具有带台阶式拱部的底部的容器的制造方法
【专利摘要】塑料材料制的容器(1)，容器配有主体和底部(6)，底部自主体的下端部延伸，底部(6)包括：限定承靠平面(8)的周沿的底座(7)；从中心区域(11)延伸直到底座(7)的凹形的拱部(10)；从中心区域(11)径向延伸至少直到底座(7)的一系列主加固沟槽(13)。拱部(10)具有被轴向中间的台阶部(17)分开的两个同心区，即中心区(15)和周边区(16)，台阶部(17)围绕中心区域(11)连续环形延伸，使得中心区(15)相对周边区(16)抬高。
【专利说明】具有带台阶式拱部的底部的容器
【技术领域】
[0001]本发明涉及由如聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)的塑料材料制的预成型件通过吹制或拉伸吹制获得的容器尤其是瓶或罐的制造。
【背景技术】
[0002]通过吹制制造容器一般在于:将粗坯(预成型件或通过预吹制预成型件得到的中间容器)引入到具有容器型腔的模具中，其中，所述粗坯被预先加热到高于材料玻璃转化温度的温度；并且在粗坯中注入压力流体(尤其是气体如空气)。可以通过利用滑动杆预拉伸粗坯来完成吹制。
[0003]材料在吹制的过程中承受的双分子取向(分别与容器的总轴线平行和垂直的轴向取向和径向取向)赋予容器以一定的结构刚度。
[0004]然而，由市场决定的减少制造容器所使用的材料数量，要求制造商采用制造诀窍或形状诀窍来加强其容器，双重定向显得是不足够的。由此导致，两个容器在同等重量下，并不必然具有相同的机械性能(强度，刚度)。
[0005]熟知的增大容器刚度的一种方法是热固化法，热固化法在于给模具壁加热，以通过热增加结晶度。在法国专利FR 2 649 035(Sidel:西德尔)和其同族美国专利US 5，145,632中描述过的这种方法，特别是被用于容器被热填充的HR(英文术语“heatresistant”即耐热的首字母)应用。
[0006]不过，由于这类方法所要求的生产速度降低及其成本，这类方法不能普及到无汽水类型的一般应用中。对于这些应用，底部的结构刚度主要取决于它的形状。已知通过径向沟槽加强底部，例如参见法国专利FR 2 753 435 (Sidel:西德尔)。只要容器中的压力和/或容积条件正常，该底部就保持它的机械强度而不会翻转。但是，当这些条件极端时，底部趋向于塌陷，直到翻转。因此，当高热储存容器时，典型地当容器在烈日下户外托盘状存放时，内容物的温度可达到或超过50°C，内容物的膨胀所导致的压力增加超过阈值，而高于该阈值则底部会发生翻转。于是容器变得不稳定，整个托盘塌陷风险很高。同样，当容器储存在其温度会使内容物冰冻的冰柜中时，固化引起的膨胀导致底部翻转，容器同样会变得不稳定。
[0007]在底部上形成可以增加底部机械强度的深的凹陷区(尤其是深拱部)理论上是可行的。但是，本身也有效的该形状诀窍同时需要:增加材料，这与前述的减少材料的要求是不相容的；以及高的吹制压力，这与节能要求不相容，节能要求相反地需要减小成型容器所需的吹制压力。例如，对于成型容量为0.5升的无汽水瓶子，目前的技术手册通常要求质量约为10克而吹制压力约为20巴。
【发明内容】
[0008]第一目标是提高具有相同的吹制成型性(即利用吹制形成容器的能力)的容器的机械性能。
[0009]第二目标是提出其底部的最佳形状赋予容器以吹制成型性、轻便性和刚度之间的良好折中的容器。
[0010]第三目标是提出其底部提供良好的抗翻转强度、在极端的内部容积和/或压力条件下能保持稳定的容器。
[0011]为此提出一种塑料材料制容器，该容器配有主体和自主体的下端部延伸的底部，底部包括:限定承靠平面的周沿的底座、从中心区域延伸直到底座的凹形的拱部、和从中心区域径向延伸至少直至底座的一系列加固沟槽，在容器中，拱部具有两个同心区，即中心区和周边区，这两个同心区被连续环状延伸在中心区域周围的轴向中间的台阶部(decrochement)分开,使得中心区相对周边区抬高。
[0012]由于该台阶部，底部保证了容器即使在极端的压力和/或容积条件下的稳定性。
[0013]可以考虑单独或组合采用的如下各种不同的补充特征:
[0014]-台阶部的直径为承靠平面的直径的40%-60%之间；
[0015]-台阶部的直径为承靠平面的直径的大约50%；
[0016]-沟槽径向延长超过底座；
[0017]-底部包括局部跨骑底座延伸的一系列中间加固沟槽；
[0018]-台阶部延伸在0.4mm-1.2mm之间的高度上；
[0019]-容器的容量为0.5升，台阶部延伸在0.4mm-1.2mm之间的高度上，尤其是在约为
0.5mm的高度上；
[0020]-容器的容量为1.5升，并且台阶部延伸在0.7mm-1.2mm之间的高度上，尤其是约为Imm的高度上。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]通过阅读下面参照附图对实施方式的描述，本发明的其它目标和优点将体现出来，附图中:
[0022]-图1是塑料材材料制的容器的仰视透视图；
[0023]-图2是表示图1的容器的底部的放大透视图；
[0024]-图3是容器的仰视平面图；
[0025]-图4是图3的容器的中心剖面透视图；
[0026]-图5是图3的容器的中心剖面图。
【具体实施方式】
[0027]在图1上示出由热塑性材料如PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯)的预成型件通过拉伸吹制制成的容器1，在此情形下是瓶子。
[0028]该容器I在上端部包括配有器口 3的颈部2。在颈部2的接续部分中，容器I在其上部分中包括肩部4，该肩部朝与颈部2相反的方向扩宽，肩部4由侧壁或主体5接续，所述侧壁或主体通常呈围绕容器I的主轴线X的回转圆柱形状。
[0029]容器I此外包括底部6，底部6自主体5的下端部与颈部2相对延伸。底部6包括周沿的底座7，底座7呈环形圈缘的形式，基本轴向地在主体5的接续部分中延伸。底座7终止于承靠平面8，承靠平面垂直于容器I的轴线X，所述承靠平面8限定容器I的下端部，允许容器直立靠置在平坦表面上。
[0030]用Dl表示承靠平面8的直径，术语“直径”不仅包括容器I (和因此底部6)具有圆形轮廓的(图示)情况，还包括容器I具有多边形轮廓(例如方形)的情况，在后一种情况下，术语“直径”表示多边形的外接圆的直径。
[0031]底座7向容器I内包括截锥形的环状的颊面(joue) 9，颊面9接续承靠平面8向容器I内延伸，由颊面9形成的截锥向下张开(倾斜(en (Ι?ροι--?θ))且其顶角为至少70°。颊面9的高度可以在之间,例如约为1.5mm。
[0032]底部6另外包括呈大致球形的无边帽形状的凹形的拱部10，在没有应力的作用下，即在容器I中没有内容物的情形下，拱部的凹面朝向容器I外。拱部10从底座7接续颊面9延伸直到底部6的中心区域11，该中心区域形成向容器I内突起的销形部，在其中心带有非晶态片区12，非晶态片区12对应用于形成容器的预成型件的构成材料的注入区，在通过吹制形成容器I时可以起对中的作用。
[0033]正如图中、特别是图2中可以看到的，底部6包括向容器I内凹陷形成的一系列主加固沟槽13，主加固沟槽从中心区域11径向延伸至少直到底座7。根据图中所示的优选实施方式,主加固沟槽13径向延长超过底座7，侧向上升到主体5的下部分上。
[0034]换句话说，主沟槽13径向延伸在整个拱部10上，跨骑在底座7上且部分跨骑在主体5上。因此，可以理解的是，承靠平面8是非连续的，因为承靠平面在每个主沟槽13处被中断。主沟槽13的数量例如为五个(如同所示的例子中，该例子对应于容量为0.5升的容器)，但该数量可以更大，尤其是在容量大于或等于I升的容器的情况下为6个，甚至或者在容量大于或等于2.5升的容器的情况下为7个。
[0035]根据一优选实施方式，底部6另外设有一系列中间加固沟槽14，中间加固沟槽位于主加固沟槽13之间，中间加固沟槽局部跨骑底座7延伸，因此有助于加强底座。如同图2和图3中所示的，如主沟槽13那样，中间沟槽14向外延伸超过底座7，侧向上升到主体5的下部分上。在图2和图3中还看到，中间沟槽14骑跨颊面9，但在拱部10的周边中止。
[0036]正如图中、尤其是图2、4和5中更清楚看到的，拱部10具有两个同心区，即围绕底部6的中心区域11的环形的中心区15、和围绕中心区15的环形的周边区16，这两个区被轴向延伸在预定高度H上的台阶部17分开。该台阶部17位于相对拱部10的中间，即中心区15和周边区16的径向延伸尺寸基本相同。
[0037]台阶部17连续延伸，即在主沟槽13处不被中断，而是延伸直到主沟槽的底部。
[0038]轴向的台阶部17围绕中心区域11环状延伸。在容器I基本为围绕其轴线X的回转圆柱形状的所示实施方式中，台阶部17形成用D2表示其直径的圆形轮廓环。在一些前面提到的容器I的横截面为多边形轮廓的变型中，台阶部17同样具有与容器I的外部轮廓相似的多边形轮廓。则D2表示台阶部的多边形轮廓内接在其中的圆的直径。
[0039]由于存在轴向的台阶部17，中心区15虽然具有与周边区16的曲率半径基本相同的曲率半径，但中心区相对周边区略抬高，向容器I内错开。
[0040]根据一实施方式，台阶部17的直径D2在承靠平面8的直径Dl的40% -60%之间。在所示例子中，D2/D1之比约为50%。
[0041]至于台阶部17的高度H，该高度在台阶部的轮廓上基本恒定，有利地在0.4mm到
1.2mm之间。对容量为0.5升的容器(这对应于所示例子)，该高度H确切地在0.4mm到0.7mm之间，例如约为0.5_。对容量为1.5升的容器，台阶部17的高度H确切地在0.7mm到1.2mm之间，例如约1mm。
[0042]台阶部17的作用是保持容器I在极端的压力和/或容积条件下的稳定性，尤其是当容器I中出现例如由于(满的)容器I暴露于阳光而导致的颈下容积和内容物膨胀所引起的过压时，或者当内容物承受例如由于(满的)容器I存放在冰柜中所导致的内容物固化引起的膨胀时。
[0043]在这些条件下，内容物在底部6上施加使其趋向于塌陷的压力。但是，台阶部17导致加强了拱部10的中间区，限制拱部10变形，使得底座7向底部6的中心扩展(如图5虚线所示)，从而阻止了底部6完全翻转。底部6至多有效地但以可控的方式承受翻转，拱部10的中心区15则形成容器I可以稳定放置在支撑表面上的副底座。
[0044]如果台阶部17的直径D2太小(典型地小于承靠平面8的直径Dl的40% )，翻转的中心区15形成的副底座的面积则会太小，因此容器将不稳定。如果相反地，台阶部17的直径D2太大(典型地大于承靠平面8的直径Dl的60% )，则底部6翻转的风险将增加，对拱部10的变形控制变差，这将导致容器的不稳定性。
[0045]延伸在较小的高度H上的轴向(即柱形)的台阶部17提供了如上面刚描述过的控制底部6变形、与底部6的良好吹制成型性之间的良好折中。
[0046]因此，对应所示形状的容量为0.5升、质量为10克的PET容器I能以19巴的空气压力无困难地被吹制成型，充满无汽水的最终容器I在上述极端条件(暴露于50°C阳光下以及-18°C冰冻)下提供良好的机械性能:底部6的变形保持可控，拱部10的中心区15形成可以使放置在水平表面上的容器I保持良好稳定性的副底座。
[0047]增加台阶部17的高度H可以增大底部6的刚度，但是同时会导致台阶部17处的可吹制成型性降低，除非赋予其斜度(d6pouille)，但这又会降低底部6的刚度。
[0048]配有底部6的容器I具有机械性能(即容器I的抗变形能力，以及发生变形时以可控方式承受变形的能力)和可吹制成型性(即通过吹制形成容器I的能力)之间的良好折中。
【权利要求】
1.塑料材料制的容器(I)，所述容器配有主体(5)和底部￠)，所述底部自所述主体(5)的下端部延伸，所述底部(6)包括: -周沿的底座(7)，底座限定承靠平面(8)； -凹形的拱部(10)，拱部从中心区域(11)延伸直到底座(7)；-一系列主加固沟槽(13)，主加固沟槽从中心区域(11)径向延伸至少直到底座(7)，其特征在于，拱部(10)具有被中间轴向的台阶部(17)分开的两个同心区，这两个同心区即中心区(15)和周边区(16)，台阶部围绕中心区域(11)连续环状地延伸，使得中心区(15)相对周边区(16)抬高。
2.如权利要求1所述的容器(I)，其特征在于，台阶部(17)的直径(D2)为承靠平面(8)的直径(Dl)的40%至60%之间。
3.如权利要求2所述的容器(I)，其特征在于，台阶部(17)的直径为承靠平面(8)的直径的约50%。
4.如上述权利要求中任一项所述的容器(I)，其特征在于，主加固沟槽(13)径向延长超过底座⑵。
5.如上述权利要求中任一项所述的容器(I)，其特征在于，底部(6)包括一系列中间加固沟槽(14)，中间加固沟槽局部跨骑底座(7)延伸。
6.如上述权利要求中任一项所述的容器(I)，其特征在于，台阶部(17)延伸在介于0.4mm到1.2mm之间的高度(H)上。
7.如权利要求6所述的容器(I)，其特征在于，容器的容量为0.5升；并且，台阶部(17)延伸在介于0.4mm到0.7mm之间的高度(H)上。
8.如权利要求7所述的容器(1)，其特征在于，台阶部(17)延伸在约0.5_的高度(H)上。
9.如权利要求6所述的容器(I)，其特征在于，容器的容量为1.5升；并且，台阶部(17)延伸在介于0.7mm到1.2mm之间的高度(H)上。
10.如权利要求9所述的容器(I),其特征在于，台阶部(17)延伸在约Imm的高度(H)上。
【文档编号】B65D1/02GK104349983SQ201380028174
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年5月15日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】W·埃梅尔 申请人:西德尔合作公司