用于熱灌裝式塑料容器的基底的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及在熱灌裝、己氏殺菌和蒸煮應(yīng)用中使用的聚合物容器的基底，該基底 能夠耐受與運(yùn)些過程相關(guān)的熱并能夠從熱狀態(tài)復(fù)原而大致無變形。
【背景技術(shù)】
[0002] 在本領(lǐng)域中，用于形成PET容器的吹塑成型工藝是眾所周知的。對于許多應(yīng)用， 陽T塑料容器已經(jīng)取代玻璃容器或提供了玻璃容器的替代品。然而，必須使用己氏殺菌或蒸 煮來處理的食品僅少數(shù)可用于塑料容器中。己氏殺菌和蒸煮方法經(jīng)常用于對固體或半固體 食物產(chǎn)品（例如，泡菜和酸菜）進(jìn)行殺菌。該產(chǎn)品可在低于82°c(180°F)的溫度下與液體 一起被裝入容器中，然后被密封并加蓋，或者，該產(chǎn)品可放置在容器中，之后用可能已預(yù)先 加熱的液體灌裝該容器，隨后，被密封并加蓋的容器的所有內(nèi)容物被加熱到較高溫度。如本 文所使用的，"高溫"己氏殺菌和蒸煮是使產(chǎn)品暴露于約80°CW上溫度的殺菌過程。
[0003] 己氏殺菌和蒸煮與熱灌裝處理的不同之處在于其包括W下步驟：將已灌裝的容器 加熱到通常高于93°C(200了）的指定溫度，直到已灌裝的容器的內(nèi)容物達(dá)到指定溫度（例 如，80°C(175 了））并持續(xù)預(yù)定的時(shí)長。也就是說，已熱灌裝的容器的外部溫度可大于93°C， 使得固體或半固體產(chǎn)品的內(nèi)部溫度達(dá)到約80°C。蒸煮過程還設(shè)及將超壓施加到容器。運(yùn)種 處理的嚴(yán)苛對塑料容器（包括被設(shè)計(jì)成用于熱灌裝處理的容器）的使用提出了巨大挑戰(zhàn)。 例如，在蒸煮過程期間，當(dāng)塑料容器受到相對高的溫度和壓力時(shí)，塑料容器的形狀將扭曲。 在冷卻之后，塑料容器通常保留此扭曲形狀或至少不能返回到其在蒸煮之前的形狀。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)的基底設(shè)計(jì)傾向于在塑料吹塑成型容器暴露于例如包括將容器加熱到 約98°C至約127°C的溫度持續(xù)約10分鐘至約40分鐘、然后在約10分鐘至約30分鐘內(nèi)冷 卻到約25°C至約37°C的熱過程時(shí)顯著變形。運(yùn)些溫度對于熱灌裝應(yīng)用W及諸如蒸煮和己 氏殺菌的殺菌應(yīng)用來說是典型的。該變形通常體現(xiàn)在容器的傾斜上，有時(shí)多達(dá)3°到5°。 塑料吹塑成型容器的垂直度對于正確貼附標(biāo)簽的能力、貨架外觀W及將容器相互堆疊的能 力來說是很重要的?；椎淖冃我矊⒃龃笫箲?yīng)用于需要改進(jìn)的氧性能的任何食物容器的阻 擋層破裂的風(fēng)險(xiǎn)。因此，需要提供具有如下的基底設(shè)計(jì)的塑料容器：運(yùn)種基底設(shè)計(jì)能夠耐受 與己氏殺菌和蒸煮處理相關(guān)的運(yùn)些極端條件。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽0化]本發(fā)明通過提供一種用于具有環(huán)形側(cè)壁和中屯、縱向軸線的吹塑成型容器的基底 結(jié)構(gòu)來滿足上述需求，該基底結(jié)構(gòu)包括：底部；位于側(cè)壁與底部之間的環(huán)形支撐跟部，其 中，該環(huán)形支撐跟部相對于從側(cè)壁延伸的平面W約15°到約46°的角度Θ向內(nèi)傾斜；W及 第一圓化邊緣和第二圓化邊緣，該第一圓化邊緣在所述側(cè)壁與環(huán)形支撐跟部之間，該第二 圓化邊緣在所述環(huán)形支撐跟部與底部之間，其中，第一圓化邊緣和第二圓化邊緣中的每一 個(gè)具有約1.0mm至約14. 0mm的曲率半徑，并且其中，該吹塑成型容器包括從由聚醋樹脂和 聚丙締組成的組中選出的材料。
[0006] 在本發(fā)明的另一方面，當(dāng)該吹塑成型容器被灌裝液體并密封并且經(jīng)受包括將容器 加熱到約98°C至約127°C的溫度持續(xù)約10分鐘至約40分鐘、然后在約10分鐘至約30分 鐘內(nèi)冷卻到約25°C至約37°C的熱過程時(shí)，該基底結(jié)構(gòu)保持基本不變形，使得該吹塑成型容 器相對于所述中屯、縱向軸線不傾斜超過Γ。
[0007] 在本發(fā)明的另一方面，當(dāng)該吹塑成型容器被灌裝有液體并密封并且經(jīng)受包括將容 器加熱到約108°c到約113°C的溫度持續(xù)約20分鐘至約25分鐘、然后在約25分鐘至約30 分鐘內(nèi)冷卻到約37°C的熱過程時(shí)，該基底結(jié)構(gòu)保持基本不變形，使得該吹塑成型容器相對 于所述中屯、縱向軸線不傾斜超過Γ。
[0008] 在又一方面，本發(fā)明提供了一種用于具有環(huán)形側(cè)壁和中屯、縱向軸線的吹塑成型容 器的基底結(jié)構(gòu)，該基底結(jié)構(gòu)包括：底部；位于側(cè)壁與底部之間的環(huán)形支撐跟部，其中，該環(huán) 形支撐跟部相對于從側(cè)壁延伸的平面W約30°至約35°的角度Θ向內(nèi)傾斜；W及第一圓 化邊緣和第二圓化邊緣，該第一圓化邊緣在所述側(cè)壁與環(huán)形支撐跟部之間，該第二圓化邊 緣在所述環(huán)形支撐跟部與底部之間，其中，第一圓化邊緣和第二圓化邊緣中的每一個(gè)具有 約2. 0mm至約4. 0mm的曲率半徑，并且其中，該吹塑成型容器包括聚對苯二甲酸乙二醇醋 (PET) 〇
[0009] 本發(fā)明的基底結(jié)構(gòu)允許塑料容器（例如，PET容器）更好地耐受熱過程（例如，蒸 煮/己氏殺菌和熱灌裝過程）的嚴(yán)苛條件。運(yùn)種新型的基底減少了運(yùn)些過程期間的體積增 大并允許更好的復(fù)原。
【附圖說明】
[0010] 從下文詳細(xì)描述中，當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，能夠最好地理解本發(fā)明。要強(qiáng)調(diào)的是，根 據(jù)慣例，圖中的各種特征不必按比例繪制。相反，為了清楚起見，各種特征的尺寸被任意放 大或縮小。在運(yùn)些附圖中，包括了W下各圖： W11] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的基底結(jié)構(gòu)和容器的透視圖；并且
[0012] 圖2示出了作為對照或基準(zhǔn)來評估的容器和基底的輪廓。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面將詳細(xì)論述本發(fā)明的實(shí)施例。在描述更實(shí)施例時(shí)，為了清楚起見采用了特定 術(shù)語。然而，本發(fā)明并非旨在局限于所選擇的特定術(shù)語。本文所引用的所有參考例都W引 用的方式并入本文，如同每一參考例已分別并入本文中一樣。
[0014] 下面將詳細(xì)論述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。當(dāng)論述特定的示例性實(shí)施例時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解 運(yùn)僅是出于舉例說明的目的而進(jìn)行論述。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不偏離本發(fā)明 的精神和范圍的情況下，也可使用其它的部件和構(gòu)造。 1^0015]谷器
[0016] 本發(fā)明提供了一種用于具有環(huán)形側(cè)壁和中屯、縱向軸線的吹塑成型容器的基底結(jié) 構(gòu)，該基底結(jié)構(gòu)包括：底部；位于側(cè)壁與底部之間的環(huán)形支撐跟部，其中，該環(huán)形支撐跟部 相對于從側(cè)壁延伸的平面W約15°至約46°的角度Θ向內(nèi)傾斜；W及第一圓化邊緣和第 二圓化邊緣，該第一圓化邊緣在所述側(cè)壁與環(huán)形支撐跟部之間，該第二圓化邊緣在所述環(huán) 形支撐跟部與底部之間，其中，第一圓化邊緣和第二圓化邊緣中的每一個(gè)具有約1.0mm至 約14. 0mm的曲率半徑，并且其中，該吹塑成型容器包括從由聚對苯二甲酸乙二醇醋和聚丙 締組成的組選出的材料。
[0017] 現(xiàn)參照附圖，圖1示出了吹塑成型塑料容器10,例如可在需要在包裝期間進(jìn)行熱 處理的食品包裝過程中使用的吹塑成型塑料容器10。運(yùn)種食品包括：液體（其包括半固 體），例如果汁；W及處于液體中的果蔬，例如桃、梨、酸菜、魏豆、泡菜等。當(dāng)包裝運(yùn)些食品 時(shí)，它們需要暴露于與例如熱灌裝、蒸煮和己氏殺菌等過程相關(guān)的高溫下，W確保細(xì)菌被消 除。運(yùn)種容器通?？稍O(shè)計(jì)成含有例如8盎司、10盎司、12盎司、15盎司、20盎司、24盎司、 32盎司等的液體體積。容器10包括用于支撐該容器10的基底結(jié)構(gòu)8。當(dāng)容器10豎立在 其基底8上時(shí)，容器10具有縱向軸線100。側(cè)壁6從基底8向上延伸。
[0018] 容器10可具有任意幾何結(jié)構(gòu)、形狀或尺寸。例如，容器10可W是圓形、楠圓形、多 邊形和不規(guī)則形狀的。適當(dāng)?shù)娜萜骺蒞是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的罐子型、罐型、飲料瓶、廣 口瓶和任何其它類型的容器。容器的適當(dāng)特征可W包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的壓力吸收特 征、握持增強(qiáng)特征、肩部、緩沖部、裝飾、凸邊、承壓環(huán)、頸部和其它特征。在優(yōu)選實(shí)施例中，容 器10為塑料（即，PET)罐的形式，它具有大致圓柱形的側(cè)壁6、底部2W及由凸緣部分（未 示出）限定的敞口頂部。此凸緣部分或蓋（未示出）密封該容器并將物質(zhì)約束在該容器內(nèi)。
[0019] 容器10優(yōu)選為壓力可調(diào)容器，尤其是適于在高于室溫的溫度下用物質(zhì)灌裝的熱 灌裝容器。容器10能夠W美國專利申請公報(bào)No. 2012/0076965中描述的方式形成，該美國 專利申請的全部內(nèi)容在此通過引用的方式并入本文。容器10可W是單層塑料容器或是包 括多個(gè)功能層（例如，主動(dòng)和/或被動(dòng)氧阻擋層）的多層塑料容器。
[0020] 在本發(fā)明的一種優(yōu)選形式中，容器10將具有厚度變化的側(cè)壁。優(yōu)選地，該側(cè)壁可 具有約1. 370g/cc與1. 385g/cc之間的密度?；讌^(qū)域中的壁的厚度可變化，但對于食物 容器應(yīng)用來說，基底區(qū)域中的壁的厚度將為約0. 012"化030cm)至約0. 016"化040cm)。
[0021] 容器10優(yōu)選包括從由聚醋樹脂和聚丙締組成的組中選出的材料。適當(dāng)?shù)木鄞讟?脂包括聚對苯二甲酸乙二醇醋（PET)、聚鄰苯二甲酸乙二醇醋的均聚物、聚對苯二甲酸乙二 醇醋的共聚物、聚間苯二甲酸乙二醇醋、聚糞二甲酸乙二醇醋、聚對苯二甲酸二甲醋和聚對 苯二甲酸下二醇醋。在更優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明的容器包括PET。優(yōu)選地，該P(yáng)ET具有約 0. 72化/g至約0. 86化/g的特性粘度。適當(dāng)?shù)腜ET樹脂包含瓶用PET樹脂，例如，伊±曼化 工公司出售的PAHASTAR@樹脂W及M&G聚合物公司出售的CLEARTUF⑥樹脂中的任一 種。
[0022] 仍參照圖1，基底結(jié)構(gòu)8包括：底部2 ;環(huán)形支撐跟部12,該環(huán)形支撐跟部12位于 側(cè)壁6與底部2之間；W及第一圓化邊緣4和第二圓化邊緣5,該第一圓化邊緣4在側(cè)壁6 與環(huán)形支撐跟部12之間，該第二圓化邊緣5在環(huán)形支撐跟部12與底部2之間。底部2可 W是平坦或向內(nèi)凹入的。
[0023] 環(huán)形支撐跟部12通常具有"模形"形狀，使得它相對于從側(cè)壁6延伸的平面14W約15。至約46。的角度Θ向內(nèi)傾斜。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，角度Θ為約30。到約35。， 在更優(yōu)選的實(shí)施例中，角度Θ為約32°到約34°。在不希望受特定理論限制的情況下，此 范圍內(nèi)的角度允許材料在吹塑成型過程期間不過多伸展，因此產(chǎn)生了更均勻的材料分布。 如果該角度過睹，則容器的頂部負(fù)荷強(qiáng)度可能受到損害。
[0024] 仍參照圖1，第一圓化邊緣4和第二圓化邊緣5中的每一個(gè)具有約1.0mm至約 14. 0mm的曲率半徑。在優(yōu)選實(shí)施例中，每一個(gè)均具有約1. 5mm至約6. 0mm的曲率半徑。在 更優(yōu)選的實(shí)施例中，每一個(gè)均具有約2. 0mm至約4. 0mm的曲率半徑。在不希望受特定理論 限制的情況下，每一個(gè)半徑的曲率半徑用于確保該容器的由第一圓化邊緣和第二圓化邊緣 代表的區(qū)域不過多伸展，W便該區(qū)域可在例如蒸煮過程中的熱循環(huán)期間所經(jīng)歷的壓力波動(dòng) 期間充當(dāng)較鏈。大于14. 0mm的曲率半徑將傾向于伸展，使得較鏈將產(chǎn)生。
[0025]體
[00%] 當(dāng)在熱灌裝處理中使用時(shí)，該容器被灌裝有處于高溫下的物質(zhì)。然后，用（例如） 蓋來密封該容器。隨著該物質(zhì)和空氣的溫度降低到環(huán)境溫度，其體積減小了。該容器及其 基底結(jié)構(gòu)必須對體積的減小作出反應(yīng)，并在保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的同時(shí)適應(yīng)應(yīng)力和應(yīng)變。此外，該 基底