CN100545046C - 包装材料较少的产品用容器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种容器；该容器包括体部(1)和颈部(4)，所述体部由壁部(2)和底部(3)形成，所述体部在其较大截面处的尺寸为d1，所述颈部的内径为d2；所述容器由半结晶PET制成；所述容器体部在其底部处包括至少三个彼此间隔开并与所述体部成一体的支脚；其中，对于体部，壁部与底部的重量比在3和4之间，并且每克体部PET所对应的容器体部容积在80和120之间。

Description

包装材料较少的产品用容器
技术领域
本发明涉及流动产品-例如液体或糊状产品-的包装领域，具体涉及用于容纳饮料、尤其是矿泉水的容器领域。
背景技术
尤其用于水的包装领域中的一个主题是降低所使用的塑料材料的重量，特别是降低容器底部的重量。降低底部的重量的首要危险在于，所述底部的稳定性较差，其原因是，由于底部与其所放置的位置相接触，所以所述底部实际上是容器受到较多约束的部分。对于这个问题已经存在一些解决方案，例如带有花瓣状底部的容器：FR专利No.2772720涉及这种容器，其中底部较薄。尽管该专利提出了底部的解决方案，但是对于容纳在所述容器中的产品的容积而言容器使用的塑料材料的量仍然太多。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于流动产品的容器，这种容器具有使所述容器直立的底部，对于相同的容积需要的塑料比标准容器少，同时具有相当的或更高的机械性能。
本发明的主题是一种容器；该容器包括体部和颈部，所述体部由壁部和底部形成，体部在其较大截面处的尺寸为d1，颈部的内径为d2；所述容器由半结晶PET制成；所述容器的体部在其底部处包括至少三个彼此间隔开并与所述体部成一体的支脚；其中，对于体部，壁部与底部的重量比在3和4之间；每克体部PET所对应的容器体部容积(ratio volume)在80和120之间。容积的单位为毫升。
对于此处所述的底部，我们理解为包括取支脚最外部位置时位于支脚外部的体部空间的所有体部部分。对于体部，我们理解为不带颈部的容器。关于壁部与底部的重量比，对于市场上出售的瓶子，如150厘升的瓶子，该比值为31.5克∶10.5克(3)，对于50厘升的瓶子，该比值为12.2∶3.3(3.5)，对于1升的瓶子，该比值为25.70∶6.80(3.78)。
在本说明书中，半结晶PET是指结晶度在10％和60％之间的PET。更优选地，结晶度在20％和40％之间。
本发明的一个特征在于，容器在底部具有与所述体部成一体的支脚。三个支脚是一个好的解决方案，但是对于较大容积而言，优选具有4个或5个支脚。所述支脚的几何形状不重要。优选地，这些支脚具有球形几何形状。关于容器的底部，优选为非扁平形状。底部为凸状，例如半球形。
本发明的容器可以具有高度较小-例如几毫米-的颈部，或者具有高度较大的颈部。在本案中，颈部与体部的高度比在1∶1和1∶4之间。这便于消费者更好地抓握所述容器。
优选地，体部的壁部的厚度小于100微米。容器的颈部的壁厚优选在150和250微米之间。体部的底部的每个支脚都具有在50和150微米之间的厚度。
在本发明的容器中，位于支脚之间的底部部分的厚度比壁部的厚度大，例如约为100-200微米。
本发明还涉及一种包装组件，该组件包括
-容器；该容器包括由壁部形成的其较大截面处的尺寸为d1的体部和内径为d2的颈部；所述容器由半结晶PET制成；所述容器的体部在其底部处包括至少三个彼此间隔开并与所述体部成一体的支脚；其中，对于体部，壁部与底部的重量比在3和4之间；每克体部PET所对应的容器体部容积在80和120之间；
-容器中的产品；以及
-用于封闭或者从颈部分配产品的封闭件；
当充满产品时，充满的容器用手基本上不可压缩。
这种不可压缩性适用于所有类型的产品，甚至适用于无气产品。在本说明书中，不可压缩的是指，当受到挤压时，充满的容器仅产生微小的变形，然后将会恢复其原来的形状。相反，标准的瓶子将会弯曲和变形。根据本发明，在顶部空间内还可以有例如相对压力在0.2和1.5巴之间的气体。优选地，顶部空间的气体的相对压力在0.4和0.7巴之间。所使用的气体为氮气或二氧化碳。
根据本发明的特征，容器在其外部包括通过(凹版)移印制成的印痕。这种解决方案的优点在于不需要具有围绕容器粘贴的纸。
根据本发明，所使用的容器容积可以具有在5厘升和20升之间的各种类型的容量。容器可以用于容纳各种类型的产品，例如糊状、液体、半液体、颗粒状或粉末状产品。对于液体产品，我们理解为水或无气液体饮料，特别是无气矿泉水、苏打水或碳酸液体饮料，特别是苏打矿泉水。还可以是其它类型的液体产品，例如化学制品、油、精油、香水、药剂。对于糊状产品，我们理解为食品和非食用产品，例如蛋黄酱、化妆品用化合物等。
封闭件是盖子或密封膜。盖子可用于任意直径的颈部开口。相反地，密封膜优选用于较小直径的颈部，例如在10毫米的范围内。在这种情况下，容器可以承受例如由存储和运输所造成的较高压缩。对于约10毫米的直径，容器可以承受约5巴的内部压力。还可以通过密封或焊接颈部来封闭容器，其中提供了切割件或类似物来打开。
优选地，容器具有卵形的或基本上为卵形的总体形状。这种来源于蛋的自然形状是对垂直和/或横向负载的抵抗力进行了优化的结构，因此对于给定容积和给定材料量可以获得相当于或甚至超过在本领域内常见的圆柱形或大致圆柱形的形状的机械性能。
在另一实施例中，根据本发明的容器具有便于抓握的三维形状、球形、基本上为球形或圆柱形的总体形状。
这是因为旋转对称的几何形状特别易于制造并从而成本低，并且具有以下优点，即，容许容器充填可以放出气态物质的产品，例如特别是当前在世界范围内广泛消费的碳酸饮料(苏打水、碳酸水等)。因此，这种形状非常适合于这些液体，因为二氧化碳或其它气体的释放具有使非旋转对称的瓶子的体部发生变形的倾向，从而对它们的稳定性、抓握和操作简便性、外观等具有不利影响。
根据本发明的一个优选特征，容器的d2与d1的比值在1∶3和1∶10之间。根据包装组件的一个优选实施例，壁部与底部的重量比在3.4和3.8之间。根据本发明的另一优选特征，每克体部PET所对应的容器体部容积在90和110之间。
根据另一特征，用于形成壁部的塑料是具有较低结晶速度的半结晶塑料，其玻璃化转变温度Tg为70℃或更高，而结晶温度Tc约为140℃。较低结晶速度应理解为可以通过快速冷却获得无定形状态的速度。
有利地，用于形成壁部的塑料选自PET(聚对苯二甲酸乙二酯)和PEN(聚萘二甲酸乙二酯)。已经指出，拉伸PET对所获得的容器的防水性能没有不利影响，并且约50微米以及更小的厚度就可保证容器本身及存储物的良好安全性。
为了既保证上述变形所需的柔性又保证足够的机械强度，根据本发明的容器的另一特征在于，形成容器的体部的壁部的厚度在30微米和100微米之间，优选在50微米和70微米之间。如上文所述，还可以在所述容器的体部上设置厚度略大的壁部部分，特别是在靠近颈部和/或底部处，以便局部地增强这些部分。这种增强对于便于填充所述容器或提高它们在存储期间的稳定性尤其有用。
优选地，容器的又一特征在于，容器的体部和颈部制成一体件。这可以避免可能形成较薄弱区域的任何连接或焊接。
实际上，根据另一特征，根据本发明的容器的特征在于，该容器对垂直和/或横向负载具有较高的抵抗力，从而对运输具有良好的抵抗力。例如，对于5升的有效容积，用于生产所述容器的PET的量约为30克，能够抵抗约65千克的垂直负载。这意味着显著地节省了塑料，对于类似的机械强度，目前市场上出售的少量5升容器所需要的聚合物的量是制造根据本发明的容器所需的量的两倍以上。当使用容积较小的容器-例如约33厘升的容器-时，塑料材料的量约为3-4克，而相同容积的瓶子所使用的塑料的量至少为12克。这种容器可承受大于约100千克的垂直负载。容器可承受垂直或横向负载意味着给定的重量不会损坏包装件的完整性，即，不会导致所述容器破裂的危险。
这些简单形状还容许根据本发明的容器用作水冷却器的再加注器或再填充器，再加注器并不需要平底，这些再加注通常通过使容器头部(颈部)朝下地插入所述水冷却器的容纳装置中使用。此外，这种表面几何形状还可以增加所述容器与所述水冷却器中常见的冷却装置之间的热交换面积。
根据另一种形式，根据本发明的容器的特征在于，颈部设置有封闭件和/或分配件，分配件为可以用一只手操作的分配龙头的形式。
这种众所周知的分配龙头有利地容许以特别方便的方式对容纳在容器中的流动产品的分配进行调节，例如当该容器水平地存储在冰箱的架子上、另一只手握住所述流动产品将要转入的容器、例如意在将其喝掉时。
由于其柔性特性，容器的几何形状可以更容易地适应存储位置的几何形状，这与现有的刚性罐相反，现有的刚性罐需要严格地符合规定尺寸，以便能够存储在受限空间-例如冰箱的内部隔室-中。此外，根据本发明的容器被倒空时释放出的空间还可以用于存储尺寸或形状可以改变的物体，而液体被除去后的容积完全被空气取代的刚性容器就不是这样的。在这种容器中，一直保持最初占据的容积，直到空容器被从冰箱除去为止。
本发明的另一个主题是至少为5升容量的大容量容器的使用，该容器用于容纳水或无气液体饮料、特别是无气矿泉水。
本发明的另一个主题是根据本发明的至少为5升容量的大容量容器的使用，该容器用于容纳苏打水或碳酸液体饮料、特别是苏打矿泉水。
当然，本发明的容器不限于用于无气矿泉水或苏打矿泉水，而是可以用于容纳各种流动产品：具有或大或小流动性的可食用或不可食用的液体，例如果汁、牛奶饮料等，还可以用于容纳调味料或调味品(番茄酱、芥末、敷料等)或非食用液体(去离子水、清洁产品、洗涤剂等)。
根据本发明的包装组件还可以容纳功能成分。功能成分为纤维、植物汁、水果汁、维生素或调味剂。该组件在大于60℃的温度下经过巴氏杀菌或消毒。
最后，本发明的另一个主题是一种用于制造根据本发明的容器的体部的方法，其特征在于，所述体部通过使用比传统的预成形体拉伸高的拉伸系数来对PET预成形体进行拉伸吹制成形而获得。吹制成形还可以为吹塑。与吹制压力在30和40巴之间的塑料瓶吹制相比，根据本发明的工艺在约1/2的压力下吹制就足够了。这降低了加工成本以及所使用的机器的成本。关于拉伸系数，其取决于最终容器的容积。例如，在容器的容积小于100厘升的情况下，拉伸系数在100和300厘米之间。在容器的容积为500至1000厘升的情况下，拉伸系数在500和700厘米之间。在容器的容积为2000厘升或更大的情况下，拉伸系数约为1000厘米及以上。
拉伸系数定义如下：
Figure C20048003544300091
Figure C20048003544300092
＊颈部除外
在根据本发明的容器的实施例中，对于33厘升、1升、5升、10升和20升的容积，S2与S1的不同比值在1∶4.5和1∶15之间。
由于本发明的充满的容器基本上不可压缩，所以不必具有增强结构。从而可以具有简单的形状，这就具有透明和干净的优点。在用于饮用水的容器的情况下，这一点对于消费者特别重要。该容器的另一个优点是，其可以被倒空而没有空气进入，这就降低了污物或气味进入产品中的危险，而那样可能引起味道改变或变质。
结晶度是根据以下步骤用Lloyd-Davenport的密度柱筒测量的。向柱筒充填具有密度梯度的盐溶液(硝酸钙)。利用具有在1.335和1.455之间的已知密度的球校准柱筒。然后，将本发明的容器的小块浸入柱筒中，在特定时间之后，它们停留在与特定密度相对应的特定柱筒高度处。在23℃下进行测量。以下对应表给出ρc为1.455的结晶度：
Figure C20048003544300101
附图说明
从下面参考附图经由示例给出的描述中，可以发现本发明的其它特征和优点，其中：
图1为根据本发明的容器的侧向透视图，
图2为从底部观察得到的本发明的容器的另一透视图，以及
图3为本发明与现有技术相比较的曲线。
具体实施方式
在图1和2所述和所示的实施例中，用于流动产品、特别是饮料、更特别是矿泉水的容器主要由体部1和颈部4组成，所述体部由壁部2和底部3形成。体部由半结晶PET制成。颈部具有用于接收盖子(未示出)的螺纹5。底部3具有三个与体部成一体的支脚6。容器的容积为1000毫升。在该具体示例中，壁部与底部的重量比为3.5，每克PET所对应的容器体部容积为100。这意味着，当容积为1000毫升时，体部(颈部除外)所用的PET为10克。壁部的厚度约为70微米。颈部的高度降到最小并且所述颈部的壁厚约为200微米。在支脚区7，即在所述支脚的中部周围，壁厚约为150微米。支脚的形状为半球形。关于用于计算壁部与底部的重量比的壁部和底部的界限，所述壁部和底部分别在图2的圆8的外部和内部。
关于图3的曲线，X轴表示容器的容积，单位为毫升，Y轴表示每克容器塑料材料所对应的所述容器容积的毫升数。曲线1示出了市场上用于苏打水的瓶子。曲线2示出了市场上用于无气水的瓶子，曲线3示出根据本发明的容器。该曲线非常清楚地示出了本发明的特征，即，对于相同容积的产品，需要的塑料材料较少。来看该曲线的一个示例：根据本发明，100毫升的产品需要1克塑料材料，而对于目前市场上出售的产品，只有约40至60毫升的产品就需要1克塑料材料。这意味着，根据本发明，所需要的塑料材料减半。

Claims (17)

1.一种容器，包括体部和颈部，所述体部由壁部和底部形成，体部在其较大截面处的尺寸为d1，颈部的内径为d2；所述容器由半结晶PET制成；所述容器的体部在其底部处包括至少三个彼此间隔开并与所述体部成一体的支脚；其中，对于体部，壁部与底部的重量比在3和4之间；每克体部PET所对应的容器体部容积在80毫升和120毫升之间。
2.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，体部的壁部的厚度小于100微米。
3.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，颈部的壁厚在150和250微米之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的容器，其特征在于，每个支脚的壁厚都在50微米和150微米之间。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的容器，其特征在于，位于支脚之间的底部部分的厚度比壁部的厚度大。
6.一种包装组件，包括
-容器，该容器包括由壁部形成的其较大截面处的尺寸为d1的体部和内径为d2的颈部；所述容器由半结晶PET制成；所述容器的体部在其底部处包括至少三个彼此间隔开并与所述体部成一体的支脚；其中，对于体部，壁部与底部的重量比在3和4之间；每克体部PET所对应的容器体部容积在80毫升和120毫升之间；
-容器中的产品；以及
-用于封闭或者从颈部分配产品的封闭件；
当充满产品时，充满的容器用手基本上不可压缩。
7.根据权利要求6所述的包装组件，其特征在于，产品为糊状、液体、半液体、颗粒状或粉末状产品。
8.根据权利要求6所述的包装组件，其特征在于，所述组件对垂直和/或横向负载具有较高的抵抗力，从而对运输具有良好的抵抗力。
9.根据权利要求8所述的包装组件，其特征在于，对于重量约为4克的容器，所述组件能够承受大于约100千克的垂直和/或横向负载。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的包装组件，其特征在于，容器的体部的形式为便于抓握的三维形状、卵形、球形、椭圆形或圆柱形形状。
11.根据权利要求6至9中任一项所述的包装组件，其特征在于，基本上在体部中间处的体部的壁厚在30微米和70微米之间。
12.根据权利要求6至9中任一项所述的包装组件，其特征在于，容器在其外部包括通过凹版移印制成的印痕。
13.根据权利要求6至9中任一项所述的包装组件，其特征在于，d2与d1的比值在1∶3和1∶10之间。
14.根据权利要求6至9中任一项所述的包装组件，其特征在于，颈部与体部的高度比在1∶1和1∶4之间。
15.根据权利要求6至9中任一项所述的包装组件，其特征在于，壁部与底部的重量比在3.4和3.8之间。
16.根据权利要求6至9中任一项所述的包装组件，其特征在于，每克体部PET所对应的容器体部容积在90和110之间。
17.一种用于制造根据权利要求1至5中任一项所述的容器的方法，其中，所述容器通过使用比传统的预成形体拉伸高的拉伸系数来对PET预成形体进行拉伸吹制成形而获得。
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