CN109641675B - 具有真空吸收区段的热灌装容器 - Google Patents
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Abstract
本公开内容描述了一种结合热灌装工艺使用的热灌装容器。容器包括真空吸收区段，其抵抗热灌装工艺期间容器的壁的部分塌陷和非受控变形。真空吸收区段非对称地形成，且包括相应的边缘部分和面板部分，该面板部分构造成在容器内产生真空时围绕边缘部分的直线部分变形和枢转。边缘部分具有曲线部分，其适于在容器的使用期间舒适地接收和接合使用者的手指，使得容器对于使用者更友好。真空吸收区段围绕容器的中心纵轴线布置，使得在俯视图中看时，其相应的面板部分基本上形成多边形的边。多边形看上去内接在其它圆形容器外周内。
Description
相关申请的交叉引用
本申请于2017年5月22日作为PCT国际专利申请提交，且请求享有2016年5月23日提交的美国临时专利申请号62/340,438和2017年1月27日提交的美国专利申请号15/417,359的优先权，且其公开内容通过引用以其整体并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及容器领域，且更具体地涉及结合热灌装工艺使用的容器。
背景技术
如今，许多饮料以通过热灌装工艺灌装有饮料的容器交付给消费者。在典型的热灌装工艺中，将饮料进行巴氏杀菌并在热交换器中加热至190℉至203℉的范围中的热灌装温度至少15至30秒，以便杀死存在于饮料中的任何微生物。饮料然后在容器灌装之前立即冷却到180℉到185℉的范围中的温度。在灌装之后，用相应的封闭件封闭容器，并在浸入冷却浴或用冷却水喷雾之前将其倾斜到它们的侧面上，从而将封闭件的内部结构暴露于饮料并对封闭件进行消毒。凭借在容器的灌装和倾斜之前加热和冷却饮料，对饮料、容器和封闭件全部都消毒。容器和饮料的冷却有助于保留饮料的味道和营养特性。容器和饮料的冷却还在容器内产生真空，进一步防止微生物生长。
有利地，由于消毒，热灌装对于许多水果和蔬菜汁、增强的水和茶饮料是良好的选择，因为该过程消除了添加防腐剂的需要并且为饮料提供6至12个月的环境温度保存期限。另外，热灌装相容容器(在本文中也称为"热灌装容器")容易通过许多相对便宜的塑料材料获得，例如但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
遗憾的是，在容器和饮料冷却期间在容器内产生的真空越过容器的壁产生压差，这可导致"凹陷(Paneling)"(容器的壁在向内方向上的部分塌陷)。容器的壁的部分塌陷可使容器从其原始形状永久地变形和扭曲。这种变形和扭曲可使容器在美学上没有吸引力，并且，即使不是不可能的，也可造成随后将标签施加到容器上变得困难。
因此，本行业需要一种适合用于热灌装工艺的容器，该容器抵抗或消除凹陷并且解决了现有热灌装容器的其它相关或不相关的问题、困难或缺点。
发明内容
概括地说，本发明包括一种结合热灌装工艺使用的热灌装容器，该热灌装容器具有至少一个真空吸收区段，该真空吸收区段在热灌装工艺期间抵抗容器的壁的部分塌陷和不受控制的变形。根据示例性实施例，热灌装容器包括本体部分，该本体部分具有非对称地形成在其中的至少一个真空吸收区段，以及具有大体上构造为英文大写字母"D"的形状的外周。随着真空吸收区段的部分和周围本体部分的部分沿着真空吸收区段的边缘部分的直线部分连接以产生枢转轴线，真空吸收区段通过相对于本体部分围绕枢转轴线在热灌装容器的热灌装期间旋转来可控地变形。
另外，根据示例性实施例，热灌装容器还包括瓶口和底座部分，其中至少一个真空吸收区段位于瓶口和底座部分中间的容器的本体部分，其在使用者手指自然抓持容器的位置处。至少部分地由于真空吸收区段的外周大体上构造成英文大写字母"D"的形状，使用者指尖的指腹(pulp)部分舒适地接合并配合在真空吸收区段的弯曲部分内，从而使热灌装容器的抓握更加符合人体工程学且确定。
此外，根据示例性实施例，热灌装容器还包括其它类似的真空吸收区段，使得多个真空吸收区段围绕容器的中心纵轴线布置在相应的角位置处，且突入由热灌装容器限定的内腔中。真空吸收区段一起布置成使得容器的壁在真空吸收部分附近具有基本上多边形的截面形状，与沿中心纵轴线不在真空吸收区段附近的每个位置处的热灌装容器的壁的其它大体圆形的截面形状相反。真空吸收区段还构造成使得相邻的真空吸收区段限定其间的柱，提供增强的结构强度和刚度。
在连同附图来阅读和理解本说明书时，本发明的其它用途、优点和好处可变得清楚。
附图说明
图1示出了根据本发明的示例性实施例的热灌装容器的透视图。
图2示出了图1中的热灌装容器的前立面视图。
图3示出了图1中的热灌装容器的后立面视图。
图4示出了图1中的热灌装容器的右侧立面视图。
图5示出了图1中的热灌装容器的左侧立面视图。
图6示出了图1中的热灌装容器的俯视图。
图7示出了图1中的热灌装容器的仰视图。
图8示出了图1中的热灌装容器由使用者的手抓住的视图。
图9示出了在非变形状态的沿截面线9-9截取的图2的热灌装容器的截面视图。
图10示出了在非变形状态的沿截面线10-10截取的图2的热灌装容器的截面视图。
图11示出了在非变形状态的沿截面线11-11截取的图2的热灌装容器的截面视图。
图12示出了在变形状态的沿截面线9-9截取的图2的热灌装容器的截面视图。
具体实施方式
现在参看附图，其中相似的数字代表贯穿若干视图的相似的元件或步骤，图1示出了根据本发明的示例性实施例的热灌装容器100，以用于热灌装工艺或操作，其中预热内容物注入热灌装容器100中。此内容物大体上是流动形式(包括而不限于液体形式、半液体形式或其它形式)，且通常构成食物或饮料以用于未来由人或动物消耗。在将内容物注入热灌装容器100中之后，封闭件或盖(未示出)固定至热灌装容器100来保持内容物。
根据示例性实施例，热灌装容器100(本文中有时还称为"容器100")包括位于容器100的第一端104处的瓶口部分102、位于容器100的较远第二端108处的底座部分106，以及位于瓶口部分102中间的本体部分110。瓶口部分102、底座部分106和本体部分110由单个壁112形成，单个壁112在容器的第一端104与第二端108之间延伸，且围绕容器100的中心纵轴线114。壁112(且因此容器100)限定用于接收和保持热灌装工艺期间注入容器100中的内容物的腔116。壁112大体上使用吹塑成型工艺由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。然而，应理解且认识到，壁112(且因此容器100)可由其它材料且通过使用适用于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或此类其它材料的其它工艺制成。
容器100的瓶口部分102(本文中也称为"瓶口102")限定容器的第一端104处的开口118，其与腔116流体连通(见图1和6)。当容器在热灌装工艺期间灌装时，内容物经由开口118且注入腔116中。瓶口102构造成具有多个螺纹119，其适于螺纹地接收和接合封闭件或盖(未示出)，以便保持容器100内的内容物。
容器100的底座部分106构造成放置在大体上平面表面上，且以竖立定向支承容器100的其余部分和内容物(如果有)，而不使容器100翻倒或倾斜。图7的仰视图中更清楚看到的底座部分106包括脊120，其在围绕容器的中心纵轴线114的半径处延伸，且形成围绕中心纵轴线114的圆。脊120适于接合容器100所处的表面，且至少部分地因为其圆形形状，而在相对于中心纵轴线114的所有侧向方向上提供较大的稳定性和翻倒阻力。
底座部分106还包括凹形圆顶部分122，其围绕中心纵轴线114且朝容器的第一端104向内延伸。凹形圆顶部分122远离容器的第一端104向外弯曲，且允许容器的底座部分106补偿容器100的热灌装期间产生的容器100内的压力，从而避免可能使容器100不稳定且更易于翻倒的底座部分106和脊120的其它变形。凹形圆顶部分122具有形成在其中且突入腔116中的多个凹口124，其布置在围绕容器的中心纵轴线114的各种角位置。凹口124具有大体上泪珠形状，其中泪珠的较小端最接近中心纵轴线114，且其中凹口124沿径向远离中心纵轴线114延伸。凹口124加强容器100的结构刚度，且还允许底座部分106补偿容器100的热灌装期间产生的容器100内的压力。
如图1-5中所见，容器的本体部分110具有最接近瓶口102的球状部分126，以及设置在球状部分126与底座部分106之间的标签部分128。标签部分128适于接收固定到容器壁的外表面130上或固定至容器壁的外表面130的产品包装标签，且构造、尺寸和形状还适于限定大体上沙漏形状(或相对于容器的中心纵轴线114大体上凹入的形状)，这对于很多使用者来说在美学上令人满意。沙漏形状还向容器100的使用者提供触觉的符合人体工程学的感觉，且使得容器100的抓握和保持更容易且更舒适(见图8)。沙漏或凹入形状由具有半径"R"的容器壁的外表面130产生。
容器本体部分110的标签部分128包括在围绕容器的中心纵轴线114且围绕标签部分外周的相应角位置处形成在壁112中的多个真空吸收区段132。真空吸收区段132构造成通过相对于容器100的其余部分以受控的预先计划的方式变形来补偿热灌装工艺期间在容器100内产生的真空。每个真空吸收区段132相对于中心纵轴线114的方向非对称地形成，每个真空吸收区段132包括容器的壁112的部分，且相对于壁112的周围部分突入容器的腔116中，使得每个真空吸收区段132限定壁112的外表面130中的凹口。
根据示例性实施例且如图2和3的前视图和后视图和图4和5的右侧视图和左侧视图所见，每个真空吸收区段132具有基本上平面的面板部分134，以及围绕面板部分134的周边延伸且将面板部分134连结至容器的壁112的周围部分的边缘部分136。面板部分134相对于容器的壁112的其余部分凹入。边缘部分136限定面板部分134的范围，且具有基本上直线部分138和曲线部分140。在垂直于容器的中心纵轴线114的截面中，基本上直线部分138具有大体上"S"形，而曲线部分140逐渐消失，且逐渐混合入容器的壁112的周围部分。直线部分138和曲线部分140一起形成基本上类似于英文大写字母"D"的非对称形状，从而引起面板部分134和真空吸收区段132作为整体具有与边缘部分136相同的形状。真空吸收区段132的面板部分134适于补偿在容器100在热灌装工艺期间从大约185华氏度(185℉)冷却到75华氏度(75℉)时出现的容器100的内侧与外侧之间的压差。根据示例性实施例，面板部分134尺寸、形状和结构构造成一起补偿热灌装引起的容器容积的多达百分之三(3%)的减小。因此，每个面板部分134的表面面积至少部分地基于由热灌装产生的压差和容器容积减小、基于在特定实施例中容器的壁112中存在的真空吸收区段132的数目，且基于用于容器100的材料和材料厚度来选择。
当真空在热灌装工艺期间在容器100内产生时，真空在容器的腔116内产生，且壁的外表面130与壁的内表面142之间的压差引起力施加至每个真空吸收区段132的面板部分134，而趋于将面板部分134推入容器的腔116中。每个真空吸收区段132继而通过使其面板部分134围绕边缘部分136的直线部分138旋转或枢转来响应于施加的力来变形。因此，在此变形期间，边缘部分136的直线部分138用作真空吸收区段132的面板部分134的旋转或枢转轴线，且允许面板部分134采用弧形形状(见图12)。为此，直线部分的截面"S"形变直，使得截面"S"形变得更类似平面。通过用作旋转或枢转轴线，真空吸收132的变形更容易且以受控的、预确定的方式发生，而不会破坏容器100的其它部分。
真空吸收区段132根据示例性实施例围绕容器的纵轴线114布置，其中其边缘部分的直线部分138和曲线部分140定向成使得每个区段的边缘部分136的曲线部分140围绕中心纵轴线114有角度地邻近另一个区段的边缘部分136的曲线部分140。在此布置中，容器的壁112在有角度地相邻的真空吸收区段132之间延伸，且在其间形成沙漏形柱144(见图1, 2和3)。在每个沙漏形柱144中，容器的壁112限定多个增强物146，其中第一增强物146A形成在第二增强物146B高度上的上方的壁112中。每个增强物146具有围绕其延伸的边缘148，其中每个边缘148根据示例性实施例限定泪珠形。增强物146定向成使得增强物146的渐缩(或较小)端150最接近彼此。每个增强物146相对于壁112的周围部分略微突入容器的腔116中，使得每个增强物146限定壁的外表面130中的略微的凹口。根据示例性实施例，相比每个真空吸收区段132的面板部分134，每个增强物146突入容器的腔116中较少。
沙漏形柱144和增强物146一起改善热灌装容器100的刚度和结构强度，以更好地抵抗或经受越过容器的壁112的压差。另外，如图8中所见，沙漏形的柱144和真空吸收区段132的边缘部分136的曲线部分140大体上符合许多使用者的中指、无名指和小拇指的长度。更具体而言，真空吸收区段132的边缘部分136的曲线部分140提供此手指的指尖抵靠其接合的止挡物，同时使用者的食指和拇指在容器的球状部分126和标签部分128的交叉处或附近包绕且抓住容器100。此外，真空吸收区段132的面板部分134提供用于由使用者手指的指腹接合的表面。符合人体工程学地接合使用者的手的此能力使热灌装容器100对于抓握和稳定保持更为舒适。
凭借具有每个区段的边缘部分136的曲线部分140的真空吸收区段132布置成与另一个区段的边缘部分136的曲线部分140有角度地相邻，每个真空吸收区段132的边缘部分136的直线部分138围绕中心纵轴线114有角度地相邻，且其平行于另一个真空吸收区段132的边缘部分136的直线部分138(且平行于中心纵轴线114)。在此布置中且如图4和5中所见，容器的壁112在相应的有角度地相邻的真空吸收区段132的边缘部分136的直线部分138之间延伸，且在其间形成相应的矩形柱150。矩形柱150向容器100提供结构强度和刚度，且承受有角度地相邻的区段的面板部分134围绕其相应边缘部分136的直线部分138的旋转或枢转期间产生的大部分负载。
如上文简要描述的且如图9的容器100的截面中或许最佳所见，真空吸收区段132定位在围绕容器的中心纵轴线114的相应角位置处。沙漏形柱144和矩形柱150也在图9中可见，其在围绕容器的中心纵轴线114的其相应角位置处，且在有角度地相邻的真空吸收区段132之间。值得注意的是，真空吸收区段132的面板部分134在图9中也可见，且其布置引起容器的壁112在其附近基本上形成垂直于容器的中心纵轴线114的多边形152的壁。当在俯视图中看时，多边形152看起来内接在容器100的其它圆形外周中。面板部分134的布置还引起容器的腔116在其附近具有垂直于容器的中心纵轴线114的对应的基本上多边形的横面形状。
根据示例性实施例，容器100包括四(4)个真空吸收区段132，其具有相同尺寸和形状，且布置在围绕中心纵轴线114分开九十度(90°)的角位置处。由于此布置且如图9中所见，容器的壁112基本上形成对应于正方形的多边形152，所述正方形具有长度为"A"的边，且围绕容器的中心纵轴线114且相对于横轴线旋转了角σ，横轴线垂直于中心纵轴线114延伸，且穿过矩形柱150的中心。在示例性实施例的容器100具有四(4)个真空吸收区段132的情况下，角σ具有四十五度(45°)的量度。
在真空吸收区段132附近且如上文简要描述的，容器的壁112具有沙漏或凹入形状。沙漏或凹入形状由具有半径"R"的容器壁的外表面130产生(见图3)。根据示例性实施例，半径R与真空吸收区段132的顶部与底部之间的垂直距离L相关联，且具有等于至少4.75*L的量度。
现在参看图2和图9-11，容器的壁112具有外径"D0"、"D1"和"D2"。外径D0位于容器的真空吸收区段132的顶部与底部之间的中间的垂直位置处。外径D1位于容器的真空吸收区段132的顶部附近的垂直位置处。外径D2位于容器的真空吸收区段132的底部附近的垂直位置处。直径D1和D2的位置之间的垂直距离在本文中称为"L"，其中直径D0和D1的位置之间的垂直距离是L/2，且直径D0和D2的位置之间的垂直距离也是L/2。根据本文所述的示例性实施例，直径D1与直径D0相关联，且直径D1具有等于(1-1/50)*D0的量度。类似地，直径D2与直径D0相关联，且直径D2具有等于(1- 1/10)*D0的量度。
在上文描述的外径的相应位置处，每个真空吸收区段132的面板部分134具有宽度"B"和深度"C"。因此，在直径D0的垂直位置处，真空吸收区段132的面板部分132具有宽度B0和C0。类似地，在直径D1和D2的垂直位置处，真空吸收区段132的面板部分134具有相应的宽度B1, B2和相应的深度C1, C2。大体上，面板部分134的宽度B0, B1, B2与由面板部分134形成的多边形152的相应边长A0, A1, A2相关联，且具有在为零的最小值与足够小于相应长度A0, A1, A2的最大值之间的量度。宽度B0, B1, B2的特定值选择成使得沙漏形柱144和矩形柱150向容器100提供足够的强度和刚度，同时允许面板部分134足够的向内偏转或变形而提供热灌装期间的容器容积的多达至少百分之三(3%)的减小。面板部分134的深度C0, C1, C2对应于容器壁的外表面130的直径D0, D1, D2与内接在由面板部分134形成的多边形152内的圆的直径E0, E1, E2之间的相应径向距离。因此，深度C0, C1, C2具有在为零的最小值与分别与容器壁的外表面130的直径D0, D1, D2成比例的最大值之间的量度。深度C0, C1, C2的特定值选择成使容器100更容易由使用者抓握和保持，同时允许热灌装期间容器容积的多达至少百分之三(3%)的减小。
应认识到且理解，尽管本文所述的热灌装容器100包括四(4)个真空吸收区段132、两(2)个沙漏形柱144、两(2)个矩形柱150和在真空吸收区段132的垂直中点附近具有正方形的截面的壁112，但热灌装容器100可在其它示例性实施例中包括更多或更少数目的真空吸收面板132，且因此包括(i)更多或更少数目的沙漏形柱144和矩形柱150，和(ii)具有带更多或更少数目的边的大体上多边形截面的壁112。此外，本文所述的热灌装容器100包括真空吸收区段132，真空吸收区段132具有带特定形状的边缘部分136和具有特定面面积的面板部分134，但在其它示例性实施例中，真空吸收区段132可具有不同尺寸、形状和/或面面积。通过改变真空吸收区段132的数量和其尺寸、形状和面积、沙漏形柱144的数目、矩形柱150的数目和壁的多边形截面的形状和尺寸，热灌装容器对内部压力和非受控变形的阻力可针对特定热灌装应用改变或调整。
尽管上面主要关于本发明的示例性实施例详细描述了本发明，但是应该理解，可在本发明的精神和范围内进行变化和修改。
Claims (7)
1.一种热灌装容器，包括：
瓶口部分(102)，其适于接收封闭件；
底座部分(106)，其适于放置在表面上，所述底座部分(106)和所述瓶口部分(102)限定穿过其间延伸的中心纵轴线(114)；
本体部分(110)，其围绕所述中心纵轴线(114)延伸，且所述本体部分(110)在所述瓶口部分(102)和所述底座部分(106)中间，所述本体部分(110)限定其中的腔(116)，且所述本体部分(110)具有位于外周且向内突入所述腔(116)中的多个真空吸收区段(132)；
其中所述本体部分(110)在沿所述中心纵轴线位于所述真空吸收区段(132)附近的每个位置处具有围绕所述中心纵轴线(114)的大体上圆形的外周；
其中所述本体部分(110)在所述真空吸收区段(132)附近相对于所述中心纵轴线(114)具有大体上凹入的形状；
其中所述真空吸收区段(132)布置成基本上形成内接在所述本体部分(110)的所述大体上圆形的外周内的多边形的相应的边；
其中所述多个真空吸收区段(132)中的每个真空吸收区段(132)包括基本上平面的面板部分(134)以及围绕所述面板部分(134)的周边延伸且将所述面板部分(134)连结至周围本体部分(110)的边缘部分(136)；且
其中所述多个真空吸收区段中的至少一个真空吸收区段(132)具有大体上对应于英文字母表大写字母"D"的形状，其中至少一个真空吸收区段(132)的部分和周围本体部分(110)的部分沿着真空吸收区段(132)的边缘部分(136)的直线部分(138)连结，且其中所述直线部分(138)平行于中心纵轴线(114)地定向；
其中至少一个真空吸收区段(132)的边缘部分(136)的直线部分(138)围绕中心纵轴线(114)有角度地相邻且平行于另一个真空吸收区段(132)的边缘部分(136)的直线部分(138)，且本体部分(110)在相应的有角度地相邻的真空吸收区段(132)的边缘部分(136)的直线部分(138)之间延伸且在其间形成相应的矩形柱(150)。
2.根据权利要求1所述的热灌装容器，其特征在于，所述多边形包括正方形。
3.根据权利要求1所述的热灌装容器，其特征在于，所述多个真空吸收区段中的至少一个真空吸收区段(132)具有边缘部分(136)，所述边缘部分(136)构造成引起所述真空吸收区段(132)以非一致方式变形。
4.根据权利要求1所述的热灌装容器，其特征在于，所述平面的面板部分(134)构造成在所述真空吸收区段的所述边缘部分的所述直线部分(138)附近以较小的程度朝所述中心纵轴线(114)向内变形。
5.根据权利要求1所述的热灌装容器，其特征在于，所述平面的面板部分(134)适于围绕所述真空吸收区段(132)的所述边缘部分(136)的所述直线部分(138)旋转。
6.根据权利要求1所述的热灌装容器，其特征在于，所述真空吸收区段(132)在所述底座部分(106)与所述瓶口部分(102)之间定位在所述本体部分(110)的旨在由使用者抓握的部分中。
7.根据权利要求6所述的热灌装容器，其特征在于，所述本体部分(110)的所述部分附近的所述本体部分(110)的所述外周在立面中看时具有大体上凹入的形状。
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