CN1447765A - 带有结构肋条的容器 - Google Patents

Abstract

一种由壳体形成的容器(10)，它具有上段(12)，下段(16)以及连接上段(12)和下段(16)的中间段(14)。至少中间段(14)的大部分区带有一组围绕(其周边的结构的肋条(22)。这些肋条在围绕)此中间段延伸的周边方向上是不连续的。这种结构可使容器能承受由于内部或外部压力引起的变形。

Description

带有结构肋条的容器

本申请要求临时申请No60/215，754的优先权，其申请日为2000年6月30日。

本发明的领域

本发明涉及带有结构肋条的容器，以抵抗由于内部或外部力引起的变形。更具体地说，本发明涉及饮料容器，比如，带有不连续的肋条的瓶子，肋条形成在瓶子的外周边上，以抵抗由于内部或外部力引起的变形。

本发明的背景

各种容器被用于包装液体，比如，增压的(例如碳酸的)和不增压的饮料。一种最常使用的容器是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶，它可制成各种形状和尺寸。PET瓶所以广泛使用，是因为它们价廉，重量轻，对许多气体和液体不渗透，以及能够容易制成各种设计形状和尺寸。然而，与由硬质材料制成的容器不同，比如，玻璃的，PET容器在低的内部压力和外部压力下容易变形，特别是当容器是薄壁的。

已设计一些带有连续的肋条的PET容器或瓶子，以提供某些刚性。然而，这些肋条虽然可以在经受中等外部压力时满意地工作，当经受内部压力时，比如来自某些饮料内的碳酸化压力(50-100psi)，它们容易变形。例如，用于瓶装水的某些容器，在其标签牌区带有连续的肋条。虽然瓶子是由较薄的PET制成，以减轻其重量，连续的肋条在被消费者握持区增加了结构支承。这就是说，即使容器是薄壁的，消费者握持施加的压力不会使瓶子变形，因为连续的肋条提供了增强。然而，在某些情况下，这些盛水瓶是增压的，比如，为了保持分布添加了液氮(至约40psi)。然而，业已发现，此内部压力倾向于使连续的肋条经一段时间变形。在一些情况下，瓶子变形至这样程度，使连续的肋条“冼掉”。试图对这种设计改进，比如，在连续的肋条上设置圆角半径。这些改进达到中等的成功，但不能满意地防止内部压力导致的变形。

不连续的肋条也曾提议在某些应用中使用于塑料瓶子。美国专利No.6,036,067公开一种塑料瓶子，它具有真空壁板和位于真空壁板上面和下面的增强带。这种特殊的瓶子使用于“热充填”应用，其中液体是在热态下存储和密封在容器内，以便提供适当的消毒。这种容器典型地当封装时是在小的正压力和接近水的沸点下充填。然而，瓶子中的液体产品冷却时经常产生负内压，它可使瓶子局部地塌陷。因此，瓶子在将被标签覆盖的中心区设置6个周边有间隔的真空壁板3。当冷却时瓶子内部的热的产品的体积收缩，真空壁板的表面被向内拉，以补偿压力的减少和防止瓶子的其它部分变形。此外，圆形带6设置在真空壁板区3的上面和下面。这些带是由一个或两个周边的环形肋条7组成，每个由6个凹陷的肋条段8制成。这些肋条提供了环形增强件，以保证真空壁板区的上部和下部是完全圆形的表面，标签可以粘贴在其上面。然而，这些周边的环形肋条用于与真空壁板相结合，以便补偿抵消负内部压力，以及不是设计用于保证抵消正内部压力。

本发明的概述

因此，本发明的目的是提供一种具有满意的侧壁刚性的容器。

本发明的另一目的是提供一种具有满意的侧壁刚性的容器，以及它能够经受内部压力而不引起不满意的变形。

本发明的另一目的是减少容器的重量，而又不牺牲容器的性能和消费者的认可。

本发明的另一目的是提供一种具有结构元件的容器，它能够具有美观的外观。

按照一个方面，本发明涉及一种容器，它包括一个具有顶段、底段和连接顶段和底段的中间段的壳体。至少在中间段的大部分区沿其周边设置一组结构肋条，这些肋条在围绕中间段延伸的周边的方向上是不连续的。

按照另一方面，本发明涉及一种容器，它包括一个具有顶段、底段和连接顶段和底段的中间段的壳体。至少在中间段的大部分区沿其周边设置一组结构肋条，这些肋条在围绕中间段延伸的方向上是不连续的。

按照另一方面，本发明涉及一种容器，它包括一个具有顶段、底段和连接顶段和底段的中间段的壳体，以及用于增强壳体抵消内部压力的器件。

附图的简要说明

图1是按照本发明的容器的第一实施例的立面图。

图2是沿图1的剖面线2-2切取的横剖面图。

图3是沿图1的剖面线3-3切取的横部面图。

图4是按照第一和第二实施例的容器与普通的容器的刚性比较图。

图5是按照本发明的第二实施例的容器的立面图。

图6是按照本发明的第三实施列的容器的立面图。

图7是按照本发明的第四实施例的容器的立面图。

最佳实施例的详细说明

按照本发明的第一实施例的容器示于图1-3。在此最佳实施例中，容器是一个瓶子10，它具有上段12和下段16，两者被中间段14连接。上段12具有肩部18和颈部20。颈部20具有螺纹和与肩部18连接。瓶盖(图中未示出)关闭颈部20以便密封容器10。

下段16和上段12具有相同的横截面，它们垂直地对准。在所述的实施例中，中间段14的横截面的直径比上段和下段的小。然而，本发明不局限于此实施例，以及上段、中段和下段可以具有相同的横截面。

中心段14带有一组肋条22，用于结构支承。在本实施例中，肋条22制成轴向对称的凹痕，排列成一组通过中间段的行列。在每个水平地相邻的肋条22之间设置一个水平的平台24，这样使肋条在围绕中间段的周边方向上是不连续的。此外，在每行肋条之间设置垂直的平台26。如图1所示，当肋条覆盖中间段14的整个周边时，虽然中间段14的带肋条区是最有效的，本发明不局限于此。一种具有带肋条区覆盖中间段14的大部分周边的容器也可以满意地工作。

如图2所示，每个肋条22凸起向内，接近瓶子的中心轴，并以一种方式改变其深度。这就是说，每个肋条22的深度由水平方向上的每端平稳地增加至在中心处的最大深度。借助这种结构，肋条承受的应力可以通过其长度分散开。此外，每个肋条22的半径倒圆，这就是说，肋条在垂直方向上的曲率是平滑的，以及希望是圆的，如图3所示。

根据容器10的中间段14的高度，以及根据容器的指定用途，肋条的行数，以及肋条的数目和形状可以改变。在第一实施例中，当使用0.51的瓶子时，设置13行肋条，每行5个肋条。每个肋条约1.2in长和具有最大深度0.04in。希望，在一行内的肋条不要与相邻行内的肋条垂直地对准。如图1所示，在每个交替的行内的肋条垂直地对准。这种分级的排列改善了容器的结构，因为当容器被挤压时，至少一个肋条经常地起作用。

第一实施例的容器提供了两方面足够的环向刚性，这就是说，可以抵抗侧载荷引起的蹋陷，以及足够地抵抗内部压力引起的侧壁变形。对于内部压力，基本的设计概念使用的想法是对于内部压力下的容器，膜片(中平面)应力在四壁发展，如同压力下的气球。除了这些膜片应力外，还有弯曲应力，它根据壳体的厚度发展。因此，由于内部应力引起的总的应力状态是膜片(或中平面)应力以及弯曲应力的总和。弯曲应力经常影响容器的外表面和内表面上的应力的大小。在由PET制造的容器内，它们长期地经受内部压力，重要的是使应力状态中的中平面(或膜片)分量减少，以消除蠕变断裂问题。这点已列入本实施例的肋条的设计几何形状和尺寸中，其中参数是这样选择的，在薄壁的PET壳体内，中平面应力保持在低于定向和结晶的PET的屈服强度。

此外，在本实施例中，由于环向刚性足够大，形成容器的塑料的厚度可以减少。在典型的PET瓶子中，塑料的厚度为约0.12in，但是，使用本发明的结构，形成容器的塑料的厚度可以减少至小于0.010in，至少在中间段14内是这样，以及仍保持相当好的环向刚性。例如，在图4的比较图中，普通的带连续肋条的0.50l瓶子是由0.08in的PET制成的，以及在中间段具有公称直径2.3in，发现在较低的外载荷下，瓶子的直径极大地改变(即其侧壁位移)。与其对比的是，在按照第一实施例带有肋条的相同尺寸的瓶子中，在高得多的载荷下，它的直径改变极小。中间带支承肋条段内的环向刚性，以及帮助轴向应力由一行肋条传递到下一行。

已发现，使用按照第一实施例的结构，与带有连续的肋条的普通的瓶子比较，中平面和弯曲应力显著地减少。

肋条的排列不局限于第一实施例中所示的那种。例如，在图5所示的容器100内，虽然肋条122的一般形状与第一实施例所示的相似，但肋条的尺寸减少，以及肋条的行数和每行的肋条数增加。例如，对于0.51的PET瓶子，设置25行肋条，每行带有16个肋条。每个肋条具有长度约0.5in，以及最大深度0.04in。如图4的比较图所示，使用第二实施例时，容器的刚性更进一步改善。肋条的数目、尺寸和形状可以改变，以达到希望的轴向刚性和耐外部和内部压力的性能。根据准备设计的容器的指定的用途，可以相应地设计肋条的排列。

肋条的取向也不局限于第一和第二实施例所示的那种。这就是说，虽然在第一和第二实施例中所示的肋条是平行于水平方向的，它们可以相对于水平方向转动至180°，以及仍能达到希望的结果。例如，在图6所示的容器200中，肋条222相对于水平线转动45°。在第三实施例中，肋条222不需要在垂直的和水平的方向上分级以达到希望的结果。

在图7所示的第四实施例的容器300中，肋条322相对于水平线转动90°，从而使它们垂直地设置。在本实施例中，交替的肋条322的各行是如同在第一和第二实施例中那样分级的。

如上所述，容器希望是由PET制造的，但也可以由其它材料制造，例如，包括高密度和低密度的聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯。

PET容器典型地是吹塑的。

吹塑过程对技术人员是已知的，因此考虑没有必要在此解释此过程，其中一个预制件是以普通的方式吹塑的。

虽然本专利借助最佳实施例进行了说明，应该理解，本发明不局限于它们，相反，在所附权利要求书的精神和范围内，本发明有意地包括各种改进和等效的排列。下列权利要求的范围是遵照最广泛的解释，从而可以包含全部这些改进以及等效的结构和功能。

Claims (32)

1.一种容器，它具有：

一个壳体，它具有上段、下段和连接上述的上段和上述的下段的中间段，其中至少上述的中间段的大部分区域具有一组沿其周边的结构的肋条，上述的肋条在围绕上述的中间段延伸的周边方向上是不连续的。

2.按照权利要求1的容器，其特征在于，上述的肋条排列成一组水平的周边的行列。

3.按照权利要求2的容器，其特征在于，上述的一组行列中的一行内的肋条不是垂直地对准上述的一组行列中的相邻的一行内的肋条。

4.按照权利要求3的容器，其特征在于，上述的行列组件的每行内的肋条垂直地对准上述的行列组中每个交替行内的肋条。

5.按照权利要求2的容器，其特征在于，每个上述的行列具有5至16个肋条。

6.按照权利要求2的容器，它还具有13至25行上述的行列。

7.按照权利要求1的容器，其特征在于，上述的肋条具有在上述的中间段内的延伸的凹痕。

8.按照权利要求7的容器，其特征在于，至少一个上述的肋条是凸起接近上述的容器的中心轴，并且带有变化的深度。

9.按照权利要求8的容器，其特征在于，肋条的深度由肋条的每端平稳地增加至肋条的中心。

10.按照权利要求1的容器，其特征在于，上述的壳体是由PET制造的。

11.按照权利要求1的容器，其特征在于，上述的壳体具有的厚度小于0.010in。

12.按照权利要求1的容器，其特征在于，上述的壳体具有容量为约0.51。

13.按照权利要求1的容器，其特征在于，上述的壳体是吹塑的。

14.按照权利要求1的容器，其特征在于，上述的中间段的大部分区包括全部上述的中间段。

15.一种容器，它具有：

一个壳体，它具有上段、下段和连接上述的上段和上述的下段的中间段，其中至少上述的中间段的大部分区具有一组沿其周边的结构的肋条，上述的肋条在围绕上述的中间段延伸的方向上是不连续的。

16.按照权利要求15的容器，其特征在于，上述的肋条排成行列和以相对于垂直轴等于或小于90°的角度取向。

17.按照权利要求16的容器，其特征在于，上述的肋条以相对于垂直轴30°的角度取向。

18.按照权利要求16的容器，其特征在于，上述的肋条以相对于垂直轴45°的角度取向。

19.按照权利要求16的容器，其特征在于，上述的肋条以相对于垂直轴60°的角度取向。

20.按照权利要求16的容器，其特征在于，上述的肋条以相对于垂直轴90°的角度取向。

21.按照权利要求16的容器，其特征在于，上述的一组行列中的一行内的肋条不是垂直地对准上述的一组行列中相邻的一行内的肋条。

22.按照权利要求21的容器，其特征在于，上述的行列组中每行内的肋条垂直地对准上述的行列组中每个交替行内的肋条。

23.按照权利要求15的容器，其特征在于，上述的肋条在上述的中间段具有延伸的凹痕。

24.按照权利要求23的容器，其特征在于，至少一个上述的肋条是凸起接近上述的容器的中心轴，并且带有变化的深度。

25.按照权利要求24的容器，其特征在于，肋条的深度由肋条的每端平稳地增加至肋条的中心。

26.按照权利要求15的容器，其特征在于，上述的壳体是由PET制造的。

27.按照权利要求15的容器，其特征在于，上述的壳体具有的厚度小于0.010in。

28.按照权利要求15的容器，其特征在于，上述的壳体具有容量为0.51。

29.按照权利要求15的容器，其特征在于，上述的壳体是吹塑的。

30.按照权利要求15的容器，其特征在于，上述的中间段的大部分包括全部上述的中间段。

31.一种容器，它具有：

一个壳体，它具有上段、下段和连接上述的上段和上述的下段的中间段；以及

用于增强上述壳体、以抵抗外部的和内部的压力的器件。

32.按照权利要求31的容器，其特征在于，还包括用于增强上述壳体、以抵抗轴向应力的器件。

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