专利名称：有支脚的容器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用吹塑模成型的、聚酯制作的容器的设计、制造和使用，如用聚对苯二甲酸乙酯制的容器。为了在灌装和存储碳酸饮料时改进容器的尺寸稳定性，相似的容器包含有支脚的底部。
为制作整体(one-piece)的自承重的聚酯的、如聚对苯二甲酸乙酯的塑料容器，已经作出各种各样的设计，特别需要在压力下能灌装含碳酸饮料的容器。这个整体的容器需要设计一个底部结构，该结构能支承容器使之处于直立的位置，不会在底部向外膨胀。许多设计都遵循两条原理中的一条，一条是关于称为“香槟酒”型底，它带有一个完整圆周的密封环。例如在美国专利3722，726;3881，621;4108，324;4247，012;和4249，666中的这种容器;另一条是一个包含在拱形的底部有多个凸出向下的支脚，例如在美国专利3598，270，4294，366;4368，825;4865，206和4867，323中公开的那样。
过去采用这种普通设计的容器具有明显的缺陷，为了防止瓶底的内卷(involution)，采用一个“香槟”型底，它通常在瓶的底部需要大量的树脂，以保持在室温下的稳定性，这种在瓶底部用大量的树脂，不仅增加了瓶的成本，也使它跌落损坏(dropimpactfailture)的可能增加了。
虽然稳定的带支脚瓶可以用少量的树脂制作，但是在底部的支部的区域中的聚合物各向异性，经常造成不平衡的灌注后一个或多个支脚或瓶的中心底部膨胀。产生了通常称为“rocker”的现象。还有，可以看出瓶的稳定性与脚印(footprint)的尺寸相关，因此，一些早期的设计是多个点式的支脚的形式，较近期的是设计趋向于各支脚之间间隔较宽，为使接触的底面面积增大。这种容器的例子能在美国专利4865，206，4978，015;和5，024，340及PCT公开WO86/05462文本中找到。
在所述的两个基本设计思路基础上产生了多种改进的方案，其具有一个共同的目标;为改进容器形状的稳定性，用尽可能少的树脂，从而减少容器的或本和获得最有效(最大)地利用自然资源。另外，目的在于制做适于冷灌注和存储的碳酸饮料的容器，它采用了一些标准设计，预先使用在这些整体的、具有大的直立环直经的容器上，但给这些容器带来一系列问题。
这种容器的问题之一是它们针对偶然的底部的破坏，认为是在灌装容器时，灌入的液体带有较高灌注压力，随之断裂应力导致瓶的损坏。在瓶底部的能量的耗散导致允许外部材料的位移的应力裂纹的出现，在过一段时间后，能造成或结果是瓶底部被损坏。这样，当灌装容器时，为防止上述现象发生，需要容器底部具有足以经得起和吸收灌装液体动能的强度和韧性。
根据本发明，一个聚酯容器包括一有弹性的、关于纵轴对称的圆形筒体，还包括一个上端部和下端部，所述的上端部包括一台肩和按传统设计的瓶嘴，所述的下端部具有一个大的直立的环形直径。所述的底座由一个带有多个向下的支脚的外表面所限定，所述的支脚由从容器的圆柱形侧壁向纵轴延伸的弧形部分相互隔开。
从横截面上看，每个向下的支脚具有邻接所述纵轴的第一倾斜部分，由第一倾斜部分轴向下编离、位于经向外侧的是第二倾斜部分。一个接近垂直的环形部分具有与第一倾斜部分连接的上边和与第二倾斜部分连接的下边。每个向下的支脚下伸端由一个径向朝外并向上的拱形部分限定，该拱形部分具有一个与第二倾斜部分相连接的里边和一个通向圆柱形侧壁的外边。
由具有至少从第二倾斜表面的内边到与第二倾斜部分相接的、一般是垂直的环部分下边的增厚了的树脂层的底座部分地提供了容器底部的稳定性。这个增厚层部分的厚度在容器侧壁厚度的二倍到八倍之间。所述的树脂层厚度通常是均匀地从邻近纵轴的一点沿着每个半球形部分向着圆柱形侧壁逐渐减少的。
，由具有在第一倾斜部分的外边和附近的垂直环形部分的上边之间的平滑的拱形部分的底座也部分地提供了容器底部的抗断裂应力的性能。这个向上的推荐形部分的直径最好在约2.00mm和约3.80mm之间。在第二个倾斜部分的内边和邻近的垂直环的下边之间有另一个平滑的拱形部分，这个较低的拱形部分最好比第一个拱形部分稍小一点，具有从约2.30mm至约3.55mm之间的直径。
每个向下的支脚也包含在第一倾斜部分和通常垂直的环部分之间的径向筋(web)，用来在灌注液体进入容器的期间抵抗垂直环部件的挠曲(deflestion)，增加容器的稳定性，它还辅助防止伴随灌装方式激烈(rigors)所产生的应力裂纹使容器底部损坏。所述筋的宽度最好是第二倾斜部分角宽度的三分之一。径向筋可能包含一个从邻近的瓶轴线朝第二倾斜部分向外和向下延伸的径向槽，结果在较大的底部表面区域上，灌注液体的能量可以被均匀地消耗掉。由接近垂直环部分接合的两个倾斜部分和筋为底座提供了显著的三维稳定性。每个支脚的张开立脚位置和大的弧形部分(cproportion)给容器提供了有效的机械稳定性，和整体抗翻倒(tipping)即抗推翻(toppling)的特性。
这样一个聚酯容器，具有用在支脚上的加强筋部分，容器的特性之一是减少了同已有技术设计的可比尺寸的容器相比的容器的总重量。这个特性使容器具有用树脂原料少的优点，从而以较低的成本生产容器。这个容器显示出了有改进的堆放(handing)稳定性，超过了那些被称为有香槟酒型底座的容器，因为它的立地圆环直径较大。
在考虑下面详述的以目前认为最好模式实施本发明的基础上，相对于本领域的现有技术，本发明的上述这些特性和其它特征，以及本发明所固有的优点是显而易见的。
图1是按本发明制作的容器的立体图。
图2是图1所示容器的底部平面图。
图3是沿图2的3-3线的剖示图。
图4是沿图2的4-4线的剖示图。
图5是沿图2的5-5线的剖示图。
在图1中示出一个按本发明制作的容器10的立体图，容器包含一个由瓶口16(afinish)顶部边缘限定的瓶嘴12，该瓶口以已知的方法接收封盖(图中未示出)，以密封容器中的盛装物(contents)。一个低于瓶口16的支承环18，在吹模工艺中采用普通的方式制作。紧挨支承环18之下的是瓶颈20，瓶颈20经台肩部分22向外扩展至普通的圆柱体部分24。所述的容器的较低的一端被制成一个底座26，它是由圆柱形侧壁24汇集形成的。另一方面，如图1所示，容器10具有一个瓶嘴14，其只占圆柱形侧壁24的直径的一小部分，在容器的圆柱形侧壁之上的那部分的尺寸和外形在本发明中是不重要的部分，仅用于说明图示的容器10。
底座26包含许多弧形地向下延伸的支脚28，它们由半球弧形段30隔开，所述的半球弧形段30位于S形侧面32的交叉处，它限定了每个向下支脚28的边缘。如图1所示，所述半球弧形段30的最上端限定了横卧在垂直于Y轴平面上的圆环29。所述的圆环可以看成底座26和圆柱形侧壁24的连接处。每个朝下的支脚28的下部顶端是弧形部分34，其位于径向朝外和向上弯曲的外表面36上。
底部的平面图如图2所示，展示了由5个弧形向下伸展的支脚28围绕的中心部分38。这5个支脚28是被5个半球形部分30相互分开的。所述的S形侧面32限定了每个弧形向下伸展的支脚28的边，而且该边与半球形部分30汇合。半球形部分和所联接的S形侧面32占据一个20°的角，角如图所示。在图1和图2所表示的实施例中，向下的支脚28的弧形伸展角约为70°。尽管在图1和2中仅示出5个向下的支脚28，但按本发明做的容器可以有3个或更多的这样的支脚。很明显，如果向下支脚的数量改变，则向下支脚28的伸展弧形和分开的角度也变化，在每个向下的支脚28中，许多筋47从中心部分38向外延伸。而且，每个筋47在每个向下支脚28的弧形范围内占近似5度。
在剖示3中，圆柱形侧壁24相对于容器10的纵轴Y一般是轴对称的，可以看出，半球形段30是从在纵轴Y的曲率中心C上的常量半径R划弧所得到的结果。所述的段30不必是精确的半环形，可以是椭圆或其它稍加改变的半径R所成的曲线形。每一个向下支脚28的第一倾斜部分40和第二倾斜部分42由基本上垂直的环部分44互相联接，所述的第一倾斜部分的内边界与中心部分38在邻近纵轴Y处相接。所示的第一倾斜部分40借助于基本垂直的环部分44、是沿径向向里而且沿轴向朝上偏离第二倾斜部分42。
一个小半径的拱形部分43，位于第一倾斜部分40的外边和基本垂直的环段44的上边缘之间。拱形部分43的半径最好在2.00mm到3.80mm之间选择。在本发明的一个实施例中，容器具有大约2立升的体积，向上的拱形部分43具有一个在约3.05mm和约3.40mm之间的半径。优选半径为3.25mm。第二小半径拱形部分45是位于第一倾斜部分42的内边和基本垂直部分44的下边之间。这个较低的拱形部分45的直径小于第一个，最好大约在2.30mm至3.55mm之间。在一个本发明的优选的实施例中，容器具有约2立升的体积，较低的拱形部分45具有在2.80mm和3.05mm之间的半径，最好是2.90mm的半径。
第二倾斜部分的外边联接一个在径向上朝外和向上弯曲的部分46，它限定了向下支脚28的轴向向下的最大延伸量，构成一个基本上是圆形的，但为成段的环34，限制了容器直立的脚印(footprint)。
一个相对于圆柱形侧壁24倾斜角度为q的外壁部分48，使拱形部分46与圆柱形侧壁相联接，如图3所示。角度q在1°至10°之间，优选大约为5°，因此允许环34具有一个直径d，它近似是圆柱形侧壁24的主直径D的0.7倍。S形侧面32的中心部分限定了向下支脚28的边，它相对于一个穿过对称轴Y的平面成β角，如图3所示，所述的β角大约为10°。
图4是沿图2中4-4线，穿过筋47的一个向下支脚28的部分剖视图，所述的向下支脚28的第二倾斜部分42是相对于T平面成10°的W角倾斜的，所述的T平面垂直于容器10的纵向Y轴。所述筋47具有条形(tie)部分40和44共同减少在向上拱形部分43区域内可能发生的应力裂纹的发展。在这种容器中灌装液体后的内部压力一般是介于20至70nt/cm2之间。因而，所述的容器的底部必须在灌装时能够吸收灌装液体的动能。为了使断裂应力不破坏底部，在灌装液体进入所述的容器期间，筋47用于增加稳定性，减少部分44的位移。
图5是本发明另一实施例的部分剖示图，其中筋47具有一个槽39，它从所述的第一倾斜部分，穿过所述的垂直环段到所述的第二倾斜部分，由于分散了由轴线自上朝向下支脚的灌装液体，因而在很大的区域内消耗了灌装液体的动能。所述的灌装液体的一部分，碰到容器10的瓶嘴12和碰击在容器的底部，由中心部分38相对于纵轴Y侧向折射，沿着倾斜部分40和42和环部分44。同时灌装液体的其余部分沿相对于Y轴一个很大的角度向下流入筋47中的槽39。这两部分液体在向下支脚28的较低的部分相互汇合。
尽管本发明参考优选的实施例和特殊举例已经详述过了，在本发明的原则和范围内进行变化和更改是允许的，并由权利要求书所限定。
权利要求
1.一个用于接收灌注液体的、吹塑模成型的热塑性树脂容器，所述的容器具有一个绕所述容器纵轴对称的、具有通常圆柱形侧壁的中空体，所述的容器还具有一个瓶口、一个使所述的侧壁的上端和瓶口整体相接的台肩部分，和一个与所述侧壁的较低端整体相接的底座，所述的底座包括多个从所述圆柱形侧壁部分基本上向所述容器的纵轴延伸的普通的弧形部分；多个相同的向下的支脚，由一个所述的一般弧形部分分隔开上述两个支脚，所述的向下支脚包含一个与纵轴相邻的第一倾斜部分，位于径向外侧的第二倾斜部分，从所述的第一倾斜部分轴向向下偏离，一个通常垂直的环部分，所述的环部分的上端与第一倾斜部分相连，所述的环部分的下端与第二倾斜部分相连，和一个径向朝外和向上的拱形部分，所述的拱形部分使所述的第二倾斜部分与所述的侧壁部分相连，并限定了每一个向下的支脚沿轴向的下边的最大延伸量；和多个相同的筋，在所述的第一倾斜部分和每个所述的向下支脚的基本垂直环部分之间延伸，用于在灌注液体进入所述的容器期间，提供抗挠曲变形(deflection)的稳定性。
2.据权利要求1所述的吹塑模成型容器，其特征在于所述的筋包含一个从所述的第一倾斜部分穿过所述的垂直环部分到所述的第二倾斜部分径向延伸的槽，用于分散从所述的轴朝向下支脚流动的灌装液体。
3.据权利要求1所述的吹塑模成型容器，其特征在于每一个所述的向下支脚还包括一个位于所述的普通垂直的环部分上边和所述第一倾斜部分连接处的向上拱形部分，所述的向上拱形部分具有一个约在2.00mm和3.80mm之间的半径。
4.据权利要求3所述的吹塑模成型容器，其特征在于具有一个约2立升的容积，其中所述的向上拱形部分具有一个介于约在3.05mm和3.40mm之间的半径。
5.据权利要求1所述的吹塑模成型容器，其特征在于每个所述的向下支脚还包括位于所述基本垂直环部分下边和所述第二倾斜部分结合处的较低的弧形部分，所述的较低的弧形部分具有介于约2.30mm和约3.55mm之间的半径。
6.据权利要求5所述的吹塑模成型容器，其特征在于其具有约2立升的体积，其中所述的较低的弧形部分具有介于约2.80mm和3.50mm之间的半径。
7.据权利要求1所述的吹塑模成型容器，其特征在于所述的底座还有沿所述的容器的纵轴向基本垂直的环部分延伸的加厚部分，所述的环部分是与第二倾斜部分相连的，所述加厚部分的厚度是所述容器的所述侧壁部分厚度的二至八倍。
8.据权利要求1所述的吹塑模成型容器，其特征在于每个所述的向下支脚还包括使所述的第二倾斜部分连接所述相邻的弧形部分的S形径向部分。
9.一种适于容纳灌装液体的吹塑模成型的热塑性树脂容器，所述的容器具有一个带有一般圆柱形侧壁部分的、与所述的容器纵轴环形轴对称的中空体，所述的容器还具有一个瓶口(a finish)，一个将所述的侧壁的上端整体结合至所述瓶嘴的台肩部分，和一个与所述侧壁的下端连接的一个整体的底座，所述的底座包括多个从所述圆柱形侧壁部分基本上向所述容器的纵轴延伸的弧形部分;多个相同的向下支脚，由一个所述的弧形部分分隔开上述两个支脚，所述的支脚包括一个与纵轴相邻的第一倾斜的部分，位于径向外侧的第二倾斜部分，从所述的第一倾斜部分轴向向下偏离，一个基本垂直的环部分，所述的环部分的上端与第一倾斜部分相连，一个位于所述接合处的上部的拱形部分，一个位于所述的垂直环部分的下边与所述的第二倾斜部分接合处的较低的拱形部分，和一个沿径向朝外和向上的拱形部分，所述的拱形部分使所述的第二倾斜部分与所述的侧壁部分相连，而且限定了每个向下支脚沿轴向较低的最大延伸量;多个相同的筋，在所述的第一倾斜部分和每个所述的向下支脚垂直的环部分之间，在灌注液体注入所述容器的期间，用来提供抗挠曲变形(deflection)的稳定性。
10.据权利要求9所述的吹塑模成型的容器，其特征在于位于所述的垂直环部分的上边缘与所述的第一倾斜部分接合处的所述的上拱形部分的直径大于所述的下拱形部分的直径，所述的下拱形部分位于垂直环部分的下边和所述的第二倾斜部分的结合处。
11.据权利要求10所述的吹塑模成型的容器，其特征在于所述的上拱形部分具有介于约2.00mm和3.80mm之间的半径。
12.据权利要求11所述的吹塑模成型的容器，其特征在于所述的容器具有约2立升的容积，其中所述的上拱形部分具有一个介于约3.05mm和3.40mm之间的半径。
13.据权利要求12所述的吹塑模成型的容器，其特征在于其中所述的上拱形部分具有约3.25mm的半径。
14.据权利要求10所述的吹塑模成型的容器，其特征在于每个所述的下拱形部分具有一个介于2.30mm和3.55mm之间的半径。
15.据权利要求14所述的吹塑模成型的容器，其特征在于所述的容器具有约2立升的体积，所述的下拱形部分具有一个介于2.80mm和3.50mm之间的半径。
16.据权利要求15所述的吹塑模成型的容器，其特征在于所述的下拱形部分具有一个约2.90mm的半径。
17.据权利要求9所述的吹塑模成型的容器，其特征在于每个所述的筋包含延伸穿过加厚部分的槽，所述的加厚部分是从第一倾斜部分的内边向所述的下拱形部分延伸的，所述的下拱形部分位于基本垂直的环部分的下边与第二倾斜部分的结合处。
18.据权利要求9所述的吹塑模成型的容器，其特征在于每个所述的向下支脚的所述的第二倾斜部分，相对于垂直于所述容器纵轴的平面成一个约10°的角。
19.一种热塑性树脂的吹塑模成型的容器，其特征在于具有带普通圆柱形侧壁部分的、与所述的容器纵轴环形轴对称的中空体，所述的容器还具有一个瓶口(a finish)，一个使所述的侧壁与所述的瓶口整体相连的一个台肩部分，一个与所述侧壁部分边缘相连的整体底座，所述的底座由一个外表面限定，它包含由普通的弧形部分分隔开的多个向下的支脚，所述的弧形部分从所述的圆柱形侧壁向所述容器的所述的纵轴延伸，所述的向下支脚包括一个邻近所述容器的所述的纵轴的第一倾斜部分;一个位于所述的第一倾斜部分沿轴向朝下偏离的径向外侧的第二倾斜部分;一个一般垂直环部分，所述的环部分具有一个与所述的第二倾斜表面相接的上边和一个与所述的圆柱形侧壁相接的下边;位于所述的垂直环部分上边和第一倾斜部分结合处的一个上拱形部分，所述的上拱形部分具有一个介于约2.00mm和约3.80mm之间的半径;位于所述的垂直环部分下边和所述的第二倾斜部分结合处的下拱形部分，所述的下拱形部分具有一个介于约2.30mm和约3.55mm之间的半径;一个径向朝外和向下的拱形部分，限定了每个所述的向下支脚的轴向最大伸长量;一个在所述的第一倾斜部分和所述的每个向下支脚的垂直环部分之间延伸的筋，用于在灌装液体注入所述的容器期间增强所述容器的抗挠曲(deflection)的稳定性。
20.据权利要求19所述的吹塑模成型的容器，其特征在于所述的每个向下支脚还进一步包括一个位于每个所述的向下支脚中的、从所述的第一倾斜部分穿过所述垂直环部分向所述第二倾斜部分延伸的槽。
全文摘要
一个热塑性树脂的吹塑模成型的容器，具有一个带旋转轴对称于容器纵轴的圆柱形侧壁部分的中空体，一个将所说的侧壁部分与一个瓶口(a finish)整体相连的整体底座，由包含多个向下的支脚的外表面限定，所述的多个支脚被弧形部分相互间隔开，所述的弧形部分通常从圆柱形的侧壁向着容器的纵轴延伸。所述的容器底部包含一个在邻近容器纵轴的中心部分和在每个向下支脚中的基本垂直的环形部分之间延伸的筋，用于在灌装液体进入所述容器时，增强容器的抗挠曲(deflection)的稳定性，随着灌装方式的激烈(rigors)，筋还帮助防止由应力裂纹造成容器底部的破坏。
文档编号B65D1/02GK1081419SQ93108740
公开日1994年2月2日 申请日期1993年6月7日 优先权日1992年6月9日
发明者戴维·A·布伦森, 戴维·A·迪墨, 斯蒂芬·R·林恩 申请人:康星塑料股份有限公司