KR100856838B1

KR100856838B1 - 압력 감응 패널을 가진 용기

Info

Publication number: KR100856838B1
Application number: KR1020017010859A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 머레이 멜로즈
Original assignee: 데이비드 머레이 멜로즈
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2008-09-05
Also published as: AU777222B2; GEP20053578B; CZ20013074A3; ATE361237T1; HU226883B1; PL190891B1; HUP0200299A3; BG65326B1; SK287003B6; JP4630460B2; CO5231203A1; JP2002537195A; BG105838A; CZ299585B6; EP1163161A4; BR0008565A; HK1045974B; NZ513783A; EP1163161B1; ZA200106946B

Abstract

본 발명은 고온 충전 용기로서 사용하기에 적합한 용기(1)에 관한 것이다. 이 용기(1)는, 용기(1)의 변형 및 영구적인 버클링을 방지하도록 고온 충전 조건과 같은 압력 하에서 반전하고 휠 수 있는 패널부(3)를 포함한다. 이 패널부(3)는 휨 개시기 영역(8)을 포함하고, 이 휨 개시기 영역(8)은 패널부(3)의 나머지 영역보다 적은 정도로 돌출하여 있고, 패널부(3)의 휨을 개시시킨다.

고온 충전형 용기, 휘기 쉬운 패널, 휨 개시기 영역, 휨 영역

Description

압력 감응 패널을 가진 용기{A Container Having Pressure Responsive Panels}

본 발명은 압력 조절 가능한 용기에 관한 것이고, 특히 고온 액체를 충전할 수 있는 폴리에스터 용기 및 그러한 용기의 개선된 측벽 구조에 관한 것이다.

용기를 '고온 충전'(Hot-Fill)용으로 사용하는 경우에는, 열 응력, 충전 후 및 뚜껑 부착 직후의 유압, 및 유체가 냉각된 때의 진공력으로 인해, 용기 구조에 현저하고 복잡한 기계적 응력이 가해진다.

고온 유체의 도입에 의해 용기의 벽에 열 응력이 가해진다. 고온 유체는 용기의 벽을 연화(軟化)시키고, 이어서, 불균일하게 수축시킴으로써, 용기의 찌그러짐을 야기한다. 따라서, 폴리에스터를 열 처리하여 분자 변화를 유발시킴으로써, 열 안정성을 나타내는 용기로 하여야 한다.

충전 과정 중 및 그 후의 긴 기간 동안, 열 저항성 용기의 측벽에는 압력 및 응력이 작용한다. 용기에 고온 유체를 충전하고 밀폐하면, 초기 액압(液壓)이 발생하고, 높은 내압(內壓)이 용기에 가해진다. 그 후에 액체 및 뚜껑 아래의 상부 공간 공기가 냉각되면, 열 수축의 결과로서 용기의 부분 진공이 발생한다. 이 냉각에 의해 생성된 진공은 용기의 벽을 기계적으로 변형시키는 경향이 있다.

일반적으로 말하면, 다수의 길이방향 평탄면을 가진 용기는 진공력에 보다 용이하게 순응할 수 있다. 미국 특허 제4,497,855호는, 랜드(land) 영역에 의해 분리되어 있는 다수의 오목하고 접어질 수 있는 패널을 가지고, 이것에 의해, 진공력 하에서 내측으로의 균일한 변형이 가능하게 된 용기를 개시하고 있다. 진공 작용은 용기의 외관에 악영향을 미치는 일 없이 제어된다. 내부 진공을 빼기 위해 패널아 내측으로 당겨지고, 이에 따라, 유연성이 없는 랜드 영역의 구조를 변형시킬 수 있는 과잉의 힘이 용기 구조에 가해지는 것을 방지한다. 그러나, 각 패널에서 얻어지는 '휨'(flex)의 양은 한정되고, 그 한계에 가까워짐에 따라, 측벽에 전달되는 힘의 양이 증가한다.

측벽에 전달되는 힘의 작용을 최소로 하기 위해, 다수의 종래기술은, 용기에 패널을 포함한 보강 영역을 마련하여, 구조가 진공력에 굴복하는 것을 방지하는 것에 초점을 맞추었다.

수평방향 또는 수직방향의 환형부 또는 '리브(rib)'를 용기 전체에 형성하는 것은 용기 구조에 있어서 일반적인 관례로 되어 있고, 이것은 고온 충전 용기에만 한정되지 않는다. 그러한 환형부는 그것이 구비된 부분을 강화시킨다. 미국 특허 제4,327,455호는, 진공력 하에서 내측으로 변형하는 정수력학적 힘을 받는 평탄면들 사이의 영역에 배치되는 길이방향 강화용 환형 리브를 개시하고 있다. 미국 특허 제4,805,788호는, 용기에 보강을 부가하기 위해 패널을 따라 길이방향으로 연장하는 리브를 개시하고 있다. 이 미국 특허는 또한, 평탄한 영역의 측부에 큰 계단부를 제공하는 강화 작용도 개시하고 있다. 이것은, 패널들 사이의 리브 영역에 보다 큰 치수 및 강도를 제공한다. 미국 특허 제5,178,290호는 패널 영역 자체를 보강하는 오목부를 개시하고 있다.

미국 특허 제5,238,129호는, 병의 고온 충전 패널부의 상하 및 외측의 스트립에서 수평방향으로 연장한 보강용 환형 리브를 개시하고 있다.

열 응력과 진공 응력 모두에 대하여 용기를 강화할 필요성에 추가하여, 고온 액체를 도입한 후 뚜껑을 부착한 때 용기에 가해지는 초기 액압 및 증가하는 내압을 고려할 필요가 있다. 이것은 용기 측벽에 응력을 가한다. 패널이 강제적으로 외측으로 이동하고, 그 결과, 용기가 불룩해질 수 있다.

따라서, 미국 특허 제4,877,141호는, 내부 액압 및 온도에 의해 야기되는 초기 및 자연적인 외측으로의 휨에 적응하고, 이어서, 냉각 중의 진공 생성에 의해 야기되는 내측으로의 휨에 적응하는 패널 구성을 개시하고 있다. 패널의 윤곽은 비교적 평탄하게 유지하지만, 패널의 반경방향 내측 및 외측으로의 이동을 방지함이 없이 패널에 강도를 부가하기 위해, 중앙 부분을 약간 변위시키는 것이 중요하다. 그러나, 패널은 일반적으로 평탄하므로, 이동의 양은 어느 방향으로나 제한된다. 여분의 탄성은 패널 전체의 외측 및 내측으로의 복귀 이동을 방해하므로, 필연적으로, 여분의 탄성을 위한 패널 리브는 포함되지 않는다.

미국 특허 제5,908,128호는, 충전 후에 발생하는 액압 및 온도에 반응하도록 의도된 다른 유연성 패널을 개시하고 있다. 비교적 표준적인 "고온 충전" 용기의 형상이 "저온 살균 가능한" 용기용으로 개시되어 있다. 이 특허에서는, 액체를 차거운 상태로 도입하고, 뚜껑 부착 후 가열하기 때문에, 저온 살균 과정은 충전 전에 용기를 열 경화시킬 필요성을 없게 한다고 주장하고 있다. 압력차를 보상하기 위해, 오목한 패널이 사용된다. 그러나, 반경방향 외측으로의 이동 및 그에 이은 반경방향 내측으로의 이동 모두에 대한 유연성을 제공하기 위해, 패널은 얕은 궁형으로 유지되어, 변화하는 내압 및 저온 살균 과정의 온도에 대한 반응에 순응한다. 소정 시간동안 지속되는, 뚜껑 부착 후의 온도의 상승은 플라스틱 재료를 연화시키고, 따라서, 내측으로 만곡된 패널이, 유발된 힘 하에 보다 용이하게 휠 수 있게 한다. 그러나, 만곡이 너무 크면, 그것이 방지된다는 것이 개시되어 있다. 반대방향 궁형으로 된 때의 패널의 영구 변형은, 궁형의 약간의 경화에 의해 그리고 열에 의한 재료의 연화에 의해 회피된다. 따라서, 용기의 벽에 전달되는 힘의 양은, 표준적인 고온 충전 용기의 경우와 마찬가지로, 패널에서 얻어지는 휨의 양에 의해 다시 결정된다. 그러나, 패널의 반경방향 윤곽에 있어서의 얕은 만곡을 유지할 필요성 때문에, 휨의 양은 제한된다. 따라서, 병은 많은 표준적인 방법으로 보강된다.

미국 특허 제5,303,834호는, 압착 가능한 용기에 제공되어 볼록 위치로부터 오목 위치로 이동할 수 있는 유연성 패널을 개시하고 있다. 이 패널은 진공력만으로는 반전될 수 없고, 손의 힘으로 반전될 수 있다. 패널을 반전된 위치에 유지시키기 위해서는 상당한 양의 힘이 필요하고, 이것은 손의 힘으로만 가능하기 때문에, 압착력이 해제되면, 패널은 자동적으로 원래의 형상으로 회복된다. 초기의 볼록 형상에 의해 야기되는 패널의 영구 변형은 다수의 길이방향 굽힘점의 사용에 의해 회피된다.

미국 특허 제5,971,184호는, 2개의 큰 평탄한 측면을 가지는 병에 제공되어 볼록한 제1 위치로부터 오목한 제2 위치로 이동 가능하다고 주장하는 유연성 패널을 개시하고 있다. 각 패널은 움푹 들어간 '반전 가능한' 중앙부를 가지고 있다. 2개의 크고 평탄한 대향 측면이 있는 이러한 용기는, 진공 흡인 하에서 대체로 원통 형상을 유지하도록 의도된 고온 충전 용기와는 진공력 안정성이 다르다. 확대된 패널 측벽은 증가되는 흡인을 받고, 실질적으로 원통형의 용기에 6개의 패널을 구비하는 '표준' 구성에서 일어나는 바와 같이 각 패널의 크기가 작은 경우보다 더 큰 오목 형상으로까지 당겨진다. 따라서, 그러한 용기 구조는 2개의 패널 각각에 가해지는 힘의 양을 증가시키고, 그것에 의해, 얻어지는 굽힘력의 양을 증가시킨다.

그러나, 비록 그렇다 하더라도, 패널의 볼록 부분은 여전히 비교적 평탄하게 유지되어야 하고, 그렇지 않으면, 진공력이 패널을 요구되는 오목 형상으로 당길 수 없다. 휨을 발생시키기 위해 얕은 궁형을 유지할 필요성은 이전에 미국 특허 제5,303,834호 및 미국 특허 제5,908,128호에 기재되었다. 이것은 용기 벽이 변형되기 전에 생성되는 진공력의 양을 제한한다. 또한, 길이방향 및 수평방향 모두의 면의 볼록 형상이 연속적으로 반전하는 것은, 그것이 매우 얕은 볼록 형상이 아니면, 불가능하다고 일반적으로 알려져 있다. 또한, 패널에 어떤 의미 있는 양의 볼록 형상이 있으면, 뚜껑이 제거되어 진공력이 해제된 때 패널이 다시 그의 본래의 볼록 위치로 복귀할 수 없다. 기껏해야, 패널은 강제로 확 뒤집힐 뿐이고, 새로운 반전 위치에 고정된다. 이어서, 패널은, 재료를 연화시키는 액체로부터의 열의 영향이 더 이상 없고, 주위 압력으로부터 충분한 힘이 얻어지지 않기 때문에, 방향을 역전할 수 없다. 부가적으로, 오목 위치로 확 뒤집히기 전에 플라스틱에서 얻어진 기억력으로부터의 지원은 더 이상 없게 된다. 미국 특허 제5,908,128호는 이전에, 패널의 호(弧)가 볼록 위치로부터 오목 위치로 휜 때 발생하는 영구 변형을 방지하기 위해 길이방향 리브를 형성하는 것을 개시하고 있다. 영구 변형에 관한 이와 동일한 고찰이 미국 특허 제5,303,834호에도 개시되었다. 미국 특허 제4,877,141호도, 패널을 그의 자연적인 만곡에 대항하여 휘게 하는 경우 패널을 비교적 평탄하게 유지할 필요성을 개시하였다.

선행기술의 용기의 주된 파괴 양태는, 용기 내부에 진공압이 있을 때, 그리고 특히 상업적 이익 때문에 용기의 재료 중량을 작게 한 때, 취약에 기인한 용기의 구조적 형상의 회복 불가능한 버클링(buckling)이라고 본 출원인은 믿는다.

대조적으로, 본 발명은, 용기에 가해지는 압력에 보다 더 용이하게 순응할 수 있도록 휘기 쉬운 패널부의 증대된 휨을 가능하게 한다. 주위의 힘에 의해 용기의 벽이 새로운 '압력 조절' 상태로 휘는 것으로부터 필연적으로 제공되는 어떤 과잉의 응력을 보상히기 위해, 상기한 바와 같이, 다양한 종류 및 위치의 보강 리브를 여전히 시용할 수도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 기존의 용기에 있어서의 상기한 문제를 극복하거나 적어도 완화하거나 또는 적어도 유용한 선택을 대중에 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적들은 이하의 설명으로부터 명확하게 될 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 중심의 길이방향 축선을 가지는 용기로서, 그 용기가 적어도 하나의 반전 가능한 휘기 쉬운(flexible) 패널부를 가지고 있고, 상기 휘기 쉬운 패널부는 상기 길이방향 축선에 배치된 평면으로부터 일 방향으로 돌출하여 있는 적어도 하나의 휨 영역(flexure region)과, 상기 방향으로 보다 적은 정도로 돌출하여 있는 적어도 하나의 휨 개시기 영역(flexure initiator region)을 포함하고, 사용 시, 상기 휨 개시기 영역의 휨에 의해 상기 휨 영역이 용기의 내측으로 휘도록 된 것을 특징으로 하는 용기가 제공된다.

한가지 바람직한 형태에서, 상기 돌출하는 방향은 상기 평면에 대하여 외측 방향이다.

다른 바람직한 형태에서, 상기 돌출하는 방향은 상기 평면에 대하여 내측 방향이다.

한가지 바람직한 형태에서, 상기 휘기 쉬운 패널부는 대체로 궁형일 수 있다.

다른 형태에서, 상기 휘기 쉬운 패널부는 정점에서 만나는 2개의 휘기 쉬운 평면 부분을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 휘기 쉬운 패널부는 비교적 유연성이 없는 랜드(land) 영역들 사이에 배치될 수 있다.

한가지 바람직한 형태에서, 상기 휨 개시기 영역은 상기 휘기 쉬운 패널부의 한쪽 단부에 배치될 수 있다.

다른 바람직한 형태에서, 상기 휨 개시기 영역은 상기 휘기 쉬운 패널부의 중심 쪽에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 휨 개시기 영역은 평탄화 영역을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 평탄화 영역은 상기 휨 영역의 반대쪽 상기 휨 개시기 영역의 단부에 배치될 수 있다.

한가지 바람직한 형태에서, 상기 휨 개시기 영역은 상기 휨 영역과는 반대 방향으로 돌출하여 있을 수 있다.

바람직하게는, 상기 휨 개시기 영역과 상기 휨 영역과의 경계는 대체로 궁형일 수 있다.

한가지 바람직한 형태에서, 상기 휨 영역의 돌출 정도는 상기 휨 개시기 영역으로부터 먼 쪽으로 갈 수록 점진적으로 증가하여 있을 수 있다.

다른 형태에서, 상기 휨 영역의 돌출 정도는 상기 휨 개시기 영역으로부터 먼 쪽에서도 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다.

바람직하게는, 상기 용기는 상기 휘기 쉬운 패널부와 상기 랜드 영역 사이의 접속 영역을 포함할 수 있고, 상기 접속 영역은 상기 용기의 중심으로부터의 상기 휘기 쉬운 패널부의 반경과 상기 랜드 영역의 반경이 서로 다르게 되도록 배치되어 있다.

바람직하게는, 상기 접속 영역은 대략 U자 형상으로 될 수 있고, 상기 휘기 쉬운 패널부 쪽의 상기 접속 영역의 부분은 휠 수 있도록 되어 있어, 상기 휘기 쉬운 패널부가 제1 위치에 있을 때는 상기 U자 형상을 실질적으로 똑바르게 펴고, 상기 휘기 쉬운 패널부가 제1 위치로부터 반전된 때는 상기 U자 형상으로 복귀하도록 되어 있다.

바람직하게는, 상기 휨 개시기 영역의 돌출 정도는, 소정의 온도로 용기 내에 도입된 소정의 액체가 냉각될 때 상기 휨 개시기 영역이 휠 수 있도록 정해진다.

바람직하게는, 상기 휘기 쉬운 패널부는 사용 시에 상기 휨 개시기 영역의 휨에 의해 반전하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 소정의 정도로 돌출하여 있는 휨 개시기 영역과, 상기 휨 개시기 영역보다 더 큰 정도로 돌출하여 있고 상기 휨 개시기 영역으로부터 먼 쪽으로 연장하여 있는 휨 영역을 포함하고, 용기 내의 압력 변화에 응답하여 패널의 휨이 일어나도록 된 것을 특징으로 하는 휘기 쉬운 패널이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 고온 충전 용기를 위한 휘기 쉬운 패널로서, 소정의 정도로 돌출하여 있는 휨 개시기 영역과, 점진적으로 증가하는 정도로 돌출하여 있고 상기 휨 개시기 영역으로부터 먼 쪽으로 연장하여 있는 휨 영역을 포함하고, 상기 휨 개시기 영역과 상기 휨 영역 사이의 부분이 외측으로 굽어져 있고, 용기 내의 압력 변화에 응답하여 상기 휨 개시기 영역과 상기 휨 영역 사이에서 패널의 휨이 점진적으로 일어나도록 된 것을 특징으로 하는 용기용의 휘기 쉬운 패널이 제공된다.

바람직하게는, 상기 휨 개시기 영역들 사이에서 평탄화 영역이 연장하여 상기 휨 개시기 영역의 단부 부분을 제공할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 소정의 정도로 돌출하여 있는 휨 개시기 영역과, 상기 휨 개시기 영역과는 반대방향으로 상기 휨 개시기 영역보다는 적은 정도로 돌출하여 있고 상기 휨 개시기 영역으로부터 먼 쪽으로 연장하여 있는 휨 영역을 포함하고, 용기 내의 압력 변화에 응답하여 패널의 휨이 일어나도록 된 것을 특징으로 하는 휘기 쉬운 패널이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 고온 충전 용기를 위한 휘기 쉬운 패널로서, 소정의 정도로 돌출하여 있는 휨 개시기 영역과, 점진적으로 감소하는 정도로 돌출하여 있고 상기 휨 개시기 영역으로부터 먼 쪽으로 연장하여 있는 휨 영역을 포함하고, 상기 휨 개시기 영역과 상기 휨 영역 사이의 부분이 내측으로 굽어져 있고, 용기 내의 압력 변화에 응답하여 상기 휨 개시기 영역과 상기 휨 영역 사이에서 패널의 휨이 점진적으로 일어나도록 된 것을 특징으로 하는 용기용의 휘기 쉬운 패널이 제공된다.

한가지 바람직한 형태에서, 상기 휨 개시기 영역 및/또는 휨 영역이 대체로 궁형일 수 있다.

다른 바람직한 형태에서는, 상기 휨 개시기 영역 및/또는 휨 영역이 정점에서 만나는 2개의 평면 부분을 포함할 수도 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 용기의 정면도이다.

도 2(a)는 도 1에 도시된 용기의 패널부의 정면도이다.

도 2(b)는 도 2(a)의 D-D선에 따른, 반전되지 않은 상태의 패널부의 단면도이다.

도 3은 도 2(b)에 도시된 패널부의 반전된 상태의 단면도이다.

도 4(a) 내지 도 4(c)는 각각 패널부가 반전되지 않은 때의 도 1의 용기의 A-A선, B-B선, 및 C-C선을 따라 취한 단면도이다.

도 5(a) 내지 도 5(c)는 각각 패널부가 내측으로 반전된 때의 도 1의 용기이 A-A선, B-B선, 및 C-C선을 따라 취한 단면도이다.

도 6(a) 내지 도 6(c)는 다른 실시형태에 따른 패널부의 정면도 및 종단면도이다.

도 7(a)는 또 다른 실시형태에 따른 패널부의 정면도이다.

도 7(b) 및 도 7(c)는 각각 반전되지 않은 위치와 반전된 위치에서의 도 7(a)의 패널부의 종단면도이다.

도 8(a)는 또 다른 실시형태에 따른 패널부의 정면도이다.

도 8(b) 내지 도 8(d)는 각각 반전되지 않은 위치, 부분적으로 반전된 위치, 및 완전히 반전된 위치에서의 도 8(a)의 패널부의 종단면도이다.

도 9(a) 내지 도 9(c) 및 도 9(d) 내지 도 9(f)는 각각 반전되지 않은 위치와 반전된 위치에서의 다른 형태의 패널부를 가지는 도 1의 용기의 A-A선, B-B선, 및 C-C선을 따라 취한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 형태에 따른 용기(1)는 대체로 원통 형상의 측벽부(2)를 가지고 있다.

용기(1)는 압력 조절 가능한 용기이고, 특히 실온보다 높은 온도의 액체를 충전하는데 적합한 '고온 충전(hot-fill)' 용기이다. 용기(1)는 블로 성형(blow moulding)에 의해 성형될 수 있고, 폴리에스터 또는 열 경화성 폴레에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 다른 플라스틱 재료로 제조될 수 있다. 측벽부(2)의 하부 부분은 다수의 휘기 쉬운(flexible) 패널부(3)를 가지고 있고, 이들 패널부는 용기 측벽부의 원주 둘레에서, 수직방향으로 가늘고 기다란 매끄러운 랜드(land) 영역(4)을 사이에 두고 서로 떨어져 배치되어 있다. 각각의 패널부는 대체로 장방형의 형상을 가질 수 있고, 용기에 고온 액체를 충전하고 용기의 뚜껑을 닫은 후 액체를 냉각시킨 때 내측으로 휘도록 되어 있다. 이러한 과정 중에, 이들 휘기 쉬운 패널부(3)는 고온 충전 후의 진공을 보상하도록 작동한다.

도 2(a)에는, 휘기 쉬운 패널부(3)들 중 하나가 도시되어 있다. 휘기 쉬운 패널부(3)는 이 패널부의 길이방향으로 한쪽의 단부 쪽에 위치하는 휨 영역(flexure region)(5)과, 이 패널부의 길이방향으로 반대쪽의 단부 쪽에 위치하는 휨 개시기 영역(flexure initiator region)(8)을 포함하고, 휨 영역(5)과 휨 개시기 영역(8)이 접속 영역(7)에 의해 랜드 영역(4)에 접속되어 있다. 접속 영역(7)은 진공력 하에서 비교적 용이하게 내측으로 휠 수 있는 것이 바람직하고, 휨 개시기 영역(8)은 휨 영역(5)의 반전을 개시시키고, 이어서, 휨 영역(5)이 더욱 내측으로 휘게 한다. 이것은, 기존의 휨 패널보다 훨씬 대량의 배기를 휘기 쉬운 패널부(3)로부터 발생시킨다. 따라서, 진공압이 기존의 용기의 경우보다 대폭으로 저하하여, 용기 측벽에 가해지는 응력을 작게 한다.

바람직하게는, 접속 영역(7)은, 휘기 쉬운 패널부(3)의 가장자리(접속 영역(7)의 내측에서의 패널부의 가장자리)의 용기(1)의 중심으로부터의 반경을, 랜드 영역(4)의 가장자리(접속 영역(7)의 외측의 경계)의 용기(1)의 중심으로부터의 반경과는 독립하여 설정하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 접속 영역(7)은 한쪽에서는 랜드 영역(4)의 경계를 이루고, 다른쪽에서는 휘기 쉬운 패널부(3)의 경계를 이루면서 그 패널부의 휨을 최적화시킬 수 있다. 접속 영역(7)은 2개의 구조, 즉, 랜드 영역과 패널부와의 반경 차이를 연결한다.

휨 영역(5)과 휨 개시기 영역(8) 사이의 경계(8a)는 대체로 궁형(弓形)인 것으로 도시되어 있다.

용기의 중심 종축선에 의해 획정(劃定)되는 평면에 대한 휨 개시기 영역(8)의 호(弧)의 양 또는 돌출량은 휨 영역(5)의 호의 양 또는 돌출량보다 상당히 작아, 휨 개시기 영역(8)이 진공력에 대하여 더욱 민감하게 된다. 휨 개시기 영역(8)은, 현저하게 평탄화되어 있고 진공압에 대하여 가장 민감한 휨 개시기 단부(9)를 가지고 있다. 따라서, 용기(1)가 진공압을 받으면, 휘기 쉬운 패널부(3)는, 먼저, 휨 개시기 단부(9)에서 휜 다음, 휨 개시기 영역(8) 전체가 휘어 반전하고, 그 후 계속하여 휨 영역(5)의 반전이 일어난다. 다른 실시형태에서는, 휨 개시기 단부(9)가 오목한 형상을 될 수도 있다. 그러나, 이 경우에도, 용기의 중심 종축선에 의해 획정되는 평면에 대한 오목부의 만곡 정도는 휨 영역(5)의 돌출량보다는 여전히 작게 한다.

휨 영역(5)의 내측으로의 반전은 냉각 중의 용기(1)의 내용물의 체적의 점진적인 수축에 응답하여 착실하게 진행할 수 있다. 이것은, 2가지 상태 사이에서 확 뒤집히는(플립(flip)하는) 종래의 패널과는 대조적이다. 확 뒤집히는 패널과 비교하여 비교적 작은 압력차에 응답하여 휨 영역(5)이 점진적으로 휜다는 것은, 용기(1)의 측벽에 전달되는 힘이 작다는 것을 의미한다. 이것에 의해, 용기의 구조에 필연적으로 사용되는 재료의 양이 적게 될 수 있어, 제조 비용을 저렴하게 할 수 있다. 따라서, 동일한 양의 용기 재료에 대하여 부하에 의한 파괴의 발생을 감소시킬 수 있다.

또한, 휨 영역(5)을 반전시키는데 필요한 압력차가 낮기 때문에, 단일의 용기(1)에 더 많은 수의 휘기 쉬운 패널부(3)를 포함시키는 것이 가능하다. 또한, 낮은 진공력에서 패널부의 휨을 개시시키기 때문에, 휘기 쉬운 패널부(3)의 크기를 크게 할 필요가 없다. 이와 같이, 용기 구조에서, 휘기 쉬운 패널부(3)의 크기를 크게 할 필요가 없거나 또는 그 패널부의 수를 감소시킬 필요가 없어, 용기 설계에 있어서의 융통성이 더욱 크게 된다.

도 2(b)는 도 2(a)의 D-D선을 따라 취한 단면도를 나타낸다. 이 도면에서 좌측이 용기의 내측에 해당하고, 우측이 용기의 외측에 해당하는 것임을 이해하여야 한다. 휘기 쉬운 패널부(3)는 휨 영역(5)이 반전되지 않은 위치에 있는 것으로 도시되어 있고, 점선은 이 패널부의 길이방향에서의 휨 영역(5)과 접속 영역(7)과의 경계를 나타낸다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서는, 휨 영역(5)은, 화살표 6으로 나타내는 바와 같은 반경방향 외측으로 대체로 궁형을 이루고 있다. 접속 영역(7)은 단면이 대체로 U자 형상으로 되어 있고, 그 U자의 측부들의 상대적 높이가 랜드 영역(4)과 휨 영역(5)의 상대적 반경을 결정한다. 휨 개시기 단부(9)는 최소의 정도로 돌출하여 있기 때문에, 즉, 가장 작은 호를 이루고 있기 때문에, 진공압에 가장 민감하다.

도 3은, 가해진 진공압 때문에 휨 영역(5)이 용기의 내측으로 반전된 상태에 있는 패널부를 나타낸다. 이 도면에서도 좌측이 용기의 내측에 해당하고, 우측이 용기의 외측에 해당한다. 휨 개시기 단부(9) 및 휨 개시기 영역(8)이 먼저 휘어 반전하여, 휨 영역(5)의 인접 영역(휨 개시기 영역(8)에 인접한 영역)을 효과적으로 내측으로 당김에 따라, 휨 영역(5)의 나머지 영역이 계속 반전하여, 휨 영역(5)이 부호 5b로 나타낸 바와 같이 내측으로 완전히 반전하게 된다. 도 3의 점선은 휨 영역(5)의 측부 가장자리를 나타내고, 파선 5a는 반전되지 않은 때의 휨 영역(5)의 위치를 나타낸다.

중요한 것은, 용기로부터 뚜껑이 벗겨진 후 진공압이 해제된 때, 패널부(3)는 그의 진공 설정 위치로부터 복원하여 그의 본래의 형상으로 복귀할 수 있다는 것이다. 이러한 작동은, 휨 영역(5)의 일 단부로부터 반대측 단부까지의 궁형 만곡의 점진적 변화에 의해 보조될 수 있고, 그 만곡은 휨 개시기 영역(8)으로부터 멀어질 수록 점진적으로 증가하여 있다. 대체 실시형태로서, 휨 영역(5)은 대체로 일정하게 변화하는 만곡을 가질 수도 있다. 압력이 해제되면, 휨 개시기 영역(8)의 반전으로부터 시작하여, 휨 영역(5)이 회복 불가능한 버클링(buckling)을 받지 않고 융기함으로써, 내측으로 궁형을 이룬 패널부가 외측으로 성공적으로 반전하게 된다. 휘기 쉬운 패널부(3)는 현저한 영구 변형 없이 반복적으로 반전될 수 있다.

도 4(a) 내지 도 4(c)는 휨 영역(5)이 반전되지 않은 위치에 있는 것을 나타내는, 도 1의 용기의 각각 A-A선, B-B선, 및 C-C선을 따라 취한 단면도이다. 이 바람직한 실시형태에서, 휨 영역(5)은 휨 개시기 영역(8)으로부터 외측으로 점진적으로 돌출하여 있다.

도 5(a) 내지 도 5(c)는 가해진 진공압 때문에 휨 영역(5)이 내측으로 완전히 반전된 위치에 있는 것을 나타내는, 도 1의 용기의 각각 A-A선, B-B선, 및 C-C선을 따라 취한 단면도이다. A-A선에 있어서의 휨 영역(5)의 부분은 휨 개시기 영역(8)에 가까운 영역에 비하여 상대적으로 큰 정도로 휘어 있다. 도 5(a) 내지 도 5(c)에서의 점선(5a)은 진공압이 없을 때의 휨 영역(5)의 위치를 나타낸다.

도 6(a)는 돌출한 휨 영역(50)과, 휨 개시기 영역(80), 및 평탄화 영역(90)을 가지는 다른 실시형태에 따른 휘기 쉬운 패널부(30)의 정면도를 나타낸다. 이 휘기 쉬운 패널부(30)의 접속 영역(70)은 휨 영역(50)과 휨 개시기 영역(80)을 둘러싸는 평면 부재이다. 도 6(b)는 진공압이 가해지지 않은 상태의 휘기 쉬운 패널부(30)를 나타낸다. 휨 영역(50)은 휨 개시기 영역(80)으로부터 화살표 6의 방향으로 실질적으로 일정한 궁형 만곡을 가진다. 도 6(c)는 진공압이 가해져 휨 영역(50)이 용기의 내측으로 완전히 반전된 위치에 있는 휘기 쉬운 패널부(30)를 나타낸다.

도 7(a)는 또 다른 실시형태에 따른 휘기 쉬운 패널부(300)의 정면도를 나타낸다. 이 휘기 쉬운 패널부(300)는, 휨 개시기 영역(800)을 사이에 두고 상하방향으로 서로 인접하여 배치된 2개의 돌출한 휨 영역(500)을 포함한다. 휨 개시기 영역(800)은 중앙의 휨 개시기 단부(900)로부터 두 방향으로 연장하여 있다. 이 실시형태에서는, 휘기 쉬운 패널부(300)의 중심이 진공압 하에서 휨에 가장 민감하고, 따라서, 가장 먼저 휘게 된다. 도 7(b) 및 도 7(c)는 진공압이 가해지지 않은 상태에 있는 휘기 쉬운 패널부(300)와, 완전히 반전된 위치에 있는 휘기 쉬운 패널부(300)를 각각 나타낸다.

점선 800a는 휨 개시기 영역(800)과 휨 영역(500) 사이의 궁형 경계를 나타낸다.

도 8(a)는 또 다른 실시형태에 따른 휘기 쉬운 패널부(300')의 정면도를 나타낸다. 이 휘기 쉬운 패널부(300')는, 휨 개시기 영역(800')을 사이에 두고 상하방향으로 서로 인접하여 배치된 2개의 휨 영역(500', 500'')을 포함하고, 휨 개시기 영역(800')들 사이에 중앙의 평탄화 영역(900')이 제공되어 있다. 그러나, 상기한 실시형태의 휘기 쉬운 패널부(300)와는 달리, 휨 영역들 중 하나의 휨 영역(500'')은 정규 위치에서 볼록하지 않고 오목하다(도 8(b) 참조). 액압이 가해지면, 오목한 상태의 휨 영역(500'')이 화살표 6a로 나타낸 방향으로 반전되어(도 8(c) 참조), 인접한 패널부들 사이의 랜드 영역(4)에 대한 압력을 저하시킨다. 유체가 냉각되면, 진공압에 의해, 휨 영역(500', 500'') 모두가 화살표 6b의 방향으로 반전된다(도 8(d) 참조).

휘기 쉬운 패널부의 윤곽 및/또는 형상은 변경될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 도 9(a) 내지 도 9(f)에 도시된 바와 같이, 용기(1)는, 궁형이 아니고 각진 패널부를 형성하도록 정점(11)에서 만나는 2개의 평면 부분(10)을 포함하는 돌출부(5')를 구비한 휘기 쉬운 패널부들을 가질 수도 있다. 도 9(a) 내지 도 9(c)는 그러한 돌출부(5')를 가진 경우의 도 1의 용기(1)의 각각 A-A선, B-B선, 및 C-C선을 따라 취한 단면도를 나타낸다. 도 9(d) 내지 도 9(f)는 각각 도 9(a) 내지 도 9(c)의 돌출부(5')의 반전된 위치를 나타내는 것으로, 실선(5'b)은 반전된 위치를 나타내고, 점선(5'a)은 반전되기 전의 위치를 나타낸다. 부가적으로 또는 택일적으로, 실시형태들 중 어떤 실시형태의 휘기 쉬운 패널부는, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 수직방향이 아니라 용기(1)의 종축선에 대하여 횡방향으로 배치될 수도 있다.

따라서, 용기의 내용물의 큰 체적 변화를 고려하여, 감소된 압력이 용기의 측벽에 가해 질 수 있게 하는 휘기 쉬운 패널부들을 포함하는 압력 조절 가능한 용기가 제공된다. 따라서, 용기의 완전성을 유지하기 위해 필요한 재료의 양이 적게 되고, 따라서, 용기를 저렴하게 제조할 수 있다.

이상의 설명에서는, 본 발명을 바람직한 실시형태와 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그것에 한정되는 것은 아니고, 이하의 특허청구범위에서 규정한 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 본 발명이 다양하게 개조 및 변경될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

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용기 내에서 유발되는 압력 변화에 순응하기 위한 적어도 하나의 휘기 쉬운 패널부(3)를 가지고, 액체를 수용하기 위한 용기(1)로서, 상기 휘기 쉬운 패널부(3)는 그 패널부의 면을 획정(劃定)하는 길이방향 범위 및 횡방향 범위를 가지고, 또한, 상기 휘기 쉬운 패널부(3)는 상기 휘기 쉬운 패널부의 길이방향으로 한쪽의 단부 쪽에 위치하는 휨 영역(flexure region)(5)과, 상기 휘기 쉬운 패널부의 길이방향으로 반대쪽의 단부 쪽에 위치하는 휨 개시기 영역(flexure initiator region)(8)을 가지며, 상기 휨 개시기 영역(8)은 상기 휘기 쉬운 패널부(3)에 길이방향으로 변화하는 만곡(彎曲)을 제공하기 위해 상기 면으로부터의 상기 휨 영역(5)의 돌출량보다 적게 상기 면으로부터 돌출하는 만곡의 납작한 호(弧)를 가지고 있고, 상기 휨 영역(5)과 상기 휨 개시기 영역(8)은 상기 휨 개시기 영역(8)이 압력 변화에 응답하여 상기 면에 대하여 내측으로 휠 수 있도록 상기 휘기 쉬운 패널부 내에서 합체되어 있고, 상기 휨 개시기 영역(8)의 호의 크기가 압력 변화에 응답하여 변화함으로써, 상기 휨 영역(5)이 상기 용기 내의 증가하는 압력 변화에 응답하여 점진적으로 휘게 되는 것을 특징으로 하는 용기.
제 27 항에 있어서, 상기 용기가 길이방향 축선을 가지고, 상기 휨 영역(5)이 상기 길이방향 축선에 대하여 수직인 방향에서 외측으로 돌출하여 있는 것을 특징으로 하는 용기.
제 27 항에 있어서, 상기 휨 영역(5)의 휨에 따라 상기 휨 영역(5)의 만곡이 납작하게 되는 것을 특징으로 하는 용기.
제 27 항에 있어서, 상기 휨 개시기 영역(8)이 상기 휨 영역(5)과 접합되어 있고, 상기 휨 영역(5)과 상기 휨 개시기 영역(8)은 외측으로 돌출하는 정도가 상기 용기의 축선을 따라 다르게 되어 있는 것을 특징으로 하는 용기.
제 27 항에 있어서, 상기 휨 개시기 영역(8)이 상기 휨 영역(5)과 접합되어 있고, 외측으로 돌출하는 정도가 상기 휨 개시기 영역(8)으로부터 상기 휨 영역(5)으로 점진적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 용기.
제 27 항에 있어서,상기 휨 영역(5)은 그의 횡방향 범위가 상기 용기의 축선을 따라 변화하여 있는 것을 특징으로 하는 용기.
제 27 항에 있어서, 상기 휨 개시기 영역(8)은 그의 횡방향 범위가 상기 용기의 축선을 따라 변화하여 있는 것을 특징으로 하는 용기.
제 27 항에 있어서, 상기 휨 영역(5)의 돌출방향이 상기 용기의 길이방향 축선에 대하여 내측으로의 방향인 것을 특징으로 하는 용기.
제 27 항에 있어서, 상기 휨 개시기 영역(8)은 상기 용기 내의 진공압 변화에 응답하여 반전하는 것을 특징으로 하는 용기.
제 27 항에 있어서, 상기 휨 영역(5)은 상기 용기 내의 진공압 변화에 응답하여 반전하는 것을 특징으로 하는 용기.
제 27 항에 있어서, 상기 휨 개시기 영역(8)이 소정의 정도로 내측으로 돌출하여 있고, 상기 휨 개시기 영역(8)으로부터 길이방향으로 연장하여 있는 상기 휨 영역(5)은 외측으로 돌출하여 있는 것을 특징으로 하는 용기.
적어도 하나의 휘기 쉬운 패널부(300)를 가지는 용기로서, 상기 휘기 쉬운 패널부(300)는 그 패널부의 면을 획정(劃定)하는 길이방향 범위 및 횡방향 범위를 가지고, 또한, 상기 휘기 쉬운 패널부(300)는 상기 면으로부터 소정의 정도로 횡방향으로 돌출하는 호(弧)를 가진 휨 개시기 영역(800)과, 그 휨 개시기 영역(800)으로부터 길이방향으로 연장하고 상기 휨 개시기 영역(800)보다 더 큰 정도로 횡방향으로 돌출하여 있는 제1 및 제2 휨 영역(500)을 가지며, 상기 제1 휨 영역(500)은 상기 휘기 쉬운 패널부(300)의 제1 단부 쪽으로 연장하여 있고, 상기 제2 휨 영역(500)은 상기 휘기 쉬운 패널부(300)의 반대쪽 단부 쪽으로 연장하여 있고, 상기 휨 개시기 영역(800)은 상기 휘기 쉬운 패널부(300)의 길이방향 단부보다는 상기 휘기 쉬운 패널부의 중심에 더 가까이 배치되어 있으며, 상기 휘기 쉬운 패널부의 휨이 상기 용기 내의 압력 변화에 응답하여 점진적으로 일어나는 것을 특징으로 하는 용기.
실온보다 높은 온도의 액체를 수용하기 위한 용기로서, 그 용기의 벽에 휘기 쉬운 패널부(3)가 제공되어 있고, 상기 휘기 쉬운 패널부(3)는 소정의 정도로 돌출하는 호(弧)를 가진 휨 개시기 영역(8)과, 그 휨 개시기 영역(8)으로부터 길이방향으로 연장하고 점진적으로 증가하는 만곡의 호를 가진 휨 영역(5)을 가지며, 상기 휨 개시기 영역(8)과 상기 휨 영역(5) 사이의 영역이 외측으로 굽어져 있고, 상기 휘기 쉬운 패널부(3)의 휨이 상기 용기 내의 압력 변화에 응답하여 상기 휨 개시기 영역(8)과 상기 휨 영역(5) 사이에서 점진적으로 일어나는 것을 특징으로 하는 용기.
용기 내에서 유발되는 진공에 순응하기 위한 적어도 하나의 휘기 쉬운 패널부(3)를 가지는, 고온 충전(hot-fill)용의 블로 성형(blow molding)된 플라스틱 용기(1)로서, 상기 휘기 쉬운 패널부(3)는 길이방향 범위 및 횡방향 범위를 가지고, 또한 상기 휘기 쉬운 패널부(3)는 횡방향 만곡의 호(弧)를 가지는 휨 영역(5)과, 상기 휘기 쉬운 패널부의 길이방향을 따라 변화하는 만곡을 제공하기 위해 상기 휨 영역(5)보다 납작한 횡방향 만곡의 호를 가지고 상기 휨 영역(5)에 길이방향으로 인접하여 있는 휨 개시기 영역(8)을 가지고 있고, 상기 용기 내의 증가하는 진공에 응답하여 상기 휨 영역(5)을 길이방향에서 점진적으로 휘게 하기 위해, 진공에 응답하여 일어나는 상기 휨 개시기 영역(8)의 동작이 상기 휨 영역(5)에 전달되도록, 상기 휨 영역(5)의 만곡과 상기 휨 개시기 영역(8)의 만곡이 길이방향으로 합체되어 있는 것을 특징으로 하는 용기.
용기 내에서 유발되는 압력 변화에 순응하기 위한 적어도 하나의 휘기 쉬운 패널부(3)를 가지고, 액체를 수용하기 위한 용기(1)로서, 상기 휘기 쉬운 패널부(3)는 그 패널부의 면을 획정(劃定)하는 길이방향 범위 및 횡방향 범위를 가지고, 또한, 상기 휘기 쉬운 패널부(3)는 상기 휘기 쉬운 패널부의 길이방향으로 한쪽의 단부 쪽에 위치하는 휨 영역(5)과, 상기 휘기 쉬운 패널부의 길이방향으로 반대쪽의 단부 쪽에 위치하는 휨 개시기 영역(8)을 가지며, 상기 휨 영역(5)은 상기 면으로부터 돌출하는 호(弧)를 가지고 있고, 상기 휨 개시기 영역(8)은 상기 휘기 쉬운 패널부에 길이방향으로 변화하는 만곡을 제공하기 위해 상기 길이방향 범위에서 상기 휨 영역(5)보다 적게 상기 면으로부터 돌출하는 만곡의 호를 가지고 있고, 상기 휨 영역(5)과 상기 휨 개시기 영역(8)은, 상기 휨 개시기 영역(8)이 압력 변화에 응답하여 상기 면에 대하여 내측으로 휨으로써, 상기 휨 영역(5)이 상기 용기 내의 증가하는 압력 변화에 응답하여 점진적으로 휠 수 있도록, 서로 합체되어 있는 것을 특징으로 하는 용기.
처움에 고온 상태로 충전된 다음, 밀봉되는 액체를 수용하기 위한 얇은 벽의 플라스틱 용기(1)로서, 상기 용기가 길이방향 축선을 가지고 있고, 또한 다수의 휘기 쉬운 패널부(3)를 가지며, 상기 휘기 쉬운 패널부(3)들은 랜드(land) 영역(4)을 사이에 두고 서로 떨어져 있고, 각각의 상기 휘기 쉬운 패널부(3)는 상단부와 하단부를 가지고 있고, 또한 각각의 상기 휘기 쉬운 패널부(3)는, 상기 상단부에 인접하여 있고 상기 용기의 길이방향 축선에 수직인 면으로부터 돌출하여 있는 상부 영역과, 상기 하단부에 인접하여 있는 하부 영역을 가지고 있고, 상기 하부 영역은 상기 상부 영역의 돌출량보다 적은 양으로 상기 면으로부터 돌출하여 있어, 상기 휘기 쉬운 패널부(3)가 길이방향으로 변화하는 돌출을 가지도록 한 것을 특징으로 하는 용기.