塑料瓶制造技术

盛放含碳酸气饮料的塑料瓶有侧壁和底部，底部上形成中心区，中心区由在圆周上有间距的外伸支脚围绕，支脚由有基本平行侧边的条形区分隔。中心区与条形区形成无闭合部的光滑连续拱顶形表面。条形区总宽度与瓶底外圆周的比例，在１∶５．５至１∶６．５范围内，最好为１∶６。这构形特别有用于小容量瓶，可节约塑料材料达重量的４０％。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术与塑料瓶有关，具体有关含碳酸气饮料瓶。在设计含碳气饮料瓶时，必须注意提供一种结构，可以抵抗酸气化造成的数倍体积的压力。环境温度高时困难更加增多;部分因为塑料材料的热塑性，部分因为二氧化碳在饮料中的可溶性随温度升降变化。在实践中，据发现瓶在压力下的损坏，倾向发生于底部。特别是底部中的塑料材料有蠕变，因而逐渐伸展。因此在塑料瓶的许多广泛使用的设计中，底部为拱顶形，一般有高压容器底的半圆形。虽然这种形状可抵抗高压，蠕变很小，但无内在的稳定性，因而底部上必须设置平底的外底杯，使瓶可以直立。外底杯还可接受发生的蠕变。为克服要求使用分别的外底杯以提供稳定性的这种设计上的缺点，有人提出用“香摈酒”底部，或有数个外伸支脚的城堡形底部。生产“香摈酒”底部时，先将瓶吹成拱顶形底，然后趁热并有塑性时，用一种圆端形工具将拱顶形底向上推入瓶内。这种底部形式尤其常用于小容量的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)瓶，例如用于容量小于半公升者，这种形状最常用于这种瓶。PVC瓶的一例是在模型中吹塑，形成相似的底部，在专利GB-A-1，237，402号中有叙述。城堡形底部较常用于较大容量瓶，典型容量在一公升以上。这种瓶的举例，如专利第GB-A-1，360，107，US-A-3，935，955，US-A-4，318，489，EP-A-0，028，125及WO86/05，462等号中所述。本申请人等的早先的欧洲专利申请第EP-A-225，155号中也陈述这类瓶，在底部上形成七个支脚，使之特别稳定。虽然据发现这种设计在抵抗压力，不易翻倒，并提供良好搬运性能方面一般令人满意，但是难以保证瓶底有足够材料，不使瓶壁有不适当的减薄，便可形成支脚，而又有必须的强度。达到这目的的一个方法，是增加整个瓶子的塑料材料的厚度。但形成瓶子的塑料材料使用量，是决定瓶子价格的一个主要因素，所以增加塑料材料使用量是不利的。GB-A-1，360，107号中叙述了一种碳酸气饮料塑料瓶，有一个侧壁和一个底部，底部上形成一个中心区，四周围绕在圆周上有间距的突伸支脚，脚由拱顶形表面上的有基本平行侧边的条形区分隔。底部中心区有闭合环，在瓶的轴向上有相当的宽度，足以增强瓶底。据所述这闭合环有抵抗瓶内的内压的结构拱的作用，典型制作方法为在吹瓶工序中，用一个环形工具靠着瓶底向上推，方式与制造凹入“香槟酒”型底部相似。在某些实例中，将底部中心区凹成环形，从而底部的任何蠕变，使中心区的向下，不致超过支脚所处平面。在US-A-4，318，489号，还示出一种有凹底部的相似安排。在本专利技术中，这种瓶的特点为中心部与条形区形成一个连续的平滑拱顶形表面，没有闭合环部分，条形的总宽度与外圆周的比例，在1∶55至1∶6.5范围内。据本专利技术人发现，有突伸支脚类型的塑料瓶，性能关键取决于某些设计参数，具体取决于支脚间的条形有足够的宽度，形成适当的拱顶形抗压结构，而同时又相当窄，从而支脚和条形的伸展幅度基本相同，设有倾向于使壁厚减薄程度太大的局部伸展。这互相矛盾的要求可通过在底部设计中，使条形总宽度与底部圆周的比例，规定于上述范围内以满足，最好基本为1∶6。用吹模技术制瓶时，塑料材料有双轴趋向。当塑料材料伸展到预定程度时，便达到最大的抗张强度。对于PET，这伸展比为1∶10.5。因此虽然在两个不同方向上，也就是在双轴趋向上取得足够的伸展度很重要，但伸展过多便会造成一个薄弱部分。在传统的瓶设计中，无论为拱顶形底型，“香槟”型或城保型，双轴趋向都不足，经常只有一个方向的伸展，底部不均匀。这就是由于抗张强度低，传统低部因内压而蠕变并倒覆的原因之一，也就是为防止这种情况将底部增厚，使有较大量的塑料材料抵抗内压的原因之一。通过使用支脚与条形间的最佳比例，并使条形有平行侧边，便可避免瓶壁厚度的局部减薄和过度伸展，并可在全部支脚与条形中，取得均匀很多的双轴趋向。这区域中双轴趋向程度，与侧壁接近。因此，本专利技术的瓶中，不采用传统的增多使用塑料材料加强底部的方法，而在塑料材料中取得较完全而均匀的双轴趋向，没有任何过度伸展，便可将底部加强。本专利技术特别适用于小容量瓶，诸如在额定容量500毫升以下，这种小瓶一般比大容量瓶更难取得足够的强度。这是因为在吹模时，塑料材料没有伸长到最佳程度，因而没有达到大容量瓶的大幅双轴向性。最好将塑料材料在成形过程中伸展，从而无论瓶的容量如何，侧壁，支脚及条形区的厚度，没有任何一点超过0.3毫米。由于成形时塑料材料伸展度，最理想是喷身扩张吹模技术制瓶，在这技术中将一个预型件或型坯，在扩张吹塑前，先作初步喷射模塑。喷射成型的预型件，比底部有接缝的挤压预型件更能承受以后的使底部有双轴趋向的扩张作业。最好底部仅有七个突伸支脚。最好条形区形成的拱顶形表面，圆弧半径在底部外半径的75%至85%范围内。最好支脚伸出的深度，伸到拱顶形表面中心区以下，深度达到底部外径的6-8%范围。更理想为支脚伸出的深度，基本为底部外径的7%。最好每一支脚有一个向内倾斜的边部，和大致三角形的底部，该三角形底部向径向最内端倾斜，由一个弧形部连接，弧形部圆弧半径大致为条形区半径的1/3。最好边部为弧形，圆弧半径大致为条形区半径的三倍。最好支脚的立地直径在底部外径的66-67%范围内。立地直径为当将瓶在一个平表面上直立放置时，脚在平表面上的接触区域最外部界定的圆的直径。据发现尤其对于有七支脚的瓶，立地直径在规定范围内时，可取得优良的稳定性与搬运性能，使瓶特别适合用高速运送器运送。出乎意料的是采用这种设计参数的窄幅范围时，已发现可能减少制瓶塑料材料的总需要量。典型传统瓶抵抗相同的内压，需要多百分之四十的塑料材料。材料消耗的这种节约，比本领域进展中按规例取得的成果大非常多，使按本专利技术制成的瓶有显著的商品优点。不仅塑料材料有相当大的节约，而且预型件与瓶成品的壁厚度较小。这意味预型件喷射模塑同期和成品瓶留在模中的时期缩短，典型缩短15-20%，从而提高了生产率和效率。现对本专利技术的瓶举例，参照附图详细叙述，附图如下附图说明图1为本专利技术瓶的侧视;图2为本专利技术瓶的仰视;图3为图2沿A-A线的放大剖视。碳酸气饮料塑料瓶用一种喷射扩张吹塑技术制造，有一个上部1，其中包括瓶颈2和瓶肩3，一个基本圆柱形主体部包括侧壁4与底部5。在本特定举例中，瓶用PET吹模制造(PET为聚对苯二甲酸乙二酯)，但专利技术同样适用于各种塑料材料，诸如聚氯乙烯，聚丙烯，高或低密度聚乙烯，或至少含有上述一种的多层材料。底部5有七个等角距的下支脚6。支脚6间有大致平行侧边的条形7，与中心区8，形成一个大致为高压容器形的平滑拱顶形表面S。表面S为粗略的半圆形，但中心区8可能平坦。表面S完全为凸面形，从外部观看无闭合环部分。图3示瓶壁厚度。量度取自330毫升瓶，但典型为包括一切尺寸。这说明支脚6，及条形区7的壁厚，基本与侧壁4相似。说明双轴趋向的程度都相似。仅中心区8较厚，但范围极有限。全部量度用毫米表示。支脚与条形分别占据的总宽度，对瓶的性能有相当的影响。在本例中，全部条形的总宽度，与外径OD的圆周比例大致为1∶6。外径OD的定义是底的最宽部分在支脚平面上投影的直径，如图1。表1示185，250，330及500毫升容积瓶的分别条形宽度与外径。以330毫升瓶为例，每一条形宽度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含碳酸气饮料用塑料瓶有侧壁（４）和底部（５），底部上形成一个中心区（８），由在圆周上有间距的外伸支脚（６）围绕，支脚由一个拱顶形表面（Ｓ）上的有基本平行侧边的条形区（７）分隔，特征在于中心区（８）与条形区（７）形成一个无闭合部的平滑连续拱顶形表面，条形区（７）总宽度与瓶底（５）外径的比例，在１∶５．５至１∶６．５范围内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：霍斯特赫曼里马，
申请(专利权)人：门德尔有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]