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热塑性材料容器
申请号	CN201980045719.8	申请日	2019-05-14	公开(公告)号	CN112839874A	公开(公告)日	2021-05-25
申请人	西帕股份有限公司;			发明人	马泰奥·佐帕斯; 迪诺·恩里科·赞恩; 大卫·加奥蒂;
摘要	一种由热塑性材料制成的容器(1)，其界定轴线(X)并且具有花瓣型底部(2)，该底部(2)包括：‑中央区域(3)；‑朝向容器的外部的多个第一凸形表面(4)，其从中央区域(3)延伸；‑多个支脚(5)，其与第一凸形表面(4)交替地布置，并且相对于第一凸形表面(4)向外突出；‑环形肋(6)，其与轴线(X)同轴；其中第一凸形表面(4)属于同一球形表面，该球形表面具有布置在轴线(X)上的中心(C)。
权利要求	1.一种由热塑性材料制成的容器(1)，所述容器(1)界定轴线(X)并且具有花瓣型底部 (2)，所述底部(2)包括： ‑中央区域(3)； ‑朝向所述容器(1)的外部的多个第一凸形表面(4)，其从所述中央区域(3)延伸； ‑多个支脚(5)，其与所述第一凸形表面(4)交替地布置，并且相对于所述第一凸形表面 (4)向外突出； ‑环形肋(6)，其与所述轴线(X)同轴；其中所述第一凸形表面(4)属于同一球形表面，所述球形表面具有布置在所述轴线(X) 上的中心(C)；其中所述中央区域(3)包括限定所述底部(2)的凹部(9)的环形边缘(8)。 2.根据权利要求1所述的容器(1)，其中所述第一凸形表面(4)邻近所述环形肋(6)。 3.根据权利要求1或2所述的容器(1)，其中所述环形肋(6)包括朝向所述容器(1)的外部的第二凸形表面(61)，所述第二凸形表面(61)邻近所述第一凸形表面(4)。 4.根据权利要求3所述的容器(1)，其中所述环形肋(6)还包括圆柱形表面(62)，所述圆柱形表面(62)邻近所述第二凸形表面(61)并在所述第二凸形表面(61)上方。 5.根据前述权利要求中任一项所述的容器(1)，其中每个支脚(5)包括表面(7)，所述表面(7)邻近所述环形肋(6)并相对于所述环形肋(6)倾斜，并且优选地，其中所述表面(7)朝向所述容器(1)的外部凹入。 6.根据前述权利要求中任一项所述的容器(1)，其中所述凹部(9)具有底表面(10)，所述底表面(10)具有朝向所述容器(1)的外部凹入的环形周边部分(11)和朝向所述容器(1) 的外部凸起的中央部分(12)；优选地，其中所述中央部分(12)邻近所述环形周边部分(11) 和/或所述环形周边部分(11)包围所述中央部分(12)。 7.根据权利要求6所述的容器(1)，其中所述第一凸形表面(4)从所述环形边缘(8)远离所述中央区域(3)延伸。 8.根据权利要求5至7中任一项所述的容器(1)，其中所述环形边缘(8)由朝向所述容器 (1)的外部凸起的表面界定，朝向所述容器(1)的外部凸起的所述表面具有比所述第一凸形表面(4)的曲率半径(R1)更小的曲率半径。 9.根据前述权利要求中任一项所述的容器(1)，其中每个第一凸形表面(4)的宽度(W) 从所述中央区域(3)到所述环形肋(6)是恒定的。 10.根据前述权利要求中任一项所述的容器(1)，其中所述支脚(5)包括用于所述容器(1)的相应支撑区域；其中所述支撑区域沿着圆周(K)分布，从而界定所述容器(1)的基部平面(J)，并且具有第一直径(d1)；其中所述环形肋(6)界定第二直径(d2)，所述第二直径(d2)是所述环形肋(6)的最大直径；其中所述第二直径(d2)大于所述第一直径(d1)，并且优选地，其中所述第一直径(d1)与所述第二直径(d2)的比率(d1/d2)在0.55和 0.75之间；优选地在0.6和0.7之间。 11.根据前述权利要求中任一项所述的容器(1)，其中每个支脚(5)具有从所述容器(1)的基部平面(J)的平行于所述轴线(X)的第一纵向延伸高度(H1)；其中所述环形肋(6)具有平行于所述轴线(X)的第二纵向延伸高度(H2)；并且其中所述第二纵向延伸高度(H2)与所述第一纵向延伸高度(H1)的比率(H2/H1)在 0.04和0.15之间，优选地在0.05和0.12之间。 12.根据前述权利要求中任一项所述的容器(1)，其中所述环形肋(6)是所述底部(2)的上部部分，邻近所述容器(1)的主体(32)；并且优选地，其中所述底部(2)的重量与所述容器(1)的总重量的比率在0.15和0.24之间，优选地在0.16和0.22之间。 13.根据前述权利要求中任一项所述的容器(1)，其中所述支脚(5)是所述容器(1)在所述环形肋(6)下方的部分的径向最外部部分。 14.一种模具，配置成模制根据前述权利要求中任一项所述的容器(1)。
说明书全文	热塑性材料容器发明领域 [0001] 本发明涉及由诸如PET的热塑性材料制成的容器，尤其是瓶子。更详细地说，本发明涉及用于碳酸饮料的容器，该容器具有设计用于容纳这种类型的液体的底部。本发明还涉及用于制造这样的容器的模具。背景技术 [0002] 瓶子通常包括颈部(其限定开口)、主体以及底部，该底部形成支撑基部，使得瓶子可以以竖直位置立在表面上。 [0003] 由于气体的压力，意图用于容纳碳酸饮料的瓶子会经受特殊的机械应力。这些瓶子总体上设计有底部，在相关领域的术语中，该底部被称为花瓣状底部(petaloid bottom)。 [0004] 花瓣状底部包括被称为瓣状部(petal)的支脚(feet)，该支脚由被称为谷部(valley)的区域分开。支脚相对于谷部突出并因此形成支撑基部。谷部用于吸收应力。 [0005] PET瓶子的已知问题是所使用的材料量，该材料量希望被尽可能地减少。因此，重要的是形成瓶子的材料的分布是最佳的。 [0006] 此外，虽然瓣状的形状允许底部硬挺化，但它在瓶子的制造过程中引入了困难。事实上，瓶子是由布置在模具中的预成型件生产而成的。 [0007] 在模具内部被方便地加热的预成型件经历膨胀过程以获得最终的容器，例如瓶子。 [0008] 当模具必须赋予花瓣状形状时，吹制材料首先与形成谷部的壁进行接触，并且然后与形成瓣状部的壁进行接触。然而，与形成谷部的壁的接触对材料朝向形成瓣状部的壁的流动产生负面影响。因此，支脚的壁的厚度可能太薄，并且底部的强度降低。 [0009] 这样的问题必须与用于碳酸饮料的具有花瓣状底部的瓶子所必须具有的要求，特别是对机械应力和热应力的抵抗性，以及瓶子当立在表面上时的稳定性，以及大规模生产需求(这种需求要求在模具中的低压力和短的持续时间)相协调。 [0010] 花瓣状底部因此必须被方便地设计，但是获得最佳的花瓣状底部并非不重要的。 [0011] 发明概述 [0012] 本发明的目的是提供一种具有花瓣状底部的热塑性材料容器，该容器可以用比现有技术更少的材料制造，但是其足以抵抗机械应力和热应力。 [0013] 本发明的另一个目的是提供这样的一种容器，该容器可以通过以比现有技术更容易的方式模制而制造。 [0014] 本发明的另一个目的是提供这样的一种容器，该容器可以以各种各样的形式制造。 [0015] 本发明借助于界定轴线X并具有花瓣型底部的热塑性材料容器实现了这样的目的和其它目的中的至少一个，这些目的和其它目的将根据本说明书变得明显；该底部包括中央区域；多个第一凸形表面，其从中央区域朝向容器的外部延伸；多个支脚，其与第一凸形表面交替地布置并且相对于第一凸形表面向外突出；环形肋，其与轴线X同轴； [0016] 其中，第一凸形表面属于同一球形表面，该球形表面具有布置在轴线X上的中心。 [0017] 容器(其优选地为瓶子)被设计成容纳碳酸饮料，诸如，例如软饮料(CSD)、啤酒、碳酸水和碳酸能量饮料。 [0018] 有利地，容器的底部可以用比现有技术更少(例如，少大约30％)的材料制造，因此获得减轻的容器的总重量。同时，即使在高于环境温度的相对高的温度下，也确保适合于容纳碳酸液体的特性。 [0019] 有利地，底部特别抗变形。事实上，底部可以充分承受径向扩张和向下外倾(extroversion)两者。 [0020] 有利地，由于谷部(第一凸形表面)属于中心位于轴线X上的同一球形表面，所以底部对由于液体中存在的气体(通常为CO2)所导致的内部压力的抵抗性得以改善。特别是力分布更好。 [0021] 有利地，在相对高的温度下也发现底部的提高的强度。 [0022] 根据有利的方面，谷部可以可选地邻近环形肋，因此获得底部的进一步提高的强度。 [0023] 根据有利的方面，底部可选地包括上推部(push‑up)，即中央区域的凹部。这进一步提高了底部的强度。 [0024] 根据有利的方面，底部的直立直径被适当地选择，以便提高底部的强度并减少容器的制造缺陷，因为获得了更好的材料分布。特别地，通常导致材料上不期望的白色缺陷或瓣状部的壁的不期望的变薄的过度拉伸被大大减少或消除。仍然确保了容器的足够稳定性，特别是用于在传送带上搬运容器时。 [0025] 根据一个方面，本发明还包括用于制造这样的容器的模具，特别是通过模制预成型件而制造的，例如但非排他性地，通过吹塑模制(blow mold)或拉伸吹塑模制(stretch‑ blow mold)预成型件而制造的。 [0026] 根据对示例性但非排他性实施方案的详细描述，本发明的进一步特征和优点将变得更加明显。 [0027] 从属权利要求描述了本发明的特定实施方案。附图说明 [0028] 本发明的描述参考了以非限制性示例的方式提供的附图，其中： [0029] 图1示出了根据本发明的容器的透视图； [0030] 图2示出了图1的容器的底部的透视图； [0031] 图3示出了图2中的底部的侧视图； [0032] 图4示出了图2中的底部的仰视平面图； [0033] 图5示出了图4中的截面A‑A； [0034] 图5A示意性地示出了根据本发明的容器的一部分的第一构型； [0035] 图5B示意性地示出了图5A中的容器的一部分的第二构型； [0036] 图6示出了图1中的容器的一部分； [0037] 图7示出了图6中的截面B‑B； [0038] 图8示出了根据本发明的容器的底部的变型的透视图； [0039] 图9示出了图8中的底部的侧视图； [0040] 图10示出了根据本发明的模具的透视图。 [0041] 相同的元件或功能上等同的元件具有相同的参考数字。 [0042] 发明的示例性实施方案的描述 [0043] 参考附图，描述了根据本发明的容器1，特别是瓶子。 [0044] 容器1被设计成容纳碳酸饮料，例如碳酸软饮料(CSD)、啤酒、碳酸水以及碳酸能量饮料。 [0045] 容器1由热塑性材料(特别是热塑性聚合物)制成。优选地，容器1由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。 [0046] 容器1通过模制预成型件获得。例如，但非排他性地，容器1可以通过吹塑模制或拉伸吹塑模制预成型件获得。 [0047] 容器1包括颈部31、主体32和底部2。 [0048] 颈部31界定开口，并且优选地包括螺纹部分，以便旋拧盖子。优选地，颈部31还包括颈环，该颈环用于在制造步骤期间处理容器1。 [0049] 主体32是中空的并且布置在颈部31和底部2之间。特别地，主体32邻近颈部31和底部2。 [0050] 底部2封闭主体32并形成支撑基部，使得容器1可以以大体上竖直位置立在表面上。 [0051] 容器1界定穿过底部2的中心的轴线X，也称为主轴线X。轴线X优选地为容器1的纵向轴线。优选地，颈部31的开口围绕轴线X延伸。 [0052] 优选地，底部2的重量与容器1的总重量的比率在0.15和0.24之间，优选地在0.16和0.22之间。 [0053] 容器的总重量由颈部31、主体32和底部2的重量的总和给出。 [0054] 底部2是花瓣型的并且包括支脚5，也称为瓣状部，该支脚5以交替的方式布置，其中表面或壁4朝向容器1的外部凸起，该表面或壁4也称为谷部。 [0055] 优选地，至少有五个支脚5。谷部4的数量等于支脚5的数量。 [0056] 支脚5和谷部4优选地从底部2的中央区域3径向地延伸。 [0057] 支脚5优选地通过谷部4彼此完全分开。 [0058] 支脚5相对于谷部4朝向容器1的外部(特别是平行于轴线X)突出。 [0059] 有利地，谷部4属于同一球形表面，该球形表面具有布置在轴线X上的中心C(图5)。换句话说，谷部4具有相同的曲率中心C和互相相等的长度的曲率半径R1，并且曲率半径R1 是恒定的。 [0060] 底部2还包括与轴线X同轴的环形肋6。 [0061] 环形肋6包括朝向容器1的外部凸起的表面或壁61。凸形表面61的曲率半径可以等于或小于曲率半径R1。当凸形表面61的曲率半径等于曲率半径R1时，凸形表面61也属于与凸形表面4相同的球形表面。 [0062] 优选地，环形肋6的外表面不包括凹部或突出部。 [0063] 优选地，环形肋6是界定容器1的最大直径的部分。主体32可以具有一个或更多个部分，这些部分具有等于或小于环形肋6的最大直径的直径。 [0064] 环形肋6优选地是底部2的最上部部分。特别地，环形肋6邻近容器1的主体32。 [0065] 优选地，谷部4邻近环形肋6，即与环形肋6相邻。换句话说，谷部4直接与环形肋6接触，并且更具体地，谷部4的上端(靠近颈部31)直接连接到环形肋6。 [0066] 支脚5邻近环形肋6。特别地，每个支脚5包括表面或壁7，该表面或壁7邻近环形肋6，即与环形肋6相邻。表面7优选地相对于环形肋6倾斜，并且优选地，表面7朝向容器1的外部凹入，例如如图3和图5中示出的。因此，在凹形表面7和凸形表面61之间存在拐点。 [0067] 对于每个支脚5，表面或壁51(优选地朝向容器1的外部凸起)在表面7下方延伸(例如参见图5)。 [0068] 优选地，支脚5是容器1在环形肋6下方的部分的径向最外部部分。换句话说，支脚5未被容器1的其他部分包围。 [0069] 优选地，环形肋6相对于支脚5(并且特别是相对于凹形表面7)径向地朝向外部突出。 [0070] 支脚5还包括两个侧表面或侧面15(例如参见图2、图3和图4)。 [0071] 谷部4设置在彼此面对的两个侧表面15之间。具体地，每个谷部4将第一支脚5的侧表面15与连续于第一支脚5的第二支脚5的侧表面15连结起来。 [0072] 优选地，每个谷部4从中央区域3到环形肋6具有恒定的宽度W(图2和图4)。 [0073] 特别参考图5，容器1的基部平面，即容器1的支撑基部，由参考标记“J”指示。 [0074] 优选地，容器1的中央区域3包括环形边缘8，该环形边缘8限定底部2的凹部9，特别是相对于谷部4的凹部9。凹部9也被称为上推部。 [0075] 谷部4从环形边缘8延伸。换句话说，谷部4邻近环形边缘8，即与环形边缘8相邻。 [0076] 优选地，环形边缘8由环形表面或壁81(图5A)界定，该环形表面或壁81朝向容器1的外部凸起。优选地，这样的凸起的环形表面81具有小于谷部4的曲率半径R1的曲率半径。 [0077] 优选地，凹部9具有表面或底壁10，该表面或底壁10具有朝向容器1的外部凹入的环形周边部分11，以及朝向容器1的外部凸起的中央部分12，优选地但非排他地，该凹部9为球形帽状的。特别地，环形周边部分11的外表面朝向容器1的外部凹入，并且与环形周边部分11的外表面相对的内表面朝向容器1的内部凸起；并且优选地，中央部分12的外表面朝向容器1的外部凸起，并且与中央部分12的外表面相对的内表面朝向容器1的内部凹入。 [0078] 特别地，前述底壁10不同于所述环形边缘8。 [0079] 中央部分12与轴线X相交。 [0080] 中央部分12邻近环形周边部分11，即与环形周边部分11相邻。周边部分11包围中央部分12。优选地，凹部9的表面或侧壁13被成形为截锥形。侧壁13优选地在环形周边部分 11和环形边缘8之间延伸。 [0081] 典型地，但非排他地，由于制造制成容器1的预成型件的过程，所以在预成型件的注射点处可能存在突出部或突起14(图5A、图5B)。特别地，突起14可以存在于壁12的外部面或外表面上，近似在其中心处。 [0082] 图5A和图5B示出了根据本发明的容器1的有利方面。图5A示意性地示出了容器1内部的压力低于图5B中的条件下的容器内部的压力的情况。 [0083] 在图5A和图5B中，平面L与凸起的环形壁81相切并垂直于容器1的纵向轴线X。参考标记“h”指示在突起14和平面L之间平行于纵向轴线X的距离。这样的距离“h”作为容器1内部的压力的函数是可变的。优选地，当容器1内部的压力大体上等于大气压力时(例如，如图 5A中示出的)，平行于纵向轴线X的距离h与容器1的总高度的比率在0.10和0.18之间，优选地在0.11和0.14之间。 [0084] 典型地，但非排他地，当容器1内部的压力增加时，例如如图5B中示出的，平面L和突起14之间的距离相对于图5A中的情况减小，但是保持大于或等于0的值，优选地大于0。 [0085] 因此，有利地防止了突起14与容器1的支撑基部J(图5)干涉。即使当由于容器1内部的压力导致底部2存在变形使得平面L接近容器1的基部平面J时，这种有利的效果也可以被看到，直到平面L和基部平面J大体上重合。 [0086] 优选地，支脚5包括用于容器1的相应支撑区域。特别地，这样的支撑区域是支脚5的下部区域，当底部2布置在支撑表面或基部上时，容器1搁置在该下部区域上。优选地，支脚5界定容器1的仅有的支撑区域，特别是当处于竖直位置时。 [0087] 支脚5的支撑区域沿着圆周K分布，由图4中的虚线所指示的。这样的圆周K界定容器1的基部平面J(图5)。 [0088] 前述凸形表面51在用于每个支脚5的支撑区域和凹形表面7之间延伸。 [0089] 此外，圆周K具有垂直于或大体上垂直于轴线X的直径d1。直径d1也称为直立直径。 [0090] 环形肋6界定直径d2，该直径d2是环形肋6的最大直径并且垂直于或大体上垂直于轴线X。环形肋6的直径d2大于圆周K的直径d1。 [0091] 特别地，比率d1/d2优选地在0.55和0.75之间。利用该比率，可以获得容器1在大约10.5°和11.5°之间的倾斜角度。优选地，比率d1/d2在大约0.6和0.7之间。利用该比率，可以获得容器1在大约10.8°和11.3°之间的倾斜角度。 [0092] 每个支脚5具有平行于轴线X的纵向延伸高度(extension)H1(图3)或高度。这样的纵向延伸高度H1是每个支脚5的最大纵向延伸高度，从容器1的基部平面开始，直至凹形表面7的顶端。特别地，支脚5的高度是平行于轴线X的在容器1的基部平面J和由支脚5的上端 (即，来自凹形表面7的上端)界定的圆周之间的距离。 [0093] 环形肋6具有平行于轴线X的高度，由参考标志H2指示。 [0094] 优选地，比率H2/H1在0.04和0.15之间，例如在0.05和0.12之间。优选地，该范围的最高值涉及较小的容器形式。 [0095] 优选地，以毫米(mm)表示的支脚5的高度与以毫升(ml)表示的容器1的容量的比率在0.025mm/ml和0.055mm/ml之间。 [0096] 在从图1至图7中，环形肋6优选地仅包括凸形表面61。 [0097] 可替代地，如图8和图9中示出的，环形肋6还包括圆柱形表面62，该圆柱形表面62邻近凸形表面61并在该凸形表面61上方。圆柱形表面62邻近主体32。 [0098] 在该变型中，环形肋6优选地仅包括凸形表面61和圆柱形表面62。 [0099] 圆柱形表面62优选地具有等于凸形表面61的最大直径的直径。 [0100] 容器1可以有利地被制成各种各样的形式，特别是具有在500ml和3000ml之间的容量的形式。 [0101] 图10示出了用于模制根据本发明的容器1的模具102。特别地，模具102被配置成模制底部2。 [0102] 根据本说明书，本领域技术人员可以容易地确定用于形成容器1、特别是底部2的模具102的模制表面的特征，而没有或具有已经描述和/或要求保护的可选特征中的一个或更多个。 [0103] 特别地，模具2的模制表面界定中央轴线Z，并且包括： [0104] ‑中央区域103， [0105] ‑多个凹形表面104，其从中央区域103延伸， [0106] ‑多个凹部105，其与凹形表面104交替地布置， [0107] ‑环形表面106，其与中央轴线Z同轴， [0108] 其中凹形表面104属于同一球形表面，该球形表面具有布置在中央轴线Z上的中心C。 [0109] 优选地，凹形表面104邻近环形表面106。 [0110] 轴线Z大体上与布置在模具102中的吹塑容器1的轴线X重合。 [0111] 模具102的中央区域103适于模制底部2的中央区域3。 [0112] 凹形表面104适于模制凸形表面4，即谷部。 [0113] 相对于凸形表面104再凹入的凹部105适于模制支脚5，即瓣状部。 [0114] 环形表面106适于模制环形肋6。 [0115] 优选地，环形表面106包括邻近凹形表面104的凹形表面161或由该凹形表面161界定。 [0116] 可选地，环形表面106还包括邻近凹形表面161并在该凹形表面161上方的圆柱形表面。 [0117] 优选地，每个凹部105包括表面107，该表面107邻近环形表面106并相对于该环形表面106倾斜。优选地，表面107是凸起的。 [0118] 在本说明书中指出的值的范围优选地但非排他地也包括极值。