[发明专利]具有压敏板的容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力可调容器，更具体地说涉及能灌装热的液体的聚酯容器，和用于这种容器的改进的侧壁结构。

背景技术

“热灌装”应用由于在灌装时和刚刚封盖后的热应力、液体压力和当液体冷却时的真空压力而在容器结构上施加很大且复杂的机械应力。

由于热的液体的引入，热应力被施加到容器的壁上。热的液体导致容器壁软化且不均匀地收缩，造成容器的扭曲变形。因此，聚酯必须经过热处理以便使分子结构发生变化，从而使容器表现出热稳定性。

在灌装过程中及此后很长时期内，压力和应力作用于耐热容器的侧壁上。当容器被灌入热的液体并且被密封时，初始的液体压力和增加的内部压力作用于容器上。当液体和盖下面的空气顶部空间随后冷却时，热收缩导致容器被局部抽空。由冷却造成的真空趋向于使容器壁机械变形。

通常而言，结合有多个纵向平面的容器更易于耐受真空力。Agrawal等人的美国专利4497855公开了一种具有多个由结合区域(land area)分开的凹陷折叠板(recessed collapse panels)的容器，可使之在真空力作用下均匀地向内变形。真空作用受到控制，而又不影响容器的外观。所述板被向内拉，以消除内部的真空并从而防止过大的力被施加到容器结构上，否则所述力将使刚性支柱或结合区域的结构产生变形。然而，各板中可得到的“弯曲”量受到限制，当趋近极限值时，传递到侧壁上的力就增大。

为了使传递到侧壁上的力的作用效果最小化，许多现有技术致力于在容器上、包括所述板上设置硬化区，以防止容器结构屈服于真空力。

贯穿容器的水平或垂直环形部分或“肋”的设置在容器结构中是常见的做法，并且不限于热灌装容器。这样的环形部分将加强其所配置的部位。Cochran的美国专利No.4372455公开了一种置于在真空力下承受向内变形的静水压力的平面之间的区域内的纵向加强环形肋。Aklho Ota等人的美国专利No.4805788公开了一种在所述板的旁侧的纵向延伸肋，用以加强容器。Akiho Ota还公开了在结合区域的侧部中设置一个较大的台阶的加强效果。这为板之间的肋区域提供了较大的尺寸和强度。Akiho Ota等人的美国专利No.5178290公开了加强所述板区域本身的凹槽。

Akiho Ota等人的美国专利No.5238129进一步公开了环形肋，该环形肋以条形方式水平取向地在上部、下部和外部加强瓶子的热灌装板部分。

除了需要对容器抗热应力和真空应力的能力进行加强外，还需要考虑到初始液体压力，以及当热液体被引入并随后封盖时作用于容器上的增强的内部压力。这导致在容器侧壁上产生应力。这迫使热板向外运动，导致容器鼓起。

因此，Hayashi等人的美国专利No.4877141公开了一种板结构，其可以承受由内部液体压力和温度造成的初始的且固有的向外弯曲，及随后在冷却过程中由于产生真空导致的向内弯曲。重要的是，所述板的形状相对保持平坦，但中心部分略有移动以便加强该板，但不防止其径向向内和向外移动。然而，由于所述板大体上是平的，因而移动量在两个方向上都受到限制。必然地，为了有特好的弹性，没有板肋，这会阻止所述板作为整体向外和向内的返回运动。

Krishnakumar等人的美国专利5908128公开了另一种柔性板，用于对灌装后产生的液体压力和温度力产生反应。公开了相对标准的“热灌装”式容器的几何形状，用于“可巴斯德式灭菌”(pasteurizable)的容器。据称巴式灭菌过程不需要容器在灌装前被热定形，因为液体在较冷的状态下被引入并且在封盖之后被加热。采用凹板来补偿压力差。然而，为了在径向向内运动和随后的径向向外运动中均是易弯曲的，所述板保持一种浅的向内的弓形，用以承受对巴式处理过程的内部压力和温度变化的反应。封盖后持续一段时间的温度增加，使塑料材料软化并且因此允许向内弯曲的板在所产生的力的作用下更易于弯曲。然而，其揭示了太大的弯曲将会阻止这种情况。当被迫进入相反的弓形时，设置浅的弓形以及材料在热作用下的软化，均避免永久变形。因此，正象在标准热灌装瓶中那样，传递给容器壁的力的量又是由板的可弯曲量确定。然而，由于需要在板的径向形状上保持一个浅的凹形，所以弯曲量受到限制。因此，该瓶可以许多标准方式被加强。