CN107030929A - 利用感应加热对塑料包装的一部分进行重整的设备和机器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了利用感应加热对塑料包装的一部分进行重整的设备和机器，其中该设备包括：与塑料包装接合的框架；导电工件；具有所述导电工件的工件支撑件；提供交流电源的感应工作头；连接到感应工作头且接收来自感应工作头的交流电的感应元件，该感应元件靠近工件支撑件的工件定位且通过感应将工件加热至760‑1093.33℃(1400‑2000°F)的温度；定位机构，该定位机构将工件支撑件降低到在塑料包装的上部内的位置，从而工件将热量传递给塑料包装的上部而不与该上部接触，由此软化该上部；以及水冷却的成形模，该成形模支撑在所述框架上并与所述软化的上部接合以重整上部，其中，该成形模被冷却，从而该成形模在重整所述软化的上部的同时冷却软化的所述上部。

Description

利用感应加热对塑料包装的一部分进行重整的设备和机器

分案申请

本申请是申请号为201080002595.4的中国专利申请的分案申请，上述申请的申请日为2010年4月6日，发明名称为“利用感应加热来对塑料包装的一部分进行重整的方法和设备”。

相关申请

本申请要求2009年4月7日提交的美国临时专利申请第61/167,344号的优先权权益，该美国申请的内容通过引用的方式并入本申请。

技术领域

本发明总体上涉及塑料容器，更具体地，涉及一种用于对塑料容器的一部分进行重整的方法(或工艺)和设备，最具体地，涉及一种用于对吹塑塑料容器的一部分进行重整的方法(或工艺)和设备。

背景技术

塑料容器的加盖过程通常要求该容器的上部(例如颈口)满足严格的尺寸公差。为了实现所需的公差，通常利用注射成型工艺、例如通过对容器进行注射吹塑成型来生产该容器的上部。然而，与其他类型的吹塑成型(例如挤出吹塑成型)相比，注射吹塑成型工艺具有明显的输出空腔(output-to-cavity)缺点。此外，注射吹塑成型通常需要昂贵的注射歧管并涉及易受影响的注射工艺。

根据另一种制造容器的方法，通过注射成型来制造具有预先构造的上部(例如，颈口)的预成型坯。随后，从该预成型坯的下部进行吹塑成型。但是，由于施加到预成型坯的热量，所述上部可能会在吹塑成型期间变形。这可能导致所述预先构造的上部落到公差之外。

对塑料容器进行挤出吹塑成型的工艺一般涉及以下步骤：挤压单层或多层塑料材料的管；将该管俘获在对置的模具部分之间；将该管吹制成模具腔的轮廓；打开模具；取出容器；以及修整容器颈口的端部。该修整操作能包括从颈口上去除溢边或毛刺。所修整掉的材料可以丢弃，或可替代地，作为工艺回收物料再循环。

在另一示例性挤出吹塑成型操作中，修整操作能包括使端对端成型的两个容器分离。在任一情形，修整操作都可能留下不平整的端面，用于以后与容器封闭件密封接合。此外，容器颈口的端面可能具有模具分型线接缝，该模具分型线接缝能不利地影响与容器封闭件的密封接合。这些不平整或不一致的端面特征件也会影响感应密封。感应密封通常包括在填充容器之后将金属衬里盘片感应焊接到容器端面，以实现令人满意的容器密封。

为了克服这些缺点，已经提出了通过使容器颈口端面与加热的磨光工具接触来磨光容器颈口的端面。在使容器颈口端面接触时，所述工具同时将颈口的端部加热到塑料材料的特定软化温度，并改变该端面以消除模具分型线接缝、不平整的修整部分和其他成型后的缺陷。该工艺也具有某些缺点。

例如，容器颈口的被加热的塑料可能趋向于粘到所加热的磨光工具上。也难以控制该磨光工具的温度以便在该工具的磨光表面上获得期望的温度。此外，有效的磨光常常需要该容器或磨光工具中的一个相对于另一个旋转，以实现期望的效果。这种旋转引入了额外的工艺变数，并因此影响生产速度。因而，加热的塑料粘到磨光工具上的趋势、再加上通常需要的控制所述工具的磨光表面温度的旋转步骤和难度，使得难以确定和控制最佳的工具-表面接触时间(即，停留时间)。该停留时间(磨光工具在该停留时间内与颈口的端部接触)以及额外的工艺变数应当最小，以实现期望的生产速度。尽管如此，在许多应用中，磨光操作无法处理足够的塑料来实现实际的生产循环时间。

所提出的针对上述缺点的另一解决方案是：在容器开始成形之后对颈口进行重整。在该解决方案中，容器被加热以软化该容器的需要重整的部分，随后使工具与软化的部分接触。通常，利用红外(IR)热灯管或加热带来施加热量。IR辐射是电磁辐射，其波长比可见光的波长(400-700nm)长，但比太赫辐射的波长(100μm-1mm)和微波的波长(约30,000μm)短。红外辐射大致跨越三个幅度级(750nm和100μm)。

该IR重整过程也具有某些缺点。IR灯通常仅对容器的顶部密封表面(或TSS)进行加热。这意味着热量必须转移通过该颈口，以便成形该颈部的内径。在该加热过程中，颈口变形且可能产生落到设计规格之外的容器。能制造具体成形的IR灯(圆形、方形等)，用于局部加热。这样做的缺点是成本高，定制的灯非常昂贵。灯也容易碎，这是生产环境中主要关注的。破碎的灯将导致由于更换该灯而造成的生产线停工时间，将需要清理破碎的玻璃，而如果玻璃污染了产品，则可能会导致产品召回。IR灯加热也需要相当长的循环时间，并造成高的机器成本。

总之，为了利用常规的挤出吹塑成型技术来实现期望的公差水平，容器通常必须经受某些类型的切割、冲压或修整操作。尚未证明这些操作能可靠地产生所需的尺寸公差。这些操作以及诸如重整等的其他操作都不能满足现今的成本有效的制造工艺所要求的减少循环时间的需求。切割、冲压或修整操作的另一缺点是会产生切屑。经受产生切屑的操作的任何包装必须经过一系列的清洁步骤。这使得生产线上需要额外的设备。如果没有将所有的塑料切屑从包装上去除，这也会导致客户抱怨和产品召回。

因此，本领域中仍然需要一种克服了常规解决方案的缺点的、改进的方法、设备和容器。为了克服目前的在形成塑料容器以及对塑料容器进行重整时所用的解决方案的缺点，提供了一种新型的设备、机器和工艺。本发明的一个目的是减少制造诸如容器等的塑料包装所需的循环时间(即，提高产出速度)。一个相关的目的是消除或至少使切割、冲压、修整或磨光操作最少。另一目的是增加能在实际循环时间内能够处理的塑料量，由此扩大该技术的可行性应用。

又一目的是降低制造塑料包装所用的机械的成本及复杂性。额外的目的是代替在常规解决方案中出现的IR灯和加热带。本发明的再一目的是对包装的精确区域快速加热，使得能在有效的循环时间内对该部位进行重整(即，引导或集中热能)。一个相关的目的是允许调节所加热的精确区域，以满足特定应用的具体要求。再一目的是提供这样一种设备、机器和方法：其具有足够的灵活性，从而适合利用感应加热来对各种各样的容器和其他塑料包装进行重整。

发明内容

为了实现这些及其他目的，为了满足这些及其他需求且鉴于本发明的目的，本发明提供了一种利用感应加热来对塑料包装的一部分进行重整的设备和机器。该设备和机器包括与塑料包装接合的框架以及具有导电工件的工件支撑件。感应工作头为感应元件(例如，线圈或杆)提供交流电源。感应元件靠近工件支撑件的工件定位，且通过感应来加热该工件。定位机构将塑料包装靠近被加热的工件定位，从而该工件将热量传递给所述塑料包装的一部分，由此软化该部分。支撑在所述框架上的成形模与该部分接合，以重整该部分。

根据本发明的一个方面，提供了一种利用感应加热来对塑料包装的一部分进行重整的设备，该设备包括：框架，该框架与所述塑料包装接合；导电工件；工件支撑件，该工件支撑件具有所述导电工件；感应工作头，该感应工作头提供交流电源；感应元件，该感应元件连接到所述感应工作头且接收来自所述感应工作头的交流电，该感应元件靠近所述工件支撑件的工件定位且通过感应将工件加热至760-1093.33℃(1400-2000°F)的温度；定位机构，该定位机构将工件支撑件降低到在所述塑料包装的上部内的位置，从而工件将热量传递给所述塑料包装的上部而不与所述上部接触，由此软化所述上部；以及水冷却的成形模，该水冷却的成形模支撑在所述框架上，并且与软化的所述上部接合以重整所述上部，其中，该水冷却的成形模被冷却，从而所述成形模在重整软化的所述上部的同时冷却软化的所述上部。

根据本发明的另一方面，提供了一种利用感应加热来对塑料包装的一部分进行重整的连续运动式机器，待重整的所述部分具有不连续部，且所述机器包括：

感应工作头，该感应工作头提供交流电源；

固定的框架，该框架具有移动承载架；

多个重整站，所述多个重整站设置在所述移动承载架上，每个重整站均具有：工件支撑件；和工件，该工件能够通过感应而被加热并且达到至少约648.89℃(1200°F)的温度；以及水冷却的成形模，该水冷却的成形模包括冷却的接触表面，所述重整站围绕包括以下段的连续循环闭环路径行进：

(a)感应段，该感应段包括连接到感应工作头的感应轨道，该感应轨道从感应工作头接收交流电，并在工件沿感应轨道行进时产生通过感应来加热工件至所述温度的磁场，

(b)加热段，在该加热段中，被加热的工件靠近塑料包装的待重整的所述部分定位且加热所述部分而不与所述部分接触，从而使所述部分软化，

(c)重整段，在该重整段中，所述水冷却的成形模的所述冷却的接触表面接合塑料包装的软化的所述部分，从而在所述接触表面重整软化的所述部分的同时冷却软化的所述部分，以修正所述不连续部，以及

(d)输出段，该输出段将重整后的塑料包装从所述机器中移走。

本发明还提供了使用该设备和机器、利用感应加热来对塑料包装的一部分进行重整的方法。该方法包括以下步骤：第一，提供在待重整部分中具有不连续部的塑料包装。启动感应工作头，以将交流电输送到靠近工件定位的感应元件，由此通过感应来加热该工件。将塑料包装靠近所加热的工件定位，从而该工件将热量传递到塑料包装的一部分，由此软化该部分。最后，成形模与该软化的部分接合，以修正所述不连续部。

本发明还包括利用该方法进行重整的塑料包装(通常是容器)。该塑料包装的待重整部分通常是塑料包装的颈口。该颈口可以是各种可能的颈口中的任一种，包括：弹头式(bullet)颈口、校准式颈口、PET颈口(首字母缩写PET是指塑性聚对苯二甲酸乙二酯，常用于制造诸如瓶子等的容器)、平滑TSS式颈口、家用化学品自驱动(household-chemical-automotive)(HCA)组件颈口、或翻转喷口式颈口。

应当理解，前述一般性说明和以下详细描述都是示例性的，并非限制本发明。

附图说明

当结合附图阅读时，能够从以下详细描述中更好地理解本发明。要强调的是，根据通常做法，附图的各种特征不必按比例。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸可以任意放大或缩小。附图中包括了以下各图：

图1是试验设备的示意图，其描绘了根据本发明的示例性实施例的主要部件；

图2示出了本发明的一个实施例，其中的工件是盘；

图3是生产设备的示意图，其描绘了根据本发明的示例性实施例的主要部件；

图4A示出了根据本发明的、用于重整塑料容器的一部分的工艺的第一示例性实施例的第一步骤；

图4B示出了根据本发明的、用于重整塑料容器的一部分的工艺的第一示例性实施例的第二步骤；

图4C示出了根据本发明的、用于重整塑料容器的一部分的工艺的第一示例性实施例的第三步骤；

图4D示出了根据本发明的、用于重整塑料容器的一部分的工艺的第一示例性实施例的第四步骤；

图4E示出了根据本发明的、用于重整塑料容器的一部分的工艺的第一示例性实施例的第五步骤；

图5A示出了根据本发明的、用于重整塑料容器的一部分的工艺的第二示例性实施例的第一步骤；

图5B示出了根据本发明的、用于重整塑料容器的一部分的工艺的第二示例性实施例的第二步骤；

图5C示出了根据本发明的、用于重整塑料容器的一部分的工艺的第二示例性实施例的第三步骤；

图5D示出了根据本发明的、用于重整塑料容器的一部分的工艺的第二示例性实施例的第四步骤；

图6示出了本发明中包括的磁滞感应加热的原理；

图7A和7B示出了不同感应频率对经受感应场(磁场)的磁性物体的影响；

图8示出了示例性材料(镍)的磁特性如何随着其温度升高而接近于零(无磁性)；

图9示出了不同材料具有不同的居里点；

图10A是示出完成本发明的工艺的四个基本步骤中的每一个步骤所需的时间长度的时间线；

图10B是示意图，示出了：(a)通过输送器将塑料容器输送到本发明的设备，(b)该设备的全旋转(360度旋转)中的、完成本发明的工艺的四个基本步骤中的每一个步骤所需的旋转量，以及(c)通过该设备将重整后的塑料容器输送到输送器；

图11以顶视图示出了根据本发明另一实施例的、连续运动式重整机器的布局；

图12详细示出了图11所示的重整机器的重整站所行经的路径中的第一过渡点；

图13详细示出了图11所示的重整机器的重整站所行经的路径中的第二过渡点；

图14详细示出了图11所示的重整机器的重整站所行经的路径中的第三过渡点；

图15是图11所示的重整机器的透视图，着重突出了感应轨道；

图16是图11所示的重整机器的透视图，着重突出了冷却系统；

图17以正视图示出了根据本发明又一实施例的、连续运动式重整机器的布局；

图18A是示意图，描绘了图17所示的重整机器的、在待重整容器的方向上辐射热量的板；

图18B是示意图，描绘了图17所示的重整机器的、与所述容器接合的成形模；

图19以放大图示出了根据本发明的、在容器重整之前的容器(左)和容器重整之后的容器(右)；

图20示出了由常规的容器成型设备形成的典型中间塑料产品，其中，两个容器以头对头方式一起成型为单个塑料单元；

图21是示意图，示出了对由图20所示的单个塑料单元切割而成的分离容器施加感应加热；

图22A至22I示出了通过本发明的设备、机器和方法而成为可能的重整技术的某些可行的扩展应用；

图23是示出该重整机器的两个实施例应用于六种不同容器颈口的图表；

图24B是根据本发明对容器进行重整之前的弹头式容器颈口的放大图，而图24A是根据本发明对容器进行重整之后的同一弹头式容器颈口的放大图；

图25B是根据本发明对容器进行重整之前的平滑TSS式容器颈口的放大图，而图25A是根据本发明对容器进行重整之后的同一平滑TSS式容器颈口的放大图；

图26B是根据本发明对容器进行重整之前的校准式容器颈口的放大图，而图26A是根据本发明对容器进行重整之后的同一校准式容器颈口的放大图；

图27B是根据本发明对容器进行重整之前的PET容器颈口的放大图，而图27A是根据本发明对容器进行重整之后的同一PET容器颈口的放大图；

图28示出了具有旋转修整式颈口的容器的上部；

图29是在应用根据本发明的重整技术的第一可替代方案之后、被组装到图28所示的容器上部中的喷口的截面图；

图30A是在应用根据本发明的重整技术的第二可替代方案期间使得图28所示的容器上部已经软化之后、正要被组装到该容器上部中之前的喷口的截面图；

图30B是截面图，示出了在图30A所示的容器上部和喷口已经按照根据本发明的重整技术的第二可替代方案进行组装之后的这两个部件；

图31A示出了用于形成具有翻转喷口的容器的、根据本发明的重整技术的第三可替代方案的第一步骤；

图31B示出了根据本发明的重整技术的第三可替代方案的第二步骤；

图31C示出了根据本发明的重整技术的第三可替代方案的第三步骤；并且

图31D示出了根据本发明的重整技术的第三可替代方案的最后步骤。

具体实施方式

用一句话来说，本发明利用感应加热来对塑料包装的一部分进行加热和重新成形。稍微展开来说，本发明可适用于通过如下方式来对包装的颈口(TTS、内表面或外表面)、把手或其他特定区域进行重整：即，通过使需要重整的表面暴露于温度升高到高温(大约1,400-2,000℉)的金属工件。该工件利用高频磁场(感应加热)来加热。

下面详细描述本发明的设备和工艺的各种实施例。因为该设备和工艺反映了感应加热的应用，所以下面讨论感应加热的原理。描述了一种示例性工艺，着重强调了本发明所实现的循环时间的有利减小。还描述了连续重整机器的多个实施例。最后，本发明的设备和工艺扩大了重整技术的可行性应用。概括了这种应用的若干个示例。

A.设备

现在参考附图，其中，在包括附图的各个图中，相同的附图标记表示相同的元件，图1是试验设备10的简单图示，其描绘了本发明的主要部件。塑料容器50包括上部52和主体54。在所示的示例性实施例中，塑料容器50为容器(例如饮料容器)形状，并且，该上部52和主体54由颈部56隔开。上部52适于构造成接纳封闭件，例如金属盖、膜层(例如热封膜或胶合膜)、卡扣盖、或双接缝金属盖，但其他构造也是可能的。

如本领域技术人员将会知道和理解的，塑料容器50、上部52或者这两者都可以采取其他形式。例如，可替代地，塑料容器50可以是碗(例如汤碗)，并且可替代地，该上部52可以包括螺纹颈口或用于密封应用的其他几何特征件。本发明也不限于密封应用，而是，本发明包括用于对准或组装的特征件。本发明的一个优点是：针对在整个包装的功能方面有帮助的其他部件的对准或组装，能够产生定制的特征件(注射用喷口、泵、剂量计量装置等)。因为本发明能提供与这些装置相互作用所需的紧密公差和特征件，所以这种灵活性开辟了新的应用。其中，特征件的一些示例为：内螺纹、钮珠、防旋转特征件以及用于对准的凹槽。然而，为了图示的目的，着重突出了该上部52。

该上部52通常在塑料容器50的吹塑成型期间、例如在挤出吹塑成型期间形成。另外或可替代地，上部52例如可以在塑料容器50吹塑成型之后进行的修整或其他操作期间形成。可替代地，上部52可以结合注射成型或压缩成型工艺来形成，例如，形成在利用再加热吹塑成型工艺或者注射/挤出/吹塑成型工艺制造的塑料容器50上。可替代地，上部52可以结合注射成型的预成型坯来形成，其中上部52在该预成型坯的注射成型期间被预先构造。

本发明提供了对塑料容器50的一部分(例如上部52)进行重整的设备10和方法。例如，为了提供加盖或密封工艺所需的形状和尺寸公差，可以对上部52进行重整。(该重整步骤区别于对容器50进行切割、冲压或修整的步骤，这些步骤通常会产生应丢弃的材料碎屑，或者该重整步骤区别于磨光步骤，该磨光步骤并不能足够快速地处理一定量的塑料材料来用于有效的生产过程)。该方法包括：通过利用生成初始热源的感应来加热塑料容器50，从而软化容器50的待重整部分。

设备10包括具有颈部夹具22的框架20。颈部夹具22接合塑料容器50，且可以将塑料容器50保持在固定位置或操纵(例如，升高或降低)该塑料容器50。框架20支撑成形模30，该成形模30可以用水冷却。成形模30可以是固定的，或者可以沿着工件支撑件40移动(向上和向下)。工件支撑件40具有头部42和足部44。就设计选择而言，工件支撑件40可以是固定的(且塑料容器50相对于工件支撑件40移动)，或者，工件支撑件40可以朝向或远离塑料容器50移动。还设置有陶瓷衬套32，作为成形模30与工件支撑件40之间的绝热体。

靠近工件支撑件40的足部44设置有感应线圈60。感应线圈60连接到感应工作头62。除此之外的其他部件都没有示出，因为它们都属于本领域技术人员所公知的，感应工作头62具有交流(AC)电源。感应工作头62可以支撑在设备10的框架20上。可编程序逻辑控制器(PLC)64提供了用于操作该设备10的电子设备。例如，PLC 64控制着在设备10的操作过程中的时序：塑料容器50可受到5秒的传热，然后成形模30可以接合该塑料容器50达3秒钟。这些参数可以随着需要处理的材料量和材料类型而变化。

如图1所示(也参见图4A至4E)，感应线圈60本身可以对工件支撑件40的足部44进行加热。在本实施例中，该工件(即，由感应线圈60加热的材料)是工件支撑件40的杆状部分。杆46优选由金属制成。可替代地，该工件可以是如图2所示的盘48。盘48也优选由金属制成，并且有利地，盘48可以成形为将精确量的热量正确地置于该热量将最有效、最迅速地允许塑料容器50重整的地方。

在所示的实施例中，感应线圈60围绕工件46、48。然而，也可以将定制形状的感应线圈60置于工件46、48的一侧，而不是完全围绕工件46、48。由于通过工件46、48进行的热传导，这种放置方式能够使工件46、48变成均匀的温度。当工件46、48较大或形状奇特时，可以将工件46、48旋转以确保其达到均匀的温度。将感应线圈60放置在工件46、48旁边而不是围绕该工件46、48将会降低该生产机器的成本，因为感应线圈60可以放置在地面上(固定的)而不是放置在该机器的旋转部分(旋转转台)上。将电气设备放置在旋转转台上需要旋转耦合器来将电力和电信号传送到该转台。这些耦合器增加了该生产机器的复杂性和成本。

一旦工件46、48非常靠近塑料容器50，工件46、48就通过辐射和对流加热将热量传递给塑料容器50。随着塑料容器50吸收热量，塑料容器50变软。在该塑料达到最佳温度之后，成形模30接触该塑料。成形模30形成该被加热塑料的最终形状。

成形模30可以包含经由冷却器(参见图16)进行的冷却，且还可以包含对准系统(未示出)。该对准系统使成形模30沿着工件支撑件40定向。为了赋予该成形模30必要的精加工质量，可以采用各种技术，例如抛光和喷砂。成形模30还可以包含起始定时器，该起始定时器基于成形模30的位置向PLC 64发送信号。

必须仔细选择用于形成该工件(不管该工件是杆46、盘48，还是其他构造)的材料。下面论述了各种合适的材料。工件46、48的几何尺寸(例如，外径、宽度、长度、厚度)也是重要的，而且必须仔细选择，原因如下。与成形模30一样，工件46、48也可以包含起始定时器，该起始定时器基于工件46、48的位置向PLC 64发送信号。

图3示出了本发明的生产设备10'的一个实施例。设备10'的整个框架20可以绕中心线24旋转。这样的旋转有利于将塑料容器50有效地供入该设备10'、在设备10'上对塑料容器50进行处理、以及将塑料容器50从设备10'中供出。容器对准保持器58相对于框架20对准并保持该塑料容器50。

设置有第一凸轮26a、第二凸轮26b和第三凸轮26c以移动该设备10'的各个部件。例如，第一凸轮26a可以移动颈部夹具22使其与塑料容器50接合或脱离接合。第二凸轮26b可以移动成形模30使其与塑料容器50接合或脱离接合。最后，第三凸轮26c可以移动工件支撑件40使其与塑料容器50靠近或远离。设置有第一滑道28a和第二滑道28b。凸轮26a、26b和26c沿着滑道28a和28b行进。

B.工艺

在图4A至4E的五个步骤以及图5A至5D的四个步骤中，分别示出了利用本发明的设备10、10'对塑料容器50进行重整的工艺的两个示例性实施例。在该五步骤实施例中，塑料容器50是固定的。在该四步骤实施例中，工件支撑件40和感应线圈60是固定的，而塑料容器50移动成与设备10、10'的那些部件接合或脱离接合。

图4A示出了五步骤实施例的步骤1。在该步骤中，利用常规机构(例如，输送带和漏斗或拾取臂)将塑料容器50装载到设备10、10'的框架20中。图4B示出了步骤2。在步骤2中，感应线圈60受到激励，以产生通过感应加热来加热所述工件(例如杆46)的磁场。

图4C示出了步骤3。在步骤3中，将工件支撑件40降低到塑料容器50的上部52内的位置，使得由杆46发出的热量软化该上部52。附图标记53标出了上部52的软化区域。如图4C所示，杆46在上部52的整个长度上对上部52加热。然而，感应线圈60和杆46(或盘48)可以设计成加热该塑料容器50的精确区域，例如，仅加热该上部52的顶部四分之一。

图4D示出了步骤4。在步骤4中，将成形模30降低到塑料容器50的上部52内的位置，并启用该成形模30。成形模30对塑料容器50的上部52进行成形，从而赋予塑料容器50期望的颈口。在步骤4中，工件支撑件40并不移动。在所示的实施例中，成形模30被冷却，从而成形模30在其对上部52进行成形的同时冷却该上部52。当然，也可以将该成形步骤和冷却步骤分成不同的过程操作。

图4E示出了步骤5。在步骤5中，通过使成形模30和工件支撑件40升高，将成形模30和工件支撑件40从塑料容器50的上部52移走。之后，可以将重整后的塑料容器50从设备10、10'中移走。设备10、10'随后准备接受并操作另一塑料容器50。

图5A至5D示出了利用本发明的设备10、10'对塑料容器50进行重整的工艺的四步骤实施例。图5A示出了步骤1。在步骤1中，利用常规机构(例如，输送带和漏斗或拾取臂)将塑料容器50装载在设备10、10'的框架20中。塑料容器50可以放置在底座支撑件34上且由对准保持器58对准。当塑料容器50被装载时，利用感应线圈60、通过感应来将工件支撑件40的盘48加热至其预定温度。“预定”是指预先确定的，从而该预定温度必须在该工艺开始之前被确定，即被选定或至少是已知的。可设置有气缸36，以沿着各个滑道(例如第一滑道28a)驱动各个凸轮(例如，第二凸轮26b)。

图5B示出了步骤2。在步骤2中，使塑料容器50(在箭头A的方向上)升高，直至塑料容器50的待加热部分(例如上部52)接近于所述盘48定位。当如此定位时，由盘48发出的热量软化该塑料容器50的希望被重整的部分。

图5C示出了步骤3。在步骤3中，使成形模30(在箭头B的方向上)降低到塑料容器50的上部52内的位置，并启用该成形模30。成形模30对塑料容器50的上部52进行成形，从而赋予塑料容器50期望的颈口。在所示的实施例中，成形模30被冷却，从而成形模30在其对上部52进行成形的同时冷却该上部52。

图5D示出了步骤4。在步骤4中，在塑料容器50降低的同时升高该成形模30，从而使成形模30和工件支撑件40从塑料容器50的上部52移走。之后，可以将重整后的塑料容器50从设备10、10'中移走。设备10、10'随后准备接受并操作另一塑料容器50。

C.感应加热的应用

如上所述，本发明结合了感应加热的原理。感应加热是为涉及改变金属或其他导电材料性能的制造应用提供快速、一致加热的方法。该工艺依赖于用于产生热量的材料内的感应电流。尽管感应的基本原理是众所周知的，但如今固态技术方面的进步已经使感应加热成为用于涉及加热的应用的、相当简单且成本有效的方法。通常参见Scottsville,NY,USA的Ameritherm Inc.公司的网站www.ameritherm.com。

利用感应加热，能够通过电磁感应来加热导电物体(通常为金属)。两个分离的加热过程能起作用：涡流和磁滞。涡流在金属内产生且电阻引起金属的焦耳热。感应加热器(对于任何过程)由电磁体组成，高频AC穿过该电磁体。热量也可以通过具有明显相对磁导率的材料中的磁滞损失而产生。所用的AC的频率取决于物体尺寸、材料类型、(感应线圈和待加热物体之间的)耦合、以及穿透深度。铁及其合金因其铁磁性质而对感应加热具有最佳响应。然而，涡流能在任何导体中产生，且磁滞能在任何磁性材料中出现。

图6示出了磁滞感应加热的原理。图6是沿纵坐标轴(垂直轴或“Y”轴)的材料磁化(M)与沿横坐标轴(水平轴或“X”轴)的所施加的磁场强度(H)的曲线图。如沿H轴设置的两个框所示，在不存在强加磁场的地方，电子(由箭头表示)任意地定向。当启动时，感应场(磁场)发射正电荷，该正电荷迫使带正电的电子离开该感应场(参见图6的右上框中定向的电子)。当感应场反向为负电荷时，在该曲线图的左下侧，带正电的电子被朝着该感应场吸引(参见图6的左下框中定向的电子)。通过连续改变该感应场的电荷(正和负)，电子的(从被推和被拉的)移动引起原子级别的摩擦热。该曲线图描绘出的、由感应场的反向形成的回线为磁滞回线。

感应加热系统的基本部件是AC电源(包含在感应工作头62中)、感应线圈60以及工件(即，待加热材料，例如杆46或盘48)。感应工作头62的电源发出穿过该感应线圈60的交流电，以产生磁场。AC电源提供了具有低电压但电流非常高且频率高的电力。当工件46、48置于由该电源驱动的感应线圈60中时，磁场在工件46、48中引起涡流，从而产生精确量的、干净的局部加热，而在感应线圈60与工件46、48之间没有任何物理接触。

磁场频率和该磁场穿透工件46、48的深度之间存在一定关系。低频(5-30kHz)对于需要较深热穿透的较厚工件材料来说是有效的；较高频率(100-400kHz)对于较小工件材料或较浅穿透来说是有效的；而最高的频率(例如480kHz)对于微观的工件材料来说是有效的。频率越高，加热率越高。因此，工艺设计者可以改变容器50的某些部分的厚度，以使该厚度与重整过程参数相协调并实现期望的结果。

图7A和7B示出了不同感应频率对经受该感应场(磁场)的磁性物体的影响。磁滞回线内的总面积表示由该物体(例如工件46、48)吸收的能量(热量)的大小。通过优化感应场频率，可以增加进入该工件46、48内的热量大小。结果，减少了预热时间，从而允许使用较小的感应工作头62并降低成本。

由于磁滞的作用，磁性材料比非磁性材料更易于通过感应加热来加热。磁性材料自然地抵抗感应线圈60内的快速变化的磁场。除了涡流加热之外，所引起的摩擦还产生磁滞加热。具有高电阻的金属被认为具有对于磁性材料来说在100至500之间改变的高磁导率；非磁性材料具有1的磁导率。

图8示出了示例性材料(镍)的磁特性如何随着其温度升高而接近于零(无磁性)。磁性材料损失其磁性能并变为非磁性时的温度被称为该材料的“居里”点。磁滞加热在低于材料的“居里”点的温度下进行。图9示出了不同材料具有不同的居里点。通过为工件46、48选择具有高居里点的材料，能够减少本发明的重整过程的循环时间。(当然，确实最多只能达到由正加热的塑料材料决定的特定温度；一旦高于该温度，该材料可能着火而不是软化。)

工件46、48内的感应电流在表面处最强且在表面以下迅速衰减。因而，外侧将比内侧加热更快；工件46、48中产生的热量的大约80％在外“表皮”中产生。这被描述为工件46、48的“表皮深度”。当电阻率减小，磁导率增加或频率增加时，该表皮深度减小。

总之，工件46、48的高磁导率和低于居里温度的温度是有用的。温度差异、质量和比热容也影响工件46、48的加热。感应加热的能量传递与感应线圈60和工件46、48之间的距离相关。通过从工件46、48到工件支撑件40的热传导、自然对流以及热辐射，发生了能量损失。在特定应用中必须考虑的特性是：所需的温度改变的度数；工件46、48的质量、厚度、比热容和电气性能；感应线圈60的设计的耦合效率；以及由于热量传导到工件支撑件40中、对流和辐射而造成的损失。用于特定应用的合适的感应线圈60可由3.175-4.7625mm直径的铜管制成且可以被流体冷却。圈的数量、形状和直径影响效率和场模式。

根据特定应用，大范围的材料都适于形成工件46、48。铁是一种合适的材料。在某些应用中，还可以产生混合式或复合式的工件46、48：具有金属(例如铁)芯部或金属带的塑料或陶瓷工件46、48。

本发明的设备10、10'用感应加热来代替常规重整机器的IR灯和加热带。这样的代替大大降低了该重整机器的成本和复杂性。具体地，实施本发明的感应加热工艺所用的设备10、10'的成本大约为包含IR灯或加热带的常规机器的成本的一半。

D.工艺优化

以高的速率移动大量塑料是很困难的。长的循环时间通常导致大型的高成本机器，以跟上现代的吹塑成型生产设备。因此，如上所述，本发明的一个目的是通过减少加热过程和冷却过程来改进对诸如塑料容器50等的包装进行重整所需的总循环时间。该加热过程是通过升高被加热的工件46、48的最大温度(当然，如上所述，最高达到某一点)来减少的。该冷却过程是通过降低成形模30的温度来减少的。结果是提高了生产输出速度。

图10A和10B示出在一个特定应用中利用本发明实现的循环时间。图10A是示出完成本发明的工艺的四个基本步骤中的每一个所需的时间长度的时间线，这四个基本步骤是：将塑料容器50供入；通过感应来加热工件46、48并然后加热塑料容器50的待重整部分；重整和冷却该塑料容器50；以及，将重整后的塑料容器50供出。图10B是示意图，示出了：(a)通过输送器70将塑料容器50输送到本发明的设备10、10'，(b)该设备10、10'的全旋转(360度旋转)中的、完成所述工艺的四个基本步骤中的每一个步骤所需的旋转量，以及(c)通过设备10、10'将重整后的塑料容器50输送到输送器70。

图10A和10B示出：对于该特定应用，完成所述供入步骤、冷却步骤和供出步骤中的每一个均需要该循环时间的大约20％，即刚刚超过2秒。完成该工艺的加热步骤需要刚刚超过40％的该循环时间，即需要大约5秒。在该示例中，实现了恰少于12秒的总循环时间。更具体地，需要大约7秒来加热该塑料、将其重整为期望的形状并将其冷却。

因为热量传递到该包装的精确区域使得能够在有效的循环时间内对该区域进行重整，所以感应加热也减少了循环时间。感应能够将金属工件(例如杆46或盘48)快速加热至高于1400℉的温度。随后，该金属工件通过辐射和对流将其热量传递给塑料容器50。感应加热允许热能被引导、集中或导向到包装的精确区域，以加热该区域同时使该包装的其余部分相对地不被加热。其中，待加热的精确区域能通过改变工件46、48的设计(例如，厚度或几何尺寸)来调节。可替代地或另外，容器50可以覆有热反射掩膜或绝热体，以排除或最小化该容器50的被掩盖或绝热的特定区域的受热。

最后，尽管本发明的关注点在于对容器50进行重整，以克服容器50的在某些现有处理步骤之后产生的不连续部112和其他缺陷特性，但本发明不限于此。例如，本发明的感应加热能选择性地加热该容器50的一部分，以限定该部分的材料性能。该材料性能能包括结晶性、硬度、刚度等。因此，容器50的一个部分的材料性能可以与同一容器50的其他部分的材料性能不同。

E.连续式重整机器

图11示出了根据本发明另一实施例的、连续运动式重整机器100的布局。该机器100适合用在商业生产环境中来重整多个塑料容器50。该机器100具有布置在移动承载架74上的多个重整站72，该移动承载架74布置在固定的框架20上。图11示出了28个重整站72；根据生产应用，可以有更多或更少数量的重整站(例如，十四个重整站)。重整站72相对于承载架74固定在适当位置。在本实施例中，每个重整站72包括颈部夹具22、成形模30、工件支撑件40和工件(例如，被示出为盘48)。

使用者或操作者12能控制该机器100的运行。如图11所示，操作者12与界面66交互，而界面66则连接到PLC 64。操作者12能通过触摸屏监视器68向PLC输入指令和从PLC接收信息。

PLC 64是基于微处理器的装置，它执行控制该机器100的功能操作的常驻软件。(对于本领域技术人员来说，PLC 64的合适替代物是公知的，例如个人电脑)。各个机器元件和PLC 64之间的通信可以通过有线、无线或通过有线和无线通信的组合。对于控制旋转机械(例如机器100)的部件来说，无线通信是尤其有利的，因为这些通信避免了在部件相对于彼此移动的旋转界面之间传递电信号的复杂旋转接触的需要。对PLC 64的反馈由各种传感器提供，例如根据需要而布置和定位的、用于提供位置信息和其他状态相关信息的光学传感器和微开关。

保持在框架20上的承载架74使重整站72在顺时针方向(即，沿箭头C的方向)围绕闭合路径P移动。优选地，路径P是椭圆形的，而非圆形或一些其他形状。尽管可以是圆形或其他形状，但该椭圆形结构的一个优点是：可相对容易地增加或减少该机器100上的重整站72的数量，以实现特定的输出。热调节时间和冷却时间决定了该输出。通过使用椭圆形路径P，能增加该机器100的长度，以便以少的重新设计来增加重整站72。如果路径P为圆形或环形形状，这样的修正将需要额外的设计时间，因为增加更多的重整站72增加了路径P的直径且增加了限定路径P的转台。较大的转台意味着较大的载荷，这意味着轴承和框架需要相应地进行重新设计。

输入输送器70把期望被重整的容器50传送到进给螺杆76。进给螺杆76将容器50从输送器70移走并将容器50定位成随着重整站72绕路径P旋转而由下一个可用的重整站72抓取。具体地，下一可用的重整站72的颈部夹具22接合并抓取该容器50，并将容器50从进给螺杆76移走。

通过过渡点P1、P2和P3，可将路径P(在概念上而非物理上)分成多个段。就在过渡点P1之前，路径P包括由感应轨道80形成的感应段。感应轨道80具有由一系列块84(参见图15)保持在适当位置的一对弯曲的平行轨道壁82。壁82优选由铜管形成，且冷却水可以穿过壁82的内部孔口。块84也优选由铜形成。块84将轨道80保持在玻璃纤维板86上的适当位置，这防止由轨道80产生的磁场加热接近该轨道80的其他金属物体。感应工作头62连接到感应轨道80且具有AC电源。如上所述，感应工作头62在轨道80中产生磁场，从而当盘48穿过该轨道80的磁场时，盘48被加热(参见图15)。值得注意的是，轨道80不是转位线圈；而是，轨道80允许随着盘48被加热而连续运动。

在过渡点P1，如图12详细示出的，重整站72及其盘48在盘48处在加热状态(即，在约1,400-1,500℉的温度下)的情况下离开轨道80。下凸轮机构88启动颈部夹具22，使得颈部夹具22从进给螺杆76抓取该容器50并将容器50靠近被加热的盘48定位。随后，上凸轮机构90把被加热的盘48下降到靠近容器50的待加热(软化)和重整的部分的位置。在过渡点P1和过渡点P2之间，这可以称为路径P的“加热”段，盘48保持在适当位置以加热该容器50。通常，重整站72花费大约3秒从过渡点P1行进到过渡点P2，但该时间可根据应用而变化。

在过渡点P2，如图13详细示出的，上凸轮机构90将成形模30降低到与容器50的软化部分接触。该动作也将盘48进一步降低到容器50的主体54内。(可替代地，在另一实施例中，在成形模30降低到与容器50接触之前，盘48可向上移动并离开该容器50)。在过渡点P2和过渡点P3之间，这可以称为路径P的“重整”段，成形模30保持在适当位置以加热容器5。通常，重整站72花费约1.5秒从过渡点P2行进到过渡点P3，但该时间可根据应用而变化。盘48和容器50都随着它们沿重整段行进而损失热量并冷却。

当重整站72到达路径P中的过渡点P3时，如图14详细示出的，上凸轮机构90使成形模30、盘48和工件支撑件40升高到容器50外部。同时，下凸轮机构88打开颈部夹具22以将容器50释放到输出输送器70上并完成感应重整过程。第二进给螺杆(未示出)可确保容器50从颈部夹具22移走并将容器50的间距从约22.9cm(9英寸)减小至约11.4cm(4.5英寸)。路径P的该段可以称为输出段。

如图14所示，在容器50置于输出输送器70上之后，重整站72离开该输出段并再次转入路径P的感应段。盘48通常从当盘48离开感应轨道80并进入路径P的加热段时达到的约1,400-1,500℉的温度冷却到当盘48重新进入路径P的感应段时的约1,200℉的温度。通常，重整站72在感应段上行进约0.6秒，即感应轨道80花费约0.6秒来将盘48从约1,200℉重新加热到约1,400-1,500℉。(请注意，最初，可以利用本发明的感应加热在约15-60秒内将盘48从室温加热到约1,400-1,500℉。)

总之，路径P的各个段包括：感应段，该感应段用于加热所述工件(例如，盘48)；加热段，该加热段用于软化该容器的待重整部分；重整段，在该重整段，成形模与所述待重整部分接合；以及输出段，在该输出段，重整后的容器离开机器100且重整站72返回到感应段。重整站72围绕路径P的连续循环闭环式的循环移动实现了实际上成本有效的重整过程。

机器100还包括冷却系统，该冷却系统将冷却剂(优选为水)传递到每个重整站72。如图16所示，该冷却系统包括提供冷却剂源的冷却塔92。冷却系统还包括多个柔性管94(示出了四个)：两个管94将冷却剂传送给重整站72，另两个管94将冷却剂从重整站72移走。管94是柔性的，以允许重整站72绕路径P移动。在每个重整站72处设置有多个软管96，以将冷却剂传送给成形模30以及从成形模30移走该冷却剂。软管96也是柔性的，以允许与软管96附接的部件移动。

图17示出了本发明的机器100的另一实施例的布局。在所示的实施例中，平坦的感应加热板102代替了盘48。如前面的实施例所述，重整站72绕路径P行进。容器50被沿箭头D的方向传送给供入转台108。供入转台108则将容器50传送给修整转台110，在该修整转台110处，容器50受到修整。通常，修整转台110包括执行修整操作的连续运动式修整机、裁切刀片或另一常规机构(未显示)。该修整操作常常使容器50的TSS出现不连续部112(例如，突起、尖锐边缘等，如图19所示)；换句话说，容器50的TSS不平滑。希望该TSS是平滑的。

由机器100执行的重整操作能通过去除不连续部112并平整该TSS来修正上述问题。不需要足部44或盘48来加热该容器50的位于TSS下方的部分来修正不平整TSS的问题；而是，板102足以胜任。如图17所示，板102沿着路径P的预定距离设置。板102的长度被选择成使得每个容器50在板102下方行进足够的时间以实现从板102到容器50的TSS的期望传热量。板102由加热到约1,400-1,500℉的温度且具有相对均匀或一致的热分布的材料制成。板102具有多个加热杆104(仅示出了一个)，这些加热杆104插入到形成于板102中的孔内。杆104连接到感应工作头62并从感应工作头62接收交流电，由此产生通过感应来加热所述板102(即本实施例中的工件)的磁场。板102具有约2.5至3.1cm(或1.0英寸至1.15英寸)的厚度且形状为矩形。一旦重整结束，容器50就离开机器100而到输出输送器70上。

图18A和图18B以示意性形式示出了在修正不连续部112时的板102的操作。在图18A中，板102在箭头E的方向上朝容器50的TSS辐射热。一旦TSS软化，成形模30就接合容器50的TSS以重整该TSS，如图18B所示。通过聚焦于(参见给出的放大图的圆)容器50的TSS，图19描绘了在容器50重整之前(左)和容器50重整之后(右)的修正。图19的左手侧示出了容器50具有不连续部112；图19的右手侧示出了不连续部112被去除，从而产生了所需要的平滑TSS 114。

图20示出了由常规的容器成型设备形成的典型中间塑料产品。最初，两个容器50以头对头方式一起成型为单个塑料单元120。利用根据本发明的机器100的实施例，能利用感应加热来在一个机器100上依次执行必要的两个步骤，以便(a)将单元120切成两个分离的容器50；以及(b)对容器50进行重整以去除不想要的不连续部112。

参考图21，单个塑料单元120被传送给机器100。随后，单个塑料单元120在修整转台110(或类似设备，如本领域技术人员所已知的)中被切成分离的容器50。然后，当受到感应加热的盘48与每个容器50邻近时(如图21所示)，分离的颈部夹具22抓取各个容器50。一对滑道122将盘48分别沿箭头F和G的方向移动到与容器50接近，随后通过反向移动而离开。一旦容器50软化，成形模30就能接合该容器50并对容器50进行重整(如上所述)。

在某些应用中，对于重整该容器50来说，成形模30可能不是必要的。例如，不连续部112可以是在切分操作中产生的尖锐边缘。应用被导向该容器50的热量可以引起该尖锐边缘成为球状，而无需使用额外的重整结构。

在其他应用中，可以将成型工艺与本发明的重整过程相结合。一般地，容器50(其需要重整)离开具有残余潜热的模具，该潜热在容器50的成型过程期间被应用。如果重整过程在容器50离开其模具之后开始，利用这样的潜热有利于提高效率并减少循环时间。具体地，被感应加热的工件(例如，盘48)将花费较少的时间来使容器50最高达到刚从模具中出来的被加热容器50(非被冷却的容器50)的预定重整温度。

例如，在一个应用中，该重整过程需要容器50具有大约200-230℉的温度。该温度范围足以允许塑料的快速移动且加速处理。但是，该范围低于塑料变形的温度，且低于塑料趋向于粘到工具上的温度。如果容器50在200℉时离开其模具，则需要很少或不需要来自工件的额外热量。

F.示例性应用

本发明的设备10、10'和重整机器100的感应加热以及本发明的方法增加了在实际循环时间内能操作的塑料量。该优点与常规磨光过程形成对比，常规磨光过程不能快速地操作大量塑料。此外，磨光通常局限于圆形包装且仅集中于塑料包装的颈口。本发明能重新成形非圆形的颈口，将圆形颈口转换为非圆形颈口，并能操作该包装的其他区域(即，本发明不限于该包装的颈口区域)。因此，本发明的设备10、10'、重整机器100以及本发明的方法扩大了重整技术的可行性应用。以下应用的示例被包括，以更清楚展示本发明的总体性质。这些示例是示例性的，而非限制本发明。

图22A和22B示出：本发明的设备10、10'、重整机器100以及本发明的方法能有利于旋转修整，以分别形成光滑式TSS或弹头式颈口。如图22C所示，本发明的设备10、10'、重整机器100以及本发明的方法能将用于塞密封的校准式颈口应用至吹塑成型包装。图22D和22E示出：本发明的成形模30几乎能在塑料包装上形成任何期望的定制特征件(例如，图22D所示的倾倒特征件)。这样的形成避免了切割操作且不需要切口塑料修整。

这里强调一下若干种特定的定制特征件。通过在成形模30上包括压印或浮凸特征件，本发明的设备10、10'、重整机器100以及本发明的方法能够在成型塑料包装的改变期间增加独特的三维特征件。这样的特征件提供了用于检测伪造包装或改变该包装的美学外观的手段。

同样，通过在成形模30的接触表面上包括可转印元件，能够在塑料包装的成型部分的改变期间将可转印元件增加到该塑料包装。这样的可转印元件(例如装饰颗粒)可改变该包装的美学外观。该可转印元件(例如，射频识别或RFID装置)也能提供用于检测伪造包装的特征件或允许更有效且高效地追踪各个包装。过去，通常利用在附到各个包装的标签上印刷的唯一条形码识别器符号来完成各个包装的追踪。然而，利用条形码标签进行的追踪需要容器有特定的取向以便正确扫描，这引入了额外的工艺变数。

图22F示出：本发明的设备10、10'、重整机器100以及本发明的方法能用于塑料包装上的压缩形式的外部特征件。这样的外部特征件的一个特定示例是：所应用的与螺帽的内径上的对应螺纹相匹配的外螺纹。该外部特征件的另一示例是：通常用来防止或至少部分地阻止帽部的意外去除的安全机构(例如，斜坡、凸片、闩等)。本发明改进了外部螺纹能实现的尺寸公差。

图22G示出：本发明的设备10、10'、重整机器100以及本发明的方法能用于形成某些吹塑成型包装的翻转喷口。这样的翻转喷口通常用在衣物洗涤剂容器上，以使滴漏和泄漏最小。图22H示出：本发明的设备10、10'、重整机器100以及本发明的方法能用于将具有直颈部的包装重整为具有成角度的颈部的包装。

最后，图22I示出：本发明的设备10、10'、重整机器100以及本发明的方法能用于对塑料包装的特定区域进行重整。在所示的具体示例中，吹塑成型PET容器的塑料被显示为处理成把手。图22I所示的应用不限于吹塑成型PET材料；而是，该材料可以是两阶段拉伸吹制PET，或甚至更一般地是其他塑料。

图23是示出上述重整机器100的两个实施例应用于六种不同容器颈口的图表。容器50的颈口包括：(1)弹头式颈口，(2)校准式颈口，(3)平滑TSS式颈口，(4)HCA组件颈口，(5)PET颈口，以及(6)翻转喷口式颈口。具有HCA组件的容器50通常具有用于分配产品的分配器或倾倒特征件。这些通常是需要组装到容器50上的注射成型部件。组件需要紧密公差或特定特征以确保各个部件正确保持在一起且不会泄漏。在图23的图表的分离的行中列出了根据本发明的重整过程的两个主要步骤，即：(a)利用工件支撑件40上的盘48、或利用板102或利用(可选地)任一部件来加热颈口；以及(b)利用成形模30来成形并冷却该颈口。

能利用多种类型的工件来重整某些颈口。例如，弹头式颈口能利用盘48(图23中的一种选项或“选项1”)和利用板102(图23中的第二选项或“选项2”)来重整。其他颈口更易于通过优选的工件来重整。例如，校准式颈口和PET颈口更易于通过盘48来重整。盘48也特别适合于定制的重整方案，例如翻转喷口构造(参见下面的详细论述)。另一方面，平滑TSS式颈口和HCA组件颈口能利用板102来重整。

图24B是根据本发明对容器进行重整之前的弹头式容器颈口的放大图，而图24A是根据本发明对容器进行重整之后的同一弹头式容器颈口的放大图。图25B是根据本发明对容器进行重整之前的平滑TSS式容器颈口的放大图，而25A是根据本发明对容器进行重整之后的同一平滑TSS式容器颈口的放大图。图26B是根据本发明对容器进行重整之前的校准式容器颈口的放大图，而图26A是根据本发明对容器进行重整之后的同一校准式容器颈口的放大图。图27B是根据本发明对容器进行重整之前的PET容器颈口的放大图，而27A是根据本发明对容器进行重整之后的同一PET容器颈口的放大图。在所示四种情形的每一种情形中，本发明的重整过程修正了在应用重整过程之前在颈口中存在的不连续部112。

现在，该论述转到根据本发明的重整技术的一种特定应用。该应用是形成翻转喷口，例如图22G所示的喷口。这里着重强调三个可替代方案，其中每一种替代方案都利用该技术。

在第一和第二可替代方案中，该工艺开始于将容器50的上部52的颈口转变成旋转修整式颈口。图28示出了这样的颈口，其中在图28的右手侧示出的容器50具有强调框124，且包括在强调框124内的上部52在图28的左手侧被放大。新的颈口增加了上部52的环向强度，这将有助于提高由修整转台110施加的切口的质量。而且，在第一和第二可替代方案中，利用修整转台110来修整该容器50。该修整操作通常将导致不连续部112(参见图19，左手侧)。

就此而言，根据本发明的重整技术的应用的第一两个可替代方案在形成翻转喷口方面不同。在第一可替代方案中，利用通过感应而加热的工件(例如，盘48)与冷却的成形模30相结合来对容器50的上部52进行重整。该重整过程的结果是图19的右手侧示出的上部，即修正了不连续部112。接下来，利用如图29所示的分离装置将内螺纹回流喷口130组装到上部52中。

在第二可替代方案中，利用通过感应而加热的工件(例如盘48)来软化容器50的上部52。然而，不是应用冷却的成形模30，而是在上部52的塑料被软化的同时将喷口130组装到上部52。该组装步骤在图30A中示出。因此，能利用一个机器来完成喷口130的组装和上部52的加热。该结果在图30B中示出，其中显示了不连续部112的修正。在第一两个可替代方案中的每一个中，在修整操作(其通常导致较差质量的切口)之后形成不期望的不连续部112的过量材料在上部52和喷口130之间被推回容器50内。

最后转向根据本发明的重整技术的应用的、用于形成翻转喷口的第三可替代方案。图31示出该可替代方案应用的第一步骤，该第一步骤在成型过程期间形成与容器50成一体的喷口130。在第二步骤中，修整转台110(或另一常规修整部件)从容器50上切下喷口130，从而产生两个分离的部件。第二步骤在图31B中示出。在第三可替代方案的第三步骤中，如图31C所示，被感应加热的工件(例如，盘48)靠近容器50放置以软化该容器50的上部52。第三可替代方案的最后步骤在图31D中示出：利用凸轮致动的成形模(未示出)来翻转该喷口130。

本发明的设备10、10'、重整机器100以及本发明的方法不限于上面详细说明的那些特定应用。一些可行性应用是非圆形颈口、定制的倾倒特征件、用于组装的特征件及其他特征件。可行性应用也不限于吹塑成型塑料容器；而是，它们也包括所有类型的塑料容器，例如热成形、注射成形以及压缩成形的容器。本发明的设备10、10'、重整机器100以及本发明的方法例如能用于在重量轻的热成形、注射成形或压缩成形的杯子上设置螺纹特征件或底切特征件。对于其制造技术通常会限制包装能具有的底切口的形状和数量的公司来说，这将提供替代方案。通过将热成形和重整相结合，这样的公司能够以比吹塑成型低的启动成本(设备)和制造成本来制造包装。

尽管上文参考某些具体实施例和示例示出和描述了本发明，但本发明并非旨在局限于所示出的细节。而是，在权利要求的等同物的领域和范围内，能够在不偏离本发明的精神的情况下详细地进行各种修改。例如，明确指出，在本文献中宽泛地引用的全部范围包括其范围落入较宽范围内的所有较窄范围。

Claims (16)

1.一种利用感应加热来对塑料包装的一部分进行重整的设备，所述设备包括：

框架，所述框架与所述塑料包装接合；

导电工件；

工件支撑件，所述工件支撑件具有所述导电工件；

感应工作头，所述感应工作头提供交流电源；

感应元件，所述感应元件连接到所述感应工作头且接收来自所述感应工作头的交流电，所述感应元件靠近所述工件支撑件的所述工件定位且通过感应将所述工件加热至760-1093.33℃(1400-2000°F)的温度；

定位机构，所述定位机构将所述工件支撑件降低到在所述塑料包装的上部内的位置，从而所述工件将热量传递给所述塑料包装的所述上部而不与所述上部接触，由此软化所述上部；以及

水冷却的成形模，所述水冷却的成形模支撑在所述框架上，并且与软化的所述上部接合以重整所述上部，其中，所述水冷却的成形模被冷却，从而所述成形模在重整软化的所述上部的同时冷却软化的所述上部。

2.如权利要求1所述的设备，还包括冷却系统，所述冷却系统输送水以冷却所述成形模。

3.如权利要求1所述的设备，其中，所述塑料包装的待重整的所述上部是所述塑料包装的颈口。

4.如权利要求1所述的设备，其中，所述工件包括杆、盘和平板中的一种或多种。

5.如权利要求4所述的设备，其中，所述工件是金属的。

6.如权利要求1所述的设备，还包括可编程序逻辑控制器，所述可编程序逻辑控制器执行控制所述设备的功能操作的常驻软件。

7.如权利要求1所述的设备，还包括用于切割所述塑料包装的修整转台。

8.一种利用感应加热来对塑料包装的一部分进行重整的连续运动式机器，待重整的所述部分具有不连续部，且所述机器包括：

感应工作头，所述感应工作头提供交流电源；

固定的框架，所述框架具有移动承载架；

多个重整站，所述多个重整站设置在所述移动承载架上，每个重整站均具有：工件支撑件；和工件，所述工件能够通过感应而被加热并且达到至少约648.89℃(1200°F)的温度；以及水冷却的成形模，所述水冷却的成形模包括冷却的接触表面，所述重整站围绕包括以下段的连续循环闭环路径行进：

(a)感应段，所述感应段包括连接到所述感应工作头的感应轨道，所述感应轨道从所述感应工作头接收交流电，并在所述工件沿所述感应轨道行进时产生通过感应来加热所述工件至所述温度的磁场，

(b)加热段，在所述加热段中，被加热的工件靠近所述塑料包装的待重整的所述部分定位且加热所述部分而不与所述部分接触，从而使所述部分软化，

(c)重整段，在所述重整段中，所述水冷却的成形模的所述冷却的接触表面接合所述塑料包装的软化的所述部分，从而在所述接触表面重整软化的所述部分的同时冷却软化的所述部分，以修正所述不连续部，以及

(d)输出段，所述输出段将重整后的所述塑料包装从所述机器中移走。

9.如权利要求8所述的机器，其中，所述路径为椭圆形。

10.如权利要求8所述的机器，其中，每个重整站还具有颈部夹具，所述颈部夹具用于保持和释放所述塑料包装。

11.如权利要求8所述的机器，其中，所述感应轨道具有一对铜管壁。

12.如权利要求8所述的机器，还包括冷却系统，所述冷却系统输送冷却剂以冷却所述感应轨道，并且所述冷却系统输送冷却剂以冷却所述成形模的所述接触表面。

13.如权利要求8所述的机器，其中，所述塑料包装的待重整的所述部分包括所述塑料包装的颈口。

14.如权利要求8所述的机器，其中，所述工件是金属的。

15.如权利要求8所述的机器，还包括可编程序逻辑控制器，所述可编程序逻辑控制器执行控制所述机器的功能操作的常驻软件。

16.如权利要求8所述的机器，还包括用于切割所述塑料包装的修整转台。