[发明专利]具有压力变化补偿的容器

说明书

一种由PET制成的可以灌装热的、温的或冷的液体的瓶子，该瓶子具有颈部、主体和封闭的底部。主体具有用于压力释放的周边槽，该周边槽能够在外部施加的竖直轴向载荷的偏压下以受控的方式塌陷。槽的结构使得瓶子在塌陷后将不能恢复到其初始形状，除非瓶子经受在相对于施加用于获得塌陷形状的力相反的方向上施加足够强度的另一个外部力。

发明领域

本发明涉及一种用于包装非碳酸液体的可塌陷的塑料容器。

现有技术

液体通常包装在可由玻璃、铝、多层纸盒或者合成或天然聚合材料制成的初级容器中，显著的趋势是使用优选由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的塑料容器。PET容器的优点是非常轻且具有原创设计，并且可以通过拉伸吹塑工艺大量地制造。该工艺涉及通过注射模塑形成PET预制件，由此获得的预制件随后首先被加热，然后纵向地拉伸并且在适当的模塑腔中膨胀以便使预制件呈现所要求的容器的形状。PET是相对昂贵的材料，因此开发尽可能轻的容器是非常重要的。限制PET的量的需求导致具有能够足够补偿由壁的薄度所引起的脆性的结构的容器的开发。为了使该减轻程序成功，即为了继续保持给定的性能，必须引入对于较厚的容器而言不需要的功能性机构。实际上，具有较薄的壁，塑料容器对所容纳的液体的温度变化更加敏感。设计可以经受所述温度变化的容器的问题在通过所谓的热灌装工艺灌装的饮料容器中更加明显，热灌装工艺是将饮料(例如果汁、茶、运动和等渗饮料等)灌装至容器的杀菌技术。在所述工艺中，在灌装期间液体的温度是大约85℃，或是足以完全杀菌的温度。在没有适当的设计的情况下，由于薄壁，容器可能塌陷或发生不可恢复的变形。例如，通常热灌装的用于果汁或茶的500ml的瓶子的重量在22g至28g的范围内，并且需要添加特殊的功能性机构以使重量低于该重量，即低于20g。该类型的容器通常具有底部、圆柱形的主体、肩部和颈部。在灌装后，瓶子被封闭同时液体仍然比环境温度温热，并且液体的冷却引起内部压力的下降，这可能导致瓶子的收缩。冷却导致液体的体积略微减少，同时气相饱和度(gaseous phase saturation)降低。实际上，通过减少气体分子的数量，气相占据略微较大的容积，并且因此产生相对于初始压力的压力下降。因此瓶子必须设计成具有抵抗这种收缩的这样的结构布局。通常，为了获得较大的强度和避免瓶子塌陷，沿着圆柱形主体的壁引入真空平衡面(vacuum balancing panel)。这些面的功能是朝向瓶子的内部弯曲，从而伴随因液体冷却而导致的体积减小。然而，这种减小在面的边缘处产生应变点，该应变点必须通过通常放置在一个面和另一个面之间的竖直肋以及通过在面的上方和下方的其他水平肋来补偿，以加强该结构，并且从而加强瓶子的刚度。所有这些的结果是制造成本的增加。因此，在不必借助于使用更大数量的塑料材料的所有情况下，存在改善这些瓶子的稳定性的需求。

用于可塌陷容器的另一技术涉及允许容器竖直塌陷的手风琴或波纹管型的结构设计。然而，由于在压缩载荷下沿着竖直轴线的固有的不稳定性，该技术不适于热灌装。在没有体积变化，或者至少变化很小并且变化可能在所灌装的容器的保质期期间发生的温灌装或冷灌装情况中，为了使容器更坚固，轻微的反压力，例如，通过使用氮气也是有必要的。

EP2319771公开了一种容器，该容器可以通过两个周边槽(即，刚性的和可塌陷的周边槽)被压缩。可塌陷的槽以及其所连接的部分具有相当复杂的形状，即具有许多交替的曲边和直边。因此，当生产大量的这种容器时，特别是在吹塑阶段期间，这些特征难以再现到每个容器。应当注意的是，该可塌陷的槽设有曲边和直边，并且发明人没有将槽的开口的角度作为设计参数考虑。此外，可塌陷的槽设置成相对远离颈部。因此，不利地，由于静水压力，压缩容器所需的力是高的，并且当例如由于环境条件而造成液体的温度升高时，这种容器倾向于采用其初始的形状。

因此，感到有必要引入功能性机构以改善热灌装瓶子的稳定性而不必借助于使用较大量的塑料材料，或者在冷灌装的情况下避免添加氮气。

发明概述