底部配有双壁凹拱顶的容器.pdf

本发明涉及塑料材料制的容器，其配有主体和从主体的下端开始延伸的底部(6)，底部(6)具有：基座(7)，其限定一个放置平面(8)；凹形的拱顶(10)，其从一个中央区域(11)开始延伸到基座(7)，中央区域形成一个朝向容器内部凸起的销；一系列的加固主槽(13)，其从中央区域(11)径向延伸到至少基座(7)，在所述容器中，拱顶(10)具有一个中央区域(15)、一个中间区域(16)和一个周边区域(17)，中央区域、中间区域和周边区域这三个区域分别由一个轴向的内壁凹(18)和一个轴向的外壁凹(19)分开，所述壁凹围绕中央区域(11)呈环形连续延伸。

1.  塑料材料制的容器(1)，所述容器配有主体(5)和从主体(5)的下端开始延伸的底部(6)，底部(6)具有：
－周边的基座(7)，其限定一个放置平面(8)；
－凹形的拱顶(10)，其从一个中央区域(11)开始延伸；
－一系列的加固主槽(13)，其从中央区域(11)径向延伸到至少基座(7)，
其特征在于，拱顶(10)具有三个同心区域，即一个中央区域(15)、一个中间区域(16)和一个周边区域(17)，这三个同心区域分别由一个轴向的内壁凹(18)和一个轴向的外壁凹(19)分开，所述轴向的内壁凹和轴向的外壁凹围绕中央区域(11)呈环形连续延伸，以致中央区域(15)高于中间区域(16)，而中间区域(16)高于周边区域(17)。

2.  根据权利要求1所述的容器(1)，其特征在于，每个壁凹(18，19)的高度(H1，H2)小于放置平面(8)的外径(D)的4％。

3.  根据权利要求2所述的容器，其特征在于，每个壁凹(18，19)的高度(H1，H2)约为放置平面(8)的外径(D)的3％。

4.  根据前述权利要求中任一项所述的容器(1)，其特征在于，每个壁凹(18，19)在约1毫米的高度(H1，H2)上延伸。

5.  根据前述权利要求中任一项所述的容器，其特征在于，内壁凹(18)的直径(D1)在放置平面(8)的外径(D)的30％和40％之间。

6.  根据权利要求5所述的容器(1)，其特征在于，内壁凹(18)的直径约为放置平面(8)的外径(D)的37％。

7.  根据前述权利要求中任一项所述的容器，其特征在于，外壁凹(19)的直径(D2)在放置平面(8)的外径(D)的50％和60％之间。

8.  根据权利要求7所述的容器(1)，其特征在于，外壁凹(19)的直径约为放置平面(8)的直径的54％。

9.  根据前述权利要求中任一项所述的容器(1)，其特征在于，加固主槽(13)径向延长超过基座(7)。

10.  根据前述权利要求中任一项所述的容器(1)，其特征在于，底部(6)具有一系列的插入加固槽(14)，这些插入加固槽局部跨接在基座(7)上延伸。

底部配有双壁凹拱顶的容器
技术领域
本发明涉及容器尤其是瓶或壶的制造，其由塑料材料如聚对苯二甲酸乙二醇酯((PET))制的预型件通过吹制或吹制拉伸而获得。
背景技术
通过吹制制造容器，通常在于在具有容器型腔的模型中，装入一个预先加热到高于材料玻璃转化温度的温度的坯件(预型件或通过预型件预吹制获得的中间容器)，在坯件中注入加压流体(尤其是气体例如空气)。吹制可辅以通过一个滑动杆预先拉伸坯件。
吹制过程中材料经受的分子双定向(轴向和径向，分别平行和垂直于容器的总轴线)，使容器具有一定的结构刚度。
但是，市场要求减轻容器的重量。其目的是双重的：由于所用材料量减少、吹制压力降低，因此既经济(成本降低)又环保(减小环境影响)。
但是，市场关于材料的机械性能的需求也是如此，制造商不得不寻求制造诀窍加固其容器，双定向显得不够。
公知的增大容器刚度的方法是热定形法，其在于加热模型壁，用以通过加热法提高结晶率。该方法由法国专利FR2649035(Sidel)及其等同的美国专利US5145632提出，基本上用于容器进行热填充的应用。
但是，由于其成本高、进度慢，这种方法不能推广进行无汽水之类的普通应用。对于这些应用，要求大大减轻重量。举例来说，对于容量为0.5升的用于接纳无汽水的瓶子的成型，目前的技术要求常常越来越要求质量小于或等于10克，吹制压力小于或等于20巴。
在正常填充条件下，这种容器具有柔性壁，难以底托化而不发生底托塌陷的危险。实际上，由于积累在底托下排容器上的高垂直压缩应力，这些容器具有较大的压弯的危险。
公知地，要加固加压填充的容器的壁，例如在填充之后和封装之前注入少许液氮，其汽化作用致使容器中超压。但是，这种诀窍需要在结构上加固底部，实际上，应力集中在底部上。
公知地，通过径向槽加固底部，例如参见欧洲专利EP2133277或等同的美国专利申请US2009/308835(Sidel)。但是，槽的存在要消耗材料，且需要较高的吹制压力以良好地使用模腔：要精确地克服两种应力。
通过增加槽的深度或拱顶本身的深度，理论上可增大底部的机械强度(尤其是抗翻转的强度)。但是，这种形状诀窍尽管有效，却既需要增加材料，这与前述减轻重量的要求不相容，也需要很高的吹制压力，这与节能要求不相容，相反，这意味着要降低容器成型所需的吹制压力。
发明内容
本发明的第一个目的是提高具有等效可吹制性(即容器的吹制成型性)的容器的机械性能。
本发明的第二个目的是提出一种容器，其底部的最优形状使之具有在可吹制性、轻便与刚度之间的良好平衡。
本发明的第三个目的是提出一种容器，其底部具有良好的抗翻转强度，且在高压条件下能保持稳定。
为此，本发明提出一种塑料材料制的容器，所述容器配有主体和从主体的下端开始延伸的底部，所述底部具有：
－周边的基座，其限定一个放置平面；
－凹形的拱顶，其从一个中央区域开始延伸；
－一系列的加固主槽，其从中央区域径向延伸到至少基座，
拱顶具有三个同心区域，即一个中央区域、一个中间区域和一个周边区域，这三个同心区域分别由一个轴向的内壁凹和一个轴向的外壁凹分开，所述轴向的内壁凹和轴向的外壁凹围绕中央区域呈环形连续延伸，以致中央区域高于中间区域，中间区域高于周边区域。
借助于该双壁凹，底部具有很大的抗翻转强度，无需增大槽的深度或拱顶本身的高度。因此，可吹制性无显著降低，材料无显著增多，即可提高底部的这种性能。
单独地或组合地，可设置以下各种附加特征：
－每个壁凹的高度小于放置平面的外径的4％；
－每个壁凹的高度约为放置平面的外径的3％；
－每个壁凹在约1毫米的高度上延伸；
－内壁凹的直径在放置平面的外径的30％和40％之间；
－内壁凹的直径约为放置平面的直径的37％；
－外壁凹的直径在放置平面的外径的50％和60％之间；
－外壁凹的直径约为放置平面的直径的54％；
－加固主槽径向延长超过基座；
－底部具有一系列的插入加固槽，这些插入加固槽局部跨接在基座上延伸。
附图说明
通过阅读以下参照附图对一实施方式所作的说明，本发明的其他目的和优点将显示出来，在附图中：
图1是塑料材料制的容器的透视仰视图；
图2是放大透视图，示出图1所示容器的底部；
图3是仰视平面图，示出容器的底部；
图4是图3所示底部的沿剖面IV-IV的横向剖切透视图；
图5是图3所示底部的沿剖面IV-IV(实线)和V-V(点划线)的中央剖面图。
具体实施方式
图1上示出容器1，这里是一瓶子，其由热塑性材料制的预型件例如聚对苯二甲酸乙二醇酯制的预型件通过拉伸吹制而成。
该容器1在上端具有配有一个口部3的颈部2。在颈部2的延伸部分中，容器1在其上部具有沿着与颈部2相对的方向扩大的凸肩4，该凸肩4由具有围绕容器1的主轴线X回转的总体上圆柱形的形状的侧壁或主体5延长。
容器1还具有底部6，该底部从主体5的下端相对于颈部2延伸。底部6具有呈环形凸缘形状的周边基座7，该周边基座基本上轴向延伸到主体5的延伸部分中。基座7终止于一个与容器1的轴线X垂直的放置平面8，放置平面8限定容器1的下端，并使容器竖立着放置在一个平表面上。
用D表示放置平面8的外径，术语“直径”不仅涉及容器1(因而底部6)具有圆形外廓的情况(如图所示)，而且还涉及容器1具有多边形形状(例如方形)的情况，在这种情况下，术语“直径”是指在该多边形中内切圆的直径。在所示的实施例中，相应于容量为0.5升的容器，该直径D约为45毫米。
朝向容器1内部，基座7具有环形截锥形的侧部9，侧板朝向容器1内部延伸在放置平面8的延伸部分中，由侧部9形成的截椎体向下敞开(成斜度)，具有至少70°的顶角。该侧部9的高度可在1.5毫米至2.5毫米之间，例如约为2毫米。
底部6还具有凹形的拱顶10，在不存在应力的情况下，即在容器1中不存在内装物的情况下，拱顶呈大致球形的帽状拱顶的形状，具有朝向容器1外部的凹度。拱顶10在侧部9的延伸部分中从基座7延伸至底部6的中央区域11，形成一个朝向容器1内部凸起的销，在中央具有一个不定形块件12，该不定形块件对应用于制成容器的预型件的构成材料的注入区域。实际上，在容器1成型(通过吹制或通过拉伸吹制成型)时，块件起定中心的作用。
如在图上可见，特别是在图2上可见，底部6具有一系列的朝向容器1内部凹入成形的加固主槽13，加固主槽从中央区域11径向延伸到至少基座。根据在图上所示的一优选的实施方式，这些加固主槽13径向延长超过基座7，在主体5的下部上侧向增高。
换句话说，主槽13在整个拱顶10上径向延伸，跨接在基座7上，且局部跨接在主体5上。因此，可理解的是，放置平面8是不连续的，因为垂直于每个主槽13中断。主槽13的数量例如为五个(如在所示的实施例中，其相应于容量约为0.5升的容器)，但是，该数量可更大，尤其是在容量大于或等于1升的容器的情况下，数量为六个，或者在容量大于或等于2.5升的容器的情况下，数量为七个。
用H表示底部6在放置平面8与块件12之间测得的高度(或深度)(图5)。在所示的实施例中，相应于容量为0.5升的容器，底部的高度H约为10毫米。
根据一优选实施方式，底部6还配有一系列的插入加固槽14，插入加固槽位于主槽13之间，局部跨接在基座7上延伸，因而有助于加固。在图2和3示出，插入加固槽14向外延长超过基座7，在主体5的下部上侧向增高，如同主槽13那样。也如图2和3可见，插入加固槽14跨接侧部9，但是，中断于拱顶10的周边。
如在图上可见，尤其在图2、4和5更清楚地可见，拱顶10具有三个同心区域：即一个围绕底部6的中央区域11的环形中央区域15、一个围绕中央区域15的环形中间区域16、以及一个围绕中间区域16的延伸至侧部9的环形周边区域17。
区域15、16、17分级布置，由壁凹两两地分开，即一个内壁凹18分开中央区域15与中间区域16，一个外壁凹19分开中间区域16与周边区域17。
内壁凹18在预定高度H1上轴向延伸。同样，外壁凹19在预定高度H2上轴向延伸。根据一优选实施方式，高度H1和H2小于底部的高度H，尤其小于放置平面的外径D：
0.02D≤H1≤0.04D
0.02D≤H2≤0.04D。
其中，优选地：
H1≈0.3D
H2≈0.3D。
壁凹18、19两者连续延伸，即垂直于主槽13与插入槽14不中断，而是延伸到其底部。
壁凹18、19围绕中央区域11同心地呈环形延伸。在所示的实施方式中，容器1具有围绕其轴线X回转的大致圆柱形形状，壁凹18、19形成具有圆形外廓的环，D1和D2表示相应的直径。在已经提及的实施例中，容器1在横向截面上具有多边形外廓，壁凹18、19也具有多边形外廓，与容器1的外廓同位相似。因此，D1和D2是指在壁凹的多边形外廓中内切的圆的直径。
由于存在内壁凹18，中央区域15尽管具有与中间区域16的曲率半径基本上相同的曲率半径，但是略高于中间区域16，同时朝向容器1内部偏移。同样，由于存在外壁凹19，中间区域16尽管具有与周边区域17的曲率半径基本上相同的曲率半径，但是略高于周边区域17，同时朝向容器内部偏移。
根据一实施方式，内壁凹18的直径D1在放置平面8的外径D的30％至40％之间。在所示的实施例中，比例D1/D约为37％。
此外，外壁凹19的直径D2为放置平面8的外径D的50％至60％之间。在所示的实施例中，比例D2/D约为54％。
至于壁凹18和19的各自高度H1和H2，该高度在外廓上基本上不变，有利地为0.8毫米至1.5毫米。对于容量为0.5升的容器(相应地，在示出的实施例中可见)，高度H1和H2最好在0.8毫米至1毫米之间，优选地，约为1毫米。
壁凹18、19的作用是在强制性压力条件下，尤其是当容器1中充斥由于在封装前预先注入少许惰性气体(尤其是氮)引起用于保持主体5的刚度的增压时，保持容器1稳定。更确切地说，壁凹18、19的作用是通过在底部6中引入轴向分量，增大压力阈值，超过该压力 阈值，底部6会翻转。壁凹18、19的低高度足以提高底部6的性能，同时确保底部具有良好的可吹制性，有利于成型和节省压力。实际上，以相等的材料量，如此设计的底部6可在与前述专利EP2133277中所述相同的压力条件下进行成型。
实际上，通过使拱顶10在其中央区域得到加固，限制拱顶10变形，以朝向底部6的中央扩大基座7，壁凹18和19会防止底部6完全翻转。底部6最大限度地有效但可控地塌陷，因此，周边区域17(可选地增加中间区域16)形成一个辅助基座，容器1可通过辅助基座稳固地放置在支承面上。
与所示形状相应的、容量为0.5升、质量为9克的聚对苯二甲酸乙二醇酯制的容器1，可以毫无困难地以19巴的空气压力进行吹制，填充无汽水的成品容器1在前述增压条件下(在容器中增加少许氮，在容器中增压1巴)，具有良好的机械性能。容器1足够刚硬的，以能够进行底托化贮运而无底托塌陷的危险。
增加壁凹18、19的高度H1和H2，可增大底部6的刚度，但是，同时会在壁凹18、19处降低其可吹制性，除非使之具有斜度，因而会降低底部6的刚度。
因此，配有这种底部6的容器1具有在机械性能(即容器1在进行可控变形时的抗变形能力)与可吹制性(即容器1的吹制成型能力)之间的良好平衡。