DE2655411A1 - METHOD AND DEVICE FOR APPLYING A PLASTIC COATING TO GLASS CONTAINERS - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR APPLYING A PLASTIC COATING TO GLASS CONTAINERSInfo
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Description
Dr. Hans-Heinrich Willrath tDr. Hans-Heinrich Willrath t
Dr. Dieter Weber Dipl.-Phys. Klaus SeiffertDr. Dieter Weber Dipl.-Phys. Klaus Seiffert
PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS
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Wheaton Industries, Millville, New Jersey, USAWheaton Industries, Millville, New Jersey, USA
Verfahren und Vorrichtung zur Aufbringung eines KunststoffÜberzuges auf GlasbehälternMethod and device for applying a plastic coating on glass containers
Prioritäten: Serial Nos. 638 679 Priorities: Serial Nos. 638 679
und 638 680 vom 8. Dezember 1975and 638 680 of December 8, 1975
sowie 731 995 vom 13. Oktober 1976and 731 995 of October 13, 1976
in USAin USA
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Aufbringung eines thermoplastischen Schutzüberzuges auf Glasbehältern und speziell ein solches Verfahren, das dazu bestimmt ist, einen sehr dünnen, äußerst gleichmäßigen Überzug hoher Qualität, besonders bezüglich der Klarheit und Transparenz, zu erzeugen. The invention relates to a method for continuous application a thermoplastic protective coating on glass containers and specifically such a process that is intended to to produce a very thin, extremely uniform coating of high quality, especially in terms of clarity and transparency.
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Zahlreiche Versuche wurden unternommen, Verfahren zur Aufbrin-Numerous attempts have been made to find methods of applying
gung von Kunststoffüberzügen auf Glasbehältern, besonders zum Verpacken unter Druck stehender Getränke, zu entwickeln. Diese Überzüge wurden verwendet, um die Oberfläche der Glasbehälter gegen Zerkratzen zu schützen, um Bruchstücke im Falle des Zerbrechens zu enthalten sowie zu dekorativen Zwecken.plastic coatings on glass containers, especially for packaging pressurized beverages. These Overlays have been used to protect the surface of the glass containers from scratching, to prevent fragments in the event of breakage to contain as well as for decorative purposes.
Die Verwendung von Wirbelschichten thermoplastischer Überzugspulver, in denen erhitzte Behälter eingetaucht werden, um ein Überziehen zu bewirken, ist in der US-PS 3 857 498 und der US-PS 3 901 180 beschrieben. Letzteres Patent befaßt sich besonders mit einer Apparatur zur Aufbringung des thermoplastischen Überzuges nach einem Wirbelschichtverfahren in kontinuierlicher Weise.The use of fluidized bed thermoplastic coating powders, in which heated containers are immersed, to create a Effecting coating is described in U.S. Patent 3,857,498 and U.S. Patent 3,901,180. The latter patent is particularly concerned with an apparatus for applying the thermoplastic coating by a fluidized bed process in continuous Way.
Die bekannten Überzugsverfahren für eine kontinuierliche Aufbringung eines Kunststoffüberzuges auf Glasbehältern produzieren aber nicht gleichbleibend einen dünnen, klaren Überzug hoher Qualität. In einigem Umfang entstehen diese Probleme, da bei den bekannten Verfahren die Überzugsdicke weniger gleichmäßig als erwünscht ist. Dies beeinträchtigt seinerseits die Klarheit. Auch ist eine große durchschnittliche Überzugsdicke erforderlich, um eine vorbestimmte Mindestdicke zu behalten, und dies beeinträchtigt die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Das Fehlen von Gleichmäßigkeit und das damit verbundene Erfordernis dickerer überzüge, um Fehler zu vermeiden, war auch ein Problem beim Wirbelschichtüberziehen allgemein. Außerdem waren bisher glänzende und klare überzüge in Wirbelschichtverfahren nicht mit gleichbleibender Qualität erhältlich.The known coating methods for continuous application However, a plastic coating on glass containers does not consistently produce a thin, clear coating high quality. To some extent, these problems arise because the prior art methods make the coating thickness less uniform than is desirable. This in turn affects the clarity. Also is a large average coating thickness required to maintain a predetermined minimum thickness, and this affects the economics of the process. The lack of uniformity and the requirement associated with it thicker coatings to avoid defects has also been a problem with fluidized bed coating in general. Also were previously glossy and clear coatings in fluidized bed processes not available with consistent quality.
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Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Wirbelschichtüberzugsverfahren für Glasbehälter zu bekommen, bei dem ein sehr dünner und äußerst gleichförmiger überzug hoher Qualität produziert wird.It is therefore an object of the present invention to provide a fluidized bed coating process for glass containers with a very thin and extremely uniform coating of high quality is produced.
Ein spezielleres Ziel der Erfindung ist es, ein solches Verfahren zu erhalten, worin Glasbehälter kontinuierlich durch Eintauchen in eine Wirbelschicht überzogen werden können, um in gleichbleibender Weise einen qualitativ hochwertigen und sehr klaren, sehr dünnen und sehr gleichmäßigen Kunststoffilm auf der Oberfläche der Behälter zu bekommen.A more specific object of the invention is to obtain such a method in which glass containers are continuously passed through Immersion in a fluidized bed can be coated to provide a high quality and consistently very clear, very thin and very even plastic film to get on the surface of the container.
Diese und andere Ziele, welche letztere im Laufe der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung klar werden, erreicht man kurz gesagt mit einem Verfahren, in welchem durch Eintauchen in einer Wirbelschicht eines Thermoplastenpulvers zu überziehende Glasbehälter zunächst thermisch derart konditioniert werden, daß ein hoher Grad an Temperaturgleichmäßigkeit in den gesamten zu beschichtenden Behältern erreicht wird. Dies kann durch Durchwärmung der Behälter während einer längeren Zeitdauer, wie beispielsweise während wenigstens 10 Minuten, in einem Ofen (der Vorheizkonditionierkammer) bei einer eng eingestellten Temperatur in der Größenordnung von 5,5 bis 11° C (10 bis 20 F) oberhalb der erwünschten Beschichtungstemperatur erfolgen. Der Ausdruck "Beschichtungstemperatur", wie er hier verwendet wird, bedeutet die Temperatur der Oberflächen der Behälter unmittelbar vor dem Eintauchen in die Wirbelschicht. Diese Temperatur variiert je nach den Eigenschaften des Pulvers des Überzugsmaterials. Allgemein wird die Beschichtungstemperatur derart ausgewählt, daß das Pulver des überzugs-These and other goals, the latter in the course of the following Description of the invention will become clear, is achieved briefly with a method in which by immersion in Glass containers to be coated in a fluidized bed of thermoplastic powder are first thermally conditioned in such a way that that a high degree of temperature uniformity is achieved in the entire containers to be coated. This can by soaking the container for a prolonged period of time, such as for at least 10 minutes in an oven (the preheat conditioning chamber) at a tightly set one Temperature on the order of 5.5 to 11 ° C (10 to 20 F) above the desired coating temperature take place. The term "coating temperature" as it is as used herein means the temperature of the surfaces of the containers immediately prior to immersion in the fluidized bed. This temperature varies depending on the properties of the powder of the coating material. Generally, the coating temperature selected such that the powder of the coating
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materials etwas fließfähig ist, sich auf der zu beschichtenden Oberfläche in einer vorbestimmten und gleichmäßigen Dicke ablagert und an ihr anhaftet, anschließend zu einem klaren Überzug schmelzen kann und daß die Temperatur unterhalb der Temperatur liegt, bei der oxidativer Abbau eintritt.materials is somewhat flowable, on the to be coated Surface is deposited and adhered to a predetermined and uniform thickness, then to a clear coating can melt and that the temperature is below the temperature at which oxidative degradation occurs.
Innerhalb einer kurzen Zeit nach Entfernung aus der Vorheizkonditionierkammer, in der Größenordnung von 10 bis 15 Sekunden, werden die Behälter während 2 bis 5 Sekunden in die Wirbelschicht von Pulver des thermoplastischen Überzugsmaterials eingetaucht und dann zu einer Nacherhitzungskonditionierkammer überführt, in welcher die Behälter und der überzug darauf mit einer geregelten Geschwindigkeit, in der Größenordnung von 14 C (25 F) je Minute, auf eine Endtemperatur gerade unterhalb jener Temperatur erhitzt werden, bei welcher ein wesentlicher oxidativer Abbau des Überzuges innerhalb einer relativ kurzen Zeit erfolgt. Die Behälter werden dann zu einer Zwischenkammer überführt, wo man sie spontan mit einer geregelten Geschwindigkeit, in der Größenordnung von 28 C (50 F) je Minute, auf eine Temperatur abkühlen läßt, bei der die Fließfähigkeit des Überzugspulvers vernachlässigbar ist. Man läßt dann die Behälter weiter mit einer geregelten Geschwindigkeit (wie durch Druckluftkühlung) auf eine Temperatur gerade oberhalb der Polymerkristallisationstemperatur des Thermoplastenüberzuges abkühlen. Schnelle Abkühlung des Überzuges über seinen Glasübergangstemperaturbereich erfolgt durch Abschrecken mit einer Flüssigkeit einer Temperatur unterhalb der Untergrenze des Glasübergangstemperaturbereiches des Überzuges, aber oberhalb Umgebungstemperatur, um die Bildung von Spannungen in den Glasbehälterwänden zu verhindern.Within a short time after removal from the preheat conditioning chamber, in the order of 10 to 15 seconds, the containers are immersed in the fluidized bed of powder of the thermoplastic coating material for 2 to 5 seconds and then transferred to a reheat conditioning chamber in which the containers and the coating thereon are included a regulated speed, on the order of 14 C. (25 F) per minute, to a final temperature just below that temperature at which a substantial oxidative degradation of the coating takes place within a relatively short time. The containers then become an intermediate chamber where they are spontaneously transferred at a controlled rate, on the order of 28 C (50 F) per minute allowed to cool to a temperature at which the flowability of the coating powder is negligible. The containers are then left continue at a controlled rate (such as by compressed air cooling) to a temperature just above the polymer crystallization temperature of the thermoplastic coating to cool down. Rapid cooling of the coating above its glass transition temperature range takes place by quenching with a liquid at a temperature below the lower limit of the Glass transition temperature range of the coating, but above ambient temperature, to avoid the formation of stresses in the glass container walls to prevent.
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Ferner können die überzogenen Behälter weiter mit Schmiermitteln und Spülwasser behandelt und getrocknet werden.Furthermore, the coated containers can be further lubricated and rinse water are treated and dried.
Die Temperaturgleichmaßigkeit in den gesamten Glasbehältern vor ihrem Eintauchen in die Wirbelschicht bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann man dadurch erhalten, daß man ein herkömmliches Tempern oder Erhitzen in einer Einbrennmuffel an einem Punkt unterbricht, wo die Behälter sich gerade unterhalb der Beschichtungstemperatur für das Verfahren nach der Erfindung befinden und dann auf die Beschichtungstemperatur in einer Wärmekonditionierkammer ähnlich der, welche sonst in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wieder erhitzt werden. In diesem Fall ist weniger Verweilzeit in der Vorheizkonditionierkammer erforderlich, als wenn das Verfahren für das Beschichten von Behältern benutzt würde, die man auf Umgebungstemperatur hat abkühlen lassen.The temperature uniformity in the entire glass containers prior to immersion in the fluidized bed in the process of the present invention can be obtained by interrupts conventional tempering or heating in a baking muffle at a point where the containers are just below the coating temperature for the method according to the invention and then to the coating temperature in a thermal conditioning chamber similar to that which is otherwise in the Method of the present invention used can be reheated. In this case there is less residence time in the Preheat conditioning chamber required as if the process were used for coating containers that are to be placed on Ambient temperature has let cool down.
In jedem Falle ist die Hitzekonditionierung vor dem Beschichten in dem Verfahren nach der Erfindung dazu bestimmt, um eine relativ konstante Temperatur nicht nur auf der Oberfläche aller zu beschichtender Behälter, sondern auch im wesentlichen in der Gesamtheit der Wände der Behälter an allen Punkten jedes Behälters zu gewährleisten. So wird die Neigung von Behältern in der Mitte einer Muffel, heißer zu sein, oder die Neigung dickerer Teile der Behälter, als Wärmesenke oder Wärmequelle, die den überzug ungleichmäßig machen, zu wirken, vermieden.In any case, the heat conditioning prior to coating in the method according to the invention is intended to achieve a relatively constant temperature not only on the surface of all containers to be coated, but also essentially in the Ensuring the entirety of the walls of the tanks at all points of each tank. This is how the inclination of containers in the center of a muffle to be hotter, or the tendency of thicker parts of the container to act as a heat sink or source of heat making the coating uneven, avoided working.
Aber außer der Gewährleistung eines Anhaftens eines dünnen, aber sehr gleichmäßigen Überzuges von thermoplastischem Überzugspulver aus der Wirbelschicht auf der gesamten Außenfläche jeden Behälters liefert die vorliegende Erfindung ein qualita-But besides ensuring adherence of a thin but very uniform coating of thermoplastic coating powder from the fluidized bed on the entire outer surface of each container, the present invention provides a qualitative
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tiv hochwertiges und äußerst gleichmäßig überzogenes Produkt auch infolge der sorgfältig geregelten Temperaturkonditionierung nach dem Beschichten, wie oben dargelegt wurde.tiv high-quality and extremely evenly coated product, also due to the carefully regulated temperature conditioning after coating as outlined above.
Im allgemeinen muß sich der Überzug während einiger Zeit in einem fließfähigen (erhöhte Temperatur) Zustand befinden, um ein gleichmäßiges und vollständiges Verschmelzen des Überzugspulvers zu bekommen. Wenn der Pulverüberzug zu schnell oder auf eine zu hohe Temperatur erhitzt oder zu lange auf erhöhter Temperatur gehalten wird, wird der oxidative Abbau des Überzuges ein Problem. So ist die Nachheizkonditionierung dazu bestimmt zu gewährleisten, daß das gesamte Überzugsmaterial in einen stark fließfähigen Zustand gebracht wird, um Fehler zu vermeiden, die aus einem Fehlen eines vollständigen Verschmelzens des Überzuges resultieren, während gleichzeitig ein Überhitzen des Materials vermieden wird, wie es durch zu schnelles Erhitzen oder zu hohe Erhitzungstemperatur verursacht werden könnte und zu einem Gelbwerden oder Verbrennen des Überzuges führen würde.In general, the coating must be in a flowable (elevated temperature) state for some time to get an even and complete fusing of the coating powder. If the powder coating is too fast or If the temperature is too high or if it is kept at an elevated temperature for too long, the oxidative degradation of the coating will occur a problem. The post-heating conditioning is intended to ensure that the entire coating material is in a highly flowable state is brought to avoid errors resulting from a lack of complete fusion of the coating, while at the same time avoiding overheating of the material, as is the case with too fast Overheating or excessive heating temperature and yellowing or burning of the coating would lead.
Ähnlich kann ein zu schnelles Kühlen des Überzuges von seinem stark fließfähigen Zustand am Ende des Nacherhitzens die Bildung einer Trübung verursachen, und die Anwendung des Abschrekkens, um zu bewirken, daß der Überzug schnell durch seine Polymerkristalliationszone geht, ist kritisch, um einen klaren Überzug zu produzieren. Gleichzeitig darf die niedrigere Temperatur der Abschreckphase nicht zu niedrig sein, da sich sonst Spannungen in den Wandungen der Glasbehälter aufbauen. Dies ist ein kritischer Faktor, der für das Wirbelschichtüberziehen von Glasbehältern eigentümlich ist, da in anderen TypenSimilarly, cooling the coating too quickly from its highly flowable state at the end of the post-heating can cause formation cause haze, and the use of quenching to cause the coating to rapidly pass through its polymeric crystallization zone is critical to produce a clear coating. At the same time the lower temperature is allowed during the quenching phase should not be too low, otherwise tensions will build up in the walls of the glass containers. This is a critical factor peculiar to fluid bed coating of glass containers, as in other types
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von Beschichtungsverfahren die Glasbehälter allgemein kühler als das Überzugsmaterial auf ihrer Oberfläche sind. ·of coating processes, the glass containers are generally cooler than the coating material on their surface. ·
Ein bevorzugtes Überzugsmaterial in dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist ein thermoplastisches ionisches Copolymer von Äthylen, an welches ein fluidisierendes Material, wie feinkörniges Kieselsäurepulver, angelagert ist. Ein solches Überzugspulver ist von E.I. duPont de Nemours and Company unter der Handelsbezeichnung Surlyn erhältlich, und solche fluidisierenden Additive sind unter der Handelsbezeichnung Aerosil und Tillanox erhältlich.A preferred coating material in the method according to present invention is a thermoplastic ionic copolymer of ethylene to which a fluidizing material, like fine-grained silica powder. One such Coating powder is from E.I. duPont de Nemours and Company under the trade designation Surlyn, and such fluidizing additives are available under the trade name Aerosil and Tillanox available.
Für eine speziellere Beschreibung des Beschichtungspulvers, das in dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung bevorzugt ist, wird auf die US-PS 3 264 272 Bezug genommen. Speziell sind solche Beschichtungspulver Copolymere von Polyäthylen und o(, ß-äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren, besonders solche, die durch Metallionen neutralisiert sind. Das am meisten bevorzugte Beschichtungspulver, mit welchem das vorliegende Verfahren entwickelt wurde und auf das die verschiedenen hier beschriebenen Verfahrenstemperaturen sich beziehen, ist ein ionisches Copolymer von Äthylen und 11 Gewichts-% Methacrylsäure mit einem Schmelzindex von 20, wobei 40 % der Carbonsäuregruppen des Copolymers mit Natriumionen neutralisiert sind. Im allgemeinen ist dieses am meisten bevorzugte Beschichtungspulver relativ fließfähig oberhalb etwa 177° C (350° F) und unterliegt nicht wesentlich einem oxidativen Abbau (mit Ausnahme längeren Erhitzens) unterhalb etwa 218° C (425° F). Die bevorzugte Flaschenbeschichtungstemperatur mit diesem Material liegt bei etwa 182 bis 210° C (etwa 360 bis 41O° F). Bei die-For a more specific description of the coating powder preferred in the method of the present invention Reference is made to U.S. Patent 3,264,272. Coating powders of this type are especially copolymers of polyethylene and o (, ß-ethylenically unsaturated carboxylic acids, especially those which are neutralized by metal ions. The most preferred coating powder with which the present Process developed and to which the various process temperatures described herein relate is a ionic copolymer of ethylene and 11% by weight methacrylic acid having a melt index of 20, with 40% of the carboxylic acid groups of the copolymer being neutralized with sodium ions. In general, this most preferred coating powder is relatively flowable above about 177 ° C (350 ° F) and is not significantly subject to oxidative degradation (other than prolonged heating) below about 218 ° C (425 ° F). The preferred one Bottle coating temperature with this material is about 182 to 210 ° C (about 360 to 410 ° F). At the-
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ser Temperatur lagert sich das Pulver in einer feinen Schicht gleichmäßig auf der zu beschichtenden Oberfläche ab und haftet daran an. Vollständiges Verschmelzen wird durch allmähliches Erhitzen in der Nacherhitzungskammer auf eine Temperatur gerade unterhalb der Temperatur gewährleistet, bei welcher ein oxidativer Abbau wesentlich wird, und in/dem man den beschichteten Behälter auf dieser erhöhten Temperatur (mit dem Überzug in fließfähigem Zustand) einige Minuten hält.At this temperature, the powder is deposited in a fine layer evenly on the surface to be coated and adheres at it. Complete fusing is achieved by gradually heating in the post-heating chamber to a temperature guaranteed just below the temperature at which an oxidative degradation is essential, and in / by the coated Hold the container at this elevated temperature (with the coating in a flowable state) for a few minutes.
Zu einem besseren Verständnis der Erfindung folgt nun eine detailliertere Beschreibung derselben unter Bezugnahme auf die Zeichnung. In dieser bedeutenFor a better understanding of the invention there now follows a more detailed description thereof with reference to FIG Drawing. In this mean
Fig. 1A undFigs. 1A and
Fig. 1B zusammen eine Seitenansicht der Appartur nach der vorliegenden Erfindung zur Beschichtung von Glasbehältern in Reihe in einer Wirbelschicht.Fig. 1B together a side view of the apparatus according to the present Invention for coating glass containers in series in a fluidized bed.
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die in den Fig. 1A und 1B gezeigte Appartur.Figure 2 is a top plan view of that in Figures 1A and 1B shown apartment.
Fig. 3 ist ein vergrößerter Querschnitt in der Ebene 3-3 in Fig. 1A der in Fig. 1A gezeigten Apparatur.Figure 3 is an enlarged cross-section on the line 3-3 in Figure 1A of the apparatus shown in Figure 1A.
Fig. 4 ist ein vergrößerter Ausschnitt eines Teils des in Fig. 3 gezeigten Mechanismus mit bestimmten Elementen desselben in einer Alternativstellung.FIG. 4 is an enlarged section of a portion of the mechanism shown in FIG. 3 with certain elements the same in an alternative position.
Fig. 5 ist ein vergrößerter Querschnitt in der Ebene 5-5 in Fig. 1A eines Teils der in Fig. 1A gezeigten Apparatur.Fig. 5 is an enlarged cross-section on line 5-5 in Fig. 1A of a portion of the apparatus shown in Fig. 1A.
Fig. 6 ist eine Detaildarstellung der Ebene 6-6 von Fig. 5 eines Teils des darin gezeigten Mechanismus.Figure 6 is a detail view on level 6-6 of Figure 5 of a portion of the mechanism shown therein.
Fig. 7 ist ein Schnitt in der Ebene 7-7 eines anderen Teils des in Fig. 5 gezeigten Mechanismus.FIG. 7 is a section on line 7-7 of another part of the mechanism shown in FIG.
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Fig. 8 ist eine Detaildarstellung eines Teils des in Fig. 5 gezeigten Mechanismus mit bestimmten Elementen desselben in einer Alternativstellung zu der in Fig. 5 gezeigten. FIG. 8 is a detailed illustration of a portion of that shown in FIG. 5 mechanism shown with certain elements of the same in an alternative position to that shown in FIG.
Fig. 9 ist ein Detailquer schnitt eines Teiles der in Fig. 1A gezeigten Apparatur in der Ebene 9-9 derselben.Fig. 9 is a detail cross section of part of that in Fig. 1A apparatus shown in level 9-9 of the same.
Fig. 10 ist ein Detailquerschnitt in der Ebene 10-10 des in Fig. 9 gezeigten Mechanismus.Fig. 10 is a detailed cross-section on the plane 10-10 of in Mechanism shown in Fig. 9.
Fig. 11 undFig. 11 and
Fig. 12 sind Detaildarstellungen in den Ebenen 11-11 bzw. 12-12 der in Fig. 1B gezeigten Apparatur.Fig. 12 are detailed representations in the levels 11-11 and 12-12 of the apparatus shown in Figure 1B.
Fig. 13 ist ein Detailquerschnitt in der Ebene 13-13 eines Teils der in Fig. 1A gezeigten Apparatur.Figure 13 is a detail cross-section on the plane 13-13 of one Part of the apparatus shown in Figure 1A.
Fig. 14 ist eine Detailseitenansicht des in Fig. 13 gezeigten Mechanismus.FIG. 14 is a detail side view of the mechanism shown in FIG. 13.
Fig. 15 ist eine perspektivische Darstellung des Spannfutterstabtransportsystems in der in den vorausgehenden Figuren gezeigten Apparatur.Figure 15 is a perspective view of the chuck bar transport system in the apparatus shown in the previous figures.
Fig. 16 ist ein Detailquerschnitt in der Ebene 16-16 des in Fig. 15 gezeigten Mechanismus, undFig. 16 is a detailed cross-section on the plane 16-16 of Fig Fig. 15 shown mechanism, and
Fig. 17 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung der Oberflächentemperatur der zu überziehenden Behälter zu der Zeit zeigt, während die Behälter durch die verschiedenen Stufen des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung hindurchgehen.Fig. 17 is a graph showing the relationship of the surface temperature of the containers to be coated at the time shows while the container is going through the various stages of the method according to the present invention Invention go through.
Nun wird die Erfindung unter Bezugnahme zunächst auf die bevorzugte Apparatur zur Durchführung des Beschichtungsverfahrens beschrieben.The invention will now be made preferred with reference first Apparatus for carrying out the coating process described.
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In den Fig. 1A, 1B und 2 sind ein Behälterabgabeofen 2 und eine Temperaturvorkonditionierkaramer 4 mit dem Behälter 6 am einen Ende hiervon gezeigt.1A, 1B and 2, a container discharge furnace 2 and a Temperaturvorkonditionierkaramer 4 with the container 6 on shown one end of this.
Der Behälter 6 oder genauer eine Vielzahl solcher Behälter, wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird aus dem Ofen 2 durch Drehbewegung des Motors 8 entfernt, welcher über die Kupplungsbremse 9 und das geschwindigkeitsreduzierende Getriebegehäuse 10 mit dem Kurbelarm 12 verbunden ist, und dieser ist schwenkbar über das Verbindungsteil 14 mit einem zweiten Kurbelarm 16 verbunden, welcher seinerseits die Welle 18 dreht, auf welcher ein Paar von Behälterhebearmen 20 befestigt ist.The container 6, or more precisely a plurality of such containers, as shown in Fig. 3, is removed from the furnace 2 by rotating movement of the motor 8 removed, which via the clutch brake 9 and the speed-reducing gear housing 10 with the crank arm 12 is connected, and this is pivotably connected via the connecting part 14 to a second crank arm 16, which in turn rotates the shaft 18 on which a pair of container lift arms 20 are mounted.
Am Ende eines jeden Behälterhebearmes 20 ist der Arm 20 gegenüber der Stelle, an welcher er an der Welle 18 befestigt ist, schwenkbar mit einem vertikalen Aufhänger 22 verbunden. An jedem Ende eines jeden Behälterhebearmes 20 ist dieser auch schwenkbar an Abstandshaltern 24 befestigt, die ihrerseits schwenkbar mit den gegenüberliegenden Enden eines ein Parallelogramm bildenden Teils 26 verbunden sind, und dieses Teil ist seinerseits an seinem oberen Ende mit einer zweiten Welle 28 verbunden, die durch einen dritten Kurbelarm 30 gedreht wird, und letzterer dreht sich in Einklang mit der Welle 18.At the end of each container lifting arm 20, the arm 20 is opposite the point at which it is attached to the shaft 18, pivotally connected to a vertical hanger 22. At each end of each container lifting arm 20 this is also pivotally attached to spacers 24, which in turn are pivotable with opposite ends of a parallelogram forming part 26, and this part is in turn connected to a second shaft 28 at its upper end which is rotated by a third crank arm 30, and the latter rotates in unison with the shaft 18.
Die Anordnung der Hebearme 20 und des ein Parallelogramm bildenden Teils 26 zusammen mit den Aufhängern 22 und anderen daran hängenden Elementen ist so konstruiert, daß die Hebearme quer zu der Richtung der allgemeinen Behälterbewegung in der Maschine verschoben oder weiter gewechselt werden, d.h. vertikal abwärts in Fig. 2, und zwar mit Hilfe des Zylinders 32, der fest auf einem Ende des Rahmenteils 34 und mit seinem an-The arrangement of the lifting arms 20 and the parallelogram forming Part 26 along with the hangers 22 and other hanging elements is constructed so that the lifting arms shifted or further changed transversely to the direction of general container movement in the machine, i.e. vertically downward in Fig. 2, with the help of the cylinder 32, which is fixedly on one end of the frame part 34 and with its other
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deren Ende an der gleitenden Büchse 36 mit dem Vorsprung 38 befestigt ist, welcher letzterer in eine Nut für jenen in der Welle 18 eingreift.the end of which is attached to the sliding sleeve 36 with the projection 38 which the latter in a groove for that in the Shaft 18 engages.
Nach dem Abnehmen vom Ende des Ofens 2 werden Behälter 6 durch die Apparatur zur Beschichtung von Behältern in Reihe mit einer Wirbelschicht nach der Erfindung von links nach rechts befördert, wie in den Fig. 1A, 1B und 2 gezeigt ist, während sie an einem einer Reihe von Spannfutterstäben 38 mit Endteilen 40 herabhängen, wobei letztere durch Rollen 42 unterstützt sind, die ihrerseits auf Überführungsschienensegmenten 43, und 46 ruhen. Die Überführungsschienensegmente 43, 44 und 46 sind ihrerseits auf verschiedenen feststehenden Rahmenteilen abgestützt, einschließlich der Teile 48, 49, 50, 51, 52 und Die Spannfutterstangen 38 sind in Abständen an den Unterbrechungen in den Uberführungsschienensegmenten 43, 44 und 46 durch die Stangenhalterung 54 der Abnahmestation und die Stangenhalterung 56 der Eintauchstation abgestützt.After removing from the end of the furnace 2, containers 6 are put through the apparatus for coating containers in series with it conveyed a fluidized bed according to the invention from left to right, as shown in Figs. 1A, 1B and 2, while them on one of a series of chuck bars 38 with end portions 40 hang down, the latter being supported by rollers 42, which in turn rest on transfer rail segments 43, and 46 rest. The transfer rail segments 43, 44 and 46 are in turn on different fixed frame parts supported, including parts 48, 49, 50, 51, 52 and The chuck bars 38 are spaced at the breaks in the transfer rail segments 43, 44 and 46 through the rod holder 54 of the removal station and the rod holder 56 of the immersion station supported.
In Fig. 1A sind der Behälterhebearm 20 und die dazu gehörigeIn Fig. 1A, the container lifting arm 20 and its associated
Vorrichtung einschließlich der Aufhänger 22 und der Stangenoder obererDevice including hangers 22 and rods or above
halterung 54 der Abnahmestation in aufrechter/Stellung unmittelbar vor der überführung von Behältern in Längsrichtung entlang der Maschine gezeigt. Die gleiche Anordnung ist auch in strichpunktierten Linien in ihrer unteren Stellung, die für die Behälterabnahme bereit ist, gezeigt.holder 54 of the removal station in the upright / position immediately shown before the transfer of containers lengthways along the machine. The same arrangement is also in dash-dotted lines Lines are shown in their lower position ready for container removal.
Das Wirbelschichtüberziehen erfolgt in der Apparatur von Fig. 1A, 1B und 2 durch Eintauchen der Behälter 6 in eine Wanne 58, die fluidisiertes Thermoplastpulver enthält, während die Behälter sich auf erhöhter Temperatur befinden. Thermoplastpulver,The fluidized bed coating is carried out in the apparatus of FIGS. 1A, 1B and 2 by immersing the container 6 in a tub 58, containing fluidized thermoplastic powder while the containers are at elevated temperature. Thermoplastic powder,
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das in Berührung mit den heißen Behälterseitenwänden kommt, schmilzt und bildet einen Überzug auf diesen Seitenwänden.that comes into contact with the hot container side walls melts and forms a coating on these side walls.
Eintauchen der Behälter 6 in die Wirbelschichtüberzugswanne erfolgt durch die Wirkung des Kolbens 60, der an seinem unteren Ende mit einem horizontalen Rahmenteil 62 und an seinem oberen Ende mit einem Querteil 64 verbunden ist, welches letzteres seinerseits an einem Paar von vertikal bewegbaren Stangenauf hänge teilen 66 befestigt ist, die ihrerseits an der Stangenhaiterung 56 der Eintauchstation befestigt sind. Auch mit den vertikal bewegbaren Stangenaufhängeteilen 66 sind Zahnstangen 68 und ein Paar von Antiklemmzahnrädern 70 auf einer gemeinsamen Welle 72 befestigt, die sich quer zu der Maschine erstrecken und in den Längsseiten-Rahmenteilen 73 gelagert sind.Immersion of the container 6 in the fluidized bed coating tub takes place by the action of the piston 60, which at its lower End is connected to a horizontal frame part 62 and at its upper end to a transverse part 64, the latter in turn, is attached to a pair of vertically movable Stangenauf hanging parts 66, which in turn is attached to the Rod holder 56 are attached to the immersion station. Even with the vertically movable rod suspension parts 66 are racks 68 and a pair of anti-pinch gears 70 on one common shaft 72 fixed, which extend transversely to the machine and mounted in the longitudinal side frame parts 73 are.
Rechts von der Wirbelschichtüberzugswanne 58 gehen die Behälter nacheinander durch die Durchwärmungskammer 74, die Luftkühlkammer 76, die Sprühabsehreckkammer 78 und sodann zu der Behälterausführstation 80.To the right of the fluidized bed coating tub 58, the containers pass one after the other through the soaking chamber 74, the air cooling chamber 76, the spray quenching chamber 78, and then to the container discharge station 80.
Nahe dem rechten Ende der in den Fig. 1A, 1B und 2 gezeigten Apparatur, wie am besten in den Fig. 1B und 2 zu sehen ist, enthält diese Apparatur den Motor 82, dessen Welle mit dem Rotor 88 verbunden ist, und dieser trägt Nockenstößel 86 und 88, die in die Längsüberführungsplatte 90 eingreifen, und diese ist ihrerseits an Büchsen 92 zur Bewirkung einer Längsbewegung der Überführungsröhren 94 befestigt. Begrenzte Drehbewegung der Überführungsröhren 94 erfolgt durch schwenkbar verbundene Verbindungsteile 190 und 192, die ihrerseits mit der Welle 98 verbunden sind, und der letzteren wird eine begrenzte intermit-Near the right end of that shown in FIGS. 1A, 1B and 2 Apparatus, as best seen in Figures 1B and 2, this apparatus includes the motor 82, its shaft with the rotor 88 is connected, and this carries cam followers 86 and 88, which engage in the longitudinal transfer plate 90, and this is in turn attached to sleeves 92 for causing longitudinal movement of the transfer tubes 94. Limited rotation of the transfer tubes 94 is carried out by pivotally connected connectors 190 and 192 which, in turn, are connected to the shaft 98 connected, and the latter will have a limited intermittent
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tierende Drehbewegung (in welchselnden Richtungen) durch den Kolben 100 erteilt, der am einen Ende mit dem Rahmenteil 102 und am gegenüberliegenden Ende mit einer Stelle auf dem Umfang des Kurbelarmes 104 am Ende der Welle 98 befestigt ist. Der Rahmenfortsatz 106 und die Führungen 108 bilden einen Aufnahmepunkt für Behälter an der Abnahmestation 80 und einen Aufnahmepunkt für Spannfutterstangen 38 nach der Entfernung der Behälter 6 von diesen, um die Spannfutterstangen 38 zum linken Ende der Apparatur zurückzuführen. Mechanische Einrichtungen zur automatischen Erfüllung dieser Funktionen, besonders für die Behälterabgabe und -aufnahme und die Rückführung der Stangen 3 8 zu der Behälteraufnahmestation der Maschine werden in einer stärker bevorzugten Ausführungsform dieser Apparatur einbezogen. rotating movement (in alternating directions) is given by the piston 100, which is connected at one end to the frame part 102 and is attached at the opposite end to a location on the circumference of the crank arm 104 at the end of the shaft 98. Of the Frame extension 106 and the guides 108 form a pick-up point for containers at the removal station 80 and a pick-up point for chuck bars 38 after removal of the containers 6 of these to return the chuck bars 38 to the left end of the apparatus. Mechanical facilities for the automatic fulfillment of these functions, especially for the discharge and pick-up of containers and the return of the bars 3 8 to the container receiving station of the machine are included in a more preferred embodiment of this apparatus.
In den Fig. 3 und 4 ist der Mechanismus für die Aufnahme von Behältern 6 aus dem Ofen 2 im einzelnen vor und nach der Behälterfestlegung gezeigt. Spezieller ist dort eine Spannfutterstange 3 8 und daran hängend eine Vielzahl von Spannfuttern mit Spannfutterhälsen 110 und Behälterhalsträgern 112 gezeigt.Referring now to Figures 3 and 4, the mechanism for receiving containers 6 from oven 2 is detailed before and after container attachment shown. More specifically there is a chuck rod 38 and a plurality of chucks hanging from it shown with chuck necks 110 and container neck supports 112.
Die Befestigungsstange 114 hält die Spannfutterhälse 110 in einer aufrechten Stellung vor dem Ineinandergreifen der Spannfutter und Behälter. Am linken Ende greift, wie in Fig. 3 zu sehen ist, die Stangenhalterung 54 der Aufnahmestation schiebend in die Zahnstange 116 ein, die ihrerseits in das Zahnrad 118 und über dieses in eine zweite Zahnstange 120 eingreift. Das Zahnrad 118 ist auf einer Welle mit einem Kurbelarm 122 befestigt, der an eine Zubringerfeder 124 angreift, und diese ist ihrerseits an dem festliegenden Rahmenteil 126 befestigt.The mounting rod 114 holds the chuck necks 110 in place an upright position prior to the interlocking of the chucks and containers. At the left end, as in FIG. 3, access is seen pushing the rod mount 54 of the pick-up station into the toothed rack 116, which in turn engages in the toothed wheel 118 and via this into a second toothed rack 120. The gear 118 is mounted on a shaft with a crank arm 122 which engages a feeder spring 124, and this is in turn attached to the fixed frame part 126.
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Die zweite Zahnstange 120 ist fest an der in Querrichtung gleitbaren Stange 128 befestigt, die von Rollen 130 getragen wird. An der in Querrichtung gleitbaren Stange 128 befindet sich eine Vielzahl von Behälterhalsträgerteilen 132. Das Widerlager 134 begrenzt die Bewegung der Stange 128 nach rechts, während die einstellbare Widerlagerschraube 137 so angeordnet ist, daß sie nach innen auf das Endstück 139 der Befestigungsstange 114 bei der koordinierten Linksbewegung der Spannfutterstange 38 und der mit ihr verbundenen Vorrichtung und Befestigungsteile und der Rechtsbewegung der Stange 128 und der mit ihr verbundenen Vorrichtung stößt.The second rack 120 is fixed to the transverse direction slidable rod 128 attached, which is carried by rollers 130. Located on the transversely slidable rod 128 a plurality of container neck support members 132. The abutment 134 limits the movement of the rod 128 to the right, while the adjustable abutment screw 137 is so arranged is that it is inwardly onto the end piece 139 of the mounting rod 114 with the coordinated leftward movement of the chuck rod 38 and its associated device and fasteners and the rightward movement of the rod 128 and the device connected to it.
Nach dem Ergreifen von Behältern, wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird die Spannfutterstange 38 zurück zu der Höhe der Überführungsschienensegmente 43, 44 und 46 gehoben und quer in ihre seitliche Ausgangsstellung umgelegt.After gripping containers, as shown in Figure 4, the chuck bar 38 returns to the level of the transfer rail segments 43, 44 and 46 lifted and folded across to their lateral starting position.
Die Weise, in welcher die Behälter 6 so aufgehängt werden, ist am besten in den Fig. 5 bis 8 zu sehen. Speziell in Fig. 5 ist der Spannfutterhals 110 gezeigt, der einen aufwärts gerichteten Fortsatz 110A besitzt, welcher in dem Spannfutterträger 136 gleitbar angeordnet ist und durch die Feder 138 abwärts gezwungen wird. Ein Luftdruchgang 140 erstreckt sich abwärts durch den sich nach oben erstreckenden Fortsatz 110A des Spannfutterhalses 110. Ein Abschnitt 142 mit vermindertem Durchmesser auf der Außenfläche des sich·nach oben erstreckenden Halsfortsatzes 110A ist so ausgebildet, daß er in den Schlitz 144 in der Befestigungsstange 114 eingreift. So hängtThe manner in which the containers 6 are so hung is best seen in FIGS. 5-8. Specifically in Fig. 5 the chuck neck 110 is shown having an upwardly directed Has extension 110A which is slidably disposed in the chuck carrier 136 and through the spring 138 downwards is forced. An air passage 140 extends downward through the upwardly extending extension 110A of the chuck neck 110. A portion 142 with reduced Diameter on the outer surface of the upwardly extending Neck extension 110A is designed to be in the Slot 144 in the mounting rod 114 engages. So depends
oder oberen der Spannfutterhals 110 in seiner aufrechten/Stellung, wie inor upper the chuck neck 110 in its upright / position, as in FIG
Fig. 8 gezeigt ist, mit der Befestigungsstange 114 in der amFig. 8 is shown with the mounting rod 114 in the am
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I b b b 4 Π -VS- I bb b 4 Π -VS-
weitesten links gelegenen Stellung. Eine Rechtsbewegung der Befestigungsstange 114 erlaubt, daß der Spannfutterhals 110 sich abwärts über die Behälter 6 bewegt, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Eine Befestigungs- und Federeinrichtung 146 in dem Spannfutterstangenendteil 40 neigt dazu, die Befestigungsstange 114 positiv in einer ihrer zwei vorbestimmten Stellungen zu lagern, wenn diese Einrichtung in Schlitze eingreift, die für diesen Zweck in dem Befestigungsstangenendstück 139 vorgesehen sind. ,leftmost position. Movement of the mounting rod 114 to the right allows the chuck neck 110 moves downward over the containers 6 as shown in FIG. A fastening and spring means 146 in the Chuck rod end portion 40 tends to be the mounting rod 114 positive in one of its two predetermined positions to store when this device engages in slots provided in the mounting rod end piece 139 for this purpose are. ,
Rollen 42 ruhen auf einem Gestellteil 148, das seinerseits auf einem sich nach innen erstreckenden Kanal 150 abgestützt ist, der an dem ÜberfuhrungsSchienensegment 46 befestigt ist. Öffnungen 153 in dem Kanal 150 in jeder Stellung oder Station für die Spannfutterstangen 38 entlang der Länge der Maschine sind so ausgebildet, daß sie schwenkbar befestigte Verankerungseinrichtungen 152 aufnehmen, die in Verankerungseingriff von der Feder 156 gehalten werden. Spezieller drückt die Befestigungseinrichtung 158, die in den Befestigerschlitz 160 eingreift, das schwenkbar befestigte Verankerungsteil 152 in eine Verankerungsstellung in dem Kanal 150.Rollers 42 rest on a frame part 148, which in turn is supported on an inwardly extending channel 150 which is attached to the transfer rail segment 46. Openings 153 in channel 150 in each position or station for the chuck bars 38 along the length of the machine are designed to have pivotably attached anchoring devices 152 held in anchoring engagement by the spring 156. More specifically, the fastener pushes 158, engaging fastener slot 160, pivotally mounted anchor member 152 in FIG an anchoring position in the channel 150.
Bewegung der Überführungsröhre 94 im Uhrzeigersinn und Eingriff des Anschlages 154 mit dem schwenkbar befestigten Verankerungsteil 152 befreit das Endteil 40, und die Spannfutterstange 38 für Längsbewegung durch den in Längsrichtung liegenden Eingriff des Anschlages 154 in dem Schlitz 162 des Endteils 40, so daß bei Längsbewegung der Überführungsröhre 94 die Spannfutterstange 38 mit Eingriff mit ihr in Längsrichtung bewegt wird. Um eine solche Längsbewegung der Überführungsröhre 94 zu ge-Clockwise movement of transfer tube 94 and engagement of stop 154 with the pivotally mounted anchor member 152 frees end piece 40 and chuck rod 38 for longitudinal movement by the longitudinal engagement of the stop 154 in the slot 162 of the end portion 40, so that upon longitudinal movement of the transfer tube 94, the chuck rod 38 is moved longitudinally into engagement therewith. In order to achieve such a longitudinal movement of the transfer tube 94
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statten, ist sie für eine Gleitbewegung in den Stützschulterteilen 164 gelagert und ruht auf dem Rollenlagerteil 166 des Überführungsschienensegmentes 46. Ähnliche Halterungs-, Lager-, Kanal- und Gestellteile sind auch mit den Überführungsschienensegmenten 43 und 44 verbunden.it is for a sliding movement in the support shoulder parts 164 mounted and rests on the roller bearing part 166 of the transfer rail segment 46. Channel and rack parts are also connected to transfer rail segments 43 and 44.
Um den Durchgang von Luft abwärts durch den Spannfutterhals 110 und über den oberen Teil des Behälterhalses 7 zu erleichtern, wenn Behälter 6 in das fluidisierte Thermoplastpulver in der Wirbelschicht in der Wanne 58 eingetaucht werden, enthält das Endteil 40 Luftdurchgänge 158, die mit dem inneren Hohlraum der Spannfutterstange 38 in Verbindung stehen, so daß Druckluft, die durch die Luftdurchgänge 168 eingeführt wurde, einen Auslaß abwärts durch die Luftdurchgänge 140 und den sich nach oben erstreckenden Abschnitt 110A des Spannfutterhalses 110 findet.To facilitate the passage of air down through the chuck neck 110 and over the top of the container neck 7, when container 6 in the fluidized thermoplastic powder Are immersed in the fluidized bed in the tub 58, the end portion 40 contains air passages 158 which communicate with the inner Cavity of the chuck rod 38 are in communication, so that pressurized air introduced through air passages 168 an outlet down through air passages 140 and the upwardly extending portion 110A of the chuck neck 110 finds.
Wie in-den Fig: 9 und 10 zu sehen ist, enthält die Stangenhalterung 56 der Eintauchstation eine Verbindung 170, die durch einen Luftdurchgang 172 zu Luftauslässen 174 in einem Luft-As can be seen in FIGS. 9 and 10, the rod mount contains 56 of the immersion station a connection 170, which through an air passage 172 to air outlets 174 in an air
durchgangseingriffteil 176 geht, welches durch die Feder 178 nach innen gedrückt wird. Geneigte Flächen 180 sind auf dem Teil 176 vorgesehen, um das Aufeinanderpassen der Luftauslässe 174 mit dem äußeren Ende der Luftdurchlässe 168 in dem Endteil 40 der Spannfutterstange 38 zu erleichtern.passageway engaging portion 176 extends through spring 178 is pushed inwards. Inclined surfaces 180 are provided on part 176 for the mating of the air outlets 174 with the outer end of the air passages 168 in the end portion 40 of the chuck rod 38 to facilitate.
Im Betrieb der Apparatur zur Beschichtung von Behältern in Reihe mit Hilfe einer Wirbelschicht nach der Erfindung werden aus dem Ofen 2 aufgenommene Behälter nach und nach durch mehrere Zwischenstationen entlang der Länge der nächstnachfolgen-In operation of the apparatus for coating containers in series with the aid of a fluidized bed according to the invention containers picked up from furnace 2 gradually through several intermediate stations along the length of the next
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den 80 -Bogensegmente der einzelnen Umdrehung des Motors 82 überführt. Um die Überführungsröhren 94 in ihre Ausgangsstellungen zurückzubringen, wird der Motor 82 mit einer einzelnen Drehung in entgegengesetzter Richtung gedreht.the 80 arc segments of the single revolution of the motor 82 convicted. To return the transfer tubes 94 to their original positions, the motor 82 is operated with a single Rotation rotated in the opposite direction.
Während der Verweilzeit zwischen zwei Vorwärtsbewegungen der Längsüberführungsplatte 90, d.h. nachdem der Nockenstößel 86 die Überführungsvorrichtung vorwärtsbewegt hat und bevor der Nockenstößel 88 in Eingriff gelangt ist, um die zweite Stufe der Vorwärtsbewegung der Vorrichtung zu bewirken, wird der Kolben 100 betätigt und arbeitet über den Kurbelarm 104, die Welle 98 und die Scheibe 188 über schwenkbar verbundene Stoßelemente 190 und 192, um einander entgegengerichtete Kurbelarme 194 zu stoßen und dabei die Überführungsröhren 94 in entgegengesetzten Richtungen zu drehen.- An einem Verbindungspunkt bei 100 ist jede der Überführungsröhren 94 durch einen T-förmigen Steckerabschnitt 202 und eine entsprechende, dazu passende Aufnahmenut 204 unterteilt. Wie in Fig. 16 zu sehen ist, gestattet die entsprechende Aufnahmenut 204 eine begrenzte Winkelbewegung zwischen den beiden Hälften der Überführungsrören 94, die auf diese Weise miteinander verbunden sind. Spezieller ist die Aufnahmenut 104 so konstruiert, daß sie eine begrenzte Drehbewegung der hinteren Abschnitte der Überführungsröhren 94 ohne entsprechende Winkelbewegung der vorderen Abschnitte der überführungsröhre 94 gestattet. Auf diese Weise wurden, wenn die zweite Stufe der Überführungsbewegung der Überführungsröhren 94 von links nach rechts in diesen Zeichnungen durch den Nockenstößel 86 bewirkt wird, die rechten Abschnitte der Überführungsröhren 94 aufwärts gedreht, so daß die Anschläge 152 aus dem Eingriff mit den SpannfutterstangenDuring the dwell time between two forward movements of the longitudinal transfer plate 90, i.e. after the cam follower 86 has advanced the transfer device and before the cam follower 88 is engaged, by the second stage To effect the forward movement of the device, the piston 100 is actuated and operates via the crank arm 104, the Shaft 98 and disc 188 via pivotally connected shock members 190 and 192 to push opposing crank arms 194, thereby engaging the transfer tubes 94 in opposite directions. At a connection point at 100, each of the transfer tubes 94 is passed through a T-shaped plug section 202 and a corresponding, matching receiving groove 204 divided. As seen in FIG is, the corresponding receiving groove 204 allows a limited angular movement between the two halves of the transfer tubes 94 interconnected in this way. More specifically, the receiving groove 104 is designed to have a limited rotational movement of the rear portions of the transfer tubes 94 without corresponding angular movement of the front Sections of transfer tube 94 are permitted. In this way when the second stage of the transfer movement of the transfer tubes 94 is from left to right in these drawings caused by the cam follower 86 rotates the right portions of the transfer tubes 94 upward so that the stops 152 out of engagement with the chuck bars
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an ihren betreffenden Behälterstationen gelangen. Auf diese Weise erfolgt eine Bewegung von Behältern bei den weiter entfernt liegenden Stationen durch die zweite Stufe der Längsbewegung der Überführungsröhren 94, während jene Behälter bei den näherliegenden Stationen nicht bewegt werden. Um eine Rückkehr der Überführungsröhren 94 zu ihren Ausgangsstellungen zu bewirken, sind Nasen 206 an den linken Abschnitten der Überführungsröhren 94 angebracht. Die Nasen 206 sitzen auf Auflagern 208 während der Überführungsbewegung der Überführungsröhren 94, und bei Beendigung der zweiten Stufe dieser Bewegung gelangen sie in Eingriff mit dem Nasenaufnahmeteil 210, welches dann durch den Kolben 212 abwärts bewegt wird, um die beiden Längshälften jeder der Überführungsröhren 94 zu der gleichen Winkelstellung zurückzubringen. Die Rückbewegung der Überführungsröhren 94 mit Hilfe der Nockenstößel 86 und 88 erfolgt dann, wie oben beschrieben, und der Überführungsmechanismus ist nun bereit für den nächsten Zyklus.arrive at their respective container stations. In this way, the containers move further away lying stations by the second stage of the longitudinal movement of the transfer tubes 94, while those containers are at the closer stations are not moved. To return To effect the transfer tubes 94 to their home positions, tabs 206 are on the left hand portions of FIG Transfer tubes 94 attached. The lugs 206 sit on supports 208 during the transfer movement of the transfer tubes 94 and upon completion of the second stage of that movement they come into engagement with the nose receiving part 210, which is then moved downward by piston 212 to the return both longitudinal halves of each of the transfer tubes 94 to the same angular position. The return movement of the Transfer tubes 94 by means of cam followers 86 and 88 are then carried out as described above, and the transfer mechanism is now ready for the next cycle.
Unter Bezugnahme auf die oben erläuterte und beschriebene Apparatur wird nun das Verfahren der vorliegenden Erfindung beschrieben, und zwar besonders in seiner Durchführung unter Verwendung der oben erläuterten und beschriebnen Apparatur.With reference to the apparatus explained and described above the method of the present invention is now described, especially when it is carried out using the apparatus explained and described above.
Es sei zunächst festgestellt, daß dieses Verfahren für jedes in einem großen Bereich liegende thermoplastische Wirbelschicht tüber zug spulver geeignet ist, um dauerhafte,- qualitativ hochwertige und sehr klare, dünne (in der Größenordnung von 0,1 mm - 4 Mil) und gleichmäßige (im Bereich von 0,075 bis 0,15 mm - 3 bis 6 Mil) Überzüge zu erzeugen. Vorzugsweise wird dieser überzug aus Harzen des oben beschriebenen Typs gebildet,It should first be noted that this process can be used for any wide range thermoplastic fluidized bed tüber Zug powder is suitable for permanent, high-quality and very clear, thin (on the order of 0.1 mm - 4 mils) and uniform (in the range of 0.075 to 0.15 mm - 3 to 6 mils) coatings. Preferably will this coating is formed from resins of the type described above,
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einschließlich besonders jener, die oben als am meisten bevorzugt genannt sind. Das Beschichtungspulver wird.in den Wirbelschichtbeschichtungsbehälter mit Luft mit einem Druck von 0,068 bis O,27 at (1 bis 4 psi) fluidisiert, die durch eine poröse Platte eingeführt wird, welche den Boden des Wirbelschichtbehälters bildet, um so eine Wirbelschicht mit einer Hohe in der Größenordnung von 305 bis 610 mm (12 bis 24 Zoll) zu erzeugen. Reine, trockene Luft mit einer Temperatur unterhalb 38° C (100° F) ist für diesen Zweck erforderlich. Obwohl die Einzelheiten des Wirbelschichtbehälters hier nicht erläutert werden, kann der Behälter allgemein einen überlauftrog oder Außenbehälter mit einem kleinen Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren Behälter aufweisen, welcher letzterer als überlauftrog für das Auffangen von überschüssigem Pulver dient. Ein Vakuum kann an diesen Trog angelegt werden, um einen Pulververlust zu vermeiden und eine Verunreinigung des umgebenden Luftraumes zu verhindern.including especially those mentioned above as most preferred. The coating powder is in the fluidized bed coating tank fluidized with air at a pressure of 0.068 to 0.27 at (1 to 4 psi) supplied by a porous plate is introduced, covering the bottom of the fluidized bed container forming a fluidized bed on the order of 305 to 610 mm (12 to 24 inches) high. to create. Clean, dry air at a temperature below 38 ° C (100 ° F) is required for this purpose. Although the Details of the fluidized bed container are not explained here, the container can generally have an overflow trough or Have outer container with a small gap between the inner and outer container, which latter as The overflow trough is used to collect excess powder. A vacuum can be applied to this trough to avoid powder loss to avoid and to prevent contamination of the surrounding air space.
Ein wichtiges Merkmal des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung ist die sorgfältige thermische Konditionierung der Behälter vor und nach dem Beschichten. Speziell ist ein kritischer Faktor das Fehlen einer gleichmäßigen Oberflächentemperatur und gleichmäßiger Wärmeeigenschaften verschiedener Behälter in einer Behälterreihe und selbst auf unterschiedlichen Teilen des gleichen Behälters. Die vorliegende Erfindung beseitigt jene :unerwünschten Bedingungen mit Hilfe einer Wärmekonditionierkammer vor dem Eintauchen der zu beschichtenden Behälter in das Wirbelschichtüberzugsmaterial. Dies kann durch eine relativ lange Verweilzeit in dem Wärmekonditioniervorheizofen 4 erfol-An important feature of the method according to the present invention is the careful thermal conditioning of the containers before and after coating. Special is a critical one Factor the lack of uniform surface temperature and uniform thermal properties of different containers in a row of containers and even on different parts of the same container. The present invention eliminates those : undesirable conditions with the help of a thermal conditioning chamber before immersing the containers to be coated in the fluidized bed coating material. This can be done by a relative long residence time in the heat conditioning preheating furnace 4
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gen. Stattdessen können auch Behälter, die bereits auf eine höhere Temperatur vorerhitzt wurden, wie jene, die durch einen Nachproduktionstemperofen oder eine konditionierende Einbrennmuffel gehen, direkt aus solchen Temperöfen oder Einbrennmuffeln mit einer Temperatur gerade unterhalb jener genommen werden, die für das Wirbelschichtüberziehen in dem Verfahren und der Apparatur nach der vorliegenden Erfindung nötig ist. Die Behälter werden dann über einen relativ kleinen Temperaturbereich in der Größenordnung von 11 bis 22° C (20 bis 40° F) in einem Wärmekonditionierofen 4 wieder erhitzt.Instead, containers that have already been preheated to a higher temperature, such as those that have been preheated by a Post-production annealing furnace or a conditioning stoving muffle are taken directly from such annealing furnaces or stoving muffles with a temperature just below that, necessary for fluidized bed coating in the method and apparatus of the present invention. the Containers are then placed over a relatively small temperature range, on the order of 11 to 22 ° C (20 to 40 ° F) in heated again in a heat conditioning furnace 4.
Auf diese Weise erhält man in den gesamten zu beschichtenden Behältern eine hochgeradige Temperaturglexchmäßigkeit und gute Wärmeüberführungseigenschaften. Mit dem bevorzugten Überzugspulver nach der vorliegenden Erfindung werden die zu beschichtenden Behälter in einer Vorkonditionierkammer auf etwa 191 bis 218° C (375 bis 425° F), vorzugsweise auf etwa 204° C (400° F) erhitzt. Beim Verlassen der Wärmekonditionierkammer gibt es eine Verzögerung in der Größenordnung von 10 bis 15 Sekunden, vorzugsweise näher 10 Sekunden, vor dem Eintauchen der Behälter in den Wirbelschichtbeschichtungsbehälter. Die Behälter mit ihren Oberflächen auf einer Temperatur im Bereich von 182 bis 210° C (360 bis 410° F), vorzugsweise auf einer Temperatur von etwa 204° C (400° F) werden dann während einer Zeit in der Größenordnung von 1 bis 5 Sekunden, vorzugsweise näher 2 Sekunden, eingetaucht, während welcher Zeit die Temperatur der Oberfläche der nun beschichteten Behälter auf etwa 149° C (300° F) fallen kann und dann infolge der in den Behälterwandungen enthaltenen Wärme zurück auf 204 C (400 F) zu steigen beginnt.In this way, a highly straight and good temperature uniformity is obtained in the entire containers to be coated Heat transfer properties. With the preferred coating powder according to the present invention, those to be coated Containers in a preconditioning chamber to about 191 heated to 218 ° C (375 to 425 ° F), preferably to about 204 ° C (400 ° F). When leaving the thermal conditioning chamber there is a delay on the order of 10 to 15 seconds, preferably closer to 10 seconds prior to immersing the containers in the fluidized bed coating container. The containers with their surfaces at a temperature in the range of 182 to 210 ° C (360 to 410 ° F), preferably at a temperature of about 204 ° C (400 ° F) are then on the order of 1 to 5 seconds, preferably closer to 2 seconds Seconds, immersed, during which time the temperature of the surface of the now coated container increased to about 149 ° C (300 ° F) and then rise back to 204 C (400 F) as a result of the heat contained in the container walls begins.
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An diesem Punkt kann ein zweiter Wirbelschichtbeschichtungsbehälter in das Verfahren der Erfindung (und in die zum Zwecke · der Beschreibung der Erfindung erläuterte Apparatur) eingeschaltet werden. Ein solcher zweiter Behälter kann für ein zweites Eintauchen unter Bildung eines ähnlichen gleichförmigen zweiten Überzuges vorgesehen sein, um die Gesamtbeschichtungsdicke auf 0,2 bis 0,3 min (8 bis 12 Mil) zu bringen.At this point a second fluidized bed tank can be added engaged in the process of the invention (and in the apparatus explained for the purpose of describing the invention) will. Such a second container can be used for a second immersion to form a similarly uniform one second coat to bring the total coating thickness to 0.2 to 0.3 minutes (8 to 12 mils).
Nach der Eintauchbeschichtung treten die Behälter in die Nacherhitzungskonditionierkammer ein, wo sie mit einer geregelten Geschwindigkeit, vorzugsweise in der Größenordnung von 14° C (25 F) je Minute,erhitzt werden, um die obere Temperaturgrenze der Nacherhitzungskammer zu erreichen, d.h. im Falle des nach der Erfindung bevorzugt verwendeten Überzugspulvers 218 C (425 F). In dieser Nacherhitzungskonditionierkammer wird das Überzugspulver vollständig geschmolzen, doch wird ein oxidativer Abbau des Pulvers durch die geregelte und kontrollierte Erhitzungsgeschwindigkeit, Erhitzungszeit und obere Temperaturgrenze vermieden. Unter anderem vermeidet dies wohl eine örtliche Überhitzung, die wahrscheinlich einen solchen Abbau verursachen könnte.After the dip coating, the containers enter the reheat conditioning chamber one where they run at a controlled rate, preferably on the order of 14 ° C (25 F) per minute, heated to the upper temperature limit of the post-heating chamber, i.e. in the case of the coating powder 218 C which is preferably used according to the invention (425 F). In this post-heating conditioning chamber, the coating powder is completely melted, but becomes an oxidative one Degradation of the powder through the regulated and controlled heating rate, heating time and upper temperature limit avoided. Among other things, this probably avoids local overheating, which is likely to cause such degradation could cause.
Nach der Nacherhitzungskonditionierkammer gehen die Behälter durch eine geregelte Kühltemperatur, wo man die beschichteten Behälter bis auf etwa 177° C (350° F) abkühlen läßt.After the post-heating conditioning chamber, the containers go through a regulated cooling temperature where the coated Allow container to cool to approximately 350 ° F (177 ° C).
Die beschichteten Behälter gehen dann durch eine zweite Kühlstufe, wo sie durch Druckluft auf eine Temperatur gerade oberhalb der oberen Grenze der Glasübergangstemperatur des Überzugspulvers abgekühlt werden. Um einen maximalen Glanz undThe coated containers then go through a second cooling stage, where it is pressurized to a temperature just above the upper limit of the glass transition temperature of the coating powder be cooled down. To get maximum shine and
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maximale Klarheit des Überzuges zu bekommen, muß das als Überzug aufgebrachte Pulver durch den Bereich der Glasübergangstempeatur hindurch so schnell wie möglich gekühlt werden, und dies erfolgt nach der vorliegenden Erfindung, indem man eine Flüssigkeit, wie Wasser, über den Überzug fließen läßt, um die Temperaturveränderung so schnell wie möglich ohne Zerstörung des Überzuges infolge des Auftreffens eines Sprühstrahles oder von Tröpfchen zu bewirken.To get maximum clarity of the coating, this must be the coating applied powders are cooled through the range of glass transition temperature as quickly as possible, and this is carried out according to the present invention by flowing a liquid, such as water, over the coating in order to reduce the temperature change as quickly as possible without destroying the coating as a result of the impact of a spray jet or of To effect droplets.
Ein kritisches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, die beschichteten Glasbehälter ohne Erzeugung von Spannungen darin abzukühlen. Es ist besonders wichtig in der Abschreckstufe. Zu diesem Zweck wird die Abschreckflüssigkeit, allgemein Wasser, auf eine Temperatur oberhalb Umgebungstemperatur bis in die Größenordnung von 54 C (130° F) im allgemeinen bis in den Bereich von 46 bis 63° C (115 bis 145° F) erhitzt, so daß das Kühlen durch die Polymerkristallisationszone hindurch (etwa 93 bis 74° C im Falle des bevorzugten Überzugspulvers nach der vorliegenden Erfindung) mit kleinstmöglicher Spannungsbildung erfolgt. Danach kann die überzogene Behälteroberfläche mit einem Schmiermittel besprüht werden, um ein Verkratzen der Oberfläche auf ein Minimum herabzusetzen und durch die Wirkung des Schmiermittels die Handhabung in Abfüll- und Verpackungsmaschinen zu erleichtern. Die Schmiermittelaufbringung erfolgt allgemein durch ein Spülen und anschließendes Trocknen unter Erzeugung des fertig überzogenen Produktes, eines Behälters mit einem klaren, glänzenden Kunststoffüberzug mit äußerst gleichmäßiger Dicke in der Größenordnung von 0,075 bis 0,15 mm (3 bis 6 Mil) .A critical feature of the present invention is that the coated glass containers are free from stress generation to cool down in it. It is especially important in the deterrent stage. For this purpose, the quenching liquid is used, general Water, to a temperature above ambient, generally on the order of 54 C (130 ° F) heated in the range of 46 to 63 ° C (115 to 145 ° F) so that cooling through the polymer crystallization zone (about 93 to 74 ° C in the case of the preferred coating powder according to the present invention) takes place with the smallest possible stress formation. Then the coated container surface can be sprayed with a lubricant to minimize scratching of the surface and by the effect of the lubricant to facilitate handling in filling and packaging machines. The lubricant is applied generally by rinsing and subsequent drying to produce the finished coated product, a container with a clear, glossy plastic coating of extremely uniform thickness on the order of 0.075 to 0.15 mm (3rd up to 6 mils).
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Die kritische Zeit-Temperaturbeziehung in dem Verfahren nach der Erfindung ist durch die graphische Darstellung in Fig. 7 erläutert, worin die Oberflachentemperatur eines Glasbehälters, bestimmt durch optische Pyrometrie, aufgezeichnet ist, wenn der Behälter die Vorheizkonditionierkammer verläßt, zu der Eintauchstation geht und dort eingetaucht wird, in die Nachhexzkonditionierkainmer eintritt, sodann zu der Kammer für geregeltes Kühlen (als Übergangsphase in dem Zeit-Temperaturdiagramm bezeichnet) und schließlich zu den Kühl-, Abschreck-, Schmiermittel-, Spül- und Trockenstufen geht.The critical time-temperature relationship in the method according to the invention is illustrated by the graph in FIG explains where the surface temperature of a glass container, determined by optical pyrometry, recorded as the container exits the preheat conditioning chamber goes to the immersion station and is immersed there, enters the Nachhexzkonditionierkainmer, then to the chamber for controlled cooling (referred to as the transition phase in the time-temperature diagram) and finally to the cooling, quenching, Lubricant, rinse, and drying stages go.
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Claims (49)
aufrechterZSte^ung häl·^ aufnimmt, wobei das Kappenteil· bei horizontaier Bewegung dieses horizontal· angeordneten Halteteils und Heraustreten dieses Teils aus der Ausnehmung frei herabfallen kann.or upper
upright position, the cap part being able to fall freely when this horizontally arranged holding part is moved horizontally and this part emerges from the recess.
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