CN117242008A - 瓶子 - Google Patents

Abstract

一种瓶子，其特征是通过螺旋缠绕管制造工艺一体形成的管状本体部分(13)。肩部部分(11，15)结合到本体的第一端部，以及基部部分(14)结合到本体部分的相反的第二端部。肩部部分包括内肩部(15)和外肩部(11)，内肩部和外肩部为颈部(12)提供相互支撑并且提供结构上常见的饮料包装形状，诸如扁瓶或瓶子。颈部可包括与内肩部(15)的配合表面(23)接合的平截头状端部(26)。

Description

瓶子

技术领域

本发明涉及一种基本上由纸形成的瓶子，使得最大限度地减少塑料的使用。该瓶子是一种可用于容纳液体(例如饮料)的消费者包装的形式。

背景技术

减少消耗品、特别是包装中的塑料使用是所希望的。托盘和简单形状通常由纸浆制成，但更复杂的物品和需要容纳液体的物品更难设计。

已经提出了由实质性纸质构造制成的瓶子。例如，US10526120描述了用于将肩部组件装配到主体的策略。瓶子的肩部和本体是由热成型纸浆制成的，但由于制造工艺的限制，不能一体制成。由生物塑料制成的颈部部分附接到肩部，肩部随后配合并附接到主体。该瓶子的目的是由于实质性纸质构造和生物塑料颈部，它是可生物降解的。

从US2020407100已知纸基瓶的另一示例，其特征为螺旋缠绕纸质本体。肩部构造相对较初级，强度和美观考虑有限。

发明内容

本发明旨在提供一种主要由纸制成的瓶子，其是对已知制造方法的改进或至少是替代。理想情况下，纸含量和结构使得其足以满足当前和未来在纸回收流中的回收要求。

如由本发明人所确定的，一种应用于制造纸基瓶的本体的技术涉及使用纸片螺旋缠绕以形成管。几十年来，这种技术在生产(例如，用于海报/艺术品的)保护性圆筒、作为卷状产品(例如，胶带或包装纸)和一些包装解决方案的芯方面已为人所知。事实上，现有技术示例US2004052987提出了一种罐结构，其中侧壁是螺旋缠绕纸。然而，要作为瓶子使用，有必要装配合适的肩部/颈部和基部。此外，整个容器必须是液体密封的，以便适合储存饮料和其他液体。

在实现本发明的广泛方面，限定了根据权利要求1所述的瓶子。根据本发明的制造方法限定在权利要求22处。在从属权利要求中概述了其他有用的特征。

本发明最广泛地被认为是由三个主要部件构成的瓶子，三个主要部件即：通过制造工艺(诸如用于制造螺旋缠绕管或芯的制造工艺)一体形成的管状主体；肩部(可包括颈部或通过它提供的颈部配件)；以及基部配件。这三个部件装配在一起，以形成了实质性瓶子形状。“瓶子”形状是指具有过渡到比实质性本体更窄(通常是小直径)的颈部部分的肩部的形状，实质性本体提供了储存液体的大部分容积。基部提供了瓶子可直立在其上的表面。螺旋缠绕纸制造工艺能够生产相对结实和刚性(例如，通常不可横向压缩并且非常结实以用于竖向堆叠)的本体，其能够实现高价值液体所需的优质成品。本体的壁的厚度可以根据在制造过程中执行多少次卷纸来选择(例如2.5毫米)。螺旋构造区别于纸浆本体，纸浆本体必然具有容易受到横向压缩的较薄的壁(例如1毫米)、并且难以成型为细长形。此外，形成螺旋缠绕本体的纸可以来自于回收源，而通常纸浆本体更可能由原浆生产。

肩部、颈部和/或基部部分可以以合适的工艺(最优选地也是基于纸浆的方法，诸如模压成型)由多个部件形成。目前预计，如果不能由纸形成，至少颈部部分可能需要由呈现对螺纹具有令人满意的扭矩强度的常见塑料(诸如PET、HDPE或PP)成型。本文所述的肩部构造的主要示例包括两部分式构造，即内肩部和外(或上)肩部。上肩部覆盖/隐藏与主体连接的内肩部的边缘。

然而，值得注意的是，上肩部至少部分地出于美学考虑并且不必在本体上形成封闭件以容纳内容物。因此，由纸浆热成型的坚固的“内肩部”可以与本体、背部和颈部组合(在本上下文中)独立地作为一种新颖的构造。

在一种形式中，颈部配件可设置有热封到肩部部分的卡扣特征。例如，卡扣环被卡扣式装配到颈部配件上，以将肩部的表面夹在肩部自身和颈部配件靠近主体的端部的凸缘之间。颈部配件也可以可替代地螺纹连接或胶合到肩部。

实质性肩部件可以热封到主体。上肩部可以是装饰性的和/或为热封到本体的颈部和内肩部提供增强的结构支撑。优选地，上肩部被紧紧地固定到主/内肩部件，从而提供强度以防止颈部配件在顶部负载下被推开。可替代地，部件可以声波焊接或拧到配件上。在进一步的形式中，间隔插入件可以将肩部件(即，作为主体的端部部分的件)和外“上肩部”间隔开。

在一种形式中，各个部件的内表面至少在接触/接缝区域处用可热封层涂覆或层压。层压是目前优选的形式，但喷涂也可以根据使用领域优化以用于本发明。在进一步的形式中，可以提供内袋。

如前所述，为了将颈部装配到肩部，要么将颈部插入件模制到肩部中或肩部上，要么颈部可以包括两个部件：主部段和内部段。这些件可以拧接/螺纹连接、焊接、胶合或卡扣式装配在一起，从而将肩部夹在它们之间。

主体部分可以是任何横截面(例如圆形(最常见的瓶子形状)、矩形(扁瓶形状)，“圆角方形(sqround)”(通常为方形但具有圆角)或任何其他封闭的几何形状)的管，即原则上由螺旋缠绕的纸层构成的管可以采取任何封闭横截面的形式。内层可以是防止液体流出的阻挡层。装饰/标识材料可以直接印刷在外层上或并入到环绕主体的套筒中，其有可能是热收缩并与肩部和基部重叠。

在特定形式中，肩部部分是由热成型纸浆制成的端部/盖。它可以包括中央开口以接纳颈部配件。同样，基部部分可以是由成型的纸/卡或纸浆制成的端部，以封闭主体的开口管。

在一种形式中，颈部是可回收或诸如PET、聚乙烯(HDPE)、PP的至少可分离的材料的螺纹配件，其提供倾倒口和用于固定盖子的螺纹。颈部部分可以可替代地适用于其他封闭类型，诸如软木塞或可重新封闭的口(例如“吸管瓶(sipper bottle)”)。

在一种形式中，本体和基部可以被卷曲/缝制在一起。在一种形式中，本体和肩部可以在相同横截面的边缘处对接在一起，其中，优选地在结合本体和基部之前，单独的环部件被胶合在两个部件的内侧，最终完成/封闭瓶子的形状。

虽然接缝可能是可见的，但肩部和主体可以具有在整个包装的外表面上、在肩部和主体之间的平滑/连续的过渡部，以实现传统的瓶子或扁瓶形状。可以应用套筒/标签层来覆盖肩部和管状主体之间任何其他可见的结合部。

附图说明

图1图示了基于本发明的原理的瓶子构造的外部透视图；

图2和图3分别图示了根据图1的瓶子的前剖视图和侧剖视图；

图4图示了从上方看的瓶子的结构部件的分解图；

图5图示了颈部到肩部的组装方法的一系列侧剖视图；

图6和图7分别图示了从上方和下方观看的本发明的另一实施例的经分解的部件的透视图；以及

图8图示了“圆角方形”的实施例的经分解的部件的透视概图。

具体实施方式

以下描述呈现了示例性实施例，并且与附图一起用于解释本发明的原理。然而，本发明的范围并不旨在被限制于实施例的精确细节或对所有步骤的严谨遵守，因为对于技术人员来说，变型将是明显的，并且被认为也被该描述所涵盖。本文所使用的部件的术语应作广义解释，也包括等效的功能和特征。在某些情况下，已经提供了结构特征的几个可替代术语(同义词)，但这些术语并不意味着是详尽的。

描述性术语也应给予尽可能广泛的解释；例如，本说明书中使用的术语“包括(comprising)”是指“由……至少部分地组成”，使得在解释本说明书中包括术语“包括”的每项陈述时，除了该术语或该术语前面的那些特征外，还可能存在其他特征。诸如“包括(comprise)”和“包括(comprises)”相关的术语将以相同方式解释。诸如“竖向”、“水平”、“向上”、“向下”、“上部”和“下部”的方向性术语是为了方便解释而使用的，通常参照图示，如果可以用可替代的尺寸和/或方向实现同等功能，则不旨在最终限制。本文中的术语“管状”通常是指细长/挤压型中空形状，尽管管可以具有比其长度更大的直径。管的横截面可以是圆形的或任何其他闭合形状。

本文的描述指的是具有制造步骤或特征的特定组合的实施例，然而，可以设想，实施例之间的兼容步骤或特征的进一步组合和交叉组合将是可能的。实际上，独立的特征可以作为独立于其他特征的一个发明而起作用，并且不一定需要实现为完整的组合。

图1至图4图示了扁瓶形瓶子的概图。即，瓶子10包括肩部部分11、包括颈部12，肩部部分11结合到管状主体13。主体13由一种制造工艺形成，在该制造工艺中，连续的纸片利用粘合剂和/或压缩力螺旋卷绕在旋转芯上。以此方式，与例如由压缩的/热成型的纸浆形成的壁部相比，螺旋缠绕本体将具有优异的强度，既能抵抗侧向压缩/挤压瓶子侧壁，又能竖向地堆叠。

基部部分14提供了抵靠本体13的端部封闭件以及瓶子可以直立在其上的表面。

由图2示出了扁瓶的侧立面剖面图。肩部11以模压成型工艺优选地由纸浆形成为包括边缘的结构，以用于提供表面以抵靠本体13热封。颈部12可以共同模制到肩部11中，或者如所图示的，由与上肩部11和内肩部结合的几个部件形成，以提供结构强度。

基部14可以包括与本体13配合的沟槽或沟道状的特征，但由于在使用中，基部大部分是隐藏起来的(即，最小化的美观考虑)，接触地面的周界凸缘18就足以提供稳定的支撑，使得瓶子能够直立。很明显，基部14的直立壁19为加热工具提供了足够的表面，使其可以夹在该壁和本体13的相邻壁上。

图3和图4示出了图2所示的肩部布置的进一步内部细节。具体地，肩部11是提供了较平滑的弧形拐角外观的外肩部模制件，其被装配在提供主要结构支撑的内肩部部分15上。

如由图2和图3所图示的，实质性表面11、15之间存在明显的空气间隙，然而在一种形式中，表面11的下侧部可以与内肩部15的至少一部分例如在接触点16处接触(即，夹靠)。

参照图4，图4最好地图示了瓶子组件的组成部分是如何装配在一起的，用于盛装液体的实质性扁瓶容积由内肩部部分15限定并由基部14封闭，内肩部部分15被配置成用于连接到管状主体13。本体13以虚线示出，以表示任何细长的连续管状形状。基部部分14提供了抵靠本体13的端部封闭以及瓶子可以直立在其上的表面。

如前所述，肩部结构包括用于提高结构刚度的内肩部15和外肩部11，其中，外颈部配件12通过近端部凸缘20紧靠外肩部11中的外开口17。位于颈部中间的环形凸缘21提供了脊部，该脊部用于接纳扭转盖封闭件等的紧定安全特征。在从内肩部15中心延伸出来的平截头(frustum)状支撑件23处的内开口22紧靠并对准接触表面16(图2)处的开口17的另一(内)侧部。第一/外颈部配件12通过与第二内颈部配件24耦接而固定，第二内颈部配件24包括管状元件25和大致从管状壁25扩口的平截头状基部26。

截面视图图2和图3示出了第二颈部配件的管状元件25被第一颈部配件12的内孔接纳，而锥形(tapered)平截头表面26、23接合并形成对接和防扭特征。换句话说，匹配的大致六边形基部的平截头棱锥体的形状接合并提供了防止第二颈部配件24相对于纵向轴线扭转的结构支撑。第一颈部配件12可以与第二颈部配件24键式接合，和/或在任何情况下可以与之胶合或声波焊接。

从平截头支撑件23径向延伸的一个或更多个肋27(模仿锁骨)为内肩部15提供额外的刚度。从组合配置中可以明显看出，上肩部11(主要起美观功能)提供了结构强度，以支撑抵靠内肩部15的边沿28，使得多个部件可以由纸浆形成，从而使整个产品基本上可回收。边沿28提供了可以抵靠本体13的顶部开口边缘粘附/焊接的凸缘。支撑边沿28、与内肩部15形成整体杯形的面向外的直立壁29还提供了用于连结/结合到螺旋成型的主体13的表面。

肩部15的结构可以被认为是一个独立的可分割的发明，用于与本体13和颈部12组合以包括瓶子；即，用于接纳到本体13的开口端部的内壁中并粘附到本体13的开口端部的内壁的杯状端部，可选地包括从抗扭颈部支撑元件辐射的支撑肋。

在替代形式中，颈部结构可以包括附加的间隔层或壁层。如果制造工艺允许，直立颈部部分可与内肩部一体形成。同样地，直立颈部也可以与外肩部一起形成。以此方式，内肩部的颈部可以部分地接合到外肩部的颈部，以将内肩部和外肩部连结在一起。进一步的内部肋可以接合，以提供部件之间的接触(例如，用于结合的)表面。

根据图5图示出了颈部的可替代形式，其中，例如普通塑料的颈部模制件12可以包括在靠近本体13的端部处的凸缘30，当颈部12插入穿过部分15表面中的开口17时，凸缘30执行对接特征。在该示例中，凸缘30可以热封或胶合到肩部15，或者可替代地通过诸如固定环31的物理部件来固定，固定环31卡扣装配到围绕颈部12周界延伸的环形脊部32上。根据图5的最下方的截面图，肩部15和装饰性外层11被夹在凸缘30和环31之间。

颈部12可以包括用于盖子或诸如软木塞或可自封闭孔的其他封闭装置的螺纹。

图6至图8示出了根据本发明的瓶子的两个另外的实施例，即，分别为圆筒形和“圆角方形”的本体形式。相同的附图标记用于表示相同的结构特征，例如，上肩部11、颈部12、本体13、基部14以及具有边沿28的内肩部15以及用于粘附至本体13的内壁的直立接触壁29。

颈部12，如上所述，包括外管状元件(用于接纳盖子)和内元件24，该内元件24被配置成穿过内肩部11中的开口17和/或外肩部15中的开口22。

在图6和图7所图示的实施例中特别值得注意的是，肩部15的内部结构的突出性质与上肩部11的对应环形接纳表面相匹配。在该示例中，绕中心柱33的径向肋27在被接纳到上肩部11中时用作相互定位元件和刚度增强件。在一些形式中，内肩部和外肩部的肋的实质表面可以夹在一起以形成特别坚固/加强的肩部形式。

本发明的瓶子优选地使内部具有耐液性，即，这样的容器适合灌装饮料。保护层可以使用例如喷枪穿过颈部喷涂在内表面上，或者使该层与每个部件所用的纸质材料成为一体。可替代地，可折叠袋子可以容纳在本体13内，并用颈部12密封。这种袋子(和相关联的普通塑料颈部配件)优选地在分离过程中可拆卸，以便回收。

本发明可以概括为一种制瓶工艺和相关产品。瓶子包括通过螺旋缠绕管制造工艺一体形成的管状本体部分。主体的横截面可以从各种封闭形状(例如，圆形、方形、矩形、三角形)中选择。事实上，任何多边的或弯曲的形状。两件式加强肩部构造结合到本体部分的第一端部，基部部分结合到本体部分的相反的第二端部。两件式肩部包括内肩部和外肩部，内肩部和外肩部为颈部提供相互支撑，并提供结构上熟悉的饮料包装形状，诸如扁瓶或瓶子。颈部可以包括与内肩部的配合表面相接合的例如平截头状的扩口端部。加强元件(诸如肋)可以设置在内肩部和外肩部中的一个或两个上，其可选地配合在一起以用于进一步的加强。

从本申请可分离出来的发明可被视为仅根据“内肩部15”的纸浆形成的肩部结构。换句话说，嵌入到管状主体壁中并抵靠该管状主体壁的杯状肩部构造包括：用于连结/结合到由纸制成的主体的顶部开口边缘的周界凸缘/边沿28，用于结合到主体13的内壁的支撑边沿28的面向外的直立壁29。肩部可以包括从中心颈部支撑部分伸展出来的支撑肋，该支撑肋例如形成为平截头圆锥形的形状，用于与颈部组件的互补部分耦接。平截头圆锥形或等效的非圆形匹配形状为颈部提供了增加的扭矩和顶部负载强度。

Claims (23)

1.一种瓶子，包括：

管状本体部分；

肩部部分，所述肩部部分结合在所述本体部分的第一开口端部处；以及

基部部分，所述基部部分结合在所述本体部分的第二开口端部处；

其中，所述肩部部分包括两部分构造，即，结合到所述本体部分的内肩部以及结合到所述内肩部和/或本体的外肩部。

2.根据权利要求1所述的瓶子，其中，所述管状本体部分、所述内肩部、所述外肩部和/或所述基部部分通过基于纸浆的方法形成或通过螺旋缠绕管制造工艺一体形成。

3.根据权利要求2所述的瓶子，其中，所述基于纸浆的方法的形成是模压成型。

4.根据前述权利要求中任一项所述的瓶子，还包括颈部部分，所述颈部部分被配置为用于接纳封闭件。

5.根据权利要求4所述的瓶子，其中，所述颈部部分与所述内肩部或所述外肩部一体形成。

6.根据权利要求4所述的瓶子，其中，所述颈部部分是由模压成型的纸浆、PET、PP或聚乙烯形成的附接至所述肩部部分的单独件。

7.根据权利要求6所述的瓶子，其中，所述颈部部分包括管状本体和在所述管状本体的一个端部处的凸缘；并且所述肩部部分包括开口，所述开口用于接纳穿过所述开口的所述颈部的所述管状本体，同时所述凸缘围绕所述开口邻接所述肩部部分。

8.根据权利要求7所述的瓶子，其中，所述颈部部分的所述管状本体包括表面特征，所述表面特征由环件的配合特征接纳，所述环件被配置成围绕所述颈部部分，使得所述肩部部分夹在所述凸缘与所述环件之间。

9.根据权利要求8所述的瓶子，其中，所述表面特征是环形脊部或螺纹。

10.根据权利要求4至7中任一项所述的瓶子，其中，所述颈部部分包括至少一个颈部配件，所述颈部配件具有管状部分和扩口部分，所述扩口部分用于与所述内肩部的配合部分接合。

11.根据权利要求10所述的瓶子，其中，还包括外颈部配件，所述外颈部配件用于接纳所述管状部分。

12.根据权利要求10或11所述的瓶子，其中，所述扩口部分和所述配合部分是平截头状的。

13.根据前述权利要求中任一项所述的瓶子，其中，所述内肩部和/或所述外肩部还包括加强元件，所述加强元件诸如为肋。

14.根据权利要求13所述的瓶子，其中，所述内肩部和所述外肩部还包括相互加强元件，当所述两部分构造结合时，所述相互的加强元件配合在一起。

15.根据前述权利要求中任一项所述的瓶子，其中，所述内肩部部分和/或所述基部部分包括通道和/或凸缘，所述通道和/或所述凸缘被配置成被热密封、胶合或焊接至所述管状本体部分。

16.根据前述权利要求中任一项所述的瓶子，其中，所述基部部分被缝制卷绕至所述主体部分。

17.根据前述权利要求中任一项所述的瓶子，包括内部保护性涂层或层压件，以使所述瓶子抵抗液体流出。

18.根据前述权利要求中任一项所述的瓶子，包括内袋，以使所述瓶子抵抗液体流出。

19.根据前述权利要求中任一项所述的瓶子，包括外套筒，所述外套筒用于覆盖所述管状本体部分的至少一部分。

20.根据权利要求19所述的瓶子，其中，所述外套筒另外覆盖所述管状本体部分与所述肩部部分和/或所述基部部分之间的结合部。

21.根据权利要求19或20所述的瓶子，其中，所述套筒具有热收缩特性。

22.一种制造瓶子的方法，包括以下步骤：制备或提供通过螺旋缠绕管制造工艺一体形成的管状主体；将内肩部部分结合到所述管状主体的一个端部；将外肩部部分结合到所述内肩部部分和/或所述管状主体；将基部部分结合到所述管状主体的另一端部。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述内肩部部分和所述外肩部部分具有配合表面特征，所述配合表面特征在所述结合步骤过程中对准。