專利名稱：具有壓差真空面板的壓力容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及塑料容器，更具體地，涉及具有皺縮或真空面板的可熱填充容器。
背景技術(shù)：
由于熱應(yīng)力、填充時和封蓋后即刻的液壓、以及流體冷卻時的真空壓力使熱填充的應(yīng)用將顯著且復(fù)雜的機(jī)械應(yīng)力施加到容器結(jié)構(gòu)上。
當(dāng)引入熱的流體時，熱應(yīng)力被施加到容器壁上。熱的流體使容器壁變軟并接著不均勻地收縮，進(jìn)一步使容器變形。因此，典型地由聚酯制成的容器的塑料壁可能需要熱處理，以便使分子改變，從而產(chǎn)生表現(xiàn)出更好的熱穩(wěn)定性的容器。
在填充過程期間，壓力和應(yīng)力作用在耐熱容器的側(cè)壁上，此后是一個非常重要的時期。當(dāng)容器被填充熱的液體并密封時，將具有初始的液壓且有增加的內(nèi)壓作用到容器上。然后，在蓋子下的液體和頂部空間的空氣冷卻，熱收縮導(dǎo)致容器被部分抽空。由于此冷卻產(chǎn)生的真空趨向于使容器壁發(fā)生機(jī)械變形。
一般而言，包含多個縱向平面的容器更容易調(diào)節(jié)真空力。例如，美國專利第4,497,855號(Agrawal等人)公開了一種具有多個由臺肩區(qū)域(landarea)分開的凹進(jìn)皺縮面板的容器，其據(jù)稱在真空力下可均勻向內(nèi)變形。據(jù)說可控制真空效應(yīng)而對容器的外形沒有不利的影響。據(jù)稱面板可以被向內(nèi)抽吸以排放內(nèi)部真空，使得可防止過度的壓力施加到容器結(jié)構(gòu)上，否則所述壓力將使不可彎曲的柱狀部或臺肩區(qū)域結(jié)構(gòu)變形。然而，要限制每個面板中可得到的“彎曲”量，且當(dāng)接近極限時具有傳遞到側(cè)壁的力的增量。
為了使傳遞到的側(cè)壁的力的作用減至最小，大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)致力于為容器提供加固區(qū)域，包括面板，以防止結(jié)構(gòu)屈服于真空力。
遍及容器的水平或垂直的環(huán)形部分、或“棱條(rib)”的設(shè)置已經(jīng)變?yōu)槿萜鹘Y(jié)構(gòu)中的慣例，并且不是僅限制到熱填充容器。這種環(huán)形部分還將增強(qiáng)配置在其上的部分。例如，美國專利第4,372,455號(Cochran)公開了一種在縱向增強(qiáng)的環(huán)形棱條，所述環(huán)形棱條放置在真空力下受到向內(nèi)變形的流體靜力的平面之間的區(qū)域中。美國專利第4,805,788號(Ota等人)公開了一種在面板旁縱向延伸以增加容器的強(qiáng)度的棱條。所述專利還公開了在臺肩區(qū)域的側(cè)面中設(shè)置較大的階梯部的加強(qiáng)效果，其為面板之間的棱條區(qū)域提供了較大的尺寸和強(qiáng)度。美國專利第5,178,290號(Ota等人)公開了用于加強(qiáng)面板區(qū)域本身的凹進(jìn)部。最后，美國專利第5,238,129號(Ota等人)公開了另一種增強(qiáng)的環(huán)形棱條，此時所述環(huán)形棱條以條狀形式水平引導(dǎo)在瓶子的熱填充面板部分的上方及下方和外部。
除了需要加強(qiáng)容器以抵抗熱應(yīng)力和真空應(yīng)力外，還需要當(dāng)隨著封蓋引入熱的液體時，允許在容器上施加初始液壓和增加的內(nèi)壓力。這也將造成應(yīng)力施加在容器的側(cè)壁上。還可以在容器的裝桶中造成使熱的面板被迫使向外運(yùn)動。
因此，美國專利第4,877,141號(Hayashi等人)公開了一種面板結(jié)構(gòu)，所述面板結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)由內(nèi)部液壓和溫度引起的初始和自然向外的彎曲，以及隨后在冷卻期間由于真空形成引起的向內(nèi)彎曲。重要的是，面板在輪廓上保持相對平坦，但具有中心部分，所述中心部分略微移位以增加面板的強(qiáng)度但不防止其徑向的進(jìn)出運(yùn)動。然而，通過大致平坦的面板在兩個方向上限制了運(yùn)動量。面板棱條必須不包括額外的彈性，這是因為所述彈性將可以防止面板總體上向內(nèi)和向外進(jìn)行返回運(yùn)動。
如上所述，眾所周知用于封裝“熱填充”飲料的吹塑成型的塑料容器的使用。然而，用于熱填充應(yīng)用的容器受到額外的機(jī)械應(yīng)力，這將導(dǎo)致容器在儲存和處理期間更可能損壞。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)容器被填充熱的流體時，容器的薄壁變形或變皺縮。此外，當(dāng)熱填充液體被引入到容器中后，容器的剛性立即下降。當(dāng)液體冷卻后，液體的體積收縮，進(jìn)而在容器中產(chǎn)生負(fù)壓或真空。容器必須能承受此壓力的變化而不損壞。
熱填充容器典型地包括大體為矩形的真空面板，所述真空面板被設(shè)計為當(dāng)容器已被填充熱的液體后向內(nèi)皺縮。然而，由于熱填充真空產(chǎn)生的面板的向內(nèi)彎曲會在真空面板的頂部和底部邊緣處(尤其是在面板的上部及下部拐角處)產(chǎn)生高應(yīng)力點(diǎn)。這些應(yīng)力點(diǎn)削弱了靠近面板邊緣的側(cè)壁部分，允許側(cè)壁在容器的處理期間或當(dāng)容器堆疊在一起時向內(nèi)皺縮。例如，見美國專利第5,337,909號。
在美國專利第5,337,909號中顯示了存在一種環(huán)繞容器側(cè)壁的圓周連續(xù)延伸的環(huán)形加強(qiáng)棱條。這些棱條表示為以其上下邊緣支撐真空面板。這樣可以保持邊緣固定，同時當(dāng)填充瓶子時允許真空面板的中心部分向內(nèi)彎曲。這些棱條還抵抗真空面板的變形。加強(qiáng)棱條可以與真空面板的邊緣在上部及下部安裝面板的標(biāo)簽邊緣處合為一體。
具有加強(qiáng)棱條的另一種熱填充容器公開在WO 97/34808中。容器包括具有通過標(biāo)簽安裝區(qū)域縱向分開的上部及下部一系列的周邊分隔開、短的水平棱條。要提及的是所述每個上部及下部棱條都位于標(biāo)簽安裝部分內(nèi)，并分別在一個臺肩上方或下方的中心處。容器還包括在皺縮面板的拐角處也經(jīng)歷高應(yīng)力點(diǎn)的幾個矩形真空面板。這些棱條使容器在鄰近皺縮面板的下部拐角處變硬。
諸如熱填充PET果汁或運(yùn)動飲料的容器的拉伸吹塑成型容器必須能夠在冷卻到室溫或致冷時保持其功能、形狀和標(biāo)簽性能(labelability)。在非圓形容器的情況下，由于定向水平的因素將更加充滿挑戰(zhàn)，因此，結(jié)晶性在前部和后部比較窄的側(cè)面自然更低。由于前部和后部通常為定位真空面板的位置，所以這些區(qū)域必須制作的更厚以補(bǔ)償其相對較低的強(qiáng)度。
對說明中的任何現(xiàn)有技術(shù)的參考都不是也不應(yīng)該認(rèn)為是現(xiàn)有技術(shù)在任何國家或地區(qū)中形成的一部分公知常識的建議的任何確認(rèn)或任何形式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的吹塑成型的塑料容器，其中在容器的一個側(cè)壁上設(shè)置了可控偏斜彎曲面板，而在另一側(cè)壁上設(shè)置了具有對真空壓力不同響應(yīng)的第二可控偏斜彎曲面板。通過該實例，具有四個可控偏斜彎曲面板的容器可以以兩對形式設(shè)置在對稱相對的側(cè)壁上，藉此使一對可控偏斜彎曲面板以與另一定位對不同的速率響應(yīng)真空力。該對可控偏斜彎曲面板可以與容器的中心縱軸等距定位，或者可以與容器的中心線不等距定位。此外，設(shè)計允許更好地控制對真空壓力的響應(yīng)，并改進(jìn)抗凹性并抵抗面板之間的柱狀部或臺肩區(qū)域的扭轉(zhuǎn)移位。進(jìn)一步而言，隨著可擠壓式容器設(shè)計的發(fā)展?jié)摿Λ@得改進(jìn)的容器重量的減少。
本發(fā)明的一種優(yōu)選形式提供了一種具有四個可控偏斜彎曲面板的容器，其中所述各可控偏斜彎曲面板都具有相對于容器中心線通?？勺兊南蛲鈴澢５谝粚γ姘灞欢ㄎ怀墒沟谝粚γ姘逯械囊粋€面板相對另一個面板設(shè)置，而第一對面板具有與交替定位的第二對面板不同的幾何形狀和表面積。第二對面板同樣定位成使第二對面板中的面板彼此相對設(shè)置。容器適用于包括熱填充應(yīng)用的各種使用中。
在熱填充應(yīng)用中，塑料容器填充有高于室溫的液體并接著被密封，使得液體的冷卻在容器中產(chǎn)生減小的體積。在此優(yōu)選實施例中，第一對相對的可控偏斜彎曲面板具有大致為矩形的形狀，其基座處比頂部更寬，其中所述可控偏斜彎曲面板之間具有最小的總表面積。這些面板可以在尺寸和形狀上彼此對稱。這些可控偏斜彎曲面板具有大體向外彎曲的橫剖面、以及朝向比上部及下部區(qū)域較小向外彎曲的中心區(qū)域的初始部分。可供選擇地，向外彎曲的量可以從頂部到底部、底部到頂部或任何其他適當(dāng)?shù)脑O(shè)置均勻變化。可供選擇地，整個面板可以具有相對均勻的向外彎曲，但在橫向圓周量的范圍內(nèi)變化，使得面板的一個部分在面板的另一部分之前開始向內(nèi)偏斜。該第一對可控偏斜彎曲面板可以另外包含一個或多個位于面板以上或以下的棱條。這些可選的棱條還可以在尺寸、形狀和數(shù)量上對稱于包含第二組可控偏斜彎曲面板的相對側(cè)壁上的棱條。第二組可控偏斜彎曲面板上的棱條具有可以相對于容器的內(nèi)部向內(nèi)或向外指向的圓形邊緣。在本發(fā)明的第一優(yōu)選形式中，藉此使第一對可控偏斜彎曲面板優(yōu)選地初始比第二對可控偏斜彎曲面板更大程度地反作用于真空力，為了使面板更容易運(yùn)動，優(yōu)選不具有組合在第一對面板內(nèi)的棱條。
真空面板可以選擇為使其高度有效。例如，參見PCT申請NO.PCT/NZ00/00019(Melrose)，其中顯示了具有真空面板幾何結(jié)構(gòu)的面板。“現(xiàn)有技術(shù)”的真空面板大致平坦或凹入。Melrose的PCT/NZ00/00019和本發(fā)明的可控偏斜彎曲面板為向外彎曲，并且可以提取更大量的壓力。每個彎曲面板具有至少兩個向外彎曲不同的區(qū)域。向外彎曲較小的區(qū)域(即，初始區(qū)域)相比向外彎曲較大的區(qū)域以較低的臨界值反作用以改變壓力。通過提供初始部分，控制部分(即，向外彎曲較大的區(qū)域)比正常發(fā)生的情況更容易反作用于壓力。因此，真空壓力比現(xiàn)有技術(shù)更大程度地降低到造成較小的應(yīng)力施加到容器側(cè)壁上。此增加的真空壓力的泄除允許選擇設(shè)計不同的面板形狀，尤其是向外彎曲；較輕重量的容器；在載荷下較少的損壞；需要較小的面板面積；不同形狀的容器本體。
可控偏斜彎曲面板可以以不同的方式成形，并且可以在不是標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)明結(jié)構(gòu)上使用，并且可以在容器中屈服改進(jìn)的結(jié)構(gòu)。
包含可控偏斜彎曲面板的所有側(cè)壁可以具有位于其內(nèi)的一個或多個棱條。棱條可以相對于容器內(nèi)部具有外邊緣或內(nèi)邊緣。這些棱條可以以一系列平行棱條出現(xiàn)。這些棱條彼此平行并和基座平行。在該系列內(nèi)的棱條的數(shù)量可以是奇數(shù)也可以是偶數(shù)。棱條的數(shù)量、尺寸和形狀對稱于相對側(cè)壁中的棱條。這種對稱增強(qiáng)了容器的穩(wěn)定性。
優(yōu)選地，包含第二對可控偏斜面板并具有面板最大表面積的側(cè)面上的棱條在尺寸和形狀上彼此大體相同。個別棱條可以延伸橫過容器的長度和寬度。棱條的實際長度、寬度和高度可以根據(jù)容器的使用、所采用的塑料材料和制造過程的需求而變化。每個棱條相對于其它棱條分隔開，以最佳化作為向內(nèi)或向外棱條的整個穩(wěn)定性。棱條彼此平行，并且優(yōu)選地也平行于容器基座。
第一對面板的可控偏斜面板的先進(jìn)的高效設(shè)計更多地進(jìn)行補(bǔ)償?shù)氖聦嵲谟?，所述可控偏斜面板比較大的前部及后部面板提供較小的表面積。盡管定位得更遠(yuǎn)離中心線，但通過提供用于響應(yīng)較低的壓力臨界值的第一對面板，這些面板可以在第二較大面板組之前開始真空補(bǔ)償功能。第二較大面板組可以被構(gòu)造成為響應(yīng)真空壓力只進(jìn)行最小和相對均勻地移動，由于增加了表面積，所以，即使這些面板的小運(yùn)動也可以提供足夠的真空補(bǔ)償。第一組可控偏斜彎曲面板可以被構(gòu)造成為反向并提供封裝所需的大量真空補(bǔ)償，以便防止較大組的面板進(jìn)入反向位置。薄壁超輕預(yù)型件的采用可以保證高水平的定向和結(jié)晶性傳遞到整個包裝。這種增加的強(qiáng)度水平與棱條結(jié)構(gòu)和高效真空面板一起對容器提供在冷卻時保持功能和形狀的能力，同時使用最小的克重。
在由上部及下部容器緩沖部所限定的區(qū)域內(nèi)的相鄰側(cè)面上的棱條和真空面板的設(shè)置可以使包裝更輕而不會損失結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。棱條設(shè)置在較大、非反向面板上，而較小的反向面板通常可以沒有棱條凹痕，使得更適合壓印或凹入形成商標(biāo)標(biāo)志或名稱。此結(jié)構(gòu)使擠壓瓶設(shè)置的幾何定向最佳，藉此使主要的較大面板彼此相向收縮時使容器的側(cè)面被向內(nèi)抽吸。一般而言，在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)前部及后部面板在真空下被向內(nèi)抽吸時，側(cè)面被迫使向外。在本發(fā)明中，側(cè)面面板朝著中心反向并保持此位置，而不會被迫使向外超過面板之間的柱狀結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步而言，棱條和真空面板的該結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出違背傳統(tǒng)。
成為本發(fā)明的特征的新穎性的這些和各種其他優(yōu)點(diǎn)和特征在隨附權(quán)利要求中具體指出并形成其中的一部分。然而，為了更好地理解本發(fā)明，通過其應(yīng)用、參考獲得的其優(yōu)點(diǎn)和目的應(yīng)該被構(gòu)成為形成其另一部分的附圖、以及隨附的說明性內(nèi)容，其中說明及描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。


圖1A和圖1B分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的容器的側(cè)視圖和前視圖；圖1C、圖1D、圖1E和圖1F分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的容器的側(cè)視圖、前視圖、正交視圖以及橫截面視圖，其中容器具有垂直平直(即，大體平坦)的主面板、以及具有通過中間區(qū)域分隔的水平棱條的副面板；圖2A、圖2B、圖2C和圖2D分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的容器的側(cè)視圖、前視圖、正交視圖以及橫截面視圖，其中容器具有呈垂直凹入形狀(即，弧形)的主面板、以及具有通過中間區(qū)域分隔的水平棱條的副面板，其中所述主面板在水平方向上相對平坦/略微凹入；圖3A、圖3B和圖3C分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的容器的側(cè)視圖、前視圖和正交視圖，其中容器具有延伸通過上部(即，頂部)和下部(即，底部)緩沖壁(即，腰部)的呈凹入形狀(即，弧形)的主面板、以及具有通過中間區(qū)域分隔的水平棱條的副面板；圖4A、圖4B和圖4C分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的容器的側(cè)視圖、前視圖和正交視圖，其中容器具有結(jié)合到上部(即，頂部)和下部(即，底部)緩沖壁(即，大直徑)的呈凹入形狀(即，弧形)的主面板、以及具有通過中間區(qū)域分隔的水平棱條的副面板；圖5A、圖5B和圖5C分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的容器的側(cè)視圖、前視圖和正交視圖，其中容器具有主面板、以及具有通過中間區(qū)域分隔的水平棱條的副面板，其中所述主面板結(jié)合到上部(即，頂部)和下部(即，底部)緩沖壁、凹進(jìn)的凹槽棱條或溝槽；圖6A、圖6B和圖6C分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的容器的側(cè)視圖、前視圖和正交視圖，其中容器具有呈凹入形狀(即，弧形)的主面板、以及具有鄰接(即，未被中間區(qū)域分隔)的水平棱條的副面板；圖7A、圖7B和圖7C分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的容器的側(cè)視圖、前視圖和正交視圖，其中容器具有結(jié)合到上部(即，頂部)和下部(即，底部)水平過渡壁(大直徑)的呈凹入形狀(弧形)的主面板、以及具有鄰接(即，未被中間區(qū)域分隔)的水平棱條的副面板；圖8A、圖8B和圖8C分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的容器的側(cè)視圖、前視圖和正交視圖，其中容器具有呈凹入形狀(弧形)和成形的主面板、以及具有鄰接(即，未被中間區(qū)域分隔)的水平棱條的副面板；圖9A、圖9B、圖9C和圖9D分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的容器的側(cè)視圖、前視圖、正交視圖和橫截面視圖，其中容器具有主面板、以及無棱條的尺寸相似但幾何形狀不同的副面板；圖10A、圖10B和圖10C分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的容器的側(cè)視圖、前視圖和正交視圖，其中容器具有垂直平直(大體平坦)的主面板、以及通過中間區(qū)域分隔的指向內(nèi)的棱條的副面板；圖11A、圖11B和圖11C分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的容器的側(cè)視圖、前視圖和正交視圖，其中容器具有垂直平直(大體平坦)的主面板、以及具有通過中間區(qū)域分隔的向內(nèi)的水平棱條的副面板；圖12A、圖12B和圖12C分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的容器的側(cè)視圖、前視圖和正交視圖，其中容器具有可供選擇成形的垂直平直(大體平坦)的主面板、以及通過中間區(qū)域分隔的水平棱條的副面板；圖13A、圖13B和圖13C分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的容器的側(cè)視圖、前視圖和正交視圖，其中容器具有可供選擇成形的垂直平直(大體平坦)的主面板、以及具有鄰接(即，未被中間區(qū)域分隔)的水平棱條的副面板；圖14A是顯示在大約0.875PSI的真空壓力下的圖1A所示容器的有限元分析(FEA)的視圖；圖14B是顯示在大約0.875PSI的真空壓力下的圖1B所示容器的FEA視圖；圖15A是顯示在大約1.000PSI的真空壓力下的圖1A所示容器的FEA視圖；圖15B是顯示在大約1.000PSI的真空壓力下的圖1B所示容器的FEA視圖；以及圖16A-16E是顯示在大約0.250PSI(圖16A)、大約0.500PSI(圖16B)、大約0.750PSI(圖16C)、大約1.000PSI(圖16D)、大約1.250PSI(圖16E)的真空壓力下的圖1A所示容器的通過線B-B的FEA橫截面視圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的薄壁容器目的在于在高于室溫的溫度下填充液體。根據(jù)本發(fā)明，容器可以由塑料材料(例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚酯)形成。優(yōu)選地，容器吹塑成型。容器可以通過本領(lǐng)域已知的自動、高速的熱填充設(shè)備進(jìn)行填充。
現(xiàn)在參照附圖，本發(fā)明的容器的第一實施例如通常具有許多已知的熱填充瓶的特征在圖1A和圖1B中大致示出。當(dāng)容器豎直立在其基座126上時，通常為圓形或橢圓形的容器101具有縱軸L。容器101包括用于通過開口104填充和分配流體的螺紋頸部103。頸部103可用蓋子(未示出)密封。優(yōu)選容器還包括大致為圓形的基座126和位于頸部103下方和基座126上方的鐘形部105。本發(fā)明的容器還具有本體102，所述本體由包含連接鐘形部105和基座126的一對較窄的可控偏斜彎曲面板107、以及一對較寬的可控偏斜彎曲面板108的大致圓形側(cè)面限定。標(biāo)簽利用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員眾所周知的方法可以很容易地施加到鐘形區(qū)域105上，其中所述方法包括收縮纏繞式加標(biāo)簽(shrink wrap labeling)和粘貼方法。當(dāng)施用時，標(biāo)簽可環(huán)繞容器101的整個鐘形部105延伸或在一部分標(biāo)簽安裝區(qū)域上延伸。
通常，包含一個或多個棱條118的大體為矩形的彎曲面板108為在本體區(qū)域102中具有大于相鄰的該對彎曲面板107的寬度的面板?？煽仄睆澢姘?08和棱條118設(shè)置為使相對側(cè)大致對稱。這些彎曲面板108在其上部及下部112、113處具有圓形邊緣。真空面板108允許瓶子在填充熱的流體、密封、然后冷卻時向內(nèi)彎曲。棱條118可以相對于容器側(cè)面所限定的空間具有圓形外邊緣或內(nèi)邊緣。棱條118典型地延伸側(cè)面的大部分寬度，并且彼此以及和基座平行。這些棱條118的寬度與獲得棱條功能保持一致進(jìn)行選擇。任一相鄰側(cè)的棱條118的數(shù)量可以根據(jù)容器的尺寸、棱條數(shù)目、塑料成分、瓶子填充條件以及預(yù)期的容量而改變。還可以改變側(cè)面上棱條118的設(shè)置，只要不喪失與有棱條的彎曲面板和無棱條的彎曲面板的相互作用相關(guān)的所需目的即可。棱條118還分別與真空面板的上邊緣及下邊緣分隔開，并且設(shè)置為使其功能最大化。每個系列的棱條118為非連續(xù)，即，其彼此不接觸。所述棱條也不接觸面板邊緣。
真空面板108的數(shù)量可變。然而，優(yōu)選每個在容器101的相對側(cè)的兩個對稱的面板108?？煽仄睆澢姘?08大體為矩形，并且具有圓形的上邊緣112以及圓形的下邊緣113。
如圖1A和圖1B所示，較窄的側(cè)面包含不具有加強(qiáng)的棱條的可控偏斜彎曲面板107。當(dāng)然，面板107也可以包含許多長度和結(jié)構(gòu)不同的棱條(未示出)。然而，優(yōu)選的是位于此側(cè)面上的任何棱條在定位和尺寸上對應(yīng)于容器相對側(cè)面上的棱條。
每個可控偏斜彎曲面板107的橫截面通常向外彎曲。進(jìn)一步而言，向外彎曲的量沿著彎曲面板的縱向長度變化，使得對真空壓力的響應(yīng)在彎曲面板107的不同區(qū)域中不同。圖16A顯示了通過圖1A的線B-B剖開的橫截面的向外彎曲。通過彎曲面板區(qū)域較高的橫截面(即，靠近鐘形部)展現(xiàn)低于通過線B-B的橫截面的向外彎曲，而通過在本體102的相對較低處且靠近與容器101的基座126的連接處的彎曲面板的橫截面將展現(xiàn)比通過線B-B的橫截面大的向外彎曲。
每個可控偏斜彎曲面板108的橫截面通常也向外彎曲。同樣，向外彎曲的量沿著彎曲面板108的縱向長度變化，使得對真空壓力的響應(yīng)在彎曲面板的不同區(qū)域中不同。圖16A顯示了通過圖1A的線B-B剖開的橫截面的向外彎曲。通過彎曲面板區(qū)域較高的橫截面(即，靠近鐘形部)將展現(xiàn)低于通過線B-B的橫截面的向外彎曲，而通過在本體102的相對較低處且靠近與容器101的基座126的連接處的彎曲面板108的橫截面將展現(xiàn)比通過線B-B的橫截面大的向外彎曲。
在此實施例中，包含在可控偏斜彎曲面板107內(nèi)的弧形彎曲量不同于包含在可控偏斜彎曲面板108內(nèi)的弧形彎曲量。這在較大的彎曲面板108的運(yùn)動上提供比如果面板107不存在或由諸如增強(qiáng)區(qū)域、或臺肩區(qū)域或柱狀物替代的情況更大的控制。通過由一對彎曲面板107分離彼此相對設(shè)置的一對彎曲面板108，可以操縱在產(chǎn)品收縮期間抵抗彎曲面板108產(chǎn)生的真空力的量。依此方式可以避免主面板的過度變形。
在此實施例中，彎曲面板107提供用于更早地響應(yīng)真空壓力，因此消除了來自彎曲面板108的壓力響應(yīng)需求。圖16A到圖16E顯示了容器內(nèi)真空壓力逐漸增加。盡管較大尺寸的彎曲面板108通常提供容器內(nèi)的大多數(shù)真空補(bǔ)償，但彎曲面板107比彎曲面板108更早和更積極地響應(yīng)。當(dāng)真空壓力增加時，可控偏斜彎曲面板107反向并保持反向。這將導(dǎo)致在所有勢能由較大的彎曲面板108實現(xiàn)之前獲得完全的真空容納?？煽仄睆澢姘?08可以被繼續(xù)向內(nèi)抽吸，在積極的條件下，例如，極大降低的溫度(例如，深度冷藏)，應(yīng)該經(jīng)受增加的真空，或者如果產(chǎn)品老化導(dǎo)致增加氧氣和其它氣體通過塑料側(cè)壁的移動，也會造成增加真空力。
本發(fā)明的前述和其它實施例的改進(jìn)設(shè)置提供了比現(xiàn)有技術(shù)中已知的設(shè)置更大的用于響應(yīng)真空壓力的勢能。當(dāng)較大的面板108彼此相向擠壓時，或即使較小的面板107彼此相向擠壓時，容器101可以被擠壓以排出所含成分。釋放擠壓壓力導(dǎo)致容器立刻回復(fù)到其預(yù)期形狀，而不是保持起皺或扭曲。這也是具有對真空壓力水平有不同響應(yīng)的相對組的面板的結(jié)果。依此方式，一組面板將始終設(shè)定容器總體上的結(jié)構(gòu)，并且不允許面板組的任何重新分配，否則通常可能發(fā)生這種重新分配。
真空響應(yīng)沿圓周遍布容器，而且允許側(cè)壁有效地收縮，使得每對面板可以彼此相對抽吸，而沒有過度力施加到分離每個面板的柱狀部109上。這種總體設(shè)置導(dǎo)致與現(xiàn)有技術(shù)相比在所有真空壓力水平下有較少的容器扭曲，以及當(dāng)較大面板連接在一起時有較少的側(cè)壁扭曲。進(jìn)一步而言，通過采用較大面板組之間的較小真空面板組可獲得比單獨(dú)的較大面板組所獲得的真空補(bǔ)償更高水平的真空補(bǔ)償。沒有較小面板，則過度力將通過較大的面板收縮施加到柱狀部上，從而在較高真空水平下產(chǎn)生不利的定向。
以上只是提供作為實例，面板107的尺寸、形狀和數(shù)量以及面板108的尺寸、形狀和數(shù)量以及加強(qiáng)棱條118的尺寸、形狀和數(shù)量與對容器尺寸的功能性要求有關(guān)，并且可以增加或減小所給出的數(shù)值。
然而，應(yīng)該理解，即使本發(fā)明的許多特征和優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在前述說明中與本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)和功能一起加以闡述，但只是對披露內(nèi)容進(jìn)行了說明，可以在本發(fā)明的原理內(nèi)詳細(xì)地進(jìn)行變更，尤其是部件的形狀、尺寸和布置，而不會脫離由隨附權(quán)利要求所表示的廣泛術(shù)語含意所表示的整個范圍。
顯示在圖1A和圖1B、以及顯示在圖1C、圖1D、圖1E和圖1F中的實施例涉及具有四個可控偏斜彎曲面板107和108的容器101、101’，其中所述容器在第一和第二容量中合作工作，從而在產(chǎn)品冷卻期間減小負(fù)內(nèi)壓效果。
例如，容器101、101’能夠承受熱填充處理的嚴(yán)格考驗。在熱填充過程中，產(chǎn)品在大約82℃的高溫下添加到容器中，其中所述溫度可以接近塑料材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度且容器被封蓋。當(dāng)容器101、101’和其內(nèi)容物冷卻時，內(nèi)容物趨向于收縮，并且此體積變化在容器內(nèi)產(chǎn)生局部真空。其它因素也可以造成容器的內(nèi)容物收縮，產(chǎn)生可以導(dǎo)致容器變形的內(nèi)部真空。例如，當(dāng)已包裝的產(chǎn)品放置在較冷的環(huán)境中時(例如，將瓶子放置在冰箱或冷凍庫中時)、或從在儲存期間容器內(nèi)的水分損失可以產(chǎn)生內(nèi)負(fù)壓。
在缺乏用于調(diào)節(jié)這些內(nèi)部體積和氣壓的改變的某些裝置時，容器趨向于變形和/或皺縮。例如，圓形容器101、101’可以經(jīng)歷呈橢圓形，或趨向于變形或變?yōu)榉菆A形。其它形狀的容器同樣可以變形。除了這些不利地影響容器的外形的變化外，扭曲或變形可以造成容器傾斜或變得不穩(wěn)定。這種現(xiàn)象特別是當(dāng)基座區(qū)域出現(xiàn)變形時將成為事實。當(dāng)將支撐結(jié)構(gòu)從容器的側(cè)面板中撤除時，在缺乏用于調(diào)節(jié)真空的機(jī)構(gòu)的情況下，基座變形可以成為問題。此外，面板的結(jié)構(gòu)提供了使容器重量更輕的額外優(yōu)點(diǎn)(例如，改進(jìn)的最大負(fù)載性能)。
容器101、101’的新穎設(shè)計增加了體積收縮和真空吸收，從而降低容器101、101’的負(fù)內(nèi)壓和不必要的變形，以提供改進(jìn)的美感、性能和最終使用者的使用性。
現(xiàn)在參照圖1C、圖1D、圖1E和圖1F，容器101’可以包括適用于熱填充應(yīng)用的塑料本體102，所述塑料本體具有限定開口104的頸部103，所述頸部連接到肩部105，所述肩部向下延伸并連接到向下延伸且連接形成基座126的底部122的側(cè)壁106。側(cè)壁106包括四個可控偏斜彎曲面板107和108，并且包括設(shè)置在主面板與副面板107和108之間并連接所述面板的柱狀部或垂直過渡壁109。容器101’的本體102適于在熱填充處理期間增加體積收縮并降低壓力，而面板107和108適于在熱填充應(yīng)用期間通過從熱液體冷卻時所產(chǎn)生的真空力向內(nèi)收縮。
容器101’可以用于封裝許多不同的液體、粘稠體或固體產(chǎn)品，例如，包括果汁、其它飲料、酸奶酪、醬油、布丁、洗滌劑、液體或凝膠體形式的肥皂、以及珠狀物體(例如，糖果)。
本容器可以由傳統(tǒng)的吹塑成型過程制作，例如，包括擠壓吹塑成型、拉伸吹塑成型和注射吹塑成型。在擠壓吹塑成型中，熱塑性材料的熔化管或塑料型坯被擠壓在一對打開的吹塑半模之間。吹塑半模包圍型坯并共同提供將型坯吹入其內(nèi)以形成容器的型腔。當(dāng)成形時，容器在模具合在一起的區(qū)域處可以包括額外材料或溢料(flash)，或有意存在于容器成品之上的額外材料或污泥。當(dāng)打開半模之后，容器脫落并接著被送到可以去除任何污泥(moil)溢料的修整器或刀具上。最終的容器可以具有在用于形成容器的兩個半模合在一起之處形成的可見脊?fàn)畈?。此脊?fàn)畈客ǔ７Q為分型線。
在拉伸吹塑成型中，預(yù)成形的型坯或預(yù)成型件典型地通過注射成型過程由熱塑性材料制備。預(yù)成型件典型地包括變?yōu)槿萜鞯穆菁y的螺紋端。預(yù)成型件被定位在兩個打開的吹塑半模之間。吹塑半模包圍預(yù)成型件并共同提供將預(yù)成型件吹入其內(nèi)以形成容器的型腔。當(dāng)成型后，打開半模以釋放容器。在注射吹塑成型中，熱塑性材料通過桿被擠進(jìn)注射模具中以形成型坯。型坯被定位在兩個打開的吹塑半模之間。吹塑半模包圍型坯并共同提供將型坯吹入其內(nèi)以形成容器的型腔。當(dāng)成型后打開半模以釋放容器。
在一個例示性實施例中，容器可以為瓶子形式。瓶子的尺寸可以從大約8到64盎司、從大約16到24盎司、或16或20盎司的瓶子。容器的重量可以為作為表面積的函數(shù)的基于克的重量(例如，每克4.5平方英寸到每克2.1平方英寸)。
成形的側(cè)壁大體為管狀，并且可以具有各種橫截面形狀。例如，橫截面形狀包括如上所述的大致為圓形的橫剖面；大體為正方形的橫剖面；其它大體為多邊形的橫剖面形狀，例如，三角形、五邊形等；或者具有直線形狀的彎曲和弧形形狀的組合。將會理解，當(dāng)容器具有大體為多邊形的橫剖面形狀時，多邊形的角典型地可以為圓形或呈倒角。
在一個例示性實施例中，容器(例如，容器的側(cè)壁、肩部和/或基座)的形狀可以大體為圓形或大體為正方形。例如，側(cè)壁可以大體為圓形(例如，如圖1A-1F所示)或大體為正方形(例如，如圖9所示)。
容器101’具有一件式結(jié)構(gòu)，并且可以由單層塑料材料制備，如聚酰胺，例如，尼龍；聚烯烴，如聚乙烯，例如，低密度聚乙烯(LDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)或聚丙烯；聚酯，例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯纖維(PEN)；或還可以包括用于改變材料的物理或化學(xué)特性的添加劑的其它塑料材料。例如，可以改進(jìn)某些塑膠樹脂以提高氧滲透性。可供選擇地，容器可以由多層塑料材料制備。所述層可以為任何塑料材料，包括純凈、可再循環(huán)和重新研磨的材料，并且可以包括具有用于改進(jìn)容器的物理特性的添加劑的塑料或其它材料。除了上述材料外，多層塑料容器中通常所使用的其它材料包括，例如，乙烷乙烯乙醇(ethylvinyl alcohol)(EVOH)和粘結(jié)層(tie layer)或粘合劑，以當(dāng)在鄰接層使用時使受到分層的材料保持在一起。涂層可以施加到整個單層或多層材料上，例如，用于引入氧阻透性能。在一個例示性實施例中，本容器可以由大致雙軸定向的聚酯材料制成，例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯或可以適于獲得所需結(jié)果的其它任何有機(jī)吹塑材料。
在另一實施例中，肩部、底部和/或側(cè)壁可以單獨(dú)用于標(biāo)簽應(yīng)用。容器可以包括與頸部接合并密封容器內(nèi)的流體的封蓋123、223、323、423、523、623、723、823、923、1023、1123、1223、1323(例如，圖1C和圖2A-13A)。
如圖1C-1F例示，四個面板107和108可以包括一對相對的主面板107和一對副面板108，其中所述主面板和所述副面板以第一和第二容量合作工作。
通常，主面板107可以包括較小的表面積和/或具有適于比副面板大的真空吸收的幾何結(jié)構(gòu)。在一個例示性實施例中，副面板108相對主面板107的尺寸可以稍微大于主面板，例如，至少大約1∶1(例如，圖9)。在另一方面，副面板108對主面板107的尺寸可以大約為3∶1或7∶5的比率，或副面板108可以大于主面板107至少70％，或大2∶1或50％。
在解除負(fù)內(nèi)壓之前(例如，在熱填充處理期間)，主面板107和副面板108可以設(shè)計為凸出、平直或凹入形狀和/或其組合形狀，使得當(dāng)封閉的容器冷卻后，或當(dāng)容器填充有熱產(chǎn)品、密封和冷卻后，主面板和/或副面板的凸度將減小，變?yōu)榇怪钡钠街睜罨蛟黾影级?。主面板?或副面板107、108的凸度或凹度可以為垂直或水平方向(例如，在上下方向或環(huán)繞圓周的方向或兩個方向)。在可供選擇的實施例中，副面板108可以稍微凸出，而主面板107為平坦?fàn)?、凹入狀或比其主面?08小的凸出狀?？晒┻x擇地，副面板108可以大體為平坦?fàn)睿髅姘?07為凹入狀。
主面板和副面板107、108共同用于解除由于封裝或接下來的處理和儲存造成的內(nèi)負(fù)壓。對于解除的壓力，主面板107可以負(fù)責(zé)大于50％的真空解除或吸收。副面板108可以至少負(fù)責(zé)一部分(例如，15％或更多)的真空解除或吸收。例如，主面板107可以吸收容器內(nèi)產(chǎn)生的多于50％、56％或85％的真空(例如，當(dāng)熱填充后進(jìn)行冷卻時)。
通常，雖然一些最小的棱條可以如上所述存在，以總體增加對容器的結(jié)構(gòu)性支撐，但主面板107基本無結(jié)構(gòu)性元件，例如，棱條，從而可以更柔軟，具有較小的偏斜阻力，因此，具有比副面板更多的偏斜。當(dāng)面板向內(nèi)偏斜時，面板107可以逐漸表現(xiàn)出偏斜阻力的增加。
在可供選擇的實施例中，主面板107、副面板108、肩部105、底部122和/或側(cè)壁106可以包括浮雕圖形或文字(未示出)。
如圖1A-1E例示，主面板107可以分別包括上部及下部110和111，副面板108可以分別包括上部及下部面板壁112和113。
主面板107或副面板108的從其頂部到其底部的寬度可以獨(dú)立地進(jìn)行變化。例如，面板可以保持從其頂部到其底部相似的寬度(即，所述面板可以大致為線性)，可以具有沙漏的形狀，也可以具有橢圓的形狀，所述橢圓形狀的中間部分比頂部和/或底部寬，或者面板的頂部可以比面板的底部寬(即，變窄)，或反之亦然(即，變寬)。
如圖1C-1F的實施例中所示，主面板107為垂直的直面(例如，大體或大致上平坦)，并且具有從其頂部到其底部的沙漏形狀。副面板108垂直凹入(例如，從頂部到底部向內(nèi)呈弧形)，雖然由于主面板的沙漏形狀而使寬度稍微有些變化，但從其頂部到底部具有大致一致的寬度。在其它例示性實施例中，例如，在圖2-7中所示，主面板(例如，207)可以為垂直的凹入形狀(例如，從頂部到底部呈適度的弧形)，并且具有從其頂部到底部的沙漏形狀。在一個方面，主面板107可以為垂直的凹入形狀(即，弧形)以及水平上相對平坦/略微凹入(例如，圖2C和圖2D)。在圖1-8所示的例示性實施例中的副面板(例如208)為垂直的凹入狀(即，弧形)，并且具有從其頂部到底部一致的寬度。在另一實施例中，主面板和/或副面板可以具有帶有比主面板的頂部和底部寬的中間部分(未示出)的垂直凸出形狀。在又一實施例中，例如，如圖8A-8C所示，主面板807可以為垂直的凹入形狀(即，弧形)，并從其底部到頂部逐漸變寬。副面板808可以為垂直的凹入形狀(即，弧形)，并且具有從其底部到頂部一致的寬度。
在一個可供選擇的實施例中，所有四個面板的尺寸相似(例如，d1與d2接近相同)，如圖9D中所例示，其中圖9D為圖9A的線9D-9D的橫截面。主面板907垂直凹入(例如，從頂部到底部逐漸向內(nèi)呈弧形)，并具有從其頂部到底部大致一致的寬度，而副面板908為垂直的平直狀(例如，大體或大致平坦)，并且具有從其頂部到底部一致的寬度。在這種實施例中，主面板被設(shè)置成比副面板更多地響應(yīng)內(nèi)部真空。例如，主面板907為比副面板908在水平方向上更平坦(較小的弧形)。即，主面板的曲率半徑(r1)大于副面板的曲率半徑(r2)(例如，參見圖9D)。曲率的這些差異導(dǎo)致主面板具有增加的彎曲能力，因此，允許主面板解決容器中所實現(xiàn)的全部真空解除的大部分(例如，大于50％)。
在其他實施例中，如圖10A-10C中例示，主面板(例如，1007)可以為垂直的平直形狀(即，大體平坦)，并具有從頂部到底部一致的寬度。副面板(例如，1008)可以為垂直的平直形狀(即，大體平坦)，并具有從其頂部到底部一致的寬度。
本發(fā)明可以包括多種這些組合和特征。例如，如圖12A-12C和13A-13C中所示，主面板1207為垂直的平直狀(即，大體或大致平坦)，并具有從其頂部到底部逐漸變寬的輪廓形狀。在其他例示性實施例(未示出)中，副面板變得從其頂部到底部逐漸變寬，使得上部面板壁比下部面板壁大，結(jié)果，副面板的上部比下部更凹進(jìn)。
容器101可以還包括在肩部105和側(cè)壁106之間的上緩沖壁114、以及在側(cè)壁106和底部122之間的下緩沖壁115。上緩沖壁和/或下緩沖壁可以限定容器的最大直徑，或者可供選擇地可以限定可以與最大直徑大體相等的第二直徑。
在圖1、圖2和圖4-13例示的實施例中，上緩沖壁(例如，114)和下緩沖壁(例如，115)可以沿容器的圓周連續(xù)延伸。如圖1、圖6和圖8-13中所例示，容器還可以包括限定主要面板107的上部110和下部111并將主面板連接到緩沖壁的水平過渡壁116和117。
如圖9-11所示，水平過渡壁(例如，916和917)可以沿容器901的圓周連續(xù)延伸?？晒┻x擇地，如圖4、圖5和圖7所例示，可以不存在水平過渡壁，使得主面板(例如，407)的上部(例如，410)和下部(例如，411)分別過渡或結(jié)合到上緩沖壁(例如，414)和下緩沖壁(例如，415)。
在具有過渡到緩沖壁中的主面板的例示性實施例中(例如，如在圖3的實施例中)，主面板307可以在主面板307的頂部310和/或底部311處缺少水平過渡壁。如圖3所示，主面板307的上部310和下部311分別延伸通過上緩沖壁314和下緩沖壁315，使得上緩沖壁314和下緩沖壁315間斷。
在某些例示性實施例(例如，圖1-8和圖10-13)中，副面板的輪廓可以包括緊握區(qū)域，所述緊握區(qū)域具有向內(nèi)或向外凸出的防滑特征，同時提供真空吸入的副裝置，而主面板提供真空吸入的主裝置。因此，最終的例示性設(shè)計減少了內(nèi)壓力并增加真空吸入量，并減小商標(biāo)變形，同時仍提供可緊握的區(qū)域以使最終使用者/消費(fèi)者容易握住。
副面板108可以包括至少一個水平棱條118(例如，圖1-8和圖10-11)。例如，如圖1-5和圖12例示，副面板108可以包括通過中間區(qū)域119分開的三個向外突出的水平棱條。如圖6-8和圖13例示，水平棱條(例如，618)可以鄰接(即，不通過中間區(qū)域分開)。
圖10A-10C說明了具有通過中間區(qū)域1019分開的直接向內(nèi)凹進(jìn)的棱條1018的實施例，而圖11A-11C顯示了具有來自中間區(qū)域1119的更水平的過渡部分的向內(nèi)凹進(jìn)的棱條1118。
從圖1C-1E可以看出，容器101’可以包括在上緩沖壁114和肩部105之間和/或下緩沖壁115和基座126之間的至少一個凹進(jìn)棱條或溝槽120。可供選擇地，如圖9、圖10和圖11所例示，容器(例如，1001)可以在上1014和/或下1015緩沖壁和主要1007以及副1008面板之間包括至少一個凹進(jìn)棱條或凹槽1024。凹進(jìn)棱條或溝槽120可以沿容器101的圓周連續(xù)(圖1-4和圖6-11)。在另一實施例中，容器101可以在所述上緩沖壁(圖1-3)之上的凹進(jìn)棱條或溝槽120的上方包括至少第二凹進(jìn)棱條或溝槽121或兩個第二凹進(jìn)棱條或溝槽421(圖4-11)。第二凹進(jìn)棱條或溝槽(例如，121或421)可以比凹進(jìn)棱條或溝槽120的高度高或低。在另一實施例中，上緩沖壁514之上的凹進(jìn)棱條或溝槽520可以包括凹進(jìn)部分522(圖5A-5C)，使得棱條或溝槽不連續(xù)。
在進(jìn)一步的實施例中，容器可以為每擠壓一次傳送或分配產(chǎn)品的擠壓式容器。在此實施例中，容器一旦打開，可以很容易地用很小的阻力握住或抓住，可以沿主面板或副面板擠壓容器以以此分配產(chǎn)品。一旦降低擠壓壓力，容器將保持其原始形狀而不會過度變形。
再次參照圖14A和圖14B，從有限元分析(FEA)可以看出，主面板107和副面板108通過響應(yīng)的微分量對真空變化作出反應(yīng)。圖14A顯示了容器每平方英寸(PSI)的真空具有大約0.875磅。在區(qū)域1430的中心點(diǎn)的附近，主面板107朝著容器的縱軸向內(nèi)移位大約4.67mm。在區(qū)域1405附近可以看出，主面板107具有較少量的這種向內(nèi)偏斜，其中實際上沒有由于真空造成的向內(nèi)偏斜。區(qū)域1410表現(xiàn)出向內(nèi)偏斜大約0.50mm；區(qū)域1415表現(xiàn)出向內(nèi)偏斜大約1.00mm；區(qū)域1420表現(xiàn)出向內(nèi)偏斜大約2.00mm；而區(qū)域1425表現(xiàn)出向內(nèi)偏斜大約3.75mm。
同時，副面板108表現(xiàn)出相對小的向內(nèi)偏斜，所述向內(nèi)偏斜的范圍在大約2.00mm到大約3.00mm。圖14B更詳細(xì)地說明了在這種副面板108上的真空沖擊。在區(qū)域1425的中心點(diǎn)附近，副面板108朝著容器的縱軸向內(nèi)移位大約3.75mm?？梢栽趨^(qū)域1405附近看出，副面板108具有較少量的這種向內(nèi)偏斜，其中實際上沒有由于真空造成的向內(nèi)偏斜。區(qū)域1410表現(xiàn)出向內(nèi)偏斜大約0.50mm；區(qū)域1415表現(xiàn)出向內(nèi)偏斜大約1.00mm；區(qū)域1420表現(xiàn)出向內(nèi)偏斜大約2.00mm。
現(xiàn)在參照圖15A和圖15B，從FEA可以看出，主面板107和副面板108通過響應(yīng)的微分量連續(xù)對真空變化作出反應(yīng)。圖15A顯示了容器每平方英寸(PSI)的真空具有大約1.000磅。在區(qū)域1530的中心點(diǎn)附近，主面板107朝著容器的縱軸向內(nèi)移位大約5.69mm。可以在區(qū)域1505的附近看出，主面板107具有較少量的這種向內(nèi)偏斜，其中實際上沒有由于真空造成的向內(nèi)偏斜。區(qū)域1510表現(xiàn)出向內(nèi)偏斜大約0.50mm；區(qū)域1515表現(xiàn)出向內(nèi)偏斜大約1.00mm；區(qū)域1520表現(xiàn)出向內(nèi)偏斜大約2.00mm；而區(qū)域1525表現(xiàn)出向內(nèi)偏斜大約3.75mm。
同時，雖然與圖14A相比更是如此，但副面板108還是表現(xiàn)出相對較小的向內(nèi)偏斜。圖15B更詳細(xì)地說明了在這種副面板108上的真空沖擊(例如，如圖15A所示，在副面板108上有區(qū)域1525和1530)。例如，在區(qū)域1530的中心點(diǎn)附近，副面板108朝著容器的縱軸向內(nèi)移位大約4.75mm到大約5.00mm?？梢栽趨^(qū)域1505的附近看出，副面板108具有較少量的這種向內(nèi)偏斜，其中實際上沒有由于真空造成的向內(nèi)偏斜。區(qū)域1510表現(xiàn)出向內(nèi)偏斜大約0.50mm；區(qū)域1515表現(xiàn)出向內(nèi)偏斜大約1.00mm；區(qū)域1520表現(xiàn)出向內(nèi)偏斜大約2.00mm；區(qū)域1525表現(xiàn)出向內(nèi)偏斜大約3.75mm；而區(qū)域1527表現(xiàn)出向內(nèi)偏斜大約4.25mm。現(xiàn)在參照圖16A-16E，現(xiàn)在將通過在改變真空壓力程度下通過沿圖1A所示的容器的線B-B剖開的FEA橫截面視圖說明根據(jù)本發(fā)明實施例的主面板107和副面板108的可控徑向變形的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。
圖16A說明了在大約0.250PSI真空度下的主面板107和副面板108。即使在受到此真空時，面板107、108兩者均表現(xiàn)出向外的彎曲和很少的向內(nèi)偏斜(即，在0.5mm到大約1.00mm的范圍)。然而，如圖16B所示，當(dāng)真空增加到大約0.500PSI時，主面板107開始表現(xiàn)出向內(nèi)偏斜大約2.00mm到大約2.50mm的區(qū)域1620，而副面板108只向內(nèi)偏斜1.25mm。
圖16C還說明了在大約0.75PSI真空度下的主面板107的連續(xù)向內(nèi)偏斜。區(qū)域1620、1625和1630開始在主面板107上出現(xiàn)，分別顯示大約2.00mm到大約2.50mm、3.75mm以及4.00mm到大約4.25mm的向內(nèi)偏斜。同時，副面板108只連續(xù)表現(xiàn)出大約1.00mm到大約2.00mm的向內(nèi)偏斜。
圖16D和圖16E分別連續(xù)說明了在大約1.00PSI和大約1.25PSI真空度下的容器的可控徑向偏斜。從圖16D中可以看出，主面板107已經(jīng)開始以區(qū)域1620、1625和1630反向，其中所述區(qū)域說明了與圖16C中所示向內(nèi)偏斜大約相同的量。然而，也可以看出，副面板108已經(jīng)開始以增加的速率向內(nèi)偏斜。區(qū)域1625和1630開始出現(xiàn)在副面板108上，分別顯示大約3.75mm、以及大約4.00mm到大約4.50mm的向內(nèi)偏斜。更重要的是，從圖16E可以看出，大體所有的副面板108都已經(jīng)向內(nèi)偏斜大約4.00mm到大約4.25mm。還可以看出，將主面板107和副面板108分離的柱狀部或垂直過渡壁表現(xiàn)出向內(nèi)偏斜大約3.75mm。因此，主面板107和副面板108在用于面板107、108的柱狀部或垂直過渡壁處提供彎曲并產(chǎn)生杠桿作用點(diǎn)以進(jìn)行偏斜。主面板107和副面板108一致地進(jìn)行彎曲，但以不同的速率進(jìn)行彎曲。
從上述例示性FEA可以理解，包括主真空面板107和副真空面板108的籠形結(jié)構(gòu)和棱條(如果有的話)當(dāng)容器進(jìn)行填充和冷卻時共同保持容器的形狀。在容器還未進(jìn)行熱填充但在已填充容器的保存限期期間受到真空引發(fā)的變化(例如，致冷或蒸發(fā)損失)的情況下也可以保持容器的形狀。
本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合其目前設(shè)想的實施例進(jìn)行了披露，并且已討論了許多修改和變更。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易提出其他修改和變更。具體地，已經(jīng)討論了主面板和副面板的結(jié)構(gòu)的各種組合。各種其他容器的特征也已經(jīng)與一些組合相結(jié)合。除了已經(jīng)說明的形式外，本發(fā)明還包括以不同方式設(shè)置的主面板和副面板的組合。本發(fā)明還包括具有不同容器特征的可供選擇的結(jié)構(gòu)。例如，上緩沖壁514的凹進(jìn)部分522可以合并進(jìn)其他實施例。本發(fā)明的目的在于包含所有落入由隨附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的寬范圍和本質(zhì)內(nèi)的修改和變更。
除非在上下文中具有明確的要求，否則在說明書和權(quán)利要求書通篇之中，詞語“包括”、“包含”等是相對唯一或完全意義上的包括含義，即，其含義是“包括但不限于此”。
權(quán)利要求
1.一種塑料容器，所述塑料容器具有帶有大致為曲線形的側(cè)壁的本體部分、基座和縱軸，所述塑料容器包括具有第一可控偏斜彎曲面板的第一側(cè)壁部分，所述第一可控偏斜彎曲面板具有第一向外彎曲量和反作用于所述容器內(nèi)的壓力變化的第一能力程度；以及具有第二可控偏斜彎曲面板的第二側(cè)壁部分，所述第二可控偏斜彎曲面板具有第二向外彎曲量和反作用于所述容器內(nèi)的壓力變化的第二能力程度；其中所述第一量不同于所述第二量，而所述第一程度不同于所述第二程度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中所述側(cè)壁的橫截面通常包括圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中所述側(cè)壁的橫截面通常包括橢圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，包括一對第一側(cè)壁部分，各所述第一側(cè)壁部分都具有第一可控偏斜彎曲面板，所述第一可控偏斜彎曲面板具有第一向外彎曲量和反作用于所述容器內(nèi)的壓力變化的第一能力程度；一對第二側(cè)壁部分，各所述第二側(cè)壁部分都具有第二可控偏斜彎曲面板，所述第二可控偏斜彎曲面板具有第二向外彎曲量和反作用于所述容器內(nèi)的壓力變化的第二能力程度；以及多個過渡壁，各所述過渡壁設(shè)置在所述第一和第二可控偏斜彎曲面板之間并連接各個所述第一和第二可控偏斜彎曲面板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的容器，其中所述對第一側(cè)壁部分以與所述對第二側(cè)壁部分交替的方式繞所述容器的縱軸設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，包括多個第一側(cè)壁部分，各所述第一側(cè)壁部分都具有第一可控偏斜彎曲面板，所述第一可控偏斜彎曲面板具有第一向外彎曲量和反作用于所述容器內(nèi)的壓力變化的第一能力程度；多個第二側(cè)壁部分，各所述第二側(cè)壁部分都具有第二可控偏斜彎曲面板，所述第二可控偏斜彎曲面板具有第二向外彎曲量和反作用于所述容器內(nèi)的壓力變化的第二能力程度；以及多個過渡壁，各所述過渡壁設(shè)置在所述第一和第二可控偏斜彎曲面板之間并連接各個所述第一和第二可控偏斜彎曲面板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的容器，其中所述多個第一側(cè)壁部分以與所述多個第二側(cè)壁部分交替的方式繞所述容器的縱軸設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中所述第一可控偏斜彎曲面板具有小于所述第二可控偏斜彎曲面板的寬度的寬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中所述第二可控偏斜彎曲面板具有一個或多個結(jié)合在其中的棱條。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，包括一對相對的第一和第二側(cè)壁部分，其中每個所述側(cè)壁部分在其彎曲面板的設(shè)置、尺寸和數(shù)量方面與相對的側(cè)壁部分對稱。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的容器，包括一對相對的第一和第二側(cè)壁部分，其中每個所述側(cè)壁部分在其彎曲面板的設(shè)置、尺寸和數(shù)量方面與相對的側(cè)壁部分對稱。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的容器，包括一對相對的第一和第二側(cè)壁部分，其中每個所述側(cè)壁部分在其棱條和彎曲面板的設(shè)置、尺寸和數(shù)量方面與相對的側(cè)壁部分對稱。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的容器，其中所述棱條和所述彎曲面板共同形成當(dāng)所述容器填充和冷卻時用于保持所述容器的形狀的籠狀結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中所述容器為可熱填充式。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中所述第一可控偏斜彎曲面板包括至少兩個向外彎曲不同的區(qū)域。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的容器，其中所述至少兩個區(qū)域中的第一個區(qū)域較小向外彎曲，并且用作以比更向外彎曲的第二區(qū)域小的臨界值來反作用于所述容器內(nèi)的變化壓力的初始區(qū)域。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中具有一對相對的第一可控偏斜彎曲面板、以及相鄰一對相對的第二可控偏斜彎曲面板。
18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的容器，其中具有一對相對的第一可控偏斜彎曲面板、以及相鄰一對相對的第二可控偏斜彎曲面板。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中所述第一可控偏斜彎曲面板具有一個或多個結(jié)合在其中的棱條。
20.根據(jù)權(quán)利要求9所述的容器，其中結(jié)合在其中的所述棱條相對于所述容器的內(nèi)部具有面向外或面向內(nèi)的圓形邊緣。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的容器，其中所述棱條為彼此平行。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的容器，其中結(jié)合在其中的所述棱條相對于所述容器的內(nèi)部具有面向外或面向內(nèi)的圓形邊緣。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的容器，其中所述棱條為彼此平行。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中所述第一可控偏斜彎曲面板具有大致向外橫向彎曲的區(qū)域。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中所述第二可控偏斜彎曲面板具有大致向外橫向彎曲的區(qū)域。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中所述第一可控偏斜彎曲面板在真空壓力下反向。
27.一種塑料容器，所述塑料容器具有帶有側(cè)壁的本體部分和基座，所述本體部分包括第一對相對的側(cè)壁部分和第二對相對的側(cè)壁部分，所述第一對的每個側(cè)壁部分都具有各自的第一可控偏斜彎曲面板，而所述第二對的每個側(cè)壁部分都具有各自的第二可控偏斜彎曲面板，所述第一可控偏斜彎曲面板具有與所述第二可控偏斜彎曲面板不同的向外曲率，從而比所述第二可控偏斜彎曲面板更能反作用于所述容器內(nèi)的壓力變化。
28.一種容器，所述容器包括具有限定開口并連接到肩部的頸部的塑料本體，其中所述肩部向下延伸并連接到向下延伸并連接形成基座的底部的側(cè)壁，所述側(cè)壁包括四個面板，并且包括設(shè)置在所述面板之間并連接所述面板的垂直過渡壁，以及其中所述本體用于增加容積收縮并降低壓力，所述面板用于響應(yīng)由于封裝或之后的操作和儲存產(chǎn)生的內(nèi)部負(fù)壓向內(nèi)收縮。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的容器，其中所述內(nèi)部負(fù)壓在熱填充處理或之后的熱液體冷卻期間在所述容器中產(chǎn)生。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的容器，其中所述面板包括一對相對的主面板和副面板。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其中所述主面板包括比所述副面板小的表面積。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其中所述面板為凸出、大體平坦或凹入形狀(弧形)，并且當(dāng)收縮后變?yōu)檩^小凸出、大體平坦或更加凹入。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其中所述副面板呈凸出狀，并且當(dāng)收縮后變?yōu)檩^小凸出或大體平坦。
34.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其中所述主面板大體平坦，并且當(dāng)收縮后變得凹入。
35.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其中所述主面板呈凸出狀，并且當(dāng)收縮后變得凹入。
36.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其中所述主面板比所述副面板適于更多地吸收內(nèi)部負(fù)壓。
37.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其中所述主面板包括上部和下部。
38.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其中所述主面板包括上部和下部面板壁。
39.根據(jù)權(quán)利要求28所述的容器，還包括在所述肩部和所述側(cè)壁之間的上緩沖壁、以及在所述側(cè)壁和所述底部之間的下緩沖壁。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的容器，其中所述上緩沖壁和所述下緩沖壁沿所述容器的圓周連續(xù)延伸。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的容器，其中所述主面板的所述上部及下部分別過渡到所述上緩沖壁和所述下緩沖壁。
42.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，還包括限定所述主面板的所述上部及下部的水平過渡壁。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的容器，其中所述水平過渡壁沿所述容器的圓周連續(xù)延伸。
44.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其中所述副面板包括至少一個水平棱條。
45.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其中所述副面板包括三個水平棱條。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的容器，其中所述棱條通過中間區(qū)域分隔。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的容器，其中所述棱條鄰接。
48.根據(jù)權(quán)利要求28所述的容器，還包括在所述側(cè)壁和所述肩部之間的至少一個凹進(jìn)棱條或溝槽、和/或在所述側(cè)壁和所述下部底部之間的至少一個凹進(jìn)棱條或溝槽。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的容器，其中所述凹進(jìn)棱條或溝槽沿所述容器的圓周連續(xù)。
50.根據(jù)權(quán)利要求28所述的容器，其中所述容器為大約8到64盎司的瓶子
51.根據(jù)權(quán)利要求28所述的容器，其中所述肩部和所述基座大體為圓形。
全文摘要
一種改進(jìn)的吹塑成型的塑料容器，所述容器具有適于熱填充應(yīng)用的大致為圓形的側(cè)壁，所述容器具有兩個相鄰側(cè)面和兩對可控偏斜面板，每對以不同的運(yùn)動速率反作用于真空壓力，藉此使一對在真空壓力下反向，而另一對保持可獲得增加的可擠壓性或極度的真空抽吸。相對的側(cè)壁相對于真空面板和棱條形狀及設(shè)置對稱。棱條和可控偏斜面板在進(jìn)行填充和冷卻時共同保持容器的形狀，并且還改進(jìn)緩沖抗凹陷性、減少容器內(nèi)的真空壓力并增加輕重量能力。
文檔編號B65D1/02GK101068727SQ200580041138
公開日2007年11月7日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者大衛(wèi)·默里·梅爾羅斯, 保羅·凱利, 斯科特·比西科, 賈斯廷·A·豪厄爾 申請人:格瑞哈姆包裝公司, 大衛(wèi)·默里·梅爾羅斯