TW201400364A - 具有改良負載能力之容器 - Google Patents

Abstract

本發明提供具有改良負載特徵之容器。在一個一般實施例中，本發明提供一種在一側壁與一底壁交會之一位置處具有至少一個斜面部分之容器。在另一實施例中，一種容器包含一底壁及至少四個側壁，該等側壁在毗鄰側壁交會之處形成若干拐角。該等拐角在該等拐角與該底壁交會之一位置處具有一斜面形狀。本發明之該等容器具有與具有一較大壁厚度而不具有該至少一個斜面部分之一類似容器實質上相同之一軸向負載壓縮能力。

Description

具有改良負載能力之容器

本發明一般而言係關於容器。更具體而言，本發明係關於具有改良負載能力之容器。

當前，市場包括能夠裝納可消費產品之諸多不同形狀及大小之容器。容器之形狀及大小可取決於(除其他之外)其中要裝納之產品之量、其中要裝納之產品之類型、消費者需求、所要美觀、成本考量或結構要求。舉例而言，若消費者可以一競爭價格獲得最終產品，則提供製造成本廉價之一可消費產品容器可係重要的。

另一選擇係，提供具有一結構完整性之一可消費產品容器亦可係重要的，此結構完整性藉由防止在通常與包裝、裝運、儲存及陳列產品相關聯之壓力下對容器之壓縮來提供改良之結構及美觀特徵。此類型之壓力之一項實例包含頂部負載力。就此而言，在包裝、裝運及陳列期間，可彼此上下地堆疊若干容器。因此，應將該等容器製造成耐受由放置於容器之頂部上之一或多個經填充容器施加之壓縮力而不屈曲。因此，需要一種具有提供支付得起、結構上堅固之容器之改良結構特徵之可消費產品容器。

本發明係關於用於裝納可消費產品之負載容器。在一個一般實施例中，本發明提供一種在一側壁與一底壁交會之一位置處具有至少 一個斜面部分之容器。該容器具有與具有一較大壁厚度而不具有至少一個斜面部分之一類似容器實質上相同之一軸向負載壓縮能力。

在另一實施例中，提供一容器且其包含：一內部，其由一底部及一壁形成；至少一個斜面部分，其在該壁與該底部交會之一位置處；及一軸向負載壓縮能力，其與具有一較大壁厚度而不具有該至少一個斜面部分之一類似容器實質上相同。

在再一實施例中，提供一容器且其包含一底壁及至少四個側壁。該等側壁在毗鄰側壁交會之處形成若干拐角，且該等拐角在該等拐角與該底壁交會之一位置處具有一斜面形狀。

在一實施例中，該類似容器由具有大約52密耳之一厚度之一薄片形成。

在一實施例中，該軸向負載能力係大約50ft-lbs。

在一實施例中，該容器包括至少2個斜面部分或至少3個斜面部分或至少4個斜面部分。

在一實施例中，該斜面部分具有介於自大約10°至大約60°或自大約20°至大約50°之間或自大約30°至大約40°或大約10°或大約15°或大約20°或大約25°或大約30或大約35°或大約40°或大約45°或大約50°或大約55°或大約60°之範圍內之一角度。

在一實施例中，該容器包含沿實質上垂直於側壁之一方向延伸之一凸緣部分。該凸緣可具有一扁平頂部表面。

在一實施例中，該容器包含沿容器之一頂部部分之一邊界部分。該邊界部分可包含一紋理特徵，諸如(舉例而言)複數個隆脊。該紋理特徵可有助於改良一消費者對該容器之握持或該容器之可堆疊性。

在一實施例中，該容器進一步包含一蓋。該蓋可由選自由塑膠、卡紙板、卡片紙料、紙板、聚苯乙烯發泡體或其組合組成之群組 之一材料製成。

在一實施例中，該容器具有介於自大約1.0盎司至10.0盎司或自大約2.0盎司至9.0盎司或自大約3.0盎司至8.0盎司、自大約4.0盎司至7.0盎司、自大約5.0盎司至6.0盎司之範圍內之一容積。

在一實施例中，該容器經組態以裝納選自由一固體、一半固體、一液體、一凝膠或其組合組成之群組之一可消費產品。

在一實施例中，該容器經組態以裝納選自由一嬰兒食品、一幼兒食品或其組合組成之群組之一可消費產品。

在一實施例中，該容器由選自由聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯或其組合組成之群組之一材料製造。

在一實施例中，該容器具有選自由立方體、長方體、圓柱體、稜柱或其組合組成之群組之一形狀。

在又一實施例中，提供用於減少一容器之壁厚度同時維持該容器之一軸向壓縮負載能力之一方法。該方法包含：形成具有一底壁及至少四個側壁之一容器，該等側壁在毗鄰側壁交會之處形成若干拐角，且該等拐角在該等拐角與該底壁交會之一位置處具有一斜面形狀。

在一實施例中，該容器經組態以維持一軸向負載壓縮能力同時在與不具有至少一個斜面部分之一類似容器相比時具有一減少之壁厚度。

在另一實施例中，提供用於減少用於製造一容器之成本之一方法。該方法包含：形成一容器，其包括在一側壁與一底壁交會之一位置處之至少一個斜面部分，該容器具有與具有一較大壁厚度而不具有該至少一個斜面部分之一類似容器實質上相同之一軸向負載壓縮能力。藉由自比用以形成該類似容器之一預成型件薄之一預成型件來形 成該容器而減少成本。

在再一實施例中，提供用於減少製造一容器所必需之原材料之量之一方法。該方法包含：形成一容器，其包括在一側壁與一底壁交會之一位置處之至少一個斜面部分，該容器具有與具有一較大壁厚度而不具有該至少一個斜面部分之一類似容器實質上相同之一軸向負載壓縮能力。藉由自比用以形成該類似容器之一預成型件薄之一預成型件來形成該容器而減少原材料之量。

在再一實施例中，提供用於減少來自一容器之廢料之一方法。該方法包含：形成一容器，其包括在一側壁與一底壁交會之一位置處之至少一個斜面部分，該容器具有與具有一較大壁厚度而不具有該至少一個斜面部分之一類似容器實質上相同之一軸向負載壓縮能力。藉由自比用以形成該類似容器之一預成型件薄之一預成型件來形成該容器而減少該等廢料。

本發明之一優點係提供一改良容器。

本發明之另一優點係提供具有改良負載特徵之一容器。

本發明之再一優點係提供具有一斜面拐角以分佈軸向壓縮負載之一容器。

本發明之又一優點係提供經如此建構及配置以防止在通常與製造、包裝及零售配送相關聯之壓縮負載下之屈曲之一容器。

本發明之另一優點係提供維持一軸向壓縮負載能力同時使用較少原材料來製造之一容器。

本文中闡述額外特徵及優點，且自以下詳細說明及各圖將易知該等額外特徵及優點。

①-⑮‧‧‧區

10‧‧‧容器/斜面容器

12‧‧‧側壁

14‧‧‧拐角

16‧‧‧底壁

18‧‧‧凸緣

20‧‧‧斜面部分/斜面拐角部分

22‧‧‧邊界部分

24‧‧‧隆脊

圖1展示根據本發明之一實施例之一容器之一透視圖。

圖2展示根據本發明之一實施例之圖1之容器之一側視圖。

圖3展示根據本發明之一實施例之一容器之一側視圖。

圖4展示本發明之實例中所闡述之一對照物容器。

圖5展示本發明之實例中所闡述之一階狀底部容器。

圖6展示如本發明之實例中所闡述之有限元素分析中所使用之一對照物容器之厚度區。

圖7展示圖解說明根據本發明之一實施例之一對照物容器、一階狀底部容器及一斜面容器之力(N)/位移(mm)回應之一圖表。

圖8展示如本發明之實例中所闡述之有限元素分析中所使用之根據本發明之一實施例之一斜面容器之厚度區。

圖9展示圖解說明根據本發明之一實施例之具有變化的厚度之斜面容器之力(N)/位移(mm)回應之一圖表。

本發明係關於用於提供可消費產品之負載容器。該等容器經建構及配置以維持負載性質，同時限制其生產所必需之材料量。

在包裝、配送及零售存放期間，容器可曝露於由若干因素(諸如，舉例而言，溫度及壓力變化、容器之堆疊、容器之跌落等)而產生之一寬廣範圍之力。另外，容器亦可曝露於由消費者強加之力，該等力包含(舉例而言)容器之堆疊、抓握壓力及摺疊容器(例如，用於再循環)之壓縮力。因此，將期望生產能夠耐受所要量之力但使用較少量之材料製造(例如，出於成本及再循環目的)之一可消費產品容器。

令人驚奇地，申請人已藉由改良容器上之頂部負載(此提供材料降低厚度機會)而開發出能夠最佳化容器效能之一容器。改良容器之結構包含有助於消除當前銷售之容器中在容器之底部拐角中發生之破損點之斜面拐角。因此，改良容器之結構亦允許材料較均勻地分佈於整個容器中。類似地，藉由提供一改良軸向壓縮負載能力，申請人能夠減少無法出售而是必須被處置之受損壞產品之發生。藉由減少無法 出售之容器之數目且藉由使用較少原材料製造容器，申請人能夠顯著地減少容器之生產成本。

本發明之容器可經組態以在其中裝納任何類型之可消費產品，包含固體、半固體、液體、凝膠等。在一實施例中，該等容器經組態以裝納一固體或半固體可消費產品，諸如(舉例而言)一嬰兒食品或幼兒食品。

舉例而言，用於製造本發明之容器之適合材料可包含聚合材料。具體而言，用於製造本發明之瓶之材料可包含但不限於聚乙烯(「PE」)、低密度聚乙烯(「LDPE」)、高密度聚乙烯(「HDPE」)、聚丙烯(「PP」)、聚苯乙烯(「PS」)及聚對苯二甲酸乙二酯(「PET」)。此外，可使用任何適合製造程序來製造本發明之容器，諸如(舉例而言)熱成型、習用擠壓吹塑成型、拉伸吹塑成型、射出拉伸吹塑成型及諸如此類。

可使用一扁平原材料薄片來製造本發明之容器。該材料薄片可係任何厚度，舉例而言，包含大約45密耳，或大約46密耳，或大約47密耳，或大約48密耳，或大約49密耳，或大約50密耳，或大約51密耳，或大約52密耳，或大約53密耳，或大約54密耳，或大約55密耳。如熟習此項技術者所理解，一「密耳」係等於千分(10)之一英吋(0.0254毫米)之一長度單位。

可將容器定大小為任何適合容積，諸如(舉例而言)自大約1.0盎司至大約10盎司，或自大約2盎司至大約9盎司，或自大約3盎司至大約8盎司，或自大約4盎司至大約7盎司，或自大約5盎司至大約6盎司，或大約2.0盎司、2.5盎司、3.0盎司、3.5盎司、4.0盎司、4.5盎司、5.0盎司及諸如此類。

類似地，該等容器可具有可包含一扁平底部及若干斜面邊緣以維持軸向壓縮負載但允許用以製造容器之材料量之一減少之任何適合 形狀。舉例而言，該等容器可具有係立方體、長方體、圓柱體、稜柱等之一形狀。如此，熟習此項技術者將瞭解，儘管本發明圖解說明一實質上立方體或長方體容器，但可製造具有本文中所闡述之結構特徵之其他形狀。

如圖1及圖2中所圖解說明且在一實施例中，本發明提供一容器10，其包含在拐角14處交會之側壁12、一底壁16及在容器10之一頂部部分處之一凸緣18。拐角14包含在容器10之一下部部分處拐角14與底壁16交會之處的斜面部分20。然而，熟習此項技術者將瞭解，在其中容器10具有不包含拐角之一形狀(例如圓柱體、橢圓體等)之實施例中，容器之一斜面部分可位於一側壁與一底壁交會之處。

在一實施例中，容器10亦包含介於側壁12與凸緣18之間的一邊界部分22。邊界部分22可具有比由側壁12形成之周邊尺寸稍小或稍大之一周邊尺寸。另外，邊界部分22可包含有助於改良一消費者對容器10之握持或容器10之可堆疊性之紋理或結構特徵。舉例而言，邊界部分22可包含朝向容器10之一內部突出且提供容器10之一外部上之凹痕部分之隆脊24。隆脊24可改良一消費者對容器10之握持，或可有助於將空容器彼此上下地堆疊。

凸緣18位於容器10之一頂部部分且可沿實質上垂直於側壁12之一方向延伸。凸緣18可延伸超過由側壁12界定之一周邊且可具有允許容易地堆疊容器10且允許將一封蓋(未展示)放置於容器10之頂部上方之一實質上扁平頂部。任何適合的封蓋或蓋可與容器10一起使用，舉例而言，包含薄膜、搭扣配合蓋、摩擦配合蓋、黏著蓋等。因此，可使用任何適合材料來製造與容器10一起使用之任何封蓋或蓋，包含但不限於塑膠、卡紙板、卡片紙料、紙板、聚苯乙烯發泡體等。

斜面部分20可具有相對於底壁16之任何適合傾斜角度。舉例而言，斜面部分20可具有介於自大約10°至大約60°或自大約20°至大約 50°或自大約30°至大約40°或大約10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°或諸如此類之範圍內之一傾斜角度Θ。舉例而言，且如圖2中所展示，容器10可具有大約60°之一斜面拐角部分20。然而，在另一實施例中且如圖3中所展示，容器10可具有大約45°之一斜面拐角部分20。

如將在下文實例中進一步闡述，申請人已驚奇地發現，在與其他類似形狀之容器相比時，具有斜面部分20之容器10提供若干結構優點。為展現斜面部分20之結構優點，申請人執行比較如圖1中之一斜面容器形狀與圖4中之一對照物外形形狀及圖5中之一階狀底部容器之數個實驗。如下文將進一步闡述，申請人驚奇地發現，本發明之斜面容器10能夠使用較少材料製造，但仍維持容器之壓縮負載效能。

如上文所論述，在大量生產容器10用於零售配送時，可能在將容器10曝露於頂部負載之一經堆疊位置中對其進行包裝、裝運、儲存及/或陳列。然而，申請人已驚奇地發現，在曝露於頂部負載或壓縮力時，某些結構特徵(例如，斜面拐角)可有助於改良一容器之效能。

本文中所闡述之本發明容器之結構特徵有利地允許使用較小質量之一預成型件。在與不具有此等結構特徵之一容器相比時，容器中樹脂之減少使用提供每單元一較低成本及增加之永續性之優點。此外，藉由使用較低量之原材料製造本發明之容器，該等容器可提供較低環境及廢物影響。同樣，該等容器可經建構以使用比經設計用於類似用途之其他容器少之處置量。

另外，本發明之容器可亦改良製造商、零售商及消費者之使用及搬運便易性。就此而言，本文中所闡述之結構特徵提供減少容器因製造、包裝、裝運、陳列等而需要之特殊處理之改良頂部負載。

藉由實例而非限制之方式，以下實例圖解說明本發明之各種實施例。

實例 實例1

申請人使用有限元素分析(「FEA」)執行數個實驗以研究各種容器結構之負載能力，且研究在不損失壓縮負載效能之情況下之材料減少之可能性。該分析包含本發明及如圖1中所圖解說明之容器以及如圖4中所圖解說明之一對照物容器及如圖5中所圖解說明之一階狀設計容器之評估。除非另外指示，否則使用一商用52密耳薄片用於熱成型來製造該等容器。該等實驗經設計以首先使一對照物容器結構在軸向壓縮負載下之基線屈曲模式相關，且接著使用經驗證FE模型來分析本發明之容器結構以預測其行為。最後，該等實驗評估將用以製成具有特定結構特徵之容器之材料降低厚度而不影響容器之壓縮負載效能之可能性。

為建構FEA之模型，申請人將圖4之對照物容器劃分成十三(13)個不同厚度區，如圖6中所展示。使用複數個所製造對照物容器之實際厚度尺寸來建構該FEA模型。此外，出於模型建構之目的，作出以下假設：(i)將固定壓板及移動壓板模型化為剛性主體；(ii)將一位移量變曲線提供至頂部板用於負載；(iii)由於杯子之較低質量，假設慣性效應可忽略不計；及(iv)不考量應變速率效應。

圖4及實驗中所使用之對照物容器具有大約93.7cc之一容積，圖1及實驗中所使用之斜面容器具有大約93.6cc之一容積，且圖5及實驗中所使用之階狀底部容器具有大約93.77cc之一容積。此等容器中之每一者之初始壓縮負載指示，該對照物容器及該階狀底部容器在該容器之一底部附近該等拐角中拐角之一下部部分處展現屈曲。相比而言，本發明之斜面容器結構使屈曲位置沿該拐角向上移動至拐角上之一中間高度位置。

另外，且如圖7中所展示，本發明之斜面容器之屈曲負載自大約 116N增加至大約142N(較對照物容器之屈曲負載大約一22%增加)。亦如圖7中所展示，該階狀底部容器之屈曲負載自大約116N增加至大約131N(較對照物容器之屈曲負載大約一13%增加)。更具體而言，申請人發現一對照物容器之大約40.3之一平均峰值頂部負載(ft-lbs)，一階狀底部容器之大約40.8之一平均峰值頂部負載(ft-lbs)及本發明之一斜面容器之大約57.6之一平均峰值頂部負載(ft-lbs)。因此，申請人驚奇地發現，本發明之斜面邊緣容器提供優於類似大小、但不同形狀的容器之結構優點。

實例2

為研究使用較少材料來製造容器但維持容器之壓縮負載效能之可能性，申請人使用本發明之一對照物厚度斜面容器來執行軸向壓縮負載測試。接著，申請人將本發明一斜面容器之厚度減少大約5%且執行相同軸向壓縮負載測試。最後，申請人將本發明之一斜面容器之厚度減少大約10%且執行相同軸向壓縮負載測試。換言之，該對照物厚度斜面容器與先前所闡述之使用一商用52密耳薄片用於熱成型之容器相同。為評估厚度之一5%減少，使用大約49密耳之一商用薄片，且為評估厚度之一10%減少，使用大約47密耳之一商用薄片。

類似於上文所闡述之初始FEA，為建構用於材料厚度測試FEA之模型，申請人將本發明之斜面容器劃分成十五(15)個不同厚度區，如圖8中所展示。使用複數個所製造容器之實際厚度尺寸來建構材料厚度測試FEA模型。

如圖9所展示，本發明之一斜面容器之一5%厚度減少提供與圖4之對照物容器之屈曲負載(例如，大約116N)相同或類似之一屈曲負載。本發明之一斜面容器之一10%厚度減少提供大約103N之一屈曲負載，在與圖4之對照物容器相比時，其大約係一11%減少。更具體而言，申請人發現本發明之一斜面容器之一平均峰值頂部負載(ft-lbs) 為大約49.2，而一對照物容器之一平均峰值頂部負載(ft-lbs)為大約32.7。

因此，申請人已驚奇地發現，本發明之斜面容器之拐角厚度在改良及/或維持容器之一壓縮負載效能方面發揮一重要作用。申請人亦發現，最佳化材料分佈可進一步增加屈曲負載能力。

實例3

在來自上文實驗2之初步測試展示用以形成本發明之一斜面容器之49密耳薄片之有希望結果之後，量測30個此類容器之一樣本。另外，申請人執行實驗以比較本發明之一49密耳斜面容器與一49密耳對照物容器、一52密耳對照物容器及一55密耳對照物容器。圖4中圖解說明對照物容器之結構。

在測試每一容器之大約30個樣本之後，申請人發現本發明之49密耳斜面容器之大約49.2之一平均峰值負載(ft-lbs)，52密耳對照物容器之大約40.1之一平均峰值負載(ft-lbs)及55密耳對照物容器之大約30.6之一平均峰值負載(ft-lbs)。在使用相同形成程序但將容器之結構自對照物容器改變至本發明之斜面容器時，申請人驚奇地發現頂部負載強度之一80%增加。申請人亦驚奇地發現，49密耳斜面容器勝過52密耳對照物容器及55密耳對照物容器兩者。

應瞭解，熟習此項技術者將易知本文中所闡述之當前較佳實施例之各種改變及修改。可在不背離本發明標的物之精神及範疇且不減少其既定優點之情況下作出此等改變及修改。因此，隨附申請專利範圍意欲涵蓋此等改變及修改。

10‧‧‧容器/斜面容器

12‧‧‧側壁

14‧‧‧拐角

16‧‧‧底壁

18‧‧‧凸緣

20‧‧‧斜面部分/斜面拐角部分

22‧‧‧邊界部分

24‧‧‧隆脊

Claims (21)

1. 一種容器，其包括：至少一個斜面部分，其在一側壁與一底壁交會之一位置處，該容器具有與具有一較大壁厚度而不具有該至少一個斜面部分之一類似容器實質上相同之一軸向負載壓縮能力，其中該容器包括至少四個側壁及由一底部及該等側壁形成之一內部，且其中該斜面部分具有介於自大約10°至大約60°之範圍內之一角度。
2. 如請求項1之容器，其進一步包括沿實質上垂直於該側壁之一方向延伸之一凸緣部分，其中凸緣具有扁平頂部表面。
3. 如請求項1之容器，其進一步包括沿該容器之一頂部部分之一邊界部分，其中邊界部分包括一紋理特徵。
4. 如請求項3之容器，其中該紋理特徵改良一消費者對該容器之握持。
5. 如請求項3之容器，其中該紋理特徵改良該容器之可堆疊性。
6. 如請求項1之容器，其進一步包括一蓋。
7. 如請求項1之容器，其中該容器包括介於自大約1.0盎司至10.0盎司之範圍內之一容積。
8. 如請求項1之容器，其中該容器經組態以裝納選自由一固體、一半固體、一液體、一凝膠及其組合組成之群組之一可消費產品。
9. 如請求項1之容器，其中該容器經組態以裝納選自由一嬰兒食品、一幼兒食品及其組合組成之群組之一可消費產品。
10. 如請求項1之容器，其中該容器具有選自由立方體、長方體、圓柱體、稜柱及其組合組成之群組之一形狀。
11. 一種用於減少製造一容器之成本之方法，該方法包括： 形成一容器，其包括在一側壁與一底壁交會之一位置處之至少一個斜面部分，該容器具有與具有一較大壁厚度而不具有該至少一個斜面部分之一類似容器實質上相同之一軸向負載壓縮能力，其中藉由自比用以形成該類似容器之一預成型件薄之一預成型件來形成該容器而減少成本。
12. 如請求項11之方法，其進一步包括沿實質上垂直於該側壁之一方向延伸之一凸緣部分，其中凸緣具有扁平頂部表面。
13. 如請求項11之方法，其進一步包括沿該容器之一頂部部分之一邊界部分，其中邊界部分包括一紋理特徵。
14. 如請求項13之方法，其中該紋理特徵改良一消費者對該容器之握持。
15. 如請求項13之方法，其中該紋理特徵改良該容器之可堆疊性。
16. 如請求項11之方法，其進一步包括一蓋。
17. 如請求項11之方法，其中該容器包括介於自大約1.0盎司至10.0盎司之範圍內之一容積。
18. 如請求項11之方法，其中該容器經組態以裝納選自由一固體、一半固體、一液體、一凝膠及其組合組成之群組之一可消費產品。
19. 如請求項11之方法，其中該容器經組態以裝納選自由一嬰兒食品、一幼兒食品及其組合組成之群組之一可消費產品。
20. 如請求項11之方法，其中該容器具有選自由立方體、長方體、圓柱體、稜柱及其組合組成之群組之一形狀。
21. 如請求項11之方法，其中該減少用於製造一容器之該等成本包括：減少製造一容器所必需之原材料之量。