用于碳酸饮料的塑料容器制造技术

一种塑料容器包括一个下部基础构成部分，该部分包括多个圆周上间隔开的向下凸出块（１２６）和多个插入的、圆周上间隔的、完全凸出的空心支点构成部分（１２１），空心支点构成部分从中心底部（１２０）径向伸展且从向下凸出块向下构成中心底部的空隙（１２４）。向下凸出块在通过其中心区且与容器纵轴（１２０ａ）共面的径向伸展平面里有平滑弯曲的截面。每个支点构成部分的空隙形成部分（１２３）包括由位于支点接触直径约１５％至超过约３０％的范围内的两个相反曲率半径构成复合弯曲偏移，该复合弯曲偏移，首先绕底部构成部分之下的曲率中心（１３１）向下向外弯曲，然后绕底部构成部分之上的曲率中心（１３０）弯曲。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及例如充碳酸的软饮料、啤酒等压力液体的塑料容器。特别是，本专利技术涉及用于碳酸饮料用塑料瓶的瓶底，它能提供一种高度最低并能抵抗膨胀、裂纹和应力破裂的稳定容器。
技术介绍
能够可靠地盛装内部压力高达100磅/平方英尺(psi)或更高的碳酸饮料且制造成本低、形状美观的塑料容器是工作在本领域内人员十分关注的一个技术问题。有最大的容积表面积比的球形提供内部压力产生的壁应力的最佳均匀分布，从而对于给定的材料壁厚能达到最可靠和最有效的强度。事实上非球形容器的内部压力促使非球形容器趋向于球形。然而，球形作为商业的饮料容器是不能接受的，在其他明显的理由中，球形没有稳定的基础，使用困难，并且不能有效地使用零售和批发商以及制造商的货架和贮存空间。本领域的工作人员已经想到研制圆柱形塑料饮料容器，它能可靠并有吸引力地盛装碳酸饮料产品，易于使用，制造成本低，装或不装饮料都具有稳定性，并且本领域的工作人员已设计出各种各样的容器以满足这些要求。这种容器经常用塑性材料，如用聚乙烯对二苯甲酸盐(PET)制造，例如，用吹模法将一个PET型坯吹入一个具有容器形状的模具腔，用吹模法使PET产生的双向膨胀给予成形的PET材料刚性和强度，吹模PET能提供经济上可接受的壁厚，使形状相对复杂的有吸引力的容器具有透明度，有足够强度承受高达100磅/平方英尺和更高的压力，并防止气体通过，这会减少盛装的碳酸饱和饮料。然而，本领域工作人员在容器设计中经常检查的一个因素是，PET倾向屈服于对应力破坏和裂纹的有害影响，这当塑料中几乎看不见的纹理，在由于应力和其他环境因素最终导致完全破裂是明显的。塑料容器的延展相对小的部分，如中底部分，由于缺少双向扩张而结晶度低，对裂纹和应力破裂特别敏感。延展相对较小的容器底部的中心部分也经常有多个附属支点，这形成了抗膨胀，但也形成了应力集中区，并且由于容器内部压力和外部环境因素，例如暴露在应力破裂因素(如腐蚀剂、水、油和通常任何塑料溶剂或软化剂)下，作用在这种区域的应力和应变的复合影响能够导致产生裂纹、应力破裂和容器底部失效。一种试图避免这些问题的商业上的圆柱形饮料容器已形成，它带有一个完整的半球形底部并有一个固定在半球形底部的分离式塑料基础件，为容器提供一个稳定的基础。这种容器普遍用于大型多升碳酸饮料容器，虽然分离式塑料基础件结构增加了容器的高度，并在每个容器成本上增加了制造和材料成本。对由于附加分离式基础件而造成成本增加的补偿，是使用半球形底部以允许减小底部壁厚，力求达到在给定底部厚度的情况下承受最大的压力，并减少容器部分的塑料材料的成本。本领域的工作人员已经制造出包括“香槟”型基础的商业容器，这种底部包括凹面或“圆拱顶”抗翻转中心底部，与圆柱形容器侧壁在一个圆环处汇合，形成容器的一个稳定基础。香槟基础的塑料容器的中心圆拱顶部分通常形成容器的门区空隙，以试图抵抗由于容器内部压力造成的变形，但对应力破裂很敏感。不幸的是，具有香槟型基础的容器在基础部分需要较大的壁厚，以抵抗膨胀和内部压力的反转力，并在凹面中心底部部分和圆柱侧壁之间的环形基础形成的过渡区处造成应力集中，当容器跌落时易造成应力破裂和碰裂。记载了这一问题的容器设计披露在美国4,249,666号专利上。尽管这种商业容器具有香槟型基础，但是其底部的膨胀，内部容积的增大至足以使液面明显下降并不罕见，尤其是在炎热的夏季，对消费者来说这是一种不能接受的产品形式，并且在某些情况下，膨胀超过了它们预计的基础，生成不稳定的和不能接受的“摇摆器”。近来，本领域的人员在设计中将半球形底部和凹面香槟型底部结合使用，在吹模容器的底部形成多个支点，这些设计经常追求由多个环绕支点构成的抗翻转凹面中心底部，各支点之间由多个通常向下凸出的半球肋部相互连接，许多这种有支点的瓶的容器设计在商业上已获得应用。在没有相对较厚的底壁部分的情况下，这些容器设计，仍然受由于能产生“摇摆器”的内部高压其凹面中心膨胀并显著增大容器内部容积和导致液面变低的支配，所有这些都是购买者所不能接受的。增大具有较薄底部壁厚的带支点容器的凹面底部抗翻转和抗膨胀的尝试经常导致底部有小的曲率半径和在连接面之间有不连续的过渡，这会产生应力集中、裂纹和应力破裂部位，某些容器设计，如美国4,865,206和5,353,954号专利，已记载了应力集中、应力破裂和冲击阻抗的问题。从成本、制造性和可靠性的角度来看，这些容器设计没有一个是完全令人满意的。也希望这些塑料容器具有最小的高度和最大的容积、容易处理的直径和最大高度的圆柱侧壁，为产品标签提供大的表面积。这些迫切愿望的实现要求这些容器底部占有容器高度的最小部分，这与在圆柱侧壁和底部中心之间使用向下凸出的半球形肋部是不相容的。专利技术摘要本专利技术提供的碳酸饮料容器的成本低、重量轻、可用塑性材料由吹模法制造。其壁部用最少的塑性材料，在容易处理的直径上以最小的高度具有最大的体积，具有最大高度的圆柱侧壁部分，因为它们的宽支点跨距和它们底部的抗膨胀性而具有在盛装或不装饮料的情况下都具有极好的稳定性，以及因为它们相对没有很高的应力集中、裂纹和应力破裂而具有的耐久性。本专利技术提供的塑料容器基础具有空心支点构成部分和插入的向下凸出的平滑弯曲的底块，它通过最小高度的容器底部在给定容器高度时提供几乎是最大的容器容积、最大的圆柱侧壁标签高度，较低的重心和宽支点使容器在盛装和未装饮料时都有较大的容器稳定性，并且具有最小的应力集中和应力破裂的危险以及抵抗由于内部压力引起的膨胀。根据本专利技术，容器底部由多个空心支点构成部分和多个插入的向下凸出的径向伸展条状块构成，条状块基本上平滑地弯曲并从容器底部中心伸展到相邻的圆柱侧壁。我们所谓的平滑弯曲，是指向下凸出的条状块部分从容器中心向外、向上伸展到相邻的圆柱形侧壁，在与容器纵轴和其中心区共面的平面横截面中，由一个不变的曲率半径、或连续变化的曲率半径构成的曲线，或由有多个不同曲率的弯曲部分构成的复合曲线(曲线之间不含非切线接合，即各曲线部分在接合点是相切的)。在较小的容器中，该向下凸出的平滑弯曲横截面可以是形成球面部分的圆。在较大的容器中，向下凸出的平滑弯曲部分中最好在截面中包括双曲线部分，可在容器的纵轴上与一个通常与容器支点平面相平行的平面相切，并且，其上部成切线地接近圆柱形侧壁的垂直截面，或者椭圆部分与一个与容器支点的共同平面相平行的平面在容器纵轴处相切，并且在其上部与圆柱形侧壁的垂直截面相切。在这种大型容器中包括例如容积为超过约0.6升至约1升的容器，或最大直径超过约8厘米(约3英寸)的容器，底部由在其中心部分有双曲线或椭圆横截面的平滑弯曲的向下凸出块构成，可以减小底部容器部分的高度，最多可达零点几英寸，基本上可以消除过大的应力集中，减少裂纹和应力破裂的危险，并且如下面所描述的，当与空心支点构成部分结合时可以承受碳酸饮料产生的内部压力而没有不能接受的底部膨胀，并按容器的单位高度增大容器的体积，使容器有较大的标签表面，较低的容器重心，当盛装或未装饮料时都增大容器的稳定性。本专利技术的一种塑料容器包括一个上部开口构成部分，一个圆柱形侧壁部分和一个下部底部构成部分，该下部底部构成部分包括多个周边间隔开的、从圆柱形侧壁向下伸展的凸出块和多个插入、周边间隔开并完全凸出的空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于碳酸饮料的吹模塑料容器，包括一个上部开口构成部分，一个圆柱形侧壁部分和一个下部基础构成部分，所有这些都围绕中心纵轴，所述下部基础构成部分包括多个空心支点构成部分，它们从该下部基础构成部分的中心部分向外伸展以构成实际上位于接触直径 上的多个支点，每个支点构成部分在所述基础构成部分的中心部分和其支点之间包括一个底部空隙构成部分，该底部空隙构成部分包括一个基本上零点几英寸的、由两个相反的曲率半径构成的复合弯曲偏移，该复合弯曲偏移从该中心部分先绕基础构成部分的底部之下的曲率半径向下弯曲，然后绕该基础构成部分底部之上的曲率半径弯曲，还进一步包括多个位于相邻的各对空心支点构成部分之间的向下凸出块，所述每个向下凸出块在该相邻的空心支点构成部分之间向上伸展，并向外扩展，在其上端汇入该圆柱形侧壁部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：克雷格P戴维斯，丹尼尔M富特雷尔，约翰P亨德森，斯蒂芬R林恩，
申请(专利权)人：博尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]