[发明专利]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

说明书

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。