CN103180212A - 用于塑料瓶的底部结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于塑料瓶的底部结构，所述塑料瓶尤其适用于加压饮料，所述底部包括优选与瓶侧壁(2)成一体的环形跟部(6)，以及由跟部(6)包围且与跟部(6)成一体的凹入部分(7)，其中所述凹入部分(7)包括以星形模式布置且增加凹入部分刚性的加强元件，其中所述加强元件由凹入部分(7)的凸状区域(9)形成，且包括凸状区域(9)的凹入部分(7)具有基本相同的壁厚。

Description

用于塑料瓶的底部结构
技术领域
本发明涉及用于塑料瓶的底部，所述塑料瓶尤其适用于加压饮料，所述底部包括优选与瓶侧壁成一体的环形跟部，以及由跟部包围且与跟部成一体的凹入部分，其中所述凹入部分包括以星形模式布置且增加凹入部分刚性的加强元件。
本发明还涉及适用于盛装加压饮料的具有底部的塑料瓶，所述底部的环形跟部优选与瓶侧壁成一体。
背景技术
例如在DE-OS1801368中可以获知开头提及类型的底部。
塑料瓶仅在满足特定的设计前提条件时才适用于盛装和存储加压饮料等。在将塑料瓶用于所述目的时出现的主要难题之一是瓶底部的中心部分趋于向外偏转或凸出超过底部边缘，导致这种瓶的位置不稳定。已知将瓶底部设计成香槟酒瓶类型的底部或花瓣状底部。香槟酒瓶类型的底部向内弯曲，因此其可以承受特定的内部压力而不会向外偏转。香槟酒瓶类型的底部在玻璃瓶上尤为常见。塑料瓶对于加压饮料的适用性关键取决于底部的壁厚。如果底部壁太薄，则瓶结构过于柔性，并不能防止瓶底部的过度凸出。如果底部壁太厚，材料消耗、制造成本以及瓶重量将会过高。由于饮料的特定二氧化碳浓度，使得不再能够经济地使用传统类型的香槟酒瓶类型的底部。花瓣状底部包括一直延伸到侧壁的收缩部分，以及在上述收缩部分之间形成弯曲的、花瓣形区域。花瓣状底部是很常见的，尤其在塑料瓶中很常见，即使底部壁比较薄，它们也能承受高的内部压力。缺点是位置稳定性较低，特别是静态倾翻角较小，从而与具有香槟瓶类型底部的瓶相比这种瓶翻倒的风险要大。瓶的外观也受到一直延伸到侧壁的花瓣状区域的损害。
已做出各种尝试来改善用于塑料瓶中的香槟瓶类型底部的强度或刚性。例如DE-OS1801368提出以星形模式布置于瓶凹入底部中的加强肋，但是由于加强肋是由添加到底部的材料制成的，因此其导致过多的材料消耗，从而还使得瓶重量增加。此外，与生产简单的香槟酒瓶类型的底部相比，生产这种瓶底部需要付出显著更多的努力。
发明内容
本发明的目的是改进用于塑料瓶的底部，使得瓶适用于存储处于高压下的饮料，同时重量轻且节约材料消耗。制造应该是容易的、具成本效益的，并自动化具有短的循环时间。该瓶还应该具有高品质和具有吸引力的外观；具体地，其底部不应对瓶的设计形成任何限制。
该目的基本由开头提及类型的底部来实现，其中加强元件由凹入部分的凸状区域形成，且包括凸状区域的凹入部分基本具有均一的壁厚。底部起始于香槟瓶类型底部的形状，并且本发明提出的元件使得底部的凹入部分具有刚性，以使材料消耗不高于简单的香槟瓶类型的底部或只是比简单的香槟瓶类型的底部高出可忽略不计的程度。根据本发明设置的加固元件由于它们仅仅由底部凹入部分的凸状区域形成而不会导致任何的材料增厚。出乎意料地发现这种加固区域即使在底部壁非常薄的情况下也会产生非常刚性的结构，且瓶的甚至非常高的内部压力也不会导致底部的任何向外偏转。
由于这种底部，可以简单的方式、使用常规的和已证明行之有效的方法来制造塑料瓶。特别是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的瓶优选由所称的PET预成型体(一种注射成型的预成型体)来制造。由PET预成型体到PET瓶的工艺通过以下步骤进行：初始加热预成型体，即将根据所需壁厚分布的温度分布曲线引入到预成型体内。例如可使用红外辐射加热器。然后将预成型体夹持在三件式模具中，将芯(thorn)移动到预成型件内且将其拉伸到瓶的最终长度。将压缩空气吹到以这种方式产生的管上使管达到其最终形状，然后通过冷却模具而将瓶置于低于玻璃化转变温度的温度下。最后，打开模具以及弹出成品瓶。
仅仅需要在底部区域中对模具进行适配以便来实现根据本发明的底部，而总体工艺保持不变，并且无需额外的工艺步骤。使用所述的制造工艺可容易地以基本均一的壁厚来生产出包括凸状区域的凹入部分。“基本”是指壁厚会由于制造工艺而略有不同，例如当凸状区域中的材料与预成型体压靠模具时的邻近区域相比而拉伸到更大程度时，这样底部会在这些区域中稍薄。
凸状区域优选具有长条形(oblong)的形状，即其径向延伸大于其周向延伸。这导致底部特别稳定。
根据本发明的一个优选改进，凸状区域在周向方向上彼此间隔开。凸状区域均匀分布，尤其是在周向方向上均匀分布，取决于瓶的直径可设想到3、4、5、7、8、9、10、11或12个这种区域。
除了加强底部的凹入部分之外，凸状区域也可以用作瓶的接触区域。为此目的，凸状区域优选设计成其包括平行于或形成接触区域的部分。平行于接触区域的部分例如可包括从接触区域突出的凸起或类似物。
作为由上述凸状加固区域的部分形成的接触区域的替代或补充，瓶也可照常搁置于底部的跟部上。在这种情况下，底部的环形跟部包括底部的接触区域。因此，瓶底部像具有香槟酒瓶类型底部的常规瓶那样沿着底部的跟部接触地面。这允许类似于香槟酒瓶那样考虑美观要求和高品质的瓶设计，其中侧壁可以自由形式的设计延伸到底部，且看不到加固元件或类似物。
通过下述可以实现良好的加固特性，即根据一个优选的改进，凸状区域包括在横向和径向向内的方向上的弯曲部分，其邻近于与接触区域平行或形成接触区域的部分。
如果凸状区域环绕着中央凹入区域，则可进一步提高底部的稳定性。
底部稳定性的另一改进可优选以下述方式实现，其中底部包括至少一个环形凹槽，环形凹槽尤其邻接跟部或位于凸状区域和跟部之间。
此外，底部稳定性的另一改进可优选以下述方式实现，其中底部包括位于凸状区域和中央凹入区域之间的至少一个环形凹槽。
此外，底部稳定性的另一改进可优选以下述方式实现，其中底部包括位于凸状区域和中央凹入区域之间的一个环形凹槽。
凸状区域优选包括径向延伸部，其基本对应于跟部和中央区域之间的径向距离，由其实现最大程度的加固。
如上所述，根据本发明的底部适合于高的内部压力，其中所述内部压力主要取决于饮料中的二氧化碳含量。在一个有利的改进中，底部设计成能承受在温度为20℃下CO2浓度高达5g/L的瓶的内部压力。
重要的是保持壁为薄的，以便实现具成本效益以及消耗很少材料的轻重量设计，但出于稳定性的原因，壁厚不能任意减少。在该方面的一个优选实施例中，环形跟部具有等于或小于1.95毫米、优选1.5毫米的平均壁厚，以及所述凹入部分在任何地方具有的壁厚不超过1.95毫米、优选不超过1.5毫米、优选不超过1毫米。
附图说明
下面对本发明进行更详细的说明并参照以附图中的示意图所示的实施例。
图1示出塑料瓶的侧视图；
图2是瓶的俯视图；以及
图3是沿图2中的III-III线截取的剖视图。
具体实施方式
图1示出塑料瓶，特别是PET瓶1，其包括侧壁2和与侧壁2成一体的底部3。瓶颈4具有在图中未示出的阳螺纹，螺纹帽5旋拧到其上。
图2示出底部3的俯视图。底部3包括环形跟部6，瓶通过其与支撑表面接触。在跟部6和凹入部分7之间设置环形凹槽8。凹入部分7包括：向外呈穹顶形的部分，即凸状区域9，每个凸状区域9包括平行于接触区域的部分10；弯曲部分11，其横向邻近平行于接触区域形成的部分10；以及弯曲部分12，其在径向邻近平行于接触区域形成的部分10。在凸状区域9和中央凹入区域13之间设置另一环形凹槽14。
图3中所示的剖视图更好地示出每个凸状区域9的曲率，其中底部3的壁厚或材料厚度始终基本相同。
在上述说明书、权利要求书和附图中公开的本发明的特征可以独立和组合的方式相关地用于实施本发明的各种实施例。

Claims (16)

1.用于塑料瓶的底部，所述塑料瓶尤其用于加压饮料，所述底部包括环形跟部(6)以及由跟部(6)包围且与跟部(6)成一体的凹入部分(7)，该环形跟部(6)优选与瓶侧壁(2)成一体，其中所述凹入部分(7)包括以星形模式布置且增加凹入部分刚性的加强元件，其特征在于，所述加强元件由凹入部分(7)的凸状区域(9)形成，且包括凸状区域(9)的凹入部分(7)具有基本相同的壁厚。
2.根据权利要求1所述的底部，其特征在于，所述凸状区域(9)布置成在周向方向上彼此间隔开。
3.根据权利要求1或2所述的底部，其特征在于，所述凸状区域(9)包括平行于接触区域或形成接触区域的部分(10)。
4.根据权利要求1、2或3所述的底部，其特征在于，所述环状跟部(6)包括底部的接触区域。
5.根据权利要求3或4所述的底部，其特征在于，所述凸状区域(9)包括在横向和径向向内的方向上、邻近平行于接触区域或形成接触区域的部分(10)的弯曲部分(11，12)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的底部，其特征在于，所述凸状区域(9)环绕着中央凹入区域(13)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的底部，其特征在于，所述底部包括至少一个环形凹槽(8)，尤其是邻接跟部(6)或位于凸状区域和跟部(6)之间的至少一个环形凹槽。
8.根据权利要求6或7所述的底部，其特征在于，所述底部包括位于凸状区域(9)和中央凹入区域(13)之间的至少一个环形凹槽(14)。
9.根据权利要求6、7或8所述的底部，其特征在于，所述凸状区域(9)包括基本对应于跟部(6)和中央区域(13)之间的径向距离的径向延伸部。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的底部，其特征在于，所述凸状区域(9)具有长条形的形状，其中所述凸状区域在径向上的延伸大于其在周向方向上的延伸。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的底部，其特征在于，所述环形跟部(6)和/或所述凹入部分(7)的平均壁厚等于或小于1.95毫米、优选等于或小于1.5毫米，且特别地在任何地方壁厚不超过1.95毫米、优选不超过1.5毫米，优选不超过1毫米。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的底部，其特征在于，所述底部设计成能承受在温度为20℃下CO2浓度高达5g/L的瓶的内部压力。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的底部，其特征在于，所述跟部(6)和/或所述凹入部分(7)包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)组成。
14.一种用于加压饮料的塑料瓶，其具有根据权利要求1至13中任一项所述的底部，所述底部的环形跟部(6)优选与瓶侧壁(2)成一体。
15.根据权利要求14所述的塑料瓶，其特征在于，所述塑料瓶和底部包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或由聚对苯二甲酸乙二醇酯组成。
16.根据权利要求14或15所述的塑料瓶，其特征在于，所述塑料瓶是通过将注射成型的预成型体抵靠在模具上吹塑而由注射成型的预成型体制成的。
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