CN101618771B - 一种具有至少一个其深度变化的凹槽的容器 - Google Patents

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Abstract

由热塑性材料制成的容器(1)包括具有容器壁(9)的沿着纵向轴(X)方向的容器体(2)，该容器壁(9)围住该纵向轴(X)并通过至少2个连接区(7)限定出至少2个互相分开的面(6)，容器体(2)具有至少1个凹槽(5)，该凹槽(5)部分地在所述容器体(2)的至少2个面(6)上以及在2个连接区(7)中的至少一个上延伸，该容器(1)的特征在于，该至少一个凹槽(5)在一个与所述容器体(2)的轴(X)垂直的平面上延伸，并具有在第一深度(P1)与第二深度(P2)之间变化的深度，所述第一深度出现在该容器体(2)的两个面(6)上，所述第二深度出现在该连接区(7)上，这2个深度之间的比值P1/P2在0与一个小于或等于0.5的值之间。

Description

一种具有至少一个其深度变化的凹槽的容器
技术领域
本发明大体上涉及由热塑性材料制成的容器，具体而言，涉及对对所述容器中包含容器体的那些容器的改进，所述容器体是有容器壁的、沿着一纵向轴方向的容器体，其中，所述容器壁围住所述纵向轴并通过至少2个连接区限定出至少2个互相分开的面，该容器体具有至少1个凹槽，所述凹槽部分地在所述容器体的2个面上以及在所述2个连接区的至少一个上延伸。
背景技术
当这类所述的容器被装灌(filled)后，其将变得十分坚硬，使它们无法承受即使是十分有限的外部或内部压力(external or internalforces)，而产生破损。当许多容器被互相堆积在顶部的时候，就会发生这种情况，这将导致塑料容器壁变皱。即使所述容器壁破损而未导致液体流出，即容器里的内含物还能被使用，客户总会拒绝这类受损的容器，这样它们就无销路了。
另一个更重要的问题是，当这类容器被装灌入热液体，然后被封闭时，容器内被封存的空气的体积会随着液体温度的下降而逐渐收缩。典型地，这类情况在用高速装灌设备灌装所述容器的时候发生，在灌装处，容器远在灌入的液体冷却至环境温度(ambient temperature)之前就被封闭。如此，因液体冷却而导致空气体积的收缩会使所述容器的内部体积处在半真空的状态下。
为了使所述容器能承受这一半真空而不产生变形，所述容器必须具有机械强度(mechanical stiffness)，这意味着所述容器需要有厚的容器壁。换言之，这种容器需要更多的原材料，并因此导致更高的成本。这对于灌装液体的厂商而言是不能接受的。
需要承认的是，有些根据现有技术得到的容器具有经过特殊设置的容器体(面板类的容器体(the paneled body))，其能承受所述半真空而不产生明显的变形。但是这种特殊形状的容器基本上比普通容器更昂贵。反之，若所述容器过于软弱，其会发生无法控制的变形，如此其破损的外观使其难以售出。
此外，当一容器为下面描述的类型时，要使其避免从其原始状态的变形将更为困难。这类容器包括具有容器壁的沿着一纵向轴方向的容器体，其中，所述容器壁围住所述纵向轴并通过至少2个连接区限定出至少2个互相分开的面(换言之，所述容器具有几个通过角区(corner regions)互相衔接的面(faces)，其中，所述角区可以是尖状的或是圆型的)。举例来说，一个大体上是方型的容器易变形成一个菱形形状。
为了解决这个问题，现有技术中公开了至少一个部分地在所述容器体上以及在所述连接区上延伸的凹槽。
图1示出了一个根据现有技术得到的具有横向(transverse)凹槽的容器1的例子，其中该容器1具有一个沿纵向轴X的容器体2，所述容器体2在其底部被容器底部3限定，并在其顶部被一个由容器肩部4A和容器颈部4B组成的部分限定。
凹槽5的周边呈自我封闭状，并在一平面上延伸，其中，所述平面大致垂直于在所述容器体2内形成的所述容器2的纵向轴X。
图2至图4以容器1的俯视图的形式显示了凹槽5的不同实施例的纵向截面，所述截面是通过剖切图1中所述凹槽5的中心平面A-A而得到的，其中，所述平面A-A穿过所述凹槽5的基底。
在图2所示的凹槽5的第一个例子中，可以看到所述容器体2大体上是方型的，其具有4个面6，所述面6通过形成斜边角区10(bevel-edged angular sector)的连接区7被互相隔离。如此，在所述容器1的容器体2的横截面上，可以测出深度P1和深度P2，所述深度P1使所述容器体2外部的容器壁9沿一直线方向与所述凹槽5的基底8相分离，所述直线垂直于所述纵向轴X，并大致穿过所述容器体2的面6的中部；所述深度P2使所述容器体2外部的容器壁9沿另一直线方向与所述凹槽5的基底8相分离，所述另一直线垂直于所述纵向轴X，并大致穿过所述连接区的中部。需要指出的是，在图2所示的例子中，P1与P2相等。
然而，可以观察到在受到压力和向所述容器装灌热液体时，本例子不能保护所述连接区7的初始形状。
若能保护所述连接区7的初始形状以使所述容器能在以后被使用，将是一种明显有利的情况。
还有一种尤为有利的情况是，能制造出一种其变形区域可变的容器。
发明内容
为此，本发明涉及一种由热塑性材料制成的容器，包括具有容器壁的沿着一纵向轴方向的容器体，其中，所述容器壁围住所述纵向轴并通过至少2个连接区限定出至少2个互相分开的面，所述容器体具有至少1个凹槽，其中，所述凹槽部分地在至少2个所述容器体的面上以及在所述2个连接区中的至少一个上延伸，所述至少1个凹槽以预设的间隔角在一平面内延伸，所述平面垂直于所述容器体的所述轴，并且，所述凹槽的深度在一第一深度与一第二深度之间变化，其中，所述第一深度出现在所述容器体的2个面上，所述第二深度出现在所述连接区上，所述2个深度之间的比值P1/P2在0与一最大值之间，所述最大值小于或等于0.5，所述容器的特征在于，所述凹槽的深度以一恒定增长率在0与所述最大值之间变化，其中，所述0值出现在所述容器体的面上，所述最大值出现在所述连接区上。
有利地，当这种容器被装灌温度为85摄氏度的液体时，其会缩小15毫升，当被装灌温度为92摄氏度的液体时，其会缩小18毫升。
有利地，这种容器适合承受在所述液体生产过程中的约束，有时所述约束指需要所述容器能装灌温度不同的液体。
附图说明
本发明将通过下面的附图进行说明，其中：
·图1是现有技术中的容器的简图；
·图2是现有技术中的容器的凹槽的俯视图，其示出了在所述凹槽处的截面；
·图3是根据本发明的容器的第一实施例的透视图；
·图4是根据本发明的容器的一个实施例的俯视图，其示出了在所述凹槽处的截面；
·图5是根据本发明的容器的另一个实施例的俯视图，其示出了在所述凹槽处的截面；
·图6是根据本发明的容器的一个可选实施例的透视图，其中，所述容器具有几个根据本发明的凹槽；
·图7是根据本发明的容器的一个可选实施例的透视图，其中，所述容器具有拉伸状的附加凹槽；
·图8是根据本发明的凹槽的一个可选实施例的俯视图，所述凹槽用于根据本发明的容器，其示出了在所述凹槽处的截面，以及
·图9至11为几个不同的根据本发明的凹槽基底的实施例的轴向截面图。
具体实施方式
图3是根据本发明的容器1的实施例的透视图，所述容器尤指一种瓶子，其由热塑性材料，例如，聚酯(PET)制成，且所述容器具有一个沿纵向轴X的容器体2，所述容器体2在其底部被容器底部3限定，并在其顶部被一个指向容器颈部4B的容器肩部4A限定。
所述容器壁2具有围住所述轴X的容器壁9，并通过至少2个连接区7限定出至少2个互相分开的面6，所述容器体2具有至少1个凹槽5，其中，所述凹槽5部分地在至少2个所述容器体2的面6上以及在所述2个连接区7中的至少一个上延伸。
图4与图5更清晰地显示出了根据本发明的凹槽5的两个可行实施例的2个截面，所述凹槽5在一平面上延伸，所述平面垂直于所述容器提的轴X，所述凹槽的深度在一第一深度P1与一第二深度P2之间变化，其中，所述第一深度P1出现在所述容器体的2个面6上，所述第二深度P2出现在所述连接区7上，所述2个深度之间的比值P1/P2在0(本实施例中，所述深度P1即为0)与一个小于或等于0.5的值之间。
更确切地说，在图3和图4所示的实施例中，P1的值为0。在这种情况下，原本周边成自我封闭状的所述凹槽5，其周边至少在所述容器1的面6的区域6A上断开。
在本实施例中，所述凹槽5包括4个凹槽段。每个凹槽段以大小在40°之80°之间的间隔角α延伸，每个间隔角α由两条在一平面上的直线A和B确定，所述平面垂直于所述纵向轴X。所述直线A和B都穿过所述纵向轴X和点Y，如图4所示，所述点Y分别在形成所述基底8的切线上，以及在同一平面内的形成所述区域6A的曲线的切线上。
图4中，为了使画面简洁，仅示出2个间隔角α。
在图5所示的实施例中，所述凹槽5的深度P1值在整个所述容器体的面6上都十分小，此时，P1/P2＜1/2。
如此，由于存在这样一个所述深度P1和P2的比值，连接区7被强化了。由此，无论在受到压力或所述容器被装灌热液体的情况下，所述连接区都不会发生变形。此外，如之前先有技术描述的凹槽的例子那样，可以测出深度P1和深度P2，所述深度P1使所述容器体2外部的容器壁9沿一直线方向与所述凹槽5的基底8相分离，所述直线垂直于所述纵向轴X，并大致穿过所述容器体2的面6的中部。而所述深度P2使所述容器体2外部的容器壁9沿另一直线方向与所述凹槽5的基底8相分离，所述另一直线垂直于所述纵向轴X，并大致穿过所述连接区的中部。需要指出的是，在图2所示的例子中，P1与P2相等。
在图4和图5所描述的实施例中，所述凹槽5的深度8以一恒定增长率在最小值P1与所述最大值P2之间变化。
所述比值P1/P2的一阶导数为恒值且不为1。如此，所述凹槽5限定出一所述容器1的能进行不同变形的区域6A。
有利地，这种容器1能接受这一会变形的区域6A，所述区域6A在所述容器的容器壁9受到压力的时候会发生不同的变形。由此，当施加在所述容器壁9上的压力低的时候，仅所述区域6A发生变形。相反，当较大的压力被加载在所述容器壁9上的时候，所述区域6A和所述凹槽段5发生变形。具体而言，那些凹槽段发生较小的变形。
图6是容器1的透视图，该容器包括2条第一凹槽5A、2条第二凹槽5B和2条第三凹槽5C，这些凹槽都在6个不同的平面上形成，所述6个不同的平面都垂直于所述容器1的轴X。
所述两条第一凹槽5A位于容器颈部4B和容器底部3之间，其中一条靠近所述容器颈部4B，另一条靠近所述容器底部3。
所述两条第二凹槽5B位于所述两条第一凹槽5A之间。所述第二凹槽5B的间隔角(α″)小于第一凹槽5A的间隔角(α′)。
最后，所述两条第三凹槽5C位于两条第二凹槽5B之间。所述第三凹槽5C的间隔角(α′″)小于所述第二凹槽(5B)的间隔角(α″)。
图7所示的本发明的实施例与图6中所示的实施例相似。两者中相同的部分将不再描述。
图7所示的所述容器1的面6包括一成拉伸状的附加凹槽20，其外边缘与所述第一凹槽5A、第二凹槽5B和第三凹槽5C的端部相接。具体而言，所述附加凹槽20大致呈一菱形，并在面6上形成一封闭的圈，所述面6沿纵向轴X方向延伸并限定出一个所述容器的中心变形区域21。
作为变化，所述第一凹槽5A、第二凹槽5B和第三凹槽5C的间隔角(α、α′、α″、α′″)相等，且所述附加凹槽20大致是矩形的。
所述容器1的容器壁2具有四个面6，在垂直于所述轴X的剖面上，所述面整体上形成正方形或矩形截面。
所述连接区7形成一圆边或略圆的角区，然而，所述连接区7也可以包括斜边角区(如图2至图4所示)。同样地，所述连接区7可以是具有顶点的边角区(在这种情况下，位于该连接区上的所述凹槽的第二深度P2等于所述凹槽5的基底与该角区顶点之间的距离)。
因此，根据本发明的容器1具有至少一个凹槽5，其深度在最小值P1与最大值P2之间连续变化，所述最小值P1出现在所述容器体2的面6上，所述最大值P2出现在所述连接区7上。
图8是根据本发明的凹槽5的可选实施例的横截面图，其中，在所述容器1的相对的面6上的深度P1为同一个值，且所述容器1具有一个大致是方型的容器体2。这样，在本实施例中，所述第一深度P1对于同一个凹槽5而言，可能具有不同的值，特别是，具有一个适合所述容器1的容器体2的每个面6的值。
可以理解的是，虽然所述发明的优选实施例为方型或矩型的容器1，但本发明的总原理适合于任何具有位于两相邻面6之间的连接区7的容器，以及适合任何需要保护其连接区7的容器。因此，本发明的一般限定适用于截面为椭圆形的容器，其中，所述容器就具有2个面6和2个连接区7。
这里需要注意的是本发明的一般限定适用于任何所述凹槽的基底13的形状。因此，图9是穿过根据本发明的凹槽5的局部轴向截面图，其示出了一平坦的基底13；图10是穿过根据本发明的凹槽5的局部轴向截面图，其示出了一大体上圆形的基底13；以及，图11是穿过根据本发明的凹槽5的局部轴向截面图，其示出了一波浪形的基底13。
可以理解的是，如图所示，本发明的一般限定适合于通常在外围延伸的、但未自我封闭的凹槽。这样，所述凹槽5只能延伸至容器的两个相邻的面6上，延伸至一连接区7的两侧，其中，所述连接区把所述两个相邻的面6连接起来。

Claims (12)

1.一种由热塑性材料制成的容器(1)，包括具有容器壁(9)的沿着一纵向轴(X)方向的容器体(2)，其中，所述容器壁(9)围住所述纵向轴(X)并通过至少2个连接区(7)限定出至少2个互相分开的面(6)，所述容器体(2)具有至少1个第一凹槽(5、5A)，其中，所述第一凹槽(5、5A)部分地在所述容器体(2)的至少2个面(6)上以及在所述2个连接区(7)中的至少一个上延伸，所述至少1个第一凹槽(5、5A)以预设的第一间隔角(α、α′)在一平面内延伸，所述平面垂直于所述容器体(2)的所述轴(X)，并且，所述第一凹槽(5、5A)的深度在一第一深度(P1)与一第二深度(P2)之间变化，其中，所述第一深度(P1)出现在所述容器体(2)的2个面(6)上，所述第二深度(P2)出现在所述连接区(7)上，所述2个深度之间的比值P1/P2在0与一最大值之间，所述最大值小于或等于0.5，所述容器(1)的特征在于，所述第一凹槽(5、5A)的深度以一恒定增长率在最小值与所述最大值之间变化，其中，所述最小值出现在所述容器体(2)的面(6)上，所述最大值出现在所述连接区(7)上。
2.根据权利要求1所述的容器(1)，其特征在于，所述比值P1/P2的一阶导数为恒值且不为1。
3.根据权利要求1所述的容器(1)，其特征在于，所述容器(1)包括：
●所述至少一个第一凹槽(5A)，所述第一凹槽(5A)在一第一平面内延伸，其中，所述第一平面垂直于所述纵向轴(X)，所述第一凹槽(5A)位于所述容器(1)的颈部(4B)与底部(3)之间，以及
●至少一个第二凹槽(5B)，所述第二凹槽(5B)在一第二平面内延伸，其中，所述第二平面垂直于所述纵向轴(X)，所述第二凹槽(5B)位于所述第一凹槽(5A)与所述容器(1)的底部(3)之间；
所述第一凹槽(5A)以第一间隔角(α′)延伸，所述第二凹槽(5B)以间第二隔角(α″)延伸，且所述第一间隔角(α′)大于所述第二间隔角(α″)。
4.根据权利要求3所述的容器(1)，其特征在于，所述容器(1)还包括至少一个第三凹槽(5C)，所述第三凹槽(5C)在一第三平面内延伸，其中，所述第三平面垂直于所述纵向轴(X)，所述第三凹槽(5C)位于所述第二凹槽(5B)与所述容器(1)的底部(3)之间，所述第三凹槽(5C)以第三间隔角(α″′)延伸，且所述第三间隔角(α″′)小于所述第二间隔角(α″)。
5.根据权利要求3所述的容器(1)，其特征在于，所述第一间隔角(α′)、第二间隔角(α″)、第三间隔角(α″′)中至少一个在40°至80°之间。
6.根据权利要求1所述的容器(1)，其特征在于，所述至少2个面(6)中的至少1个面具有至少一个附加凹槽(20)，所述附加凹槽(20)适合于限定出所述容器(1)的一封闭变形区域(21)，且所述附加凹槽(20)被整体拉伸，且其纵向轴与所述容器体(2)的纵向轴(X)平行。
7.根据权利要求3所述的容器(1)，其特征在于，所述至少2个面(6)中的至少1个面具有至少一个附加凹槽(20)，所述附加凹槽(20)适合于限定出所述容器(1)的一封闭变形区域(21)，且所述附加凹槽(20)被整体拉伸，且其纵向轴与所述容器体(2)的纵向轴(X)平行，所述附加凹槽(20)至少与所述第一凹槽(5A)和第二凹槽(5B)的端部相接。
8.根据权利要求1所述的容器(1)，其特征在于，所述连接区(7)形成一圆边角区。
9.根据权利要求1所述的容器(1)，其特征在于，所述第一深度(P1)为0。
10.根据权利要求1所述的容器(1)，其特征在于，所述的至少1个凹槽(5)具有大致平坦的基底(13)。
11.根据权利要求1所述的容器(1)，其特征在于，所述的至少1个凹槽(5)具有大致圆型的基底(13)。
12.根据权利要求1所述的容器(1)，其特征在于，所述的至少1个凹槽(5)具有波浪形的基底(13)。
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