容器涂覆系统和方法

专利名称：容器涂覆系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种涂覆系统和相应的方法，该涂覆系统和相应方法
用于利用吹塑制成的塑性材料容器，例如PET瓶。
背景技术：
现在使用单级或吹塑机生产各种形状的塑性材料的食品级容器， 例如PET、 PP、 HDPE、 PEN等制成的瓶子或罐子。
用于生产例如瓶子、罐子等容器的单级机是一种系统，通过注射 和随后的拉伸和吹塑顺序，该系统从转化原始塑性材料颗粒到将吹制 容器生产为其最终形状，全部都在一个机器中进行。
可替换地，吹塑机是一种装置，该装置通过加热和随后的拉伸和 吹塑过程，将通过注塑机单独获得的预制件转变成吹制容器。这称为 双级机。
在一些情形中，当该容器需要特定性能时，例如它们必须容纳特 定类型的液体，在吹塑步骤之后还有涂覆操作。对于这种应用，使用 特别适合于使该容器不渗透气体(例如氧气和/或二氧化碳)的产品。 特别存在容器壁气体渗透问题的是例如用于容纳碳酸饮料以及其他食 品和饮料的瓶子，其中的氧化作用会导致该产品的感官特性的衰退， 这样降低了它的保存期。在其他情形中，涂覆仅仅用于装饰该容器的 外部。
涂覆是向容器施加由一层或多层涂层组成的外部保护，该涂覆增 加了容器的氧气和/或二氧化碳隔离特性，而不改变该未处理容器的其 他力学和强度特性，或甚至改善该未处理容器的其他力学和强度特性。
可替换地，涂覆系统是一种工业生产线，该工业生产线适于以特 定连续性和频率在具有预定特征的容器上执行涂覆工艺，该容器直接来自单级或吹塑机的输出段或来自存储区域，例如筒仓。
该已知涂覆系统可具有根据系统所需生产率而大范围变化的尺
寸，现今该生产率在每小时几百到几万瓶的范围内变化。
因此这种系统是高度自动的且通常通过专用计算机或通用计算机
控制，在特定情形中，也可以通过运行特定研制软件的个人计算机控制。
这些系统的 一般结构包括至少 一个待涂覆容器的装载站、涂覆站，
涂覆网化(reticulation)站、和将该已涂覆容器卸载或传送至其他机 器的卸载或传送站，该涂覆网化站包括例如根据所使用涂料的各种类 型的烘炉。在这种系统中，该容器通过链条或该容器所在的传送带沿 形成该系统的各个站传送，该链条具有夹持装置，特别是所谓预制件 保持器。
由于在特定市场中塑料容器的使用范围的越来越扩大，现在制造 了具有越来越高生产率的单级或吹塑机，但是现有涂覆系统不能有效 地允许例如涂覆过程的制造过程的连续运行，该过程以相当高生产率 涂覆、千燥和网化该涂料。实际上，已经研制出对于延长容器中产品 的保存期越来越有效的涂层或涂料，但是这种涂料需要比过去更复杂 且更多的操作来完成涂覆过程。为了执行这些操作，需要高能耗和相 当长的时间，从而损害了这些系统中的生产速度，如果要涂覆或网化 多于一个涂层，该速度进一步下降。此外，由于以下优点而期望有机 会将来自单级或吹塑机的容器直接输送给涂覆系统，所述优点包括容
器自身的更高水平的清洁度以及由此带来的更好的涂料粘附和降低的 缺陷风险。另一方面，更好的涂料粘附引起更均匀的分布和由此导致 的更均匀的网化，结果改善涂料总体性能的品质(隔离作用、耐化学 性、机械强度、感官质量等)。这样，也将降低废品数量。不利地，现 有涂覆系统，特别是具有更高生产率的涂覆系统，也导致高能耗(这 会引起明显不利的能量平衡)，还具有占用大量面积的处理站的非常大 的结构，因此也决定了高建设成本。因此需要获得能克服上述缺点的 涂覆系统和相应的方法。

发明内容
本发明的主要目的是获得 一种用于吹制塑性材料容器的涂覆系 统，特别地由于涂料涂覆干燥和网化烘炉结构，该系统能显著改善能 量平衡，同时确保生产率和灵活性，以便允许有效地连接到最先进单 级机或吹塑机上。
本发明的另一目的是获得一种涂覆系统，该系统不仅具有高生产 率，还具有紧凑整体结构和低运行成本。
本发明的又一目的是获得一种涂覆方法，该涂覆方法允许在塑性 容器上有效且快速地施加几层涂层。
因此，本发明利用具有权利要求5所述特征的用于吹制塑性材料 容器的涂覆系统和具有权利要求15所述特征的相应涂覆方法实现上 述目的。本发明的系统包括分别用于第一和第二涂层的第一烘炉和第 二干燥-网化烘炉，所述第一和第二烘炉具有模块结构，该模块结构 包括一个或多个如权利要求1所述的热处理通道。
本发明系统的生产率可在大约每小时6000至42000瓶的范围内变 化，且甚至可以更高。有利地，由于它的新颖特征，根据本发明的系 统可构造为适于各种生产需要，且可构造为渐增步骤，例如从每小时 6000瓶到42000瓶。
也可增加热处理通道的数量，而不需要重新设计该系统或调整主 要结构，同时保持该系统所占用面积基本上不变。这种模块化系统有 利于扩展系统范围，允许增加或降低生产率。
有利地，用于施加在该容器上的涂层的网化和干燥烘炉具有两级， 每级具有两个工作台(bank),导致显著地节省了空间。
为了降低能耗，有利地对在烘炉一些部分中使用且未被容器/涂覆 系统吸收的红外线辐射进行能量回收。这种回收通过空气/水热交换器 进行，该空气/水热交换器适当地位于该供容器通过的工作台附近。也 可对未被容器吸收的紫外辐射进行能量回收。
又一优点是可以通过控制进入空气/水热交换器的水温来调节烘炉中的空气温度。
独立于红外区域和热空气区域，混合系统在将排放热气流输送回 烘炉之前，将来自烘炉的至少部分排放热气流与来自外部的空气混合。
此外，设置在烘炉或单热处理通道的中心区域中的至少一个风扇 叶轮利用烘炉本身内部结构的对称性和不同配置将空气均匀分布在烘 炉隔室或部分中。
从属权利要求描述了本发明优选实施例。


参考附图，根据对以非限定性示例的方法示出的涂覆系统的优选
但不唯一的实施例的详细描述，将更了解本发明的特征和优点，其中 图l是根据本发明的涂覆系统透视图； 图2是图1所示系统的平面图； 图3是图1所示系统的第一处理站的平面图； 图4是图3所示第一站的透视图； 图5a是所述第一站的第一部分的示意性剖视图； 图5b是所述第一站的第二部分的示意性剖视图； 图6是容器在根据本发明的系统的第一烘炉内的行程的示意图； 图7是图6所示第一烘炉的第一截面图； 图8是图6所示第一烘炉的第二截面图； 图9是容器在根据本发明的系统的第二烘炉内的行程的示意图； 图IO是图9中所述第二烘炉的截面图。
具体实施例方式
参考附图，示出根据本发明的涂覆系统的优选实施例，特别地该 系统可在由塑性材料例如PET、 PP、 HDPE等制成的容器或瓶子上涂 覆两层涂层。
所施加的称为基础涂层的第一层大致是一种具有02和/或C02隔 离特性的涂层，简单地称为隔离涂层。称为顶部涂层的第二层大致是一种保护涂料。涂覆于容器上的涂层数可以等于一或大于二。
以附图标记l整体示出的本发明涂覆系统，包括 -装载/卸载站2，该站用于将容器装载到该涂覆系统的单传输链
条10上，且一旦完成涂覆过程，用于将容器从所述链条10上卸载； -可选的表面处理站(未示出)，该站具有容器表面的活化系统； -涂覆站3，该站用于涂覆隔离和上层涂料； -基础涂层干燥-网化站或烘炉14; -顶部涂层流动-网化站或烘炉14，。 该装载/卸载站2包括装载鼓筒，该装载鼓筒可以 -接收容器，该容器来自具有预定特征的传送线，例如空气式、
带式或板条式传送器，或直接来自单级或吹塑机，或可替换地来自筒
仓或储存区，
-以竖直位置将它们分类并以 一 定间距将它们隔开，
-利用颈部机械地固定它们而不损坏它们，且将它们输送到单传 输链条10上，该单传输链条设置成穿过整个涂覆系统l的封闭回路。
优选地，通过沿链条自身均勻间隔的 一 系列固定支承件或夹持件 (例如预制件保持器)相对单传输链条10以竖直位置保持容器。有利 地，该装载鼓筒是这样的
-如果出现装载问题，它允许排出容器9;
—它执行形状监测以防止不符合尺寸规定的容器被装载到传输链 条上并被发送给涂覆站；
—它可根据容器颈部类型容易且快速地定制。对于颈部改变需要 估计1小时的改变时间。
在装载鼓筒的紧邻下游的可选的表面处理或预处理站是容器表面 活化系统，其在实施涂覆之前利用例如冠面作用 (crown effect )、等 离子、紫外、表面干燥以提高容器可湿润性，由此获得更好效果。特 别地，P P容器必须通过由 一 系列定制电极形成的离子化环境(冠面作 用)而^皮活化。
在等离子作用表面活化系统的情况下，估计处理时间为约4秒或更少。
如果该容器来自储存区域，这些容器可在同一站中经历去离子吹 气操作以去除可能沉积在容器外表面上的静电电荷、尘埃等。当该过
程需要时，后一步骤包括使该容器承受例如大约10-15kV的电场中 的电荷，从而在将它们送至涂覆站中下一步骤之前用合适的电流对该 容器充电。
在图3至5b示出的用于施加隔离或顶部涂层的涂覆站3包括作业 机或迂回部4。该作业迂回部4是接收容器9的旋转机器，其包括
-第一浸润轮5和第一回转轮6，其分别用于施加隔离或基础涂 料和用于调节基础涂层厚度，
-以及第二浸润轮7和第二回转轮8，其分别用于施加顶部涂料 和用于调节顶部涂层厚度。
在第一和第二浸润轮或鼓筒5、 7 (如图3所示所述传输链条10 绕其巻绕以改变运动方向)下面，示出分别装有涂料(例如隔离或顶 部涂料)的多个储罐11。这种储罐11与各自轮或鼓筒的旋转运动同 步转动，且在该旋转期间，每个储罐适于竖直移动以容纳相应容器9， 这样该容器浸入涂料中。
参考图3，承载有夹持件(每个都保持容器的颈部)的链条10绕 第一浸润轮5巻绕，在第一浸润轮下面设置第一多个储罐11，如图5a 所示，这些储罐与所述第一轮5同步转动且容纳基础或隔离涂料。通 过将该容器浸入所述第一多个储罐中的过程施加该基础涂层。该储罐 事实上设置且移动以便每个储罐每次接收一个容器。也可使用每次能 浸入几个容器的储罐。在根据本发明系统的运行中存在时序，该时序 包括将容器9定位在储罐11上方；所述容器和所述储罐同步移动， 而后者升至更高位置，在该位置中该容器浸入储罐的涂料中以接收第 一层基础或隔离涂料的涂层；以及降低储罐以从涂料中取出该容器。
该作业迂回部4执行以下功能
-它通过保持容器颈部而刚性固定该容器，这样同时防止尘埃和 液体的进入；-它例如通过凸轮系统允许容器和受控储罐之间的相对运动。
总浸入行程取决于所采用的机械结构且分成两部分储罐11中的 液体进入容器9之前的第一接近行程，在该行程中平均上升速度必须 是兼顾机械系统可靠性的最大速度；和第二行程，在该行程执行浸润 过程，其中浸润和取出的平均速度必须不高于300毫米/秒。该浸润行 程取决于进行浸润的储罐的几何结构。该凸轮系统必须将容器保持在 浸润位置大约0.2秒。
在第一变型(未示出)中，如果该系统的尺寸需要，涂料可以通 过一个传送泵或多个传送泵和旋转接头供应给储罐。
该传送泵利用旋转接头通过该接头的第一腔室向储罐11连续供 应涂料，该接头用于连接与储罐连通的柔性传送管。该旋转接头还具 有与第一腔室分离的第二腔室，该第二腔室连接到柔性返回管，后者 也与储罐连接，用于使用抽吸泵排出多余的涂料。该旋转接头的下端 利用涂料到收集储罐的相应传送和返回管与收集储罐连接，该收集储 罐位于旋转接头本身和基础涂层的中心储罐(未示出)之间的中间位 置。
在图5a所示的第二变型中，涂料可通过环形储罐100输送给储罐 11，涂料通过管道101输送给环形储罐100。在第一变型中，环形储 罐100和储罐11通过作为连通器的管道102连接，以便储罐11和100 中的涂料到达高度105。在轮5旋转期间，储罐ll升至位置ll，，这 样容器9浸入涂料中；如果使用该连通器方法，阀103防止涂料从储 罐11底部流动，而溢流阀104引导可能从储罐11溢出的涂料向收集 管106流到图5a中右侧所示的高位置。
如果这是有利的，该两连通器输送系统和具有旋转接头的泵也可 适当地结合使用。
逐渐地，当该容器离开第一浸润轮5时，链条10开始绕第一回转 轮6巻绕以调节隔离涂料的基础涂层的厚度。在轮6中，每个容器在 其前进过程中在围绕该容器定位的相应隔室或保护罩60(图5b)中绕 其轴线转动特定时间。有利地该隔室具有用于完全回收通过该旋转器本身去除的过多涂 料的系统。该系统包括旋转接头，该旋转接头的下端通过涂料返回管
与收集储罐连接，或包括如图5b所示的阀103，，该阀设置在保护隔 室60的底部上以将去除的过多涂料排入收集储罐106，中。
在旋转步骤中该容器的旋转速度可在每分钟200至3000转的范围 中调节且独立于迂回部4的转速。该旋转时间大约是l秒。所施加的 湿隔离涂料膜的厚度可在100到20微米范围内变化且具有5微米的公 差；在该容器的整个表面上且在该机器的整个操作过程中该湿膜的厚 度必须保持在所要求公差内。
在已经通过浸润在容器上施加第一涂层且已经旋转该容器以去除 过多涂料之后，该传输链条10将该容器传送到基础涂层干燥-网化烘 炉14,简单地称为基础烘炉14。基础烘炉14的目的是从隔离涂料中 去除溶剂， 一般是水，且充分聚合该涂料。容器的涂覆表面所允许的 最高温度是65士2。C;未涂覆部分即颈部和颈部环所允许的最高温度是 55士2。C。
在引入基础烘炉14之前，传输链条IO的运动方向首先竖直偏离， 然后再水平地偏离，这样夹持件或预制件保持器被转动以便将容器设 置成其纵轴位于水平位置，例如图7所示。然后使链条10进行第一次 扭转。容器9以水平位置通过基础烘炉14且保持固定在传输链条10 上，该传输链条沿着图6中示意性示出的两级路线行进，这两级路线 包括以弧形段或简单地通过曲面连接在一起的四个工作台，两个下部 工作台和上部工作台。
干燥步骤的目的是从隔离涂料中去除溶剂， 一般是水，该干燥步 骤是以红外线辐射(IR)和空气对流结合使用为基础。该容器需要被 干燥一段时间，经过该时间可充分蒸发该溶剂以最好地完成后续处理 步骤，例如，防止在后续网化步骤中形成气泡。此外，该涂料本身需 要一定时间在该容器表面上均匀流动。
专用于干燥的基础烘炉14的部分分为两主要区域
—红外线辐射区域或IR区域；
15-和热空气区域。
该链条首先通过基础烘炉14的IR区域，该基础烘炉整体以附图 标记15表示，在图7中示出其截面图。由隔离涂料层覆盖的处于水平 位置的容器9进入IR区域15，且参考图7中的板的表面，在观察者 方向上通过右下工作台。沿曲线21(图6)，容器9返回区域15且通 过左下工作台20，，这样远离观察者。然后沿曲线22，该容器进入左 上工作台20"，再次向观察者前进；最后，通过曲线23,它进入右上 工作台20"，，远离观察者且向IR区域15的出口运动。
在优选实施例中，IR区域15具有
-设置在该基础烘炉的上壁上的至少一个空气吸滤器，所述来自 烘炉外部的空气温度为15至35。C;
-至少一个具有一个叶轮30的风扇，该风扇基本上设置在IR区 域15的中间且位于上部和下部工作台之间；
-位于每个工作台中的多个IR模块，优选但不必须地是每个工 作台5个模块。
顶部和底部通过打孔金属板36 (例如铝板)限定的IR模块每个 都包括一组IR灯32,例如称为"中波IR"灯的处于低热惰性类型的 1800° K温度的石英灯，或有利地称为"短波，，灯的具有2400。 K温 度的灯。
在该烘炉中，空气通过过滤器31沿叶轮30的轴线X纵向吸入， 然后通过同一叶轮相对所述轴线成90。角喷出。这样产生的空气侧流 40通过冲击基础烘炉的侧壁而分为分别通过上部工作台20"、 20"，和 下部工作台20，、 20的IR模块的第一向上流41和第二向下流42。这 样，IR区域15中的气流有利地被优化利用利用对称结构，设置在 该IR区域中心的风扇叶轮30实际上允许空气均匀分布到该烘炉的四 个隔间中。
在到达容器之前，气流41、 42分别通过热交换器，例如空气-水 散热片式热交换器或散热器33，该热交换器或散热器具有回收未被该 容器/涂覆系统吸收的辐射热的能量的功能，这样有利地实现该烘炉自身中的空气的热调节作用。
在IR区域15的出口，容器9保持在右上工作台20"，上且进入热 空气区域16,在该区域前述散热器33的热以预定温度和速度传送。 在该实施例中，热空气区域16在由曲线24、 25和26连接的工作台 20"，、 20"和20，上延伸，每个所述工作台被分成多个模块，例如分成 十五个模块。
图8示出包括热空气区域16的基础烘炉14的横截面部分。在该 情形中，通过至少一个过滤器31，吸入的热空气由产生空气侧流40，的 至少一个叶轮30，喷出，而在右侧仅形成一个向上流41'，因为该右下
工作台20通过分隔壁27与其他工作台隔离。而在左侧，产生向上流
41，和向下流42'。也在热空气区域16中，空气-水散热片式组件或散
热器33，和打孔金属板36，被设置在工作台上。
以正常的速率，该干燥步骤时间有利地进行以下划分 -在IR区域15中，该曲线的净最小时间等于10-20秒，优选
为16秒；
-在热空气区域16中，该曲线的净最小时间等于30- 50秒，优 选为40秒。
该干燥步骤的热特征是
-在IR区域15中比功率等于50 - 80kW/m2 (优选地为 60kW/m2);在自由区域以大约2米/秒的速度通过温度可在50- 70°C 变化的空气；四个等级的功率分布，高、中高、中低、低；
-在热空气区域16中在自由区域以大约2米/秒的速度通风， 且空气可校准温度为50 - 70±2匸。
专用于隔离涂料网化的基础烘炉14部分也分为两个主要区域
-冷空气调节区域17，在该区域离开热空气区域16的容器9被 冷却该容器表面的温度必须从大约65'C降低到低于40'C;
-和紫外线区域或UV区域18，在该区域该隔离涂料通过预定波 长的UV辐射有效聚合。
在优选实施例中，区域17和18都设置在右下工作台20上，该右下工作台20通过分隔壁27与其中有热空气流动的其他三个工作台分 开。在图8的截面图中在工作台20分别示出包括具有风扇35的冷空 气加压通路34的区域17，和具有中间压力水银放电灯28且包括臭氧 排放通路29的UV区域18。
网化步骤的时间有利地分为以下部分
-在空气调节区域17最大总时间大约为9秒(+/-3秒)；
-在UV区域18最小总时间大约为5秒(+/-2秒)。
该网化步骤的热特征是
-在空气调节区域17中，在自由区域以大约2米/秒通过最高温 度为4(TC的空气；
-在UV区域18中，大约总共120kW/m2的比功率，在自由区域 以2米/秒的速度通过最高温度为40"C的空气。
在图6所示实施例中，基础烘炉14总共具有四个热处理通道；仅 一个通道用于红外线发射，且其他三个用于各种热空气调节、冷空气 调节和紫外线辐射发射工作台。每个通道具有至少一个带叶轮的风扇 且通过面板300与相邻通道分隔。
一旦第一层隔离层在该容器上网化，传输链条IO将该容器从基础 烘炉14输送回到涂覆站3。在UV区域18的出口 ，链条10以先竖直 向下然后水平的方式改变它的运动方向，这样转向该预制件保持器以 将该容器再次以其纵轴位于竖直位置而布置。然后进行链条10的第二 扭转。
然后在链条10围绕第二浸润轮7巻绕的情况下，该容器以竖直位 置通过涂覆站3,位于第二浸润轮7下的第二多个储罐与所述第二浸 润轮7同步转动且容纳顶部涂料。在该情形中，如与施加基础涂层相 似的上述方法，也通过将该容器浸入所述第二多个储罐而涂覆第二涂 层。
逐渐地，当该容器离开第二浸润轮7，链条10开始绕第二回转轮 8巻绕以调节保护顶层保护涂料的厚度，这与上述用于第一回转轮6 的方法类似。所涂覆的湿顶部涂料膜具有可在20 — 10微米范围内变化的厚度， 且公差为2微米；在该容器整个表面上且在该机器整个运行过程中， 该湿膜的厚度必须保持在所要求公差内。
在已经通过浸润在容器上施加第二涂层且已经旋转该容器以去除 过多涂料之后，传输链条10将容器9输送到顶部涂层流动-网化或干 燥-网化烘炉14，中，简单地称为顶部烘炉14，。该顶部烘炉14，的目 的是从顶部涂料膜中去除低沸点溶剂，例如乙醇，从而使膜自身流动， 且获得所述顶部涂料的完全聚合。该容器的涂覆表面所允许的最高温 度是65士2'C;未涂覆部分即颈部和颈部环所允许的最高温度是55±2 。C。
在浸入顶部烘炉14之前，传输链条10的运动方向还首先竖直向 上偏离，然后再水平地偏离，这样预制件保持器被转动以便将容器再 次设置成其纵轴位于水平位置。然后进行链条10的第三扭转。然后该 容器以水平位置通过顶部烘炉14，且保持固定在传输链条10上，该链 条沿着图9中示意性示出的两级路线行进，这两级路线也包括以曲线 段或简单地通过曲面连接在一起的四个工作台，两个下部工作台和上 部工作台。参考图9和图IO的截面图，且参考后一附图的片表面，容 器9首先通过左下工作台50，由此远离观察者。沿曲线51，容器9 在观察者方向上通过右下工作台50，。沿着曲线52，然后该容器进入 右上工作台50，，且远离观察者前进；最后，利用曲线53，它们进入左 上工作台50，"，并向着观察者前进且向顶部烘炉14，出口运动。 在优选实施例中，在左下工作台50上具有以下部分 -第一红外线辐射区域15，，该区域具有IR模块，优选地但非必 要的有5个；
-和第二热空气对流区域16，， 考虑到每个工作台上总共15个 模块的情况，该区域被分隔为优选地但非必要的十个模块。 右下工作台50，和右上工作台50"具有相似的热空气模块。 顶部和底部通过打孔金属板36"(例如铝板)限定的IR模块每 个都包括一组IR灯32，，例如称为"中波IR"灯的处于低热惰性类型的1800° K温度的石英灯，或有利地称为"短波"灯的具有2400 ° K温度的灯。
在流动-网化烘炉14，中具有如下部分
-设置在烘炉14，的上壁上的至少一个空气吸滤器31",所述空气 以15-35'C和预定速度来自该烘炉外部；和
-至少一个具有叶轮30"的风扇，该风扇基本上设置在构成该烘 炉模块化结构的每个热处理通道的上部和下部工作台之间。
空气通过过滤器31"沿叶轮30"的轴线X"纵向吸入，然后通过 同一叶轮相对所述轴线成90。角喷出。这样所产生的空气侧流40"通 过冲击该顶部烘炉的侧壁而分为通过IR模块和热空气模块的第一向 上流动41"和第二向下流动42"，所述热空气模块分别属于工作台50、 50，和50"。在这种情形中，由过滤器31"吸入且由叶轮30"喷出的空 气将在左侧(图9)形成仅仅一个向下流动42"，因为左上工作台50" 通过分隔壁27，与其他工作台隔离。在到达容器9之前，热气流41"、 42"和来自通路34"的冷气流通过空气-水带散热片组件或散热器 33",该散热片组件或散热器具有回收未被容器/涂覆系统吸收的辐射 热能的功能，这样利用该烘炉自身的空气实现热调节作用。这样，顶 部烘炉14，的气流也有利地被优化。
在烘炉14、 14，中，且特别地在形成烘炉模块结构的每个热处理 通道中，有利地存在至少一个出口部，所述出口部包括例如一个或多 个可调节闸门200、和至少一个用于回收废气的侧排放导管201。废气 排放系统有利地存在于两烘炉14、 14，中；在基础烘炉14中，废气充 满湿气，在顶部烘炉14，中，废气充满乙醇和/或其他溶剂。
流动步骤的目的是从顶部涂料中移除溶剂， 一般是水，因此该流 动步骤以红外线辐射(IR)和热空气对流的结合使用为基础。该容器 承受红外线和热空气一段时间，该时间是充分蒸发该溶剂且允许在该 容器表面上的顶部涂料的伴随同源流动所需的。也在该情形中，改善 了后续处理步骤的完成，避免在后续网化中形成气泡。
该顶部涂料最后在左上工作台50，，，中网化，如上所述该工作台通过分隔壁27，与其他工作台隔离。在该工作台50，，，中存在以下部分 -冷空气调节区域17，，在该区域离开热空气模块的容器9被冷
却该容器表面温度必须从大约60X:降低到低于4(TC的温度；和 -紫外线辐射区域18，，在该区域通过特定波长的UV辐射使顶部
涂料发生聚合。
也在该情形中，该优选实施例具有区域17，和区域18',区域17' 包括具有风扇35，的冷空气加压通路34，，区域18，包括中间压力水银 放电灯28，和臭氧排放通路29，。
顶部涂料流动-网化步骤分为以下几部分
-流动在红外线辐射和热空气对流区域中的最小时间，该曲线 的净时间等于30- 50秒(优选地为40秒)；
-空气调节区域17'，持续大约9秒(+/-3秒)的最大总时间； -区域18，中的UV网化，持续大约5秒(+/-2秒)的最小总时间。
该流动-网化过程的热特征是
- IR/热空气区域灯32，的大约50 - 80kW/m2(优选为60kW/m2) 的比功率；在自由区域上以2米/秒通风，其中空气直接来自大气，并 且可校准温度为40"C至70。C士2。C;
-冷空气调节区域17，在自由区域以2米/秒通风，自动调温器 控制空气温度等于20。C;
-UV区域18，灯28，的总共大约120kW/m2的比功率；在自由 区域以2米/秒通风，自动调温器控制空气温度等于最大20。C。
在图9的实施例中，该顶部烘炉14，具有全部三个热处理通道； 每个通道可设置在不同工作台上，即热空气调节、冷空气调节和紫外 线辐射发射。每个通道设有至少一个带叶轮的风扇，且通过面板300' 相对相邻通道分隔。
此刻，在顶部烘炉14，的出口，该传输链条10进行第四次且最后 一次的扭转，该扭转将充分干燥且覆盖两涂层的容器9返回到竖直纵 轴位置。链条10最终到达装载/卸载站2，该站使用合适的夹持元件将
21该容器从该链条取走并将它们移动到具有预定特征的一个或多个下游 传送线，该传送线将它们带到后续处理站、包装站等。该类型的传送 线可以是例如空气式传送器或板条式传送器。
有利地，在烘炉14、 14，中，容器9以水平位置固定到预制件保 持器上前进因此这防止了该容器被润滑剂的滴或微粒污染或从传输 链条10掉落的其他脏物颗粒污染。这样，链条10也可在该烘炉本身 中充分润滑，在该烘炉中对润滑的需求更高且因此润滑剂污染该容器 的危险也增大，因为该烘炉温度使该润滑剂粘滞性更低且更液体化。
有利地， 一个或多个废气回收和调节站可用于烘炉14、 14，，在 图中未示出，其能处理高速气流。在这些回收和调节站中，独立于红 外线辐射区域和热空气区域，存在系统用于在将排放热气流传送回该 烘炉之前混合来自该烘炉的至少部分排放热气流和来自外部的空气。 有利地，在本发明系统中，可以通过操纵进入空气/水热交换器的水的 供给温度而调节烘炉中的空气温度。根据本发明可以设置用于涂覆过 程的其他附加站，在这些站之中包括涂料储存和准备站以及用于保持 排放水平符合使用该系统的国家的标准的废气清洁站。该站可具有用 于从废气回收溶剂的系统或用于部分回收存在于被净化的废气中的溶 剂热能的燃烧器系统。IR模块、热空气模块、冷空气模块和UV模块 在烘炉工作台上的设置是可变的，而且根据所使用涂料的类型，各种 涂覆处理阶段的时间和其他参数也是可变的，而不背离本发明的范围。
权利要求
1. 一种用于塑性材料容器的热处理通道，所述热处理通道限定有纵轴且相对所述纵轴在横截面分为至少四个部分，所述热处理通道包括-所述容器的传输链条(10)，该链条顺序通过全部的所述部分；-设置在所述部分中的至少一个中的热辐射发射装置；-位于通道壁中的第一开口，用于使第一气流进入所述通道；-设置在上部和下部部分之间的强制通风装置(30)，适于产生第二部分气流且使每个气流在相应部分内偏离。
2. 如权利要求l所述的通道，其中所述第一开口设有至少一个吸 滤器(31， 31，， 31")。
3. 如权利要求2所述的通道，其中所述部分中的至少一个由分隔 壁(27， 27，)隔离。
4. 一种用于在塑性材料容器上施加至少两个涂层的涂覆系统，包括-装载/卸载站(2)，该装载/卸载站用于将容器(9)装载到传输 链条(10)上且用于一旦完成所述容器的涂覆过程就将所述容器自身 从所述传输链条上卸载；所述传输链条(10)适于沿所述系统中的封闭路线运行，从而经过-至少一个涂料施加站(3)，该涂料施加站适于在所述容器上施 加至少一个涂层，-第一干燥-网化烘炉(14)，该第一干燥-网化烘炉用于在传输 链条(10)通过相应施加站时施加在所述容器上的第一涂层，所述第 一烘炉包括一个或多个如权利要求1所述的热处理通道，-第二干燥-网化烘炉(14，)，该第二干燥-网化烘炉用于在传 输链条(10)通过相应施加站时施加在所述容器上的第二涂层，所述 第二烘炉包括一个或多个如权利要求1所述的热处理通道，其中所述第一和第二烘炉(14, 14，)分别包括用于使所述容器上 的涂料干燥/流动的第一热辐射发射部和第一空气调节部、以及用于完 成涂料聚合的第二空气调节部和第二热辐射发射部。
5. 如权利要求4所述的系统，其中第一热辐射发射部(15， 15，) 包括红外线模块，所述红外线模块由具有一组IR灯(32， 32，)的打 孔板(36， 36")限定。
6. 如权利要求5所述的系统，其中被分为模块的笫一空气调节部 (16， 16，)具有至少一个强制通风装置(30， 30，， 30"),所述强制通风装置适于产生第二部分气流(40， 40，， 40")且适于使至少一个 热处理通道的相应部分内的每个气流偏离，从而均匀通过红外线辐射 模块和/或所述第一空气调节部(16)的模块。
7. 如权利要求6所述的系统，其中第二空气调节部(17， 17，) 位于至少一个热处理通道的通过分隔壁(27， 27，)与其他部分分隔的 四个部分之一中，且包括加压空气通路(34， 34，)，所述加压空气通 路设有适于将所述容器冷却到预定温度的风扇(35， 35，)。
8. 如权利要求7所述的系统，其中第二热辐射发射部(18)位于 至少一个热处理通道的通过分隔壁(27， 27，)与其他部分分隔的四个 部分之一中，且包括具有放电灯(28， 28，)的紫外线辐射模块并包括 臭氧排放通路(29， 29，)。
9. 如前述权利要求之一所述的系统，其中所述传输链条(10)适 于在四个部分中在所述烘炉(14， 14，)内运动，所述四个部分中两个 位于较高位置，两个位于较低位置，每个部分包括工作台(20， 20，， 20", 20"，， 50， 50，， 50", 50"，)，每个工作台通过曲线段与后续工 作台连接且适于将所述容器(9 )在所述烘炉内定位成其纵轴基本位于 水平位置，且在所述烘炉外定位成其纵轴基本位于竖直位置。
10. 如权利要求9所述的系统，其中在每个工作台中设有热交换 器(33, 33，)，用于回收未被所述容器(9)吸收的辐射热能且用于调 节所述烘炉(14， 14，)中的空气温度。
11. 如前述任一权利要求所述的系统，其中对于每个烘炉设有至少一个废气侧排放导管且可设有一个或多个废气回收和调节站，所述 废气回收和调节站包括混合系统，所述混合系统独立于第 一热辐射发射部(15， 15，)和第一空气调节部(16， 16，)而适于将从所述烘炉 气的后续传;。 - 、、- 、 ；，、'、
12. 如权利要求9至11之一所述的系统，其中在第一烘炉(14) 中，红外线辐射模块设置在所述第一烘炉的第一部分中的四个工作台(20， 20，， 20"， 20"，)上，第一空气调节部的模块设置在第一烘炉 的第二部分中的三个工作台(20，，，， 20"， 20，)上，第二空气调节部 (17)和紫外线辐射模块设置在第一烘炉的所述第二部分的工作台 (20)上，且其中在第二烘炉(14，)中，红外线辐射模块设置在第一工作台 (50)的一部分上，第一空气调节部的模块设置在包括所述第一工作 台的三个工作台(50， 50，， 50")上，第二空气调节部(17，)和紫外 线辐射模块设置在第四工作台(50，，，)上。
13. 如任一前述权利要求所述的系统，其中所述至少一个涂料施 加站(3)包括旋转式机器(4),所述旋转式机器(4)包括-第一浸润轮(5)和第一回转轮(6)，分别用于施加第一涂层和 调节所述第一涂层的厚度，-第二浸润轮(7 )和第二回转轮(8 )，分别用于施加第二涂层和 调节所述第二涂层的厚度，—第一和第二多个储罐(11 )，分别容纳用于第一和第二涂层的涂 料，且分别设置在第一和第二浸润轮(5， 7)下方，所述传输链条(IO) 适于绕所述第一和第二浸润轮巻绕以改变运动方向，所述储罐(11) 适合与相应的浸润轮同步转动且同时竖直移动，以容纳至少一个容器 (9)从而将该容器浸没在涂料中，-用于向所述储罐(11)输送涂料的至少一个输送泵和至少一个 旋转接头和/或连通器系统，-保护罩(60),所述保护罩适合在所述第一和第二回转轮(6， 8)旋转过程中绕所述容器(9)定位，所述保护罩设有用于回收多余涂料 的系统。
14. 一种用于通过如权利要求4至13所述涂覆系统对塑性材料容 器进行涂覆的方法，包括以下步骤-将容器(9 )装载入装载/卸载站(2 )中而装载到传输链条(10 ) 上，所述传输链条(10)适合在所述系统中的封闭回路上运行， —在相应涂料施加站中将第一涂层施加在容器上， -在第一干燥-网化烘炉(14)中干燥-网化所述第一涂层， -在相应涂料施加站中将第二涂层施加在容器上， -在第二干燥-网化烘炉(14，)中干燥-网化所述第二涂层， -从所述传输链条卸载容器(9)，其中在每个所述第一和第二烘炉(14， 14，)中，所述干燥步骤分 别包括第 一热辐射发射和第 一空气调节以使容器上的涂料干燥/流动， 且所述网化步骤分别包括第二空气调节和第二热辐射发射以完成涂料 的聚合。
15. 如权利要求14所述的方法，其中第一热辐射发射提供红外线 辐射且第二热辐射发射提供紫外线辐射。
16. 如权利要求15所述的方法，其中第一空气调节利用设置在所 述烘炉的壁中的至少一个吸滤器(31， 31，， 31")从外部抽吸温度为 15至35。C的第一气流，且利用产生第二部分气流(40， 40，， 40")的 至少一个强制通风装置(30， 30，， 30")对容器(9)强制通风，这样 这些第二气流能均匀地通过红外线辐射模块和/或热空气调节部(16) 中的模块。
17. 如权利要求16所述的方法，其中第二空气调节利用风扇(35， 35，)对容器进行第二强制通风，从而使容器的表面温度低于40。C。
18. 如权利要求14至17中任一所述的方法，其中在第 一烘炉(14 ) 中，干燥和网化步骤分别利用第一热辐射发射部(15)和第一空气调 节部(16)中温度从50至70。C变化的空气以及第二空气调节部(17) 和第二热辐射发射部(18)中最高温度为40'C的空气而在自由部分进行大约2米/秒的通风，且其中在第二烘炉(14，)中，干燥和网化步骤分别利用第一热辐 射发射部(15，)和第一空气调节部(16，)中温度从40至70'C变化的 空气以及第二空气调节部(17)和第二热辐射发射部(18)中最高温 度为20C的空气而在自由区域上进行大约2米/秒的通风。
19. 如权利要求18所述的方法，其中在第一烘炉(14)中，容器 在第一热辐射发射部(15)中的持续时间等于大约10-20秒，在第一 空气调节部(16)中的持续时间等于大约30- 50秒，在第二空气调节 部(17 )中的持续时间等于大约6-12秒，且在第二热辐射发射部(18 ) 中的持续时间等于大约3 - 7秒，且其中在第二烘炉(14，)中，在第一热辐射发射部(15，)和第 一空气调节部(16')中的总持续时间等于大约30-50秒，在第二空 气调节部(17，)中的持续时间等于大约6-12秒，且在第二热辐射发 射部(18，)的持续时间等于大约3-7秒。
20. 如权利要求14至19中任一所述的方法，其中 -通过设置在每个工作台上的热交换器(33, 33，)回收未被容器吸收的辐射热能且对烘炉中的空气进行热调节，-通过至少一个侧导管从每个烘炉中排出废气，-可能地通过混合烘炉输出的至少部分废气和来自外部环境的空 气而回收且调节所述废气以随后将空气输送给相应烘炉。
21. 如权利要求14至20中任一所述的方法，其中，在所述至少 一个施加站(3)中，通过将容器(9)浸入与相应浸润轮(5， 7)同 步旋转的储罐(ll)中而在容器上进行至少一个涂层的涂覆，传输链 条(10)绕所述浸润轮巻绕且同时竖直移动以容纳至少一个容器(9) 从而将该容器浸入涂料中，且其中浸润步骤包括储罐(11)向至少一 个容器(9)的第一接近行程、以及第二浸润行程，在所述第二浸润行 程中平均浸润和取出速度大约是300毫米/秒，且容器保持在浸润位置 的时间大约是0.2秒。
22. 如权利要求21所述的方法，其中通过在绕相应回转轮(6， 8)中的容器定位的保护罩(60)内使容器(9)绕其轴线独立于该回转轮 (6, 8 )的转速以每分钟200至3000转的范围中的可调节速度旋转预 定时间，来调节所述第一和第二涂层的厚度。
23. 如权利要求22所述的方法，其中在第一回转轮(6)的出口 处的容器(9)的外表面上的第一涂层的厚度可从大约100至20微米 变化，且在第二回转轮(8)的出口处的容器(9)的外表面上的第二 涂层的厚度可从大约20至10微米变化。
24. 如权利要求23所述的方法，其中在烘炉(14， 14，)中，容 器的外涂覆表面的最高温度是65±2 °C;非涂覆表面部分的最高温度是 55±2°C。
全文摘要
一种用于由塑性材料制成的吹制容器(9)的涂覆系统(1)，该系统具有高生产率和灵活性以允许与最先进单级或吹塑机有效连接。尽管它具有高生产率，该涂覆系统(1)具有紧凑的整体结构，该整体结构具有低实现成本和有限的能耗。与该系统一起描述了一种相应的涂覆方法。该方法用于在塑性容器(9)上有效且快速地施加多个涂层。
文档编号F26B3/28GK101454629SQ200780019055
公开日2009年6月10日 申请日期2007年5月22日 优先权日2006年5月24日
发明者A·萨兰, A·阿梅尔林, M·佐帕斯 申请人:S.I.P.A.工业设计自动化股份公司