CN100569594C - 保形性佳的合成树脂容器 - Google Patents

Abstract

一种合成树脂容器，该容器具有将其主体区分为上下两段的一腰身，该腰身是由朝容器内侧突出，且环绕容器主体的环状沟槽所构成，又该环状沟槽上设有高于其沟底，且低于该容器主体表面的补强肋条。该容器主体上并可设有补强用横向肋条，其具有与该容器表面同高，或与该容器表面之间仅有少许高度差异的一凹下部分。该容器主体上亦可形成向心集中的复数条凹痕，其定义出朝该些凹痕的集中点倾斜的凹入多面器壁区。

Description

保形性佳的合成树脂容器

技术领域

本发明是有关一种可符合器壁薄化的需求的合成树脂容器，且特别是有关一种可以有效防止器壁薄化所导致的刚性降低现象，而具有所需的形状保持能力(保形性)的合成树脂容器。

背景技术

在各种合成树脂容器中，以聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)树脂制成的PET瓶最为常见，因其重量轻而容易处理，外观与透明性佳的玻璃制容器相比并不逊色，且成本也低。因此，近年来PET瓶多用作食品、饮料、化妆品或药剂等等的容器。

然而，这种合成树脂容器却有对外力抵抗强度较小的缺点。举例来说，当使用者握住容器主体倒出其内容物时，握住的地方即难免产生变形。为改善此种容器对外力的抵抗性，像是其挫曲强度(bucklingstrength)及刚性等等，容器的器壁厚度须作适当调整，且瓶体部分亦须形成纵向肋条、横向肋条或是腰身(环绕容器主体的沟槽)等补强结构。

不过，由近年来节省资源以减少废弃物的趋势来看，却希望容器的器壁可以做得更薄(即重量更轻)，以降低容器单体的树脂用量。为满足此需求，即无法避免容器刚性进一步降低的问题。特别是在容器具有多边形的截面，且形成有腰身时，如在腰身部分的角端受到对角方向的外力，容器的截面就容易变成菱形。由此可知，对具有腰身的合成树脂容器而言，所期望者即是在器壁变薄的情形下，仍能维持容器主体的外观形状不变，且能维持足够的挫曲强度及刚性。

另外，合成树脂容器的抗热性亦不佳，特别是对PET树脂(聚乙烯对苯二甲酸酯树脂)容器而言，其填充内容物的温度上限约为85～87℃。如果温度高于此范围，则将内容物充填进容器时，其主体就会遇热收缩而变形。为解决此问题，可进行至少两次双轴拉伸吹制成形程序及其间的热处理程序，以改善容器的耐热性。举例来说，由日本专利公报第平7-67732号所揭露的技术可知，其制成品可承受较高的内容物填充温度。

然而，对此种容器而言，当减少其器壁厚度以削减树脂的用量(轻重量化)时(例如是将2公升装容器的树脂用量由69克降至55克以下)，由于内容物本身的重量(水头压，water head pressure)及高温的影响，容器主体的下半部会向外扩张，而无法维持原来的形状。尤其是当容器内设置有防止降压导致变形的降压吸收板时，这种向外扩张的情形特别严重。

另外，虽然横向肋条的形成可以有效维持容器的外观形状，但因受到容器壁变薄的影响，肋条易受热而弯曲，以致无法有效发挥其补强效果。因此，在改善合成树脂容器的耐热性，使其可承受较高的充填温度的同时，还希望容器可在器壁薄化的情形下，仍能维持其原来的形状，亦即具有良好的保形性。

发明内容

为了解决上述公知技艺的各项问题，本发明提出一种不因器壁薄化而降低其刚性，而具备所需的保形性的合成树脂容器。

就本发明的一观点而言，此合成树脂容器具有多边形的截面，且具有至少一个将其主体区分为上下两段的腰身，该腰身是由朝容器内侧突出，且环绕容器主体的环状沟槽所构成。此环状沟槽上还设有补强肋条，其上缘高于环状沟槽的底部，但低于容器主体的表面，且该补强肋条设置在多边形的截面的各角端，并且跨过该角端的范围。

另外补强肋条的顶端较佳是呈圆弧状。

附图说明

图1为本发明第一实施例的具有腰身的合成树脂容器的前视图；

图2(a)及图2(b)分别为图1的容器的俯视图与仰视图，且图2(c)～(i)图分别为图1的c-c～i-i切割线的剖面图；

图3为图1所示的容器的补强肋条的前视图；

图4为图1所示的容器的腰身部分的前视图；

图5为本发明第二实施例的合成树脂容器的前视图；

图6为图5所示的合成树脂容器沿6-6切割线的剖面图；

图7为本发明第三实施例的合成树脂容器的前视图；

图8为本发明第四实施例的合成树脂容器的前视图；

图9为图8所示的合成树脂容器沿9-9切割线的剖面图；

图10为降压吸收板的主要部分；

图11为本发明第五实施例的合成树脂容器的前视图；

图12为图11所示的合成树脂容器沿12-12切割线的剖面图；以及

图13为图11所示的容器中，降压吸收板的放大图。

11：腰身

11a：环状沟槽

12：补强肋条

21、31：容器主体

22：容器的口部

23：沟槽

24、34～39：降压吸收板

25、32：横向肋条

25a：凹下部分

26、33：纵向肋条

27：柱状结构

27a：凹面

28：凹陷部分

34a～d、35a～d、38a～d、39a～d：凹入多面形器壁

40：横向凹沟

c-c～i-i、6-6、9-9、12-12：切割线

L：容器主体的表面高度

L1：环状沟槽11a的沟底高度

L2：补强肋条12的上缘高度

P：容器的轴心

R：凹痕

R0：凹痕的集中点

具体实施方式

图1～图4为本发明第一实施例的合成树脂容器。此容器的容量为2.0升，其截面略呈四边形。标号11为将容器主体分为上下两段的腰身。该腰身11是由朝容器内侧突出，且环绕瓶体一周的环状沟槽11a所构成。

标号12为上缘高于环状沟槽11a的底部，但低于容器主体表面的补强肋条，其顶端呈圆弧状。在此实施例中，补强肋条12设置于容器主体的四个角端。

公知设置在容器主体上、将其区分成上下两段的腰身仅具简单凹入的形状，原本是用来改善容器的刚性。但因器壁薄化之故，此部分的强度会降低，所以在容器上部或底部加上荷重时容易挫曲，且在握住容器中时容易凹入。

请参照图3，其为绘示图1所示的容器的补强肋条12的前视图。此种补强肋条12设置于腰部11上，且有作为容器骨架的功能。因此，在握住容器瓶体时的变形量很小，且容器的挫曲强度亦可显著改善。

如图3所示，为避免应力集中的问题，并稳定容器的外观形状，补强肋条12可形成单一的圆弧状。再者，如图4的腰身部分的放大图所示，为有效发挥其功能，补强肋条12的上缘高度L2低于容器主体的表面高度L，但高于环状沟槽11a的沟底高度L1。再者，补强肋条12在(容器主体)周围方向上的延伸幅度系跨过容器的角端部分，而延伸到位于容器壁正面的腰身部分。

虽然上述实施例所说明者为具四边形截面，且形成有补强肋条12的容器，但此容器的截面形状却不仅限于图标者。亦即，本发明的容器不但可具有长方形、五边形或六边形等截面形状，也适用圆形的截面形状。再者，虽然以上所述者为2.0升的容器，但容器的容量方面亦无限制，即500毫升以下、1.0升或1.5升的较小容器，或是2.0升以上的超大容器皆可适用。

构成容器的树脂可以是聚乙烯对苯二甲酸酯树脂等热塑性树脂，且此容器可使用吹制成形法来制造，其原料为以押出成形或射出成形法所得的预形物。

上述吹制成形的容器以常温或高温的内容物填充皆可。特别是当内容物为高温的液体时，所用的容器除了适合以单次双轴拉伸吹制法这种常见的方法形成之外，还适合以其间插入加热处理的至少两次双轴拉伸吹制程序来形成，以进一步改善容器的耐热性。但是，不论是采用那一种制法所得的容器，只要其主体具有腰身，且该腰身上设置有补强肋条12，皆可以达成改善强度的功效。

如上所述，在图1～4所绘示的实施例中，腰身11是由向容器内侧突出、且环绕容器体的环状沟槽11a所构成；并且，通过上缘高于环状沟槽11a底部且低于容器主体表面，且顶端呈圆弧状的补强肋条12的设计，即可在容器壁薄化的情形下防止握持的腰身部分产生变形。再者，此种设计还可以显著地提升容器的挫曲强度或刚性。

图5～图6为本发明第二实施例的合成树脂容器，其中标号21为容器主体，22为与容器主体21一体成形的口部。标号23为提升刚性而设计在容器主体21上的沟槽，其将容器主体21分为上下两段，而标号24即为降压吸收板。降压吸收板24的功能为防止容器变形现象，其是因内容物冷却的体积变化所造成者。

另外，标号25为形成在容器主体上，且横切过降压吸收板24的横向肋条。横向肋条25其长度方向的中央部分具有与容器主体表面齐平，或与容器主体表面之间仅有些微落差的凹下部分25a。

标号26者为与横向肋条间隔配置的补强用纵向肋条，27为瓶体周围4个部分所形成的柱状结构。此柱状结构27例如是由沿着容器轴心方向延伸的纵长折线状凹面27a所构成。

以单次双轴拉伸成形法制得的合成树脂容器，以及经过至少两次双轴拉伸吹制成形程序及其间的加热处理的合成树脂容器，后者例如是日本专利公报第平7-67732号所揭露者，皆是已知的合成树脂容器种类。这两种容器的主体部分上残留的应力皆可大幅降低，且树脂材料的密度亦可增加，所以对外加高温的抵抗性较高。然而，在薄化器壁以减少容器单体的树脂用量的趋势下，对一般的这种容器而言，即使其上设置有维持其保形性的横向肋条，也无法避免此横向肋条因内容物的重量(水头压)或高温而弯曲的问题。在此情形下，由于横向肋条产生的是塑性变形，故即使在内容物冷却之后，其形状仍无法复原，而将使容器的外观变差。然而，如图5～图6所示，由于横向肋条25上形成的凹下部分25a与容器主体表面的高度相同，或是与容器主体表面之间仅有很小的落差，故可以防止横向肋条25整体的弯曲，而能保持容器原有的形状。同时，横向肋条25也可以有效地发挥其功能，使容器具有较高的刚性。再者，横向肋条25较佳是横切过降压吸收板24，即沿其宽度方向配置。

另外，虽然图5所示的横向肋条25的两端分别延伸到一个柱状结构27，但为免对柱状结构27的功能产生不良的影响，横向肋条25以不延伸至柱状结构27者较佳。此外，为使容器在其上或下部施加荷重时柱状结构27不易产生挫曲现象，此柱状结构27宜具有折线状的凹面27a或R形的凸面27a。

各横向肋条25间靠近柱状结构27处设置有纵向肋条26。因为有纵向肋条26的设置，所以在握持容器而使其因荷重而变形时，会在固定的部位(本实施例中横向肋条25的末端方向)产生变形。因此，在造成变形的荷重消失后，容器可以直接回复到原来的形状。也就是说，容器变形之后的回复性得以提升。

请参照图7，其为本发明第三实施例的合成树脂容器。在本实施例中，纵向肋条26的周围设有低于容器瓶体表面的凹陷部分28，也就是说容器成形时纵向肋条26的轮廓形状会浮现出来。藉由凹陷部分28的设置，容器近角端处的补强效果将更为增加。同时，横向肋条25的长度较短，并未延伸至柱状结构27。如果采用上述设计，则具四边形截面的容器的抗挫曲强度将更为提高，且容器变形后的回复性亦将进一步加强。

接着，进行两次双轴拉伸吹制程序及其间的加热处理，并以聚乙烯对苯二甲酸酯树脂作为原料以形成容器时，系依照以下的要点。

首先，将压出成形或射出成形的预形物加热，使其呈可塑状态，其温度例如是70～130℃，且较佳为90～120℃。接着，在50～230℃(较佳70～180℃)及延伸倍数4～22倍(较佳6～15倍，使瓶体具有过大尺寸(oversize)，即其容量为预定的完成品的1.2～2.5倍)的条件设定下，进行一次双轴拉伸吹制成形程序。然后，将所得的吹制成形品于110～255℃之下，较佳于130～200℃之下进行热处理步骤，强迫其尺寸收缩为原先的0.60～0.95倍，以除去残留的应力。接着，于60～170℃(较佳80～150℃)的温度下进行第二次双轴拉伸吹制成形程序。

当然，如不采用上述条件，直接以一次双轴拉伸吹制成形程序形成容器也可以。

如上所述，在图5～图6或图7所示的耐热性佳的树脂容器主体上形成有补强用的横向肋条27，此横向肋条27具有与容器表面等高，或与容器表面间仅有些微高度差异的凹下部分27a，以在薄化容器壁以削减树脂用量的情形下，使容器维持较高的保形性。

图8～图10为本发明第四实施例的合成树脂容器，其中标号31为容器主体，32及33分别为形成在容器主体31的适当部分的补强用横向肋条及纵向肋条，而标号34～39则为降压吸收板，其例如是如图标般呈直线排列在容器主体31上。

如图所示，降压吸收板34～39中36与37具有平坦的表面，而34、35、38及39则具有朝中央点延伸集中的凹痕(向内突出的凹痕)R，其定义出数个凹入的多面状器壁区，该些壁面34a～34d、35a～35d、38a～38d及39a～39d朝凹痕集中点R0倾斜，详情如图10所示。

由于第8～10图为的实施例中的降压吸收板34、35、38及39皆各自具有凹入的多面状器壁区，且凹痕R可作为补强降压吸收板的骨架，而可避免因内容物的水头压所造成的容器扩张现象。同时，降压吸收板34、35、38及39的整个壁面皆可吸收因内部减压所导致的变形量，且其功能因凹痕R的存在而不会降低。

另外，如图8所示，此情形下亦适合使用具有平坦表面的降压吸收板36及37，以稳定容器的形状。也就是说，本发明在容器结构的设计上，可以适当地组合使用具平坦表面的降压吸收板及具凹入多面器壁的降压吸收板。

图11～13绘示本发明第五实施例的合成树脂容器。此实施例的合成树脂容器与图8～图10所示者的差异在于降压吸收板34、35、38及39的凹痕集中点R0上形成有横向凹沟40，其走向是与容器的轴向P垂直。此横向凹沟40的设计，为进一步提升降压吸收板34、35、38及39的防止容器因水头压而扩张的功效。

此外，虽然在图11～图13所绘示的第五实施例的说明中，凹入多面器壁适用在厚度较小的降压吸收板34、35、38及39上，但是此种凹入多面器壁亦可直接设置在容器主体31上，并不仅限定使用在降压吸收板上。

如上所述，在图11～图13所示的第五实施例中，由于合成树脂容器的瓶体上设置有向心集中的数条凹痕，且该些凹痕定义出向集中点倾斜的凹入多面器壁区，所以此合成树脂容器可具有良好的耐热性。因此，即使在薄化容器壁以削减树脂使用量的情形下，仍可维持较高的保形性。

由以上内容可知，本发明可以解决公知技艺的多种问题，即可有，效地防止因容器壁薄化所造成的刚性降低问题，而令合成树脂容器具有所需的保形性。

Claims (6)

1.一种合成树脂容器，其特征是，该容器具有一多边形的截面，且具有将其主体区分为上下两段的一腰身，该腰部是由朝该容器内侧突出，且环绕该容器主体一圈的环状沟槽所构成，又该环状沟槽上设置有上缘高度高于其沟底，且低于该容器主体表面的补强肋条，且该补强肋条设置在多边形的截面的各角端，并且跨过该角端的范围。

2.如权利要求1所述的合成树脂容器，其特征是，该补强肋条的顶端呈圆弧状。

3.如权利要求1所述的合成树脂容器，其特征是，所述主体是以双轴拉伸吹制成形法制成，且上下两段的所述主体上形成有向心集中于一点的复数条凹痕，该些凹痕定义出朝该些凹痕的集中点倾斜的凹入多面状器壁区。

4.如权利要求3所述的合成树脂容器，其特征是，其中该凹入多面状器壁区作为一降压吸收板。

5.如权利要求4所述的合成树脂容器，其特征是，其中降压吸收板的轮廓呈一四边形，且该些凹痕是由该四边形的四角向心集中延伸。

6.如权利要求3、4或5所述的合成树脂容器，其特征是，其中该集中点上更设置有与该容器的轴向垂直的横向凹沟。

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