CN1115976A - 充气饮料容器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种密封和可开启的液体容器，例如用于啤酒之类饮料的容器，包括一个容器(10)，其中部分地装有液体(24)以形成第一液面上空间(26)。用粘结剂(16)将中空体(18)形式的内置件(14)固定在容器(10)的底面上，中空体(10)有一个上部受限小孔(20)和一个下部受限小孔(22)。中空体(18)内部分地充满由容器(10)主体引入的液体，从而形成第二液面上空间(23)。上部受限小孔(20)与液面上空间(23)连接，而受限小孔(22)浸没在液体中。上部受限小孔(20)的尺寸使泡点效应能防止液面上空间(23)的气体流失到液体(24)中，直到用拉环(30)打开容器(10)时小孔(20)两边产生大的压差为止。

Description

充气饮料容器及其制造方法

本发明涉及一种液体容器，它被设计成在放出液体(例如啤酒、麦芽酒、浓烈黑啤酒或陈贮啤酒等高质量的充气饮料)时能在液体顶部形成丰富的浓厚泡沫，这是通过向容器内一个内置件中的至少一个受限小孔压入的加压气体实现的，该气体向容器内液体主体排放时，造成了细小的气泡进入容器内的液体，从而促进了这种丰富的浓厚泡沫的形成。本发明也适用于希望在开启容器时有气泡流入液体中的其它充气饮料和非充气饮料，例如果汁、果汁汽水、可乐、柠檬汁等软饮料，牛奶和牛奶型饮料，以及诸如烈性酒、利口酒、葡萄酒或葡萄酒型饮料等含酒精饮料。本发明还涉及制造这种液体容器的方法。

GB-A-1266351公开了几种饮料容器设计，其中在饮料容器内有第二个小室，内中充有压力大大高于大气压的气体。该文叙述了一些实施方案。在一项实施方案中，第二小室通过受限小孔与容器永久性地连通，并在装满容器时充入加压气体。在另一项实施方案中，第二个小室充满气体并用明胶或其它无毒物质封住受限小孔，目的在于将加压气体保持在第二小室中，但在与容器内的饮料接触时它们会溶解，从而打开受限小孔。在另一项实施方案中，受限小孔位于小室的柔性壁上，小室则处在容器主体内的压力下，这种安排使得容器主体内的压力能保持受限小孔周围的壁面区域紧靠着密封垫圈密封，直到容器开启，此时压力的释放造成封口破裂，使得压力下的气体能从第二小室经由受限小孔喷射到饮料中。由于各种原因，这些设计中没有一个在商业上获得成功。

EP-A-0227213公开了一种饮料容器，其中不是气体从第二小室经由受限小孔喷射，而是充气饮料或充气饮料后紧接着气体经由受限小孔喷射，以便诱发饮料主体内形成细小的气泡。第二小室的形式可以是模制的塑料中空内置件，在使用前用氮冲洗以从中顶替走空气，否则空气会造成饮料的氧化腐败。然后将内置件(以受限小孔朝下)在容器的底面上固定就位，此时容器的顶部开口。将容器用充气饮料部分充满，然后投入液氮并密封，以便使液氮蒸发将密封的容器增压。由于压力平衡的结果，容器立体内的饮料被压入内置件，从而在内置件的饮料之上留下一个增压的液面上空间。然后将密封并增压的容器在分发与销售之前低热消毒、包装并贮存。这种内置件是专门用来经过受限小孔排出饮料，其目的是以比只有气体经过受限小孔喷射时效率更高地在被气体过饱和的液体内形成压差。但是，现在认识到，气体经由受限小孔喷射确如EP-A-0520646所承认的那样产生更好的结果，该专利公开了一种与EP-A-0227213相似的内置件，但是在装液与密封之后将容器迅速倒转以使受限小孔处在倒置的容器内的液面上空间里。如果在装液与密封后的几秒钟内倒置，据说只有较少量饮料进入内置件，这些饮料是装在内置件中受限小孔之下的凹处，从而确保在打开容器时从受限小孔中喷出的是气体而不是饮料。于是，对于EP-A-0227213中公开的系统，问题在于当打开容器时在产生所要求的效果方面不太有效，而对于EP-A-0520646的系统，问题在于在充满和密封之后立即将容器倒转是绝不可少的要求，以便保证在打开容器时气体将由内置件中喷射出去。EP-A-0227213和EP-A-0520646的另一个问题是在将内置件装入容器内之前，很难用冲洗法(例如用氮)除掉所包藏的空气。

WO-A-93/10021公开了几种设计不同的装置，用来在打开容器时向容器内的液体(例如啤酒)中排放气体。这些装置中大多数有一个埋置在某一位置上的隔板，它将容器分成含气区和含液区。在大多数实施方案中，隔板都装有阀门机构或微孔膜，它使得在容器开口时气体能进入液体，但阻止液体进入含气区。在装液期间，将空的容器用氮清洗以除掉空气，然后将活塞插入容器中，随后将液体装入容器，封口，低热消毒。在此步骤中，封闭的容器内升高的压力使活塞沿着容器将气体增压。虽然这样的安排有利于用氮清洗，但制作起来比较费钱，因为(a)活塞的尺寸较大，而且必须精确制造，以便在装液期间能在压力作用下沿一个方向滑动，而在开启容器时能抵抗在相反方向上滑动，和(b)在大多数实施方案中需要安装一个阀门机构或微孔膜。在装有微孔膜的情形，可能很难达到为使液体有效起泡所需的气体向液体内的排放速度。

EP-A-0448200公开了一种内置件或内置容器的设计，它的操作方式与上面对EP-A-0227213所述的相似，但是它是以磁力保持在罐内的位置上而不是用柔性的定位接片固定。因此，上面对EP-A-0227213提到的缺点很多也同样存在。

本发明的目的之一是消除或减轻以上问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种密封的可开启的液体(如饮料)容器，它被增压到压力大于大气压，部分充满液体以限定一个主要的液面上空间，容器内还有一个中空体，该中空体有至少一个上部受限小孔和至少一个下部受限小孔，上部和下部的受限小孔提供了中空体内部和容器内部的连接，中空体内部部分地充满液体，以便(a)所述的至少一个上部受限小孔在中空体内液面之上限定的第二液面上空间内开口，(b)所述的至少一个下部受限小孔浸没在液体中，而且所述的至少一个上部受限小孔尽管与容器内的液体连通，但它的尺寸使其能有效地密封住，防止气体从第二液面上空间进入容器内的液体中，直到容器开启。

这种中空体最好由一个内置件，即，嵌入容器内部的一个部件构成。这种内置件可以是一个其中有所述小孔的封闭的中空体。在这种情形，封闭的中空体最好有一个突边，利用它可以使内置件在容器内固定就位。或者是，内置件可以是一个末端开口的中空体，其中有所述的小孔和突边，该突边能使上述开口端被容器壁面封闭，从而使中空体的内部只通过受限小孔与容器内部连通。另一种替代方法是，中空体可以由与容器整体形成的底面上的凹槽的壁面限定，该凹槽开口是在容器外边并由容器外部的一个盖板封闭，从而使中空体的内部限定在底面内的凹槽与盖板之间。

术语“上部”和“下部”是相对于容器在打算开启时的方向而使用的。

应当了解，本发明是以此后称为“泡点效应”的现象为依据的。当气泡在受限的气/液界面上形成时发生泡点效应。在气泡能够完全形成并且不破裂地进入液体中之前，必须克服作用在气泡周边上的表面张力。因此，在这种情形，为了使气泡从第二液面上空间释放出去，在上部受限小孔的两边需要有某个最低压差。在本发明中，将容器结构设计成只有在打开容器时才能超过此最低压差，使气体从第二液面上空间释放到容器中的液体里。在密封后的后继加工期间(例如在低热消毒和冷却期间)，以及由于在温度变化的条件下运输和贮存造成的压力与温度的变化，封闭的容器中的内压不可避免地要发生变化。这种内压变化的发生速度比打开容器时的变化要慢得多，而且在中空体内还同时发生压力平衡过程，这是由于存在着沿适当的方向穿过所述的至少一个下部受限小孔的液体净流动，该小孔完全浸没在液体内，不受泡点效应的影响。在这些条件下，永远不会达到为克服泡点效应所需的上部小孔两边的最低压差，因此不会有气体从所述的至少一个上部受限小孔流出。

还应该了解，在打开容器时从中空体经过所述的至少一个下部受限小孔流出的液体微不足道，因为与气体相比液体流动的阻力大得多。用壁面透明的可加压的容器作的实验表明，在打开容器时，是气体从第二液面上空间经由所述的至少一个上部受限小孔喷射出来，产生了所希望的气体释放和液体起泡，而在所述的至少一个下部受限小孔区没有明显的泡沫形成。

影响泡点效应大小的主要因素之一是受限小孔的尺寸。因为受限小孔的尺寸也影响在打开容器时气体从中空体中的排放速度，所以所述的至少一个上部受限小孔的尺寸必须选择成能满足这两个要求。于是，有可能选用单独一个上部受限小孔，只要它的直径不是大得足以使泡点不能充分阻止在开启容器之前中空体内液面上空间里的气体流失过多。如果有这种危险，则可以利用一个以上尺寸适当较小的受限小孔来获得等效的气流速度。另外，为要得到希望的结果，还必须考虑下部受限小孔的尺寸和数目。

在密封容器期间也发生增压，这造成液体经由受限小孔被压入中空体内，从而压缩了充满中空体的气体。在密封和增压阶段，液体有可能通过上部和下部受限小孔两个途径进入中空体，因为在这一阶段内产生的压差常常足以超过泡点。通常对于象啤酒之类的饮料，在容器被增压之后，饮料将压缩中空体内的气体，以致于在密封的容器内饮料可以占据中空体内部容积的约60％-75％。但是尽管如此，这部分液体对于所要求的打开容器时饮料起泡的实现不会有任何看得出的影响。

所述的至少一个上部受限小孔所形成的气/液界面处的表面润湿特性也影响泡点效应的大小。该表面最好是疏水而不是亲水的。因此，整个中空体可以由合适的疏水性聚合物(例如聚丙烯或聚乙烯)制成，也可以由亲水性聚合物或金属构成，但应具有合适的疏水区，在该区域内形成所述的至少一个上部受限小孔。例如，中空体可以由例如铝等金属构成，但有一个用合适的疏水性材料分别形成的部分或孔眼，在该部位形成所述的至少一个上部小孔。或者是，可以在金属(例如铝)部分形成所述的至少一个上部小孔，然后用合适的材料(例如漆)涂敷，此涂层不仅起着使小孔区域具有必需的表面性质的作用，而且也起着保护金属免遭化学侵蚀的作用。以上也适用于所述的至少一个下部受限小孔。

小孔可以用任何合适的操作形成，例如随意采用钻孔、刺穿(例如用激光)、打孔或冲孔等操作。如果中空体在其中的小孔形成后用涂布材料涂敷，则应注意防止小孔被涂布材料堵塞，或者至少在小孔上只能形成较薄的涂布材料膜，以便该膜能在制造过程的某个阶段破裂，从而使中空体内的气体得以增压。或者是，可以在分离的部件(如模制件、冲压件或锻制件)中形成小孔，然后将它装在中空体上。

所述的至少一个上部受限小孔可以安排成向上排放到容器内的液体中。但是安排成向液体中朝下或侧向排气可能有利。同样，对于所述的至少一个下部受限小孔，不一定要向下排放，它可以安排成向容器内的饮料中朝上或侧向排放。因此，上部和下部的受限小孔不一定要处于中空体的上表面和下表面。

所述的至少一个上部受限小孔最好是园形截面，在这种情形其直径可以是0.2-1.0mm，优选直径范围为0.25-0.4mm。就所述的至少一个下部受限小孔而言，上述考虑同样适用。在园形的下部受限小孔的情形，其直径可以同样是0.2至1.0mm，优选0.25-0.4mm。下部受限小孔的尺寸不仅取决于它的数目，而且还与所选择的上部受限小孔的尺寸和数目有关。

根据液体容器的加工、搬动及加压密封后贮存的方式，所述的至少一个下部受限小孔可能也必须有一定的尺寸，以提供与所述的至少一个上部小孔大致相同程度的泡点效应。例如在液体需要低热消毒的情形，如果为了消毒和随后冷却要将容器倒转，以致于上部和下部的受限小孔都浸在容器内的液体中，那末所述的至少一个下部受限小孔(当容器倒置时它暴露在中空体内第二液面上空间中)需要显示出所需要的泡点效应，以防止在低热消毒后冷却时气体由中空体流失。

以上的变量可以根据具体的情况，例如饮料类型、容器尺寸、内压及受限小孔周围表面的本性等，用比较简单的尝试实验选择。

中空体本身可以用吹塑法以单件形式形成，或者做成两个或多个部件，然后用搭扣、焊接、卷边、卡口、压合或螺纹等连接方式连接在一起。例如，可以由合适的聚合物以相同的模制操作模制出各部件，它们各带有组接必备的绞链和各自的结构件，以便使这些部件能搭扣在一起形成中空体。如果需要，在所述一个或两个部件上可以形成一个或多个适当的结构件(例如一个或多个通道)，当两个部件连接在一起时，这些结构件限定了至少某些小孔。在形成突边的情形，它可以与中空体的一个部件一起整体形成。因为中空体不需要密封成不透气，所以两个部件之间无需完全封接，只要这些部件之间的吻合不会渗漏到丧失所希望的泡点效应的程度，而且对所要求的打开容器时放气没有不利的影响。

但是，在一项目前是优选的实施方案中，利用容器的底面来限定中空体的一部分，因此置入容器内的物件由一个一端开口的中空体构成，其开口端周围有突边，突边形状最好与它所连接的容器底面的一部分基本一致，中空体固定在容器内，以它的突边与所述的一部分底面密封啮合，该中空体具有所述的至少一个上部受限小孔和至少一个下部受限小孔。

最好是用一层粘结剂将中空体固定在容器中，粘结剂分布在突边和底面之间，它还可以起密封突边与底面之间的接点的作用。在中空体是一个封闭的中空体的情形，粘结剂不必承受开罐时的压力，因此可以使用一种无需高温固化的比较便宜的粘结剂，例如热熔性粘结剂或压敏性粘结剂。这又使得内置件可以由不需要特别耐高温的比较便宜的塑料材料制成。

所述的至少一个上部受限小孔最好是在中空体的远离开口端的另一端中或接近该端处形成。

所述的至少一个下部受限小孔最好是形成在中空体的邻近突边处。

中空体和容器可以由相同或不同的材料制成，例如铝、钢、塑料等。

在中空体是由与容器整体形成的底面上朝外开口的凹槽的壁面限定的情形，容器与底面及凹槽一起可以由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)用吹塑法形成，接着在凹槽的壁上形成所述的受限小孔(例如用可伸缩的热针穿刺壁面)，随后用一个园片将凹槽的开口密封(例如用超声焊接)。当容器是由PEN制成时，容器在装液和密封后可以用通常的低热消毒法消毒，因为PEN是耐热性的，能够承受低热消毒的温度。但是，当容器是由PET形成时，通常必须在无菌条件下将饮料装入容器和进行密封，以避免以后需要加热消毒。

我们还发现，所述的至少一个上部受限小孔最好是由长度大于宽度的通道限定。这是因为当容器受到粗暴搬运时这种结构更能防止内置件中气体的流失。因此，在限定这种小孔的那部分中空体是由薄壁材料(例如金属)形成的情形，这种通道宜由连接在该部分中空体内小孔中的分别形成的某个元件限定，或者最好是，由该材料本身制成的合适的成型部件(例如用深拉或冲击挤压操作成型)限定。在中空体是由塑料材料形成的情形，该通道可以与主体一起模制。

所述的至少一个上部受限小孔最好是位于锥形通道的一端，通道的另一端则朝中空体内部开口。锥形通道的长度以至少1.5mm为宜，锥的夹角优选为约5-20°，最好是约5-12°。最好是，上部受限小孔的直径约为0.25mm，开向中空体内部的锥形通道另一端的直径约为1.2mm。

如果使用热固性树脂(例如环氧树脂)将中空体(或它的一部分)固定在容器的底壁上，则在塑料中空体内形成锥形通道特别方便，该塑料中空体可以由聚丙烯或更耐热的塑料材料(如尼龙)构成。

所述的至少一个下部的受限小孔最好是限定在一个锥形通道的一端，通道的另一端通向中空体内部，锥体朝所述的下部受限小孔的方向缩小。锥形通道的长度以至少1.5mm为宜。锥的夹角宜为约5-20°，最好是约5-12°。

锥形通道可以是截头园锥形，也可以是喇叭形或漏斗形，即，通道朝向中空体内部的一端有一个弧形的端部扩张部分。

限定了所述的至少一个上部受限小孔和/或至少一个受限下部小孔的锥形通道，最好由分布在中空体内一个局部凹槽中的喷管构成，以便使在将中空体(或其部件)置于容器内之前的处理期间喷管受到损伤的危险减少到最小程度。

为了将中空体(或它的一部分)固定到容器的底面上，最好是使用环氧树脂(例如一组分环氧树脂)而不用热熔性粘结剂或压敏性粘合剂。

在中空体是由铝构成的情形，最好在上面涂漆以防止饮料和铝之间的直接接触。或者是，可以使用不锈钢来构成肯定要与所用的饮料相接触的惰性表面。另一种方法是，可以使用镀锡或涂漆的钢。

上部和下部受限小孔可以安排成，当把容器倒置消毒时，或者(a)只有所述的至少一个下部受限小孔暴露在液面上空间中，或者(b)上部和下部受限小孔都处在倒置的容器内的液面上空间中。因为所有实施方案中使用的中空体都有上部和下部受限小孔，所以在密封和增压时液体比较容易进入中空体。实际上，密封后在短到大约4秒钟内即有大量液体进入中空体。换言之，在这样的情况下容器主体与中空体之间的压力很快达到平衡。如果在密封后不可能足够快地倒转容器以便防止大量液体进入中空体，则只要中空体内的液面比容器主体内的液面高，液体就有可能从中空体内排出。在这方面，最好是将上部受限小孔安排成在倒置的容器内浸没在容器主体内液体表面下最小可能的深度处，目的是为了促进中空体内液体的最大排出量。这样可以使为将指定体积的气体保留在中空体内所需的中空体的尺寸减至极小。虽然理论上讲当中空体的任何部分都不浸没在倒置罐主体中的液体内时，中空体能发生最完全的排液，但实际上在这种情况下存在着上部受限小孔的泡点效应阻止液体从中空体内适当排出的危险。

当中空体在置于容器内之前一个换一个地在传送带上运输时，可能存在一个中空体的突边搭在相邻中空体的突边顶上的趋势。这会造成操作困难。为了克服这一缺点，突边向外伸出超出中空体主要部分的四周的范围最好是不足以达到能搭在相邻的中空体的突边上的程度。

在一项优选的实施方案中，突边不超出中空体外缘进一步向外伸出。这可以用形成一个具有颈缩区的中空体来做到，突边由颈缩区向外伸出。所述的至少一个下部受限小孔最好形成在颈缩区，以便尽可能地靠近容器的底面。

还应了解，因为本发明中使用的中空体内有上部和下部小孔，所以与其中只有单独一个受限小孔的中空体相比，用氮或其它惰性气体冲洗以除掉其中的空气要容易得多，因为可以只经由上部小孔吹入惰性气体冲洗，经由下部小孔顶替走空气，反之亦然。另外，利用本发明使用的中空体，象EP-A-0520646一样，不需要将液体容器倒置消毒，从而确保受限小孔保持在液面上的空间里，当然，如果由于其它原因的需要，也可以将容器倒转进行消毒。

根据本发明的第二方面，提供了一种制造根据所述的本发明第一方面的密封和可开的液体容器的方法，该方法包括以下步骤：在容器内形成一个充气的中空体，该中空体有至少一个上部受限小孔和至少一个下部受限小孔，上部和下部受限小孔提供了中空体内部和外部之间的连通；用液体将容器部分地充满，以便在容器内留下第一液面上空间；和将容器密封并加压处理。

该中空体最好有一个开口端和一个在开口端四周的突边，并且通过将中空体固定在容器内的方法装在容器内，使该中空体的突边与容器的底壁密封连接。

中空体最好是用一种粘结剂固定在容器内，粘结剂分布在中空体的突边与容器的底壁之间。

在容器用液体部分地充满之前，最好还用非氧化性气体(如氮气)冲洗中空体，其作法是经过所述的至少一个上部受限小孔向中空体内通入所述气体，以便经由所述的至少一个下部受限小孔冲洗出中空体内的空气。

现在将参照附图说明本发明的实施方案，其中图1是表示本发明一种饮料容器的示意侧视图，画出的容器的状况是已部分地充满饮料，但尚未封顶和增压；

图2是表示饮料容器在密封、增压和低热消毒后的轴向截面图；

图3是表示饮料容器刚打开后的轴向截面图；

图4和5是其它实施方案的轴向截面图；

图6是根据本发明另一实施方案构成容器内所用内置件一部分的中空体的示意透视图；

图7是包含图6的内置件的容器底面部分的横截面示意图；

图8是低热消毒期间的图7容器的视图；

图9表示图6内置件第一种变型的片断图；

图10是图6内置件第二种变型的片断图；

图11是另一种形式中空体的示意图；

图12是具有一个上部受限小孔的图11中空体的细节截面图；

图13是具有一个下部受限小孔的图11中空体的细节截面图；

图14是与图11相似的另一实施方案的示意图；

图15至17示意表示了由吹塑法制成的容器的底面中朝外开口的凹槽形成中空体的过程。

参看图1，画出了一个顶部12开口的部分完成的饮料容器10。一个由封闭的中空体18限定的内置件14用一层粘结剂(例如热熔性粘结剂)16固定在容器10的底面上，但是也可以用机械方式固定(未画出)，例如利用环箍或底脚紧靠容器10的底面固定或与其压合。在此实施方案中，中空体18可由任何合适的食品级塑料材料或带适当涂层的铝、铝合金或钢构成。中空体18在其上下面分别有一个园形截面的朝上和朝下的受限小孔20与22，它们提供了中空体18内部与容器10内部之间的连接。在此实施方案中，孔20与22的直径相同(0.4mm)，虽然这并非必须。

容器10在大约0℃下部分地充满充气饮料24(例如啤酒、麦芽酒、浓烈黑啤酒或陈贮啤酒)，留下第一液面上空间26。在这种条件下，上部和下部受限小孔20和22浸没在容器10内的饮料24中。在这一阶段，一些饮料可能进入内置件14中。然后向液面上空间26中加入少量液氮，其数量足以将液面上空间26的空气冲洗走，并且在用工艺上熟知的方式在饮料容器10上加顶封口之后提供必要的增压。在容器加压时，受压的饮料至少经过受限小孔22并经过受限小孔20进入内置件14的内部。这造成了内置件中的气体被压成图2所示的状态，直到达到压力平衡。在这种状态，在内置件中饮料液面上形成了第二个液面上空间23。上部的受限小孔20开口在这个第二液面上空间23中，而下部的受限小孔22则完全浸没在饮料中。但是应当了解，根据正常的装罐步骤，饮料容器在密封后要进行低热消毒(通常在倒置状态)，然后冷却、包装以及分发、销售。在倒置时，容器的结构安排成内置件的位置使上部受限小孔20刚好低于容器10内的液体24的表面，以致于能进入内置件14中的液体极少。在低热消毒期间，容器内的压力由于消毒时的高温而大大增加(但相对缓慢)，但是随后被强制冷却或自然冷却，回到环境温度。

当使用例如顶28上的拉环30打开容器10时(见图3)，容器10内的压力立即释放，从而在上部受限小孔两边产生很大的压差。这一压差超过了泡点，引起内置件14的第二液面上空间23中的气体从上部受限小孔20喷射出来，促使在将饮料倒入玻璃杯中时形成一连串气泡，并在液面上形成丰富而浓厚的泡沫。因为饮料的流动阻力比气体大得多，所以几乎没有饮料经过下部受限小孔22从内置件14流出。

利用上述的内置件，比较容易用氮或任何其它合适的惰性或非氧化性气体冲冼内置件14以便在使用内置件14之前顶走其中的空气，这是因为设置了小孔20和22。冲洗气可以经由小孔之一(例如上部受限小孔)引入，以便经由另一个受限小孔从内置件中顶替走空气。与冲洗走只有一个受限小孔的内置件中的空气相比，这项操作要简单得多。

在图4所示的另一实施方案中，内置件14的主体18带有多个上部受限小孔20和单独一个下部受限小孔22。这就使得泡点效应能够保持，同时在打开容器10时穿过孔20的气流速度有可能更大。一般来说，孔20和22的直径约为0.4mm。

在图5的实施方案中，提供了许多个上部受限小孔，它们被安排成在打开容器时向下朝饮料中喷射气体。

在所有上述的内置件实施方案中，可以将内置件做成能用例如搭扣固定方式连接在一起的两个部件，而两部件之间无需气密密封。

现在参看图6至8，它们只画出了容器中靠近底面的区域，容器的其余部分则如上所述。在此实施方案中，内置件14由中空体18限定，该中空体有一个周围带环形突边18a的开口下端，中空体为截头园锥形，它与容器10的底面10a朝内凸出的曲率相一致。中空体18由突边18a向内朝顶面18b以截头园锥的方式逐渐变细，顶面18b上有上部受限小孔20。下部受限小孔22则设置在紧靠突边18a之上的内置件主体18的下端。

象容器10一样，中空体14由铝构成，在其中形成了孔20和22之后将其涂漆，以便使包括孔20和22的壁面在内的罐10与内置件14的所有表面都涂上漆。或者是，可以使用镀锡的钢来代替铝。用一层热熔性粘结剂16将中空体18固定在容器10内，粘合剂层以围绕突边1 8a的环形布置，它还对突边18a和底面10a之间的连接起密封作用。

可以通过在突边18a的四周形成一条热熔性粘结剂环带并令其冷却，将中空体18装配到容器10中。于是，将容器10的底面10a加热，将带有热熔性粘合剂16的中空体18插入容器10(它在这一阶段顶部开口)中，对着加热的底面10a施压以便将热熔性粘合剂活化。然后将此组合件冷却，使中空体18固定在底面18a上。或者是，可以使用压敏型粘结剂16或是两组分型的活性粘合剂，例如硅油基粘合剂。在这一阶段，可以使用观测系统检查其中装有内置件14的容器10的粘结缺陷，以保证有一条粘结剂16围绕突边18a的整个周边，并且保证不存在不希望要的粘结剂团滴或挤出物。随后可以将检查过的容器10转移到装液线上充装啤酒或其它饮料。刚好在容器10进入装罐机之前，用惰性气(如氮气)清洗内置件14以便将内置件14内的氧的比例稀释到所要求的程度(一般为约1％体积氧)。在这之后，向容器10中装入饮料，密封并用液氮增压，然后按照上述以倒置的状态低热消毒。

在用液氮增压期间，液氮快速沸腾使压力急速上升，结果饮料经过孔20和22压入。这会在内置件14中的饮料24b之上形成顶部泡沫24a。当容器10倒置消毒时，最初内置件14中含有泡沫24a和啤酒24b，如图8所示。在孔22上可能形成由泡沫24a构成的液体薄膜，以防止内置件14中的饮料24b的液面下降到罐主体内饮料24的液面。在容器10于低热消毒期间加热时，罐18内所造成的压力增高可以引起在孔22上形成的液膜破裂，并使得内置件1 4中饮料24b的液面下降到容器10主体内饮料24的液面。于是，在低热消毒期间，内置件14充入了来自倒置容器10中液面上空间26里的高压气体。

在低热消毒之后，将容器10于仍然倒置的状态下冷却到环境温度。

在贮存、运输和最终开启容器期间，内置件14以与上述图1至5内置件相同的方式工作。

在图9中，画出的图6至8的内置件带有一个分别形成的元件50(例如聚丙烯元件)，将它推入到末端18b的孔隙中，该元件有通道52贯穿其中。在此实施方案中，通道52以截头园锥形式朝上逐渐变细，其上端限定了小孔20。通道52的长度比孔20的直径大得多。在此实施方案中，长度与直径比约为7∶1。

在图10中，通道52在用来形成中空体18的材料上用深拉或冲击挤压操作制得，从而形成截头园锥形的渐缩部分50。使用这样一种细长的通道52可以在即使容器受到粗心或草率的搬运时仍能较为有效地保持泡点效应。

现在参看图11至13，与图6至8的内置件相似的那些部件用同样的参照数字标记。中空体18通过沿主体18的轴向进行压制而制成。在此实施方案中，中空体18有一个平面的(即，非锥形的)园柱形区域18c，它由顶面18b起延伸到主体18的大部分长度。在远离顶面18b的另一端，园柱区18c与肩区18d会合，18d以截头园锥的形成朝下和朝内渐缩，形成一个颈缩区18e，由该处向外伸出突边18a。突边18a的外径或多或少地小于园柱区18c的直径，因此当一排中空体18在装入容器内之前一个挨一个地传送和运输时，不会有一个中空体18的突边18a搭在相邻中空体的相应突边上的危险。

在这一实施方案中，突边18a包括一个内突边部分18f，它在本实施方案中以与水平面成约16°的锥角的方式自颈缩区18e向外伸展，以便适合容器底面10a的曲率(见图7)。突边18a还包括弯曲的外缘部分18g，它紧靠在容器的底面上，防止了当主体18压靠在容器底面上太紧时粘结剂被挤出。外缘部分18g保持了内突边部分18f和容器底面之间有固定的间隙，粘结剂可以展开进入此间隙。

形成的顶面18b有一个中心凹槽54，其底面上有一个带有上部受限20的以截头园锥形式延伸的渐缩部分50。部件50整个位于凹槽内，使得小孔的位置刚好低于上表面18b的平面。利用这种方式，保护了部件50和小孔20在插入容器内期间或之前免遭偶然性损伤。

在这一实施方案中，下部受限小孔22位于颈缩区18e，颈缩区的直径比园柱区18c约小30％。此实施方案中的中空体18的轴向长度使得带有上部受限小孔20的顶面18b刚好位于倒置罐内饮料表面的下面(图8)。这就可以使在倒置前已进入内置件的饮料能几乎完全从内置件14中流出，从而使容器在倒置状态时截留在内置件内的气体体积最大。这样作的优点是，在卷合密封之后和压力平衡之前，不需要采取特殊措施将容器倒转。这对于本发明的有上部和下部受限小孔的内置件特别有利，因为在密封后内置件和容器主体之间的压力平衡建立很快，通常在1到2秒钟内。但是，完全的压力平衡可能会延迟大约7-12秒，因为罐压本身在密封后由于液氮继续蒸发而会继续上升5-10秒钟。

最好是，截头园锥形部件50的长度约为3mm，由凹槽54的底面处约1mm的最大直径均匀地逐渐减小到约0.3mm的最小直径(上部受限小孔20的直径)，而凹槽54的总深度比部件50的长度约大0.5mm。下部受限小孔22的直径最好与孔20大致相同。

参看图14：中空体18具有按照与图11和12所示的上部受限小孔20相同的方式形成的下部受限小孔22。但是，与图13的孔22不同，图14的孔22是位于园柱形区18c而不是在颈缩区18e。下部受限小孔22形成在部件60的外端，部件60有一个长度至少为1.5mm的漏斗形园锥。在此实施方案中，孔22的直径为0.3mm。设置这种形状的部件60起着促进在容器倒置消毒阶段小孔22上可能形成的液膜破裂的作用，此时孔22和部件60处在倒置容器的液面上空间中。在这一阶段，内置件18中多余液面的静水压强趋向于将液膜由孔22向内拉，使其变得越来越紧，直到它爆裂，使排液容易经由小孔20进行。

正如由图14可知，部件60处在一个园柱区18c内的局部凹槽62中，以便尽可能地保护它免遭偶然的损伤。

在另一项改良中(未画出)，在合适的塑料模制件内形成一个或两个部件50及60，该模制件推入金属内置件的空隙中与之配合。

现在参看图15至17，它们示意表示了与容器10的底面10a整体形成中空体18的方法。在此方法中，图15表示一个用吹塑法由PET或PEN构成的容器10，其底面10a上带有朝外开口的凹槽70。这可以在一台园盘传送带型机器上进行，以便使所形成的模制件可以换位进入钻台，在钻台上将带有热针74和76的工具72(图16)从下面引入到凹槽70并起动操作，从而使热针74和76在所要求的位置处刺穿凹槽壁面，分别形成受限小孔20和22。随后，将刺过孔的容器10换位到一个超声波焊接台，在那里用园片78将凹槽70的开口封住，从而使中空体18闭合与密封。

Claims (22)

1.一种密封和可开启的液体容器，该容器被增压到压力高于大气压，并部分地装满液体(24)，从而限定了该容器(10)内的一个第一液面上空间(26)，和一个中空体(18)，该中空体(18)有至少一个上部受限小孔(20)和至少一个下部受限小孔(22)，所述上部和下部受限小孔(20和22)提供了中空体(18)的内部与容器(10)内部之间的联结，中空体(18)的内部部分地装满液体，以便使：(a)所述的至少一个上部受限小孔(20)开口在中空体(18)内液面上限定的第二液面上空间(23)中，和(b)所述的至少一个下部受限小孔(22)浸没在液体中，而所述的至少一个上部受限小孔(20)尽管与容器内的液体连接，但其大小使它仍能有效地密封，防止气体从第二液面上空间(23)进入容器(10)的液体(24)内，直到容器被打开。

2.权利要求1的一种容器，其中中空体(18)由内置件(14)构成，它是一个封闭的中空体。

3.权利要求2的一种容器，其中封闭的中空体(18)有突边(18a)，藉助它将中空体在容器(10)内固定就位。

4.权利要求1的一种容器，其中中空体(18)包含一个有开口端的内置件(14)，该内置件有能使开端被容器(10)的壁面(10a)密闭的突边(18a)，从而使中空体(18)的内部与容器内部仅通过受限小孔(20和22)连接。

5.权利要求3或4的一种容器，其中壁(10a)是容器(10)的底面，突边(18a)与它所连接的容器(10)的部分底面(10a)基本吻合，中空体通过突边(18a)与上述的部分底面(10a)的连接固定在容器(10)中。

6.权利要求3、4或5的一种容器，其中的中空体(18)通过一层粘合剂(16)固定在容器(10)内，该粘合剂分布在突边(18a)与壁面(10a)之间，还起着密封突边(18a)与壁面(10a)之间的接点的作用。

7.前述任何权利要求的一种容器，其中所述的至少一个上部受限小孔(20)是位于或靠近中空体(18)的上端。

8.权利要求3至7中任何一项的一种容器，其中所述的至少一个下部受限小孔(22)是位于中空体(18)内靠近突边(18a)处。

9.前述任何一项权利要求的一种容器，其中所述的上部受限小孔(20)由通道(52)限定，其长度大于孔(20)的宽度。

10.权利要求9的一种容器，其中通道(52)呈园锥形，所述的上部受限小孔限定在锥形通道(52)的一端，通道的另一端则朝中空体(18)的内部开口。

11.权利要求10的一种容器，其中的锥形通道的长度至少为1.5mm。

12.权利要求10或11的一种容器，其中通道(52)的锥体夹角约为5-20°。

13.权利要求10至12中任何一项的一种容器，其中所述的至少一个下部受限小孔(22)限定在锥形通道(60)的一端，通道的另一端开向中空体内部，园锥朝下部受限小孔(22)的方向逐渐缩小。

14.权利要求10至13中任一项的一种容器，其中锥形通道(52或60)由位于中空体(18)中局部凹槽内的喷管构成。

15.权利要求3-14中任一项的一种容器，其中突边(18a)向外的伸展不超出中空体(18)的外缘。

16.权利要求15的一种容器，其中中空体(18)有一个颈缩区(18e)，突边(18a)由该处向外伸展。

17.权利要求1的一种容器，其中中空体(18)由容器(10)的底面(10a)内朝外的凹槽(70)限定，用一台盖板(78)将面朝外的凹槽(70)密闭。

18.制造权利要求1的封闭和可开启的液体容器的方法，该方法包括的步骤有：在容器(10)内提供一个充气的中空体(18)，该中空体有至少一个上部受限小孔(20)和至少一个下部受限小孔(22)，该上部受限小孔和下部受限小孔(20和22)提供了中空体(18)内部与外部之间的连接；用液体(24)将容器(10)部分充满，以便在容器(10)中留有第一液面上空间(26)；将容器(10)密封并增压。

19.权利要求18的一种方法，其中的中空体(18)有突边(18a)，将中空体(18)固定在容器(10)中，使得突边(18a)与容器(10)的底面(10a)相啮合，以这种方式将中空体(18)装配在容器(10)中。

20.权利要求18的一种方法，其中中空体(18)有一开口端和围绕此开口端的突边(18a)，将中空体(18)紧固在容器(10)中使得突边(18a)与容器(10)的底面(10a)密封啮合，用这种方式将中空体(18)安装在容器(10)中。

21.权利要求19或20的一种方法，其中中空体(18)用粘结剂(16)固定在容器内，粘结剂分布在突边(18a)与容器(10)的底面(10a)之间。

22.权利要求18至21中任一项的一种方法，其中在容器(10)部分地装满液体(24)之前，将一种非氧化性气体经过至少一个上部受限小孔(20)通入中空体(18)，使中空体(18)内的空气经过至少一个下部受限小孔(22)被冲洗走，以此对中空体(18)进行冲洗。

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