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CN105658528B - 用于热灌装的可压缩的容器 - Google Patents

用于热灌装的可压缩的容器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于饮料的容器(100)，该容器适合于热灌装并且是可压缩的以便能够通过在侧壁上施加压力而取出饮料。容器包括具有真空补偿功能的中部主体(3)，真空补偿功能在热灌装后随着流体的冷却而产生。所述中部主体包括四个梯形形状的面(1)，并且在顶部上和底部上由一组肋(6、7)和环(8、9)限定。

Description

用于热灌装的可压缩的容器
发明领域
本发明涉及设置有真空补偿面(vacuum compensation panel)的热灌装类型的可压缩的塑料容器。
现有技术
当今，由诸如PET的塑料制成的容器已经几乎完全地取代了用于一次性市场的所有其他的容器类型。PET容器具有很轻、低成本、可通过拉伸吹塑工艺大量制造的益处。此工艺包括通过注射模塑形成PET预制件；由此获得的预制件随后被加热，然后纵向拉长并且在特定的模塑腔中膨胀以便使预制件达到所要求的容器的形状。PET是相对昂贵的材料，并且开发尽可能轻的容器是重要的。限制PET的量的需求导致容器的结构必须能够足够补偿由通过使用PET获得的薄壁所引起的低强度。这种容器设计问题在必须用所谓的热灌装工艺即用热的液体灌装的用于饮料的容器中更突出。所述工艺意味着在灌装时大约85摄氏度的液体温度，即，足够用来完全杀菌的温度。在容器没有适当的设计的情况下，又因为薄壁，容器可能会坍塌或发生不可恢复地变形。此类型的容器通常具有底部、圆柱形的主体、肩部和颈部。在灌装后，瓶子被封闭，并且液体的冷却过程在内部造成负压，由于液体体积的收缩与存在于液体的上表面和盖子的内壁之间的间隙中的空气体积的收缩的并发效应，负压可能引起瓶子的收缩。因此瓶子必须设计具有这种能够承受这样收缩的结构布局。为了获得更高的强度和避免瓶子的塌陷，普遍制造具有含有真空补偿面的圆柱形的主体壁的瓶子。这些面的功能是向瓶子的内部屈服，并从而伴随冷却液体的体积减小。然而，这种弯曲在面的边缘处会引起应变点，该应变点必须被通常布置在一个面和下一个面之间的肋以及布置在面的上方和下方的水平肋补偿，该肋能够加强结构，并因此加强瓶子的刚度。
另一方面，假设瓶子是有意地可压缩的以便通过使用者在径向方向在壁上施加压力将液体取出，重要的是不能超出通过施加挤压力可能另外引起瓶子破损的这样的刚度。因此在不求助于使用更多的塑性材料并且对由使用者所要求的挤压保证足够的屈服特性的所有情况下，存在改善这些瓶子的稳定性的需求。
发明简述
本发明的目的是制作用于热灌装的容器，所述容器在热灌装后没有呈现不预期的挤压，并且当使用者想饮用时所述容器可以被压缩以强行地取出液体，此行为没有引起永久变形或容器破裂。因此，本发明通过由诸如PET的塑性材料制成的、适合于热灌装工艺的用于饮料的可压缩的容器，达到之前描述的目的，所述容器具有纵向轴线X以及具有沿所述纵向轴线X的第一长度H，所述容器包括：
a)圆柱形的有螺纹的颈部，其用于饮料的通过，
b)肩部，
c)封闭的底部，
d)中部主体，其被包括在所述肩部和所述底部之间，界定了真空补偿区域，所述真空补偿区域包括沿所述中部主体的侧壁布置的四个补偿面，所述补偿面具有梯形形状，该梯形形状的较小的底边(minor base)与较大的底边(major base)的比率在0.2和0.35之间的范围内，每个补偿面具有相对于邻近的补偿面倒置的底边，所述真空补偿区域具有在1/2H和2/3H之间的范围内的第二长度h。
有利地，中心真空补偿主体在顶部和底部上通过特定的肋以及定义瓶子的最大直径的上部环和下部环被界定。
此外，容器的底部设有两个凹进部，每个凹进部处于对应于补偿面的位置中，所述补偿面具有面向肩部的较大的侧边。有利地，连接上部环和下部环的斜柱被设置在所述面之间。这些斜柱的最大深度包含在2.5mm和5mm之间的范围内，优选地所述最大深度的尺寸在2.8mm和3.2mm之间。
根据实施方案，所述面具有平坦的表面，即没有任何下降和突出，并且朝纵向轴线X弯曲。通过这种方式，有利地提供有加强的真空补偿，所述加强的真空补偿导致更均匀的变形并且因此当完成冷却时导致瓶子的一致的最终形状。
附图简述
根据借助下列附图以非限制实例的方式示出的用于热灌装类型的PET瓶子的优选但非排他性的实施方案的详细描述，本发明进一步的特征和益处将更加明显，所述用于热灌装类型的PET瓶子可被挤压以取出其中容纳的饮料：
图1是根据本发明的1/2升瓶子的透视图，
图2A和图2B是相同瓶子的前视图和仰视图，
图3示出了沿着瓶子的中心部分的补偿面的平面投影视图，
图4是瓶子底部的轴测图，
图5A和图5B是0.5升瓶子的侧视图和横向于0.5升瓶子的轴线的平面的截面图。
附图中相同的参考标记和字母指的是相同的构件或部件。
发明的优选实施方案的详细描述
图1示出了根据本发明优选的实施方案构造的意在容纳饮料的瓶子100的轴测图。瓶子(优选地由PET制成)被设计成通过热灌装工艺灌装；此外，瓶子必须能够被压缩，以便通过在大体上径向的方向上在壁上施加压力从而按使用者的要求造成饮料的喷射，进而取出液体。瓶子100包括四个补偿面1，除了形成在灌装后用于抵抗由饮料的冷却引起的内压减小的结构，该补偿面还提升瓶子在大体上径向的方向(即垂直于中心轴线X，图2A)上的压缩性。瓶子100包括有螺纹的颈部2，用于通过(已知类型的)盖子封闭瓶子以允许饮料进和出。瓶子1还包括中部主体，该中部主体在顶部上通过肩部或凸圆(dome)4联接至颈部2，并且在底部上通过底部5联接。中部主体3构成了真空补偿区域，该真空补偿区域在顶部上和底部上通过一组环和肋界定。上部环8和下部环9是圆形的，具有直径DM，该直径DM定义了瓶子的最大直径。在上部环8和下部环9之间，存在垂直于纵向轴线X的截面，在该截面处瓶子具有其最小的直径，这是由于在液体冷却前的面的朝向纵向轴线X的弯曲形状当瓶子中所含的液体完成最终冷却时会稍微增加。上部肋6和下部肋7也具有直径分别等于NS和NI的圆形的几何结构。上部肋和下部肋的直径与瓶子100的最大直径DM之间的比率NS/DM和NI/DM包含在下列范围的值中：
NS/DM在0.85和0.92之间，优选地平均值在0.88和0.90之间；
NI/DM在0.75和0.85之间，优选地平均值在0.78和0.82之间。
所述H为瓶子的总高度，真空补偿区域的高度h优选地包含在1/2H和2/3H之间。
真空补偿区域还包括四个压缩面1，该四个压缩面1互相相等且具有梯形的几何结构，其中梯形的较小的底边的长度Lmin对梯形的较大的底边的长度Lmax的比率包含在0.20和0.35之间的范围内，优选地在0.28和0.29之间的范围内。四个压缩面1沿中部主体3的侧壁布置。图3示出了面沿着主体的圆周的平面投影。虽然以倒置的方式放置，但是四个面具有相同的形状和尺寸。如在此附图中所示，鉴于每个面的底边相对于邻近的上部环和下部环的位置，每个面的底边被倒置。以这种方式，压缩面1定义了两对，其中一对由互相相对的两个面形成，并且例如，两个面都具有邻近下部环的较小的底边，另外一对由互相相对的另外两个面形成，并且该另外两个面都具有邻近上部环的较小的底边。连接上部环8和下部环9的斜柱10定位在补偿面1之间。这些斜柱10的最大深度“P”包含在2.5mm和5mm之间的范围内，优选地深度P包含在2.8mm和3.2mm之间。底部5包括两个凹进部11，图2B，两个凹进部11定位在具有面向上的较大的底边的两个面1处，即其中较大的底边紧邻颈部2并且邻近上部环，两个凹进部11对称地布置在穿过瓶子的底面中心的直径线上，具有包含在面1的较小的底边的长度和较大的底边的长度之间的范围内的宽度W。在瓶子的优选的实施方案中，凹进部11的长度对应于较大的底边的长度的一半。
图4示出了瓶子100的具有两个凹进部11的底部5的透视图。图5A示出了具有某些量度的0.5升瓶子的前视图，而图5B示出了由线B-B指示的沿横向于瓶子的轴线的平面截取的截面，该截面示出了面1和四个加强柱10的截面形状。瓶子100的上部肋6和下部肋7、在两个邻近的面之间具有倒置的方向的补偿面1、斜柱10和底部5上的凹进部11的设置，赋予瓶子能更好地补偿热应力和机械应力的结构，该结构允许补偿在热灌装之后的冷却步骤期间在瓶子的内部产生的真空，还允许挤压瓶子从而取出液体，该挤压没有引起永久变形而是允许当挤压力消除时容易恢复初始形状。因此，此构造允许保持瓶子的几何结构为圆形，而且允许制作更轻的瓶子，比相同容量的瓶子的现有重量轻84％-94％，即允许使用更少的塑性材料制作瓶子。最后，根据本发明的这些瓶子还可在更高的温度(88℃-92℃)下进行灌装。还见图4，瓶子100被设计为0.5升的容器，然而其还能容易地被缩放至具有包含在0.250和1.5升之间的容量的容器。
有利地，特别当液体的冷却过程在内部造成负压时，凹进部11允许瓶子在支撑表面上的稳定的定位，从而避免瓶子的不期望的倾斜。此外，通过凹进部11，底部5更坚硬，并且通过负压，底部5可以以可控的方式变形。

Claims (10)

1.一种用于饮料的可压缩的容器(100)，所述可压缩的容器(100)由塑性材料制成，适合于热灌装工艺，具有纵向对称轴线(X)并且具有沿所述纵向对称轴线(X)的第一长度(H)，所述可压缩的容器包括：
a)圆柱形的有螺纹的颈部(2)，其用于饮料的通过，
b)肩部(4)，
c)封闭的底部(5)，
d)中部主体(3)，其具有侧壁，所述中部主体(3)被包括在所述肩部(4)和所述封闭的底部(5)之间，且界定真空补偿区域，所述真空补偿区域包括沿所述中部主体(3)的所述侧壁布置的四个补偿面(1)，
所述四个补偿面(1)中的每个补偿面
具有梯形形状，所述梯形形状的较小的底边长度对较大的底边长度的比率在0.20和0.35之间的范围内，并且
具有相对于邻近的补偿面倒置的较小的底边和较大的底边，
其中两个凹进部(11)相对于穿过所述封闭的底部(5)的中心的直径线对称地定位在所述封闭的底部(5)上，所述两个凹进部(11)中的每个凹进部处于一位置中，该位置对应于所述四个补偿面(1)中的具有面向所述肩部(4)的较大的底边的补偿面，所述两个凹进部(11)中的每个凹进部的宽度(W)在所述较小的底边长度和所述较大的底边长度之间的范围内。
2.根据权利要求1所述的可压缩的容器(100)，其中所述真空补偿区域在所述真空补偿区域的顶部由具有直径NS的上部肋(6)界定，在所述真空补偿区域的底部由具有直径NI的下部肋(7)界定以及由具有直径DM的上部环(8)和下部环(9)界定，所述直径DM定义了所述可压缩的容器(100)的外径，其中比率NI/DM在0.75和0.85之间的范围内，并且其中比率NS/DM在0.85和0.92之间的范围内。
3.根据权利要求2所述的可压缩的容器(100)，其中所述比率NI/DM在0.78和0.82之间的范围内，并且所述比率NS/DM在0.88和0.92之间的范围内。
4.根据权利要求2或3所述的可压缩的容器(100)，其中在所述四个补偿面(1)中的每对补偿面之间设置有斜柱(10)，每个斜柱(10)连接所述下部环(9)和所述上部环(8)，并且在径向方向上具有在2.5和5mm之间的范围内的深度(P)。
5.根据权利要求4所述的可压缩的容器(100)，其中所述深度(P)在2.8和3.2mm之间的范围内。
6.根据权利要求1-3和5中任一项所述的可压缩的容器(100)，其中所述两个凹进部(11)中的每个凹进部的所述宽度(W)等于0.5倍的所述较大的底边长度。
7.根据权利要求1-3和5中任一项所述的可压缩的容器(100)，其中所述四个补偿面(1)具有朝向所述纵向对称轴线(X)弯曲的、没有任何下降和任何突出的平坦的表面。
8.根据权利要求1-3和5中任一项所述的可压缩的容器(100)，其中所述四个补偿面(1)具有相同的形状和尺寸。
9.根据权利要求1-3和5中任一项所述的可压缩的容器(100)，其中所述真空补偿区域具有在所述第一长度(H)的1/2和所述第一长度(H)的2/3之间的范围内的第二长度(h)。
10.根据权利要求1所述的可压缩的容器(100)，其中所述塑性材料是PET。
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