CN101522533A - 通过吹制或拉吹热塑材料的预型件所获得的中空主体的底部，和包括这种底部的中空主体 - Google Patents

Abstract

通过吹制或拉吹热塑材料制成的预型件所获得的中空主体的底部(3)，该底部(3)包括一横向支撑表面(5)，并且在该横向支撑表面(5)的两侧包括：一横向外边缘(6)，一具有横向中心部分(11)的凹形的内壁，该横向中心部分包含具有低结晶度的材料制成的料头体(12)，该料头体(12)对应于预型件的注射点；所述底部围绕设有凹槽(2)的横向支撑表面的周边区域，所述凹槽的远端部分(23)接近但未到达底部(3)的外边缘(6)，所述凹槽的近端部分(24)相切于所述横向支撑表面(5)。

Description

通过吹制或拉吹热塑材料的预型件所获得的中空主体的底部，和包括这种底部的中空主体

技术领域

[01]本发明涉及热塑材料制成的中空主体的技术领域，尤其是涉及诸如罐体或瓶体的容器的技术领域。

[02]本发明更具体地涉及通过吹制或拉制然后吹制一注射成型的热塑材料的预型件方式获得的中空主体(注射-吹制)。

背景技术

[03]近几年来，从预先注射的预型件开始制造塑性材料的容器，已知获得相当的突飞猛进，尤其是由于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的使用。

[04]在此期间，也考虑和/或使用了其它材料，且或多或少地取得成功，作为非限制性的实例，所述其它材料例如是聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚丙烯(PP)，聚丙烯腈(PAN)或各种材料的混合或叠合。

[05]在中空主体的底部的中心，通常存在称为“料头体(pastille)”的非常低结晶度的区域，该“料头体”出自于预型件的一部分，当吹制或拉吹时，该“料头体”只是被非常轻微地拉伸。预型件的纵向轴线实际上对应于成品容器的纵向轴线。结果是，当吹制或拉吹时，PET的拉伸在容器的底部的中心几乎是不存在的，并且随着靠近容器的侧壁所述拉伸在增加。

[06]不管容器的制造方法如何，由热塑材料制成的容器必须具有良好强度的底部。

[07]双取向的(biorienté)PET具有良好的机械强度和热强度。但是，如上文所述，容器的底部的拉伸远远小于容器的主体的拉伸，从而该底部的机械强度和热强度小于主体的机械强度和热强度。

[08]同样的问题对于颈部也存在。颈部的热处理能够增加颈部的结晶度。但是(非晶质的PET制成的)颈部的热处理导致等温结晶，该等温结晶形成球粒，所获得的热硬化的PET因此不再完全是半透明的。如果相对厚的瓶体的颈部不是半透明的是可接受的，则极少的半透明的瓶体的底部会防碍已灌装的产品的观感。

[09]容器的底部必须耐受撞击，例如当容器完全掉落时。

[10]容器的底部必须耐受内部压力，尤其是当容器包含碳酸饮料时。内部超压可能由于充满的瓶体的储存温度的增加和/或这些瓶体的塑性材料的回缩(retrait)而产生，所述回缩通常在瓶体的制造和瓶体的填充之后两或三星期的过程中产生。

[11]瓶体以底托化的和叠捆的载货的方式被运输。因而，除了放置垫块，上层的瓶体底部置靠在下层瓶体的盖塞上，并且经受插压和挤压应力。

[12]容器底部的任何变形都影响产品的美观和竖立储存的容器的稳固性。

[13]容器的底部必须耐受蠕变。

[14]当热式填充或巴氏灭菌时，容器在其整体中、并且尤其是在其底部，必须耐受所遇到的相当严峻的热条件。

[15]当在至多等于94℃的温度下用液体进行热式填充时，底部必须具有相对的变形幅度。当外部变冷时，也是一样的，底部应耐受负压(真空补偿)。

[16]使用巴氏灭菌法用于某些无汽的液体(liquides plats)(没有碳酸化的果汁)或充气的液体(liquides gazeux)(啤酒)。当巴氏灭菌时，包含在密闭容器中的液体可以在大约60℃和80℃之间的温度下坚持20分钟到2小时，所述温度是CO₂含量的函数。当待巴氏灭菌的液体包含在压力下溶解的气体时(碳酸饮料，啤酒)，容器的底部的材料必须不仅仅承受热液的体积的增加，而也承受热气的压力增长。当冷却时，巴氏灭菌的液体体积减少，容器的底部也应耐受该应力。

[17]已证明，当热式充填时，某些容器具有受到沉陷的底部。该底部的沉陷——朝向外部且尤其是在容器的侧壁和底部之间的连接区域中——在容器的外廓上不会规则地产生。从而容器变得不稳固。该沉陷可能来自当最后吹制热的窄小的半成品时产生的应力的释放。

[18]容器的底部的任何变形都影响产品的美观和竖立储存的容器的稳固性。

[19]在容器可重复利用的情况下，容器的底部有时应耐受清洗剂。

[20]也已知具有厚底的容器。尤其是已经提出按朝向内部凸起的方式实施内弯的底部——所谓“香槟型”的底部，所述凸起区域的厚度大于容器的侧壁的厚度，例如比四倍更大。所谓“香槟型”的底部提供允许用于竖立储存的瓶体的连续的环形支撑区域的优点，其基座是特别稳定的。该技术方案不是令人满意的，形成容器的材料的价格是容器成本的主要部分。在1979和1992年之间，PET制成的容积为2升的瓶体的重量从65g变到52g，并且存在对于轻且坚固的瓶体的稳定需求。此外，“香槟”型底部在温度的作用下可能失去其形状。裂缝可能出现在不同厚度的区域之间，特定的部件设置在模具中用以更快地冷却较厚的区域。

[21]已经提出按花瓣状的底部的方式制造容器。因此，底壁通常为朝向外部凸起的形状，并且包括多个支撑部，一般为由突起形成的四到六个支撑部，所述支撑部规则地分布在底部上，并且被凸起的底壁的一部分两两分开。这些花瓣状的底部广泛地使用于包含碳酸饮料的容器。由于在充填时处于压力下，分开所述支撑部的径向凹部(creux)吸收作用力，并将支撑部的支撑面保持在基本垂直于容器的轴线的平面中。该技术方案不是总让人满意的。在内部压力的作用下，花瓣状的底部可能爆裂。当巴氏灭菌时，由于瓶体的内装物的体积的增加，花瓣状的底部不可能一直忍受(encaisser)高压。

[22]在“香槟”型肋状体的情况下，同样已经提出制造具有槽凹底部的瓶体。文件FR 2 717 443描述一种瓶体，其中，肋从底部的周边开始并且通到基本平坦的环形区域的外部界限(limite)，该环形部分围绕非晶质的凹形的中心部分。申请文件FR 2 753 435描述一种容器，该容器的底部包括未拉伸的中心部分和将该中心部分连接到容器的侧壁的周边部分，该底部设有自侧壁延伸到未拉伸的中心部分的理论极限的肋状体。该理论极限考虑了底部的中心部分(料头体)的尺寸和形状从相同系列的一瓶体到另一瓶体的轻微波动。没有任何肋状体在该非晶质的部分中不被终结(nes′achève)。

[23]已证明，如果现有技术的底部仅仅解决了提出的某些问题，则在塌陷和随后的变形之后，没有任何底部能够恢复其初始形状，无论其充填或未充填。

发明内容

[24]本发明的目的在于提供新颖的瓶体底部结构，其个体特征的总和能够获得大于大部分的目前已知底部强度的强度，并且使得在造成其变形(塌陷或其它变形)的应力之后“自然地”恢复其形状。

[25]对于相同的壁厚，本发明的底部将比大部分的先前已知的瓶体的底部更坚固。

[26]对于所希望的强度，本发明的底部可以用比大部分先前已知的底部更少量的材料制成。

[27]本发明的目的还在于提供具有良好的热强度和良好的巴氏灭菌耐受性。

[28]根据第一方面，本发明涉及中空主体的底部，其通过吹制或拉吹热塑材料制的预型件所获得，该底部包括一横向支撑表面，并且该底部在该横向支撑表面的两侧包括：

[29]-一横向外边缘；

[30]-一具有横向中心部分的凹形的内壁，该横向中心部分包含具有低结晶度的材料料头体，该料头体对应于所述预型件的注射点；

[31]所述中空主体的底部包括围绕所述横向支撑表面的周边区域，所述周边区域设有一些凹槽，所述凹槽的远端部分接近但未到达所述底部的外边缘，所述凹槽的近端部分相切于所述横向支撑表面。

[32]在各种实施方式中，所述底部具有以下特征。在需要时可以组合：

[33]-所述凹槽的近端部分未通到所述横向支撑表面；

[34]-所述凹槽包括一底壁和两侧向的翼部，并且具有一对称平面；

[35]-所述凹槽的宽度在大约2毫米和20毫米之间；

[36]-这些凹槽的深度在大约1毫米和5毫米之间；

[37]-所述具有低结晶度的材料料头体在所述横向中心部分中在外表面上凸出；

[38]-所述外边缘相对于所述横向支撑表面位于高度h6处，所述横向中心部分相对于所述横向支撑表面位于高度h11处。

[39]在一有利的实施方式中，所述底部呈围绕一轴线的回转主体的形状，所述轴线基本垂直于所述底部的横向支撑表面。

[40]在一具体的实施方式中，所述底部在垂直的径向剖面中在所述外边缘和所述横向支撑表面之间具有一型部，该型部：

[41]-接近所述外边缘，基本相切于一方向，该方向垂直于所述横向支撑表面，

[42]-接近所述横向支撑表面，基本相切于所述横向支撑表面。

[43]有利地，所述底部在垂直的径向剖面中在所述外边缘和所述横向支撑表面之间具有一基本为抛物线状的型部。

[44]有利地，所述底部具有一连续的环形的横向支撑表面，没有任何肋状体或凹槽通到该基座表面。

[45]在一实施方式中，所述底部从所述环形的横向支撑表面开始并朝向回转轴线，首先具有一环形的阶梯部，然后是一抛物线状的型部，该型部将环形的阶梯部连接到所述横向中心部分。

[46]在一实施方式中，所述底部包括一些加强肋，所述加强肋具有一外部边缘，该外部边缘靠近所述横向支撑表面；这些加强肋具有一内部边缘，该内部边缘靠近所述横向中心部分但未到达该横向中心部分。

[47]根据第二方面，本发明涉及中空主体，由热塑材料尤其是诸如PET的聚酯制成，其通过吹制或拉吹预型件获得，该中空主体包括一侧壁和连接到该侧壁的一底部，所述底部如上文所示。

附图说明

[48]本发明的其它目标和优点将在作为非限制性的实例给出的实施方式的以下描述中显示出来，所述描述参考附图进行，其中：

[49]-图1是本发明的一实施方式的中空主体——例如一瓶体——的底部的仰视图；

[50]-图2是图1中所示的底部的侧视图；

[51]-图3是图1和图2中所示的底部的立体图。

具体实施方式

[52]底部3呈围绕轴线4的回转主体的形状，所述轴线4基本垂直于底部的横向支撑表面5，所述底部主要设有靠近其外边缘6的凹槽2(在实例中为10个凹槽)，并且在所述底部中心可以由具有径向肋1的结构体补全(completer)。

[53]为此，将从底部的外边缘6开始并径向地朝向回转轴线4来描述底部3。

[54]外边缘6是横向的并且基本对应于底部3和容器的侧壁(未示出)之间的接合部。该外边缘6相对于底部3的横向支撑表面5位于高度h₆处(当该瓶体竖立存放时，此外边缘相对于包括该底部3的瓶体的横向支撑表面5位于高度h₆处)。

[55]在外边缘6和横向支撑表面5之间，在垂直的径向剖面中，底部3具有基本为抛物线状的型部7。在外边缘6附近，该型部7基本相切于垂直于横向支撑表面5的方向8。在横向支撑表面5附近，该型部7基本相切于该横向支撑表面5。因此，型部7保证在容器的侧壁(未示出)和横向支撑表面5之间的连续性的解决方案，而不具有弯曲中断。

[56]底部3具有环形的且连续的横向支撑表面5。从该环形的表面5开始并且指向回转轴线4，底部3具有环形的阶梯部(marche)9，该环形的阶梯部9的宽度(径向地测量)基本等于环形的横向支撑表面5的宽度。在设有这种底部的主体中的超压或真空作用下，该环形的阶梯部9能够按多层折叠风箱的方式使底部3变形。

[57]从该环形阶梯部9开始并且去向回转轴线4，底部3在垂直的径向剖面中然后具有一基本为抛物线状的型部10，接着具有一横向中心部分11。

[58]横向中心部分11相对于横向支撑表面5位于一高度h₁₁处，该高度h₁₁相对于外边缘6的高度h₆而言是任意的。

[59]轴向料头体12在横向中心部分11中凸出，该轴向料头体12朝向下部凸出，即朝向设有底部3的容器的外部凸出。

[60]现将描述构成本发明的核心的凹槽2。

[61]这些凹槽2径向地延伸。所述凹槽包括一底壁20和两侧向的翼部21、22。每一凹槽都具有一径向的垂直对称平面。这些凹槽的远端部分23接近但未到达底部3的外边缘6。这些凹槽因此具有接近垂线但距接合平面一定距离的一出口。优选地，所述凹槽的近端部分24靠近基座但未通到该基座中。所述凹槽的宽度典型地在2毫米和20毫米之间。这些凹槽的深度根据瓶体的体积而变化，对于0.5升的瓶体而言深度典型地为1.5毫米(对于1.5升的瓶体而言为3毫米至4毫米)。

[62]在一变型中，所述凹槽的近端部分24相切于基座但未通到该基座中。

[63]还可考虑的是所述凹槽的近端部分24通到该基座中。

[64]现将描述加强肋1，该加强肋1在某些应用中可以补全凹槽。

[65]这些加强肋1具有外部边缘13，该外部边缘13靠近底部3的环形的阶梯部9但未到达该环形的阶梯部9。

[66]在所示实例中，这些加强肋1具有内部边缘14，该内部边缘14靠近横向中心部分11但未到达该横向中心部分11。

[67]然而，可以考虑加强肋1的内部边缘14到达甚至通到(débouche)该横向中心部分11中。

[68]每一加强肋1包括底壁15和在底壁15的两侧的翼部16、17。底壁15具有从所述加强肋1的外部边缘13直到内部边缘14递减的宽度。如这在附图中示出，加强肋的底壁15在该加强肋的整个径向长度上不具有恒定的曲率。在加强肋1的外部边缘13的附近，加强肋1与垂线形成一角度，该角度比在加强肋的内部边缘14附近所形成的角度更尖锐。

[69]每一加强肋1具有一径向的垂直对称平面18。

[70]加强肋1背靠中心斜道19，在该中心斜道的中心处朝向下部凸出有所述料头体12，该中心斜道19朝向顶部被横向中心部分11限定。

[71]瓶体底部的单个特征的组合能够获得大于大部分的目前已知的底部的强度的强度。对于相同的壁厚，本发明的底部将比大部分的先前已知的瓶体底部更坚固。对于所希望的强度，本发明的底部能够用比大部分的先前已知的底部更小厚度的材料制成。

[72]包括本发明的底部的瓶体具有良好的热强度和良好的巴氏灭菌耐受性。由于加强肋1的存在，中心斜道19特别地对于蠕变或凹陷被加强。

[73]包括本发明的底部的瓶体在侧壁的下部上还具有良好的抗撞击性。凹槽的存在能够减少在容器的侧壁和其基座之间的连接区域中的瓶体塑性变形的危险。所述底部完美地吸收撞击并且在能够在变形之后“自然地”恢复其初始形状。

[74]瓶体底部的形状能够减少材料的重量，并且这不会脆化基座也不会减少相对于传统的瓶体底部的基座表面，同时保持良好的热强度(在冷却时的真空效应)和抗撞击性。作为示例，通过使用本发明的底部，用于热式充填的32g的传统瓶体能够用仅仅26g的PET制造。

[75]在所示的实施方式中，加强肋1数量为五，并且是基本相同的且等距的。在其它实施方式中，为了尤其是考虑底部的直径，加强肋的数量更多或更少。加强肋可以是不同的尺寸，第一系列的肋可以具有比第二系列的肋的底壁更窄的底壁。

[76]在所示的实施方式中，凹槽数量为十，并且是基本相同的且等距的。在未示出的其它实施方式中，沿着半径延伸的肋状体布置在相邻的凹槽的位置的一半距离处。通过该布置，肋状体和凹槽最好地与中空主体的底部的加强件配合。

Claims (15)

1.中空主体的底部(3)，其通过吹制或拉吹热塑材料制的预型件所获得，该底部(3)包括一横向支撑表面(5)，并且该底部(3)在该横向支撑表面(5)的两侧包括：

-一横向外边缘(6)；

-一具有横向中心部分(11)的凹形的内壁，该横向中心部分包含具有低结晶度的材料料头体(12)，该料头体(12)对应于所述预型件的注射点；

其特征在于，所述中空主体的底部包括围绕所述横向支撑表面的周边区域，所述周边区域设有一些凹槽(2)，所述凹槽的远端部分(23)接近但未到达所述底部(3)的外边缘(6)，所述凹槽的近端部分(24)相切于所述横向支撑表面(5)。

2.根据权利要求1所述的中空主体的底部，其特征在于，所述凹槽(2)包括一底壁(20)和两侧向的翼部(21，22)，并且具有一对称平面。

3.根据权利要求1所述的中空主体的底部，其特征在于，所述凹槽的近端部分(24)未通到所述横向支撑表面(5)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的中空主体的底部，其特征在于，所述凹槽的宽度在大约2毫米和20毫米之间。

5.根据权利要求4所述的中空主体的底部，其特征在于，这些凹槽的深度在大约1毫米和5毫米之间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的中空主体的底部，其特征在于，所述具有低结晶度的材料料头体(12)在所述横向中心部分(11)中在外表面上凸出。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的中空主体的底部，其特征在于，所述外边缘(6)相对于所述横向支撑表面(5)位于高度h₆处，所述横向中心部分(11)相对于所述横向支撑表面(5)位于高度h₁₁处。

8.根据前述权利要求中任一项所述的中空主体的底部，其特征在于，所述底部呈围绕一轴线(4)的回转主体的形状，所述轴线(4)基本垂直于所述底部的横向支撑表面(5)。

9.根据权利要求8所述的中空主体的底部，其特征在于，所述底部在垂直的径向剖面中在所述外边缘(6)和所述横向支撑表面(5)之间具有一型部，该型部：

-接近所述外边缘(6)，基本相切于一方向(8)，该方向(8)垂直于所述横向支撑表面(5)，

-接近所述横向支撑表面(5)，基本相切于所述横向支撑表面。

10.根据权利要求9所述的中空主体的底部，其特征在于，所述底部在垂直的径向剖面中在所述外边缘(6)和所述横向支撑表面(5)之间具有一基本为抛物线状的型部(7)。

11.根据权利要求9或10所述的中空主体的底部，其特征在于，所述底部具有一连续的环形的横向支撑表面(5)。

12.根据权利要求11所述的中空主体的底部，其特征在于，所述底部(3)从所述横向支撑表面(5)开始并朝向回转轴线(4)，首先具有一环形的阶梯部(9)，然后是一抛物线状的型部(10)，该型部(10)将环形的阶梯部(9)连接到所述横向中心部分(11)。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的中空主体的底部，其特征在于，所述底部包括一些加强肋(1)，所述加强肋(1)具有一外部边缘(14)，该外部边缘靠近所述横向支撑表面(5)；这些加强肋(1)具有一内部边缘(4)，该内部边缘靠近所述横向中心部分(11)但未到达该横向中心部分(11)。

14.根据权利要求13所述的中空主体的底部，其特征在于，所述加强肋(1)未到达所述横向支撑表面(5)。

15.中空主体，由热塑材料尤其是诸如PET的聚酯制成，其通过吹制或拉吹预型件获得，该中空主体包括一侧壁和连接到该侧壁的一底部，其特征在于，所述底部是在前述权利要求的任一项中所述的底部。

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