CN1080610A

CN1080610A - 改善综合性能的独立式容器

Info

Publication number: CN1080610A
Application number: CN93105795A
Authority: CN
Inventors: S·M·克里什纳库马; W·N·科列特
Original assignee: Continental PET Technologies Inc
Current assignee: Graham Packaging Pet Technologies Inc
Priority date: 1992-04-09
Filing date: 1993-04-09
Publication date: 1994-01-12
Anticipated expiration: 2013-04-09
Also published as: DE69304901D1; WO1993021073A1; US5427258A; AU660545B2; HUT69445A; CZ287010B6; EP0633857B1; ATE142967T1; CN1056813C; CZ248494A3; NZ252019A; AU4047693A; ES2095647T3; CA2117800C; HU9402906D0; EP0633857A1; HU217677B; CA2117800A1

Abstract

独立式容器基座具有改进的综合性能，如抗塑性，抗应力裂纹性，冲击强度，重量，直立稳定性和成型性。容器基座有大致呈半球形底壁，它包括4个径向翼肋和4个左翼肋之间从底壁向下延伸的柱脚，每个柱脚终止在底脚处。每个翼肋有构成大致半球形底壁的一部分的翼肋壁，为增大强度占有15°至 30°的角度范围，为加强成型性柱脚占据75°至 60°的角度范围。确定底脚的外边和角度范围以增大稳定性和易于成型。最好的情况下，通过展平上翼肋部分或提供大直径的截短的底壁，使抗塑变阻力增大。基座特别适用于吹塑PET的碳化饮料瓶。

Description

本发明涉及独立式容器，更具体地说是涉及具有底脚基座的独立式碳化饮料瓶，容器在抗塑变性，抗应力破裂性，冲击强度，重量，直立稳定性和可成型方面提供了改善的平衡性能。

在过去20年，碳化软饮料容器工业由玻璃瓶几乎全面转变到轻型塑料瓶。在此期间，对塑料瓶进行估价很重要，今天，评论应着重在制造商业上成功的瓶子所需性能的临界平衡方面。

1960年开始一个多样化的纪元，由金属和玻璃容器供应进入主相当新的、但很有希望的柔性和半刚性的塑料容器市场。通过发展和/或发现，如大陆罐头公司（Continental Can Company），Owens Illinois以及Sewell公司发展了挤压吹塑工艺，为消费食品和普通用途的化学市场的增长需要生产高密度聚乙烯，聚丙烯和聚氯乙烯容器。

此时，碳化软饮料（CSD）工业大大增长，而且仅只供应玻璃容器（大尺寸容器）和金属容器（小尺寸容器），因为在此时期商业上可买到的聚合物不能提供碳化饮料容器所需要的临界平衡性能。于是在60年代后期，化学公司，设备供应商和容器制造商着手进行塑料CSD发展规划，对软饮料市场的大塑料容器（即1，2和3升）所需要素给出下列的基本标准：

·玻璃状透明度

·适当的二氧化碳（CO₂）隔离层牢固性

·压力下抗体积膨胀性（即塑变性）

·对产品味道无反向效应和/或添加剂流到软饮料中

·与玻璃比较大大改善冲击破裂阻力

·全面经济性，交货的出售价格等于或最好低于玻璃制品

在1970年代早期，被选定两种聚合物材料，Monsanto集中注意到聚丙烯腈/苯乙烯共聚物（ANS）容器，制造是经过两级塑料型坯挤压吹塑和重热伸展吹塑模制工艺。Dupont着重集中到聚乙烯对酞酸盐（PET）容器，制造是经过两级塑料型坯注射模制和重热伸展吹塑模制工艺。

Monsanto的ANS瓶由挤压吹塑工艺制造，具有整体的淡黄色基座，1974年第一次进入商业市场（由可口可乐采用32盎司（OZ）大的容器）。虽然具有适宜的透明度，隔离性和塑变阻力，但与玻璃瓶比较，它表现出低劣的滴下冲击性能和经济性，基本上被美国食品和药品管理局（U.S.Food and Drug Administration）（FDA）在1976年禁止使用，这是在色移研究以后，在相当短的储存期内，饮料出现有残余丙烯腈单体。尽管有争论，但禁令有效地消除了ANS作为竞争的容器，只留下PET被认为是可用的饮料瓶材料。

第二次大战期间，Dupont创造聚乙烯对酞酸盐（PET）作为丝织纤维合成物质。最初市场上将其用于纤维和柔性薄膜。聚合物主要是在1952年由FDA验证的。由于PET的透明度，起泡清洁度，成本低和优良的应变硬化性能，定向和结晶性能，在1960年代，它的市场渗入到医药和照相薄膜，热成型半刚性宽接口包装以及其它产品中。1960年代后期，Dupont Chemist，J，Wyeth，Andrew Wyeth的兄弟，油漆工人，设想出两级塑料型坯注射模制和重热伸展吹塑工艺，其结果是目前著名的Wyeth发明的1973年美国专利NO3，718，229。Dupont得到Cincinnati Millicron，一个机械供应商的赞助，进行合资经营，发展和商业化这个新工艺。

在这些树脂材料发展的同时，大陆罐头公司（Continental Can）集中注意到建立低成本换算系统和容器设计方面。Continental很早就瞄准将独立式单一材料的设计作为低成本塑料碳化软饮料（CSD）容器中的关键因素。规划加紧设计最佳整体容器，与两体设计比较，它生产速度快，树脂成本低，并且降低了总资本投资，（两体设计即采用聚合物分别模制底支承元件或“基座盖”）。1971年授权Continental的Adomaitis专利（U.S.3，598，270）公开了世界上第一个塑性独立式底脚压制塑料容器，目前称为“PETalite”容器。

1970年代，Continental集中到2升容器设计上面，正确考虑CSD工业的要求，超过玻璃容器所达到的安全要求，建立尺寸“家族”（最大1升）。1976年，为Coke和Pepsi公司，Continental将第一种六脚PETalite（整体）两升PET瓶商品化。其余全部的PET供应商（Owens Illinois，Sewell，和Hoover Universal（现在的JCI）等等）都选用发展两体（瓶子和基座盖）容器。

整体和两体的新型PET饮料瓶都立即获得商业上的成功，因为雇客喜爱重量轻，尺寸小，防破裂的安全和方便的超过竞争力的玻璃瓶。到1982年，所有大于16英两的CSD玻璃包装件实际上被PET所代替。

在1980年代看出，整体和两体结构各种尺寸的容器的生产率大大增加，容器重量减少，售价降低。Continental为改进整体CSD容器的耐久性，改善了几个关键技术使之商品化，其中包括：

1）1980年代早期，重新设计初始的70克塑型以适合定向和环向/轴向方向的平衡。这些改善采用1976年初始的PETalite基座设计，使容器重量减轻且不致损害塑变/应力破裂性能。

2）同一时期，致力于加大容器的生产速率和增加PETalite容器上的图形空间（即标签尺寸）;于是造成Continental的美国专利NOS4，249，667，4，267，144和4，335，821中所述的改善容器的商业化。通过增加直线段而减少塑变的′667号专利中的改型基座半球形设计，造成基座高度减少，也同时加大标签板的高度（这对于市场化来说很重要）。’144和’821专利通过在底脚平面上方对中心圆顶面积的几何形状变型，使模制冷却时间减少。所有上述强化措施都在不增加基座塑变和/或降低环境应力破裂（ESC）阻力的情况下使容器成功地商业化。

3）随着在1980年代中期，旋转的重热伸展吹塑模制机器的出现（德国Krupp和法国Sidel），导致生产率明显上升和提高瓶子侧壁的材料分布均匀一致性。后者在与1976上年介绍的PETalite基座设计相同情况下，重量减少到58克。

防止再进一步减轻重量达到小于58克时，对市场容器进行实验，开始表现出不容许的环境应力破裂（ESC）值，并且瓶子侧壁偶然损害（即产生不容许的漏泄地区）。ESC的发生是很复杂的现象，它是在PET容器的低定向区遭受高应力（由于内压）情况下，同时在存有应力破裂因素，如灌装线润滑剂，（在灌装线上使用），潮湿，弄皱，架子清洁剂（在杂货店中使用）等的情况下产生的。高的双轴向PET，如瓶子侧壁，明显阻碍ESC成型。但是，在低定向高应力的独立式基座区域，缺乏伸展性导致结晶化，可在外表面产生初始化学浸蚀（当加压时拉伸），微裂纹以及在恶劣条件下通过容器壁使裂纹扩展。

为着手有关ESC材料研究，Continental进行了发展规划，重新设计/改进原来的PETalite基座，以便进一步轻量化。独立式基座全面商业上成功的几个关键要素是：

·易于成型（可加工性）

·控制线稳定性（空瓶和灌装后瓶）

·产生低应力和平衡应力分布（即在加压时产生最小塑变以及无应力集中点）

·充分利用材料（即重量轻）

·对生产率无不利影响（即最小的压模冷却要求）

经过奋斗努力后，获得5脚基座设计，如在美国Krishnakumar的专利4，785，949中所述，于1988年发表。5脚设计保留了原始PETalite基座的基本底脚设计方案，但是明显加大了由半球形底壁限定的翼肋面积，并且还减少4克重。全面超过初期的6脚PETalite（Adomaitis′270专利）基座设计，一个54克，2升的5脚瓶，具有改善的性能，已商业化。

1980年代后期，认识到两体设计成本上的缺点以及PETalite再循环使用的优点，其它竞争者努力进行研究自己的整体容器。授予Owens Illionois的Chang发明的美国No4，294，366专利中是独立式PET瓶子。Chang专利介绍了一般椭圆形横截面翼肋面积（不是一般的半球形）。然而，半球形比椭圆形更具有优良的压力下产生变形的几何阻力（即塑变）。Owens Illinois最终退出CSD PET市场，这样Chang′366专利的基座没有获得商业上的成功。

Powers发明的美国专利NO4，867，323在1989年授予Hoover Wnivesal（现在的JCI），开始集中到最大的底脚垫片宽度和直径，以改善控制线。但是窄小的U形翼助具有高的应力集中地区和对应力破裂的敏感性。翼助截面积小造成压力下不良的底部变形阻力，使高度增加过大以及使产品灌装点下降（即在储存架上出现低的装填量）。′323专利的容器从没有获得商业上的成功。

Behm的美国专利NO，4，865，206在1989年授予Hoover（现在的JCI），通过增加翼肋数目由3个增加到5个，试图改善’323专利中的容器，于是加大翼肋面积降低压力变形（塑变）到极限程度。但是，底脚尺寸超过翼肋宽度，基座变形仍然成问题。事实上为适应塑变问题，底脚垫片呈一角度设计，因基座本身向外变形，在压力下底脚垫片向下移动至底脚“平面”。深的且宽的底脚垫片本身难以成形，大多数商品瓶子在成形时（位能振动器）显现出有迹象和/或受力白化（由于过度伸展/冷伸展出现的肉眼缺陷）。在美国市场，仅在较冷的纬度地区发现很重的56.5克的两升容器，这里ESC问题很少考虑（温度低造成低应力使ESC伸展降低）。

发明人Walker的美国专利NO，4，978，015在1990年授给北美容器公司（North American Contairer），再一次主要集中到控制线的稳定性上，这是通过加大底脚垫片的接触面积实现的。利用窄的尖锐径向的倒U形翼肋，特别综合平衡了基座塑变和ESC阻力。在温暖气候条件下，当使它商业化时，这种设计具有不良的成形性和低劣的热性能。

对于独立式碳化饮料容器有多种其它的方案设计，如美国专利NOS，3，727，783（Carmichael），5，024，340（Alberghini），5，024，339（Riemer）和5，139，162（Young etal），但没有一个设计能达到改善的综合性能，也没有一个是商业上成功的Krishnakumar的5脚设计。

尽管Krishnakumar的5脚设计的成功，Continental仍继续进行研究工作，以进一步优选独立式PETalite容器技术。这些努力产生了本发明的新基座设计。

按照本发明，提供了改善的独立式容器基座和制造基座的方法，基座具有抗塑变性，抗应力破裂性，冲击强度，重量轻，直立稳定性以及成型性的优良综合性能。

出人意料之外，发现改善的综合性能存在于这种容器中，容器具有大改呈半球形底壁，带有4个围绕容器中心垂线对称安置的径向翼肋，其中翼肋和插入的柱脚和底脚在底壁上占据选定的位置。相反，现有技术一般优选单数的底脚，通常底脚数目很多，如7个或更多。因为稳定的问题，所以减少底脚或采用偶数的底脚是不利的。但在本发明中，克服了稳定性问题，对强度和成型性也得以改善。

图21-25最好的表明了改善的综合性能，其中本发明的4脚容器与缺乏综合性能的3脚、5脚、6脚容器进行比较。在线图中，柱脚的角度范围B是“成型性”的指标，其中随B的加大更容易成型，即柱脚的角度范围越大，则更易于成型柱脚和底脚。容器强度，它影响塑变阻力和应力破裂阻力，在图中用翼肋的总角度范围T_R或用负荷角度范围Ψ_L表示。随着加大T_R和ΨL而强度增大。线图中顶端长度T_L′表示稳定性，T_L值加大相应地稳定性加大。不同的强度、稳定性和成型性综合性能线图中，改变其中两个参数，第三个参数不变，可清楚看出，本发明的4脚容器优于3脚，5脚或6脚容器。

本发明的容器基座有大致呈半球形底壁，它包括4个径向翼肋，和4个在翼肋之间从底壁向下延伸的柱脚，每个柱脚终止于底脚上。每个翼肋有构成半球形底壁一部分的翼肋壁，翼肋的角度范围为加大强度而可以增加，为加大稳定性底脚可向外移动。与5脚或3脚基座设计相比，本发明的4脚基座设计的基座强度（塑变阻力）和成型形最大。同时，在改变直立稳定性情况下，4脚设计比5脚或3脚设计的基座的强度高。

为加大抗塑变性，本发明一方面使翼肋的角度范围最大，这样每个翼肋的角度范围大约在15°至30°，最优为约20°至25°。成本低是一个因素，为加大强度增大翼肋角度范围，同时为减少容器重量使翼肋厚度减小（即材料少等于制造成本低）。在此情况下，将保持最低的许可灌装线。通过实例，本发明4脚基座设计的2升PET饮料瓶具有改善的平衡性能，有可能将重量减少到50-52克。此外，如果希望减少灌装线下落（即减少塑变），那么翼肋面积，角度范围和厚度可增加;这样将需要更多的材料，因而成本更高。

为减少塑变量，本发明的另一方面是，改型底壁形状，从正半球形改为减少基座高度的大致半球形基座。在第一实例中，设置一大致的半球形基座，其底部是正半球形截面，上部是直线部分，直线部分使上翼肋处的体积膨胀减小，于是使灌装线下落减小。最终基座高度减小可使重量减少（需要材料少）和/或为增加强度采用较厚翼肋，和/或为加大稳定性和/或吹塑模制性而增加柱脚的角度范围。在第二实例中，达到使塑变减小是通过提供半径大于基座上方圆柱面部分的大致半球形底壁实现的。其结果在上翼肋处是截短的基座，在上翼肋处同样减少由于塑变产生的体积膨胀。再有，在这些实例中可结合降低基座高度。

本发明的另一方面，可获得改善的平衡性能，并不是加大任何一个性能。例如，可选择翼肋截面积和底脚垫片的截面积和位置，以便加大一些强度，稳定性和减少重量（不是加大三个性能的任何一个）。一般地，冲击强度的改善必须平衡塑变阻力改善和/或稳定性的改善。塑变阻力和应力破裂阻力的改善使基座设计特别适用于可回收或可重复灌装的容器。通过以下附图和详尽说明对本发明的各方面更全面的介绍。

图1是按照本发明的具有四脚基座结构瓶的正视图;

图2是图1的底视图;

图3是沿图2中3-3线的局部放大图，图中表示通过两个对置翼肋的基座的垂直截面;

图4是沿图2中4-4线的局部放大图，图中表示通过两个对置柱脚的基座垂直截面;

图5是沿图2中5-5线的局部放大图，图中表示相邻柱脚的侧壁和一个翼肋的水平（径向）截面;

图6是灌装后即时的有底脚饮料瓶的正视图;

图7是图6中瓶子的正视图，瓶子在灌装后产生塑变，造成体积膨胀并使灌装线下落;

图8是用实线表示的图6的瓶子和用虚线表示的图7的瓶子重叠在一起的正视图，图中显示由于塑变而产生的相对尺寸的改变;

图9是放大局部视图，右半图是正半球形基座（图9A）和左半图改型的半球形基座相比较;

图10是放大的局部视图，虚线和点划线表示两改型的半球形基座（θ＝45°和60°），实线表示正半球形基座（θ＝90°）;

图11是放大局部视图，表示右边（图11A）的正半球形基座和左边（图11B）改型的另一类型的半球形基座（即截短的）相比较;

图12是有关图11中截短的半球基座的情况，右图是截短的基座的一半个部分的简图，它表示改型的半球形基座的半径KR和θ角φ角之间的几何关系，左图列出K，θ和φ值;

图13是本发明的4脚基座的俯视图，表示一个柱脚（B）和两个相邻的半个翼肋（C）在圆周上展开的角度;

图14是本发明的4脚基座的垂直简图，表示柱脚的垂直截面;

图15是瓶子的垂直简图，表示瓶端长T_L和重心CG之间的关系;

图16是相比较的6脚基座的俯视图，表示瓶端长度;

图17是相比较的5脚基座的俯视图，表示瓶端长度;

图18是本发明的4脚基座的俯视图，表示瓶端长度;

图19是简图，表示瓶端长度T_L，底脚扩展的角度范围D_F和底脚外边缘半径L_F之间的相对关系;

图20是在不同瓶端长度T_L情况下，Bmin（最小的柱脚角度范围）相对于N（柱脚数）的线图;

图21是恒定的曲线T_L情况下，B（柱脚角度范围）相对T_R（翼肋的总角度范围）的线图;

图22是不同瓶端长度T_L情况下，Ψ_L值（基座角度范围内所承受的总负荷）相对N（柱脚数）的线图;

图23是在恒定强度曲线Ψ_L情况下，（柱脚角度范围）相对T_R（翼肋的总角度范围）的线图;

图24是在恒定的强度曲线Ψ_L和附加上稳定性曲线T_L情况下，B（柱脚角度范围）相对T_R（翼肋的总角度范围）的图线;

图25是在恒定稳定性曲线T_L和附加上恒定强度曲线Ψ_L情况下，B（柱脚角度范围）相对T_R（翼肋的总角度范围）的线图;

图26是另一个3脚基座结构的俯视图。

图1和2表示以2升塑料瓶10为代表的本发明的优选的4脚底部结构。瓶子适用于碳化饮料。如至少达4个大气压（atm）（室温下）的软碳化饮料。虽然这种瓶子主要应用于本发明，但应理解本发明可用在通用的容器上。

瓶子10是完整的空心体，由双轴向热塑料树脂材料制成，如聚乙烯对苯二酸盐（PET）材料，用上部具有螺纹12的注模成型8（虚线表示）吹塑而成。在螺纹部分下面，瓶子10包括有锥度的肩部14，圆柱形部分16（由垂直轴线或中心线17所限定）以及整体的基座部分18。

如图2所示，基座18具有直径4.45英寸的圆形外轮廓或圆周形部分20，壁部16的直径为4.45英寸基座的上边缘光滑的与部分20配合。基座18主要包括带有4个对称的、相隔开的向下突出的柱脚22的半球形底壁21，每个柱脚终止最下端的底脚24处。每对柱脚22之间，安设有平翼肋壁26的翼肋（图5a的半径剖面），翼肋壁26构成半球形底壁21的主要部分。翼肋壁26可以稍微向外呈弓形（图5b中26′），或者稍微向内呈弓形（图5c中的26″）。

如图3-4所示，基座18光滑地与圆柱侧壁16相配。图3是相对置的一对翼肋26的垂直剖面图，表示翼肋的垂直截面（即横越容器的宽度）大致上或基本上呈半球形，下文将进行某些改型。图4是相对置的一对柱脚22的垂直剖面图，表示柱脚在翼肋26向下延伸。基座的中央圆顶或极面28由翼肋26的接合处划界。至少有部分底脚24放置在瓶子所在的公共水平平面25上。

基座各部分壁厚不同，按照材料在吹塑予制到模具（未示出）最后形状中的膨胀程度而定。通常伸展棒位于予制件的底部中央，与模具的中央圆顶接触，然后向下和向外吹塑柱脚。这样，一般构成半球形底壁21一部分的翼肋26比柱脚吹胀的少，因此其厚度t_R比柱脚的厚度T_L大（见图5a）。吹塑翼肋和柱脚所用材料相对数量很重要，下面详述关于本发明的这个问题。尽管在附图中没有表示，但通常圆顶28的厚度大于侧壁16的厚度（如厚度4X），翼肋壁26的厚度逐渐径向向外朝侧壁方向减小。从侧壁16至底脚24外柱脚壁的厚度也逐渐减小。

容器可由任一种塑料制作，但最佳的材料是聚乙酯，更优的是均聚物或聚乙烯对苯二酸盐（PET）的共聚物。PET共聚物具有3%-5%的共聚单体，广泛用于饮料容器工业，例如Eastman Chemical，Kingsport，TN，销售的9921树脂，或Goodyear Chemical，Akron，OH销售的8006树脂，其它可应用的热塑性树脂是丙烯腈，氯化聚乙烯和聚碳酸酯。

1、设计整体压缩容器基座的总要求。

本发明基座结构设计用于独立式、整体、吹塑模制热塑性树脂材料的碳化饮料容器。在这方面需满足下列功能要求：

·内压力阻抗

·跌落冲击阻抗

·直立稳定性

·可吹塑模性

·重量轻

第一项要求内压力阻抗是有关瓶子承受40p.s.i.的灌装压力问题，储存时内压可达到100p.s.i.或更高，这是瓶子暴露在太阳下，热室内、汽车、卡车等情况下。通常瓶子的最薄弱部分是底端。基座材料，特别是无定向的翼肋部分在压力下产生塑变而造成向外隆起。这种塑变加大瓶子容积并因此使灌装线下降，导致使消费者认为瓶子并未灌满，这是不希望有的现象。此外，在承受负荷主要部位的无定向翼肋处产生应力裂纹。当增大翼肋的横断面积时（增大宽度和厚度），使塑变和应力裂纹减少，但同时也增加了瓶子成本（需要更多的材料），降低了瓶子柱脚的可吹塑模性能，因为构成柱脚的材料较少。所以必需全面考虑这些相关联的情况。

第二个标准跌落冲击阻抗是在瓶子不产生破裂或泄漏时的跌落能力。在这方面增加底脚的横断面积是有帮助的。（增加宽度和厚度），但相反会加大成本和/或减小翼肋面积。为防止有产生应力集中的地区，使柱脚形状构成光滑过渡和圆弧角也很重要。

第三标准直立稳定性是关于界线的控制（即制造或灌装不会从运输线上掉下）以及在储存或消费者冰箱中的贮藏性。底脚和圆顶（圆顶高）之间距应最小，由此瓶子才不会摇动。一般来说，底脚更靠向圆周面和增大底脚面积将使基座更稳定，但也会更难于吹塑柱脚和底脚以及/或减少翼肋的有效面积。

第四标准可吹塑制性，是涉及制造瓶子的容易程度（在最佳的再加热伸展吹塑模制工艺中），以及减少顶出次数（即非正常地制造柱脚）。较浅的柱脚通常是容易吹塑的，但不具备构成耐变形基座所需的直立稳定性或定位（强度）。使柱脚面积加大以便易于吹塑也会减少翼肋有效强度面积。

第五个标准重量轻，主要是使瓶子廉价。重的基座更坚固和更稳定，但生产成本高（材料方面）。假定满足瓶子的所需功能情况下，在饮料瓶业中成本经常是决定性的因素。

设计本发明基座结构时上述所有要求均应考虑。发明初步包括设计基础的或底端形状以及尺寸规格，柱脚和翼肋的形状和数目。

2、基础或底端形状设计

图6-8说明通常在有底脚的饮料瓶中的塑变问题。瓶子50具有上螺纹端头52，扇部54，圆柱壁部56和整体的基座58。基座58有半球形底壁60，带有数个向下延伸的柱脚62，它终止在底脚64上，并安置在相邻翼肋66（由底壁60划界）之间。瓶子有垂直柱形轴线57，沿轴线在水平面65上方H_CG距离处为灌装瓶重心（点CG），水平面65上设置底脚64。

图6表明当即灌装后的瓶子50，虚线68指示瓶内被压缩物品（碳化饮料）的高度。有时灌装后，内压造成瓶子塑变（图7）。尺寸变化使瓶子50′扩大，使灌装线68′下降，如图7所示。

为便于比较，图6中灌装瓶50和图7中扩大的瓶50′（塑变后）重叠在图8中，以便说明瓶子尺寸在何处变化和如何变化。实线表示初始瓶50，虚线表示扩大后瓶子50′。大的尺寸变化量产生在基座58/58′，特别是在翼肋地区66/66′。翼肋66向外弯扩，特别是上翼肋67/67′和圆柱侧壁56/56′基本上共同扩张（直径相等）。圆顶69/69′，此处翼肋与底壁中心相配，向外弯扩，并可消除基座间隙（即从底脚至圆顶的垂直距离），因此使瓶子摇动。

为减少由于塑变产生使底座尺寸的改变，本发明的基座的基础或底端形状最好是改型的半球形，如图9-10所示，或者是截短的半球形，如图11-12所示。底端形状（造成翼肋构形）保持“大致上半球形”;或者二者的改型。

图9的右半图（图9A）表明正（整个）半球形4脚瓶，垂直中心线CL，左半图（图9B）表明改型的半球形4脚瓶。图9A中，灌装基座80有与上圆柱体部（图1中16）相同的半球形基座半径R。塑变后，造成膨胀后的基座80′（虚线）。基座顶边81/81′和底壁82/82′都产生膨胀，其中底壁包括柱脚83/83′，底脚84/84′，翼肋85/85′，上翼肋86/86′和圆顶87/87′。特别是膨胀后的上翼肋86′与柱脚和上圆柱体（图1中16）的共同扩张，并由此有效地消除了。这在图9C的横断面上表明。原始的上翼肋三角形X₁-Y₁-Z₁（在塑变后）成为弧形X′₁-Z′₁，这样在截面线9C上最初翼肋的深度X₁-Y₁消失，翼肋和柱脚在X₁处共同扩张。因为上翼肋膨胀会产生灌装线下落，并在基座上造成薄弱地区，所以不希望产生。

如图4B所示，上翼肋的膨胀主要包括上翼肋的直线部分96（垂直截面上）的减少。基座90/90′（膨胀前/后）包括顶边91/91′，底壁92/92′，柱脚93/93′，底脚94/94′，翼肋95/95′，上翼肋96/96′和圆顶97/97′。上翼肋的直线部分92是处于U点和Z′₂点之间，并带有为光滑过渡到上圆柱侧壁上的在Z₂上方的小圆弧半径。这样就使基座高度98与右侧的基座88相比显著下降。最初的上翼肋三角形X₂-Y₂-Z₂改变为（膨胀以后）弧X′₂-Z′₂（此处翼肋和柱脚共同扩张），这样，和图9A相比，致使基座容积增加量较小。

对于小于3英寸直径的瓶子来说，最好使从垂直中心线CL与直线部分96起点呈θ＝35-70°角。对于直径为3英寸或大于3英寸的瓶子，最佳θ＝50-70°如图10所示，改型后的二个基座实例与单纯半球形基座重叠在图中表示：实线表示半个单纯半球形的基座A（θ＝90°），基座高H_A;虚线表示半个改型的半球形基座B，θ＝60°，基座高H_B;点划线表示半个改型基座C，θ＝45°，基座高H_C，这里H_A＞H_B＞H_C，通常θ减小基座应力加大，因为它越发偏离单纯半球形（最坚固的基座设计没有柱脚）。于是对于盛装较高压的饮料，希望采用较大的θ角，如θ＝70°或更大些。对于较低压的饮料，可采用较小的θ角。总之，θ角减少塑变减小，也可增加应力，在降低应力破裂和减少容积膨胀之间应折衷选择。

图11-12表明为减小塑变而设计的第二个改型基座。垂直中心线CL右方（图11A-与图9A相同）表示半个正半球形基座80/80′（塑变前/后），左方表示截短的半个半球形基座100/100′（图11B）。右半个基座80的直径R（和圆柱壁直径相同），左方半个基座100的直径K×R，K＞1，基座切掉（截短）小于完整半球形。这样，左方的基座高108小于右方的基座高88。左方基座100/100′（膨胀前/后）包括顶边101/101′，底壁102/102′，柱脚103/103′，底脚104/104′，翼肋105/105′，上翼肋106/106′，以及圆顶107/107′。上翼肋106包括Z₃上方的小圆弧过渡半径，以便光滑地与上圆柱侧壁（半径R）衔接过渡。原始上翼肋的三角形X₃-Y₃-Z₃变成（膨胀后）圆弧X′₃-Z′₃（此处翼肋和柱脚共同扩张）。这样，与右方大的翼肋三角形X₁-Y₁-Z₁相比较，大大减小了膨胀容积。

图12表明角φ之间的关系，φ定义为从垂直中心线CL的截短半球体的角度。右图表示半个截短半球体的垂直截面上的几何关系，θ，K和φ之间的相互关系是：

K＝ 1/2 [（1+tanθ-secθ）+ 1/(（1+tanθ-secθ）) ]

φ＝sin^-1（ 1/(K) ），

图12左表说明θ，K和φ的数值。对于小型瓶子，如小于3英寸直径的瓶子，最佳K值＝1.283-1.019，φ约50-80°，对于直径大于3英寸或更大直径的瓶子，K＝1.105-1.019，θ约65-80°。

本发明中可采用其它底壁形状，如采用具有半径R′的椭圆形，R’大于容器上壁部分16的半径R，R′由离开容器的垂直中心线处测量。在本发明书和权利要求书中，所述的“基本半球形”意指包括正半球形，图9或11中的改型半球形，以及椭圆形等。最佳形状是降低基座高度，特别是图9和11中的改型的半球形。

尤其重要的是，基本半球形底壁（包括翼肋26，圆顶28和翼肋/柱脚（过渡部分27）是连续光滑表面，没有突变的阶梯或尖锐的间断部分，如凹角部分，这些部位将产生应力集中，由此降低抗应力裂纹的能力。于是，所有正半球形和直线部分的连接（图9）都是光滑过渡的，翼肋和柱脚的连接也是光滑的。

3、翼肋和柱脚的设计

设计时结构强度，基座重量，直立稳定性和成型性要求控制翼肋和柱脚的尺寸，形状和数量。

图13表示本发明的（与图2相似）4脚基座的一个柱脚22和二个相邻的半个翼肋26的简图。基座有最低的圆顶中心点D和外圆周面20，在此处与上圆柱侧面16相连。每个柱脚22的角度B包括柱脚的斜侧壁23和翼肋26之间的小过渡半径孤27，这样，翼肋壁26在水面截面上。（见图5）在相邻柱脚22之间，大致构成直线。每半个翼肋的角用C表示，对于对称的4脚基座来说，B+2C＝A，A＝90°（ 1/4 ）。底脚的角用D_F表示底脚的径向尺寸用W_F表示。

图13所示实例中，翼肋呈“饼形”（即钝角度），因此从中心点D到外圆周20，每个翼肋径向尺寸都有相同的角度，外圆周20是翼肋和圆柱侧壁16相交处。但是，在另一实施例中，翼肋不是“饼形”，例如，翼肋在部分或整个径向长度上有平行的侧边，或在横截径向上有宽度不等部分。翼肋的角度所以重要，主要是因为涉及到抗塑变和抗应力裂纹。为此，翼肋的最主要面积是在通过I（图14，翼肋和内柱脚壁分离点）和G′（图14底脚外边缘）的两个中央圆之间。在此翼肋面积中产生最多应力裂纹。因此，本说明书和权利要求书中翼肋的“平均角度范围”含意是取在两个中央圆之间的平均处，（图13中的虚线2，3），此处是中心点D到圆周20距离的约25%和65%之间。另外，对于大致呈“饼形”的翼肋来说，每个径向距离处的角度和“平均”径向角度相同。

3a.结构强度和基座重量

包括柱脚和翼肋在内的基座结构，由于内压产生的主要部分负荷由翼肋承担。但是，柱脚也承担一些负荷。每个柱脚的承载能力理论上用与翼肋等价的K_L表示，因此在角度范围内承受的总负荷Ψ_L为：

Ψ_L＝N（2C+K_L）＝（T_R+NK_L）

这里N＝柱脚数，2C＝每个翼肋的角度范围，T_R＝各翼肋的角度范围总和。

通常，对任何形状柱脚的K_L在8-16°之间。

基座强度，即在压力下抗塑变阻力，它与角度范围内总负荷Ψ_L和翼肋壁厚t_R（见图5）成正比。整体半球形基座（无柱脚）可看作T_R等于360°。所需的翼肋壁厚t₃₆₀为：

t₃₆₀= (PR)/(2σ_max)

这里P是瓶内压，R是瓶子半径，σ_max是最大允许应力，它指材料性质。在带有柱脚的基座中，翼肋厚度t_N为

t_N= (PR)/(σ_max) × 180/(ψ_L)

公式表明翼肋壁厚t_N与角度范围内承受的总负荷Ψ_L成反比。

基座重量由下式确定：

W＝A_S×t_N×d

这里A_S是不带柱脚的底部的表面积，t_n是翼肋壁厚，d是材料密度。如已知的底部形状和材料，基座重量反比于角度范围内的总负荷Ψ_L。

改型半球形基座（图9B）的应力分析表明，θ值降低应力增加。同样，对截短的半球形（图11）来说，基座应力随K值变化。为说明这一点，将形状因数SF引入翼肋厚度t_N的如下等式中：

t_N= (PR)/(σ_max) × 180/(ψ_L) ×SF（对于改型半球形）

这里SF是由底端形状确定的形状因数。对于带柱脚具有翼肋其垂直截面为整体半球形的基座，SF＝1，对其它改型的SF＞1。这样如已知底端形状，翼肋厚度t_N仍然反比于角度范围内承受的总负荷Ψ_L。

成本低是一个确定的因素，为加大强度，角度范围承受总负荷Ψ_L增加，而为生产重量轻的瓶子（材料少等于生产成本少），翼肋厚度要减小。最低许可灌装线应保持一定。例如，希望减小灌装线下降，（即减小塑变），那么翼肋横截面（宽度和厚度）应增加（需要更多的材料，因而成本更高）。

3b、直立稳定性和成型性

柱脚和底脚的形状和尺寸对直立稳定性和可吹塑模性很重要。图13-14表示本发明的4脚改型的半球形基座的一个柱脚22的横截面底部图。其中：

H_D是底脚至圆顶的高度;

L_F是从圆顶中心D到底脚外边的距离，在此情况下是到G′的距离，该点是从半径R_G的中心的垂线与底脚相交的点（见图13中31）;

D_F是底脚外边31的角度范围，其中，梯形底脚24有等边32，32从短内边30向外至长外边31;

W_F是底脚从内边30至外边31的宽度，（即侧边32的长度）;以及

θ_F是底脚与水平面25上形成的角度，

如图14的截面图所示，柱脚22包括：起始于过渡半径弧R₁，它连接基本半球形底壁21，从I至J的内直线或弧形柱脚部分34，终止于过渡半径弧R_I′，从J到G′宽度W_F的底脚24，从G到K底脚外边处的大半径弧R_G，以及从K到Z的外直线或弧柱脚部分35，为平滑过渡到圆柱侧壁16，它与小的过渡半径在R_Z处正切。在垂直截面上翼肋26包括：起始于圆顶33的中心D，从D到X的正半球形部分37，由中心线CL和半径R的角θ所限定，以及从X到Z的改型半球形部分（直线），为光滑过渡到侧壁16，Z处是终止于小的过渡半径弧R_Z。

本发明的4脚基座，可采用很多种基座材料以形成底脚，它可使底脚面积增加和/或使底脚径向向外移动，为了加大直立稳定性，同时易于吹塑模制（或相反，为增大容易吹塑模制，同时底脚面积和位置保持不变）。因此宽度W_F和/或底脚角度范围D_F可加大，和/或整个底脚，或者至少外边31可朝瓶子外圆周20向外移动（即增大L_F）。

再有，底脚24和底壁33的中央部分之间的内柱脚壁34最好是连续的和基本上光滑的表面，它用锐角与底脚所在的面25相接。锐角优选值为10°-60°左右，更佳值为15°-30°左右。

3c、倾斜长度

通常，减少底脚数可减少倾斜长度，由此降低了瓶子的直立稳定性。但本发明的底脚形状和位置可调节，这样倾斜长度不至减小。

图15表明，瓶子10有重心CG，重心在垂直中心线17上的水平面25以上的高度H_CG处，瓶子竖立在水平面25上。瓶子以最大理论角倾斜，在此瓶子能保持平衡并不会倒下（即倾斜角θ_T）。倾角θ_T定义为，当瓶子竖直时垂直中心线17，与瓶子以最大角度倾斜而不倾倒时垂直中心线17′之间的角度。由此，倾角越大，瓶子越稳。

最短的倾斜距离是在两个底脚之间（而不是在一个底脚上倾斜），因此倾斜长度T_L定义为从圆顶中心D到两相邻底脚24（见图18）的最外边连线的相切的距离。倾斜长度T_L是倾角θ_T和高度H_CG（重心）的函数，由下式限定：

T_L＝（tanθ_T）H_CG

为相比较，图16-18分别表示6脚，5脚和4脚瓶的倾斜长度，瓶子高度11.875英寸，2升容积，直径4.3英寸，重心H_CG在5.64英寸处。图16-18中，A是一个柱脚和两半个相邻翼肋面积的角度范围，（即A＝360°/N），D_F是底脚的角度范围，L_F是从圆顶中心D到底脚外边的距离。由于柱脚数减少，6脚基座（图16）的倾斜长度T_L＝1.250英寸，而5脚基座（图17）的倾斜长度减少，为T_L＝1.245英寸。尽管底脚向外径向移动（5脚基座L_F＝1.392英寸，与6脚基座L_F＝1.360英寸相比较）以及底脚的角度范围增加（5脚基座DF＝17.0°，与6脚基座DF＝11.34°相比较）。但是，通过向外径向移动底脚（靠近圆周20）到很大范围（比较4脚基座为L_F＝1.502英寸，5脚基座为L_F＝1.392英寸），并通过加大底脚范围（DF＝20.46°与DF＝17.0°比较）的方法，本发明（图18）的4脚基座，其倾斜长度等于5脚基座的倾斜长度，即T_L＝1.245英寸。这样，虽然柱脚数目减少了，通过加大L_F和/或DF倾斜长度仍相等，（即保持了稳定性）

3d、本发明4脚基座的稳定性和成形性

本发明带有4脚基座，可利用较多种基座材料用以构成翼肋，同时还保持柱脚的吹塑模制性能。这就使瓶子设计者有可能将改善的性质达到平衡，这些性质是抗塑变性，抗应力破裂性，冲击强度，重量，直立稳定性，以及成型性。为说明些性质的平衡，图19中所涉及的关系式如下：

A＝ 360/(N) ，a＝（ (A)/2 - (DF)/2 ）

L_F＝T_L'secd

注意，T_L’由L_F确定，当瓶子竖立时为底脚的外边31，而T_L是当瓶子倾斜时底脚的外边，T_L’大约等于T_L。

如上所述，倾斜长度T_L是度量直立稳定性的。可看出当柱脚数N减少时，为保持相同的T_L（涉及图15-18），必须加大L_F。为达到成型性稳定需要的最小的柱脚角度范围Bmin是L_F的函数，并随L_F而增加。大体上如果D_F≈90/N，Bmin正比于（L_F）²，那么Bmin与sec²（135/N）成正比。

为用图示说明本发明4脚容器所达到的最优性质组合，图20-25中图示三个性能标准。B，柱脚角范围，表示易成型性，B较大，即可利用较多的材料制造柱脚和底脚，并较易于制造瓶子。稳定性由倾斜长度T’_L表示，它是L_F和D_F的函数，T_L大意味着瓶子更加稳定。强度用T_R′翼肋的总角度范围（承受最大的应力）表示，或用Ψ_L，角度范围上承受的总负荷（包括柱脚承受的应力）表示。给出三个4脚容器的特例，它们的翼肋角度范围（2C）是21°，23°，24°。

T_L值为1.250英寸，1.260英寸，和1.280英寸，Bmin随N的变化在下表A和图20中给出。图21中B对T_R图线表示相同的数据，它们的稳定性曲线T_L恒定。T_R和B的关系呈线性如下：

B＝-（1/N）T_R+（360/N）

可看出，对于高稳定性T_L来说（图21中箭头A方向），要求Bmin较高，造成T_R较低（强度）。最重要的是，图21表明，对恒定的稳定性T_L′，在各种情况下，当N＝4时，比N＝3时，5或6更可达到最大的T_R值（强度）。于是，图21确定了本发明的4脚容器，与3脚，5脚和6脚容器比较，可具有最佳的成型性和强度（在一定的稳定性情况下）组合。这种最佳的4脚容器性能组合是现有技术中不能实现的。

表A B_Min

N	T_L=1.250	T_L=1.260	T_L=1.280
				6	53	54	56
5	57	58	60
				4	66	67	69
3	90	92	95

本发明4脚容器可达到的最佳性能平衡进一步证明了，对于T_L值是1.250英寸，1.260英寸和1.280英寸来说，角度范围承受的总负荷Ψ_L随N而变化，B表给出K_L＝12°，如图22所示。

表B Ψ_L

N	T_L=1.250	T_L=1.260	T_L=1.280
				6	114	108	96
5	135	130	120
				4	144	140	132
3	126	120	111

可看出，Ψ_L（强度）随T_L（稳定性）升高而下降，Ψ_L（强度）对于给定的T_L（稳定性）来说，当N＝4时最大。

表C给出当Ψ_L值是108，120，和130时，T_R（翼肋的总角度范围）随N值变化。这组数据在图23中的B对T_R图线中说明，并画出定强度Ψ_D曲线。可看出，强度（箭头A方向）越大，曲线右移，需要T_R值越大。

表C T_R

N	ψ_L=108	ψ_L=120	ψ_L=130
				6	36	48	58
5	48	60	70
				4	60	72	82
3	72	84	94

图24与图23类似，它表示Ψ_L增加的三条曲线，同时结合恒定的稳定性曲线T_L。表明对给定的稳定性来说，当需要加大强度时，N＝4为最佳情况。

图25和图21相似，它表示增加稳定性T_L′时的三条曲线，同时结合恒定的强度曲线Ψ_L。表明对给定的强度要求来说，当N＝4时稳定性最高。

图20-25和上述的表A-C中，还表示了三种不同的4脚基座设计，发明的具体实例如下。

例1

按照本发明制作16英两4脚独立式季戊四醇（PET）容器。容器的基座高度小，并结合图9B（上直线部分）和图11B（截短的半球形）设计特点。容器尺寸列在下面的“4脚”栏中。

4脚容器的性能与16英两的5脚容器相比较，5脚容器的基座高度小，尺寸列于下表中的“5脚”栏中。容器材料都使用同类的树脂，工艺过程相似都经过注射模制，预热延展吹塑模制。

4脚 5脚

R1.430英寸 1.430英寸

K1.084 1.084

KR1.550 1.550

4脚 5脚

θ45° 45°

R_Z0.250英寸 0.250英寸

H_D0.1R 0.1R

L_F0.75R 0.65R

θ_F7° 7°

D_F25° 20°

2C20° 12°

B70° 60°

为比较4脚和5脚容器，进行了许多性能实验。其结果如下。

首先，基座重量以4脚容器为最优，需要PET较少，为0.4克。

第二，4脚容器的冲破压力为189Psi。冲破压力是通过装入室温水然后加压直至容器破坏为止（泄漏）。在两种情况下，在基座破坏之前，侧壁先破坏。

第三，容器进行落下冲击实验，每种容器的20个试样填充16英两的碳化水（4大气压），封盖后，每个容器从4英尺高的距离下落到硬钢板面上（首先基座冲击表面）。4脚和5脚容器显示良好都没有损坏。

第四，容器进行24小时的热稳定性实验。每种容器的10个试样灌装16英两的碳化水（4大气压），封盖后放在100F;50%相对湿度的仓室内24小时。然后测量容器总高度的增加量，直径增大量，灌装点下落以及基座间隙变化，所有这些改变都反映出压力容器的塑变量。如下表所示，4脚容器的塑变明显减小。

第五，容器经受应力裂纹失效实验。每种容器的100个试样灌装16英两碳化水（4.5大气压），封盖并浸渍到产生应力裂纹试剂液中。然后将容器储放在100°F，85%相对湿度的仓室内14天。以泄漏或冲破容器作为肉眼确定失效的方法。4脚容器表现的应力裂纹失效明显降低。

4脚 5脚

基座重 6.5克 6.9克（gms)

冲破压力 189psi 181psi(磅／英寸²）

下落冲击破坏 0 0

24小时热稳定性

－高度增加 1.2% 1.3%

－直径增加 1.5% 1.7%

－灌装点下降 0.265英寸 0.319英寸

－基座间隙改变 0.042英寸 0.051英寸

应力裂纹失效 40％ 61％

例2-4

下面是本发明4脚PET基座设计的三个附加例子。例2和例3是图11B那样的截短的半球形基座，例4是图9B那样的改型的半球形基座。

例2 例3 例4

容积 1升 1.25升 2.0升

R 1.743英寸 1.855英寸 2.177英寸

K 1.150 1.093

K_R2.004英寸 2.028英寸

θ 70°

R_F0.143R 0.148R 0.154R

H_D0.115R 0.112R 0.115R

L_F0.75R 0.75R 0.75R

θ_F8° 8° 8.5°

D_F27.5° 26° 25°

2C 20° 26° 20°

B 70° 64° 70°

确定了本发明4脚PET饮料瓶各种尺寸的柱脚和底脚的最佳范围。为产生塑变所需最小圆顶高度H_D，而H_D加大则难以形成柱脚和底脚。H_D与半径R（圆柱壁部分的半径）成正比，H_D的最佳范围：

H_D/R＝0.08～0.20

距离L_F是N，DF′，H_CG和θ_T′的函数，优选值至少为0.60，更佳值范围：

L_F/R＝0.60～0.80

最佳值是L_F＝0.70R～0.80R。邻近底脚R_G的外柱脚半径（图14）必须足够大，以便易于成型，但不应加大使不必要的伸展量增加，优选范围：

R_G/R＝0.10～0.20

底脚宽度W_F优选范围：

W_F/R＝0（即线接触）～0.35

底脚D_F的角度范围优选量：

D_F＝160/N～60/N，

此处N＝4的4脚基座的D_F是从12°至40°左右，最佳值约18°至35°。角θ_F在支承平面上，当瓶子灌装时减小，灌装前的最佳范围：

θ_F＝0～15°

本发明的其他实例在图26中表示，它是上述的两升PET饮料瓶配合3脚基座。整体3脚基座118具有直径4.45英寸（R＝2.225英寸）的圆周面120，以及带3个对称相间的向下突出的柱脚122的大致呈半球形底壁121，每个柱脚终止在最下的底脚124上。每个柱脚之间的翼肋壁126构成大致呈半球形底壁121的一部分。中央圆顶128由连接翼肋126限界，底脚124位于公共水平平面上。和上述图13-14中的4脚基座相同，3脚基座的各翼肋126都具有角度范围2C，每个底脚有角度范围D_F和宽度W_F，底脚131的外边离圆顶中央相隔水平距离L_F。

图20-25说明采用3脚基座设计达到的平衡特性，下面叙述某些最佳值范围。每个翼肋壁的圆周角度范围（2C）在16°-44°左右，优选值在22°-38°左右，最佳值在27°-32°左右。底脚的圆周角度范围在25°-80左右，最佳值在35°-50左右。距离L_F最好在0.65R-090R范围内，底脚宽度（W_F）最好在0（即线接触）-0.4R之间。在具体实例中，翼肋角（2C）为30°，D_F为42°，L_F是0.8R。最小圆顶高度（H_D）最好为0.08R-0.20R。最佳情况是3脚基座组合上述实例的大致呈半球形基座设计，它具有直线的上翼肋部分或在上翼肋处有截短的基座。

虽然本文介绍和专门说明本发明的某些最佳实施例，应当理解，在不脱离本发明的构思和附加的权利要求限定的范围情况下，可对本发明进行变型。例如，可制作各种其它尺寸的碳化饮料瓶（即3升，1升，半升，16英两，20英两等等），为此可改变R，L_F′，D_F′，T_R′，B，C，φ等值。再有，容器可以不作成瓶子，由其它塑性树脂或其它材料制成。为增大强度在翼肋壁中可设置褶卷，与饼形翼肋相反它也可以具有恒定的宽度。此外为采用改进的容器并结合其它包装件，如支承件或基座杯，可需要某些细节。因此在下述权利要求书的界限内，所有变型都被认为是本发明的一部分。

Claims

1、独立式容器具有改善的强度，稳定性和可成型性的综合性能，容器是空心模制塑料体，它包括大致呈圆柱形由垂直中心线和半径R限定的侧壁，容器具有整体基座，基座包括带有许多径向的翼肋的底壁，柱脚从翼肋之间的底壁向下延伸，每个柱脚终止在最下边的支承底脚，容器的改进包括：

底壁是连续的光滑的没有应力集中的表面，并且大致呈半球形，带四个围绕垂直中心线对称安排的径向翼肋，每个翼肋具有为大致半球形底壁一部分的翼肋壁，为提高强度，具有由15°至30°左右的平均角度范围；

为提高成型性，每个柱脚在每个翼肋壁之间占据一定的角度范围约75°至60°；以及

为增加稳定性每个底脚有径向安置的外边缘长度L_F和角度范围D_F，L_F从垂直中心线起至少是0.60R左右，D_F从12°至40°左右。

2、按照权利要求1的容器，其特征是每个翼肋壁的平均角度范围约20°至25°。

3、按照权利要求1和2的容器，其特征是每个柱脚具有在底脚最里边的径向边缘和底壁中央部分之间延伸的内柱脚壁，内柱脚壁是连续的基本上光滑的表面，它与底脚所在的公共平面呈锐角。

4、按照权利要求3的容器，其特征是锐角约为10°至60°。

5、按照权利要求4的容器，其特征是锐角约为15°至30°。

6、按照权利要求3的容器，其特征是每个柱脚有在底脚外边和侧壁之间延伸的柱脚外壁，并包括邻近底脚外边半径为R_G的半径部分，其中半径R_G在距垂直中心线L_F处与底脚交叉，其中L_F约0.60R至0.80R，R_G约0.10R至0.20R。

7、按照权利要求3的容器，其特征是在底脚所在的公共平面上方距离H_D处，大致半球形的底壁具有最低的中央圆顶点，H_D约0.08R至0.20R。

8、按照权利要求3的容器，其特征是每个底脚的径向宽度W_F约在达到线接触和0.35R之间。

9、按照权利要求3的容器，共特征是D_F约18°至35°。

10、按权利要求1的容器，其特征是容器是碳化饮料容器。

11、按照权利要求1的容器，其特征是容器体由双轴向塑料制成。

12、按照权利要求11的容器，其特征是塑料选自包括聚酯的组类和丙烯腈。

13、按照权利要求12的容器，其特征是塑料是聚酯。

14、按照权利要求13的容器，其特征是塑料是均聚物或聚乙烯对苯二酸盐的共聚物。

15、按照权利要求14的容器，其特征是容器体容积为2升，重量不大于约54克。

16、按照权利要求3的容器，其特征是翼肋壁的径向截面基本上呈直线。

17、按照权利要求16的容器，其特征是翼肋壁的径向截面稍微向外呈弓形。

18、按照权利要求16的容器，其特征是翼肋壁的径向截面稍微向内呈弓形。

19、按照权利要求1的容器，其特征是大致呈半球形底壁的高度比正半球形底壁的高度小。

20、按照权利要求19的容器，其特征是大致呈半球形的底壁包括正半球形部分的下部和在垂直截面上基本上是直线的上部。

21、按照权利要求20的容器，其特征是圆柱形侧壁的半径R不大于1.5英寸，从中心垂线约35°至70°的θ角处开始是直线部分。

22、按照权利要求20的容器，其特征是圆柱侧壁的半径R至少约1.5英寸，从中心垂线约50°至70°的θ角处开始是直线部分。

23、按照权利要求20的容器适于保存至少在4个大气压下碳化的碳化饮料，其特征是从中心垂线至少约70°的角θ处开始是直线部分。

24、按照权利要求1的容器，其特征是大致呈半球形底壁是半径为K_R的截短的半球形，这里K＞1，这里为了与正半球形底壁相比减小基座的高度。

25、按照权利要求24的容器，其特征是R不大于1.5英寸左右，截短的半球形从中心垂线延伸到50°至80°的φ角。

26、按照权利要求24的容器，其特征是R至少是1.5英寸，截短的半球体从中心垂线向上延伸到65°至80°的φ角。

27、一个容器包括：

一空心塑料吹塑模制体具有开口顶端，大致呈圆柱形侧壁以及封闭的整体基座，侧壁由中心垂线和半径R所限定;

基座有不产生应力集中的连续光滑底壁，基本呈半球形并带有围绕中心垂线对称安排的4个径向翼肋，在翼肋之间从底壁向下延伸的4个柱脚，每个柱脚终止于最下边的支承底脚;

每个翼肋具有为大致半球形底壁一部分的翼肋壁，并具有约15°至30°的平均角度范围;

每个柱脚在每个翼肋壁之间占据约75°至60°的角度范围;

每个底脚具有径向安排的外边缘长度L_F，L_F从中心垂线起约0.60R至0.80R;

每个底脚具有角度范围D_F约12°至40°;

每个底脚具有径向宽度W_F，其值在足以达到线接触和约0.35R之间;

底壁具有距底脚所在公共平面上方H_D处的最低中心点，约0.08R至0.20R;以及

每个柱脚具有在底脚最里径向边缘与底壁中央部分之间延伸的内柱脚壁，内柱脚壁是连续的大致光滑的表面，其与底脚所在的公共平面成锐角向上倾斜。

28、为提供改善的综合强度，稳定性和成型性，在独立容器基座中确定基座构形和数个柱脚的方法，容器是空心模制塑性体，包括由中心垂线和半径R限定的大致圆柱形侧壁以及整体基座，基座包括带数个径向翼肋的底壁，柱脚在翼肋之间从底壁向下延伸，每个柱脚都终止在最下面的支承底脚，该方法包括以下步骤：

选择大致半球形的底壁，底壁是不产生应力集中的连续光滑的表面;

选择4个翼肋，将每个翼肋分配在底壁的1/4圆周上，以形成围绕中心垂线呈对称的翼肋，每个翼肋具有是大致半球形底壁一部分的翼肋壁，并具有约15°至30°的平均角度范围，以提供增大的强度;

为提供增大的成形性，将柱脚安置在每个翼肋壁之间，占据约75°至60°的一定的角度范围;以及

选择底脚具有外边缘，径向安设在从中心垂线约0.60R至0.80R的L_F长度和约12°至40°的D_F角度处，以提供增大的稳定性。

29、按照权利要求28的方法，还包括：

选择距离H_D为0.08R至0.20R，作为大致半球形底壁的中央圆顶最低点与底脚所在公共平面之间的距离。

30、按照权利要求29的方法，还包括：

选择径向底脚宽度W_F在足够建立线接触与约0.35R之间。

31、按照权利要求30的方法，还包括：

提供一个比半径为R的正半球形基座高度更小的基座，是通过提供较低的正半球形部分和选择基本上是直线的上部分，由中心垂线至少约35°的θ角延伸至侧壁实现的。

32、按照权利要求30的方法，还包括：

提供一个比半径为R的正半球形基座高度更小的基座，是通过提供半径为KR的截短的半球形表面，这里K＞1实现的。