具有柔性基座段的塑料瓶的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种具有柔性基座段的塑料瓶，塑料容器包括底段、中段以及口段，口段具有螺纹，其中，口段的横截面小于中段的横截面。根据本发明，底段包括圆周平台区以及相对于圆周平台区向内呈放射状分布的中心区；中心区具有环形段和扁平形段或圆顶形段，扁平形段或圆顶形段相对于环形段向内呈放射状设置，并相对于环形段沿远离口段的方向凸起。底段还包括过渡区，过渡区使圆周平台区与中心区连接，其中过渡区至少包括弯曲的第一子区和弯曲的第二子区，第一和第二子区至少具有分段不同的曲率半径，其中弯曲的第一子区相对于弯曲的第二子区向内呈放射状设置，并且至少一个子区是柔性的。
【专利说明】具有柔性基座段的塑料瓶
【技术领域】
[0001] 本发明涉及塑料瓶，尤其是设计为填充有液体介质(如冷介质，尤其是饮料）的塑 料瓶。
【背景技术】
[0002] 在现有技术中塑料瓶的多变性是公知的。由于瓶子里填充有(液体）媒介(冷媒介 或热媒介)，在填充和加盖处理后会发生以下问题：液体收缩，因此填充瓶的内部体积也会 减少(或者当饮料膨胀时瓶子内部体积增大)。因此，需要避免使标准的瓶子发生变形。一般 来说，顶部空间收缩和/或由产品造成的真空会导致上述收缩；其中由于填充与存储间发 生的温度变化、以及由于从填充处到分配处或消耗处的压力变化造成所述顶部空间收缩。
[0003] 在上述的情况下，容器将在没有变形的情况下不得不去抵抗（resist)这一内部的 真空或超高压力（overpressure)。虽然目前已经有很多关于抵消（compensate)这种真空 或超高压力的技术，但是都需要对设备进行调整。一些调整涉及吹塑机，其他的还涉及运输 机、填充器、或甚至是后冷却器（aftercooler)。现有技术所熟知的一种瓶子可以提供真空 平板（panel)区域。这些平板用于抵消瓶子内部压力差。然而，这些平板需要更多的材料 并且会对瓶子的美观性和贴标签的方便性产生影响。因此，这些真空平板将对生产成本产 生重大的影响。
【发明内容】
[0004] 因此，本发明的目的在于提供一种可以减少瓶子制造成本的塑料瓶。尤其应该避 免上面提到的平板。此外，应该采用标准的填充工艺，从而抵消由于产品中的压力差和/或 氧吸收导致的真空。利用根据权利要求1的吹塑塑料容器实现这些目标。从属权利要求中 提供优选的实施例。
[0005] 尤其用于饮料的吹塑塑料容器包括底段、中段以及口段（mouth section)，所述中 段沿所述容器的纵向连接到所述底段，所述口段沿所述容器的纵向连接到所述中段，所述 口段具有螺纹，其中，所述口段的横截面小于所述中段的横截面，所述容器为一体成型。
[0006] 根据本发明，所述底段包括沿所述容器的纵向凸起的圆周平台区 (circumferential platform region)、以及相对于所述圆周平台区向内呈放射状分布的 中心区；所述中心区向所述容器的口段方向凸起。所述中心区具有环形段和扁平形段或圆 顶形段；所述扁平形段或圆顶形段相对于所述环形段向内呈放射状设置，并优选地相对于 所述环形段沿远离（away from)所述口段的方向凸起。此外，所述底段还包括过渡区，其连 接所述圆周平台区与所述中心区，其中所述过渡区至少包括弯曲的第一子区（sub-region) 和弯曲的第二子区，所述第一和第二子区至少具有分段（section-wise)不同的曲率半径， 其中所述弯曲的第一子区相对于所述弯曲的第二子区向内呈放射状设置，并且至少一个子 区是柔性（flexible)的，以便底段可以抵消容器的内部体积的变化(尤其是通过至少一个 弯曲的子区相对于所述环形段运动)。例如，这些内部体积的变化可以是由封闭容器内部的 饮料膨胀或收缩导致的。
[0007] 因此提出的是，提供一种允许抵消内部体积变化或内部压力变化的塑料容器。在 本发明的情况下，尤其是将底部区域设计成抵消这些体积变化。因此，提供一种具有基本几 何形状的瓶子，该瓶子可以在标准的吹塑机上吹制成形。在产品的使用期内，该基本几何形 状将允许吸收容器真空(或超高压力）。在另一方面，将底部设计成在填充后的任何时候该 底部都不会影响该容器的站立稳定性。此外，该底段还可以抵抗正填充到容器中的液体的 重量。
[0008] 此外，可以将该瓶子设计为轻型瓶子。
[0009] 优选地，该底段设计成可抵消大于50%的所述容器内部的体积变化，优选抵消大 于60%、优选为大于70%、最优选为大于80%的所述容器内部的体积变化。
[0010] 在另一优选实施例中，该容器为旋转对称。在另一优选实施例中，底部区域中的所 有段均为旋转对称，尤其是相对于纵轴旋转对称。该底段优选为具有圆形的横截面。
[0011] 在一更优选的实施例中，将所述圆周平台区设计成连续区域，即设计为一条实线 (continuous line)。然而，所述圆周平台区在圆周方向上也可能具有中断(尤其有规律分 布的中断)。该平台区也可以包括加强筋和类似部件。
[0012] 在另一优选实施例中，底段的至少一个区在所述纵向上的投影相对于该纵轴旋转 对称，该底段中的至少一个区尤其具有圆形的横截面。
[0013] 优选地，该底段的圆周壁从容器的口段到底段在纵向上逐渐变细（taper)。这就意 味着，该圆周壁的横截面从口段到底段沿该容器的纵向减少。优选地，横截面连续地减少。
[0014] 在本发明的另一优选实施例中，该底段的圆周壁的横截面小于该中段的圆周壁的 横截面。优选地，该底段的圆周壁的平均横截面为〇. 8到1. 0,该中段的圆周壁的横截面优 选为0. 9到1. 0。
[0015] 在另一优选实施例中，该底段在某一方向上的投影至少包括3个拐点 (inflection point),该方向与所述中心点到所述平台区之间的所述容器的纵向相垂直。 在一拐点上，数学意义上的该点理解为曲率变化的符号（正号或负号）。（例如瓶子从凸曲 率变为凹曲率)。在这个点上，描述投影线的二次数学求导函数（second mathematical derivation of a function)变为0。因此，优选地，至少在这三个点上，底段在与该容器纵 向相垂直的方向上的投影线的二次和/或三阶数学求导为〇,并且这三个点位于由纵向决 定的中心点与平台区之间。
[0016] 大量的这些拐点可以允许底部进行相当大幅度的运动或者提供抵消体积变化的 区域。优选地，底段不仅包括3或4个拐点，其优选还包括至少3条、优选为至少4条圆周 线，这些拐点分别设置在这些圆周线上。
[0017] 在另一优选实施例中，该底段在某一方向上的投影至少包括4个拐点，该方向与 从所述中心点到所述平台区之间的所述容器的纵向相垂直。这意味着，在所述中心点与所 述平台区之间，曲率的符号至少变化4次。
[0018] 在本发明的另一优选实施例中，弯曲的第一子区的曲率半径在4mm到10mm之间， 较佳在5mm到9mm之间，在5. 5mm到7. 5mm之间为最佳。
[0019] 其他区域的所有曲率半径均可以由下面表格中对应的数据来定义。
[0020] 在本发明的另一优选实施例中，所述环形段与所述平台区在所述容器纵向上的距 离为12mm到20mm,优选为14mm到18mm，更优选为15mm到17mm。
[0021] 该高度对决定材料的拉伸比起着重要作用，同时也对决定不会进给（feed)站立区 的可能性起着重要作用。适当的拉伸是必须的，可以确保"膜（membrane)"具有足够的柔性 以及先于瓶壁发生变形。优选地，所述底段的壁厚至少分段小于所述中段的壁厚。
[0022] 在另一优选实施例中，所述底段的中心区相对于所述平台区在所述容器的纵向上 可运动。优选地，中心区整体发生移动。因此优选地，所述中心区本身具有相当大的刚性； 换言之，中心区并不具备上述子区那样的柔性。
[0023] 在另一优选实施例中，所述容器适合于填充热的液体介质。因此，所述容器较佳为 所谓的热填充容器。优选地，饮料的温度高于40°C，较佳为高于50°C。因此优选地，所述容 器的材料在一定程度上为耐热材料。
[0024] 在另一优选实施例中，所述容器适合于填充冷介质。在这种情况下，饮料的温度低 于40°C，较佳低于30°C。
[0025] 在另一优选实施例中，所述平台区的柔性低于所述过渡区的柔性。更优选地，所述 平台区为所述容器底部刚性最大的区域。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 附图中本发明的其他优选实施例将是显而易见的，其中：
[0027] 图1为塑料瓶的示意图；
[0028] 图2a、2b是根据本发明的底段的两幅图；
[0029] 图3a_3d是根据本发明的底段的三幅图；
[0030] 图4a、4b是根据本发明的另一优选实施例的底段的示意图；
[0031] 图5a、5b为图4a中底部的两幅图；
[0032] 图6a、6b是根据本发明的另一优选实施例的两个底段的示意图；
[0033] 图7a、7b为图6a中底段的两幅图。
[0034] 标号清单
[0035] 1 容器
[0036] 2 底段
[0037] 4 中段
[0038] 6 口段
[0039] 8外螺纹
[0040] 12 圆周壁
[0041] 14中段4的壁
[0042] 22平台区
[0043] 24底段的中心区
[0044] 26环形段
[0045] 28扁平形段或圆顶形段
[0046] 30过渡区
[0047] 32, 34 子区
[0048] 32a 内部
[0049] 32b 外部
[0050] 36弯曲的第一环形段
[0051] K1未定义二次数学求导的位置
[0052] L容器的纵向
[0053] P1-P4 拐点
[0054] r 径向
[0055] R12壁12的曲率半径
[0056] R22_l、R22_2、R22_3 平台区 22 的曲率半径
[0057] R34子区34在其最高点上的曲率半径
[0058] R32b段32b的曲率半径
[0059] R32a段32a的曲率半径
[0060] R36 区36的曲率半径
[0061] D26 环形段26的直径
[0062] D2底段2的直径
[0063] D22平台区22的直径
[0064] W22平台区22的径向宽度 [0065] h2底段2的高度
[0066] a22平台区的倾角
[0067] d32平台区与子区32之间的最小距离
【具体实施方式】
[0068] 图1中示出了塑料瓶1的侧视图。该塑料瓶1包括底段2、具有圆周壁14的中段 4以及口段6。该容器可以站立在该底段2上，该中段4与底段2连接且在容器1的纵向L 上紧接着该底段设置，该口段6与中段4连接且在容器1的纵向L上紧接着该中段设置。可 以理解的是，例如中段4可以分成不同的子段。图1中所示的容器较佳包括圆形的横截面 (在一个平面上)，该横截面与容器的纵向相垂直。该中段可以包括加强元件或其他的有别 于图1中所示的形状。该口段6包括外螺纹8,盖子（图中未示)可附连到、尤其螺接到所述 外螺纹上。
[0069] 图2示出了本发明中容器1的底段2。在此，该底段2包括沿容器的纵向凸起的圆 周平台区22 ;在图2a中，容器的纵向即指与图的平面垂直的方向。换句话说，该平台区22 构建为环形。
[0070] 标号12表不容器的圆周壁。该圆周壁12在从容器1的顶部到底部的方向上略微 逐渐变细。
[0071] 标号24表示底段2的中心区。该中心区24包括扁平形段或圆顶形段28以及环 形段26。该扁平形段或圆顶形段28恰好位于底段的中心，该环形段26完全环绕在该扁平 形段或圆顶形段28的外部。进一步地，底段可以包括注射成型过程的起点，该起点特别位 于中间。
[0072] 标号36表示弯曲的第一环形段，该弯曲的第一环形段36与环形段26连接且在周 向上围绕后者。
[0073] 优选地，该弯曲的第一环形段相对于水平线（该容器坚直站立位置的）的平均倾角 高于45度。优选的倾角范围高于45度。该弯曲的第一环形段可能是柔性的，从而抵消容 器内部体积的变化。
[0074] 标号30表示过渡区。该过渡区30使得该圆周平台区22与该中心区24连接。过 渡区30可以用于抵消瓶子内部的压力差和体积差。该过渡区30包括2个子区32和34,两 者在容器的径向上相互连接。标号R表示底段的径向。
[0075] 图2b示出了该容器底段2的另一透视图。从图中可以看出，单个段32、34、36、28 以及12均构造成环形且由外向内呈放射状。例如，段32向容器的内侧凸起，段36也向容 器的内部空间凸起。
[0076] 尤其通过段32和34的运动可以抵消容器内部的体积差。
[0077] 因此，本发明中提供的基座设计可以满足以下要求。在运输、储存或产品的使用期 内，基座设计应该可以吸收内部的真空。
[0078] 在另一方面，基座设计应该可以在不会向外变形的情况下抵抗产品重量。尤其是， 基座设计应该是这样，而不论容器是否处于只站立在圆周平台区上的填充状态。换言之，该 容器的站立性能或运输性能应该不受影响。
[0079] 进一步地，本发明中容器的生产可能不需要调整机器或生产线，这就实现了相当 低的成本。此外，还提供了轻型的产品。
[0080] 因此，底部设计包括膜功能（membrane function),利用适当的基座设计和适当的 材料厚度分配可以制造出该膜功能（function)。同样，预制件设计在制造过程中起着重要 作用。
[0081] 图3a示出了本发明中容器1底部的横截面。此处，区28构造为向下延伸的圆顶 形区域。环形区26围绕着该圆顶形区28,且两者的刚性都相当大。
[0082] 环形段26后紧跟有弯曲的第一区36,该弯曲的第一区36后紧跟有过渡区30。该 过渡区30本身分成2个子区32和34。子区32向外放射状延伸相当远。因此，该子区32 本身又可以分成内部32a和外部32b。内部32a的曲率半径小于对应的外部32b的曲率半 径。
[0083] 标号34指过渡区30的另一子区34。该子区34在纵向上向上凸起，即向口段凸 起。
[0084] 图3b阐释了各个段的不同曲率半径。图3b中如图3a中所示的标号用于定义各 个半径。各个半径值和直径值适用于图中所示的所有基座设计或底部设计。以下表格列示 了针对各个曲率半径及其他值的典型值、优选值以及更优选值。表格中的标号与图中使用 的符号相对应。表格中提到的单个或数个值的组合尤其是有益的。图3d中进一步阐述了 与容器相关的值。
[0085]
【权利要求】
1. 一种尤其用于饮料的吹塑塑料容器（1)，包括底段（2)、中段（4)以及口段（6)，所述 中段（4)沿所述容器（1)的纵向（L)连接到所述底段（2)，所述口段（6)沿所述容器（1)的 纵向（L)连接到所述中段（4)，所述口段（6)具有螺纹，其中，所述口段（6)的横截面小于所 述中段（4)的横截面，所述容器（1)为一体成型； 其特征在于，所述底段（2)包括沿所述容器（1)的纵向（L)凸起的圆周平台区（22)以 及相对于所述圆周平台区（22)向内呈放射状分布的中心区（24);所述中心区（24)向所述 容器（1)的口段（6)方向凸起，所述中心区（24)具有环形段（26)和扁平形段或圆顶形段 (28 )，所述扁平形段或圆顶形段（28 )相对于所述环形段（26 )向内呈放射状设置，并相对于 所述环形段（26 )沿远离所述口段（6 )的方向凸起，所述底段（24 )还包括过渡区（30 )，所述 过渡区使所述圆周平台区（22)与所述中心区连接，其中所述过渡区（30)至少包括弯曲的 第一子区（32)和弯曲的第二子区（34)，所述第一和第二子区（32、34)至少具有分段不同的 曲率半径，其中所述弯曲的第一子区（32)相对于所述弯曲的第二子区（34)向内呈放射状 设置，并且至少一个子区（32, 34)是柔性的，以便底段（2)可以抵消容器（1)的内部体积的 变化。
2. 根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述底段（2)的至少一个区（2、24、26、28、 32、34)沿纵向的投影相对于纵轴旋转对称。
3. 根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述底段（2)的圆周壁（12)从所述容器 (1)的口段（6)到底段（2)沿纵向方向逐渐变细。
4. 根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述底段（2)的圆周壁（12)的横截面 (D12)小于所述中段（4)的圆周壁（14)的横截面。
5. 根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述底段（2)在与所述中心点（C)到所述 平台区（22)之间的所述容器（1)的纵向（L)相垂直的方向上的投影至少包括3个拐点。
6. 根据权利要求5所述的容器，其特征在于，所述底段（2)在与所述中心点（C)到所述 平台区（22)之间的所述容器（1)的纵向（L)相垂直的方向上的投影至少包括4个拐点。
7. 根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述弯曲的第一子区的曲率半径在4mm到 10mm之间，优选在5mm到9mm之间，优选在5. 5mm到7. 5mm之间。
8. 根据权利要求1所述的容器，其特征在于，在所述容器的纵向（L)上，所述环形段 (26)与所述平台区（22)之间的距离在10mm到18mm之间，优选在12mm到16mm之间，更优 选在13mm到15mm之间。
9. 根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述中心区（24)相对于所述圆周平台区 (22)可沿所述容器的纵向（L)移动。
10. 根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述容器（1)适用于填充冷液体介质。
11. 根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述平台区（22)的柔性小于所述过渡区 (30)的柔性。
【文档编号】B65D1/02GK104097822SQ201310122254
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月10日 优先权日:2013年4月10日
【发明者】卢多维奇·莱恩 申请人:克朗斯机械（太仓）有限公司