具有加强底部的由热塑性材料制成的容器,尤其是瓶子

摘要

具有容器体(2)和容器底部(3)的热塑性塑料容器(1)包括：凹拱(4)、在所述凹拱(4)中心展开的圆顶(6)、围绕着所述凹拱基底并形成一平面基础的环状区(5)、在该容器(2)的底部放射地延伸并相对于所述凹拱向外偏移突出的爪形区(11)，以及，被爪形区(11)划分的放射状凹槽(12)，该凹槽具有底部(13)，该底部由所述凹拱的放射状部分(4a)形成，并具有放射状变化的深度，该深度在形成基础的所述环状区(5)处最大。这样的容器底部适合承受液体静压而不产生显著的变形，该液体静压是由增加了一不超过约2×10

说明书

技术领域

本发明涉及对容器的改进，尤其是对瓶子的改进，所述容器(瓶子)由热塑性材料，如聚酯(PET)制成，具有一个在顶部，即容器颈部，与底部，即容器底部之间延伸的容器体，所述容器底部适合承受液体静压而不产生显著的变形，所述液体静压是由增加了一不超过约2x10⁵帕的超压的液柱而产生的，所述容器底部包括：

-凹拱，所述凹拱具有向所述容器的外侧弯转的凹面；

-圆顶，所述圆顶向所述容器的内侧突起，并具有向外侧弯转的凹面，所述圆顶在所述凹拱的中心展开；

-环状区，所述环状区环绕在所述凹拱的下部的周围，并形成一基本上是平面的基础(foundation)，所述容器底部能通过所述平面基础能稳固地支撑在一平面支撑上，以及

-肋状物，所述肋状物以向外展开的凹槽形式出现，并放射状地延伸过形成基础的所述环状区，并上升进入连接壁，所述连接壁与所述容器的容器体的容器壁相连。

背景技术

在多数情况下，用于装静态液体(still liquid)的容器(例如，用于装饮用水的瓶子)具有一个为球冠状的圆型底部，该圆型底部通常具有向外弯转的凹面，且该底部的高度相对较低。这类底部通常具有大体上呈放射状的放射肋状物(radiating ribs)，所述肋状物可能具有不同的形状并可选择地延伸至所述容器体的容器壁的下部，以便加强基础(把所述底部支撑在一支撑上的周边区域)。这种类型的底部的高度，包括中间加强部分，典型地为10毫米，并可以增加至15毫米。

这类底部适合于承受超出所述底部高度的静态液体液柱的压力，而不产生变形。然而，它们不能提供足够的抗力来承受一增加的即使是小的压力，例如，所述增加的压力可以由一内部超压(excess pressure)产生。

如今，在包装某种易氧化的静态液体时(例如，油、果汁)，人们普遍知道在容器罐装阶段的最后倒入小量的(例如一滴)、能快速蒸发(例如通常为氮)的惰性物质(inert substance)，以此在封装所述容器前，能立即把液面上方自由体积内的空气(因此也包括里面的氧气)排除出去(已知的“惰性化处理”(“inertization”)或“氮化处理”(“nitrogenation”)操作)。或对含微量二氧化碳的液体而言，可以改善所述容器的加压处理(pressurization)。一旦完成了容器的封装，少量的惰性物质会停止蒸发，如此惰性气体会残留在被封装的容器内并产生微小的残留压力，所述压力小于2x10⁵帕，典型地为1x10⁵帕，甚至是0.5x10⁵帕。

这种用于装静态液体的容器的软弱的圆型底部通常不能可靠地承受即使是由惰性化处理产生的小压力，而发生变形。

人们都知道，对于其装罐物必须经过惰性化处理的容器而言，需要给它们提供能增加抗力的底部，以使这些底部在承受内部增压的情况下不会变形。

附图1A至1D示出了一种目前普遍使用的上述类型的加强底部。图1A是容器1下部的侧视图(这里，瓶子具有一个通常的大致是回转(revolution)的圆柱型外形)，所述容器1由诸如聚酯之类的热塑性材料制成，包括一个在顶部，即容器颈部(未示出)，与底部，即容器底部3之间延伸的容器体2。所述容器底部3在图1B中以仰视图的形式单独示出。图1C为沿图1B中的剖切线IC-IC剖切得到的直径位置上的剖面图。以及，图1D为从下方观察到的透视图。

所述容器底部3包括具有圆型的普通形状的凹拱4，所述凹拱4具有向所述容器1的外侧弯转的凹面，此外，所述容器底部3还包括环状区5，所述环状区5环绕在所述凹拱4的周围，并形成一基本上平的基础，所述容器底部3能通过所述平面基础能稳固地支撑在一平面支撑上。在所述容器底部3的中心，所述凹拱4向圆型的圆顶6展开，所述圆顶6也具有一向外侧弯转得凹面，因而，所述圆顶6相对于所述凹拱4向所述容器1的内侧偏移设置。所述环状区5的外侧形成一基础，所述容器底部3具有一向内弯转的壁8，其也被称为连接壁8，所述连接壁8与所述容器的容器体2的容器壁9相连。

几条向外展开的主肋状物具有通常的槽状，所述槽具有基本上平行的边并具有基本上相等的深度，这些槽以星形的样式从所述容器底部3的向内弯转的壁8处开始放射状地向所述圆顶6延伸，并止于所述圆顶6，同时，这些槽越过形成基础的所述环状区5和凹拱4。如例子中所示，具有奇数条主肋状物，图中为5条。为了增加所述容器底部的机械抗力(mechanical resistance)，加入副肋状物10，其具有和主肋状物7基本上相似的结构，并被散布在主肋状物7之间。但是所述副肋状物10以星形的样式从所述容器底部3的向内弯转的壁8处开始仅放射状地延伸至所述凹拱的中部，同时，这些副肋状物10越过形成基础的所述环状区5。

需要强调的是，所有的肋状物，即主肋状物7和副肋状物10凹嵌在所述凹拱4上，如图1A至1D所示，所述凹拱4具有一光滑环状，仅带有一些肋状物形成的凹痕。

由热塑性材料，例如，聚酯制成的容器的生产商在不断寻找使容器变轻的技术方案，在众多方面中，尤其体现在，寻找一种使所述容器底部变轻的技术方案。为此，若干年前适合的容器底部变得不再合适，因为需要明显减少生产材料的使用。

因此，本例子示出了如上所述的加强容器底部不再满足轻量化需求，甚至对于超压仅为约1x10⁵帕的情况也是如此。

如今，为了精准地分配惰性液体的液滴，需要使用一种相对昂贵的剂量设备，而生产商避免使用这种设备。如此，惰性液体的液滴以经验的形式形成，因而，实践中，所述液滴的体积基本上会在期望理论值的一半至两倍之间发生变化。由此，在容器内形成的超压会比期望值，即比1x10⁵帕更大，可能达到2x10⁵帕。因此，上述容器底部的轻量化类型不能可靠地承受住所述超压而不产生变形。  在文献FR 2883550中公开了具有加强容器底部的容器和所述容器底部。然而，其仍涉及一种需要由大量热塑性材料制造的容器，如此无法生产出当今生产商需要的轻量化的类型。

显然，对于含二氧化碳的液体(例如，压强达到约3x10⁵帕至4x10⁵帕，甚至达到10x10⁵帕)的情况，需要设计出一种具有显著的凹拱(被称为“香槟酒瓶底”(champagne base)或类似的名称)的容器，用于承受相对较高的压力而不产生变形。然而，因为这种容器有更高的高度和增厚的瓶壁，因此这种容器底部需要更多的热塑性材料，至少在形成基础的环状区需要更多的热塑性材料。具有这类容器底部的容器的生产成本显然更高，并且它们在吹塑中的成品率更难把握。因此，不倾向于把这类容器用于惰性化处理步骤，此外，比起专用于惰性化处理的容器，这类能承受更大压力的容器则被更少地使用。这类容器的高抵抗性和与之相应的高昂的成本似乎超出了设想的运用。

发明内容

在上述情况下，本发明旨在提出一种改良的用于容器的圆型底部的形状，所述容器用于装罐静态液体，然后在存在相对较小压力的情况下被封装。具体而言，所述压力为1x10⁵帕，在实践中，不超过约2x10⁵帕，所述容器仅需要最少量的热塑性材料，并能在用于装静态液体的容器的吹塑(blow moulding)或拉伸吹塑(stretch-blowmoulding)的常规条件下，容易正确地成型。所述容器的高度基本上与那些装静态液体的具有传统容器底部的容器相同。

至此，一种由热塑性材料，例如，聚酯制成并按上文布置的容器，尤其是一种瓶子，其特征在于，所述容器底部包括：

-互相分离并成爪形的区域，所述爪状区在所述容器体的底部沿所述容器底部的中心方向呈放射状延伸，并且所述爪形区相对于所述凹拱向外偏移突出，以及

-放射状凹槽，所述放射状凹槽被所述爪形区划分，所述凹槽具有底部，所述底部由所述凹拱的放射状部分形成，并具有放射状变化的深度，所述深度在形成基础的所述环状区处最大。

因为这种布置，得到具有加强结构的容器底部，所述加强结构由爪形区构成，所述爪形区相对于凹拱突出，并占据了所述凹拱的大部分表面，如此，比起所述现有技术中的底部的肋状物能更有效地增加凹拱的强度。

优选地，所述爪形区的放射状端部与所述圆顶的边缘隔开一段距离，如此使所述圆顶的周围保留一完整的凹拱的环状区。这样的合成结构(resultant structure)具有三层，即形成最深一层的中心圆顶(可从外侧看到)，形成中间层的凹拱，所述凹拱围绕在所述圆顶周围并呈星状延伸，以形成所述凹槽的底部，以及形成最外层的爪形区。

该结构允许其具体实现过程有很大的自由度。因此，圆顶可以是圆型的，凹沟也可以是圆型的，例如，半球区，或者也可以是圆锥台状。

实践中，有利的情况是，形成基础的所述环状区的直径为所述容器体的直径的70％至90％，以及，所述凹拱的高度为形成基础的所述环状区的直径的10％至25％。

另一有利的情况是，所述容器底部的高度大于15％的形成基础的所述环状区的直径。

类似地，还有一种有利的情况是，所述圆顶的高度为所述凹拱的高度的10％至50％。

由此，根据本发明的各项，能限定出一种由热塑性材料，例如，聚酯制成的容器，所述容器适合承受惰性化处理中产生的压力而不产生变形，所述压力有时能达到约2x10⁵帕，同时，所述容器依旧能以较少的热塑性材料来制造。例如，生产一根据本发明得到的1.5升的聚酯容器需要热塑性材料22克，而仅三年之前，同样容量的标准聚酯容器的重量，以及，上文提到的文献FR 2883550中公开的重量，为26至27克。(即，每个容器大约能节省15％的聚酯用量)。

附图说明

通过阅读以下不具有限定性的具体实施例描述，能更好地理解本发明。在这个描述中，每张附图都带有参考编号，其中：

-图1A是根据现有技术得到的容器的下部的侧视图(这里，瓶子具有一个通常的大致是回转的圆柱型外形)，该容器由热塑性材料，例如，聚酯制成；

-图1B为仰视图、图1C为沿图1B中的剖切线IC-IC剖切得到的直径位置上的剖面图，以及，图1D为从下方观察到的透视图，这些图仅示出了图1A中所示容器的容器底部；

-图2A至2D分别为根据本发明设计出的容器底部的侧视图、仰视图、剖面图及透视图，其中，图2C为沿图2B中的剖切线IIC-IIC剖切得到的直径位置上的剖面图，图2D为从下方观察到的透视图，以及

-图3A和3B分别为根据本发明设计出的容器底部的另一变化实施例的剖面图与透视图，其中图3A为直径位置上的剖面图，图3B为从下方观察到的透视图(分别与上面的图2C和图2D相对应)。

具体实施方式

在下面的描述中，之前在图1A至1D中使用的参考标号将被保留并被用于指代相同的元件或部件。

首先，参照图2A至图2D，其中示出了容器1，此处的瓶子具有一个通常的大致是回转的圆柱型外形，其由热塑性材料，例如，聚酯制成，并具有一容器底部3，所述容器底部3包括：

-凹拱4，所述凹拱4具有向所述容器的外侧弯转的凹面；

-圆顶6，所述圆顶6向所述容器1的内侧突起，并具有向外侧弯转的凹面，所述圆顶6在所述凹拱4的中心展开；

-环状区5，其环绕在所述凹拱4的基底周围，所述环状区5靠近所述容器底部3的外围，但与该外围隔开一段距离，并形成一基本上平的基础，所述容器底部3能通过所述平面基础能稳固地支撑在一平面支撑上，以及

-肋状物，所述肋状物以向外展开的凹槽形式出现，并大致放射状地延伸过形成基础的所述环状区5，并上升进入连接壁8，所述连接壁8与容器体的容器壁9相连；

根据本发明，所述容器底部3包括爪形区11，所述爪形区11互相分离，并在所述容器体2的底部沿所述容器底部的中心方向呈放射状延伸，并且所述爪形区11相对于所述凹拱4向外偏移突出。换言之，所述爪形区11如同曲线板(curvilinear plateaux)那样高出所述凹拱4并同时沿着该凹拱4的放射状形状，图2B，尤其是图2D清晰地示出了这一特征。

所述爪形区11之间划分出放射状凹槽12，所述凹槽12具有底部13，所述底部13由所述凹拱4的放射状部分4a形成，换言之，图1A至1D中所示的现有技术中的容器底部的主肋状物7内嵌所述凹拱4上，而根据本发明得到的容器底部的凹槽12形成在所述凹拱4上方，即相对于所述凹拱4突出。

此外，所述凹槽12并具有放射状变化的深度，所述深度在形成基础的所述环状区5处最大。从图2C中可以看出，所述凹槽12的底部13的曲率反转点16的位置大约与形成基础的所述环状区5相对应。在该点上，所述凹槽12的深度p达到最大，以使基础处的加强效果最好，这样能保持住该基础的外形，因而保持该基础的平整度。所述凹槽12的深度向着外端点和内端点逐渐变小直至为0，图2A、2C和2D更好地示出了该特征。

需要注意的是，图2A至2D示出的例子中，十分靠近其底部的中心轴X的爪形区11的放射状端部14，与所述圆顶6的边缘15隔开一段距离，这样，所述圆顶6的周围围绕着所述凹拱4的环状边4b，所述环状边4b与形成所述凹槽12的底部的放射状部分相连。如此，所述凹拱4的可见部分为具有放射状分支的星形结构，图2B与2D更清晰地示出了该特征。

还需注意的是，在图2A至2D所示的实施例中，所述凹拱4是圆型的，虽然所述圆型可以是容易想到的其它样式，但在本实施例中，凹拱4具体是大致具有球面区(spherical zone)外型的圆型。

现在讨论所述容器底部3的几何外形，有利的情况是(从图2C中能看到)，形成基础的所述环状区5的直径B为所述容器体2的直径A的70％至90％，并且，所述凹拱4的高度C为形成基础的所述环状区5的直径B的10％至25％。

此外，所述容器底部3的理想高度E大于15％的形成基础的所述环状区5的直径B。

同样，所述圆顶的理想高度F为所述凹拱的高度C的10％至50％。即，由所述圆顶6和凹拱4形成的结构的总高度D(换言之，即为所述圆顶6的高度F和所述凹拱4的高度C之和)为所述凹拱高度C的1.1至1.5倍。

最后，所述容器底部3理想的几何尺寸符合如下规则：

0.70A＜B＜0.90A

0.10B＜C＜0.25B

1.10C＜D＜1.50C

0.15B＜E

由于上述特征，由热塑性材料，例如，聚酯制成的容器1配备了根据本发明得到的容器底部3。该容器底部3适合承受液体静压而不产生显著的变形，而其依旧能由更少的热塑性材料来制造。其中，所述液体静压是由增加了一通常约为1x10⁵帕的超压的液柱而产生的，实践中，所述超压能达到2x10⁵帕。

当然，被描述的特征可以通过多个不同的实施例来实现。

如此，在上面提到的，并通过图2A至2D示出的实施例中，凹拱4是圆型的，爪状区11形成曲线板。通过一变化，图3A和3B示出了一变化实施例的容器底部3，其中，凹拱4仍然是凹陷的并具有向所述容器的外侧弯转的凹面。然而，该凹拱不再是半圆型了，而是围绕着圆顶6的圆锥台形状。由此，图3A更清晰地示出了凹拱12的底部13，其基本上是平的并是倾斜的，同时爪状区11形成基本上是平的并是倾斜的突出区域。至于图3A和图3B示出的容器底部3的其他部分依然和本发明的第一实施例中所描述的部分相同。