БУТЫЛКА

Полезная модель относится к пластиковым бутылкам для различных напитков под давлением.
Геометрия дна ПЭТ бутылок для пива или карбонизированных напитков является основополагающим параметром для определения величины давления внутри бутылки, зависящего от количества диоксида углерода в жидкости.
Существующая конфигурация дна бутылок (т.е. донной формы) для карбонизированных напитков разрабатывалась в целях обеспечения стабильности геометрии и предотвращения крена по причине выпячивания литника. Геометрия дна известных бутылок имеет радиус складки между двумя лепестками, одинаковый с радиусом около литника, равным 6,2 мм. и постоянной апертурой 60°. Недостатки подобной геометрии вызваны снижением веса основной части корпуса бутылки, в особенности для бутылок больших объемов (не менее 2,5 л), поскольку для формирования геометрии дна требуется наличие на стенке дна некоторого количества материала определенной толщины на диаметре соприкосновения (также известном как опорный диаметр дна), т.е. на точках опоры дня бутылки.
Задача, положенная в основу создания заявленного решения, состоит в устранении подобных недостатков известных бутылок, при этом технический результат, достигаемый при ее решении, состоит в возможности формирования ПЭТ бутылки с дном, материал которого равномерно распределен по его объему, что в конечно итоге способствует снижения веса компонентов бутылки и бутылки в целом, а также повышению технологичности процесса ее изготовления при одновременном сохранении потребительских характеристик.
1
2
1
2
Для достижения поставленного результата в ПЭТ бутылке, содержащей корпус и дно с литниками, новым является то, что дно бутылки формообразовано из условия изменения радиуса R и угла α треугольной секции, формирующей лепесток литника дна таким образом, что максимальный радиус ребра лепестка R, больше минимального радиуса ребра лепестка к литнику R, а угол α первой треугольной секции дна меньше угла α второй треугольной секции к литнику.
1
Предпочтительные, но не обязательные варианты воплощения заявленной бутылки предполагают определение величины радиуса R из условия:
,
где: m имеет значение в пределах от 0,23 до 0,28, предпочтительно от 0,24 до 0,25;
бутылки
D - диаметр бутылки;
Z- от 0 до 0,05;
значение угла α определяют из условия:
1
где: α находится в диапазоне от 45° до 60°, предпочтительно в диапазоне от 50° до 55°;
2
α находится в диапазоне в диапазоне от 60° до 75°, предпочтительно в диапазоне от 65° до 71°;
S - кривая, соединяющей две соседние треугольные секции;
выполнение бутылки объемом не менее 2,5 л.
Полезная модель иллюстрируется фиг.1А, 1В и 1С, отображающими геометрию дня заявленной бутылки, и фиг.2, отображающей сравнение профиля дна известной и заявленной бутылок.
1
2
1
2
Возможность достижения поставленного результата в заявленной бутылке обусловлена тем, что вышеописанная форма дна предполагает изменение радиуса складки петалоида от внешней стороны к литнику таким образом, что максимальный радиус ребра лепестка R используемый для начертания ножки дна на внешней стороне дна (вид 1 фиг.1А и 1В), больше минимального радиуса ребра лепестка к литнику R (радиуса у литника - вид 2 фиг.1А и 1С); кроме того, угол треугольной секции α также изменяется от внешнего угла α первой треугольной секции дна к углу α второй треугольной секции к литнику на протяжении сегмента S. Указанные изменения по сравнению с ныне существующей формой дна бутылок, где оба указанных радиуса одинаковы, позволяет получить конфигурацию дна, способствующую равномерному распределению материала, что подтверждается результатами проведенных испытаний.
Ниже следует экспериментальное обоснование возможности достижения поставленного результата, использующее для описания дна заявленной бутылки следующие понятия:
соприкосновения
D - диаметр соприкосновения или опорный диаметр дна бутылки;
дна
H - высота дна;
R и α - соответственно, радиус и угол треугольной секции, формирующей лепесток литника дна.
Для отображения зависимости диаметра соприкосновения от диаметра бутылки используем следующее уравнение:
где b лежит в интервале от 0 до 0,05 мм, а предпочтительно равно 0,0335 мм.
Высота дна может быть определена уравнением [2], отображающим ее зависимость от диаметра соприкосновения:
где с лежит в интервале от 0 до 0,1, а предпочтительно равно 0,0507 мм.
Указанные уравнения позволяют рассчитать относительный диаметр соприкосновения и высоту дна для любого формата бутылки в соответствии с заявленным решением. С учетом таких уравнений экспериментально установлено, в частности, что высота литника у дна бутылки в соответствии с заявленным решением примерно на 1,2 мм выше, чем высота литника у стандартного дна у существующих форматов бутылок.
бутылки
1
2
Для построения конфигурации дна заявленной бутылки используем экспериментально выведенное уравнение [3], связывающее диаметр бутылки D и максимальный радиус ребра лепестка литника R (радиус закругленной вершины треугольной секции - фиг.1В) при неизменном радиусе у литника R (фиг.1С):
где коэффициент "m" имеет значение в пределах от 0,23 до 0,28, предпочтительно 0,24-0,25, величина Z находится в пределах от 0 до 0,05.
1
1
2
1
С учетом [3] возможно определить значение R с углом α в направлении вдоль сегмента S (фиг.1А, 1В, 1С), остающийся на литнике неизменным в пределах от 4,5 до 5 мм, где α у литника больше чем α, что предопределяет принципиальную возможность получения конфигурации дня в соответствии с заявленной бутылкой.
Приняв во внимание, что S определяет общую длину сегмента, т.е. кривой, соединяющей две соседние треугольные секции, в любой точке X этого сегмента, значение угла α треугольной секции может быть определено как:
1
2
где α находится в диапазоне от 45° до 60°, лучше в диапазоне от 50° до 55°, при α в диапазоне от 60° до 75°, лучше от 65° до 71°.
1
2
С учетом вышеизложенного были изготовлены бутылки, имеющие постоянный вес дна и толщину стенки у основания лепестков, что подтверждалось проведенными испытаниями. В частности, дно бутылок в соответствии с заявленным решением имело высоту 35,7 мм, диаметр соприкосновения 75,0 мм, высоту литника 8,7 мм, постоянный радиус R складки лепестка треугольной секции равный 15 мм снижался до 5 мм около литника и имел угол α треугольной секции, используемой для начертания лепестка, изменяемый от α, равного 55° до α равного 71° возле литника.