BRPI0520001B1 - Plastic container - Google Patents

Abstract

estrutura de base para recipiente que responde a forças relacionadas com vácuo. um recipiente plástico possuindo uma parte de base adaptada para absorção de pressão de vácuo. a parte de base incluindo um anel de contato que suporta o recipiente, uma parede reta, e uma parte central. a parede reta sendo adjacente e geralmente circunscrevendo o anel de contato. a parte central definida pelo menos em parte por um elemento de impulsão ascendente e um anel de inversão que geralmente circunscreve o elemento de impulsão ascendente. o elemento de impulsão ascendente e o anel de inversão sendo móveis de forma a acomodar as forças relacionadas com vácuo geradas dentro do recipiente.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "RECIPIENTE PLÁSTICO".

Referência Cruzada a Pedidos Relacionados Esse pedido é uma continuação em parte do pedido de patente U.S. N° 11/116.764, depositado em 28 de abril de 2005; que é uma continuação em parte do pedido de patente U.S. N° 10/445.104, depositado em 23 de maio de 2003 e cedido para o mesmo cessionário, Campo Técnico da Invenção Essa invenção se refere geralmente a recipientes plásticos para retenção de um produto; e em particular a um produto líquido. Mais especifica mente, essa invenção se refere a um recipiente plástico sem painel possuindo uma estrutura de base que permite a absorção significativa de pressões de vácuo pela base sem a deformação indesejada em outras partes do recipiente.

Antecedentes da Invenção Como resultado das preocupações ambientais e outras, os recipientes plásticos, mais especificamente poliéster e ainda mais especificamente recipientes de tereftalato de polietileno (PET) estão agora sendo utilizados mars do que nunca para empacotar inúmeros produtos previamente supridos em recipientes de vidro. Os fabricantes e abastecedores, além dos consumidores, reconhecem que os recipientes de PET são leves, baratos, recicláveis e podem ser fabricados em grandes quantidades.

Os fabricantes atualmente suprem recipientes PET para vários produtos líquidos, tal como sucos e bebidas ísotônicas. Os fornecedores frequentemente colocam esses produtos líquidos nos recipientes enquanto o produto líquido está a uma temperatura elevada, tipicamente entre 6813 e 96Ό e normalmente a uma temperatura aproximada d e 8513. Quando empacotados dessa forma, a alta temperatura do produto líquido esteriliza o recipiente no momento do abastecimento. A indústria de engarrafamento se refere a esse processo como abastecimento quente, e os recipientes designados para suportar o processo como recipientes de enchimento a quente. O processo de enchimento quente é aceitável para produtos possuindo um alto teor ácido, mas não são geralmente aceitáveis para produtos de teor ácido baixo. Não obstante, os fabricantes e engarrafadores de produtos de teor ácido baixo desejam suprir seus produtos em recipientes PET também.

Para produtos não ácidos, a pasteurização e destilação são o processo de esterilização preferido. A pasteurização e destilação ambos a-presentam um enorme desafio para os fabricantes dos recipientes PET visto que os recipientes de enchimento quente não suportam as demandas por temperatura e tempo necessárias para a pasteurização e destilação. A pasteurização e destilação são ambos os processos para o cozimento ou esterilização do conteúdo de um recipiente após o enchimento. Ambos os processos incluem o aquecimento do conteúdo do recipiente para uma temperatura especificada, normalmente acima de aproximadamente 70°C, por uma duração de tempo especificada de 20 a 60 minutos. A destilação difere da pasteurização visto que o destilação utiliza temperaturas mais altas para esterilização do recipiente e cozimento de seu conteúdo. A destilação também aplica pressão elevada de ar externamente no recipiente para reagir à pressão interna do recipiente. A pressão aplicada externamente ao recipiente é necessária visto que um banho de água quente é frequentemente utilizado e a pressão excessiva mantém a água, além do líquido no conteúdo do recipiente, na forma líquida, acima de suas respectivas temperaturas de ponto de ebulição. PET é um polímero cristalizável, significando que o mesmo está disponível em uma forma amorfa ou uma forma semicristalina. A capacidade de o recipiente de PET manter sua integridade material se refere à porcentagem do recipiente de PET na forma cristalina, também conhecida como "cristalinidade" do recipiente de PET. A equação a seguir define a porcentagem de cristalinidade como uma fração do volume: % de cristalinidade = (p-pa/pc-pa)x100 onde p é a densidade do material de PET; paé a densidade do material de PET amorfo puro (1,333 g/cc); e pc é a densidade do material cristalino puro (1.455 g/ccV

Os fabricantes de recipiente utilizam o processamento mecânico e o processamento térmico para aumentar a cristalinidade do polímero de PET de um recipiente. O processamento mecânico envolve a orientação do material amorfo para obtenção de endurecimento por tensão. Esse processamento envolve comumente o estiramento de uma pré-forma de PET ao longo de um eixo geométrico longitudinal e a expansão da pré-forma de PET ao longo de um eixo geométrico transversal ou radial para formar um recipiente de PET. A combinação promove o que os fabricantes definem como orientação biaxial da estrutura molecular no recipiente. Os fabricantes dos recipientes de PET atualmente utilizam o processamento mecânico para produzir recipientes de PET possuindo aproximadamente 20% de cristalinidade na parede lateral do recipiente. O processamento térmico envolve o aquecimento do material (amorfo ou semicristalino) para promover o crescimento de cristal. No material amorfo, o processamento térmico do material de PET resulta em uma morfologia esférica que interfere com a transmissão da luz. Em outras palavras, o material cristalino resultante é opaco, e dessa forma, geralmente indesejável. Utilizado o processamento mecânico, no entanto, o processamento térmico resulta em uma maior cristalinidade e excelente clareza para essas partes do recipiente possuindo orientação molecular biaxial. O processamento térmico de um recipiente de PET orientado, que é conhecido como configuração com calor, inclui tipicamente moldagem por assopramento de uma pré-forma de PET contra um molde aquecido a uma temperatura de aproximadamente 121°C a 177°C, e a manutenção do recipiente assoprado contra o molde aquecido por aproximadamente 2 a 5 segundos. Os fabricantes de garrafas de suco de PET, que devem ser abastecidas a quente a a-proximadamente 85°C, atualmente utilizam a configuração com calor para produzir garrafas de PET possuindo uma cristalinidade geral na faixa de a-proximadamente 25 a 30%.

Depois de serem abastecidos a quente, os recipientes configurados por calor são tampados e deixados geralmente a temperatura de en- chimento por aproximadamente 5 minutos, ponto no qual o recipiente, juntamente com o produto, é então resfriado de forma ativa antes de ser transferido para rotulação, empacotamento e transporte. O resfriamento reduz o volume do líquido no recipiente. Esse fenômeno de encolhimento de produto resulta na criação de um vácuo dentro do recipiente. Geralmente, as pressões de vácuo dentro do recipiente variam de 1 a 380 mm Hg a menos que a pressão atmosférica (isso é, 759 mm Hg a 380 mm Hg). Se não forem controladas ou de outra forma acomodadas, essas pressões de vácuo resultam na deformação do recipiente, que resultam em um recipiente esteticamente inaceitável ou que seja instável. Tipicamente, a indústria acomoda as pressões relacionadas com vácuo com as estruturas de parede lateral ou painéis de vácuo. Os painéis de vácuo geralmente distorcem para dentro sob as pressões de vácuo de forma controlada para eliminar a deformação indesejável na parede lateral do recipiente.

Enquanto os painéis de vácuo permitem que os recipientes suportem os rigores de um procedimento de enchimento a quente, os painéis possuem limitações e desvantagens. Primeiro, os painéis de vácuo não criam uma aparência tipo vidro geralmente suave. Em segundo lugar, os em-pacotadores freqüentemente aplicam um rótulo tipo manga ou enrolado no recipiente sobre os painéis de vácuo. A aparência desses rótulos sobre a parede lateral e os painéis de vácuo é tal que o rótulo freqüentemente fica enrugado e não suave. Adicionalmente, uma pessoa agarrando o recipiente geralmente sente os painéis de vácuo sob o rótulo e freqüentemente empurra o rótulo em várias saliências e recessos do painel.

Refinamentos adicionais levaram ao uso de uma geometria de agarre por aperto na parede lateral dos recipientes para ajudar a controlar a distorção do recipiente resultante das pressões de vácuo. No entanto, limitações e desvantagens similares existem com a geometria de agarre por aperto como com os painéis de vácuo.

Outra forma para um recipiente plástico de enchimento a quente alcançar os objetivos descritos acima sem possuir características estruturais de acomodação de vácuo é através do uso da tecnologia de dosagem de nitrogênio. Uma desvantagem com essa tecnologia, no entanto, é que as velocidades máximas de linha alcançáveis com a presente tecnologia são limitadas a aproximadamente 200 recipientes por minuto. Tais baixa velocidades de linha são raramente aceitáveis. Adicionalmente, a consistência de dosagem ainda não está em um nível tecnológico para alcançar operações eficientes.

Dessa forma, existe a necessidade de se criar um recipiente a-perfeiçoado que possa acomodar as pressões de vácuo resultantes do enchimento a quente porém que reproduza a aparência de um recipiente de vidro possuindo paredes laterais sem geometria substancial, permitindo uma aparelho suave tipo vidro. É, portanto, um objetivo dessa invenção fornecer tal recipiente.

Sumário da Invenção De acordo, essa invenção fornece um recipiente plástico que mantém a integridade estética e mecânica durante qualquer manuseio sub-seqüente depois de ser abastecido a quente e resfriado para a temperatura ambiente possuindo uma estrutura de base que permite a absorção significativa das pressões de vácuo pela base sem a deformação indesejada em outras partes do recipiente. Em um recipiente de vidro, o recipiente não move, sua estrutura deve restringir todas as pressões e forças. Em um recipiente tipo saco, o recipiente se move facilmente e se conforma ao produto. A presente invenção é de alguma forma sutil, fornecendo áreas que movem e á-reas que não se movem. Por fim, depois que a parte base do recipiente plástico da presente invenção se move ou deforma, a estrutura geral restante do recipiente restringe todas as pressões adicionais antecipadas ou forças sem desmontar. A presente invenção inclui um recipiente plástico possuindo uma parte superior, um corpo ou parte de parede lateral e uma base. A parte superior inclui uma abertura que define uma boca do recipiente. A parte de corpo se estende a partir da parte superior até a base. A base inclui uma parte central definida pelo menos em parte por um anel de inversão e um elemento de impulsão ascendente. O elemento de impulsão ascendente possuindo geralmente um formato de cone truncado em seção transversal e o anel de inversão possuindo uma geometria geralmente em formato de S em seção transversal.

Benefícios e vantagens adicionais da presente invenção serão aparentes aos versados na técnica à qual a presente invenção se refere a partir da descrição subseqüente das modalidades preferidas e das reivindicações em anexo, levadas em consideração em conjunto com os desenhos em anexo.

Breve Descrição dos Desenhos A figura 1 é uma vista em elevação de um recipiente plástico de acordo com a presente invenção, o recipiente como moldado e vazio. A figura 2 é uma vista em elevação do recipiente plástico de a-cordo com a presente invenção, o recipiente sendo abastecido e vedado. A figura 3 é uma vista em perspectiva inferior de uma parte do recipiente plástico da figura 1. A figura 4 é uma vista em perspectiva inferior de uma parte do recipiente plástico da figura 2. A figura 5 é uma vista transversal do recipiente plástico, tirada geralmente ao longo da linha 5-5 da figura 3; A figura 6 é uma vista transversal do recipiente plástico, tirada geralmente ao longo da linha 6-6 da figura 4; A figura 7 é uma vista transversal do recipiente plástico, similar à figura 5, ilustrando outra modalidade. A figura 8 é uma vista transversal do recipiente plástico, similar à figura 6, ilustrando a outra modalidade. A figura 9 é uma vista inferior de uma modalidade adicional do recipiente plástico, o recipiente moldado e vazio. A figura 10 é uma vista transversal do recipiente plástico, tirada geralmente ao longo da linha 10-10 da figura 9. A figura 11 é uma vista inferior da modalidade do recipiente plástico ilustrado na figura 9, o recipiente plástico sendo abastecido e vedado. A figura 12 é uma vista transversal do recipiente plástico, tirada geralmente ao longo da linha 12-12 da figura 11 Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas A descrição a seguir das modalidades preferidas é meramente ilustrativa por natureza, e não deve, de forma alguma, limitar a invenção ou sua aplicação ou utilizações.

Como discutido acima, para se acomodar as forças relacionadas com o vácuo durante o resfriamento do conteúdo dentro de um recipiente de formação com calor PET, os recipientes possuem tipicamente uma série de painéis de vácuo ou agarres por aperto em torno de sua parede lateral. Os painéis de vácuo e agarres de aperto deformam para dentro sob a influência das forças relacionadas com o vácuo e impedem a distorção indesejada em outro local no recipiente. No entanto, com os painéis de vácuo e agarres por aperto, a parede lateral do recipiente não pode ser suave ou ter aparência de vidro, um rótulo sobreposto freqüentemente enruga e não permanece suave, e o usuário final pode sentir os painéis de vácuo e agarres por aperto sob o rótulo quando pega o recipiente.

Em um recipiente sem painel de vácuo, uma combinação de deformação controlada (isso é, na base ou encerramento) e resistência a vácuo no restante do recipiente é necessária. De acordo, essa invenção fornece um recipiente plástico que permite que sua parte de base sob condições do processo de enchimento a quente típicas deforme e mova facilmente enquanto mantém uma estrutura rígida (isso é, contra o vácuo interno) no restante do recipiente. Como um exemplo, em um recipiente plástico de 473 ml, o recipiente deve acomodar tipicamente aproximadamente 20 a 24 cc de deslocamento de volume. No presente recipiente plástico, a parte base acomoda uma maior parte dessa exigência (isso é, aproximadamente 13 cc). As partes restantes do recipiente plástico são facilmente capazes de acomodar o resto desse deslocamento de volume sem distorção prontamente perceptível.

Como ilustrado nas figuras 1 e 2, o recipiente plástico 10 da invenção inclui um acabamento 12, um gargalo ou um gargalo alongado 14, uma região de ombro 16, uma parte de corpo 18, e uma base 20. Os versa- dos na técnica sabem e compreendem que o gargalo 14 pode ter uma altura extremamente curta, isso é, se tornando uma extensão curta do acabamento 12, ou um gargalo alongado como ilustrado nas figuras, se estendendo entre o acabamento 12 e a região de ombro 16. O recipiente plástico 10 foi projetado para reter um produto durante um processo térmico, tipicamente um processo de enchimento a quente. Para aplicações de engarrafamento com enchimento a quente, os engarrafadores geralmente abastecem o recipiente 10 com um líquido ou produto a uma temperatura elevada entre aproximadamente 68°C e 96°C e vedam o recipiente 10 com um encerramento 28 antes do resfriamento. À medida que o recipiente vedado 10 resfria, um vácuo leve, ou pressão negativa, forma dentro do mesmo fazendo com que o recipiente 10, em particular, a base 20, mude de formato. Adicionalmente, o recipiente plástico 10 pode ser adequado para outros processos de enchimento com alta temperatura tipo pasteurização ou destilação, ou outros processos térmicos também. O recipiente plástico 10 da presente invenção é um recipiente orientado de forma biaxial e moldado por assopramento com uma construção unitária a partir de um material de camada única ou múltiplas camadas. Um processo de configuração a quente e moldagem por estiramento bem-conhecido para a criação de um recipiente plástico de abastecimento a quente 10 geralmente envolve a fabricação de uma pré-forma (não-ilustrada) de um material de poliéster, tal como tereftalato de polietileno (PET), possuindo um formato bem-conhecido dos versados na técnica similar ao tubo de ensaio com uma seção transversal geralmente cilíndrica e um comprimento tipicamente de aproximadamente 50% da altura do recipiente. Uma máquina (não-ilustrada) coloca a pré-forma aquecida a uma temperatura entre aproximadamente 88°C e 121°C dentro de uma cavidade de molde (não-ilustrada) possuindo um formato similar ao de um recipiente plástico 10. A cavidade de molde é aquecida a uma temperatura de entre aproximadamente 121°C e 177°C. Um aparelho de haste de estiramento (não-ilustrado) esti-ra ou estende a pré-forma aquecida dentro da cavidade do molde para um comprimento aproximadamente igual ao do recipiente, orientando, assim, de forma molecular, o material de poliéster em uma direção axial geralmente correspondente a um eixo geométrico longitudinal central 50. Enquanto a haste de estiramento estende a pré-forma, o ar possuindo uma pressão de entre 2,07 MPa a 4,14 MPa auxilia na extensão da pré-forma na direção axial e na expansão da pré-forma em uma direção circunferencial ou de alça, conformando, assim, substancialmente o material de poliéster ao formato da cavidade de molde e orientando, adicionalmente, de forma molecular, o material de poliéster em uma direção geralmente perpendicular à direção axial, estabelecendo, dessa forma, a orientação molecular biaxial do material de poliéster na maior parte do recipiente. Tipicamente, o material dentro do a-cabamento 12 e uma sub-parte da base 20 não são substancialmente orientados de forma molecular. O ar pressurizado mantém a maior parte do material de poliéster orientado de forma molecular biaxial contra a cavidade do molde por um período de aproximadamente 2 a 5 segundos antes da remoção do recipiente da cavidade do molde. Para se alcançar a distribuição a-dequada do material dentro da base 20, emprega-se uma etapa de molda-gem por estiramento adicional substancialmente como ensinado na patente U.S. Ne 6.277.321 que é incorporada aqui por referência.

Alternativamente, outros métodos de fabricação utilizando outros materiais convencionais incluindo, por exemplo, naftalato de polietileno (PEN), uma mistura ou copolímero de PET/PEN, e várias estruturas de múltiplas camadas podem ser adequados para a fabricação do recipiente plástico 10. Os versados na técnica saberão e compreenderão prontamente as alternativas para o método de fabricação do recipiente plástico 10. O acabamento 12 do recipiente plástico 10 inclui uma parte definindo uma abertura ou boca 22, uma região rosqueada 24, e um anel de suporte 26. A abertura 22 permite que o recipiente plástico 10 receba um produto enquanto a região rosqueada 24 fornece um meio de fixação do encerramento ou tampa rosqueada de forma similar 28 (ilustrado na figura 2). As alternativas podem incluir outros dispositivos adequados que engatam o a-cabamento 12 do recipiente plástico 10. De acordo, o encerramento ou tampa 28 engata o acabamento 12 para fornecer preferivelmente uma vedação hermética do recipiente plástico 10. O encerramento ou tampa 28 é preferivelmente feito de material plástico ou metálico convencional à indústria de encerramentos e adequado para o processamento térmico subseqüente, incluindo pasteurização e destilação de alta temperatura. O anel de suporte 26 pode ser utilizado para orientar a pré-forma (o precursor do recipiente plástico 10) (não-ilustrada) através de e em vários estágios de fabricação. Por exemplo, a pré-forma pode ser transportada pelo anel de suporte 26, o anel de suporte 26 pode ser utilizado para auxiliar no posicionamento da pré-forma no molde, ou um usuário final pode utilizar o anel de suporte 26 para transportar o recipiente plástico 10 uma vez fabricado. O gargalo alongado 14 do recipiente plástico 10 em parte permite que o recipiente plástico 10 acomode as exigências de volume. Integral-mente formada com o gargalo alongado 14 e se estendendo descendentemente a partir do mesmo encontra-se a região de ombro 16. A região de ombro 16 se mistura e fornece uma transição entre o gargalo alongado 14 e a parte de corpo 18. A parte de corpo 18 se estende para baixo a partir da região de ombro 16 para a base 20 e inclui paredes laterais 30. A construção específica da base 20 do recipiente 10 permite que as paredes laterais 30 do recipiente de configuração com calor 10 não exijam necessariamente painéis de vácuo adicionais ou agarres por aperto e, portanto, possam ser geralmente suaves e ter a aparência de vidro. No entanto, um recipiente significativamente leve incluirá mais provavelmente paredes laterais possuindo painéis de vácuo, nervuras e/ou agarres por aperto juntamente com a base 20. A base 20 do recipiente plástico 10, que se estende para dentro a partir da parte de corpo 18, geralmente inclui uma borda 32, um anel de contato 34 e uma parte central 36. Como ilustrado nas figuras 5, 6, 7, 8, 10 e 12, o anel de contato 34 é propriamente dito essa parte da base 20 que entra em contato com uma superfície de suporte 38 que, por sua vez, suporta o recipiente 10. Como tal, o anel de contato 34 pode ser uma superfície plana ou uma linha de contato que circunscreve geralmente, de forma contínua ou intermitente, a base 20. A base 20 funciona para fechar a parte inferior do recipiente plástico 10 e, juntamente com o gargalo alongado 14, a região de ombro 16, e a parte de corpo 18, para reter o produto. O recipiente plástico 10 é preferivelmente configurado com calor de acordo com o processo mencionado acima ou outros processos de configuração com calor convencionais. Para se acomodar forças de vácuo enquanto se permite a omissão dos painéis de vácuo e agarres por aperto na parte de corpo 18 do recipiente 10, a base 20 da presente invenção adota uma construção nova e inovadora. Geralmente, a parte central 36 da base 20 possui um elemento de impulsão ascendente central 40 e um anel de inversão 42. O anel de inversão 42 inclui uma parte superior 54 e uma parte inferior 58. Quando observado em seção transversal (ver figuras 5, 7 e 10) o anel de inversão 42 tem geralmente o formato de "S". Adicionalmente, a base 20 inclui uma parede ou borda circunferencial reta 44 que forma uma transição entre o anel de inversão 42 e o anel de contato 34.

Como ilustrado nas figuras de 1 a 8, 10 e 12, o elemento de impulsão ascendente central 40, quando observado em seção transversal, tem geralmente o formato de um cone truncado possuindo uma superfície superior 46 que é geralmente paralela à superfície de suporte 38. As superfícies laterais 48, que são geralmente planas em seção transversal, se inclinam para cima na direção do eixo geométrico longitudinal central 50 do recipiente 10. O formato exato do elemento de impulsão ascendente central 40 pode variar muito dependendo de vários critérios de desenho. No entanto, em geral, o diâmetro geral do elemento de impulsão ascendente central 40 (isso é, o cone truncado) é no máximo 30% do diâmetro geral da base 20. O elemento de impulsão ascendente central 40 é geralmente onde a porta da pré-forma é capturada no molde. Localizada dentro da superfície superior 46 se encontra a sub-parte da base 20 que inclui o material polimérico que não é orientado substancialmente de forma molecular.

Como ilustrado nas figuras 3, 5, 7 e 10, quando inicialmente formado, o anel de inversão 42, possuindo um raio gradual, cerca completamente e circunscreve o elemento de impulsão ascendente central 40. Como formado, o anel de inversão 42 se projeta para fora a partir de baixo de um plano onde a base 20 se encontraria se fosse plana. A transição entre o e- lemento de impulsão ascendente central 40 e o anel de inversão adjacente 42 dever o mais rápida possível. Isso serve basicamente para garantir uma espessura mínima de parede 66 para o anel de inversão 42, em particular a parte inferior 58, da base 20. Tipicamente, a espessura de parede 66 da parte inferior 58 do anel de inversão 42 está entre aproximadamente 0,20 mm a aproximadamente 0,64 mm, e preferivelmente entre aproximadamente 0,25 mm a aproximadamente 0,36 mm para um recipiente possuindo, por exemplo, uma base com diâmetro aproximado de 67,06 mm. A espessura de parede 70 da superfície superior 46, dependendo de precisamente onde se realiza a medição, pode ter 1,52 mm ou mais; no entanto, a espessura de parede 70 da superfície superior 46 transita rapidamente para a espessura de parede 66 da parte inferior 58 do anel de inversão 42. A espessura de parede 66 do anel de inversão 42 deve ser relativamente consistente e fina o suficiente para permitir que o anel de inversão 42 seja flexível e funcione adequadamente. Em um ponto ao longo de seu formato circumventional, o anel de inversão 42 pode caracterizar alternativamente um pequeno entalhe, não-ilustrado mas bem-conhecido da técnica, adequado para receber uma garra que facilita a rotação do recipiente em torno do eixo geométrico longitudinal central 50 durante uma operação de rotulação. A parede ou borda circunferencial 44, definindo a transição entre o anel de contato 34 e o anel de inversão 42 é, em seção transversal, uma parede reta substancialmente reta de aproximadamente 0,76 mm a aproximadamente 8,26 mm de comprimento. Preferivelmente, para um recipiente de base de diâmetro de 67,06 mm, a parede circunferencial 44 mede entre aproximadamente 3,56 mm e aproximadamente 3,68 mm de comprimento. Para um recipiente de base de 127 mm de diâmetro, a parede circunferencial 44 pode ser tão grande quando 8,26 mm de comprimento. A parede ou borda circunferencial 44 está geralmente em um ângulo 64 com relação ao eixo geométrico longitudinal central 50 de entre aproximadamente zero grau e aproximadamente 20 graus, e preferivelmente, aproximadamente 15 graus. De acordo, a parede ou borda circunferencial 44 não precisa ser exatamente paralela ao eixo geométrico longitudinal central 50. A parede ou borda circunferencial 44 é uma estrutura distintamente identificável entre o anel de contato 34 e o anel de inversão 42. A parede ou borda circunferencial 44 fornece resistência à transição entre o anel de contato 34 e o anel de inversão 42. Essa transição deve ser súbita a fim de maximizar a resistência local além de formar uma estrutura geometricamente rígida. A resistência localizada resultante aumenta a resistência à formação de pregas na base 20. O anel de contato 34, para um recipiente de base de 67,06 mm de diâmetro, geralmente possui uma espessura de parede 68 de aproximadamente 0,25 mm a 0,41 mm. Preferivelmente, a espessura de parede 68 é pelo menos igual a, e mais preferivelmente é aproximadamente dez porcento, ou mais, da espessura de parede 66 da parte inferior 58 do anel de inversão 42.

Quando formado inicialmente, o elemento de impulsão ascendente central 40 e o anel de inversão 42 permanecem como descrito acima e ilustrado nas figuras 1,3, 5, 7 e 10. De acordo, como moldado, uma dimensão 52 medida entre a parte superior 54 do anel de inversão 42 e a superfície de suporte 38 é maior que ou igual a uma dimensão 56 medida entre a parte inferior 58 do anel de inversão 42 e a superfície de suporte 38. Depois do enchimento, a parte central 36 da base 20 do anel de inversão 42 se soltará ligeiramente ou deformará para baixo na direção da superfície de suporte 38 sob a temperatura e o peso do produto. Como resultado disso, a dimensão 56 se torna quase zero, isso é, a parte inferior 58 do anel de inversão 42 está praticamente em contato com a superfície de suporte 38. Depois do enchimento, encerramento, vedação e resfriamento do recipiente 10, como ilustrado nas figuras 2, 4, 6, 8 e 12, as forças relacionadas com vácuo fazem com que o elemento de impulsão ascendente central 40 e o anel de inversão 42 subam ou empurrem para cima deslocando, assim, o volume. Nessa posição, o elemento de impulsão ascendente central 40 geralmente retém seu formato de cone truncado em seção transversal com a superfície superior 46 do elemento de impulsão ascendente central 40 permanecendo substancialmente paralela à superfície de suporte 38. O anel de inversão 42 é incorporado à parte central 36 da base 20 e desaparece virtualmente, se tornando mais cônico em formato (ver figura 8). De acordo, depois do encer- ramento, vedação, e resfriamento do recipiente 10, a parte central 36 da base 20 exibe um formato substancialmente cônico possuindo superfícies 60 em seção transversal que são geralmente planas e inclinadas para cima na direção do eixo geométrico longitudinal central 50 do recipiente 10, como ilustrado nas figuras 6 e 8. Esse formato cônico e as superfícies geralmente planas 60 são definidos tipicamente entre aproximadamente 10 e aproximadamente 17 , com relação a um plano horizontal ou superfície de suporte 38. À medida que o valor da dimensão 52 aumenta e o valor da dimensão 56 diminui, o deslocamento em potencial do volume dentro do recipiente 10 aumenta. Ademais, enquanto as superfícies planas 60 são substancialmente retas (particularmente como ilustrado na figura 8), os versados na técnica perceberão que as superfícies planas 60 terão freqüentemente uma aparência ondulada. Um recipiente de base típico de diâmetro de 67,06 mm, o recipiente 10 com a base 20, possui uma dimensão 72 do espaço de base como moldada, medida a partir da superfície superior 46 até a superfície de suporte 38, com um valor de aproximadamente 12,70 mm a aproximadamente 15,24 mm (ver figura 7). Quando responde às forças relacionadas com o vácuo, a base 20 possui uma dimensão de espaço de base preenchido 74, medida a partir da superfície superior 46 para a superfície de suporte 38, com um valor de aproximadamente 16,51 mm a aproximadamente 22,86 mm (ver figura 8). Para recipientes menores ou maiores, o valor da dimensão 72 do espaço de base como moldado e o valor da dimensão 74 do espaço de base preenchido pode ser proporcionalmente diferente. A quantidade de volume que a parte central 36 da base 20 desloca também depende da área de superfície projetada da parte central 36 da base 20 em comparação com a área de superfície total projetada da base 20. A fim de eliminar a necessidade de se fornecer painéis de vácuo ou a-garres de aperto na parte de corpo 18 do recipiente 10, a parte central 36 da base 20 exige uma área de superfície projetada de aproximadamente 55%, e preferivelmente superior a aproximadamente 70%, da área de superfície projetada total da base 20. Como ilustrado nas figuras 5 e 7, as resistências lineares projetadas relevantes através da base 20 são identificadas como A, B, Ci e Cg. A equação a seguir define a área de superfície totai projetada da base 20 (PSAa): PSAa=7i<1/2A)2.

De acordo, para um recipiente possuindo uma base de diâmetro de 67,06 mm, a área de superfície total projetada (PSAa) é de 35,32 cm2. A equação a seguir define a área de superfície projetada da parte central 36 da base 20 (PSAB): onde B=A-Ci-C2. Para um recipiente possuindo uma base de diâmetro de 67,06 mm, o comprimento do chime 32 (Ci e C2) é geralmente na faixa de aproximadamente 0,76 mm a aproximadamente 8,64 mm. De acordo, a dimensão B está geralmente na faixa de aproximadamente 48,77 mm a aproximadamente 65,53 mm. Se, por exemplo, Ci e C2 forem iguais a 3,05 mm, a área de superfície projetada para a parte central 36 da base 20 (PSAb) é de aproximadamente 29,19 cm2. Dessa forma, nesse exemplo, a área de superfície projetada da parte central 36 da base 20 (PSAb) para um recipiente de base de diâmetro de 67,06 mm é de aproximadamente 83% da área de superfície total projetada da base 20 (PSAa). Quanto maior a porcentagem, maior a quantidade de vácuo que o recipiente 10 pode acomodar sem a deformação indesejada em outras áreas do recipiente 10. A pressão age de maneira uniforme no interior de um recipiente plástico que está sob vácuo. A força, no entanto, diferirá com base na geometria (isso é, área de superfície). A equação a seguir define a pressão em um recipiente possuindo uma seção transversal circular: onde F representa a força em gramas e A representa a área em cm2. Como ilustrado na figura 1, di identifica o diâmetro da parte central 36 da base 20 e d2 identifica o diâmetro da parte de corpo 18. Continuando com a figura 1, I identifica a área de painel de rótulo suave do recipiente plástico 10, a altura da parte de corpo 18, a partir do fundo da região de ombro 16 até o topo do chime 32. Como apresentado acima, os versados na técnica sabem e com- preendem que a geometria adicionada (isso é, nervuras) na parte de corpo 18 terá um efeito de reforço. A análise abaixo considera apenas essas partes do recipiente que não possuem tal geometria.

De acordo com o descrito acima, a equação a seguir define a pressão associada com a parte central 36 da base 20 (Pb): onde representa a força exercida na parte central 36 da base 20 e a área associada com a parte central 36 da base 20.

De forma similar, a equação a seguir define a pressão associada com a parte de corpo 18 (Pbp): onde F2 representa a força exercida na parte de corpo 18 e Α2=πΐ2,Ι, a área associada com aparte de corpo 18. Dessa forma, a equação a seguir define uma razão de força entre a força exercida na parte de corpo 18 do recipiente 10 em comparação com a força exercida na Darte central 36 da base 20: Para um desempenho ideal, a razão de força acima deve ser inferior a 10, com os valores de razão mais baixos sendo mais desejáveis.

Como apresentado acima, a diferença na espessura de parede entre a base 20 e a parte de corpo 18 do recipiente 10 também é importante. A espessura de parede da parte de corpo 18 deve ser grande o suficiente para permitir que o anel de inversão 42 flexione adequadamente. À medida que a razão de força acima se aproxima 10, a espessura de parede na base 20 do recipiente 10 precisa ser muito menor do que a espessura de parede da parte de corpo 18. Dependendo da geometria da base 20 e da quantidade de força necessária para permitir que o anel de inversão 42 flexione adequadamente, isso é, a facilidade de moimento, a espessura de parede da parte de corpo 18 deve ser de pelo menos 15%, em média, maior do que a espessura de parede da base 20. Preferivelmente, a espessura de parede da parte de corpo 18 está entre duas e três vezes maior do que a espessura de parede 66 da parte inferior 58 do anel de inversão 42. Uma maior diferença é exigida se o recipiente precisar suportar forças maiores da força necessária para iniciaimente fazer com que o anel de inversão 42 flexione ou para acomodar forças aplicadas adicionalmente uma vez que o movimento da base 20 foi completado. A tabela a seguir é ilustrativa de inúmeros recipientes que exibem os princípios e conceitos descritos acima.

Em todos os exemplos ilustrativos acima, as bases do recipiente funcionam como o mecanismo principal de deformação do recipiente. A comparação da espessura de parede da parte de corpo (18) com a espessura de parede da base (20) depende em parte das razoes de força e geometria do recipiente. Pode-se realizar uma análise similar com resultados simi- lares para recipientes possuindo seções transversais não circulares (isso é. retangulares ou quadradas).

De acordo, a geometria fina, flexível, curva e geralmente em formato de S do anel de inversão 42 da base 20 do recipiente 10 permite um maior deslocamento de volume versus recipientes possuindo uma base substancialmente plana. As figuras de 1 a 6 ilustram a base 20 possuindo uma geometria alargada como um meio de aumentar a área projetada da parte central 36, e, dessa forma, aumentar a capacidade de se responder às forças relacionadas com vácuo. A geometria alargada melhora adicionalmente a resposta visto que a geometria alargada se deforma ligeiramente para dentro, adicionando à capacidade de deslocamento de volume. No entanto, descobriu-se que a geometria alargada para fora nem sempre é necessária. As figuras 7, 8, 10 e 12 ilustram a modalidade preferida da presente invenção sem a geometria alargada. Isso é, chime 32 se mistura diretamente com a parede lateral 30, fornecendo, assim, ao recipiente 10 uma a-parência visual mais convencional. Referências numéricas similares descreverão componentes similares entre as várias modalidades.

Determinou-se que a geometria em forma de "S" do anel de inversão 42 pode ter melhor desempenho se enviesada (ver figura 7). Isso é, se a parte superior 54 do anel de inversão 42 caracterizar em seção transversal uma curva possuindo um raio 76 que seja significativamente menor do que um raio 78 de uma curva adjacente associada com a parte inferior 58. Isso é, onde o raio 76 possui um valor que é no máximo geralmente 35% o valor do raio 78. Essa geometria em "S" enviesada tende a otimizar o grau de deslocamento de volume enquanto retém um grau de facilidade de resposta. Essa geometria de "S" enviesada fornece um deslocamento de volume significativo enquanto minimiza a quantidade de forças relacionadas com vácuo necessárias para causar o movimento do anel de inversão 42. De a-cordo, quando o recipiente 10, inclui um raio 76 que é significativamente menor do que o raio 78 e está sob as forças relacionadas com vácuo, superfícies planas 60 podem freqüentemente alcançar um ângulo geralmente maior 62 do que, do contrário, é possível. Por exemplo, em geral, para o re- cipiente 10 possuindo uma base de diâmetro de 67,02 mm, o raio 76 tem aproximadamente 1,98 mm, o raio 78 é de aproximadamente 11,68 cm, e, sob forças relacionadas com vácuo, o ângulo 62 tem aproximadamente 16° a 11°. Os versados na técnica conhecem e compreendem que outros valores para o raio 76, raio 78, e ângulo 62 são possíveis, particularmente para recipientes possuindo um tamanho de base de diâmetro diferente.

Enquanto nem sempre é necessário, refinou-se adicionalmente a modalidade preferida da base 20 pela adição de três sulcos 80 substancial-mente paralelos às superfícies laterais 48. Como ilustrado nas figuras 9 e 10, os sulcos 80 são igualmente espaçados em torno do elemento de impulsão ascendente central 40. Os sulcos 80 possuem uma configuração substancialmente semicircular, em seção transversal, com superfícies que se misturam suavemente com as superfícies laterais adjacentes 48. Geralmente, para o recipiente 10 possuindo uma base de diâmetro de 67,06 mm, os sulcos 80 possuem uma profundidade 82, com relação às superfícies laterais 48, de aproximadamente 3,00 mm, típica para recipientes possuindo uma capacidade nominal entre 473 ml e 591 ml. Antecipa-se, como uma alternativa para abordagens mais tradicionais, que o elemento de impulsão ascendente central 40 possuindo sulcos 80 possa ser adequado para engate de um eixo retrátil (não-ilustrado) para rotação do recipiente 10 em torno do eixo geométrico longitudinal central 50 durante um processo de fixação de rótulo. Enquanto três sulcos 80 são ilustrados, e é a configuração preferida, os versados na técnica sabem e compreenderão que alguns outros números de sulcos 80, isso é, 2, 4, 5 ou 6 podem ser adequados para algumas configurações de recipiente. À medida que a base 20, com uma relação de espessura de parede relativa como descrito acima, responde às forças relacionadas com vácuo, os sulcos 80 podem ajudar a facilitar um movimento progressivo e uniforme do anel de inversão 42. Sem os sulcos 80, particularmente se a espessura de parede 66 não for uniforme ou consistente em torno do eixo geométrico longitudinal central 50, o anel de inversão 42, que responde às forças relacionadas com vácuo, pode não se mover uniformemente ou pode se mover em uma forma inconsistente, torcida, ou inclinada. De acordo, com os sulcos 80, as partes radiais 84 formam (pelo menos inicialmente durante o movimento) dentro do anel de inversão 42 e se estendem geralmente de forma adjacente a cada sulco 80 em uma direção radial a partir do eixo geométrico longitudinal central 50 (ver figura 11) se tornando, em seção transversal, uma superfície substancialmente reta possuindo um ângulo 62 (ver figura 12). De outra forma, quando se observa a base 20 como ilustrado na figura 11, a formação das partes radiais 84 aparece como entalhes tipo vale dentro do anel de inversão 42. Conseqüentemente, uma segunda parte 86 do anel de inversão 42 entre quaisquer duas partes radiais adjacentes 84 retém (pelo menos inicialmente durante o movimento) um formato arredondado parcialmente invertido (ver figura 12). Na prática, a modalidade preferida ilustrada nas figuras 9 e 10 freqüentemente assume a configuração de formato ilustrada nas figuras 11 e 12 como sua configuração de formato final. No entanto, com as forças relacionadas com vácuo adicionais aplicadas, a segunda parte 86 eventualmente endireita formando o formato geralmente cônico possuindo superfícies planas 60 inclinando na direção do eixo geométrico longitudinal central 50 no ângulo 62 similar ao ilustrado na figura 8. Novamente, os versados na técnica sabem e compreenderão que as superfícies planas 60 terão uma aparência um tanto quanto ondulada. A natureza exata das superfícies planas 60 dependerá do número de outras variáveis, por exemplo, relações de espessura de parede específicas dentro da base 20 e das paredes laterais 30, proporções específicas do recipiente 10 (isso é, diâmetro, altura, capacidade), condições específicas do processo de enchimento a quente, e outras.

Enquanto a descrição acima constitui a modalidade preferida da presente invenção, será apreciado que a invenção é suscetível a modificação, variação e mudança sem se distanciar do escopo adequado e significado das reivindicações em anexo.

REIVINDICAÇÕES

Claims (12)

1. Recipiente plástico que compreende: uma parte superior tendo uma boca definindo uma abertura dentro do dito recipiente (10), um gargalo (14) se estendendo a partir da dita parte superior, uma parte de corpo (18) se estendendo a partir do dito gargalo (14) para uma base (20), a dita base (20) fechando uma extremidade do dito recipiente (10); a dita parte superior, o dito gargalo (14), a dita parte de corpo (18), e a dita base (20) cooperando para definir uma câmara de receptáculo dentro do dito recipiente (10) dentro da qual o produto pode ser preenchido; a dita base (20) incluindo um elemento de borda (32) se estendendo a partir da dita parte de corpo (18) para um anel de contato (34) que define uma superfície sobre a qual o dito recipiente (10) é suportado, a dita base (20) incluindo ainda uma parte central (36) definida pelo menos em parte por um elemento de impulsão ascendente (40) possuindo um formato de cone truncado em seção transversal localizado em um eixo geométrico longitudinal (50) do dito recipiente (40), e um anel de inversão (42); em que o anel de inversão (42) tem uma geometria de formato de S em seção transversal e circunscrevendo o dito elemento de impulsão ascendente (40), o dito cone truncado tendo um diâmetro geral que é 30% de um diâmetro geral da dita base (20) e uma superfície superior (46) paralela a uma superfície de suporte (36); em que o elemento de impulsão ascendente (40) e o anel de inversão (42) são móveis para acomodar as forças relacionadas com o vácuo geradas no interior do recipiente (10); o anel de inversão (42) definindo uma porção em forma de cúpula para dentro com uma superfície (60) que está pelo menos parcialmente inclinada em direção ao eixo longitudinal (50) do recipiente (10), caracterizado pelo fato de que o elemento de impulsão ascendente (40) inclui uma superfície lateral tendo uma pluralidade de ranhuras (80) formadas nela; em que a porção em forma de cúpula para dentro do anel de inversão (42) tem uma pluralidade de entalhes em forma de vale (84) formados na mesma e em que os entalhes (84) em forma de vale (84) se prolon- gam adjacentes às ditas ranhuras (80) em uma direção radial.

2. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita parte de corpo (18) inclui uma parede lateral suave (30).

3. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito anel de inversão (42) possui uma espessura de parede entre 0,20 mm (0,008 pol) e 0,64 mm (0,025 pol).

4. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito anel de inversão (42) possui uma parte superior (54) e uma parte inferior (58).

5. Recipiente, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a dita parte superior (54) inclui uma parte curva em seção transversal possuindo um primeiro raio (76) e a dita parte inferior (58) inclui em parte uma segunda curva em seção transversal possuindo um segundo raio (78); o dito primeiro raio (76) possuindo um valor que é 35% o valor do dito segundo raio (78).

6. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que entre o dito anel de inversão (42) e o dito anel de contato (34) existe uma parede circunferencial reta (44) tendo um ângulo com relação ao dito eixo geométrico longitudinal (50) entre zero e 20 graus.

7. Recipiente, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a dita parede circunferencial reta (44) em seção transversal possui um comprimento entre 0,76 mm (0,030 pol) e 8,26 mm (0,0325 pol).

8. Recipiente, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que uma primeira distância entre a dita parte superior (54) e a dita superfície de suporte (38) é maior do que uma segunda distância entre a dita parte inferior (58) e a dita superfície de suporte (38).

9. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita parte de corpo (18) possui uma espessura de parede média e a dita base (20) possui uma espessura de parede média, a dita espessura de parede média da parte de corpo sendo pelo menos 15% maior do que a espessura de parede média da dita base (20).

10. Recipiente, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a dita parte de corpo (18) possui uma espessura de parede média e a dita parte inferior (58) do dito anel de inversão (42) possui uma espessura de parede média, a espessura de parede média da dita parte de corpo (18) sendo pelo menos 2 vezes maior que a espessura de parede média da dita parte inferior (58).

11. Recipiente, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a dita parte inferior (58) do dito anel de inversão (42) possui uma espessura de parede média e o dito anel de contato (34) possui uma espessura de parede média, a espessura de parede média do dito anel de contato (34) sendo pelo menos igual à espessura de parede média da dita parte inferior (58).

12. Recipiente, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a espessura de parede média do dito anel de contato (34) é pelo menos 10% maior que a espessura de parede média da dita parte inferior (58).