CN107787292A

CN107787292A - 配有可逆弯曲膜片的容器

Info

Publication number: CN107787292A
Application number: CN201680036662.1A
Authority: CN
Inventors: F·戈代
Original assignee: Sidel SA
Current assignee: Sidel SA
Priority date: 2015-06-23
Filing date: 2016-06-22
Publication date: 2018-03-09
Also published as: EP3109177A1; JP7139115B2; WO2017076617A1; MX2017015920A; US10661937B2; CN107848656A; JP6971859B2; WO2016207213A1; US20180312291A1; JP2018518425A; EP3109177B1; MX2017015915A; EP3109176A1; JP2018531845A; CN107848656B; US20180186498A1

Abstract

塑料制的容器(1)，其配有基部(7)，基部具有形成支承凸缘(9)的站立环(8)和从站立环(8)延伸到中央部分(10)的膜片(11)，膜片(11)能够位于向外突出的位置，其中，膜片(11)在外部接合处(12)连接于站立环(8)，形成膜片(11)的外部铰接件；其中，膜片(11)在内部接合处(13)连接于中央部分(10)，形成膜片(11)的内部铰接件；其中，膜片(11)相对于站立环(8)从向外突出的位置能翻转到向内突出的位置；以及其中，在向外的倾斜位置，膜片(11)具有弯曲的外部部分(16)和曲率相反的弯曲的内部部分(17)。

Description

配有可逆弯曲膜片的容器

技术领域

本发明一般涉及容器例如瓶的制造，所述容器从塑料(多为热塑性塑料，例如PET)制的预型件通过吹制或者拉制吹制而成。更准确地说，但是非限制性地，本发明涉及热灌注容器即注以热的可灌注制品(通常是液体)的容器的处理，术语“热”的意思是，制品的温度高于容器制造材料的玻璃化转变温度。通常，PET(其玻璃化转变温度约为80℃)制的容器的热灌装，以温度在约85℃至约100℃之间的、通常为90℃的制品进行。

背景技术

几种类型的容器(至少被说成是)被专门制造成经得起热灌装有关的机械应力以及随后由于温降而发生的内压力变化。

公知的是容器侧壁配有挠性压力板，其曲率变化补偿容器内的压力变化，如欧洲专利EP 0 784 569(Continental PET)中所述。但是，这种容器的一个主要缺陷是一旦开启就缺少刚性。实际上，压力板在使用者的抓握力下趋向于弯曲，因此，使用者应该小心握持容器，防止无意的喷溅。

公知的也使容器具有一个刚性侧壁和一个具有可逆压力板的挠性基座。

在第一种技术中，压力板呈挠性，自适应于容器内的压力变化。美国专利US 8 444002(Graham Packaging)提出一种容器，其基座配有一个压力补偿板，压力补偿板具有许多铰链和板，其逐渐弯曲或者同时弯曲，取决于容器内与容器外之间的压差。虽然这种结构证明能有效地适合于容器内的压力变化，在容器单独站立放置时，保持容器的形状，但是，不能提供经得起外应力例如容器在叠置或者放在托板上时承受的直压应力的必要的强度。

在美国专利申请US 2008/0047964(Denner等人，分类为C02PAC)提出的第二种技术中，为了减轻容器内的全部或一部分真空作用力，压力板在容器加盖和冷却后，被机械推进器从向外倾斜的位置朝向内倾斜的位置移动，以强制压力板进入向内倾斜的位置。

对这种容器进行的试验表明，一旦反转到向内倾斜的位置，压力板就不保持其位置，而是在内装物的压力下趋于回陷。最后，在内装物冷却后，容器刚性失去很多，因此，手握时感到柔软。当容器叠置或者进行托板装载时，存在下部容器因上部容器的重量而弯曲的危险，因而存在整个托盘倒塌的危险。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种具有较大稳定性的容器。

本发明的另一个目的是提出一种配有可逆膜片的容器，所述膜片能够保持翻转位置，因而能够承受高的外应力，例如轴向压缩应力。

因此，本发明提供一种塑料制的容器，其配有基部，基部具有形成支承凸缘的站立环和从站立环延伸到中央部分的膜片，膜片能够位于向外突出的位置，所述容器限定待被注以制品的内容积，

其中，膜片在外部接合处连接于站立环，外部接合处形成膜片相对于站立环的外部铰接件；

其中，膜片在内部接合处连接于中央部分，内部接合处形成膜片相对于中央部分的内部铰接件；

其中，膜片相对于站立环从向外突出的位置能翻转到向内突出的位置，在向外突出的位置，内部接合处在外部接合处下方延伸，在向内突出的位置，内部接合处在外部接合处上方延伸；

其中，在向外突出的位置，膜片具有：

-外部部分，其连接于站立环并在径向截面上是弯曲的，所述外部部分相对于容器的内容积具有向外的凹面，以及

-内部部分，其连接于外部部分和中央部分并在径向截面上是弯曲的，所述内部部分相对于容器的内容积具有向内的凹面。

外部部分便于膜片的翻转，同时，其内部部分在翻转位置提供刚性，防止膜片回陷。因此，容器内的压力保持在高值，向容器提供高刚性。膜片在向外突出的位置与向内突出的位置之间所扫过的大容积，使容器内的压力增大到这样的压力级：由温降造成的压力损失不影响容器的刚性，因此，容器可以放心地进行叠置或者放在托板上。

单独地或者组合地，根据各种实施例：

-外部部分的半径R1和膜片在外部接合处的外径D是这样的：

-内部部分的半径R2和膜片在外部接合处的外径D是这样的：

-外部部分的半径R1和内部部分的半径R2是这样的：

R1≤R2

-膜片在外部接合处的外径D以及膜片在内部接合处的内径d是这样的：

0.3·D≤d≤0.6·D

d≌0.4·D

-膜片具有光滑表面；

-外部部分与内部部分之间的接合点位于外部接合处与内部接合处的连接线上或者位于连接线的上方。

附图说明

根据参照附图对优选实施例所作的详细说明，本发明的上述及其他目的和优越性将显而易见。

图1是剖视图，示出配有可翻转基部膜片的容器；该图包括一个放大的基部细部。

图2是示意图，示出基部的正确设计方法。

图3是示意图，示出基部的不正确设计方法。

图4至图11是放大半剖视图，示出不同实施例中的容器基部，既示出处于膜片向外突出的位置(实线)，也示出处于膜片向内突出的位置(虚线)。

具体实施方式

图1示出适于注以热制品(例如茶、果汁或者运动饮料)的容器1，“热”的意思是制品的温度高于容器1的制造材料的玻璃化转变温度(在PET的情况下约为80℃)。

容器1具有上开口圆柱形螺纹上部或者颈部2，在其下端终止于直径较大的支承颈圈3。在支承颈圈3下方，容器1具有肩部4，肩部通过一个长度短的圆柱形上端部分连接于支承颈圈3。

在肩部4下方，容器1具有侧壁5，侧壁围绕容器的主轴线X基本上呈圆柱形。如图1所示，侧壁5可具有能够抗应力的环形加强肋6，否则，应力易于使侧壁5在水平截面上成椭圆形(这种变形是标准的，称为椭圆形化)。

在侧壁5的下端，容器1具有基部7，基部封闭容器1并可使之放在平表面上，例如桌子上。

容器的基部7具有形成支承凸缘9的在基本上垂直于主轴线X的一平面上延伸的站立环8、中央部分10、以及从站立环8延伸到中央部分10的膜片11。

膜片11在外部接合处12连接于站立环8和在一个内部接合处13连接于中央部分10。外部接合处12和内部接合处13两者最好是弯曲的(或呈圆形的)。膜片11具有在内部接合处13测得的内径d，以及在外部接合处12测得的外径D。

容器1从如PET(聚对苯二甲酸丁二醇酯)的塑料制预型件吹制模制而成，具有不变的颈部、圆柱形壁和圆底。

在附图所示的一个优选实施例中，站立环8是一个高站立环，即站立环具有截椎形内壁14，截椎形内壁的顶端形成外部接合处12(因而形成与膜片11的外部铰接件)，其中，在膜片11的向外突出的位置，中央部分10位于站立环8上方。

容器1限定一个待注以制品的内容积15，容器1吹制模制而成，具有膜片11，膜片11位于向外突出的位置，在该位置，内部接合处13位于外部接合处12下方(容器1通常保持颈部向上)。

外部接合处12形成膜片11相对于站立环8(更确切地说相对于内壁14)的外部铰接件，内部接合处13形成膜片11相对于中央部分10的内部铰接件，由此，膜片11可相对于站立环8从向外突出的位置(图1和图4至图11上实线所示)翻转到向内突出的位置(图1和图4至图11上虚线所示)，在该向内突出的位置，内部接合处13位于外部接合处12上方。

膜片11的翻转最好在容器1已经注以制品、加盖和冷却下来之后，用机械方法进行(例如使用安装在作动筒上的推进器)，以补偿由于制品冷却而产生的真空，或者增大其内压力，以及使侧壁5具有刚性。

膜片11的翻转引起容积以EV表示(图1中细部影线部分)的液体排出(随后，容器1的内容积减小)，其称为“排出容积”。排出容积EV被包含在膜片11的向外突出的位置与向内突出的位置之间。

为了增大膜片11的刚性和增大处于向内突出的位置时内装物的压力，膜片具有弯曲的外部部分16和弯曲的内部部分17。

外部部分16在外部接合处12连接于内壁14的上端并在径向截面上是弯曲的。更准确地说，在向外突出的位置时在径向截面上看时，外部部分16相对于容器1的内容积15具有向外的凹面。R1表示外部部分16的半径。如附图所示，在外部接合处12，外部部分16的切线呈水平(即垂直于轴线X)。

内部部分17连接于外部部分16和中央部分10，在径向截面上是弯曲的。更准确地说，在向外突出的位置时在径向截面上看时，内部部分17相对于容器1的内容积15具有向内的凹面，由此，膜片11在其向外突出的位置时具有正波纹线(或S)形状。R2表示内部部分17的半径。在附图所示的一个优选实施例中，内部部分17与外部部分16相切。

如图1所示，膜片11成形成和尺寸确定成，在向外突出的位置，内部接合处13站立于站立环8限定的平面上方。

图2示出在膜片11在径向截面上正确的几何设计方法。比较起来，图3示出膜片11在径向截面上不正确的几何设计方法。

图2和图3上，画出一个矩形AA'BB'，其中，A表示外部接合处12，B表示内部接合处13。标号16表示膜片11的外部部分，其呈圆弧形形状，标号17表示膜片11的内部部分，其也呈圆弧形形状。外部部分16和内部部分17在接合点C会合，接合点C形成外部部分16与内部部分17之间的反曲点(即膜片11的曲率反转的点)。如图2和3所示，外部部分16在点A与水平线AA'相切。换句话说，圆弧形AC(即外部部分16)的圆心位于线AB'上。

一旦画出C和O1，可画出(圆心O2的)仅一个圆弧形，其连接A至C，且与AA'相切。然后，可画出仅一个圆弧形(即内部部分17)，其连接C至B，且在C处相切于圆弧形AC(即外部部分16)。

射线BT表示具有圆心O2的圆弧形BC的切线。图2示出，当C位于三角形AA'B中时，即位于对角线AB上方时，切线BT位于直线BB上方。换句话说，圆弧形BC(即内部部分17)位于内部接合处13上方，相反，图3示出，当C位于三角形ABB'中时，即位于对角线AB下方时，切线BT位于直线BB'下方。换句话说，圆弧形BC(即内部部分17)位于内部接合处13下方。相对于图3来说，图2所示的几何结构应为设置膜片11的优选几何结构。

如图4至11所示，膜片11在其向内突出的位置(虚线所示)时具有的形状，对称于其处于向外突出的位置时的形状。换句话说，在向上突出的位置时，外部部分16相对于容器1的内容积15具有向内的凹面，而内部部分17相对于容器1的内容积15具有向外的凹面。因此，图3所示的内部部分17处于内部接合处13下方的几何结构的选择，在向内突出的位置时，将导致反转的内部部分17处于反转的内部接合处13上方的几何结构，由此，内装物在内部接合处13附近施加的压力具有向外定向的径向分量，其可能使膜片11回到向外突出的位置。

相反，图2所示的内部部分17在内部接合处13上方延伸的几何结构的选择，在向内突出的位置时，导致反转的内部部分17位于反转的内部接合处13下方的几何结构，其中，内装物在内部接合处13附近施加的压力仅具有向内定向的径向分量，其对膜片11提供锁定作用。因此，图2所示的几何结构优于图3所示的几何结构。

数学上可以证明，只要外部部分16相切于水平线(或者平面)，即圆弧形AC相切于直线AA'，那么：

-如果点C(即外部部分16与内部部分17之间的接合处)位于三角形AA'B内，那么，内部部分17位于内部接合处13(或者点B)上方，如图2所示；

-如果点C(即外部部分16与内部部分17之间的接合处)位于直线AB上，那么，内部部分17在点B相切于水平线，即相切于水平线BB'；

-如果点C(即外部部分16与内部部分17之间的接合处)位于三角形ABB'内，那么，内部部分17部分地在内部接合处13(或者点B)下方延伸，如图3所示。

因此，在一个优选实施例中，外部部分16与内部部分17之间的接合点C位于连接外部接合处12与内部接合处13的直线(即直线AB)上或在其上方。

如图1和2所示，d'表示圆心在轴线X上的包含接合点C的圆的直径，α表示外部部分16(或者内部部分17)在其接合点C的切线的角度。

排出容积EV总体上随直径d'而增大(虽然其他参数应该考虑，如后所述)。因此，d'应足够大，以使排出容积EV最大化。更确切地说，d'最好大于直径D的一半，小于直径D的95％：

0.5·D≤d'≤0.75·D

较大的角α是，膜片11在向内突出的位置时越硬，就越难从向外突出的位置反转到向内突出的位置。

较小的角α是，膜片11在向内突出的位置时越软弱，就越容易从向外突出的位置反转到向内突出的位置。

在角α为约55°(其相当于点C位于连接外部接合处12与内部接合处13的直线AB上的情况)至75°之间时，可以找到膜片11处于向内突出的位置受到容器内装物的压力时的良好硬度与膜片11从向外突出的位置反转到向内突出的位置的良好能力之间的好的折中方案：

60°≤α≤75°

另外，外部部分16的半径R1和内部部分17的半径R2应该注意选择，使排出容积EV最大化(即在膜片11向内突出的位置时，使容器中的压力最大化)，同时使膜片11具有良好的翻转能力及其在向内突出的位置时具有良好的硬度。

为此，半径R1和R2应选择如下：

R1≤R2

膜片11的内径d和外径D最好是这样的：

0.3·D≤d≤0.5·D

在一个优选实施例中：

d≌0.4·D

图4至11示出基部7的不同实施例，分别具有膜片11的不同几何形状，对于0.5升的容器(其他数值可用于容量较大或较小的容器)，以增大排出容积排序，如下表所示。对于所有这些实施例，D设定等于52mm，d设定等于19mm。

所有这些实施例提供比公知解决方案更大的排出容积EV，同时，膜片11在向内突出的位置更具刚性或者刚性相当。外部部分16用于使膜片11易于从向外突出的位置翻转到向内突出的位置，而内部部分17用于在向内突出的位置时加强膜片11，防止其回陷到其向外突出的位置。因此，容器1内的压力可保持在高值。手握时，感到容器1具有刚性。另外，容器1在叠置时使容器堆具有稳定性，在放在托板上时使托盘具有稳定性。

如附图所示，膜片11具有光滑表面(即没有加强肋或者槽部)，因为上述几何结构和尺寸足以提供翻转能力和机械强度。

Claims

1.塑料制的容器(1)，其配有基部(7)，基部具有形成支承凸缘(9)的站立环(8)和从站立环(8)延伸到中央部分(10)的膜片(11)，膜片(11)能够位于向外突出的位置，所述容器(1)限定待被注以制品的内容积，

其中，膜片(11)在外部接合处(12)连接于站立环(8)，外部接合处形成膜片(11)相对于站立环(8)的外部铰接件；

其中，膜片(11)在内部接合处(13)连接于中央部分(10)，内部接合处形成膜片(11)相对于中央部分(10)的内部铰接件；

其中，膜片(11)相对于站立环(8)从向外突出的位置能翻转到向内突出的位置，在向外突出的位置，内部接合处(13)在外部接合处(12)下方延伸，在向内突出的位置，内部接合处(13)在外部接合处(12)上方延伸；

其特征在于，在向外突出的位置，膜片(11)具有：

-外部部分(16)，其连接于站立环(8)并在径向截面上是弯曲的，所述外部部分相对于容器(1)的内容积具有向外的凹面，以及

-内部部分(17)，其连接于外部部分(16)和中央部分(10)并在径向截面上是弯曲的，所述内部部分相对于容器(1)的内容积具有向内的凹面。

2.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，内部部分(17)相切于外部部分(16)。

3.根据权利要求1或2所述的容器，其特征在于，外部部分(16)的半径R1和膜片在外部接合处(12)的外径D是这样的：

4.根据前述权利要求中任一项所述的容器，其特征在于，内部部分(17)的半径R2和膜片在外部接合处(12)的外径D是这样的：

5.根据前述权利要求中任一项所述的容器，其特征在于，外部部分(16)的半径R1和内部部分(17)的半径R2是这样的：

R1≤R2

6.根据前述权利要求中任一项所述的容器，其特征在于，膜片在外部接合处(12)的外径D以及膜片在内部接合处(13)的内径d是这样的：

0.3·D≤d≤0.6·D

7.根据权利要求6所述的容器，其特征在于，

d≌0.4·D

8.根据前述权利要求中任一项所述的容器，其特征在于，膜片(11)具有光滑表面。

9.根据前述权利要求中任一项所述的容器，其特征在于，外部部分(16)与内部部分(17)之间的接合点(C)位于连接外部接合处(12)与内部接合处(13)的连接线上或者位于连接线的上方。