CN103946117B - 合成树脂制容器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种合成树脂制容器，该容器具有如下的底部结构：底部对应于内压变化而均匀且缓和地变形并且发挥减压吸收性能，以可靠地应对甚至较大的内压变化。一种合成树脂制容器，其在该合成树脂制容器的底部形成有环状的腿部和升高底部，该环状的腿部由接地部、内周壁以及与主体部连接的外周壁构成，该升高底部位于比该腿部的内周壁靠内侧且比接地部靠上方的位置。该合成树脂制容器的特征在于，该升高底部比腿部连接到内周壁的根部向下方突出，升高底部具有从升高底部的中央部外缘朝向外周侧延伸的多个螺旋状的弧状凸部，相邻的弧状凸部之间形成有弧状凹部。
Description
技术领域
本发明涉及一种底部具有减压吸收性能的合成树脂制容器。更具体地，本发明涉及一种具有能够对应于内压变化而改变的底部结构的合成树脂制容器。
背景技术
由于合成树脂制容器质量轻且耐冲击性优异，所以该合成树脂制容器已被广泛地用作各种液体包装用的容器。特别地，通过对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)拉伸吹塑成形得到的拉伸成形容器具有透明、阻气性、重量轻、耐冲击、适度的刚性相结合的特性，该容器已被广泛用作收容液体内容物的容器，并且取代了目前用于收容调味品等内容物的玻璃瓶。
为了提高内容物的保存性，即使对于诸如聚酯等的合成树脂制容器也可以广泛地接受热填充内容物。然而，由于内容物随着其冷却而体积收缩，所以合成树脂制容器必然会伴随着由于压力减小而导致的变形。为了防止该变形，通常已尝试经由肋部为容器的主体部设置面板部(panel portion)，使得面板部吸收由压力减小引起的变形(专利文献1等)。
然而，诸如调味品等的所述内容物必须保持例如通过将卷标签(rolllabel)贴附于玻璃瓶的长期使用的产品的外观的图像(image)。因此，由于难以贴标签，所以为主体部设置了用于减压吸收的面板部是不期望的。此外，由于压力减小导致的主体部的不规则的变形可以一眼辨别出来。因此，期望提供一种在不影响外观的条件下能够应对内压变化的技术。
为了满足所述要求，在没有为主体部设置减压吸收面板的情况下，已经提出了底部中设置有减压吸收性能的各种合成树脂制容器(专利文献2和3)。现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第2998559号公报
专利文献2：日本特表2008-539141号公报
专利文献3：日本特开2008-178994号公报
发明内容
发明要解决的问题
具有专利文献2和3中公开了的底部形状的合成树脂制容器被设计成通过如下方式来应对内压变化：利用形成于底部的支点作为轴线而允许倾斜底面倒置。然而，在发挥其减压吸收性能中，如果厚度沿着放射线从底部的中央部局部不均匀，然后在倾斜底面上强度变得不同，导致了发生不规则变形，并且不能发挥期望的减压吸收性能保持稳定性。
利用专利文献3中描述的底部形状，在输送处于直立状态的容器的过程中，需要用于向上推倒置的倾斜部的独立设备。如果在没有向上推底部的倒置的倾斜部的情况下通过夹持件等保持待输送的容器，则该设备变得复杂并且生产率变得低效。
因此，在处理在底部中具有减压吸收性能的合成树脂制容器中，本发明的一个目的是提供一种具有如下底部结构的合成树脂制容器：底部对应于内压变化而均匀且缓和地变形，并且发挥减压吸收性能以可靠地应对甚至较大的内压变化。
本发明的另一目的是提供一种合成树脂制容器：该容器会防止由于容器内压变化而导致的主体部变化，该容器可以保持直立状态被优异地输送，因此可以优异地生产该容器。
用于解决问题的方案
根据本发明，提供一种合成树脂制容器，其中，在该合成树脂制容器的底部形成有环状的腿部和升高底部，该环状的腿部由接地部、内周壁以及与主体部连接的外周壁构成，该升高底部位于比该腿部的内周壁靠内侧且比所述接地部靠上方的位置，该升高底部比所述腿部连接到内周壁的根部向下方突出，从所述升高底部的中央部外缘朝向外周侧的多个弧状凸部形成为螺旋状，相邻的弧状凸部之间形成有弧状凹部。
在本发明的合成树脂制容器中，期望的是：
1.在所述弧状凸部和所述弧状凹部中形成有与所述中央部呈同心状的向下方弯曲的多个环状弯曲部；
2.所述弧状凹部在径向外周侧具有朝向与螺旋方向大致相反的方向且朝向外周延伸的分支凹部，在所述弧状凹部与所述分支凹部之间形成有分断凸部；
3.所述弧状凹部和所述分支凹部这两者的外端部的宽度方向上的中央分别等间隔地配置在升高底部的外周侧端部；
4.所述升高底部的中央部向下方或向上方突出；
5.所述弧状凹部的表面和所述分支凹部的表面均为粗糙面；
6.所述弧状凸部的表面为粗糙面；以及
7.所述腿部的内周壁的表面为粗糙面。
发明的效果
本发明的合成树脂制容器在形成于容器的底部的环状的腿部内侧具有向下突出的升高底部并且具有形成于升高底部的预定形状的凸部和凹部，允许升高底部对应于内压变化而向上或向下(向内或向外)移动。此外，在形成预定形状的凸部和凹部的情况下，升高底部具有增大的表面积和减小的厚度以可靠地形成可以对应于甚至较大的内压变化而移动的区域。
此外，形成于升高底部的预定形状的凸部和凹部是用作以螺旋状形成的多个弧状凸部和弧状凹部。例如，与从中央部放射状地形成凸部和凹部的情况相比，因此允许升高底部挠曲并且对应于内压变化而均匀且缓和地移动，有效地防止了升高底部的不规则变形或快速倒置。
在底部中形成环状的腿部时，该环状的腿部不会有助于减压吸收，此外即使内压变化，也能够始终保持容器高度恒定，能够使容器保持自立性并且可输送性优异。此外，在主体部无需形成用于减压吸收的面板，使得能够保持贴附标签的外观特性和自由性。
此外，弧状凸部和弧状凹部形成与中央部呈同心状的向下方弯曲的多个环状弯曲部。因此在容器中减小或吸收压力时，产生了缓和地作用于升高底部的压缩力。因此，通过借助于以螺旋状形成的弧状凸部和弧状凹部，升高底部在容器中缓和地向内移动从而以期望的方式稳定地发挥减压吸收性能。此外，升高底部整体上具有提高了的保形性。因此，即使在容器热填充有内容物并且在接收由于内容物的重量导致的载荷的状态下被加热的情况下，或者在容器中的压力由于容器中填充的内容物的蒸汽压力而变为超过大气压的正压力的情况下，有效地防止升高底部异常地向容器的外方膨胀。
此外，在弧状凹部的径向外周侧，形成朝向与螺旋方向大致相反的方向且朝向外周延伸的分支凹部，以缓和压缩力以及能够使升高底部更平滑地移动。此外，弧状凹部和分支凹部这两者的外端部的宽度方向上的中央分别等间隔地配置在升高底部的外周侧端部，以缓和压缩力以及能够使升高底部更平滑地移动。
升高底部的中央部被形成为向升高底部的下方或上方(向外或向内)突出。即，中央部及其附近被更薄地形成以可靠地确保能够对应于甚至较大的内压变化而移动的区域，该区域能够进一步容易地经受变形。
此外，形成于升高底部的弧状凹部、分支凹部、弧状凸部及环状的腿部的内侧的表面为粗糙面。即，本发明的合成树脂制容器通过使用金属模具形成，这里金属模具的底面已进行了粗糙面加工。因此，即使复杂形状的底部也会展现改善了的分离性(parting property)以使生产率优异。
附图说明
图1是本发明的合成树脂制容器的侧视图。
图2是示出了图1中示出的合成树脂制容器的底部形状的放大图。
图3包括用于示出图1中示出的合成树脂制容器的底部的动作的部分截面图，其中(A)是空的状态下的图，(B)是刚以准高温(例如72℃)充填之后的状态下的图，(C)是在(B)中充填之后的减压状态下的图，(D)是刚以高温(例如85℃)充填之后的减压状态下的图，以及(E)是(A)至(D)依次重叠的图。
图4是示出了根据本发明的另一实施方式的合成树脂制容器的底部形状的放大图。
具体实施方式
此刻，将参照附图具体地描述本发明的合成树脂制容器的优选实施方式。
图1中示出的本发明的合成树脂制容器1(下文中，也称为容器1)包括：口部2、肩部3、主体部4及底部5。主体部4包括：从肩部3连续的上部主体部4a、连续到底部的下部主体部4b以及定位于上部主体部4a和下部主体部4b之间的中央主体部4c。
中央主体部4c具有三个周向肋6、6、6，该三个周向肋6、6、6平行且保持等间隔地形成，以保持主体部的机械强度且保持主体部的形状抵抗由内压引起的变形。此外，主体部的除了肋6以外的外周面在轴向上直线状地形成，能够使标签(未示出)卷绕该主体部一周。
在示出的具体实施方式中，另一个肋7被形成在下部主体部4b和底部5之间，以明确地相互区分主体部4和底部5。然而，主体部和底部不必需地被相互区分。
底部5包括环状的腿部8和定位于环状的腿部8的内侧的升高底部9。环状的腿部8被定位在肋7的下方，并且该环状的腿部8包括：外周壁8a，该外周壁8a以容器的外径随着向下而减小的方式从主体部4连续；接地部8b；以及内周壁8c，该内周壁8c从接地部8b向上立起。这使得即使内压变化也能够始终保持容器1的高度恒定，能够使容器1保持自立性并且输送能力优越。
从图1和图3(A)将显而易见的是，升高底部9被定位在接地部8b的上方，并且具有如下的形状：该形状朝向升高底部9的中央部10向下突出超过环状的腿部8的根部8d。此外，从图2和图3(A)将显而易见的是，升高底部9的中央部10大致平坦地形成。此外，厚部11形成在中央部10的中心部分并且具有比中央部10的厚度大的厚度。
此外，从图2显而易见的是，本发明的合成树脂制容器1具有多个弧状凸部12、12…(下文中，称为弧状凸部12)，该多个弧状凸部12形成为从中央部10的外缘朝向外周侧顺时针方向转动的螺旋状。此外，在相邻的弧状凸部12中，从中央部10的外缘朝向外周侧形成多个弧状凹部13、13…(下文中，称为弧状凹部13)。在本实施方式中，分别配置六个弧状凸部12和六个弧状凹部13，使它们在底部的中央部侧和外周侧的两端部比它们在中央部处的端部窄而尖。
如上所述地形成预定形状的凹部和凸部，升高底部9具有增加的表面积和减小的厚度，并且变得能够对应于内压的变化而向上或向下移动。此外，允许可靠地确保能够对应于即使较大的内压变化而移动的区域，该区域能够进一步容易地经受变形。此外，形成于升高底部的预定形状的凹部和凸部是呈螺旋状形成的多个弧状凸部12和弧状凹部13，与例如从中央部10以放射状的方式形成凹部和凸部的情况相比，这允许升高底部9对应于内压变化均匀、缓和地挠曲和移动，并且防止了升高底部9不规则的变形或快速倒置。
此外，从图3(A)显而易见的是，形成弧状凸部12和弧状凹部13的升高底部9被与中央部10的外缘同心地、在周向上形成的槽10a和10b划分，由此在径向上形成多个环状弯曲部14a、14b和14c(本实施方式中为三个)。环状弯曲部14a被连接到中央部10的外缘，而环状弯曲部14c被连接到根部8d。
因此，如果压力在容器1中被减小或吸收，则产生的压缩力缓和地作用于升高底部9。因此，借助于以螺旋状形成的弧状凸部12和弧状凹部13，升高底部9在容器1中缓和地向上(向内)移动，从而以期望的方式稳定地发挥减压吸收性能。此外，升高底部9整体上具有提高的保形性(shape-retainingproperty)。因此，即使在容器1热填充有内容物且进而容器1在接收由于内容物的重量导致的载荷的条件下被加热的情况下，或者在容器1中的压力由于容器1中填充的内容物的蒸汽压力而变为超过大气压的正压力的情况下，有效地防止升高底部9异常地向容器1的下方(外方)膨胀。
在本发明的合成树脂制容器1中，根据从图3的(A)至图3的(E)中示出的底部对应于内压变化的行为显而易见的是，如果容器1内压力减小，则具有多个弧状凸部12和弧状凹部13的升高底部9均匀地且缓和地挠曲，即升高底部9以在容器1内升高的方式移动，从而发挥减压吸收性能。
这里，周向上的槽10a、10b用作升高底部9挠曲时的支点。因此，期望减少周向上的槽10a、10b的厚度。因此，允许升高底部9容易地挠曲并且在容器1内更容易地向上移动。
参照图3，其示出了本发明的底部对应于合成树脂制容器内的压力变化的运动，(A)是示出了空的状态的部分截面图，(B)是示出了刚以准高温(例如，72℃)充填之后的状态的部分截面图，(C)是示出了在(B)中充填之后的减压状态的部分截面图，(D)是示出了刚以高温(例如，85℃)充填之后的减压状态的部分截面图，以及(E)是(A)至(D)依次重叠的图。这些部分截面图是沿着以中央部10作为基点对称配置的弧状凸部12和弧状凹部13的中央的部分截面图。
在本发明的合成树脂制容器刚填充内容物(B)之后，在不考虑填充温度的情况下，升高底部9也会由于内容物的重量而向下移动超过空的状态(A)。然而，在内容物以72℃的准高温填充和密封并且被冷却使得压力减小的情况下(C)，升高底部9略微向上移动到空的状态(A)的上方但仍然保持向下突出的状态。此外，在内容物以85℃的高温填充和密封并且被冷却使得压力减小的情况下(D)，升高底部9的中央部10被定位在环状的腿部9的根部8d的上方，并且该升高底部9的附近在根部8d的内侧大大地升高。
因此，从重叠这些图的图3(E)显而易见的是，本发明的合成树脂制容器1在不引起升高底部9的弧状凸部12和弧状凹部13倒置的情况下发挥了减压吸收性能。此外，升高底部9从中心侧的环状弯曲部14a直到环状弯曲部14c经受变形，以向容器1的内侧升高。因此，与具有压力减小/压力吸收的底部的传统合成树脂制容器相比，升高底部9缓和地移动；即允许升高底部9向上移动较大的程度以应对较大的内压变化。这使得能够在减少由于底部的变形而施加于容器底部的载荷的情况下期望地发挥减压吸收性能。
此外，参照示出了本发明的另一个实施方式的图4，分支凹部16、16…(下文中，称为分支凹部16)形成在弧状凹部13的径向外周侧并且沿着几乎与螺旋方向相反的方向并且朝向外周延伸。分支凹部16划分弧状凹部13，分断凸部15形成在弧状凹部13和分支凹部16之间。该构造缓和了当容器1内的压力被减小和吸收时作用于升高底部9的压缩力，允许升高底部9更平滑地移动。这里，螺旋方向表示以螺旋状形成的弧状凸部12和弧状凹部13从外周侧朝向中央部10延伸的方向。
此外，特别期望的是，弧状凹部13的外周侧的端部13a、13a…和分支凹部16的外周侧的端部16a、16a…与升高底部9的外周侧的端部(根部8d)接触，弧状凹部13和分支凹部16的各端部13a和16a的宽度方向上的中央位置被等间隔(本实施方式中划分为12个)地配置在升高底部9的外周侧的端部(根部8d)。这缓和了压缩力并且允许升高底部9更平滑地移动。
此外，利用升高底部9的中央部10向升高底部9的下方或上方(向外或向内)突出，这允许进一步地减小升高底部9的厚度并且允许可靠地确保能够对应于甚至较大的内压变化而移动的区域，该区域还能够容易地经受变形。
本发明的合成树脂制容器不仅限于所述实施方式，而可以以多种方式变型。
即，在图示的实施方式中，分别形成六个弧状凸部和弧状凹部，和形成三个环状弯曲部，然而本发明不仅限于此。尽管也取决于升高底部的直径，但是从在减小升高底部的厚度的情况下增加升高底部的表面积的观点出发，期望地形成四个至八个范围的弧状凸部和弧状凹部以及形成两个至六个范围的环状弯曲部，从而可靠地确保能够对应于甚至较大的内压变化而移动的区域以及保持成形性(formability)。
这里，如果弧状凸部和弧状凹部的数量小于四个，相应地与弧状凸部和弧状凹部的数量在所述范围内的情况相比，升高底部的挠性变小，并且减压吸收性能可能会下降。此外，如果弧状凸部和弧状凹部的数量超过八个或如果环状弯曲部的数量超过六个，则与弧状凸部和弧状凹部的数量在所述范围内的情况相比，升高底部在形状上呈现较高的自由度，在经受减压变形时可能产生不规则的(例如非对称的)变形。
此外，期望的是，多个环状弯曲部具有几乎相同的径向宽度，以产生均匀的变形。
从保持容器的自立性与减压吸收性能的观点出发，期望的是，升高底部的外径是底部的接地部的直径的85％至95％。此外，期望的是，升高底部的中央部的外径是升高底部的外径的20％至35％。
此外，在图示的实施方式中，升高底部的中央部形成为大致平坦的但可以向升高底部的下方或上方(向外或向内)突出。这使得能够进一步地减小中央部的厚度并且发挥更大的减压吸收性能。
此外，在本发明的合成树脂制容器中，期望的是，底部的厚度等于或小于主体部的最薄部分的厚度。尽管也取决于升高底部的直径，但期望的是，底部的厚度减小到0.2mm到0.3mm的范围内。
在本发明中，升高底部的形状不能够排他地由容器的尺寸等确定。然而，例如，在图1中示出的、合成树脂制容器为双轴拉伸吹塑成形(biaxiallystretch-blow-formed)、容量为400ml、容器高度为176mm、肩部和底部的最外径为φ65.6mm及中央主体部的外径为φ60.5mm的情况下，升高底部9以如图3所示的方式形成：在容器1是空的状态下，从环状的腿部8的接地部8b到根部8d的竖直距离h1为9mm，从接地部8b到升高底部9的中央部10的竖直距离h2为4mm。期望的是，在容器1是空的状态下，竖直距离h1的范围为3mm至15mm，竖直距离h2的范围为2mm到10mm。
这里，如果竖直距离h1小于3mm，则在升高底部通过热填充而热变形的情况下，升高底部可能突出超过接地部。此外，如果竖直距离h1超过15mm，则底部可能不容易形成。
此外，如果竖直距离h2小于2mm，在升高底部通过热填充而热变形的情况下，升高底部可能突出超过接地部。此外，对于升高底部9期望的是，竖直距离h1和竖直距离h2不小于5mm，以适当的发挥减压吸收性能。因此，期望的是，竖直距离h2不超过10mm。
本发明的合成树脂制容器可以通过传统的合成树脂制容器制造方法生产，只要使该容器具有所述底部形状。这里，重要的是，升高底部具有减小的厚度，使得该升高底部可以对应于容器内的压力变化而上下移动。因此，期望的是，本发明的合成树脂制容器由拉伸吹塑成形方法形成，该方法能够形成薄的升高底部。
包括诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯的热塑性聚酯树脂的预制件通过使用金属底模来拉伸吹塑成形，该金属底模能够赋予容器的底部所述底部形状。
这里，底部具有复杂且精细的凹凸形状，诸如螺旋状的弧状凸部12、弧状凹部13及环状弯曲部14a、14b和14c等。因此，期望的是，金属底模具有提高了其分离性的粗糙面。特别地，底部的弧状凹部13的表面和分支凹部16的表面或弧状凸部12的表面和分断凸部15的表面，或者与环状的腿部8的内周壁8c相对应的部分是凸凹的，并且可能难以从金属模具中移除瓶子。因此，从分离性的观点出发，期望的是，在至少与底部的弧状凹部13相对应的部分上形成粗糙的表面，进一步期望的是，在金属底模的与所述部分相对应的部分上形成粗糙的表面。因此，形成的合成树脂制容器在与金属底模接触的弧状凹部13和分支凹部16的表面上、弧状凸部12和分断凸部15的表面上以及环状的腿部8的内周壁8c的表面上也形成粗糙的表面。
可以通过使用迄今已用于拉伸吹塑成形的热塑性聚酯树脂有利地形成本发明的合成树脂制容器，特别是，通过使用对苯二甲酸乙二醇酯型热塑性聚酯有利地形成本发明的合成树脂制容器。当然，也允许使用诸如聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯等其他聚酯，或其与聚碳酸酯或芳基化物树脂的混合物。
此外，不仅可以使用单层的热塑性聚酯树脂，还可以使用所述热塑性聚酯树脂和阻气性树脂(gas-barrier resin)的多层结构。此外，为了赋予经受高温热填充的耐热性，期望的是，使用的预制件的口部已被热晶化。
此外，只要可以使用能够赋予底部所述形状的金属底模，则可在已知的形成条件下进行拉伸吹塑成形。即，可以采用一步吹塑成形以及两步吹塑成形，期望的是，从赋予耐热性的观点出发，已实施了热固定。
产业上的可利用性
本发明的合成树脂制容器在其底部被赋予了减压吸收性能，并且将不影响容器的外观。因此，本发明的合成树脂制容器可有效地用作收容调味品等的容器，该容器建立了如下图像：容器可以被热填充且允许卷标签贴附到主体部。
本发明的容器除了收容所述内容物以外还可用于收容以相对高的温度热填充的内容物。
附图标记的说明
1 合成树脂制容器
2 口部
3 肩部
4 主体部
5 底部
6 肋
8 腿部
9 升高底部
10 中央部
12 弧状凸部
13 弧状凹部
14 环状弯曲部
15 分断凸部
16 分支凹部
Claims (7)
1.一种合成树脂制容器，其特征在于，
在该合成树脂制容器的底部形成有环状的腿部和升高底部，该环状的腿部由接地部、内周壁以及与所述合成树脂制容器的主体部连接的外周壁构成，该升高底部位于比该腿部的内周壁靠内侧且比所述接地部靠上方的位置，该升高底部比与所述腿部的内周壁连接的根部向下方突出，从所述升高底部的中央部外缘朝向外周侧的多个弧状凸部形成为螺旋状，相邻的弧状凸部之间形成有弧状凹部，所述弧状凹部在径向外周侧具有朝向与螺旋方向大致相反的方向且朝向外周延伸的分支凹部，在所述弧状凹部与所述分支凹部之间形成有分断凸部。
2.根据权利要求1所述的合成树脂制容器，其特征在于，
在所述弧状凸部和所述弧状凹部中形成有与所述中央部呈同心状的向下方弯曲的多个环状弯曲部。
3.根据权利要求1或2所述的合成树脂制容器，其特征在于，
所述弧状凹部和所述分支凹部这两者的外端部的宽度方向上的中央分别等间隔地配置在升高底部的外周侧端部。
4.根据权利要求1所述的合成树脂制容器，其特征在于，
所述升高底部的中央部向下方或向上方突出。
5.根据权利要求1所述的合成树脂制容器，其特征在于，
所述弧状凹部的表面和所述分支凹部的表面均为粗糙面。
6.根据权利要求1所述的合成树脂制容器，其特征在于，
所述弧状凸部的表面为粗糙面。
7.根据权利要求1所述的合成树脂制容器，其特征在于，
所述腿部的内周壁的表面为粗糙面。
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