专利名称：具有加强底部的由热塑性材料制成的容器,尤其是瓶子的制作方法
技术领域：
本发明涉及对容器的改进，尤其是对瓶子的改进，所述容器(瓶
子)由热塑性材料，如聚酯(PET)制成，具有一个在顶部，即容器颈 部，与底部，即容器底部之间延伸的容器体，所述容器底部适合承受 液体静压而不产生显著的变形，所述液体静压是由增加了 一不超过约 2xl()S帕的超压的液柱而产生的，所述容器底部包括
-凹拱，所述凹拱具有向所述容器的外侧弯转的凹面；
-圆顶，所述圆顶向所述容器的内侧突起，并具有向外侧弯转的 凹面，所述圆顶在所述凹拱的中心展开；
-环状区，所述环状区环绕在所述凹拱的下部的周围，并形成一 基本上是平面的基础(foundation),所述容器底部能通过所述平面基础 能稳固地支撑在一平面支撑上，以及
-肋状物，所述肋状物以向外展开的凹槽形式出现，并放射状地 延伸过形成基础的所述环状区，并上升进入连接壁，所述连接壁与所 述容器的容器体的容器壁相连。
背景技术：
在多数情况下，用于装静态液体(still liquid)的容器(例如，用 于装饮用水的瓶子)具有一个为球冠状的圆型底部，该圆型底部通常 具有向外弯转的凹面，且该底部的高度相对较低。这类底部通常具有 大体上呈放射状的放射肋状物(radiatingribs),所述肋状物可能具有 不同的形状并可选择地延伸至所述容器体的容器壁的下部，以便加强 基础(把所述底部支撑在一支撑上的周边区域)。这种类型的底部的 高度，包括中间加强部分，典型地为10毫米，并可以增加至15毫米。
这类底部适合于承受超出所述底部高度的静态液体液柱的压力， 而不产生变形。然而，它们不能提供足够的抗力来承受一增加的即使是小的压力，例如，所述增加的压力可以由一内部超压(excess pressure)产生。
如今，在包装某种易氧化的静态液体时(例如，油、果汁)，人们 普遍知道在容器罐装阶段的最后倒入小量的(例如一滴)、能快速蒸 发(例如通常为氮)的惰性物质(inert substance),以此在封装所述容 器前，能立即把液面上方自由体积内的空气(因此也包括里面的氧气) 排除出去(已知的"惰性化处理，，("inertization")或"氮化处理" ("nitrogenation")操作)。或对含微量二氧化碳的液体而言，可以改 善所述容器的加压处理(pressurization)。 一旦完成了容器的封装，少 量的惰性物质会停止蒸发，如此惰性气体会残留在被封装的容器内并 产生微小的残留压力，所述压力小于2xl()S帕，典型地为lxl()S帕， 甚至是0.5xl()5帕。
这种用于装静态液体的容器的软弱的圆型底部通常不能可靠地承 受即使是由惰性化处理产生的小压力，而发生变形。
人们都知道，对于其装罐物必须经过惰性化处理的容器而言，需 要给它们提供能增加抗力的底部，以使这些底部在承受内部增压的情 况下不会变形。
附图1A至1D示出了一种目前普遍使用的上述类型的加强底部。 图1A是容器1下部的侧视图(这里，瓶子具有一个通常的大致是回 转(revolution)的圆柱型外形)，所述容器1由诸如聚酯之类的热塑 性材料制成，包括一个在顶部，即容器颈部(未示出)，与底部，即 容器底部3之间延伸的容器体2。所述容器底部3在图1B中以仰视 图的形式单独示出。图1C为沿图1B中的剖切线IC-IC剖切得到的直 径位置上的剖面图。以及，图1D为从下方观察到的透视图。
所述容器底部3包括具有圆型的普通形状的凹拱4,所述凹拱4 具有向所述容器1的外侧弯转的凹面，此外，所述容器底部3还包括 环状区5，所述环状区5环绕在所述凹拱4的周围，并形成一基本上 平的基础，所述容器底部3能通过所述平面基础能稳固地支撑在一平 面支撑上。在所述容器底部3的中心，所述凹拱4向圓型的圆顶6展开，所述圆顶6也具有一向外侧弯转得凹面，因而，所述圆顶6相对 于所述凹拱4向所述容器1的内側偏移设置。所述环状区5的外侧形 成一基础，所述容器底部3具有一向内弯转的壁8，其也被称为连接 壁8，所述连接壁8与所述容器的容器体2的容器壁9相连。
几条向外展开的主肋状物具有通常的槽状，所述槽具有基本上平 行的边并具有基本上相等的深度，这些槽以星形的样式从所述容器底 部3的向内弯转的壁8处开始放射状地向所述圆顶6延伸，并止于所 述圆顶6,同时，这些槽越过形成基础的所述环状区5和凹拱4。如 例子中所示，具有奇数条主肋状物，图中为5条。为了增加所述容器 底部的机械抗力(mechanical resistance),力o入富'J月力状物10,其具有 和主肋状物7基本上相似的结构，并被散布在主肋状物7之间。但是 所述副肋状物10以星形的样式从所述容器底部3的向内弯转的壁8 处开始仅放射状地延伸至所述凹拱的中部，同时，这些副肋状物10 越过形成基础的所述环状区5。
需要强调的是，所有的肋状物，即主肋状物7和副肋状物10凹嵌 在所述凹拱4上，如图1A至1D所示，所述凹拱4具有一光滑环状， 仅带有一些肋状物形成的凹痕。
由热塑性材料，例如，聚酯制成的容器的生产商在不断寻找使容 器变轻的技术方案，在众多方面中，尤其体现在，寻找一种使所述容 器底部变轻的技术方案。为此，若干年前适合的容器底部变得不再合 适，因为需要明显减少生产材料的使用。
因此，本例子示出了如上所述的加强容器底部不再满足轻量化需 求，甚至对于超压仅为约lxl()S帕的情况也是如此。
如今，为了精准地分配惰性液体的液滴，需要使用一种相对昂贵 的剂量设备，而生产商避免使用这种设备。如此，惰性液体的液滴以 经验的形式形成，因而，实践中，所述液滴的体积基本上会在期望理 论值的一半至两倍之间发生变化。由此，在容器内形成的超压会比期 望值，即比lxl()S帕更大，可能达到2xl()S帕。因此，上述容器底部 的轻量化类型不能可靠地承受住所述超压而不产生变形。在文献FR 2 883 550中公开了具有加强容器底部的容器和所述容 器底部。然而，其仍涉及一种需要由大量热塑性材料制造的容器，如 此无法生产出当今生产商需要的轻量化的类型。
显然，对于含二氧化碳的液体(例如，压强达到约3xl05帕至4xl05 帕,甚至达到10xl()S帕)的情况，需要设计出一种具有显著的凹拱(被 称为"香槟酒瓶底"(champagne base )或类似的名称)的容器，用于 承受相对较高的压力而不产生变形。然而，因为这种容器有更高的高 度和增厚的瓶壁，因此这种容器底部需要更多的热塑性材料，至少在 形成基础的环状区需要更多的热塑性材料。具有这类容器底部的容器 的生产成本显然更高，并且它们在吹塑中的成品率更难把握。因此， 不倾向于把这类容器用于惰性化处理步骤，此外，比起专用于惰性化 处理的容器，这类能承受更大压力的容器则被更少地使用。这类容器 的高抵抗性和与之相应的高昂的成本似乎超出了设想的运用。
发明内容
在上述情况下，本发明旨在提出一种改良的用于容器的圆型底部 的形状，所述容器用于装罐静态液体，然后在存在相对较小压力的情 况下被封装。具体而言，所述压力为lxl()S帕，在实践中，不超过约 2xl()S帕，所述容器仅需要最少量的热塑性材料，并能在用于装静态 液体的容器的吹塑(blow moulding )或拍:伸"欠塑(stretch-blow moulding)的常规条件下，容易正确地成型。所述容器的高度基本上 与那些装静态液体的具有传统容器底部的容器相同。
至此， 一种由热塑性材料，例如，聚酯制成并按上文布置的容器， 尤其是一种瓶子，其特征在于，所述容器底部包括
-互相分离并成爪形的区域，所述爪状区在所述容器体的底部沿 所述容器底部的中心方向呈放射状延伸，并且所述爪形区相对于所述 凹拱向外偏移突出，以及
-放射状凹槽，所述放射状凹槽被所述爪形区划分,所述凹槽具有 底部，所述底部由所述凹拱的放射状部分形成，并具有放射状变化的深度，所述深度在形成基础的所述环状区处最大。
因为这种布置，得到具有加强结构的容器底部，所述加强结构由爪形区构成，所述爪形区相对于凹拱突出，并占据了所述凹拱的大部分表面，如此，比起所述现有技术中的底部的肋状物能更有效地增加凹拱的强度。
优选地，所述爪形区的放射状端部与所述圆顶的边缘隔开一段距离，如此使所述圓顶的周围保留一完整的凹拱的环状区。这样的合成
结构(resultant structure )具有三层，即形成最深一层的中心圆顶(可从外侧看到)，形成中间层的凹拱，所述凹拱围绕在所述圆顶周围并呈星状延伸，以形成所述凹槽的底部，以及形成最外层的爪形区。
该结构允许其具体实现过程有很大的自由度。因此，圆顶可以是圆型的，凹沟也可以是圆型的，例如，半球区，或者也可以是圆锥台状。
实践中，有利的情况是，形成基础的所述环状区的直径为所述容器体的直径的70%至90%，以及，所述凹拱的高度为形成基础的所述环状区的直径的10%至25% 。
另一有利的情况是，所述容器底部的高度大于15%的形成基础的所述环状区的直径。
类似地，还有一种有利的情况是，所述圆顶的高度为所述凹拱的高度的10%至50% 。
由此，根据本发明的各项，能限定出一种由热塑性材料，例如，聚酯制成的容器，所述容器适合承受惰性化处理中产生的压力而不产生变形，所述压力有时能达到约2xl()S帕，同时，所述容器依旧能以较少的热塑性材料来制造。例如，生产一根据本发明得到的1.5升的聚酯容器需要热塑性材料22克，而仅三年之前，同样容量的标准聚酯容器的重量，以及，上文提到的文献FR2 883 550中公开的重量，为26至27克。(即，每个容器大约能节省15%的聚酯用量)。
通过阅读以下不具有限定性的具体实施例描述，能更好地理解本发
明。在这个描述中，每张附图都带有参考编号，其中
-图1A是根据现有技术得到的容器的下部的侧视图(这里，瓶子 具有一个通常的大致是回转的圆柱型外形)，该容器由热塑性材料，例 如，聚酯制成；
-图IB为仰;规图、图1C为沿图IB中的剖切线IC-IC剖切得到的 直径位置上的剖面图，以及，图ID为从下方观察到的透视图，这些图 仅示出了图1A中所示容器的容器底部；
-图2A至2D分别为根据本发明设计出的容器底部的侧视图、仰视
图、剖面图及透视图，其中，图2c为沿图2B中的剖切线nc-nc剖切
得到的直径位置上的剖面图，图2D为从下方观察到的透视图，以及
-图3A和3B分别为根据本发明设计出的容器底部的另一变化实施 例的剖面图与透S见图，其中图3A为直径位置上的剖面图，图3B为从下 方观察到的透视图(分别与上面的图2C和图2D相对应)。
具体实施例方式
在下面的描述中，之前在图1A至1D中使用的参考标号将被保 留并被用于指代相同的元件或部件。
首先，参照图2A至图2D,其中示出了容器l，此处的瓶子具有 一个通常的大致是回转的圓柱型外形，其由热塑性材料，例如，聚酯 制成，并具有一容器底部3，所述容器底部3包括
-凹拱4，所述凹拱4具有向所述容器的外侧弯转的凹面；
-圆顶6，所述圆顶6向所述容器1的内側突起，并具有向外側 弯转的凹面，所述圆顶6在所述凹拱4的中心展开；
-环状区5,其环绕在所述凹拱4的基底周围，所述环状区5靠 近所述容器底部3的外围，但与该外围隔开一段距离，并形成一基本 上平的基础，所述容器底部3能通过所述平面基础能稳固地支撑在一 平面支撑上，以及
-肋状物，所述肋状物以向外展开的凹槽形式出现，并大致放射
9状地延伸过形成基础的所述环状区5，并上升进入连接壁8，所述连接壁8与容器体的容器壁9相连；
根据本发明，所述容器底部3包括爪形区11，所述爪形区11互相分离，并在所述容器体2的底部沿所述容器底部的中心方向呈放射状延伸，并且所述爪形区11相对于所述凹拱4向外偏移突出。换言之，所述爪形区11如同曲线板(curvilinear plateaux )那样高出所述凹拱4并同时沿着该凹拱4的放射状形状，图2B，尤其是图2D清晰地示出了这一特征。
所述爪形区11之间划分出放射状凹槽12，所述凹槽12具有底部13,所述底部13由所述凹拱4的放射状部分4a形成，换言之，图1A至1D中所示的现有技术中的容器底部的主肋状物7内嵌所述凹拱4上，而根据本发明得到的容器底部的凹槽12形成在所述凹拱4上方，即相对于所述凹拱4突出。
此外，所述凹槽12并具有放射状变化的深度，所述深度在形成基础的所述环状区5处最大。从图2C中可以看出，所述凹槽12的底部13的曲率反转点16的位置大约与形成基础的所述环状区5相对应。在该点上，所述凹槽12的深度p达到最大，以使基础处的加强效果最好，这样能保持住该基础的外形，因而保持该基础的平整度。所述凹槽12的深度向着外端点和内端点逐渐变小直至为0，图2A、2C和2D更好地示出了该特征。
需要注意的是，图2A至2D示出的例子中，十分靠近其底部的中心轴X的爪形区11的放射状端部14，与所述圆顶6的边缘15隔开一段距离，这样，所述圆顶6的周围围绕着所述凹拱4的环状边4b,所述环状边4b与形成所述凹槽12的底部的^1射状部分相连。如此，所述凹拱4的可见部分为具有放射状分支的星形结构，图2B与2D更清晰地示出了该特征。
还需注意的是，在图2A至2D所示的实施例中，所述凹拱4是圓型的，虽然所述圆型可以是容易想到的其它样式，但在本实施例中，凹拱4具体是大致具有球面区(spherical zone )外型的圆型。现在讨论所述容器底部3的几何外形，有利的情况是(从图2C中能看到)，形成基础的所述环状区5的直径B为所述容器体2的直径八的70%至90%,并且，所述凹拱4的高度C为形成基础的所述环状区5的直径B的10%至25% 。
此外，所述容器底部3的理想高度E大于15%的形成基础的所述环状区5的直径B。
同样，所述圓顶的理想高度F为所述凹拱的高度C的10%至50%。即，由所述圆顶6和凹拱4形成的结构的总高度D (换言之，即为所述圆顶6的高度F和所述凹拱4的高度C之和)为所述凹拱高度C的1.1至1.5 4咅。
最后，所述容器底部3理想的几何尺寸符合如下规则
0.70A<B<0.90A
0.10B<C<0.25B
1.10C<D< 1.50C
0.15B<E
由于上述特征，由热塑性材料，例如，聚酯制成的容器l配备了根据本发明得到的容器底部3。该容器底部3适合承受液体静压而不产生显著的变形，而其依旧能由更少的热塑性材料来制造。其中，所述液体静压是由增加了一通常约为lxl()S帕的超压的液柱而产生的，实践中，所述超压能达到2xl()S帕。
当然，被描述的特征可以通过多个不同的实施例来实现。如此，在上面提到的，并通过图2A至2D示出的实施例中，凹拱4是圆型的，爪状区ll形成曲线板。通过一变化，图3A和3B示出了一变化实施例的容器底部3，其中，凹拱4仍然是凹陷的并具有向所述容器的外侧弯转的凹面。然而，该凹拱不再是半圆型了，而是围绕着圆顶6的圆锥台形状。由此，图3A更清晰地示出了凹拱12的底部13,其基本上是平的并是倾斜的，同时爪状区11形成基本上是平的并是倾斜的突出区域。至于图3A和图3B示出的容器底部3的其他部分依然和本发明的第 一 实施例中所描述的部分相同。
权利要求
1.一种由热塑性材料制成的容器(1)，其包括一个在顶部，即容器颈部，与底部，即容器底部(3)之间延伸的容器体(2)，所述容器底部(3)适合承受液体静压而不产生显著的变形，所述液体静压是由增加了一不超过约2x105帕的超压的液柱而产生的，所述容器底部(3)包括-凹拱(4)，所述凹拱(4)具有向所述容器(1)的外侧弯转的凹面；-圆顶(6)，所述圆顶(6)向所述容器(1)的内侧突起，并具有向外侧弯转的凹面，所述圆顶(6)在所述凹拱(4)的中心展开；-环状区(5)，所述环状区(5)环绕在所述凹拱(4)的基底周围，并形成一平面基础，所述容器底部(3)能通过所述平面基础能稳固地支撑在一平面支撑上，以及-肋状物，所述肋状物以向外展开的凹槽形式出现，并放射状地延伸过形成基础的所述环状区(5)，并上升进入连接壁(8)，所述连接壁(8)与所述容器(1)的容器体(2)的容器壁(9)相连；其特征在于，所述容器底部(3)还包括-爪形区(11)，所述爪形区(11)互相分离，并在所述容器体(2)的底部沿所述容器底部(3)的中心轴(X)方向呈放射状延伸，并且所述爪形区(11)相对于所述凹拱(4)向外偏移突出，以及-放射状凹槽(12)，所述放射状凹槽(12)被所述爪形区(11)划分，所述凹槽(12)具有底部(13)，所述底部(13)由所述凹拱(4)的放射状部分(4a)形成，并具有放射状变化的深度(p)，所述深度(p)在形成基础的所述环状区(5)处最大。
2. 根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述爪形区(11) 的放射状端部(14)与所述圆顶(6)的边缘(15)隔开一段距离。
3. 根据权利要求r所述的容器，其特征在于，所述凹拱(4)是圆 型的。
4. 根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述凹拱(4)为圆锥台形状。
5. 根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述圆顶(6)是圆 型的。
6. 根据权利要求1所述的容器，其特征在于，-形成基础的所述环状区(5)的直径(B)为所述容器体(2)的 直径(A)的70°/。至90% ，以及-所述凹拱(4)的高度(C)为形成基础的所述环状区(5)的直径 (B)的10°/ 至25% 。
7. 根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述容器底部(3) 的高度(E)大于15%的形成基础的所述环状区(5)的直径(B)。
8. 根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述圆顶(6)的高 度(F)为所述凹拱(4)的高度(C)的10°/。至50%。
9. 根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述热塑性材料为聚醋
全文摘要
具有容器体(2)和容器底部(3)的热塑性塑料容器(1)包括凹拱(4)、在所述凹拱(4)中心展开的圆顶(6)、围绕着所述凹拱基底并形成一平面基础的环状区(5)、在该容器(2)的底部放射地延伸并相对于所述凹拱向外偏移突出的爪形区(11)，以及，被爪形区(11)划分的放射状凹槽(12)，该凹槽具有底部(13)，该底部由所述凹拱的放射状部分(4a)形成，并具有放射状变化的深度，该深度在形成基础的所述环状区(5)处最大。这样的容器底部适合承受液体静压而不产生显著的变形，该液体静压是由增加了一不超过约2×10<sup>5</sup>帕的超压的液柱而产生的。
文档编号B65D1/02GK101633417SQ200910142469
公开日2010年1月27日 申请日期2009年6月11日 优先权日2008年6月13日
发明者米歇尔·伯克扎 申请人:西德尔公司