PL202047B1 - Butelka z tworzywa sztucznego - Google Patents

Abstract

Opisano butelk e z tworzywa sztucznego ma- jac a korpus i po laczony z nim spód (6), na który sk ladaj a si e dno (7) zamykaj ace butelk e (1) oraz stopki wspieraj ace (8) oddzielone od sie- bie wglebieniami (9) w sciance butelki, przy czym dno (7) butelki ma wybrzuszenie zwróco- ne do wn etrza butelki, a osiowa rozpi etosc (I) wg lebie n (9) oddzielaj acych stopki wspieraj ace (8) jest zasadniczo równa albo mniejsza ni z osiowa wysoko sc wierzcho lkowa (h) wybrzu- szenia dna (7) butelki, przy czym dno (7) butelki jest zaopatrzone w zeberka wzmacniaj ace (10). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest butelka z tworzywa sztucznego mająca korpus i połączony z nim spód, na który składają się dno zamykające butelkę oraz stopki wspierające oddzielone od siebie wgłębieniami w ściance butelki, przy czym dno butelki ma wybrzuszenie zwrócone do wnętrza butelki, a osiowa rozpiętość wgłębień oddzielających stopki wspierające jest zasadniczo równa albo mniejsza niż osiowa wysokość wierzchołkowa wybrzuszenia dna butelki.

Używane dotychczas pojemniki z białej lub kolorowej blachy, ze szkła lub też z ceramiki zastępuje się w coraz większym stopniu przez pojemniki z tworzyw sztucznych. W szczególności na opakowania substancji płynnych, na przykład napojów, oleju, środków czystości, kosmetyków i tak dalej, wykorzystuje się głównie pojemniki z tworzyw sztucznych, w szczególności butelki z tworzyw sztucznych. Dzieje się tak głównie z powodu małej masy i niższych kosztów wytwarzania takich pojemników z tworzyw sztucznych. Wykorzystywanie odzyskiwanych materiałów z tworzyw sztucznych i ogólnie korzystniejszy bilans energetyczny procesu wytwarzania tych produktów przyczyniają się również do tego, że konsumenci skłonni są akceptować pojemniki z tworzyw sztucznych, w szczególności butelki z takich tworzyw.

Butelki z tworzyw sztucznych mają korpus oraz szyjkę z otworem wylewowym. Z korpusem butelki, który w przekroju poprzecznym ma często regularny, korzystnie kołowy lub też owalny kształt, łączy się spód butelki. Na spód ten składa się dno butelki, które zamyka korpus butelki, i korzystnie pewna liczba stopek wspierających, które są oddzielone od siebie wgłębieniami wykonanymi w ściance butelki. Takie butelki ze stopkami wspierającymi mają na ogół lepszą stateczność w porównaniu z butelkami, których spód stanowi tylko dno butelki. Pł asko ukształ towane dno butelki moż e czę sto wybrzuszać się pod ciężarem jej zawartości, w wyniku czego zmniejsza się promień podstawy, i butelka może mieć skłonność do przewracania się. Stopki wspierające ukształtowane na spodzie wzmacniają w pewnym stopniu tę część butelki i zapewniają stały promień podstawy.

Znane ze stanu techniki butelki mają zwykle płaskie dno, w związku z czym istnieje niebezpieczeństwo wybrzuszenia się dna na zewnątrz, zwłaszcza przy większym ciśnieniu wewnętrznym. Stopki wspierające są oddzielone od siebie stosunkowo długimi osiowymi wgłębieniami w ściance butelki, które sięgają aż do dna butelki. Od podstawy tych stopek przebiegają skośnie do dna butelki ukształtowane w przybliżeniu trapezowo części ścianki, przy czym dno butelki jest cofnięte (odsadzone) osiowo względem tej podstawy. Taki rozmiar wgłębień jest konieczny, żeby dno butelki miało niezbędną sztywność, co uniemożliwia jego wybrzuszenie pod ciężarem i wewnętrznym ciśnieniem zawartości butelki. Z drugiej strony trzeba wziąć pod uwagę to, że wgłębienia w kierunku osiowym zajmują dość dużo miejsca i zmniejszają powierzchnię przeznaczoną na etykietkę, co może spowodować problemy, zwłaszcza w przypadku butelek o wysokości określonej normami. Poza tym butelka z wysokimi stopkami wspierającymi nie wzbudza zaufania u użytkownika pod względem jej stabilności.

Ponadto z międzynarodowej publikacji nr WO02/085755 jest znany pojemnik formowany wydmuchowo, mający wielofunkcyjną podstawę umożliwiającą stosowanie pojemnika zarówno podczas funkcji wypełniania na gorąco jak i funkcji pasteryzacji/retorty i umożliwiającą efektywne składowanie podobnych pojemników w pionowy stos. Z tego względu, część podstawy jest zdolna do odchylania się w górę i/lub w dół w odpowiedzi na zmiany ciśnienia w wypełnionym i uszczelnionym pojemniku. Pod względem konstrukcyjnym, podstawa ma nieciągłą, wklęsłą, zewnętrzną pierścieniową ścianę tworzącą nieciągły pierścień postojowy i wewnętrzną pierścieniową ścianę, pełniącą funkcję giętkiego panelu. Wewnętrzna pierścieniowa ściana jest przyłączona zewnętrznie do licznych promieniowych żeber, wystających przy wypiętrzeniu ponad pierścieniem postojowym i jest przyłączona wewnętrznie do przeciwprzewrotowej, skierowanej w górę kopuły. Korzystnie, promieniowo wewnętrznie na wewnętrznej przedniej ścianie zewnętrznej pierścieniowej ściany ponad poziomem pierścienia postojowego znajduje się wstęp, ułatwiający układanie w pionowy stos pojemników mających podobne podstawy.

Istnieje zatem zapotrzebowanie na stworzenie butelki z tworzywa sztucznego, która z jednej strony ma dostatecznie dużą stateczność, w szczególności nie jest podatna na wywrócenie, a z drugiej strony będzie miała dostatecznie sztywne dno, by polepszyć jej stateczność. Konieczne jest także zoptymalizowanie wielkości miejsca przewidzianego na etykietkę; w szczególności również w przypadku butelek o małej wysokości, na przykład butelek o pojemności 0,33 l o znormalizowanej wysokości, powinna być do dyspozycji dostatecznie duża powierzchnia przeznaczona na umieszczenie etykietki. Jednocześnie butelka z tworzywa sztucznego powinna mieć odpowiedni wygląd zewnętrzny i swoją statecznoś cią powinna budzić zaufanie klienta.

PL 202 047 B1

W wynalazku proponuje się butelkę z tworzywa sztucznego mając ą korpus z połączonym z nim spodem, na który składają się dno zamykające butelkę oraz stopki wspierające oddzielone od siebie wgłębieniami w ściance butelki, przy czym dno butelki ma wybrzuszenie zwrócone do wnętrza butelki, a osiowa rozpiętość wgłębień oddzielających stopki wspierające jest w zasadzie równa albo mniejsza niż osiowa wysokość wierzchołkowa wybrzuszenia dna butelki. Butelka ta charakteryzuje się tym, że jej dno jest zaopatrzone w żeberka wzmacniające.

Żeberka wzmacniające zwiększają dodatkowo sztywność wybrzuszonego do wewnątrz dna butelki. Dzięki temu ścianka dna butelki może mieć mniejszą grubość. Jest to korzystne z punktu widzenia ciężaru własnego butelki i sprzyja obniżeniu kosztów wytwarzania ze względu na zmniejszone zapotrzebowanie materiału.

Zwrócone do wnętrza wybrzuszenie dna butelki nadaje mu dostatecznie dużą sztywność, żeby nie uległo ono odkształceniu pod ciężarem zawartości butelki i pod ciśnieniem wewnętrznym, na przykład napojów zawierających CO2. Większa sztywność dna butelki przy porównywalnej grubości ścianki pozwala też ukształtować mniej wydatne wgłębienia między stopkami wspierającymi. Przy tym celowy okazał się kompromis między dodatkowym usztywnieniem i wielkością potrzebnego miejsca, gdy osiowa rozpiętość wgłębień w ściance butelki jest równa albo mniejsza niż osiowa wysokość wierzchołkowa wybrzuszenia dna butelki. Wgłębienia zajmują znacznie mniej miejsca, a zatem na butelce jest do dyspozycji odpowiednio duża, ciągła powierzchnia przeznaczona na etykietkę. Mniejsze wgłębienia przyczyniają się do korzystniejszego rozłożenia nacisków w spodzie butelki wywołanych ciężarem jej zawartości, w szczególności w podstawie stopek wspierających, co działa korzystnie na stateczność butelki.

W wariancie realizacji wynalazku korzystnym z punktu widzenia sztywnoś ci i stabilnoś ci butelki wybrzuszenie dna butelki ma w zasadzie kształt kulistej czaszy, przy czym ma ono promień krzywizny odpowiadający w przybliżeniu połowie do około dwukrotności promienia podstawy stopek wspierających.

Wprawdzie butelka z tworzywa sztucznego może mieć każdy potrzebny przekrój poprzeczny, jednak ze względu na symetrię preferowane są butelki, których spód ma regularny, korzystnie kołowy lub też owalny obrys. Takie butelki mają z reguły lepszą stateczność i często można je wytwarzać bardziej efektywnie.

Do stworzenia stabilnej podstawy wystarczą jak wiadomo w zasadzie trzy stopki wspierające. Jednak korzystnie jest, gdy spód butelki ma co najmniej pięć takich stopek, które oddzielone są od siebie wgłębieniami. Wgłębienia takie zwiększają wytrzymałość spodu i powiększają powierzchnię, na którą działa ciężar zawartości butelki.

Korzystnie żeberka wzmacniające są przewidziane w strefie stopek wspierających. Przy tym każda stopka ma co najmniej jedno żeberko wzmacniające, które rozciąga się od podstawy stopki w zasadzie promieniowo w kierunku wierzchołka wybrzuszenia dna butelki. Żeberka te korzystnie wystają względem zewnętrznego konturu dna butelki, wobec czego nie powodują one zmniejszenia pojemności butelki.

Butelki z tworzywa sztucznego według wynalazku mogą być wytwarzane wszystkimi używanymi metodami produkcyjnymi. Przy tym metodą produkcji masowej szczególnie korzystną ze względu na koszty i zapewniającą uzyskanie właściwych parametrów butelki jest metoda wtryskiwania z rozdmuchiwaniem, nazywana po angielsku Injection Stretch Blow Moulding (ISBM).

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zgodną z wynalazkiem butelkę z tworzywa sztucznego w widoku z boku, fig. 2 - spód butelki z tworzywa sztucznego w widoku z boku, fig. 3 - spód butelki w przykładzie realizacji według wynalazku, i fig. 4 - przekrój wzdłuż linii IV-IV zaznaczonej na fig. 3.

Figury 1 i 2 przedstawiają butelkę ukształtowaną zgodnie z wynalazkiem (fig. 1 w widoku ogólnym) i jej fragment (fig. 2). Butelka 1 jest wykonana z termoplastycznego tworzywa sztucznego i może być produkowana korzystnie metodą rozdmuchiwania, w szczególności metodą wtryskiwania z rozdmuchiwaniem ISBM. Jako tworzywa sztuczne do wytworzenia tej butelki są odpowiednie wszystkie tworzywa termoplastyczne używane w znanych metodach wytwarzania, na przykład politereftalan etylenu (PET).

Butelka z tworzywa sztucznego 1 ma korpus 2 z szyjką 3 i otworem wylewowym 4. Na szyjce 3 butelki jest przewidziany przykładowo gwint zewnętrzny 5, który pozwala zamknąć butelkę 1 gwintowaną pokrywką. Z zazwyczaj cylindrycznym korpusem 2 butelki łączy się jej spód 6, który najczęściej ma regularną, korzystnie kołową powierzchnię przekroju poprzecznego. Na spodzie 6 znajduje się dno 7 butelki, które zamyka korpus 2 butelki, oraz pewna liczba stopek wspierających 8, które są oddzielone

PL 202 047 B1 od siebie wgłębieniami 9 w ściance butelki. Poza tym butelka 1 jest typowa dla butelek znanych ze stanu techniki.

W butelce 1 z tworzywa sztucznego jej dno 7 jest wybrzuszone do wnętrza butelki. Widać to w szczególności na rysunku przekrojowym na fig. 4. Wybrzuszenie dna 7 butelki ma w zasadzie kształt czaszy kulistej. Przy tym promień krzywizny wybrzuszenia r jest w przybliżeniu równy połowie do dwukrotności promienia s podstawy stopek wspierających 8. W przedstawionym przykładzie realizacji promień krzywizny r wybrzuszenia jest większy o około 1,2 od promienia s tej podstawy. Przy tym promień podstawy odnosi się do najbardziej oddalonej od osi butelki linii styku stopek wspierających 8 z podłożem. Wgłębienia 9 w ściance butelki mają osiową długość I, która jest równa lub mniejsza niż wysokość wierzchołkowa h wybrzuszenia dna 7 butelki.

W ukazanym na fig. 3 przykładzie realizacji spód 6 butelki z tworzywa sztucznego ma sześć stopek wspierających 8, które oddzielone są od siebie taką samą liczbą wgłębień 9. Jak wiadomo, wystarczyłyby np. trzy stopki wspierające 8, żeby umożliwić ustawienie butelki w pozycji pionowej. Jednak z uwagi na jej stabilność korzystnie jest, gdy przewiduje się co najmniej pięć stopek wspierających 8. Każda taka stopka 8 ma żeberko wzmacniające 10, które rozciąga się od podstawy stopki 8 w zasadzie promieniowo w kierunku wierzchołka wybrzuszenia dna 7 butelki. Żeberka wzmacniające 10 zwiększają dodatkowo sztywność wybrzuszonego do wnętrza dna 7 butelki, przy czym żeberka te wystają poza kontur dna 7 butelki. Wgłębienia 9 w strefie podstawy stopek wspierających 8 mają rozwarcie, które na przykład jest równe albo mniejsze niż szerokość stopek wspierających 8 w tej strefie. Wgłębienia 9 w przedstawionym przykładzie realizacji mają mierzoną od podstawy stopek wspierających 8 rozpiętość t, która odpowiada w przybliżeniu trzeciej części rozciągłości dna 7 butelki w kierunku promieniowym.

Claims (7)

1. Butelka z tworzywa sztucznego mająca korpus (2) i połączony z nim spód (6), na który składają się dno (7) zamykające butelkę (1) oraz stopki wspierające (8) oddzielone od siebie wgłębieniami (9) w ściance butelki, przy czym dno (7) butelki ma wybrzuszenie zwrócone do wnętrza butelki, a osiowa rozpiętość (I) wgłębień (9) oddzielających stopki wspierające (8) jest zasadniczo równa albo mniejsza niż osiowa wysokość wierzchołkowa (h) wybrzuszenia dna (7) butelki, znamienna tym, że dno (7) butelki jest zaopatrzone w żeberka wzmacniające (10).

2. Butelka z tworzywa sztucznego według zastrz. 1, znamienna tym, że wybrzuszenie dna (7) butelki ma zasadniczo kształt czaszy kulistej, przy czym ma ono promień krzywizny (r) odpowiadający w przybliżeniu połowie do około dwukrotności promienia (s) podstawy stopek wspierających (8).

3. Butelka z tworzywa sztucznego według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że spód (6) ma regularny, korzystnie kołowy przekrój.

4. Butelka z tworzywa sztucznego według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że spód (6) ma co najmniej pięć stopek wspierających (8).

5. Butelka z tworzywa sztucznego według zastrz. 1 albo 2, albo 4, znamienna tym, że każda stopka wspierająca (8) ma co najmniej jedno żeberko wzmacniające (10), które rozciąga się od podstawy stopki (8) w zasadzie promieniowo w kierunku wierzchołka wybrzuszenia dna (7) butelki.

6. Butelka z tworzywa sztucznego według zastrz. 1 albo 5, znamienna tym, że żeberka wzmacniające (10) wystają względem zewnętrznego konturu dna butelki (7).

7. Butelka z tworzywa sztucznego według zastrz. 1 - 6, znamienna tym, że jest ona wytwarzana metodą wtryskiwania z rozdmuchiwaniem (ISBM).