專利名稱：保形性佳的合成樹(shù)脂容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種可符合器壁薄化的需求的合成樹(shù)脂容器，且特別是有關(guān)一種可以有效防止器壁薄化所導(dǎo)致的剛性降低現(xiàn)象，而具有所需的形狀保持能力(保形性)的合成樹(shù)脂容器。
背景技術(shù)：
在各種合成樹(shù)脂容器中，以聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯(PET)樹(shù)脂制成的PET瓶最為常見(jiàn)，因其重量輕而容易處理，外觀與透明性佳的玻璃制容器相比并不遜色，且成本也低。因此，近年來(lái)PET瓶多用作食品、飲料、化妝品或藥劑等等的容器。
然而，這種合成樹(shù)脂容器卻有對(duì)外力抵抗強(qiáng)度較小的缺點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)使用者握住容器主體倒出其內(nèi)容物時(shí)，握住的地方即難免產(chǎn)生變形。為改善此種容器對(duì)外力的抵抗性，像是其挫曲強(qiáng)度(bucklingstrength)及剛性等等，容器的器壁厚度須作適當(dāng)調(diào)整，且瓶體部分亦須形成縱向肋條、橫向肋條或是腰身(環(huán)繞容器主體的溝槽)等補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
不過(guò)，由近年來(lái)節(jié)省資源以減少?gòu)U棄物的趨勢(shì)來(lái)看，卻希望容器的器壁可以做得更薄(即重量更輕)，以降低容器單體的樹(shù)脂用量。為滿足此需求，即無(wú)法避免容器剛性進(jìn)一步降低的問(wèn)題。特別是在容器具有多邊形的截面，且形成有腰身時(shí)，如在腰身部分的角端受到對(duì)角方向的外力，容器的截面就容易變成菱形。由此可知，對(duì)具有腰身的合成樹(shù)脂容器而言，所期望者即是在器壁變薄的情形下，仍能維持容器主體的外觀形狀不變，且能維持足夠的挫曲強(qiáng)度及剛性。
另外，合成樹(shù)脂容器的抗熱性亦不佳，特別是對(duì)PET樹(shù)脂(聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯樹(shù)脂)容器而言，其填充內(nèi)容物的溫度上限約為85～87℃。如果溫度高于此范圍，則將內(nèi)容物充填進(jìn)容器時(shí)，其主體就會(huì)遇熱收縮而變形。為解決此問(wèn)題，可進(jìn)行至少兩次雙軸拉伸吹制成形程序及其間的熱處理程序，以改善容器的耐熱性。舉例來(lái)說(shuō)，由日本專利公報(bào)第平7-67732號(hào)所揭露的技術(shù)可知，其制成品可承受較高的內(nèi)容物填充溫度。
然而，對(duì)此種容器而言，當(dāng)減少其器壁厚度以削減樹(shù)脂的用量(輕重量化)時(shí)(例如是將2公升裝容器的樹(shù)脂用量由69克降至55克以下)，由于內(nèi)容物本身的重量(水頭壓，water head pressure)及高溫的影響，容器主體的下半部會(huì)向外擴(kuò)張，而無(wú)法維持原來(lái)的形狀。尤其是當(dāng)容器內(nèi)設(shè)置有防止降壓導(dǎo)致變形的降壓吸收板時(shí)，這種向外擴(kuò)張的情形特別嚴(yán)重。
另外，雖然橫向肋條的形成可以有效維持容器的外觀形狀，但因受到容器壁變薄的影響，肋條易受熱而彎曲，以致無(wú)法有效發(fā)揮其補(bǔ)強(qiáng)效果。因此，在改善合成樹(shù)脂容器的耐熱性，使其可承受較高的充填溫度的同時(shí)，還希望容器可在器壁薄化的情形下，仍能維持其原來(lái)的形狀，亦即具有良好的保形性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述公知技藝的各項(xiàng)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種不因器壁薄化而降低其剛性，而具備所需的保形性的合成樹(shù)脂容器。
就本發(fā)明的一觀點(diǎn)而言，此合成樹(shù)脂容器具有多邊形的截面，且具有至少一個(gè)將其主體區(qū)分為上下兩段的腰身，該腰身是由朝容器內(nèi)側(cè)突出，且環(huán)繞容器主體的環(huán)狀溝槽所構(gòu)成。此環(huán)狀溝槽上還設(shè)有補(bǔ)強(qiáng)肋條，其上緣高于環(huán)狀溝槽的底部，但低于容器主體的表面，且該補(bǔ)強(qiáng)肋條設(shè)置在多邊形的截面的各角端，并且跨過(guò)該角端的范圍。
另外補(bǔ)強(qiáng)肋條的頂端較佳是呈圓弧狀。
本發(fā)明另一觀點(diǎn)的合成樹(shù)脂容器是以雙軸拉伸吹制成形法所形成，其上具有補(bǔ)強(qiáng)用的橫向肋條，該橫向肋條具有與容器主體表面同高，或是與容器主體表面之間僅有些微落差的凹下部分。
另外，上述凹下部分較佳是位在橫向肋條的中央。
再者，橫向肋條較佳是朝容器主體的內(nèi)側(cè)突出，且此橫向肋條的兩端的長(zhǎng)度并不延伸到容器的柱狀結(jié)構(gòu)(稍后將說(shuō)明此柱狀結(jié)構(gòu))。
此外，本發(fā)明的合成樹(shù)脂容器的主體上較佳設(shè)置有降壓吸收板。
再者，本發(fā)明的合成樹(shù)脂容器較佳在其主體上具有朝內(nèi)側(cè)突出的縱向肋條，此縱向肋條周圍可具有低于容器表面的凹陷部分。
另外，本發(fā)明的合成樹(shù)脂容器較佳具有四邊形的截面，其包含形成在主體周圍至少四處的柱狀結(jié)構(gòu)，此柱狀結(jié)構(gòu)是由沿著容器軸向延伸的長(zhǎng)形凹面或凸面所構(gòu)成。
本發(fā)明再一觀點(diǎn)的合成樹(shù)脂容器亦由雙軸拉伸吹制成形法形成，其主體上具有向心延伸的數(shù)條凹痕，這些凹痕定義出朝其集中處傾斜的凹入多面狀器壁區(qū)。
此凹入多面狀器壁區(qū)較佳是作為降壓吸收板，其可具有四邊形的輪廓，且各凹痕是由四邊形的四角向中央延伸集中，而在其集中處較佳形成有與容器軸向垂直的橫向凹溝。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的具有腰身的合成樹(shù)脂容器的前視圖；圖2(a)及圖2(b)分別為圖1的容器的俯視圖與仰視圖，且圖2(c)～(i)圖分別為圖1的c-c～i-i切割線的剖面圖；圖3為圖1所示的容器的補(bǔ)強(qiáng)肋條的前視圖；圖4為圖1所示的容器的腰身部分的前視圖；圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例的合成樹(shù)脂容器的前視圖；圖6為圖5所示的合成樹(shù)脂容器沿6-6切割線的剖面圖；圖7為本發(fā)明第三實(shí)施例的合成樹(shù)脂容器的前視圖；圖8為本發(fā)明第四實(shí)施例的合成樹(shù)脂容器的前視圖；圖9為圖8所示的合成樹(shù)脂容器沿9-9切割線的剖面圖；圖10為降壓吸收板的主要部分；圖11為本發(fā)明第五實(shí)施例的合成樹(shù)脂容器的前視圖；圖12為圖11所示的合成樹(shù)脂容器沿12-12切割線的剖面圖；以及圖13為圖11所示的容器中，降壓吸收板的放大圖。
11腰身11a環(huán)狀溝槽12補(bǔ)強(qiáng)肋條21、31容器主體22容器的口部23溝槽24、34～39降壓吸收板25、32橫向肋條25a凹下部分26、33縱向肋條27柱狀結(jié)構(gòu)27a凹面28凹陷部分34a～d、35a～d、38a～d、39a～d凹入多面形器壁40橫向凹溝c-c i-i、6-6、9-9、12-12切割線L容器主體的表面高度L1環(huán)狀溝槽11a的溝底高度L2補(bǔ)強(qiáng)肋條12的上緣高度P容器的軸心
R凹痕R0凹痕的集中點(diǎn)具體實(shí)施方式
圖1～圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例的合成樹(shù)脂容器。此容器的容量為2.0升，其截面略呈四邊形。標(biāo)號(hào)11為將容器主體分為上下兩段的腰身。該腰身11是由朝容器內(nèi)側(cè)突出，且環(huán)繞瓶體一周的環(huán)狀溝槽11a所構(gòu)成。
標(biāo)號(hào)12為上緣高于環(huán)狀溝槽11a的底部，但低于容器主體表面的補(bǔ)強(qiáng)肋條，其頂端呈圓弧狀。在此實(shí)施例中，補(bǔ)強(qiáng)肋條12設(shè)置于容器主體的四個(gè)角端。
公知設(shè)置在容器主體上、將其區(qū)分成上下兩段的腰身僅具簡(jiǎn)單凹入的形狀，原本是用來(lái)改善容器的剛性。但因器壁薄化之故，此部分的強(qiáng)度會(huì)降低，所以在容器上部或底部加上荷重時(shí)容易挫曲，且在握住容器中時(shí)容易凹入。
請(qǐng)參照?qǐng)D3，其為繪示圖1所示的容器的補(bǔ)強(qiáng)肋條12的前視圖。此種補(bǔ)強(qiáng)肋條12設(shè)置于腰部11上，且有作為容器骨架的功能。因此，在握住容器瓶體時(shí)的變形量很小，且容器的挫曲強(qiáng)度亦可顯著改善。
如圖3所示，為避免應(yīng)力集中的問(wèn)題，并穩(wěn)定容器的外觀形狀，補(bǔ)強(qiáng)肋條12可形成單一的圓弧狀。再者，如圖4的腰身部分的放大圖所示，為有效發(fā)揮其功能，補(bǔ)強(qiáng)肋條12的上緣高度L2低于容器主體的表面高度L，但高于環(huán)狀溝槽11a的溝底高度L1。再者，補(bǔ)強(qiáng)肋條12在(容器主體)周圍方向上的延伸幅度系跨過(guò)容器的角端部分，而延伸到位于容器壁正面的腰身部分。
雖然上述實(shí)施例所說(shuō)明者為具四邊形截面，且形成有補(bǔ)強(qiáng)肋條12的容器，但此容器的截面形狀卻不僅限于圖標(biāo)者。亦即，本發(fā)明的容器不但可具有長(zhǎng)方形、五邊形或六邊形等截面形狀，也適用圓形的截面形狀。再者，雖然以上所述者為2.0升的容器，但容器的容量方面亦無(wú)限制，即500毫升以下、1.0升或1.5升的較小容器，或是2.0升以上的超大容器皆可適用。
構(gòu)成容器的樹(shù)脂可以是聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯樹(shù)脂等熱塑性樹(shù)脂，且此容器可使用吹制成形法來(lái)制造，其原料為以押出成形或射出成形法所得的預(yù)形物。
上述吹制成形的容器以常溫或高溫的內(nèi)容物填充皆可。特別是當(dāng)內(nèi)容物為高溫的液體時(shí)，所用的容器除了適合以單次雙軸拉伸吹制法這種常見(jiàn)的方法形成之外，還適合以其間插入加熱處理的至少兩次雙軸拉伸吹制程序來(lái)形成，以進(jìn)一步改善容器的耐熱性。但是，不論是采用那一種制法所得的容器，只要其主體具有腰身，且該腰身上設(shè)置有補(bǔ)強(qiáng)肋條12，皆可以達(dá)成改善強(qiáng)度的功效。
如上所述，在圖1～4所繪示的實(shí)施例中，腰身11是由向容器內(nèi)側(cè)突出、且環(huán)繞容器體的環(huán)狀溝槽11a所構(gòu)成；并且，通過(guò)上緣高于環(huán)狀溝槽11a底部且低于容器主體表面，且頂端呈圓弧狀的補(bǔ)強(qiáng)肋條12的設(shè)計(jì)，即可在容器壁薄化的情形下防止握持的腰身部分產(chǎn)生變形。再者，此種設(shè)計(jì)還可以顯著地提升容器的挫曲強(qiáng)度或剛性。
圖5～圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例的合成樹(shù)脂容器，其中標(biāo)號(hào)21為容器主體，22為與容器主體21一體成形的口部。標(biāo)號(hào)23為提升剛性而設(shè)計(jì)在容器主體21上的溝槽，其將容器主體21分為上下兩段，而標(biāo)號(hào)24即為降壓吸收板。降壓吸收板24的功能為防止容器變形現(xiàn)象，其是因內(nèi)容物冷卻的體積變化所造成者。
另外，標(biāo)號(hào)25為形成在容器主體上，且橫切過(guò)降壓吸收板24的橫向肋條。橫向肋條25其長(zhǎng)度方向的中央部分具有與容器主體表面齊平，或與容器主體表面之間僅有些微落差的凹下部分25a。
標(biāo)號(hào)26者為與橫向肋條間隔配置的補(bǔ)強(qiáng)用縱向肋條，27為瓶體周圍4個(gè)部分所形成的柱狀結(jié)構(gòu)。此柱狀結(jié)構(gòu)27例如是由沿著容器軸心方向延伸的縱長(zhǎng)折線狀凹面27a所構(gòu)成。
以單次雙軸拉伸成形法制得的合成樹(shù)脂容器，以及經(jīng)過(guò)至少兩次雙軸拉伸吹制成形程序及其間的加熱處理的合成樹(shù)脂容器，后者例如是日本專利公報(bào)第平7-67732號(hào)所揭露者，皆是已知的合成樹(shù)脂容器種類。這兩種容器的主體部分上殘留的應(yīng)力皆可大幅降低，且樹(shù)脂材料的密度亦可增加，所以對(duì)外加高溫的抵抗性較高。然而，在薄化器壁以減少容器單體的樹(shù)脂用量的趨勢(shì)下，對(duì)一般的這種容器而言，即使其上設(shè)置有維持其保形性的橫向肋條，也無(wú)法避免此橫向肋條因內(nèi)容物的重量(水頭壓)或高溫而彎曲的問(wèn)題。在此情形下，由于橫向肋條產(chǎn)生的是塑性變形，故即使在內(nèi)容物冷卻之后，其形狀仍無(wú)法復(fù)原，而將使容器的外觀變差。然而，如圖5～圖6所示，由于橫向肋條25上形成的凹下部分25a與容器主體表面的高度相同，或是與容器主體表面之間僅有很小的落差，故可以防止橫向肋條25整體的彎曲，而能保持容器原有的形狀。同時(shí)，橫向肋條25也可以有效地發(fā)揮其功能，使容器具有較高的剛性。再者，橫向肋條25較佳是橫切過(guò)降壓吸收板24，即沿其寬度方向配置。
另外，雖然圖5所示的橫向肋條25的兩端分別延伸到一個(gè)柱狀結(jié)構(gòu)27，但為免對(duì)柱狀結(jié)構(gòu)27的功能產(chǎn)生不良的影響，橫向肋條25以不延伸至柱狀結(jié)構(gòu)27者較佳。此外，為使容器在其上或下部施加荷重時(shí)柱狀結(jié)構(gòu)27不易產(chǎn)生挫曲現(xiàn)象，此柱狀結(jié)構(gòu)27宜具有折線狀的凹面27a或R形的凸面27a。
各橫向肋條25間靠近柱狀結(jié)構(gòu)27處設(shè)置有縱向肋條26。因?yàn)橛锌v向肋條26的設(shè)置，所以在握持容器而使其因荷重而變形時(shí)，會(huì)在固定的部位(本實(shí)施例中橫向肋條25的末端方向)產(chǎn)生變形。因此，在造成變形的荷重消失后，容器可以直接回復(fù)到原來(lái)的形狀。也就是說(shuō)，容器變形之后的回復(fù)性得以提升。
請(qǐng)參照?qǐng)D7，其為本發(fā)明第三實(shí)施例的合成樹(shù)脂容器。在本實(shí)施例中，縱向肋條26的周圍設(shè)有低于容器瓶體表面的凹陷部分28，也就是說(shuō)容器成形時(shí)縱向肋條26的輪廓形狀會(huì)浮現(xiàn)出來(lái)。藉由凹陷部分28的設(shè)置，容器近角端處的補(bǔ)強(qiáng)效果將更為增加。同時(shí)，橫向肋條25的長(zhǎng)度較短，并未延伸至柱狀結(jié)構(gòu)27。如果采用上述設(shè)計(jì)，則具四邊形截面的容器的抗挫曲強(qiáng)度將更為提高，且容器變形后的回復(fù)性亦將進(jìn)一步加強(qiáng)。
接著，進(jìn)行兩次雙軸拉伸吹制程序及其間的加熱處理，并以聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯樹(shù)脂作為原料以形成容器時(shí)，系依照以下的要點(diǎn)。
首先，將壓出成形或射出成形的預(yù)形物加熱，使其呈可塑狀態(tài)，其溫度例如是70～130℃，且較佳為90～120℃。接著，在50～230℃(較佳70～180℃)及延伸倍數(shù)4～22倍(較佳6～15倍，使瓶體具有過(guò)大尺寸(oversize)，即其容量為預(yù)定的完成品的1.2～2.5倍)的條件設(shè)定下，進(jìn)行一次雙軸拉伸吹制成形程序。然后，將所得的吹制成形品于110～255℃之下，較佳于130～200℃之下進(jìn)行熱處理步驟，強(qiáng)迫其尺寸收縮為原先的0.60～0.95倍，以除去殘留的應(yīng)力。接著，于60～170℃(較佳80～150℃)的溫度下進(jìn)行第二次雙軸拉伸吹制成形程序。當(dāng)然，如不采用上述條件，直接以一次雙軸拉伸吹制成形程序形成容器也可以。
如上所述，在圖5～圖6或圖7所示的耐熱性佳的樹(shù)脂容器主體上形成有補(bǔ)強(qiáng)用的橫向肋條27，此橫向肋條27具有與容器表面等高，或與容器表面間僅有些微高度差異的凹下部分27a，以在薄化容器壁以削減樹(shù)脂用量的情形下，使容器維持較高的保形性。
圖8～圖10為本發(fā)明第四實(shí)施例的合成樹(shù)脂容器，其中標(biāo)號(hào)31為容器主體，32及33分別為形成在容器主體31的適當(dāng)部分的補(bǔ)強(qiáng)用橫向肋條及縱向肋條，而標(biāo)號(hào)34～39則為降壓吸收板，其例如是如圖標(biāo)般呈直線排列在容器主體31上。
如圖所示，降壓吸收板34～39中36與37具有平坦的表面，而34、35、38及39則具有朝中央點(diǎn)延伸集中的凹痕(向內(nèi)突出的凹痕)R，其定義出數(shù)個(gè)凹入的多面狀器壁區(qū)，該些壁面34a～34d、35a～35d、38a～38d及39a～39d朝凹痕集中點(diǎn)R0傾斜，詳情如圖10所示。
由于第8～10圖為的實(shí)施例中的降壓吸收板34、35、38及39皆各自具有凹入的多面狀器壁區(qū)，且凹痕R可作為補(bǔ)強(qiáng)降壓吸收板的骨架，而可避免因內(nèi)容物的水頭壓所造成的容器擴(kuò)張現(xiàn)象。同時(shí)，降壓吸收板34、35、38及39的整個(gè)壁面皆可吸收因內(nèi)部減壓所導(dǎo)致的變形量，且其功能因凹痕R的存在而不會(huì)降低。
另外，如圖8所示，此情形下亦適合使用具有平坦表面的降壓吸收板36及37，以穩(wěn)定容器的形狀。也就是說(shuō)，本發(fā)明在容器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，可以適當(dāng)?shù)亟M合使用具平坦表面的降壓吸收板及具凹入多面器壁的降壓吸收板。
圖11～13繪示本發(fā)明第五實(shí)施例的合成樹(shù)脂容器。此實(shí)施例的合成樹(shù)脂容器與圖8～圖10所示者的差異在于降壓吸收板34、35、38及39的凹痕集中點(diǎn)R0上形成有橫向凹溝40，其走向是與容器的軸向P垂直。此橫向凹溝40的設(shè)計(jì)，為進(jìn)一步提升降壓吸收板34、35、38及39的防止容器因水頭壓而擴(kuò)張的功效。
此外，雖然在圖11～圖13所繪示的第五實(shí)施例的說(shuō)明中，凹入多面器壁適用在厚度較小的降壓吸收板34、35、38及39上，但是此種凹入多面器壁亦可直接設(shè)置在容器主體31上，并不僅限定使用在降壓吸收板上。
如上所述，在圖11～圖13所示的第五實(shí)施例中，由于合成樹(shù)脂容器的瓶體上設(shè)置有向心集中的數(shù)條凹痕，且該些凹痕定義出向集中點(diǎn)傾斜的凹入多面器壁區(qū)，所以此合成樹(shù)脂容器可具有良好的耐熱性。因此，即使在薄化容器壁以削減樹(shù)脂使用量的情形下，仍可維持較高的保形性。
由以上內(nèi)容可知，本發(fā)明可以解決公知技藝的多種問(wèn)題，即可有，效地防止因容器壁薄化所造成的剛性降低問(wèn)題，而令合成樹(shù)脂容器具有所需的保形性。
權(quán)利要求
1.一種合成樹(shù)脂容器，其特征是，該容器具有一多邊形的截面，且具有將其主體區(qū)分為上下兩段的一腰身，該腰部是由朝該容器內(nèi)側(cè)突出，且環(huán)繞該容器主體一圈的環(huán)狀溝槽所構(gòu)成，又該環(huán)狀溝槽上設(shè)置有上緣高度高于其溝底，且低于該容器主體表面的補(bǔ)強(qiáng)肋條，且該補(bǔ)強(qiáng)肋條設(shè)置在多邊形的截面的各角端，并且跨過(guò)該角端的范圍。
2.如權(quán)利要求1所述的合成樹(shù)脂容器，其特征是，該補(bǔ)強(qiáng)肋條的頂端呈圓弧狀。
3.一種合成樹(shù)脂容器，其特征是，其是以雙軸拉伸吹制成形法制成，且其主體上形成有向心集中于一點(diǎn)的復(fù)數(shù)條凹痕，該些凹痕定義出朝該些凹痕的集中點(diǎn)傾斜的凹入多面狀器壁區(qū)。
4.如權(quán)利要求3所述的合成樹(shù)脂容器，其特征是，其中該凹入多面狀器壁區(qū)作為一降壓吸收板。
5.如權(quán)利要求4所述的合成樹(shù)脂容器，其特征是，其中降壓吸收板的輪廓呈一四邊形，且該些凹痕是由該四邊形的四角向心集中延伸。
6.如權(quán)利要求3、4或5所述的合成樹(shù)脂容器，其特征是，其中該集中點(diǎn)上更設(shè)置有與該容器的軸向垂直的橫向凹溝。
全文摘要
一種合成樹(shù)脂容器，該容器具有將其主體區(qū)分為上下兩段的一腰身，該腰身是由朝容器內(nèi)側(cè)突出，且環(huán)繞容器主體的環(huán)狀溝槽所構(gòu)成，又該環(huán)狀溝槽上設(shè)有高于其溝底，且低于該容器主體表面的補(bǔ)強(qiáng)肋條。該容器主體上并可設(shè)有補(bǔ)強(qiáng)用橫向肋條，其具有與該容器表面同高，或與該容器表面之間僅有少許高度差異的一凹下部分。該容器主體上亦可形成向心集中的復(fù)數(shù)條凹痕，其定義出朝該些凹痕的集中點(diǎn)傾斜的凹入多面器壁區(qū)。
文檔編號(hào)B65D1/40GK1781812SQ20051012767
公開(kāi)日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2002年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月27日
發(fā)明者筒井直樹(shù), 田邊隆次, 齊藤浩通 申請(qǐng)人:株式會(huì)社吉野工業(yè)所