NO321560B1 - Plastflaske med ribber - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse gjelder plastflasker for drikkevarer, særlig kullsyreholdige (karbondioksidholdige) leskedrikker o.l. Nærmere bestemt gjelder oppfinnelsen en blåseformet plastflaske hvis skulderparti som en integrert del har flere ribbeliknende fremspring, i det følgende rett og slett kalt ribber. Ribbene vender utover og har et tverrsnitt med forskjellige krumningsradier slik at de kan inkorporeres også i tynnveggede skulderpartier, ofte forekommende i de nå vanlige lette engangsflasker. Ribbene er likeledes utformet slik at de holder seg noenlunde intakte også når flaskene er fylt og har et innvendig overtrykk. Ribbene ifølge oppfinnelsen gir den virkning at man lettere kan gripe og holde flasken, i tillegg til at de forsterker dens skulderparti.

Bruken av plastflasker for å romme drikkevarer, særlig kullsyredrikker har vist seg svært populær siden slike flasker først ble introdusert i 70-årene. De mange anvendelser slike plastflasker egner seg for stammer hovedsakelig fra at det plastmateriale man lager dem av, hovedsakelig termoplastmateriale, spesielt polyestere så som polyetylentereftalat (PET) kan orienteres biaksialt. Biaksial orientering involverer innretting av polymerkjeder i to retninger, og konsekvensen er tettere og mer regelmessig materialstruktur. De praktiske fordeler man får fra dette fenomen er i to kategorier: først og fremst kan flasker med orientert plastmateriale fremstilles med tynne vegger, ofte som direkte resultat av selve orienteringsprosessen. Dernest er den mekaniske styrke og gassperre-egenskapene bedret dramatisk ved den biaksiale orientering. Totalresultatet er en plastflaske som har meget lett vekt og likevel er særdeles robust.

Selv om man allerede kjenner til hvordan man skal fremstille biaksialt orienterte plastflasker på mange forskjellige måter er den mest kommersielt viktige måte den som bruker en sprøytestøpe- eller sprøyteformingsteknikk med kombinert blåsing og strekking. Slik teknikk bruker vanligvis et forhåndsformet emne (post/parison) som typisk fremstilles med normal sprøytestøping eller -forming, men som deretter varmes opp eller kjøles ned etter forholdene til man når eller nesten når "glassets" overgangstemperatur. Når emnet deretter legges inn i en ekspansjonsform og der strekkes langsetter ved hjelp av en strekkstang og ekspanderes horisontalt ved innføring av luft eller en annen gass under trykk vil resultatet bli en flaske hvis hoveddel og skulderparti får relativt tynn vegg og hvor materialet blir liggende biaksialt orientert.

Selv om den tynnveggede konstruksjon av slike flasker generelt er fordelaktig er det likevel enkelte ulemper som må nevnes: F.eks. vil den tynne flaskevegg gi liten toleranse for det man kan kalle en topografisk konfigurasjon som er annerledes enn glatt, jevn og sammenhengende. Derfor har det vist seg vanskelig å lage alternative utforminger av veggen, f.eks. for å gi flasken et annerledes og estetisk avvikende preg, uten at den mekaniske integritet av flasken blir påvirket drastisk. Dette gjelder særlig der hvor flasken blir utsatt for strekk- eller trykkpåkjenninger, gjerne slike som kan skyldes det indre overtrykk som kullsyreholdige drikker skal ha.

Av de anstrengelser man har gjort i denne sammenheng er de som er rettet mot å anordne innoverrettede ribber i skulderpartiet for å forbedre gripeegenskapene og gjøre at flasken lettere kan holdes og håndteres. Selv om man får visse fordeler i så måte har det ikke vært mulig å bruke denne teknikk på praktisk nok måte, og langt mindre en kommersielt aksepterbar måte for tynnveggede engangsflasker. Forsøkene i dette henseende har generelt basert seg på en innoverrettet ribbekonfigurasjon som bare har en enkelt krumningsradius i tverrsnittet og som har ført til en flaske med områder med usedvanlig stor påkjenning i overgangspunkter mellom ribbene og den øvrige del av skulderpartiet. Dette faktum kan under de forhold som det innvendige overtrykk tilsier føre til flaskebrekkasje. Oftere har imidlertid disse løsninger ført til at ribbene deformeres til å bulke utover eller på annen måte, enten totalt eller over deler, når flasken settes under trykk.

Teknikken krever altså fortsatt en utvikling mot et hensiktsmessig og praktisk konsept for ribbeliknende fremspring som ikke vil ødelegge den mekaniske integritet av flasken, men som vil holde seg fysisk og visuelt intakte også etter trykksettingen.

Den foreliggende oppfinnelse unngår de problemer som er skissert ovenfor, spesielt de som er knyttet til å frembringe ribber i skulderpartiet på tynnveggede engangsplastflasker, og ifølge oppfinnelsen har man latt skulderpartiet få ribber som i motsetning til tidligere har flere krumningsradier i tverrsnittet, og hvor de enkelte tverrsnittspartier med sine tilhørende krumningsradier er fastlagt på bestemt måte i forhold til hverandre. Ribbene vil, hvis de er utformet i samsvar med oppfinnelsen, ikke påvirke den mekaniske styrke eller integritet av skulderpartiet, og de vil heller ikke deformeres nevneverdig under bruken, innbefattet når flasken er fylt og trykksatt.

I samsvar med oppfinnelsen er det således skaffet til veie en blåsestøpt plastflaske slik det fremgår av patentkrav 1.

I eh foretrukket form er altså krumningsradiene R{ og R3 tilnærmet like og omkring 7-9 ganger større enn R2, faktisk foretrekkes at de er omkring 7,5 - 8,5 større, og aller helst foretrekkes at de er omkring 8 ganger større enn R2.

I en utførelse av oppfinnelsen er Ri og R3 ikke helt like, men uavhengig av hverandre varierende fra omkring 6,3 til omkring 6,4 mm, mens R2 er omkring 0,74 - 0,84 mm. I en foretrukket utførelse av denne form er Ri og R3 uavhengig av hverandre omkring 6,35 mm, mens R2 er omkring 0,79 mm.

Andre geometriske former kan også brukes, selv om ribbene som strekker seg oppover er rette og går direkte vertikalt eller i en vinkel med vertikalen. Således kan en utførelsesform av oppfinnelsen ha ribber som strekker seg skruelinjeformet oppover, og en foretrukket versjon av denne utførelse er skruelinjeformet slik at ribbene divergerer noe ovenfra og nedover, ned mot flaskens midtdel.

Selv om antallet ribber kan variere foretrekkes at de har en viss avstand fra hverandre. Det vil verdsettes av fagfolk i bransjen at det foretrekkes at ribbene har samme innbyrdes avstand over hele omkretsen av flasken, og denne avstand på flaskeomkretsen kan fastlegges av vinkelen a mellom to stråler ut fra flaskens sentrale lengdeakse, idet de to stråler går gjennom den sentrale rygg på to naboribber. I en særlig foretrukket utførelse er vinkelen omkring 25,7°, hvilket gir fjorten ribber fordelt over flaskens skulderparti.

Når det gjelder oppfinnelsen kan ribbene strekke seg over bare en mindre lengde av skulderpartiet, men det foretrekkes at de omtrent dekker hele. Skulderpartiet kan imidlertid variere fra flasketype til flasketype, lengden er imidlertid generelt omkring 30 % av flaskens totale høyde h, idet skulderpartiets høyde eller lengde kan kalles s.

I de tilfeller hvor ribbene har en viss avstand fra hverandre og i det spesielle tilfelle hvor de strekker seg over omtrent hele skulderpartiets lengde s foretrekkes at ytterflaten i skulderpartiet, mellom to og to av ribbene er tilnærmet plant, i det minste i omkretsretningen.

I en bestemt utførelse av oppfinnelsen har ribbene samme avstand fra hverandre og strekker seg over hovedsakelig hele skulderpartiet for å avsluttes i eller nær den del av skulderpartiet som ligger nærmest halspartiet og den del som ligger nærmest midtdelen. I dette tilfelle er ytterflaten mellom ribbene og over deres tilnærmet hele lengde enten tilnærmet plan eller utoverbuet i omkretsretningen.

I et annet aspekt ved oppfinnelsen er ytterflaten av skulderpartiet nærmest flaskens midtdel radialt avskrådd utover slik at det dannes endesegmenter, og i en foretrukket utførelse er lengden av disse opp til omkring 20 %, mer foretrukket fra ca. 10 - 15 % av hele skulderpartiets lengde s som målt fra ovenfor midtdelen. Selv om endesegmentene kan anta forskjellig form foretrekkes at de har parabolsk form og med den parabelformede grenselinje vendt oppover mot flaskens halsparti.

I praksis kan oppfinnelsen brukes for plastflasker med tynnveggede skulderpartier, og generelt kan veggtykkelsen være fra omkring 0,22 og til omkring 0,35 mm, typisk fra 0,25 til omkring 0,28 mm. En slik veggtykkelse brukes ofte i engangsflasker for brus og liknende, men oppfinnelsen behøver ikke være begrenset til slike flasker.

Flasker ifølge oppfinnelsen kan videre fremstilles på en av mange kjente måter, men en av de mest foretrukne er den allerede omtalte strekk/blåseformingen hvor det benyttes et formingsverktøy og et flaskeemne med konvensjonell konstruksjon og en blåseforming hvor den formdel som tilsvarer flaskens skulderparti er utformet slik det er beskrevet her, hvorved flaskens ribbestruktur vil komme frem. Flaskestørrelsen kan være vilkårlig, innbefattet de konvensjonelle flasker som er i handelen, gjerne fra omkring 0,33 og opp til 2 liter og større.

Plastmaterialet for slike flasker kan rent praktisk være termoplastmateriale, av disse foretrekkes polyestere. Det beste materiale vil trolig være PET, og dette materiale innbefatter både en homo- og kopolymer struktur, innbefattet (uten begrensning) de kopolymerer hvor etylenglykolkomponenten delvis er erstattet med cykloheksandimetanol, og de hvor tereftalsyrekomponenten delvis er erstattet med f.eks. isoftalsyre. Fagfolk vil være klar over at den intrinsike viskositet hos materialet PET vil kunne variere i avhengighet av forskjellige forhold, men størrelsen vil generelt være over 0,55, vanligvis også over 0,75, helst i området mellom 0,80 og 1,00.

De trekk ved oppfinnelsen som er skissert ovenfor er også illustrert i tegningene og skal gjennomgås nærmere nedenfor.

Fig. 1 viser et oppriss av en beholder med omkring 1500 ml størrelse og med ribber som vender utover i flaskens skulderparti, idet ribbene er i samsvar med oppfinnelsen. Tegningen viser en utførelse hvor ribbene tilnærmet følger skruelinjer eller spiraler. Fig. 2 viser flasken i aksialsnitt fra undersiden, slik det er indikert med 2-2 på fig. 1, fig. 3 viser i større målestokk et utsnitt fra fig. 2 med tre av ribbene og de forskjellige krumningsradier, fig. 4 viser et oppriss av en flaske i en litt annen utførelse, men også ifølge oppfinnelsen og i omtrent 1,5 1 størrelse, idet området mellom ribbene her nederst avsluttes i paraboUiknende flater, fig. 5 viser samme ovenfra i et snitt indikert med 5-5 på fig. 4, fig. 6 viser et utsnitt i større målestokk av en del av flaskeveggen og skulderpartiet av flasken vist på fig. 4, og fig. 7 viser i oppriss en litt større flaske ifølge oppfinnelsen, nemlig en som kan romme omkring 2,25 1. Denne flaske er forøvrig ganske lik den som er vist på fig. 4. Fig. 1 viser således i en første utførelse en blåseformet plastflaske 10 på omkring 1500 ml størrelse og med et halsparti 11 innrettet for påmontering av et lokk, i dette tilfelle påskruing av en skrukapsel. Flasken har videre et skulderparti 12, en midtdel 13 med generelt sylindrisk rørform, og en bunn 14 som enten kan være av den såkalte petaloide type med fremspring som likner kronbladene i en blomst, eller av såkalt "champagnetype" (dvs den flasketype hvor bunnen er så vidt mye konkav at en servitør både kan vise etiketten mens flasken holdes halvt liggende og skjenke med én hånd med grep i den bunnring som dannes). Den illustrerte flaske er av den første, petaloide type. Innenfor fagområdet kan man også tenke seg at flaskebunnen i stedet har utvendig konveks form, men dette vil vanligvis kreve sammenføyning med en bunnkapsel. Fig. 1 viser at skulderpartiet 12 har flere oppoverrettede ribber 15 som hovedsakelig strekker seg over hele skulderpartiets lengde eller høyde s (se fig. 4 for målbenevnelsene). Øverst avsluttes hver ribbe 15 i en ende 16 nær halspartiet 11, og nederst avsluttes på tilsvarende måte i en ende 17 nær midtdelen 13. På fig. 1 strekker ribbene 15 seg skruelinje-eller spiralformet langsetter, og ribbene divergerer ovenfra og nedover. Fig. 2 viser samme flaske i aksialsnitt, fra undersiden slik det er indikert med 2-2 på fig. 1. Skulderpartiet av flasken 10 har fjorten ribber 15 som er jevnt fordelt over fiaskeomkretsen, og hver av ribbene er i tverrsnittsplanet fjelltoppformet med et første overgangsparti 19 på den ene side av toppen og utvendig konkavt, en sentral rygg 20 som danner selve toppen og er konkav innover, og et andre overgangsparti 21 på den andre side av toppen eller den sentrale rygg og utvendig konkavt. Ribbenes form og de krumningsradier som er representative for den konkave krumning utover hhv innover er vist nærmere på fig. 3.

Det fremgår av fig. 3 at det første overgangsparti 19 tilnærmet følger en og samme krumningsradius Ri, at den sentrale rygg 20 tilnærmet følger en sirkel med radius R2, og at det andre overgangsparti 21 tilnærmet følger en sirkel med radius R3. Krumningsradiene Rj og R3 er på fig. 3 tilnærmet like og omkring åtte ganger større enn krumningsradien R2 for den sentrale rygg 20.

I den utførelse av flasken som er vist på fig. 1, 2 og 3 er ribbene fordelt jevnt over skulderpartiets 12 omkrets, og to og to naboribber avslutter en sentral vinkel a hvis toppunkt ligger på flaskens sentrale lengdeakse, vinkelen a spenner altså mellom to og to sentrale rygger 20. Mellom to og to ribber strekker skulderpartiets ytterflate 18 seg tilnærmet plant i omkretsretningen.

Fig. 4 viser en annen utførelse av oppfinnelsens flaske, med ribber 15 i skulderpartiet 12 og med ytterflaten 18 mellom ribbene nederst avsluttet i et parabolformet endesegment 22. Høyden eller lengden 1, regnet fra overgangen mellom skulderpartiet og midtdelen 13 kan utgjøre omkring 20 % av skulderpartiets 12 lengde eller høyde s. På tegningen er 1 omkring 12 % av s, og s er på sin side omkring 30 % av flaskens 10 totale høyde h.

I den flaske som er vist på fig. 4 er ytterflaten 18 mellom ribbene 15 plan i omkretsretningen, hvilket fremgår av fig. 5 som viser et aksialsnitt ihh 5-5 på fig. 4.1 den viste utførelse skrår endesegmentene 22 utover mot den øverste del av midtdelen 13, over hovedsakelig hele deres lengde 1, slik det også fremgår av detalj skissen på fig. 6. . Den flaske 23 som er vist på fig. 7 har også ribber 15 som strekker seg spiral- eller skruelinjeformet og divergerende ovenfra og nedover, og ytterflaten 18 mellom ribbene avsluttes også her nederst i parabolfonnede endesegmenter 22. Videre er ytterflaten 18 mellom ribbene også plan i omkretsretningen. Også på denne flaske 23 er lengden 1 av endesegmentene 22 omkring 12 % av høyden s av skulderpartiet 12, og denne høyde s er som før omkring 30 % av flaskehøyden h. Flasken er imidlertid større, omkring 2,25 1.

Det skal forstås at oppfinnelsen ikke er begrenset til de viste illustrasjoner og beskrivelsen av bestemte utførelser, idet rammen om oppfinnelsen er gitt av de følgende patentkrav.

Claims (21)

1. Blåsestøpt tynnvegget plastflaske (10) med et halsparti (11) innrettet for påsetting av et lokk, et halvstivt biaksialt materialstrukturert skulderparti (12) hvis veggtykkelse er omkring 0,22 - 0,35 mm, en biaksialt materialstrukturert rørformet midtdel (13) og en bunn (14), og hvor skulderpartiet (12) over minst en del av sin lengde har flere oppoverrettede ribber (15), karakterisert ved at hver ribbe (15) i et aksialt tverrsnitt har et første overgangsparti (19), en sentral rygg (20) og et andre overgangsparti (21), idet den sentrale rygg med det første overgangsparti på den ene side og det andre overgangsparti på den andre side går jevnt over i hverandre, at det første overgangsparti (19) er utvendig konkavt og har hovedsakelig samme krumningsradius Ri over hele partiet, at den sentrale rygg (20) er konkav innover og likeledes har tilnærmet en og samme krumningsradius R2 over hele partiet, og at det andre overgangsparti (21) er utvendig konkavt og likeledes har hovedsakelig en og samme krumningsradius R3 over hele partiet, og at Ri og R3 er hovedsakelig like og omkring 7-9 ganger større enn R2.

2. Flaske ifølge krav 1, karakterisert ved at plastmaterialet den er fremstilt av er en polyester.

3. Flaske ifølge krav 1, karakterisert ved at Rt og R3 er tilnærmet like og omkring 7,5 - 8,5 ganger større enn R2.

4. Flaske ifølge krav 3, karakterisert ved at Ri og R3 er tilnærmet like og omkring åtte ganger større enn R2.

5. Flaske ifølge krav 1, karakterisert ved at Ri og R3 uavhengig av hverandre er fra omkring 6,3 til omkring 6,4 mm, mens R2 er fra omkring 0,74 til omkring 0,84 mm.

6. Flaske ifølge krav 5, karakterisert ved at Ri og R3 er uavhengig av hverandre og omkring 6,35 mm, mens R2 er omkring 0,79 mm.

7. Flaske ifølge krav 1, karakterisert ved at ribbene (15) strekker seg over hovedsakelig hele skulderpartiets (12) høyde s.

8. Flaske ifølge krav 7, karakterisert ved at ribbene (15) har samme innbyrdes avstand, og at ytterflaten av skulderpartiet (12) mellom to og to ribber er hovedsakelig plant i omkretsretningen.

9. Flaske ifølge krav 8, karakterisert ved at skulderpartiet (12) rundt omkretsen og mellom to og to ribber har endesegmenter (22) hvis lengde (1) strekker seg opp til omkring 20 % av skulderpartiets høyde (s) og fastlegges ved en radialt utoverrettet avskråning av ytterveggflaten i skulderpartiet, i retning mot flaskens midtdel (13).

10. Flaske ifølge krav 9, karakterisert ved at endesegmentene (22) har hovedsakelig parabolsk form og hvis parabelformede grenselinje vender opp mot halspartiet (ID-

11. Flaske ifølge krav 10, karakterisert ved at endesegmentene (22) strekker seg opp til omkring 10 - 15 % av høyden (h) av skulderpartiet (12) på oversiden av midtdelen (13).

12. Flaske ifølge krav 1, karakterisert ved at ribbene (15) følger spiraler eller skruelinjer.

13. Flaske ifølge krav 12, karakterisert ved at spiralene eller skruelinjene som ribbene følger er slik at ribbene (15) divergerer fra hverandre ovenfra og nedover over skulderpartiet (12).

14. Flaske ifølge krav 1, karakterisert ved at skulderpartiet (12) har fjorten ribber (15).

15. Flaske ifølge krav 1, karakterisert ved at plastmaterialet den er fremstilt av er en termoplast.

16. Flaske ifølge krav 15, karakterisert ved at termoplasten er polyetylentereftalat (PET).

17. Flaske ifølge krav 1, karakterisert ved at skulderpartiet (12) har en materialtykkelse på omkring 0,22 - 0,35 mm.

18. Flaske ifølge krav 17, karakterisert ved at skulderpartiet (12) har en materialtykkelse på omkring 0,25 - 0,28 mm.

19. Strekkblåsestøpt flaske av plastmaterialet PET og omfattende et halsparti innrettet (11) for å lukkes av et lokk, et halvstivt biaksialt materialstrukturert skulderparti (12) hvis veggtykkelse er omkring 0,22 - 0,35 mm, en biaksialt materialstrukturert rørformet midtdel (13), og en bunn (14), og hvor skulderpartiet (12) over hovedsakelig hele sin lengde har flere oppoverrettede ribber (15) som følger spiraler eller skruelinjer, karakterisert ved at hver ribbe (15) har tilnærmet samme innbyrdes avstand i et omkretssnitt av flasken, at hver ribbe videre i ét aksialsnitt omfatter i et aksialt tverrsnitt har et første overgangsparti (19), en sentral rygg (20) og et andre overgangsparti (21), idet den sentrale rygg med det første overgangsparti på den ene side og det andre overgangsparti på den andre side går jevnt over i hverandre, at det første overgangsparti (19) er utvendig konkavt og har hovedsakelig samme krumningsradius R! over hele partiet, at den sentrale rygg (20) er konkav innover og likeledes har tilnærmet en og samme krumningsradius R2 over hele partiet, og at det andre overgangsparti (21) er utvendig konkavt og likeledes har hovedsakelig en og samme krumningsradius R3 over hele partiet, og at krumningsradiene Ri og R3 hovedsakelig er like og ligger mellom omkring 6,3 - 6,4 mm, mens krumningsradien R2 ligger mellom omkring 0,74 og 0,84 mm.

20. Flaske ifølge krav 19, karakterisert ved at skulderpartiet (12) har fjorten ribber (15) og en veggtykkelse på omkring 0,25 - 0,28 mm.

21. Flaske ifølge krav 20, karakterisert ved at krumningsradiene Ri og R3 er uavhengig av hverandre og omkring 6,35 mm, at krumningsradien R2 er omkring 0,79 mm, og at ytterflaten av skulderpartiet (12) mellom to og to av ribbene er hovedsakelig plan i omkretsretningen.