PL219021B1

PL219021B1 - Method for heating thermoplastic preforms intended for the production of bottles using blow moulding

Info

Publication number: PL219021B1
Application number: PL393496A
Authority: PL
Inventors: Stanisław Płaska; Paweł Stączek; Krzysztof Reps; Paweł Sałata
Original assignee: Lubelska Polt; Smf Poland Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2015-03-31
Also published as: PL393496A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób podgrzewania preform z materiału termoplastycznego przeznaczony do produkcji butelek przez rozdmuchiwanie, zwłaszcza PET.The present invention relates to a method of heating preforms made of thermoplastic material for the production of bottles by blow molding, in particular PET.

Dotychczas znane są sposoby podgrzewania preform do produkcji butelek, w których do podgrzewania stosuje się promienniki podczerwieni rozdmuchiwane wzdłuż ich drogi przepływu.Hitherto, methods of heating preforms for the production of bottles are known, which use infrared heaters blown along their flow path for the heating.

W patencie USA nr 5 322 651 francuskiej firmy Sidel, przedstawiono sposób termicznej obróbki preform wykonanych z materiałów termoplastycznych, zwłaszcza PET, przeznaczonych do produkcji butelek i innych przedmiotów w procesach rozdmuchiwania lub rozdmuchiwania z rozciąganiem, podczas którego preformy obracają się wokół własnej osi i są podgrzewane w czasie transportu przez elementy grzewcze w postaci pojemników podczerwieni. Ze względu na niską przewodność cieplną tworzywa preform, ze strefy grzania odprowadzany jest nadmiar gorącego powietrza podgrzewanego przez promienniki podczerwieni. Gorące powietrze odsysane jest z przestrzeni pieca i mieszane jest z zewnętrznym chłodnym powietrzem zasysanym przez wentylator. Schłodzone powietrze podawane jest do pieca od strony szczeliny pomiędzy preformami tak, że szyjki preform nie ulegają deformacji. Temperatura mieszania powietrza odsysanego i zassanego z zewnątrz utrzymywana jest na stałym poziomie.In U.S. Patent No. 5,322,651 of the French company Sidel, a method of thermal treatment of preforms made of thermoplastic materials, especially PET, intended for the production of bottles and other objects by blowing or stretch blowing processes, during which the preforms rotate around their axis and are heated, is presented. during transport through heating elements in the form of infrared containers. Due to the low thermal conductivity of the preform material, excess hot air heated by infrared heaters is removed from the heating zone. The hot air is sucked from the furnace space and mixed with the outside cool air sucked in by the fan. The cooled air is fed into the furnace from the side of the gap between the preforms so that the necks of the preforms are not deformed. The mixing temperature of the air sucked in and sucked in from outside is kept constant.

W amerykańskim opisie patentowym nr 6 906 290, japońskiej firmy Ypshino Kogyosho Co. Ltd., przedstawiono sposób podgrzewania preform w celu wydmuchiwania butelek z jednoczesnym rozciąganiem, o krótkim czasie grzania. Sposób polega na podgrzewaniu preform w kilku etapach. W pierwszym etapie wykonuje się źródła promieniowania podczerwonego o dużej mocy i podgrzewa się preformy przechodzące przez tunel grzewczy do temperatury nieco poniżej temperatury krystalizacji z jednoczesnym intensywnym odsysaniem gorącego powietrza. Podgrzewanie w tym etapie zachodzi przez promieniowanie. W drugim etapie preformy, podgrzewane są przez strefę bez grzania i odsysania gorącego powietrza, co powoduje zmniejszenie różnicy temperatury pomiędzy powierzchnią zewnętrzną a ich temperaturą wewnętrzną. Transport ciepła odbywa się przez przewodzenie wewnątrz materiału preformy i jest stosunkowo powolny ze względu na niski współczynnik przewodzenia ciepła tworzywa PET. Kolejny etap polega na podgrzewaniu preformy tak jak w etapie pierwszym, przy czym intensywność promieniowania jest dobierana tak aby uzyskać odpowiedni profil temperatury wzdłuż osi preformy przy zachowaniu zadanej wartości różnicy temperatury pomiędzy powierzchnią zewnętrzną i wewnętrzną preformy.In US Patent No. 6,906,290, the Japanese company Ypshino Kogyosho Co. Ltd., shows a method of heating preforms to blow bottles while stretching them with a short heating time. The method consists in heating the preforms in several stages. In the first stage, high-power infrared radiation sources are made and the preforms passing through the heating tunnel are heated to a temperature slightly below the crystallization temperature, while intensively sucking hot air. Heating in this stage is by radiation. In the second stage, the preforms are heated by a zone without heating and sucking hot air, which reduces the temperature difference between the external surface and their internal temperature. The heat transport is carried out by conduction inside the preform material and is relatively slow due to the low thermal conductivity of PET. The next step consists in heating the preform as in the first step, the radiation intensity being selected so as to obtain an appropriate temperature profile along the preform axis while maintaining a predetermined temperature difference between the outer and inner surfaces of the preform.

Istotą sposobu podgrzewania preform z materiału termoplastycznego przeznaczonego do produkcji butelek przez rozdmuchiwanie polegający na wieloetapowym kształtowaniu profilu temperatury preform, w którym w pierwszym etapie następuje podgrzewanie powierzchni zewnętrznej preform do temperatury 120°C w czasie 2,5 s, w drugim etapie następuje wyrównanie temperatury w przekrojach poprzecznych preform, który odbywa się bez dostarczania energii cieplnej do preformy w czasie 4 s oraz w trzecim etapie dostarcza się energię cieplną przez czas 6 s do temperatury preform 120°C, zaś w pierwszym i trzecim etapie grzania gorące powietrze jest intensywnie odprowadzane, jest to, że przed etapem pierwszym grzania preform podgrzewa się je wstępnie gorącym powietrzem pochodzącym z pierwszego i trzeciego etapu grzania do temperatury 50 - 60°C, stanowiącej 40 - 50% temperatury preform z pierwszego etapu grzania, w czasie do 20 s.The essence of the method of heating preforms made of thermoplastic material intended for the production of bottles by blowing, consisting in a multi-stage shaping of the temperature profile of the preforms, in which in the first stage the outer surface of the preforms is heated to a temperature of 120 ° C for 2.5 s, in the second stage the temperature is equalized in cross-sections of the preforms, which takes place without supplying heat energy to the preform during 4 s and in the third stage heat energy is supplied for 6 s to the preform temperature of 120 ° C, while in the first and third heating stages, hot air is intensively removed, is that before the first heating stage, the preforms are preheated with hot air from the first and third heating stages to a temperature of 50-60 ° C, which is 40-50% of the preform temperature of the first heating stage, for up to 20 seconds.

Korzystnym skutkiem sposobu według wynalazku jest to, że wykorzystuje się ciepło odpadowe z procesów grzania kształtującego profil temperatury. Ponadto uzyskuje się lepsze dopasowanie profilu temperatury i skraca się czas podgrzewania preform a przez to ulega zmniejszeniu zużycie energii.A preferred effect of the method according to the invention is that waste heat from the heating processes shaping the temperature profile is used. In addition, a better adjustment of the temperature profile is obtained and the heating time of the preforms is shortened, thereby reducing energy consumption.

Sposób podgrzewania preform z materiału termoplastycznego przeznaczony do produkcji butelek przez rozdmuchiwanie polega na wstępnym podgrzewaniu zimnych preform gorącym powietrzem pochodzącym z etapu pierwszego i etapu trzeciego, w którym kształtuje się ostateczny profil temperatury. Temperatura, do której podgrzewane są preformy w etapie wstępnego podgrzewania wynosi 50°C a czas trwania tego procesu wynosi 15 s. Następnie preformy podgrzewane są w etapie pierwszym do temperatury 120°C w czasie 2,5 s. W trakcie tego etapu gorące powietrze odprowadzane jest i kierowane do etapu wstępnego podgrzewania. Kolejnym etapem jest wyrównanie temperatury w przekroju poprzecznym preform. W etapie tym nie jest dostarczana energia do preform, a wymiana energii odbywa się przez przewodzenie ciepła i jest stosunkowo wolna ze względu na to, że tworzywo PET jest złym przewodnikiem ciepła. Etap ten trwa 4 s. W etapie trzecim następuje nadanie ostatecznego kształtu profilu temperatury preform, do których dostarcza się energii cieplnej znacznie wolniej niż w etapie intensywnego podgrzewania. Proces ten trwa 6 s a osiągnięta temperatura preform wynosi 120°C przy różnicy temperatury pomiędzy zewnętrzną i wewnętrzną powierzchnią ścianki preformy 5°C.The method of heating thermoplastic preforms for the production of bottles by blow molding consists in pre-heating the cold preforms with hot air from the first stage and the third stage, in which the final temperature profile is formed. The temperature to which the preforms are heated in the preheating step is 50 ° C and the duration of this process is 15 seconds. Then, the preforms are heated in the first step to 120 ° C for 2.5 seconds. is and routed to the preheating stage. The next step is to equalize the temperature in the cross-section of the preforms. In this step, no energy is supplied to the preforms and the energy exchange is by heat conduction and is relatively slow due to the fact that PET is a bad heat conductor. This stage lasts 4 s. In the third stage, the final shape of the temperature profile of the preforms takes place, to which heat energy is supplied much slower than in the stage of intensive heating. This process takes 6 s and the achieved preform temperature is 120 ° C with a temperature difference between the outer and inner wall surface of the preform of 5 ° C.

Claims

Patent claim

A method of heating preforms made of thermoplastic material intended for the production of bottles by blowing, consisting in a multi-stage shaping of the temperature profile of the preforms, in which in the first stage the outer surface of the preforms is heated to a temperature of 120 ° C for 2.5 s, in the second stage the temperature is equalized in sections transverse preforms, which takes place without supplying heat energy to the preform for 4 s and in the third stage heat energy is supplied for 6 s to the preform temperature of 120 ° C, while in the first and third heating stages hot air is intensively removed, characterized by that before the first heating stage, the preforms are preheated with hot air from the first and third heating stages to a temperature of 50-60 ° C, which is 40-50% of the preform temperature of the first heating stage, for up to 20 s.