CN101198525A - 对真空相关力产生反应的容器底部结构 - Google Patents

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Abstract

一种塑料容器，具有适于真空压力吸收的底部。该底部包括支撑容器的接触环、直立壁、和中心部。该直立壁邻接并大体围绕接触环。该中心部至少部分地由隆起和大体围绕该隆起的倒置环限定。隆起和倒置环可移动，以适应容器内产生的真空相关力。

Description

对真空相关力产生反应的容器底部结构
相关申请的交叉引用
本申请是2005年4月28日提交的美国专利申请No.11/116,764的继续部分；该申请是2003年5月23日提交的美国专利申请No.10/445,104的继续，并且被共同转让。
技术领域
本发明大致涉及盛装商品，尤其是液体商品的塑料容器。更具体地说，本发明涉及一种无板(panel-less)的塑料容器，其具有允许底部充分吸收真空压力而在容器其它部分没有不希望的变形的底部结构。
背景技术
由于环境和其它相关原因，目前塑料容器，具体地说，聚酯容器，更具体地说，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)容器被越来越多地用于包装以前用玻璃容器供应的许多商品。制造商、灌装商和消费者已经认识到PET容器轻质、便宜、可再生和大批量生产。
制造商目前供应的PET容器用于各种各样的液体商品，诸如果汁和等渗饮料(isotonic beverage)。供应商经常在液体产品处于高温时，典型地在155-205(68℃-96℃)之间，通常在大约185(85℃)时将这些液体产品灌装入容器。当用这种方式包装时，在灌装的同时，液体商品的高温对容器进行消毒。装瓶行业称该工艺为高温灌装，设计成经受这种工艺的容器称为热灌装容器或热定形容器。
热灌装工艺可用于具有高酸含量的商品，但是，通常不可用于非高酸含量的商品。然而，非高酸含量商品的制造商和灌装商也希望用PET容器供应他们的商品。
对于非高酸商品，巴氏灭菌法和蒸馏是优选的消毒工艺。由于热定形容器不能经受住巴氏灭菌法和蒸馏所要求的温度和时间，巴氏灭菌法和蒸馏法均对PET容器的制造商提出了巨大的挑战。
巴氏灭菌法和蒸馏都是在灌装后对容器内的物质进行蒸煮或消毒的工艺。两种工艺均包括将容器内的物质加热到特定温度，通常高于大约155(约70℃)，并保持一定的时长(20-60分钟)。蒸馏与巴氏灭菌法不同之处在于蒸馏采用更高的温度消毒容器和蒸煮容器内的物质。蒸馏也从外部对容器施加高气压，以抵消容器内的压力。从外部对容器实施的压力是必要的，因为经常使用热水浴，过压保持水且容器内的液态物质在高于它们各自的沸点温度时处于液态。
PET是一种可结晶聚合物，意味着其可处于非晶形态或半晶形态。PET容器保持其材料完整性的能力与PET容器结晶形态的百分比，也称为PET容器的“结晶度”有关。下列方程式定义结晶度的百分比与体积分数的关系：
Figure S2005800501324D00021
其中ρ是PET材料的密度；ρa是纯非晶态PET材料的密度(1.333g/cc)；而ρc是纯晶体材料的密度(1.455g/cc)。
容器制造商使用机械处理和热处理来提高容器的PET聚合物结晶度。机械处理包括使非晶态材料取向，以达到机械硬化。这种处理通常包括沿着纵轴拉伸PET预制件，并且沿着横向或径向轴扩张PET预制件，以形成PET容器。这种组合促进了制造商所定义的容器中分子结构的双轴取向(biaxial orientation)。PET容器的制造商目前使用机械处理来生产在容器的侧壁具有大约20％的结晶度的PET容器。
热处理包括对材料进行加热(非晶态或半晶态)，以促使晶体生长。对于非晶态材料，PET材料的热处理产生球晶形态，其干扰光的透射。换句话说，所形成的结晶材料不透明，因此，通常是不合需要的。然而，在机械处理之后使用的热处理引起那些具有双轴取向的容器部分具有更高的结晶度和优质的透明性。取向的PET容器的热处理，通常称为热定形，典型地包括将PET预制件靠在加热到大约250-350(约121℃-177℃)的模具上吹塑，并将吹塑成的容器在加热的模具上保持大约二(2)到五(5)秒。必须在大约185(85℃)进行热灌装的PET果汁瓶的制造商，目前使用热定形来生产具有总体结晶度在25-30％范围内的PET瓶。
当热灌装后，将热定形的容器封盖，并使其在通常灌装的温度下放置大约五(5)分钟，这里容器与产品然后主动冷却，之后传送到贴标签、装箱、和运输操作。冷却降低容器内液体的容积。该产品的收缩现象导致在容器内产生真空。通常，容器内的真空压力范围比大气压小1-380mmHg(即，759mmHg-380mmHg)。如果不被控制或另外调节，这些真空压力导致容器变形，从而造成影响美观的容器或者结构不稳定的容器。通常，工业上用侧壁结构或真空板适应真空相关的压力。通常真空板以受控的方式在真空压力下向内部变形，以消除在容器的侧壁的不期望的变形。
尽管真空板使容器可以经受热灌装程序的严苛要求，但板具有局限性和缺陷。首先，真空板不能够实现光滑的、像玻璃一样的外观。其次，包装者经常将卷绕或套筒状标签贴在容器上覆盖真空板。在侧壁和真空板上的这些标签的外观经常变得皱褶和不光滑。另外，抓住容器的人通常感觉到标签下的真空板，并且经常将标签推进各个板缝隙和凹处。
进一步的改进致使在容器的侧壁中使用捏式把手(pinch grip)的几何结构，以帮助控制由真空压力引起的容器变形。然而，捏式把手的几何结构存在与真空板相似的局限性和缺陷。
另一种使热灌装塑料容器达到上述目的、而无需真空适应的结构特征的方式是通过使用定量给氮技术(nitrogen dosing technology)而实现的。然而该技术的缺点是，目前技术能够达到的最大生产线速度被限制在大约200个容器每分钟。如此低的线速度是难以接受的。另外，定量给料的一致性尚未达到可获得高效运行的技术水平。
因而需要一种改进的容器，其能够适应由热灌装所产生的真空压力，并能模仿侧壁基本没有几何形状的玻璃容器的外观，具有光滑的、像玻璃一样的外观。所以本发明的目的就是提供这样的容器。
发明内容
因此，本发明提供一种塑料容器，该塑料容器在被热灌装和冷却到室温后的任何随后的处理中，其保持美观和机械整体性，该塑料容器具有底部结构，其允许由底部充分吸收真空压力，而在容器的其它部分没有不期望的变形。在玻璃容器中，容器不移动，其结构必须限制所有压力和力。在袋状容器中，容器容易移动并符合产品形状。本发明多少有点高明之处，提供移动区域和不移动区域。最终，本发明的塑料容器的底部移动或变形后，容器的剩余全部结构限制全部预期的附加压力或力，而不塌陷。
本发明包括一种塑料容器，具有上部、主体或侧壁部，和底部。上部包括限定容器嘴部的开口。体部从上部延伸到底部。底部包括至少部分地由隆起和倒置环限定的中心部。隆起在剖面中具有大体截锥形，且倒置环在剖面中具有大致S形几何形状。
结合附图，本发明的其它特征和优点对本领域技术人员来说是显而易见的，本发明涉及优选实施例的随后的描述和附加权利要求。
附图说明
图1是根据本发明的塑料容器的正视图(容器被模制且为空时)。
图2是根据本发明的塑料容器的正视图(容器被灌装且密封时)。
图3是图1所示塑料容器的一部分的底部透视图。
图4是图2所示塑料容器的一部分的底部透视图。
图5是大致沿图3的线5-5截取的塑料容器的剖面图。
图6是大致沿图4的线6-6截取的塑料容器的剖面图。
图7是与图5类似的塑料容器的剖面图，表示另一实施例。
图8是与图6类似的塑料容器的剖面图，表示另一实施例。
图9是塑料容器另一实施例的底部视图(容器被模制且为空时)。
图10是大致沿图9的线10-10截取的塑料容器的剖面图。
图11是图9所示的塑料容器的实施例的底部视图(塑料容器被灌装且密封时)。
图12是大致沿图11的线12-12截取的塑料容器的一个剖面图。
具体实施方式
实际上，以下优选实施例的描述仅仅示例性的，决不意味着限制本发明或本发明的应用或使用。
如上所述，为了在冷却PET热定形容器内的物质的过程中适应真空相关的力，容器通常具有围绕其侧壁的一系列真空板或捏式把手。真空板和捏式把手在真空相关的力的影响下向内部变形，并且防止容器其它位置的不期望的变形。然而，用真空板和捏式把手，容器的侧壁不可能光滑或像玻璃一样，贴在上面的标签常常变得皱褶和不光滑，当最终使用者抓住和拎起容器时，能感到在标签下面的真空板和捏式把手。
在无真空板的容器中，要求受控变形(即：在底部或封口处)和在容器的其余部分中真空抑制相结合。因此，本发明提供一种塑料容器，其底部在热灌装工艺条件下能够容易地变形和移动，同时容器的其余部分保持刚性结构(即，抵抗内部真空)。例如：在一个16液体盎司(fl.oz.)塑料容器中，容器一般应容纳大约20-24立方厘米的容积移位(volume displacement)。在目前的塑料容器里，底部容纳此要求的大部分(如，大约13立方厘米)。塑料容器的其余部分能够容易地适应剩余的容积移位，不容易有明显的变形。
如图1和2所示，本发明的塑料容器10包括：容器口(finish)12，颈部或拉长的颈部14，肩部区域16，体部18，和底部20。本领域技术人员知道并理解颈部14能够有非常短的高度，即，形成从容器口12的短延伸，或如图所示在容器口12和肩部区域16之间延伸的拉长颈部。塑料容器10被设计为在通常是热灌装处理的热处理过程中盛装商品。对于热灌装装瓶的应用，通常装瓶机在大约155至205(大约68℃-96℃)之间的高温下将液体或产品灌装进容器10，并在冷却前用封口28密封容器10。当密封的容器10冷却时，在内部形成轻微的真空或负压，造成容器10，具体地说底部20改变形状。另外，塑料容器10适合于其它高温巴氏灭菌法或蒸馏灌装处理，或其它热处理。
本发明的塑料容器10是由单层或多层材料吹塑成形的双轴取向的整体结构的容器。公知的用于生产可热灌装的塑料容器10的拉伸成形、热定形工艺通常包括聚酯材料(如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))预制件(未示出)的制造，预制件具有本领域技术人员公知的类似于试管的形状，横截面为大体圆柱形，长度大约是容器长度的百分之五十(50％)。机器(未示出)将温度被加热到大约190-250(大约88℃-121℃)度之间的预制件放入形状与塑料容器10相似的模腔(未示出)里。模腔被加热到大约250-350(大约121℃-177℃)之间的温度。拉伸杆设备(未示出)将模腔内的加热的预制件拉伸或延伸到与容器的长度接近的长度，从而沿大体对应于中心纵轴50的轴向对聚酯材料进行分子取向。当拉伸杆延伸预制件时，压力在300 PSI至600PSI(2.07MPa至4.14MPa)的空气协助沿轴向延伸预制件和沿圆周或环形方向膨胀预制件，因而基本上使聚酯材料符合模腔的形状，另外，沿大体垂直于轴向的方向对聚酯材料进行分子取向，因此，容器的大部分形成聚酯材料的双轴分子取向。通常，容器口12和底部20的子部用的材料基本没有被分子取向。加压空气主要迫使双轴分子取向的聚酯材料紧贴模具大约二(2)至五(5)秒的时间段，然后从模具中取出容器。为了实现在底部20内的合适的材料分配，本发明人采用基本上由美国专利No.6,277,321教导的附加的拉伸成形步骤，该专利通过引用结合于此。
可选地，使用包括例如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、PET/PEN混合物或共聚物，和各种各样的多层结构的其它常规材料的其它制造方法适合于制造塑料容器10。本领域技术人员容易知道并且理解塑料容器10制造方法的选择。
塑料容器10的容器口12包括：限定孔口或嘴部22的部分、螺纹区域24、和支撑环26。孔口22允许塑料容器10以盛装商品，而螺纹区域24提供连接带有类似螺纹的封口或盖子28(如图2所示)的装置。可选方案包括接合塑料容器10的容器口12的其它合适装置。从而，封口或盖子28与容器口12接合，以优选地提供塑料容器10的密封。封口或盖子28优选是塑料或金属材料，其对封口行业来说是常规的，且适合于随后的热处理，包括高温巴氏灭菌法和蒸馏。支撑环26在制造的各个阶段从头到尾和在制造的各个阶段承载或取向预制件(塑料容器10的前身)(未示出)。例如，预制件可以被支撑环26承载，一旦制造，支撑环26用于协助将预制件定位在模具中，或者一个最终消费者可使用支撑环26来承载塑料容器10。
塑料容器10的拉长颈部14部分地使塑料容器10能够容纳容积要求。与拉长颈部14整体形成并向下延伸的是肩部区域16。肩部区域16融入拉长颈部14和体部18并且在拉长颈部14和体部18之间提供过渡。体部18从肩部区域16向下延伸到底部20并且包括侧壁30。容器10的底部20的特定结构允许热定形的容器10的侧壁30不必要有附加的真空板或捏式把手，因此，能够是大体光滑的和像玻璃一样。然而，明显轻量的容器将很有可能包括具有真空板、筋、和/或的捏式把手的侧壁，以及底部20。
从体部18向内延伸的塑料容器10的底部20通常包括凸边(chime)32，接触环34和中心部36。如图5、6、7、8、10和12所示，接触环34其自身是底部20的一部分，接触环34与支撑表面38接触，支撑表面38又支撑容器10。这样，接触环34可以是总体上连续地或间歇地围绕底座20的平坦平面或接触线。底部20用于封闭塑料容器10的底部，且与拉长的颈部14、肩部区域16、和体部18一起用于盛装商品。
塑料容器10优选根据上述处理或其它常规热定形处理来热定形。为了适应真空力，同时允许在容器10的体部18中省略真空板和捏式把手，本发明的底部20采取一种新颖和创新的结构。通常，底部20的中心部36具有中心隆起(pushup)40和倒置环42。倒置环42包括上部54和下部58。当从横截面看时(参见图5，7和10)，倒置环42通常是“S”形状。另外，底部20包括直立的圆周壁或边44，其在倒置环42和接触环34之间形成过渡。
如图1-8、10和12所示，当从横截面看时，中心隆起40通常是截锥体的形状，其具有大致平行于支撑表面38的顶面46。在横截面中大致平面的侧表面48朝容器10的中心纵轴50向上倾斜。根据各种设计标准，中心隆起40的精确形状可变化很大。然而，通常中心隆起40(即，截锥体)的总体直径至多是底部20的总体直径的30％。中心隆起40通常是模具中设置预制件浇口的位置。位于顶面46内的是底部20的副部，其包括基本上未分子取向的聚酯材料。
如图3、5、7和10所示，在最初形成时，具有渐进半径的倒置环42完全包围和围绕中心隆起40。当形成时，倒置环42向外突出，位于如果底座20平坦则会处于的表面以下。在中心隆起40和邻近的倒置环42之间的过渡必须陡峭，以便尽可能与中心隆起40附近一样更好地提高取向。这主要用于保证倒置环42，尤其是底部20的下部58的最小壁厚66。通常，倒置环42的下部58的壁厚66是在大约0.008英寸(0.20m)到大约0.025英寸(0.64mm)之间，优选在大约0.010英寸到0.014英寸(0.25mm到0.36mm)之间，例如，对于具有大约2.64英寸(67.06mm)直径的底部的容器。根据精确地测量，顶面46的壁厚70可以是0.060英寸(1.52mm)或者更厚；然而，顶面46的壁厚70迅速地过渡到倒置环42的下部58的壁厚66。倒置环42的壁厚66必须是相对一致和足够薄，以便让倒置环42是挠性地并正确地起作用。在沿着其圆周形状的一点，倒置环42可选择性地表征为小凹口，这虽未示出但在现有技术中众所周知，在贴标签操作期间，它适于容纳棘爪以便于容器绕中心纵轴50旋转。
限定接触环34和倒置环42之间过渡的周向壁或边44，其剖面基本上是直立的直壁，长度为大约0.030英寸(0.76mm)到大约0.325英寸(8.26mm)，优选地，对于底部直径2.64英寸(67.06mm)的容器，周向壁44的长度在大约0.140英寸到大约0.145英寸(3.56mm至3.68mm)之间。对于底部直径5英寸(127mm)的容器，周向壁44可长达0.325英寸(8.26mm)。通常周向壁或边44相对于中心纵轴50的夹角64在大约0度到大约20度之间，优选大约15度。从而，周向壁或边44不需要准确地平行于中心纵轴50。周向壁或边44是在接触环34和倒置环42之间的清楚可辨认的结构。周向壁或边44给接触环34和倒置环42之间的过渡提供强度。该过渡必须陡峭，以便使局部强度最大以及形成几何刚度结构。由此产生的局部强度增加了对底部20中皱褶的抗力。用于底部直径2.64英寸(67.06mm)的容器的接触环34通常具有大约0.010英寸至大约0.016英寸(0.25mm至0.41mm)的壁厚68。优选地，壁厚68至少等于倒置环42的下部58的壁厚66，更有选地，比倒置环42的下部58的壁厚66大大约10％或更多。
当最初成形时，中心隆起40和倒置环42保持如上所述，并且如图1、3、5、7和10所示。因此，当成形时，在倒置环42的上部54和支撑表面38之间测量的尺寸52大于或等于在倒置环42的下部58和支撑表面38之间测量的尺寸56。灌装时，底部20的中心部36和倒置环42在温度和产品的重量作用下，将轻微地向下朝着支撑表面38下垂或偏斜。结果尺寸56几乎变成0，即，倒置环42的下部58实际上是与支撑表面38接触。在容器10的灌装、封口、密封和冷却时，如图2，4，6，8和12所示，真空相关力使中心隆起40和倒置环42升高或向上挤，从而顶替一定容积。在此位置，中心隆起40在剖面中大致保持其截锥体，中心隆起40的顶面46基本上保持与支撑表面38平行。倒置环42被结合到底部20的中心部36并且实际上消失，在形状上变成更加圆锥形(参见图8)。因此，在容器10的封口、密封和冷却时，底部20的中心部36呈现基本上圆锥形的形状，在剖面中表面60大致是平面并且朝容器10的中心纵轴50向上倾斜，如图6和8所示。该圆锥形状和大致的平面60部分地被限定为相对于水平面或支撑表面38成大约7°至大约23°的角度62，更典型地，在大约10°至大约17°之间。当尺寸52的值增加且尺寸56的值减少时，容器10内潜在的移位容积增大。而且，尽管平面60基本上是直的(特别是如图8所示)，本领域技术人员应该理解平面60将经常出现波纹外观。典型的底部直径2.64英寸(67.06mm)的容器，带有底部20的容器10具有从顶面46到支撑表面38测量的成形时底部间隙尺寸72，其值为大约0.500英寸(12.70mm)至大约0.600英寸(15.24mm)(参见图7)。当对真空相关力起反应时，底部20具有从顶面46到支撑表面38测量的灌装时底部间隙尺寸74，其值为大约0.650英寸(16.51mm)至大约0.900英寸(22.86mm)(参见图8)。对于更小或更大的容器，成形时底部间隙尺寸72的值和灌装时底部间隙尺寸72的值可以是成比例地不同。
底部20的中心部36移位的容积量还依赖于底部20中心部36的突出表面面积与底部20的总突出表面面积之比。为了消除在容器10的体部18设置真空板和捏式把手的必要性，要求底部20的中心部36的突出表面面积为底部20总突出表面面积的大约55％，优选地大于大约70％。如图5和7所示，在底部20的相关突出线性长度被表示为A，B，C1和C2。下列的方程定义底部20的总突出表面面积(PSAA)：
PSAA＝π(1/2A)2
从而，对于底部直径为2.64英寸(67.06mm)的容器来说，其总突出表面面积(PSAA)是5.474平方英寸(35.32cm2)。下列的方程式定义底部20的中心部36的突出表面面积(PSAB)：
PSAB＝π(1/2B)2
其中B＝A-C1-C2。对于底部直径为2.64英寸(67.06mm)的容器来说，其凸边32的长度(C1和C2)通常在大约0.030英寸(0.76mm)至大约0.34英寸(8.64mm)的范围内。从而，B尺寸通常在大约1.92英寸(48.77mm)至大约2.58英寸(65.53mm)的范围内。例如，如果C1和C2等于0.120英寸(3.05mm)，底部20的中心部36的总突出表面面积(PSAB)是大约4.524平方英寸(29.19cm2)。因此，在这个例子中，底部直径为2.64英寸(67.06mm)的容器的底部20的中心部36的突出表面面积(PSAB)是底部20总突出表面面积(PSAA)的大约83％。百分比越大，容器10能够适应的真空量就越大，而在容器10的其它区域没有不期望的变形。
压力以均匀的方式作用在真空状态下的塑料容器的内部。然而，基于几何形状(即，表面面积)不同，力将不同。下列的方程定义圆形剖面的容器中的压力：
P＝F/A
其中F代表力，单位是磅，A代表面积，单位是平方英寸。如图1所示，d1表示底部20的中心部36的直径和d2表示体部18的直径。继续参照图1，I表示塑料容器10的光滑标签板区域，即体部18的从肩部区域16的底部到凸边32的顶部的高度。如上所述，本领域技术人员知道并理解在体部18中增加的几何形状(即，筋)具有加强的效果。以下分析仅仅考虑没有这种几何形状的容器的那些部分。
如上所述，下列的方程定义与底部20的中心部36有关的压力(PB)：
PB＝F1/A1
其中F1代表施加在底部20的中心部36上的力，A1＝πd1 2/4代表与底部20的中心部36相关的面积。类似地，下列方程式定义体部18相关的压力(PBP)：
PBP＝F2/A2
其中F2代表施加在体部18上的力，A2＝πd2l代表与体部18相关的面积。因此，下列方程式定义施加在容器10的体部18上的力与施加在底部20的中心部36上的力的比率：
F2/F1＝4d21/d1 2
为优化性能，上述力的比例应该小于10，具有较低的比率值是最理想的。
如上所述，容器10的底部20和体部18之间的壁厚差别也很重要。体部18的壁厚必须足够大，以让倒置环42适当的挠曲。当上述力的比率接近10时，容器10的底部20的壁厚需要比体部18的壁厚小得多。根据底部20的几何形状和让倒置环42适当挠曲所需的力的量，即，移动的容易程度，体部18的壁厚平均必须比底部20壁厚大至少15％。优选地，体部18的壁厚是倒置环42的下部58的壁厚66的二(2)倍到三(3)倍之间。一旦底部20完成移动，如果容器必须承受更大的力，无论是使倒置环42开始挠曲需要的力，还是适应附加的力，都需要更大的差。
下列表格是各种容器的说明，展示上述的原则和概念。
容器尺寸 500ml 500ml    16液体盎司     16液体盎司     20液体盎司
    D1(英寸)   2.400   2.422     2.386     2.421     2.509
    D2(英寸)   2.640   2.640     2.628     2.579     2.758
    I(英寸)   2.376   2.819     3.287     3.125     2.901
    A1(英寸2)   4.5   4.6     4.4     4.6     4.9
    A2(英寸2)   19.7   23.4     27.1     25.3     25.1
    力的比率   4.36   5.07     6.16     5.50     5.08
    体部(18)平均壁厚(英寸)   0.028   0.028     0.029     0.026     0.029
    接触环(34)平均壁厚(68)(英寸)   0.012   0.014     0.015     0.015     0.014
    倒置环(42)平均壁厚(66)(英寸)   0.011   0.012     0.012     0.013     0.012
    成形时底部间隙(72)(英寸)   0.576   0.535     0.573     0.534     0.550
    灌装时底部间隙(74)(英寸)   0.844   0.799     0.776     0.756     0.840
    重量(克)   36   36     36     36     39
在上述的所有示例性实例中，容器的底部充当容器的主要变形机构。体部(18)的壁厚与底部(20)壁厚的比较关系部分地取决于力的比率和容器几何形状。人们可以对非圆形剖面(即，长方形或正方形)的容器进行相似的分析，得到相似的结果。
从而，相比于底部基本平坦的容器，容器10的底部20的薄的、可挠曲的、弯曲的、大体为“S”形几何形状的倒置环42允许更大的容积移位。图1-6表示的底部20具有向外展开(flared-out)的几何形状，作为增加中心部36的突出面积的手段，从而增加其对真空相关力产生反应的能力。因为向外展开的几何形状向内部稍微地变形，向外展开的几何形状进一步提高反应，增加容积移位能力。然而，发明人已经发现向外展开的几何形状并非总是必需的。图7、8、10和12示出了本发明没有向外展开的几何形状的优选实施例。即，凸边32直接地与侧壁30结合，因此给容器10更加常规的视觉外光。类似的附图标记描述各个实施例中类似的元件。
发明人确定如果歪斜，倒置环42的“S”形几何形状更好地工作(参见图7)。即，如果倒置环42的上部54在剖面中显示的曲线半径76明显小于与下部58相关的相邻曲线的半径78。即，半径76具有至多是半径78的35％的值。该歪斜的“S”几何形状有助于优化容积移位的程度，同时保持反应的容易程度。该歪斜的“S”几何形状提供显著的容积移位，同时使倒置环42产生移动所需的真空相关力最小。从而，当容器10包括明显小于半径78的半径76并且是在真空相关力作用下时，平面60经常地能够达到一般比其它可能方式更大的角度62。例如，大体上，对有底部直径为2.64英寸(67.07mm)的容器10，半径76大约是0.078英寸(1.98mm)，半径78大约是0.460英寸(11.68mm)，且在真空相关的力(作用)下，角度62是大约16°到17°。本领域技术人员应知道和理解，对于半径76，半径78，和角度62的其它的值是切实可行的，尤其是对具有不同底部直径尺寸的容器。
尽管并非总是必要，发明人通过增加与侧表面48基本上平行的三个凹槽80进一步改进底部20的优选实施例。如图9和10所示，凹槽80等间隔地围绕中心隆起40。凹槽80在剖面中具有基本上半圆形的结构，并且表面与相邻的侧面48光滑混合。通常，对于具有底部直径2.64英寸(67.06mm)的容器10，凹槽80相对侧面48具有大约0.118英寸(3.00mm)的深度82，典型地对于标称容量在16液体盎司和20液体盎司之间的容器。发明人预计，作为取代更传统方法的替代方法，具有凹槽80的中心隆起40适于在贴标签过程中与绕中心纵轴50旋转容器10的可伸缩轴(未示出)接合。尽管示出三(3)个凹槽80，并且三个凹槽是优选的结构，本领域技术人员知道并且理解，其它数量(即，2，4，5，或6)的凹槽80可能适于某些容器结构。
当具有上述相对壁厚关系的底部20对真空相关力产生反应时，凹槽80有助于倒置环42递增和均匀的移动。在没有凹槽80，特别是如果围绕中心纵轴50的壁厚66不均匀或不一致，对真空相对力产生反应的倒置环42可能不均匀地移动或可能会以不一致、扭曲、或者不平衡的方式移动。从而，由于凹槽80、径向部84形成在倒置环42内(至少在开始移动时期)并且沿径向从中心纵轴50(参见图11)大致与每个凹槽80相邻地延伸，在剖面中成为具有角度62的基本直面(参见图12)。换言之，当人们查看如图11所示的底部20时，径向部84的结构在倒置环42内表现为山谷状的凹入。从而，在任何两个相邻径向部84之间的倒置环42的第二部分86保持稍微圆的部分倒置形状(至少在开始移动时期)(参见图12)。实际上，在图9和图10中所示的优选实施例中经常假定图11和12所示的形状结构为其最终形状结构。然而，由于施加的附加真空相关力，第二部分86最终伸直，形成以类似于图8所示的倾斜角度62朝中心纵轴50倾斜的具有平面60的大体圆锥形状。此外，本领域技术人员知道并且理解平面60很可能在外观上形成某些波纹。平面60的精确特性将取决于许多其它变量，例如，底部20和侧壁30内的特定壁厚关系、特定容器10比例(即：直径，高度及容积)、特定热灌装工艺条件和其它因素。
尽管上面的描述构成本发明的优选实施例，应该理解，本发明容易改进、变化和修改，而不脱离附加权利要求的正确范围和清楚含义。

Claims (21)

1.一种塑料容器，包括：
具有限定所述容器的开口的嘴部的上部，从所述上部延伸的颈部，从所述颈部延伸到底部的体部，所述底部封闭所述容器的端部；所述上部、所述颈部、所述体部和所述底部共同限定可灌装产品的所述容器中的容器腔；所述底部包括从所述体部延伸到接触环的凸边，该接触环限定支撑所述容器的表面，所述底部还包括至少部分地由隆起和倒置环限定的中心部，其中隆起在位于所述容器的纵轴上的剖面内具有大体截锥形状，且倒置环在剖面中具有大体S形几何形状并且围绕所述隆起；所述截锥具有至多是所述底部的总体直径的30％的总体直径，和大体平行于支撑表面的顶面。
2.如权利要求1所述的容器，其中所述体部包括基本平滑的侧壁。
3.如权利要求1所述的容器，其中所述隆起包括具有多个形成于其中的凹槽的侧面。
4.如权利要求1所述的容器，其中所述倒置环具有在大约0.008英寸(0.20mm)到大约0.025英寸(0.64mm)之间的壁厚。
5.如权利要求1所述的容器，其中所述倒置环具有上部和下部。
6.如权利要求5所述的容器，其中所述上部部分地包括在剖面中具有第一半径的曲线，且所述下部部分地包括在剖面中具有第二半径的第二曲线；所述第一半径的值至多是所述第二半径的值的35％。
7.如权利要求1所述的容器，其中在所述倒置环和所述接触环之间是直立周向壁，其相对所述纵轴的角度在0度和20度之间。
8.如权利要求7所述的容器，其中所述直立周向壁在剖面中具有在大约0.030英寸(0.76mm)至大约0.325英寸(8.26mm)之间的长度。
9.如权利要求5所述的容器，其中所述上部与所述支撑表面之间的第一距离大于所述下部与所述支撑表面之间的第二距离。
10.如权利要求1所述的容器，其中所述体部具有平均壁厚，且所述底部具有平均壁厚，所述体部的平均壁厚比所述底部的平均壁厚大至少百分之十五(15％)。
11.如权利要求5所述的容器，其中所述体部具有平均壁厚，且所述倒置环的所述下部具有平均壁厚，所述体部的平均壁厚至少是所述下部的平均壁厚的两(2)倍。
12.如权利要求5所述的容器，其中所述倒置环的所述下部具有平均壁厚，且所述接触环具有平均壁厚，所述接触环的平均壁厚至少等于所述下部的平均壁厚。
13.如权利要求12所述的容器，其中所述接触环的平均壁厚比所述下部的平均壁厚大至少百分之十(10％)。
14.一种塑料容器，在高温下灌装液体，用封口密封，并且冷却，从而在所述容器内形成真空，所述容器包括：
具有限定所述容器的开口的嘴部和用于连接所述封口的容器口的上部，从所述上部延伸的颈部，从所述颈部延伸到底部的体部，所述底部封闭所述容器的端部；所述上部、所述颈部、所述体部和所述底部共同限定可在高温下灌装液体的所述容器的容器腔；所述底部适于真空吸收，并且包括从所述体部延伸到接触环的凸边，该接触环限定支撑所述容器的表面，所述底部还包括至少部分地由隆起和围绕所述隆起的倒置环限定的中心部，其中隆起在位于所述容器纵轴上的剖面内具有大体截锥形状；所述截锥具有至多是所述底部总体直径的30％的总体直径，和大体平行于支撑表面的顶面；所述隆起和所述倒置环可移动，以适应在所述容器内产生的真空相关力；所述倒置环限定向内的圆顶形状部分，其具有至少部分地以相对于所述支撑表面大约7°至大约23°范围内的角度朝向所述容器的所述纵轴大体倾斜的表面；在液体从所述容器倒出后，所述倒置环在剖面中具有大体S形几何形状。
15.如权利要求14所述的容器，其中所述液体的温度在大约155至205(大约68℃至96℃)之间。
16.如权利要求14所述的容器，其中所述隆起包括具有形成于其中的多个凹槽的侧面。
17.如权利要求16所述的容器，其中所述倒置环的向内的圆顶形状部分具有形成于其中的多个山谷样凹痕，且所述多个山谷样凹痕中的每一个与所述多个凹槽中相应的一个相邻地沿径向延伸。
18.如权利要求14所述的容器，其中相对所述支撑表面的所述角度在大约10°到大约17的范围内。
19.一种拉伸模制的热定形塑料容器，在温度为大约250到350(大约121℃到177℃)的模腔内成形，所述容器包括：
具有限定所述容器的开口的嘴部的上部，从所述上部延伸的颈部，从所述颈部延伸到底部的体部，所述底部封闭所述容器的端部；所述上部、所述颈部、所述体部和所述底部共同限定可灌装产品的所述容器中的容器腔；所述底部包括从所述体部延伸到接触环的凸边，该接触环限定支撑所述容器的表面，所述底部还包括至少部分地由隆起和倒置环限定的中心部，其中隆起在位于所述容器的纵轴上的剖面内具有大体截锥形状，且倒置环在剖面中具有大体S形几何形状并且围绕所述隆起；所述截锥具有至多是所述底部的总体直径的30％的总体直径，和大体平行于支撑表面的顶面；所述的容器通常具有双轴取向的分子结构。
20.如权利要求19所述的容器，其中所述塑料是聚酯聚合物材料。
21.如权利要求20所述的容器，其中所述聚酯聚合物材料通常是聚对苯二甲酸乙二醇酯。
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