CN104554960A - 一种塑料饮料罐容器 - Google Patents

Abstract

本产品属塑料容器制造，应用于食品饮料行业。产品以创新突破为设计理念，打破传统塑料制“瓶”概念，实现塑料容器“罐”的制作与应用，补充了目前市场只有金属罐的单一性，产品在实际应用中能达到节约资源和降低各项成本的目的。罐容器基本结构：上部通过空心凸边、余量导流槽、罐颈结构、组合盖和容器下部用于嵌入叠放的内外下嵌入空心凸边、中心内凹空间等，实现“罐”概念产品。产品罐颈设计考虑到尽量兼容常规设备，以便于推广应用。

Description

一种塑料饮料罐容器

技术领域：本产品应用于食品饮料行业，属塑料容器制造业。 

背景技术：目前国内外的塑料制瓶材料以PET为主，制瓶技术已很成熟，各种瓶形种类繁多，应用广泛，深入到人们生活应用的方方面面。饮料容器，从材质上分为两大类：其一为金属易拉罐容器，用料为纯铝和马口铁，罐内经涂层保护；其二为PET及其它食品级塑料类。对饮料行业来说，饮料容器除外形美观适用外，能节约各种资源、成本、费用尤显重要。瓶形关联的成本包括：制瓶用料成本、包装材料成本、运输成本、搬运堆放成本、饮料原料成本等，直接关系到企业产品销售范围及效益。近年饮料罐装技术发展很快，不少世界先进的PET灌装设备企业，已开发出成熟的无菌灌装生产设备，无菌灌装代表饮料灌装技术未来发展的方向。现今，在灌装容器概念上任是传统的“金属罐、塑料瓶”主导，瓶形设计制作没有创新意识，缺乏对“瓶”概念的突破。塑料容器由于受限于吹制模具脱模局限和设计的固定概念思维，容器外形一定程度上制约了容器应用成本的改善，限制了产品营销区域的拓展，制约了企业的营销业绩。 

用塑料PET实现制“罐”概念的容器制作，需要解决以下主要问题。 

1.实现容器上下重叠的崁入凸边。容器嵌入凸边是容器体现“罐”概念的重要特征，也是实现上下叠放重要结构。 

2.解决容器上部空心凸边剩余饮料浪费。容器的“罐”概念和“瓶”概念在容器上部有较大的结构差异，根据制罐模具和吹瓶特点，罐的导流结构是罐实际应用不产生浪费的必不可少的关键结构。 

3.解决容器受热和内压变形问题。罐容器在不改变主体结构的前提下，需能适用于不同生产工艺和灌装不同种类的饮料产品，对于热灌装工艺和汽饮料的瓶身加筋处理和局部加筋处理，应不改变罐容器的主体结构。 

4.实现短瓶颈瓶盖对不同饮料的密封要求和传统设备的兼容性。瓶颈瓶盖是实现设备兼容和密封要求的重要结构，传统的瓶颈瓶盖不适用于罐容器，解决瓶颈瓶盖适用于罐容器的要求是实现罐容器实际应用的重要环节。 

5.容器底部嵌入凸边和内凹空间能容纳瓶嘴实现容器叠放。容器罐底部结构需对应容器上部结构已达到相互容纳嵌叠。 

发明内容：本容器产品突破传统的制瓶概念，实现塑料容器“罐”的制作与应用。容器可上下叠放，更充分的利用空间，更大限度的节约相关资源和成本。“罐”容器的结构设计特征如下(相关尺寸参数见说明附图)： 

1.空心凸边：容器罐上部空心凸边是实现“罐”上下叠放的重要结构，也是实现“罐”概念的关键特征。根据模具、塑料容器制作和罐概念相关要求，凸边需符合容器外形，凸边宽度为4-5mm为适宜，凸边的内径高度不超过5mm，凸边棱角可为直角或圆弧角。 

2.导流槽：导流槽是链接空心凸边上部和罐颈下部有一定宽度的类扇形引流槽。导流槽是为解决空心凸边剩余饮料的引流问题，使凸边内剩余饮料不产生积流浪费。同时，导流槽可以提高加固容器罐形状支撑强度，防止容器罐受内压或受热变形。每个罐产品的导流槽可以是一个到三个，将根据生产工艺和灌装产品的要求而定。 

3.罐嘴罐盖：容器罐的罐嘴由于需满足罐上下叠放和美观要求，嘴总高度限定在16mm以下，且罐嘴到空心凸边上平面的高度限定在11mm以内(即16mm-5mm凸边高度)，在这段高度内，还需具备罐嘴的开盖防盗脱环功能、满足不同饮料密封要求和常规PET灌装设备的兼容性，所以传统的瓶嘴结构和瓶盖不适合罐的使用。为此，我们用一体组合盖的方法来分配其应用功能，满足罐的实际应用要求。 

罐嘴与组合盖的结构： 

A.罐嘴结构：罐颈采用内径螺纹或内径对称开槽螺纹，即螺纹定向分段，分对称同方向单开槽、双开槽和对称多开槽，主开槽方向正对导流槽方向。罐颈外径无螺纹，外径功能包含，开盖防盗脱环圈、设备挂罐圆盘和预留的挂罐兼容空间。其罐颈内螺纹、罐颈防盗脱环圈、生产设备挂罐圆盘和预留挂罐兼容空间共同组成罐颈结构，罐颈结构相关尺寸参数，内径螺纹区间高度在10-15mm范围，防盗圆环与瓶口距离为4mm，挂瓶圆盘与瓶口距离为6mm，空心凸边上平面与挂瓶圆盘的间距为4mm，与瓶口的间距不超出11mm。 

B.组合盖结构：盖的内旋塞外径面含螺纹，外盖内径无螺纹，外盖包含防盗脱环功能。组合盖上表面旋塞内径区域为凹面或平面，凹面深度与内旋塞长度相等或小于内旋塞长度。凹面内含两条等距竖立柱体，用于工具开盖用途，立柱的高度与凹槽深度相同或小于凹槽深度。外盖侧面有两个或多个半椭圆中空或无中空对称凸耳，用于辅助手开瓶。 

4.容器罐底部结构：罐底部有内嵌入和外嵌入两种嵌叠形式的下凸边体和中部容纳罐嘴的内凹空间结构，其尺寸以罐上部凸边和罐嘴高度体积为固定基准，罐底根据上部凸边和罐嘴高度体积基准尺寸，确定底部叠放内嵌入式凸边和外嵌入式凸边的嵌入尺寸，及罐底中部容纳罐嘴的内凹空间，以实现相符尺寸的山下叠放。 

塑料饮料罐的优势： 

《1》.综合成本优势：罐在空间利用上更充分，在包装材料、运输空间占用、制作材料等方面能有效的节约成本。塑料罐相比于金属罐有制罐成本低，运输搬运不会有次品产生，无需额外加汽等优点。 

《2》.不限饮料种类：PET材料是制作容器的主要材料，其赖酸碱性能和不透气性能优良，无论是酸性饮料、碱性饮料都适合长时间保存。另外，PET罐弥补了目前市场上只有金属罐的单一性，同时也弥补了金属罐不适宜长期装酸性饮料的不足。 

《3》.无菌灌装：无菌灌装是饮料行业灌装技术发展的方向，作为饮料罐容器目前市场上只有纯铝材料和马口铁材料加内涂层的金属罐一类。据了解目前世界上还没有实现金属罐的无菌灌装，而PET罐的无菌灌装工艺在世界先进的设备厂已是较为成熟和广泛推广应用的技术。因此，PET罐能实现无菌灌装，使产品品质更上一层楼。 

《4》.营销优势：罐的定容在市场消费者心里已形成固有的概念，因此，消费者不会注重罐容量对比，也不注重罐与瓶的容量对比，这就为消除消费者对比购买心里扫清了障碍。通常金属易拉罐的整体价格都高于或近于PET瓶的价格，而罐的实际容量却少于主流瓶装容量，这可为企业打开了一定的利润空间，为营销争取到更为灵活的余地。 

传统金属易拉罐、塑料瓶与塑料罐优缺点比较如下表(塑料原料采用PET)： 

附图说明：

图1.一种塑料饮料罐容器，可上下叠放。罐底分内嵌入式和外嵌入式两种嵌叠形式。 

图1的结构名称及功能说明： 

(1)内嵌入式：下空心凸边崁入上空心凸边内，实现重叠放置。 

(2)外嵌入式：上空心凸边崁入下空心凸边内，实现重叠放置。 

图2.罐体结构示图。罐体上部结构分：空心凸边、余量导流槽。罐体下部结构分：下空心凸边，凸边分为内崁入和外嵌入两种，以及罐底中部内凹空间。 

图2的结构名称及功能说明： 

(1)上部空心凸边：实现罐上下叠放的关键结构，也是体现“罐”概念的重要特征。 

(2)余量导流槽：解决空心凸边中剩余饮料引流，避免出现浪费。同时增强了罐形状的支撑力，提高了抗内压能力和抗受热变形能力。 

(3)下部空心凸边：依据上空心凸边参数为基准，实现与上凸边的内嵌入或外嵌入，使其能重叠放置。 

(4)罐底内凹空间：用于容纳罐嘴罐盖的体积，实现罐的重叠放置。 

图3.导流槽基本形状有扇形平面加斜面导流槽、扇形斜面导流槽、扇形平面导流槽等。导流槽的形状可多种多样，在选择时需考虑到灌装的产品是否会产生内压，每个罐需要几个导流槽和导流槽的形状，这取决于固定罐形的支撑强度是否符合要求。 

图4.导流槽与罐嘴的链接处形状分为弧形、矩形等，合理的形状有助于引流和增加罐形的支撑强度。导流槽可结合罐颈结合部的形状，确定导流槽的形状。导流槽与上部空心凸边的链接处，导流槽的链接位置须低于空心凸边1-1.5mm，以保持罐形的延续概念。 

图5.罐嘴外径结构：罐嘴的设备挂罐圆盘高度与空心凸边上平面的距离关系到容器与生产设备的兼容性，A图兼容性较好，B图不兼容。由于罐的上下叠放的要求，对罐嘴高度有严格的限制，罐嘴到空心凸边上平面的距离限定在11mm内，罐的设备挂罐圆盘与空心凸边上平面的间距为4mm，除去圆盘1mm厚度外，有6mm的瓶盖高度，其中还需包括防盗脱盖圈，高度与功能的限定也决定了罐盖只能采用内旋塞的方式。瓶嘴直径可采用28mm，也可根据实际采用较小直径标准。 

图5的结构名称及功能说明： 

(1)设备挂瓶圆盘：用于生产线各工序段挂瓶用途。 

(2)防盗脱盖圈：开罐时罐盖防盗环因受罐颈防盗圈阻隔而脱落，使其起到防盗的作用。对于汽饮料可防止罐盖的喷脱伤人，达到先放汽后脱环的功能。 

图6.罐嘴内径螺纹：因罐嘴的限制高度与生产及应用功能占用了罐嘴外径空间，罐盖的密封将只能采用内径螺纹方式实现，由于罐颈总高度为16mm，可使用的高度最少为11mm，没有了防盗环，内径可使用高度完全能满足含汽饮料的密封螺纹圈数要求。内螺纹可分为对称单开槽内螺纹、对称双开槽内螺纹、对称多开槽内螺纹和普通无开槽螺纹。冷灌装和无菌灌装对内螺纹的表面光滑度有较高的要求，尤其是开槽内螺纹的开槽面的螺纹截面及过度棱角 的光滑度要求较高。 

图7.组合盖：外盖与内旋塞一体成型的容器盖，外盖总高度7mm，包括防盗环，内旋塞总长度10-15mm(不含盖厚度)。盖顶可为平面或凹面，凹面的深度约为5-8mm，凹面内可增加两条对称立柱用于工具开盖。外盖两侧有对称半椭圆空心或实心凸耳，主要用于辅助手开盖，也可用于工具开盖。 

图7的结构名称及功能说明： 

(1)组合盖：罐盖与内旋塞一次成型的一体盖。组合盖是一种可实现罐盖超短又不影响密封性能的特殊容器密封盖，它采用了密封与其它应用功能内外分开方式解决应用功能局限问题。 

(2)凹面组合盖：盖旋塞内径区域的盖面在旋塞中下部，使盖形成凹面形状。作用是能提高内旋塞支撑强度，保持旋塞不变形，其支撑效果与使用的材料有关。 

图8.组合盖剖面图解：A图，内旋塞螺纹的圈数可根据产品密封确定，内塞的长度区间在10-15mm。B图，凹面盖位置用于提高内塞的支撑强度，防止变形影响密封性能或喷出伤人。防盗环分切线标示出开盖时防盗环分脱的位置。罐口密封槽密封结构决定于密封性能，不同企业都有自己的密封结构和标准，所以实际生产需要结合生产企业的要求。 

具体实施方式：该产品设计尽量考虑了实际生产的兼容问题，除组合盖与传统瓶盖不同，可能会对相关设备进行相应调整，罐的生产流程应该兼容于多数传统设备。产品设计方案最终需联合相关专业生产厂商，具体推广实施需首先与国内外设备制造商挂钩，新建工厂首先应用。因产品最终展视在公众市场，宣传力度显而易见。 

Claims (10)

1.本容器设计制作以“罐”为概念，其与瓶的主要不同特征是可上下叠放，罐身主体直径相等，主体外形以直筒型为主，罐盖采用旋开方式。

2.饮料罐上部空心凸边结构特征，凸边为内空心直角凸边，凸边是实现饮料罐一次吹制成型和实现单体嵌入重叠放置的关键，也是“瓶”与“罐”概念区分的分界线；空心凸边棱角有空心圆角凸边、空心直角方体凸边。

3.饮料罐剩余量导流槽结构，解决饮料“罐”空心凸边中剩余液体导流问题，并可加固罐形防止内压变形；导流槽与罐上部凸边顶平面链接处，可与顶平面齐平或在不产生积流浪费的前提下略低于顶平面，使能强化罐的概念，导流槽与瓶颈的连接处形状可为上圆弧形、矩形、一字型或导流槽的自然延伸形；导流槽的外形基于有利于导流上部凸边内剩余液体的各种导槽形状，可根据罐的主体外形而形状不同。

4.单体罐可有一个或多个导流槽结构特征，数量根据罐实际应用，内压和体积需求确定。

5.罐颈结构，罐颈采用内径螺纹或内径对称开槽螺纹，即螺纹对称定向分段，分对称单开槽、双开槽和多开槽螺纹，对称单开槽和双开槽方向应正对导流槽方向，内径螺纹区间高度在8-12mm范围；罐颈外径结构功能有罐颈防盗脱环圈和罐颈生产设备挂罐圆盘，防盗圆环与瓶口距离为4mm，挂瓶圆环与瓶口距离为6mm，上空心凸面与挂瓶圆盘的生产设备兼容性间距为4mm，上空心凸面与瓶口的间距合计不超出11mm；罐颈结构包括：内径螺纹、外径防盗脱环圈、外径设备挂罐圆盘、设备挂罐的兼容空间。

6.组合盖结构，盖与内旋塞一次成型的一体盖，盖的内塞外径表面含螺纹，外盖内径无螺纹；组合盖上表面为凹面或平面，凹面深度与盖的内塞长度相等或小于内塞长度；凹面内含两条对称立柱体，用于工具开盖用途，立柱的高度与凹槽深度相同或小于凹槽深度；外盖侧面有两个或多个等距半椭圆中空或非中空对称凸耳，用于辅助手开瓶和工具开罐；组合盖采用了密封功能与其它应用功能内外分开方式解决应用功能局限问题。

7.罐底部有内嵌入和外嵌入两种嵌叠形式的下凸边体和中间容纳罐颈体积的内凹空间结构，具体尺寸以罐上部凸边和罐颈高度体积为固定基准，罐底根据上部凸边和罐颈高度体积基准尺寸，确定底部叠放内嵌入式凸边和外嵌入式凸边的崁入尺寸，和罐底中部容纳罐颈的内凹空间；为增强底部的支撑力和抗变形能力，在实现内外嵌入功能和容纳罐颈的内凹空间功能实现上下重叠放置的基础上，可对下部凸边和内凹形状进行加固改形和加筋处理，以适应生产工艺的需要。

8.罐体外形形状特征，罐体上下部直径较罐的中部主体直径可小可大或等同，径角为圆弧形或直角形，罐体可为圆柱型、椭圆柱型、方柱形、长方柱形。

9.罐体表面有平滑表面和以增强罐受热支撑强度防止变形为目的的各种凹凸形状或各种规则与不规则型片状罐体表面特征，以适应冷热灌装工艺要求。

10.使用罐颈结构、组合盖和外嵌入式下空心边与中部内凹罐底结构，实现无上部空心边非罐形容器的上下叠放。