵云翰
(74)专利代理机构 常州市权航专利代理有限公
司 32280
代理人 袁兴隆(51)Int.Cl.
B29C 49/46(2006.01)B29C 49/42(2006.01)B29K 23/00(2006.01)B29L 31/00(2006.01)
权利要求书1页 说明书6页 附图1页
(54)发明名称
一种高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺(57)摘要
本发明涉及高纯塑料桶的生产领域，提出一种高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，其包括以下步骤：S1步骤；将高纯氮气作为吹塑的气源传送至吹塑设备；S2步骤：将聚乙烯颗粒从吹塑设备的加料口加入，聚乙烯颗粒经熔融、吹塑后制得高纯高密度聚乙烯塑料桶。上述高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺使用高纯氮气取代传统的压缩空气作为气源，对高纯高密度聚乙烯塑料桶进行吹塑，以控制桶内颗粒和金属离子数量达到半导体使用要求。
CN 111098476 ACN 111098476 A
权 利 要 求 书
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1.一种高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，其特征在于，其包括：S1步骤；将高纯氮气作为吹塑的气源传送至吹塑设备；S2步骤：将聚乙烯颗粒从所述吹塑设备的加料口加入，所述聚乙烯颗粒经熔融、所述吹塑后制得高纯高密度聚乙烯塑料桶。
2.根据权利要求1所述的高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，其特征在于，S1步骤中，所述高纯氮气经过滤器后再传送至所述吹塑设备。
3.根据权利要求2所述的高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，其特征在于，S1步骤中，所述过滤器精度为0.5～0.05微米。
4.根据权利要求2所述的高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，其特征在于，S1步骤中，所述高纯氮气经抛光管道传送至所述过滤器。
5.根据权利要求4所述的高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，其特征在于，S1步骤中，所述抛光管道的抛光精度为200～800目。
6.根据权利要求5所述的高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，其特征在于，S1步骤中，所述抛光管道采用电解抛光。
7.根据权利要求1所述的高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，其特征在于，S1步骤中，所述高纯氮气的压力为0.30～0.80Mpa。
8.根据权利要求1所述的高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，其特征在于，S1步骤中，所述吹塑设备的吹塑温度为180～210℃。
9.根据权利要求1所述的高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，其特征在于，S2步骤中，所述吹塑在净化房中进行，且所述净化房等级为万级～十级。
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说 明 书
一种高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺
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技术领域
[0001]本发明涉及高纯塑料桶的生产领域，且特别涉及一种高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺。
背景技术
[0002]塑料桶多用于各种液体的储存和运输，对特殊的危险品包装具有良好的特性，它有不易碎、不生锈、质轻等特点，并且耐油、耐强腐蚀性能优异，多用于需要保温、防潮、耐压、抗腐蚀的危险品包装，塑料桶的材料多采用聚乙烯、聚丙烯、聚酯等吹塑、注塑、吸塑、滚塑而成。高密度聚乙烯（简称HDPE），用低压聚合而成，故又称低压聚乙烯。耐热耐蒸煮，耐寒耐冷冻，防潮、防气、隔绝性能好，并不易破损，强度为低密度聚乙烯的二倍。
[0003]传统上高密度聚乙烯的生产通常采用对吹塑用压缩空气进行过滤来控制吹塑后桶内粒径1微米以下颗粒的数量，但是由于各种原因控制起来非常困难。并且，在传统生产过程中使用大气作为吹塑用压缩空气气源，由于空气中各种粒径的颗粒波动很大，如PM2.5即为粒径为2.5微米以上的颗粒，其波动范围经常从几十至四百不等，粒径在1微米以下的颗粒波动更大，因此上述传统的对吹塑用压缩空气进行过滤的方法制作高密度聚乙烯塑料桶严重制约了生产高纯塑料桶的稳定性。
发明内容
[0004]本发明的目的在于提供一种高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，此高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺使用高纯氮气取代传统的压缩空气作为气源，对高纯高密度聚乙烯塑料桶进行吹塑，以控制桶内颗粒数和金属离子数量达到半导体使用要求。[0005]本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。[0006]本发明提出一种高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，其包括：
S1步骤；将高纯氮气作为吹塑的气源传送至吹塑设备；S2步骤：将聚乙烯颗粒从吹塑设备的加料口加入，聚乙烯颗粒经熔融、吹塑后制得高纯高密度聚乙烯塑料桶。[0007]优选的，S1步骤中，高纯氮气经过滤器后再传送至吹塑设备。[0008]优选的，S1步骤中，过滤器精度为0.5～0.05微米。[0009]优选的，S1步骤中，高纯氮气经抛光管道传送至过滤器。[0010]优选的，S1步骤中，抛光管道的抛光精度为200～800目。[0011]优选的，S1步骤中，抛光管道采用电解抛光。[0012]优选的，S1步骤中，高纯氮气的压力为0.30～0.80Mpa。[0013]优选的，S1步骤中，吹塑设备的吹塑温度为180～210℃。[0014]优选的，S2步骤中，吹塑在净化房中进行，且净化房等级为万级～十级。[0015]本发明实施例的高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺的有益效果是：上述生产工艺使用高纯氮气取代传统的压缩空气作为气源，对高纯高密度聚乙烯塑料桶进行吹塑，使
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塑料桶内的颗粒、金属离子数量控制在较低范围，达到半导体要求。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0017]图1为本发明实施例高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产系统的结构示意图。[0018]图中：1-氮气储罐；2-抛光管道；3-过滤器；4-吹塑机；5-净化房；6-净化房高效过滤器；7-加料口。具体实施方式
[0019]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0020]下面对本发明实施例的高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺进行具体说明。[0021]本发明提供一种高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，包括以下步骤：
S1步骤；将高纯氮气作为吹塑的气源传送至吹塑设备；直接使用大气作为吹塑用压缩空气气源，由于空气中各种粒径的颗粒波动很大，尤其是粒径较小的颗粒，会造成高纯高密度聚乙烯塑料桶内1微米以下的颗粒无法控制，进一步造成国内大部分高纯化学品大量依赖已经国外高纯净化包装。随着半导体行业的迅猛发展，对高纯净化包装的要求日益严格，12寸半导体要求化学品金属离子在100ppt以下，控制0.2μm的颗粒数量30个/mL以下，0.1μm的颗粒数量100个/mL以下，采用高纯氮气作为气源进行塑料桶的吹塑无法达到上述要求。本发明采用高纯氮气作为吹塑气源，上述高纯氮气与空气相比，纯净度高，微小颗粒少，吹塑形成的高纯高密度聚乙烯塑料桶纯度高，可在高端化学品领域作为包装使用，可有效避免高端化学品的二次污染。并且，采用高纯氮气作为气源，气源中金属离子浓度较低，能够有效减小塑料桶中的金属离子浓度。[0022]进一步地，高纯氮气经过滤器后再送至吹塑设备。过滤器能够进一步过滤高纯氮气中可能出现的颗粒，使得吹塑气源更纯净，吹塑得到的塑料桶纯度更高。[0023]进一步地，过滤器精度为0.5～0.05微米。调整过滤器的精度能够有效控制高纯高密度聚乙烯塑料桶中的颗粒。将过滤器的精度调整为0.5～0.05微米能够有效的控制塑料桶中的颗粒数量，使得得到的塑料桶满足半导体领域的包装需要。[0024]进一步地，高纯氮气经抛光管道传送至过滤器。抛光管道的壁面光滑，粗糙度低，能够有效防止细微颗粒附着在管道表面，进一步减少高纯氮气在传送过程中遭到颗粒污染的可能，使得制得的高纯高密度聚乙烯塑料桶纯度高，符合半导体领域对包装的要求。并且，采用抛光管道进行吹塑气的传送，能够有效减小塑料桶中的金属离子浓度。[0025]进一步地，抛光管道的抛光精度为200～800目。采用抛光管道和普通的管道相比，抛光管道表面光滑，不容易藏有颗粒，能够有效防止颗粒藏在管道的孔隙中，并在气源的吹
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力下，污染气源，最终在吹塑的过程中，污染塑料桶，因此，使用抛光管道能够的减少塑料桶内颗粒的数量。200～800目的抛光精度能够有效的保证高纯氮气不被污染，并更方便的传送。
[0026]进一步地，抛光管道采用电解抛光。采用电解抛光效率较高，且抛光后的表面能够形成致密牢固的氧化膜，不会产生加工变质层。[0027]进一步地，高纯氮气的压力为0.30～0.80Mpa。采用此范围的压力，能够有效的减小塑料桶中金属离子浓度。[0028]进一步地，吹塑设备的吹塑温度为180～210℃。吹塑温度较低时，由于塑料桶凝固的时间短，塑料桶能够快速凝固，当塑料桶被颗粒污染时，颗粒会附在塑料桶的表面，而当吹塑温度较高时，颗粒会在塑料桶内，凝固后颗粒会在塑料桶内部，即颗粒四周全部被聚乙烯包裹。这样在使用过程中，当塑料桶中放入液体后，由于颗粒周围全部被聚乙烯包裹，颗粒不易进入液体而对液体造成污染。因而选择较高的温度180～210℃，上述温度足够高，能够保证颗粒包裹在聚乙烯内部，同时，上述温度又不至于太高而影响塑料桶的成型。[0029]S2步骤：将聚乙烯颗粒从吹塑设备的加料口加入，聚乙烯颗粒经熔融、吹塑后制得高纯高密度聚乙烯塑料桶。[0030]进一步地，吹塑在净化房中进行，且净化房等级为万级～十级。吹塑在净化房中进行，能够有效减小吹塑过程中颗粒和金属离子对塑料桶污染的可能性。净化房是一个气体环境经过过滤的环境，其周围环境中不管了颗粒的浓度，还是金属离子的浓度都较小，能够有效的避免在吹塑过程中颗粒和金属离子对塑料桶造成污染。
[0031]以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。[0032]实施例1
本实施例提供一种高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产系统，如图1所示为高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产系统的结构图，上述高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产系统包括氮气储罐1、抛光管道2、过滤器3、吹塑机4、净化房5和净化房高效过滤器6。吹塑机4作为吹塑设备，其中，氮气储罐1、抛光管道2、过滤器3和吹塑机4依次连接，将高纯氮气传送至吹塑机作为吹塑气源。同时，具有加料口7的吹塑机4设置在净化房5中，且净化房高效过滤器6设置在净化房5上，用于保证净化房5中的纯净环境。
[0033]本实施例还提供一种采用上述高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产系统的高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，包括将氮气储罐1中的压力为0.55Mpa的高纯氮气经过抛光管道2传送至过滤器3。其中，抛光管道2采用电解抛光，抛光精度为500目；过滤器3精度为0.20微米。经过上述过滤器3过滤的高纯氮气传送至吹塑机4作为吹塑气源。将聚乙烯颗粒从吹塑机的加料口7加入，上述聚乙烯颗粒在吹塑机中经熔融变成铸桶混配料后，在高纯氮气的作用下于195℃吹塑温度下吹塑形成高纯高密度聚乙烯塑料桶。为了进一步降低周围环境气体在吹塑过程中对高纯高密度聚乙烯塑料桶造成颗粒和金属离子的污染，进一步控制高纯高密度聚乙烯塑料桶中颗粒和金属离子的浓度。将吹塑机4防止在等级为千级的净化房5中。空气经净化房高效过滤器6进入净化房5，以保证净化房5中的净化程度。[0034]实施例2
本实施例提供一种高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，其包括：将氮气储罐中的压力为0.80Mpa的高纯氮气经过抛光管道传送至过滤器。其中，抛光管道采用电解抛光，抛光
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精度为200目；过滤器精度为0.50微米。经过上述过滤器过滤的高纯氮气传送至吹塑机作为吹塑气源。将聚乙烯颗粒从吹塑机的加料口加入，上述聚乙烯颗粒在吹塑机中经熔融变成铸桶混配料后，在高纯氮气的作用下于180℃吹塑温度下将铸桶混配料吹塑形成高纯高密度聚乙烯塑料桶。为了进一步降低周围环境气体在吹塑过程中对高纯高密度聚乙烯塑料桶造成颗粒和金属离子的污染，进一步控制高纯高密度聚乙烯塑料桶中颗粒和金属离子的浓度。将吹塑机防止在等级为万级的净化房中。空气经净化房高效过滤器进入净化房，以保证净化房中的净化程度。[0035]实施例3
本实施例提供一种高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，其包括：将氮气储罐中的压力为0.30Mpa的高纯氮气经过抛光管道传送至过滤器。其中，抛光管道采用机械抛光，抛光精度为800目；过滤器精度为0.05微米。经过上述过滤器过滤的高纯氮气传送至吹塑机作为吹塑气源。将聚乙烯颗粒从吹塑机的加料口加入，上述聚乙烯颗粒在吹塑机中经熔融变成铸桶混配料在高纯氮气的作用下于210℃吹塑温度下将铸桶混配料吹塑形成高纯高密度聚乙烯塑料桶。为了进一步降低周围环境气体在吹塑过程中对高纯高密度聚乙烯塑料桶造成颗粒和金属离子的污染，进一步控制高纯高密度聚乙烯塑料桶中颗粒和金属离子的浓度。将吹塑机防止在等级为十级的净化房中。空气经净化房高效过滤器进入净化房，以保证净化房中的净化程度。[0036]实施例4
本实施例提供一种高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，其包括：将氮气储罐中的压力为0.50Mpa的高纯氮气经过抛光管道传送至吹塑机。其中，抛光管道采用电解抛光，抛光精度为500目。经管道将高纯氮气传送至吹塑机作为吹塑气源，将聚乙烯颗粒从吹塑机的加料口加入，上述聚乙烯颗粒在吹塑机中经熔融变成吹塑机将上述铸桶混配料在高纯氮气的作用下于190℃吹塑温度下将铸桶混配料吹塑形成高纯高密度聚乙烯塑料桶。为了进一步降低周围环境气体在吹塑过程中对高纯高密度聚乙烯塑料桶造成颗粒和金属离子的污染，进一步控制高纯高密度聚乙烯塑料桶中颗粒和金属离子的浓度。将吹塑机防止在等级为百级的净化房中。空气经净化房高效过滤器进入净化房，以保证净化房中的净化程度。[0037]实施例5
本实施例提供一种高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，其包括：将氮气储罐中的压力为0.30Mpa的高纯氮气经过管道传送至过滤器。过滤器精度为0.50微米。经过上述过滤器过滤的高纯氮气传送至吹塑机作为吹塑气源，将聚乙烯颗粒从吹塑机的加料口加入，上述聚乙烯颗粒在吹塑机中经熔融变成铸桶混配料在高纯氮气的作用下于180℃吹塑温度下将铸桶混配料吹塑形成高纯高密度聚乙烯塑料桶。为了进一步降低周围环境气体在吹塑过程中对高纯高密度聚乙烯塑料桶造成颗粒和金属离子的污染，进一步控制高纯高密度聚乙烯塑料桶中颗粒和金属离子的浓度。将吹塑机防止在等级为万级的净化房中。空气经净化房高效过滤器进入净化房，以保证净化房中的净化程度。[0038]实施例6
本实施例提供一种高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，其包括：将氮气储罐中的压力为0.80Mpa的高纯氮气经过管道传送至吹塑机。经管道将高纯氮气传送至吹塑机作为吹塑气源，将聚乙烯颗粒从吹塑机的加料口加入，上述聚乙烯颗粒在吹塑机中经熔融变成铸
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桶混配料在高纯氮气的作用下于210℃吹塑温度下将铸桶混配料吹塑形成高纯高密度聚乙烯塑料桶。为了进一步降低周围环境气体在吹塑过程中对高纯高密度聚乙烯塑料桶造成颗粒和金属离子的污染，进一步控制高纯高密度聚乙烯塑料桶中颗粒和金属离子的浓度。将吹塑机防止在等级为十级的净化房中。空气经净化房高效过滤器进入净化房，以保证净化房中的净化程度。[0039]对比例
本实施例提供另外一种高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，其包括：在净化房中将压力为0.80Mpa的空气经过管道传送至吹塑机作为吹塑气源。将聚乙烯颗粒从吹塑机的加料口加入，上述聚乙烯颗粒在吹塑机中经熔融变成铸桶混配料后，在空气的作用下于180℃吹塑温度下将铸桶混配料吹塑形成高纯高密度聚乙烯塑料桶。[0040]试验例1
采用微粒子测定仪（美国LIGHTHOUSE公司Liquid Sampler LS-60）测试实施例1～6生产的高纯高密度聚乙烯塑料桶和对比例生产的高密度聚乙烯塑料桶的颗粒浓度。具体操作流程为：
1、在净化房内取纯水，按仪器操作流程的有关规定，测定纯水的颗粒数A（个/mL）。[0041]2、在净化房中将纯水倒入容器（即实施例1～6生产的高纯高密度聚乙烯塑料桶或对比例生产的高密度聚乙烯塑料桶）中，纯水的体积占容器的1/3～1/2，充分振荡。[0042]3、在净化房中测量容器中纯水的颗粒取B（个/mL）。[0043]4、计算容器颗粒浓度P（个/mL）
计算公式：P= （B－A）* V2/V1式中：V1=容器的容积（mL）；V2=倒入容器中纯水的体积（mL）试验例2
采用电感耦合等离子体质谱仪（美国Agilent公司7500cs型）测试实施例1～6生产的高纯高密度聚乙烯塑料桶和对比例生产的高密度聚乙烯塑料桶的金属离子含量。具体操作流程为：
1、在净化房中取硝酸，按SJ/T11555-2015的有关规定，测定其金属离子含量为A2
（ppb）。[0044]2、在净化房中将硝酸倒入容器（即实施例1～6生产的高纯高密度聚乙烯塑料桶或对比例生产的高密度聚乙烯塑料桶）中，硝酸的体积占容器的1/3～1/2，充分振荡。[0045]3、在净化房中测量容器中硝酸的金属离子含量为B（）。2ppb[0046]4、计算容器金属离子含量I（ppb）
计算公式：I= （B2－A2）* V4/V3式中：V3=容器的容积（mL）；V4=倒入容器中硝酸的体积（mL）表1. 各实施例和对比例制备的塑料桶的颗粒浓度和金属离子含量
测试结果银(Ag) ppb铝(Al) ppb砷(As) ppb硼(B) ppb
实施例10.030.050.050.40
实施例20.070.090.080.62
实施例30.110.130.140.62
7
实施例40.190.200.290.78
实施例50.210.220.310.81
实施例60.470.530.521.21
对比例121584
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0.100.050.040.040.040.030.020.010.100.050.040.050.050.100.030.030.050.030.040.0231840
0.140.090.080.070.090.060.040.020.130.080.080.070.080.130.050.050.070.070.070.0361952
0.140.130.170.160.210.110.090.040.190.170.180.150.150.190.060.070.100.130.150.06132265
0.290.280.330.250.310.140.140.070.310.250.260.260.230.320.140.120.180.230.230.08172385
0.310.280.350.300.350.150.140.070.350.310.300.260.230.390.150.130.210.250.260.09162590
0.660.560.540.570.490.220.210.100.530.370.360.410.380.610.260.280.370.270.320.142830102
45101211138939688132211
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钙(Ca) ppb镉(Cd) ppb钴(Co) ppb铬(Cr) ppb铜(Cu) ppb镓(Ga) ppb锗(Ge) ppb金(Au) ppb铁(Fe) ppb钾(K) ppb锂(Li) ppb镁(Mg) ppb锰(Mn) ppb钠(Mn) ppb镍(Ni) ppb铅(Pb) ppb锡(Sn) ppb锶(Sr) ppb钒(V) ppb锌(Zn) ppb颗粒≥0.5μm个/mL颗粒≥0.2μm个/mL颗粒≥0.1μm个/mL
102171493715306352115392
将试验例1和试验例2测得的颗粒浓度和金属离子含量列入表1中，从表1中可以看出，实施例1～6生产的高纯高密度聚乙烯塑料桶的颗粒浓度和金属离子含量远远低于对比例生产的高密度聚乙烯塑料桶，可见将空气换成高纯氮气作为气源进行吹塑能够有效的将颗粒浓度和金属离子含量控制在较低的水平。其中，实施例1的方法生产的高纯高密度聚乙烯塑料桶的颗粒浓度和金属离子含量都明显低于实施例2～6。说明，不管是吹塑温度的控制，还是采用抛光管道，亦或者在净化房中操作都能够在一定程度上减小颗粒浓度和金属离子含量。
[0047]综上所述，本发明实施例的高纯高密度聚乙烯塑料桶的生产工艺，其使用高纯氮气取代传统的压缩空气作为气源，对高纯高密度聚乙烯塑料桶进行吹塑，使塑料桶内的颗粒、金属离子数量控制在较低范围，达到半导体要求。[0048]以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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