專利名稱：用于生產(chǎn)塑料容器機器的塑料材料的干燥設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于塑料容器生產(chǎn)機器的塑料材料干燥設(shè)備及其相關(guān)方法。
技術(shù)背景一些應(yīng)用最為廣泛的塑料容器生產(chǎn)方法，特別是利用生產(chǎn)PET或其它熱塑 性聚合物制成的瓶和罐的高產(chǎn)率機器的方法，為結(jié)合在執(zhí)行完全瓶生產(chǎn)循環(huán)的 單一機器中的單級處理方法。其始于通常由顆粒狀PET組成的原始塑料材料， 其被熔化以執(zhí)行接下來的預(yù)塑件注塑處理。然后，保持合適溫度的預(yù)塑件直接 傳送到吹塑模具中，通常借助伸展-吹塑處理在該吹塑模具中形成最終的容器形 狀。在瓶由PET制成的情況下，必須將該材料以其顆粒狀原始狀態(tài)或者在重新 研磨之后進給到機器中，并且該材料具有高吸濕性，這意味著其不是特別適合 于用在吹塑成型處理中來生產(chǎn)高質(zhì)量的瓶。因此，必須烘干或干燥PET顆粒， 以減少其水分。僅僅只有當(dāng)PET具有正確的特性，當(dāng)水分減少到20-50%。的時 候，才可以開始塑化。同時干燥和加熱PET,以將其升溫至大于170。C的塑化溫 度，之后可以將其進給到擠壓機中。這部分包括塑料干燥和塑化的生產(chǎn)過程消 耗了相當(dāng)多的能量。單級瓶生產(chǎn)機器的下游是借助伸展-吹塑處理來生產(chǎn)瓶的模具。在機器這 一部分中，使用高壓壓縮空氣來使得預(yù)塑件膨脹，使其具有吹塑模具中的確定 形狀。兩步吹塑成型處理是現(xiàn)有技術(shù)中公知的，其特征是在兩個不同壓力下快 速的輸入壓縮空氣，該第一個壓力通常為大約10巴，另一個為大約40巴。相當(dāng)多的能量用來產(chǎn)生吹塑所需的壓縮空氣，特別是由于現(xiàn)在可獲得高的 瓶生產(chǎn)率的機器?；謴?fù)高壓下的部分壓縮空氣，而其仍保持很高的壓力，以便接下來提供給 處于較低壓力下的其它吹塑階段，這樣的方法和系統(tǒng)是現(xiàn)有技術(shù)中公知的。盡管有很好的節(jié)能方案，但是仍然浪費了相當(dāng)多用于生產(chǎn)壓縮空氣的能量， 因為仍然大量供給能量的空氣在較低壓力水平下再次使用后擴散到環(huán)境中了。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的是提供一種用于干燥塑料材料的設(shè)備，其與用來生產(chǎn)塑 料容器的吹塑成型模具機器結(jié)合使用，以獲得更高能效的生產(chǎn)方法。另一個目的是獲得由生產(chǎn)塑料容器的單級機器執(zhí)行的處理的更好結(jié)合，也 就是，該機器執(zhí)行所有的生產(chǎn)過程階段，從塑化開始到吹塑成型最終產(chǎn)品，減 少整個消耗，增大了機器效率，減小整體尺寸并增強了操作靈活性。本發(fā)明通過用于生產(chǎn)塑料容器機器的塑料材料的干燥設(shè)備來達(dá)到上述目的，根據(jù)權(quán)利要求1中所述，該設(shè)備包括用于恢復(fù)在容器吹塑機器中吹塑處 理之后進行的排氣處理中獲取的壓縮排出空氣的裝置；用于加熱所述空氣的裝 置，適合于加熱該排出空氣；用于產(chǎn)生電磁能量的裝置，適合于加熱塑料材料 及其中的水分，并且適合于干燥所述塑料材料；用于利用所述排出空氣的流出 氣流而排出從所述塑料材料中排出的水分的裝置。根據(jù)本發(fā)明的另 一個方面，通過用于使用上述設(shè)備進行塑料容器生產(chǎn)的干 燥塑料材料的方法來達(dá)到上述目的，根據(jù)權(quán)利要求7中所述，該方法包括以下 步驟-恢復(fù)在吹塑處理之后進行的排氣處理中獲取的壓縮排出空氣， -加熱所述空氣，-借助電磁能量加熱塑料材料及其中包含的水分， -利用所述空氣穿過實際塑料材料的流出氣流來干燥所述塑料材料。 在該方法的最后部分，塑料材料經(jīng)歷其它階段，由此轉(zhuǎn)變成最終塑料容器 產(chǎn)品。所述階段包括-塑料材料在干燥之后的熔化、塑化和均質(zhì)化， -注塑成型形成預(yù)塑件，-利用干燥后的壓縮空氣對預(yù)塑件進行吹塑，使其形成塑料容器的形狀。 預(yù)塑件成型步驟之后可以是中間冷卻處理，接下來在預(yù)塑件吹塑成型的時候進行再次加熱。這是多級機器的情況。另一種情況是來自注塑過程的仍然熱的預(yù)塑件直接傳送到吹塑機器。這是單級機器的情況。


從以下優(yōu)選但非唯一的塑料材料干燥設(shè)備實施例的詳細(xì)說明中，借助所附 的附圖，本發(fā)明進一步的特征和優(yōu)點將會變得清楚，該實施例僅僅只是示例性的而非限制性的，其中圖la為根據(jù)本發(fā)明的具有干燥設(shè)備的單級機器示意圖； 圖lb為根據(jù)本發(fā)明的具有干燥設(shè)備的多級機器示意圖； 圖2為利用根據(jù)本發(fā)明的干燥設(shè)備生產(chǎn)塑料容器的方法的步驟方塊圖。
具體實施方式
參考圖la中的示意圖，其示出了利用單級處理生產(chǎn)塑料瓶的機器，也簡稱 為單級機器，與根據(jù)本發(fā)明的塑料材料干燥設(shè)備IO結(jié)合。最常用到這類機器的 一類容器是PET瓶，但是除了PET容器，所述機器也可以用來生產(chǎn)其它類型的 塑料容器。用來生產(chǎn)PET瓶的機器包括PET進給系統(tǒng)和PET顆粒處理單元，該PET 顆粒處理單元加熱顆粒來使材料干燥。這個單元實際中可以由工藝管道組成， 依次分為第一預(yù)加熱部分和微波饋給部分，該微波饋給部分由動力單元、發(fā)生 器(通常也稱為磁控管)、發(fā)射器、波導(dǎo)和諧振腔組成。這部分機器執(zhí)行并控 制微波的使用來加熱PET，以及促進其水分的蒸發(fā)。PET受到兩種同時的加熱 處理，也就是對塑料進行水分加熱的間接效果和微波在樹脂分子鏈的偶極上作 用的直接效果的組合。還有一種系統(tǒng)，在所述加熱處理之后，將水分從塑料中強制排出。用來執(zhí) 行該操作的空氣由吹塑單元12通過合適的通道14提供。在下述瓶吹塑階段中 用到的空氣在吹塑之后從成型的瓶中排出，并且仍然具有極高的壓力，具有特 別有利于用來干燥PET的特征。所述空氣實際上已經(jīng)被干燥了 ，從而特別適合 于用來排出水分。這些空氣通常為最大壓縮到40巴的干燥空氣。所述空氣在離開吹塑單元12之后、進給到機器的PET干燥設(shè)備或單元10 之前受到加熱處理。在這一伸展段中的加熱處理使得空氣的溫度超過大約60°C, 從而有助于PET的預(yù)加熱，其效果與微波的加熱效果結(jié)合。在包含微波系統(tǒng)的部分之后的部分中，溫度進一步提升而使得PET加熱到 大約170。C溫度，以使其通過通道13進給到擠壓機中，材料在該擠壓機中混合 并均質(zhì)化?？梢岳眉訜岬胶线m預(yù)定溫度的排出的空氣來獲得這種溫度的增加。當(dāng)使用微波加熱系統(tǒng)的時候，PET在加熱期間必須不能保持靜止，并且從 機器啟動開始必須保持連續(xù)運動。這樣做的一個結(jié)果是，當(dāng)開始瓶的生產(chǎn)循環(huán) 時，PET在材料處于固定操作狀態(tài)并且可以被送到擠壓機出口之前多次穿過擠壓機。從而擠壓機將塑化(plasticized)的PET推向注塑模具11來進行預(yù)成型處 理，其是采用本領(lǐng)域公知的技術(shù)來進行的。干燥單元IO與旁路通道結(jié)合，該旁路通道用于在瓶生產(chǎn)循環(huán)啟動步驟期間 對工藝管道中的塑料進行再循環(huán)。在啟動期間或在任何情況下，當(dāng)機器從靜止 狀態(tài)啟動的時候，附加的壓縮機或與中心壓縮空氣系統(tǒng)的特定連接提供氣動系 統(tǒng)。然后從模具中移除預(yù)塑件，并將其在仍舊熱的且處于半塑料狀態(tài)的時候向 吹塑單元12傳遞。實際的吹塑單元為本領(lǐng)域中已知的機器單元，其中進行伸展和吹塑以便將 預(yù)塑件轉(zhuǎn)變成具有特定最終形狀的瓶。伸展-吹塑處理為本領(lǐng)域中已知的類型，這里就不再進一步詳細(xì)說明了。這 是PET瓶的生產(chǎn)中非常普遍的技術(shù)，通常由兩個處于不同壓力下的吹塑步驟組 成，第一個處于低壓下，第二個處于高壓下。在這個吹塑處理之后，空氣恢復(fù)原狀，而不是擴散到環(huán)境中，并且如上所 述進給到通道14中送到PET干燥設(shè)備10中。該機器還結(jié)合有用于控制各種執(zhí)行所有這里描述的操作所需的構(gòu)成元件和 單元的系統(tǒng)。有利的是，該機器還結(jié)合有將程序設(shè)置成隨待制造的產(chǎn)品變化的 處理控制和自動管理系統(tǒng)。由于上述特征，用來生產(chǎn)塑料瓶、設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的塑料干燥設(shè)備10的 機器，比如單級機器，具有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中機器的多個優(yōu)點當(dāng)生產(chǎn)被中斷， 然后在使該機器進入靜止?fàn)顟B(tài)之后再次恢復(fù)的時候，其消耗更少的能量并具有 更短的啟動時間。最后，因為不再需要現(xiàn)有技術(shù)的機器中常常用于干燥PET的 一些更龐大的器件或組件，所以減小了整體尺寸。這種類型的單級機器，其獲得根據(jù)本發(fā)明的干燥設(shè)備的最佳組合，包括原 始(raw)塑料干燥單元，塑料熔化、塑化和均質(zhì)化單元，預(yù)塑件注塑成型單 元，塑料容器吹塑單元，產(chǎn)生并干燥壓縮空氣用來在吹塑單元中進行吹塑處理 的單元，用于在吹塑處理之后恢復(fù)排出的壓縮空氣的裝置，用于產(chǎn)生適合于加 熱樹脂或原始塑料且適合于干燥所述塑料的電磁能量的裝置，用于利用所述排 出空氣的流出氣流來排出從所述塑料中提取的水分的裝置。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的千燥設(shè)備可以與用于特定領(lǐng)域中技術(shù)上熟知的單級機器生產(chǎn)塑料容器的機器結(jié)合使用。其也可以與采用多級方式生產(chǎn)瓶的機器 結(jié)合使用，該機器在注塑預(yù)塑件和對容器進行吹塑之間的生產(chǎn)循環(huán)中提供中斷， 但是仍然能夠?qū)⒖諝獯邓軓?fù)原，使其可以在預(yù)塑件的注塑成型之前的步驟中再 次使用。圖2為塑料容器生產(chǎn)方法中不同步驟的方塊圖，包括使用根據(jù)本發(fā)明的設(shè) 備進行干燥處理的方法。 所述方法包括-步驟l,其中，PET顆粒被干燥，依次包括使用熱空氣流和微波的組合進 行的預(yù)加熱和干燥處理，-步驟2,其中，借助熱空氣流排出從PET中提取的水分，隱步驟3，其中，PET的溫度再次增大，或進行改進(refme),以獲得用 于擠壓的理想條件，-步驟4，其中，擠壓PET，包括塑料材料的熔化、塑化和均質(zhì)化，-注塑成型步驟5，獲得預(yù)塑件，-吹塑步驟6，將預(yù)塑件轉(zhuǎn)變成容器，誦步驟7,其中，在吹塑處理之后恢復(fù)排出的空氣，-步驟8，其中，排出的空氣被加熱，接下來這些熱空氣在步驟1、 2中再 次使用，并且在進一步的加熱步驟9之后還在步驟3中再次使用。步驟l、 2和3可以在單體干燥設(shè)備中同時進行，或者在都布置在擠壓機上 游的多個器件中分開進行。
權(quán)利要求
1、一種用于生產(chǎn)塑料容器機器的塑料材料的干燥設(shè)備，包括用于恢復(fù)從在容器吹塑吹塑機器中吹塑處理之后進行的排氣處理中獲取的壓縮排出空氣的裝置；用于加熱所述空氣的裝置，適合于加熱該排出空氣；用于產(chǎn)生電磁能量的裝置，適合于加熱塑料材料及其中的水分，并且適合于干燥所述塑料材料；用于利用所述排出空氣的流出氣流而排出從所述塑料材料中排出水分的裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，用于產(chǎn)生電磁能量的裝置包括微波 發(fā)生器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，該吹塑機器包括一個或多個用于容 器的吹塑模具。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，該吹塑機器包括用于在兩種不同氣 壓下進行吹塑處理的裝置，兩種不同氣壓為第一較低氣壓和第二較高氣壓。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，該吹塑機器包括在較高壓力下恢復(fù) 排出空氣以供較低壓力下在吹塑處理中進行再利用的裝置。
6、 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一個所述的設(shè)備，其中，其適合于供用于生產(chǎn) PET容器的機器使用。
7、 一種用于生產(chǎn)塑料容器機器的塑料材料的干燥方法，借助根據(jù)權(quán)利要求 1的設(shè)備來執(zhí)行該方法，包括以下步驟-恢復(fù)來自在吹塑處理之后的排氣處理中獲取的壓縮排出空氣， -加熱所述空氣，-借助電磁能量加熱塑料材料及其中包含的水分，-利用所述空氣穿過實際塑料材料的流出氣流來干燥所述塑料材料。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在干燥處理之后，再次加熱排出空 氣氣流，以使塑料材料加熱到合適的溫度來用于擠壓。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，以顆粒的形式使用塑料材料。
全文摘要
一種用于生產(chǎn)PET瓶機器的PET干燥設(shè)備，包括在塑料熔化處理之前干燥原始塑料的單元，其中，利用微波能量加熱PET，并且通過在吹塑吹塑處理之后恢復(fù)的排出空氣流出氣流來干燥PET。
文檔編號B29B13/06GK101237976SQ200680028588
公開日2008年8月6日 申請日期2006年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月9日
發(fā)明者詹彼得羅·皮塔里, 馬泰奧·佐帕斯 申請人:S.I.P.A.社會工業(yè)化計劃與自動化股份公司