CN118103299A - 可重复使用的塑料容器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可重复使用的塑料容器(100)，包括容器主体(20)、容器底部(10)和与容器底部相对定位的容器开口(30)。在容器主体(20)上设置有由凹陷(22)和包围凹陷(22)的肋(23)形成的重复结构(21)，特别是蜂窝结构。另选地，在容器主体上设置有凹槽。从容器开口(30)可以看到凹陷(22)和肋(23)和/或凹槽的至少90％的表面。

Description

可重复使用的塑料容器

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的序言的一种可重复使用的塑料容器。

背景技术

可重复使用的容器是，例如，返回销售点，然后重复使用的容器，即重新装填的容器。

这一过程在玻璃瓶中尤其为人所知。然而，这些已被塑料瓶所取代，因为塑料瓶的生产与玻璃瓶或金属瓶不同，可以用明显较低的成形能量进行。这大大改善了二氧化碳的平衡。

大多数塑料瓶几乎可以完全回收利用。从旧瓶中提取的原料可以再利用。

为了改善环境和能源平衡，已经提出了将塑料容器作为可重复使用的容器进行设计和多次使用的建议。

塑料容器要用作可重复使用的容器，必须符合与一次性容器有关的其他要求。例如，必须确保其在清洁或使用过程中不会永久变形。这导致这些容器被构造成具有相对厚的壁。这导致瓶重大，例如35g至65g之间的500ml瓶和50g至90g之间的1000ml瓶。

为使塑料容器可重复使用，收集到的废旧塑料容器必须先清洗后再重新装填。因为许多塑料容器，例如由PET制成的容器，在相对低的温度(例如80℃的温度)下已经可软化和变形，所以无法利用开水进行清洁。因此，在较低的温度下借助碱液，例如氢氧化钠碱液(NaOH)或氢氧化钾碱液(KOH)多次清洁塑料容器。使用1.2至2.4％NaOH碱已被证明是可行的。洗涤过程在50℃至70℃的温度下进行，持续时间为60分钟。

然而，聚酯，特别是PET和PEF，与碱液相关的表现是存在问题的。因此，塑料容器中的应力裂缝可形成碱液的攻击点，随着时间的推移，在这些攻击点处可发生塑料的降解。特别地，酯与碱液之间的反应可导致皂化。

在热洗涤过程中，这样的容器也变得越来越小，大壁厚有助于在15个洗涤周期中将收缩率保持在3％以下。

然而，如前所述，大壁厚导致重量大。这不仅对生态平衡产生负面影响，而且对制造成本也产生负面影响。例如，由于重量大，必须花费更多的能量来运输空瓶和满瓶。

发明内容

本发明的目的是纠正现有技术的至少一个缺点。具体而言，应创造一种可重复使用的塑料容器，该容器需要较少的资源，优选地制造成本较低，特别是具有较高的稳定性。

这一目的由独立权利要求中定义的可重复使用的塑料容器来实现。由从属权利要求得出进一步的实施方式。

本发明的一种可重复使用的塑料容器，包括容器主体、容器底部和与容器底部相对定位的容器开口。在容器主体上设置有由凹陷和包围凹陷的肋形成的重复结构。这种结构特别形成为蜂窝结构。从容器开口可以看到凹陷和肋的至少90％的表面。

这确保了相应的表面可以从容器开口直接接触洗涤液。

根据定义，凹陷是容器主体向塑料容器内部的变形。

研究表明，在洗涤过程中，特别是在PET的洗涤过程中，层流边界层的形成相对较快，从而导致杂质剥离不良。PET和水都是极性的这一事实进一步促进了这种效果。

通过直接接触表面的可能性，可以实现洗涤液在表面的高流速和湍流。

微生物在一定程度上形成胶状和/或粘液状表面，这些表面附着在瓶表面，作为难以溶解的涂层。直接接触洗涤液和由此产生的湍流有利于这些涂层的剥离。

然而，由于容器主体上结构的存在，这种涂层的粘附或已经形成是有利的。

因此，本结构，即凸起和凹陷，优选地以这样一种方式形成，即容器可以通过架空点排空，使得在开始排空3分钟后，小于0.5％的洗涤液填充量粘附在容器上。这样可以确保细菌可以迅速从容器中排出。

如上所述，这通过表面的可接近性来实现或促进。

优选剩余量小于0.3％，优选小于填充量的0.1％。

凹陷和包围凹陷的肋使容器具有更高的刚度。因此，容器可以以明显较低的壁厚成形，从而减少材料消耗。凹陷和包围凹陷的肋的形成，使得从容器开口可以看到这些凹陷和肋，并且相应地也可以从容器开口施加洗涤液射流(随后是水射流)，确保可重复使用的塑料容器可以在不需要额外耗费的情况下被充分冲洗，从而使其再次用于食品工业。

优选地，从容器开口可以看到凹陷和肋的至少95％的表面。

这增加了可以直接被水射流接触的表面。

特别优选地，从容器开口可以看到凹陷和肋的至少98％的表面。

这进一步提高了洗涤过程的效率。

在一个特别优选的实施方式中，从容器开口可以完全看到凹陷和肋的表面。

因此，在整个洗涤过程中，可以在容器内部的整个表面上产生湍流。

将重复结构设计为蜂窝结构导致特别高的刚度和/或对外力影响的不敏感。蜂窝结构是由多个六边形元件串联排列而成的结构。

蜂窝结构优选地布置成使得六边形的两个相对的边基本上沿可重复使用的塑料容器的纵轴延伸，或者沿纵轴的方向延伸。因此，六边形的两个相邻边形成沿纵轴倾斜的肋。这有利于洗涤液的排出。

蜂窝结构具有10mm至35mm之间的蜂窝尺寸。该尺寸对应于蜂窝的最长延伸，换句话说，对应于两个相对角的距离。

这种尺寸的蜂窝已经被证明具有很高的刚度。被蜂窝包围的区域足够小，以避免凹痕，但也足够大，以避免给人一种纹理表面的印象，在这种印象中，所有蜂窝都可以相互变形。

优选地，蜂窝结构的凹陷具有3mm至8mm之间的深度。

这确保蜂窝结构相对平坦，并且从容器开口可以很好地接近表面。

优选地，从肋到凹陷的过渡具有大于1mm的半径，特别是大于1.5mm的半径。然而，这些半径最好不超过3mm的尺寸。

其结果是，过渡不是锋利的边缘，附着在过渡区域的液体可以不受阻碍地流动。

本发明的另一个方面涉及一种可重复使用的塑料容器，包括容器主体、容器底部和与容器底部相对定位的容器开口。在容器主体上形成与水平面成0°至30°角的凹槽。从容器开口可以看到凹槽的至少90％的表面。

容器主体的这种形成可以作为已经描述的形成的补充或替代。

这些凹槽也是本描述意义上的凹陷。

与前面描述的重复结构一样，这些有助于增加塑料容器的刚度。

由于从容器开口可以看到凹槽的至少90％的表面，因此可以从容器开口将洗涤液直接施加到相应的表面上。

这种布置所能达到的效果与先前关于重复结构所描述的效果相对应。因此，从容器开口可以看到特别是优选整个凹槽的至少95％、优选98％的表面。

容器的刚度增加，壁厚至少可以在一定范围内减小。

凹槽可以具有1mm至9mm的宽度。

与没有凹槽的容器相比，这导致了更高的刚度。

凹槽可以具有1mm至6mm的深度。最大深度确保了凹槽中的杂质不会太牢固地附着在凹槽中，并且洗涤液可以相应地轻松地排出。

优选地，从凹槽到容器主体的过渡具有大于1mm的半径，特别是大于1.5mm的半径。然而，这些半径最好不超过3mm的尺寸。

其结果是，过渡不是锋利的边缘，附着在过渡区域的液体可以不受阻碍地流动。

可重复使用的塑料容器可以在容器主体的区域内具有0.3mm至0.6mm之间的平均壁厚。

这对应于没有凹陷元件的可重复使用的塑料容器的传统容器主体的显著减少，这反过来导致相对于传统可重复使用的塑料容器的更轻的重量。

优选地，可重复使用的塑料容器由包括PET、PEN、PLA、PEF、PE、PP或其混合物的清单中的材料构成。

上述材料，特别是PET或PEF，具有0.7dl/g至1.1dl/g的粘度，优选地高达0.9dl/g。在制造预制件之前，粘度根据ASTM D4603在输入颗粒处测量。

令人惊讶的是，人们发现，特别是对于PET，与使用具有高粘度的PET的流行理论相反，较低的粘度是有利的，因为在这种情况下，表面可以相应地精确地成像，因此凹槽和肋可以精确地成像。

优选地，从含有0.5％至3％IPA、CHDM、FDCA或DEG的共聚物的清单中选择共聚物作为材料。

优选地，间苯二甲酸(IPA)含量大于1.5质量百分比的PET材料，特别是IPA含量大于2质量百分比的PET材料和二甘醇(DEG)含量大于0.5质量百分比的PET材料，特别是大于1质量百分比的PET材料。然而，IPA和DEG的总和仍然低于5质量百分比，特别是低于4质量百分比。

特别是，IPA和/或DEG的添加允许制备更厚壁的预制件，因为这些添加剂减缓了结晶行为。此外，这些添加剂可以降低熔化温度。

优选地，可重复使用的塑料容器的形成方式使得可重复使用的塑料容器的凹槽或重复结构以这样一种方式被加强，即30N/cm2的点力不会导致永久塑性变形。在塑料容器上施加5分钟的力。

这样可以确保可重复使用的塑料容器在正确使用过程中不会变形。

优选地，可重复使用的塑料容器以这样一种方式形成，即洗涤过程后的菌落形成单位(CFU)的数量小于30，特别是小于10。

为了确定这个数量，我们使用了国际饮料技术学会(isbt)的一种测试方法。这些测试方法已于2004年以“微生物学测试方法”第二版的标题出版。根据本出版物，使用程序10，膜过滤包装容器的微生物测试。

遵守这些要求可确保各自的可重复使用的塑料容器可以安全地重新装填。

可重复使用的塑料容器可以形成为在容器上既分段地形成蜂窝结构又形成附加凹槽。

通过凹槽，具有蜂窝结构和不具有蜂窝结构的各个区域可以相互分离，并且额外地增加了可重复使用的塑料容器的刚度。

可重复使用的塑料容器可以具有200ml至3000ml的容积。

优选地，可重复使用的塑料容器由拉伸吹塑方法中的预制件制成。

该预制件具有基本细长的预制件主体，并且被设计为在其纵向端部处封闭的。通常由注塑产生的注射点也位于此处。连接到预制件主体的另一个端部的是颈部部分，该颈部部分设有倾倒口。颈部部分已经具有容器颈部的后期形状。在已知的预制件中的许多预制件中，预制件主体和颈部部分通过所谓的支撑环彼此分开。支撑环从颈壁径向突出，并且用于运输预制件或由该预制件制成的塑料容器和将该预制件支撑在吹塑模具处或在利用封闭盖封闭塑料容器时支撑该塑料容器。

在制造预制件之后将该预制件脱模，并且可在单阶段的拉伸吹塑方法中趁热立即进一步加工该预制件。在两阶段的拉伸吹塑方法中，在拉伸吹塑装置上冷却和临时存储预制件，以在空间和/或时间上分开进行进一步加工。在拉伸吹塑装置中进行进一步加工之前，在必要时调节预制件的温度，也就是说，使预制件呈现出一种温度曲线。之后，将该预制件引入拉伸吹塑装置的吹塑模具。在该吹塑模具中，最终根据模腔通过利用超压吹入的气体(通常是空气)为预制件充气，并且其中附加地利用拉伸芯轴轴向拉伸该预制件。

一种注塑方法也已经是已知的，其中拉伸吹塑工艺在预制件的注射之后直接进行。其中，该预制件保持在注射芯上，该注射芯同时形成一种类型的拉伸芯轴。再度根据吹塑模具的模腔通过超压为预制件充气(将该吹塑模具送至注射芯或反之)，并且其中由拉伸芯轴拉伸该预制件。之后，使制成的塑料容器脱模。拉伸吹塑或注射吹塑的塑料容器可借助通常布置在容器底部的区域中的，由预制件产生的注射点来识别。在该注射点中，塑料材料只被轻微拉伸或根本没有被拉伸。

附图说明

在示意性附图的基础上，下面将更详细地解释本发明的实施方式。在附图中：

图1示出了可重复使用的塑料容器；

图2示出了结构的详细视图；

图3示出了穿过结构的横截面；

图4示出了穿过图1的可重复使用的塑料容器的剖面图；

图5示出了穿过图1的可重复使用的塑料容器的另一剖面图；

图6示出了穿过可重复使用的替代塑料容器的类似于图2的剖面图的剖面图。

具体实施方式

图1示出了可重复使用的塑料容器100。可重复使用的塑料容器100具有容器主体20、容器底部10和容器开口30。容器开口30相对于容器底部10布置。

容器主体20在容器底部10和圆锥形容器肩部31之间基本上形成圆柱形。形成重复结构21的多个元件被布置在该区域中。在本例中，这是以蜂窝结构的形式形成。重复结构21由凹陷22和包围凹陷22的肋23形成。

在本例中，蜂窝结构的蜂窝以这样一种方式布置，即其以其最长的延伸，即两个相对角的连接，向纵轴X延伸。因此，蜂窝的两个相对的边位于纵轴X的方向上。

其结果是，六边形的两个相邻边在朝向容器开口30的方向和也朝向容器底部10的方向上形成彼此倾斜的肋。

容器中的液体可以沿这些斜坡简单地流动和/或排出。

图2示出了容器主体20或位于容器主体20上的重复结构21的部分区域的放大视图。图2示出了单个凹陷22和围绕该凹陷22的肋23。在这个凹陷的中心是一个向外的凸起24。

凹陷22在本例中形成为六角形蜂窝。其最大长度的尺寸A3为24mm。两个平行边之间的蜂窝的宽度A4为21.7mm。

凹陷22以半径R1(见图3)进入与凹陷22相邻的肋23。在第一过渡的半径R1和第二过渡的半径R1之间，在肋23处保持容器主体20表面的区域，该区域具有1.2mm的宽度A5。

图3示出了图2的横截面A-A。凹陷22在横截面中示出。这里所示的横截面基本上围绕Z轴旋转对称运行。凹陷22具有3.4mm的深度A2。在凸起24的区域，深度A1约为2.6mm。

图4示出了在漂洗过程中沿图1的线B-B穿过图1的可重复使用的塑料容器100的剖面图。

射流S1至S4提供从容器开口30开始的凹陷22的可见性。根据定义，起点是容器开口30的中心。可以看出，从入口开口30开始，在本图示中位于顶部的凹陷22的区域是不可见的。然而，从容器开口30可以看到凹陷22的其余表面，并且可以从容器开口30施加相应的水射流。

换句话说，只有六边形两侧以上的小区域不能从容器开口30进入。然而，六边形的其余四侧以及整个表面可以从容器开口30用水射流直接喷射。

这同样适用于围绕凹陷22的肋23(另见图2)。肋23的施加在图5和图4中最为明显。下文将根据这一方面对这些问题进行全面描述。

图5还示出了穿过图1的可重复使用的塑料容器的剖面图，但与图4的横截面相比略有扭曲。图5的横截面通过图1所示的线C-C延伸。因此，切口延伸到凹陷22的斜边。肋23和凹陷22的可见性由射流S1至S4示出，类似于图4。

如图4所示，肋23的一部分垂直对齐，因此向从容器开口30向可重复使用的塑料容器中注入的水射流方向延伸。在操纵过程中，这些都是完全用水的。凹陷22的倾斜侧，虽然部分在阴影中，从容器开口30可以看到，但仅在很小的部分。这部分在阴影中，因此在操作过程中不会直接用水。然而，这种影响被这些侧面的倾斜所缓和。

水射流直接撞击待清洁的表面会导致湍流，表面的涂层实际上会被撕掉。

图6示出了穿过的可重复使用的替代塑料容器100的类似于图2的剖面图的剖面图。

这种可重复使用的塑料容器100具有多个水平的肋40，在本例中有两个。从容器开口30的可见性也由此处未指明的射流说明。肋40面向容器开口30的一侧可以从容器开口30完全看到，并且在洗涤或漂洗过程中可以相应地施加水射流。只有在凹槽40的阴影中的表面的部分区域不能直接用水接触。然而，由于这些区域很小，即使在这些区域，水流仍然是湍流的。因此，位于这些区域的涂层也可以很容易地移除。

图6中的凹槽40的宽度为4.2mm，深度为1.2mm。凹槽以1.5mm的半径进入容器主体的表面。

与现有技术相比，本例中描述的可重复使用的塑料容器100具有明显较轻的重量。然而，其至少可以像已知的可重复使用的容器一样容易且有效地清洁。由于结构的布置，如所建议的，瓶的刚度可以增加，而由于其特殊的形状，瓶仍然容易且有效地清洁。

当然，也可以组合为单个实施例描述的元件。

Claims (20)

1.一种可重复使用的塑料容器(100)，包括容器主体(20)、容器底部(10)和与所述容器底部相对定位的容器开口(30)，其中，在所述容器主体(20)上设置有由凹陷(22)和包围所述凹陷(22)的肋(23)形成的重复结构(21)，特别是蜂窝结构，其特征在于，从所述容器开口(30)可以看到所述凹陷(22)和所述肋(23)的至少90％的表面。

2.根据权利要求1所述的可重复使用的塑料容器(100)，其特征在于，从所述容器开口(30)可以看到所述凹陷(22)和所述肋(23)的至少95％的表面。

3.根据权利要求1所述的可重复使用的塑料容器(100)，其特征在于，从所述容器开口(30)可以看到所述凹陷(22)和所述肋(23)的至少98％的表面。

4.根据权利要求1所述的可重复使用的塑料容器(100)，其特征在于，从所述容器开口(30)可以完全看到所述凹陷(22)和所述肋(23)的表面。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的可重复使用的塑料容器(100)，其特征在于，所述蜂窝结构(21)具有10mm至35mm之间的蜂窝尺寸。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的可重复使用的塑料容器(100)，其特征在于，所述蜂窝结构(21)的所述凹陷(22)具有3mm至8mm之间的深度。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的可重复使用的塑料容器(100)，其特征在于，从所述肋(23)到所述凹陷(22)的过渡具有大于1mm的半径，特别是大于1.5mm的半径。

8.一种可重复使用的塑料容器(100)，包括容器主体(20)、容器底部(10)和与所述容器底部相对定位的容器开口(30)，其中，在所述容器主体(20)上形成凹槽(40)，其形成在与水平面成0°至30°的角度中，其特征在于，从所述容器开口(30)可以看到所述凹槽(40)的至少90％的表面。

9.根据权利要求8所述的可重复使用的塑料容器(100)，其特征在于，所述凹槽(40)具有1mm至9mm的宽度。

10.根据权利要求8或9所述的可重复使用的塑料容器(100)，其特征在于，所述凹槽(40)具有1mm至6mm的深度。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的可重复使用的塑料容器(100)，其特征在于，从所述凹槽(40)到所述容器主体(20)的过渡具有大于1mm的半径，特别是大于1.5mm的半径。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的可重复使用的塑料容器(100)，其特征在于，所述可重复使用的塑料容器(100)在所述容器主体的区域内具有0.3mm至0.6mm之间的平均壁厚。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的可重复使用的塑料容器(100)，其特征在于，所述可重复使用的塑料容器(100)由包括PET、PEN、PLA、PEF、PE、PP或其混合物的清单中的材料构成。

14.根据权利要求13或14所述的可重复使用的塑料容器(100)，其特征在于，根据ASTMD4603在输入颗粒处所测量，所述材料的粘度为0.7至1.1dl/g，优选地高达0.9dl/g。

15.根据权利要求13所述的可重复使用的塑料容器(100)，其特征在于，从含有0.5％至3％IPA，CHDM，FDCA或DEG的共聚物的清单中选择共聚物作为材料。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的可重复使用的塑料容器(100)，其特征在于，通过所述凹槽(40)或所述重复结构(21)，所述可重复使用的塑料容器(100)以这样一种方式被加强，即30N/cm2的点力不会导致塑性变形。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的可重复使用的塑料容器(100)，其特征在于，洗涤过程后的菌落形成单位(CFU)的数量小于30，特别是小于10。

18.根据权利要求1和权利要求8所述的可重复使用的塑料容器(100)，其特征在于，在所述容器主体(20)上分段地形成蜂窝结构和凹槽(40)。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的可重复使用的塑料容器(100)，其特征在于，其具有200ml至3000ml的容积。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的可重复使用的塑料容器(100)，其特征在于，其由拉伸吹塑方法中的预制件制成。