СИСТЕМА ДЛЯ НАПИТКА (ВАРИАНТЫ)
BEVERAGE SYSTEM (VERSIONS)

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Свойства пузырьков, образующихся в газированной жидкости, могут влиять на использование этой жидкости по прямому назначению. Например, свойства пузырьков, образующихся в газированном напитке, могут влиять на воспринимаемый вкус напитка и/или ощущение, которое напиток создает во рту человека, пьющего напиток ("вкусовое ощущение" напитка). Поэтому во многих случаях желательно управлять размером пузырьков, которые образуются в напитке или другой жидкости.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Это краткое изложение сущности изобретения приведено с целью представления набора концепций в упрощенной форме, которые дополнительно описаны ниже в подробном описании. Это краткое изложение сущности изобретения не предназначено для идентификации ключевых или существенных признаков изобретения или исчерпывающего перечисления всех вариантов выполнения.
Некоторые варианты выполнения содержат контейнеры (например, банки, бутылки) для газированного напитка. Такие контейнеры могут быть образованы из пластика, металла, стекла и/или других материалов и вмещают один или более внутренних элементов для содействия и управления образованием пузырьков. В некоторых вариантах выполнения эти элементы могут включать внутреннюю перегородку. Такие перегородки могут включать дополнительные поверхностные элементы различных типов (например, гребни или другие линейно продолжающиеся выступы, неровности). Дополнительные варианты выполнения могут включать контейнеры для напитков, в которых элементы содействия и/или управления образованием пузырьков выполнены на внутренней нижней поверхности, на внутренней боковой поверхности, и/или в области горловины. Другие дополнительные варианты выполнения могут включать контейнер с улавливателем пузырьков или другие конструкции, которые могут быть прикреплены к внутренней части контейнера или плавать в жидкости, заключенной в контейнере. Третьи дополнительные варианты выполнения могут включать способы изготовления и/или использования любого из описанных здесь контейнеров.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг.1A1-1I3 частично показаны схематические виды в разрезе контейнеров для напитков, в соответствии с некоторыми вариантами выполнения, которые включают внутренние перегородки.
На Фиг.2 показана бутылка, имеющая горловинный участок с ребрышками, образованными вокруг всей внутренней окружности в соответствии с некоторыми вариантами выполнения.
На Фиг.3 показана бутылка, имеющая горловинный участок с ребрышками в соответствии с другими вариантами выполнения.
На Фиг.4А показана бутылка, имеющая внутренние ямочки в соответствии с некоторыми вариантами выполнения.
На Фиг.4B показаны примеры дополнительных форм ямочек и рисунков в соответствии с некоторыми вариантами выполнения.
На Фиг.5 показана бутылка в соответствии с некоторыми вариантами выполнения, имеющими ребрышки вдоль длины внутренней части бутылки.
На Фиг.6-11 показаны варианты выполнения, в которых на внутренних поверхностях контейнеров образованы рисунки ребрышек.
На Фиг.12A1-12E2 показаны контейнеры для напитков, в соответствии с некоторыми вариантами выполнения, с образующими пузырьки конструкциями, выполненными на нижних участках контейнера.
На Фиг.13A1-13C2 показаны контейнеры для напитков, имеющие конструкции для улавливания пузырьков в соответствии с некоторыми вариантами выполнения.
На Фиг.14A1-14D показаны контейнеры для напитков в соответствии с дополнительными вариантами выполнения.
На Фиг.15A и 15B показаны виды спереди и в разрезе соответственно, концевого участка центрального стержня для литья под давлением в соответствии с некоторыми вариантами выполнения.
На Фиг.15C показана блок-схема, показывающая этапы формования пластиковой бутылки в соответствии с некоторыми вариантами выполнения.
На Фиг.16 показаны чертежи вытягивающих стержней для выдувания в соответствии с некоторыми вариантами выполнения.
На Фиг.17A показано поперечное сечение преформы, созданной с помощью модифицированного центрального стержня.
На Фиг.17B показано внутреннее днище бутылки, произведенной вытягивающе-выдувным способом из преформы с Фиг.17А.
На Фиг.17C показана внутренняя часть пластиковой бутылки, созданной с помощью одного из вытягивающих стержней с Фиг.16.
На Фиг.17D и 17E показана нуклеация, вызванная поверхностными элементами, аналогичными показанным на Фиг.17C.
На Фиг.18 представлен вид в разрезе участка бутылки в соответствии с другим вариантом выполнения.
На Фиг.19 показано изменение размера и давление пузырька, растущего внутри жидкости.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Изменения количества и типа пузырьков в газированном напитке могут существенно повлиять на вкусовое восприятие этого напитка. По этой и другим причинам желательно манипулировать одним или более свойствами пузырьков, выработанных в напитке. Такие свойства могут включать размер выработанных пузырьков, форму пузырьков, количество генерированных пузырьков, а также скорость, с которой высвобождаются или иным путем генерируются пузырьки.
Газированный напиток может включать жидкую матрицу напитка и растворенный газ. Матрица напитка может включать воду, сироп, ароматизаторы и иной растворенный или суспендированный материал (ы). Растворенный газ может представлять собой, например, углекислый газ. Диоксид углерода также может быть получен на месте из водной угольной кислоты. При понижении давления (например, при открывании герметичного контейнера для напитков), угольную кислоту превращают в газообразный диоксид углерода. Поскольку диоксид углерода плохо растворим в воде, его выпускают в жидкую матрицу в виде пузырьков.
2
3
2
2
НСО→НО+СО
Манипуляция со свойствами пузырьков могут зависеть от множества факторов. Одним из таких факторов является межфазное натяжение между растворенным газом и жидкой матрицей. Другим фактором является состав жидкой матрицы. Например, размер пузырьков можно до некоторой степени регулировать добавлением поверхностно-активных веществ (ПАВ, эмульгаторов и т.д.) к матрице напитка. В частности, индустрия шампанского исследовала этот вопрос и обнаружила, что в пузырьках малого размера управляющим фактором может быть гликопротеин из винограда.
Свойства пузырьков также могут зависеть от газообразной нуклеации, т.е. образования пузырьков из газа, растворенного в жидкой матрице напитка. Процесс образования пузырьков в газированном напитке аналогичен образованию пузырьков в перенасыщенном растворе газа. Однако, как более подробно описано ниже в примере 1, образование пузырьков в перенасыщенной непрерывной жидкости маловероятно. Таким образом, для формирования пузырьков необходима, как правило, некоторая прерывность. Эти прерывания могут быть вызваны, и таким образом, влиять на нуклеацию, другими ингредиентами, растворенными или суспендированными в жидкой матрице, свойствами поверхности бутылки или другого контейнера, содержащего напиток, и/или льда или других объектов в напитке. Газообразная нуклеация в газированном напитке обычно происходит на поверхности, по меньшей мере, частично смачиваемой напитком. Эта поверхность может быть поверхностью контейнера для напитков и/или поверхностью (или поверхностями) частиц или других предметов, которые суспендированы или плавают в напитке.
Количество пузырьков, которые могут быть созданы в газированной жидкости, будет зависеть от количества газа в жидкости, например в виде растворенного газа или в виде прекурсора, например, угольной кислоты. Количество газа, присутствующего в газированной жидкости, пропорционально давлению внутри контейнера, содержащего жидкость. Когда контейнер герметизирован, давление внутри такого контейнера, как правило, больше атмосферного давления. Когда контейнер открыт, жидкость в контейнере подвергается воздействию атмосферного давления. Такое снижение давления является движущей силой для образования пузырьков и пены. Размер, форма и скорость высвобождения пузырьков будет зависеть от различных факторов, которые могут включать: (а) поверхность (и), на которой происходит нуклеация (зарождение) пузырьков, (b) вязкость жидкой матрицы газированной жидкости, (c) межфазное натяжение между газированной жидкостью и стенкой (стенками) контейнера, а также (d) температуру газированной жидкости. В некоторых случаях изменение факторов (b) и (c) может быть непрактичным, так как это может потребовать изменения химического состава напитка. Также может быть непрактичным пытаться изменить температуру (фактор (d)). Тем не менее фактор (а) часто может быть модифицирован без изменения химического состава напитка и вне зависимости от открывания контейнера для напитков в необычных температурных условиях.
На размер пузырьков, образовавшихся в газированном напитке, может повлиять наличие центров нуклеации пузырьков на поверхности контейнера для напитков и/или других поверхностях, находящихся в контакте с напитком, а также поверхностное натяжение газированной жидкости и равновесное давление внутри пузырька для данного размера пузырьков. Что касается формы пузырька, стремление пузырька приобрести сферическую форму основано на небольших потребностях в поверхностной энергии для образования сферы (т.е. сфера имеет наименьшее отношение площадь поверхности/объем). По мере роста пузырька, он должен преодолевать гидростатическое давление, оказываемое жидкостью над ним. Во время роста пузырек должен надавливать на жидкость вокруг него. Это, как правило, приводит к изменению формы пузырька от сферической на несколько эллиптическую. Когда встречаются два пузырька, они делают это на плоской поверхности, что опять же создает наименьшую возможную площадь поверхности для двух пузырьков. Поскольку количество соприкасающихся друг с другом пузырьков увеличивается, форма большего пузырька, образованного путем соединения более мелких пузырьков, может варьироваться соответственно, чтобы создать наименьшую возможную площадь поверхности для объема соединившихся пузырьков. Таким образом, формой пузырьков можно также управлять с помощью количества пузырьков, вступивших в контакт друг с другом. В меньшей степени форма пузырьков может также зависеть от местоположения и глубины, на которой происходит нуклеация.
Вкусовые ощущения от напитка связаны с размером и количеством образовавшихся пузырьков. Пенистость газированной жидкости прямо пропорциональна количеству пузырьков. Таким образом, изменения в пенистости могут привести к иным вкусовым ощущениям. Добавление мельчайших частиц внутрь газированной жидкости может изменить вкусовые ощущения. В частности, такие частицы могут способствовать нуклеации пузырьков внутри жидкости, тем самым увеличивая количество пузырьков.
Скорость высвобождения пузырьков в газированном напитке может зависеть от изменения давления, которое воздействует на напиток. Скорость, с которой высвобожденные пузырьки достигают поверхности напитка, может быть изменена путем создания препятствий на пути поднимающихся пузырьков. Такие препятствия могут быть введены внутрь жидкости путем введения дополнительных пластин или краев. Такие пластины, края и/или другие конструкции могут быть использованы для создания непрямого пути к поверхности напитка.
Размер, форма, скорость высвобождения и количество пузырьков взаимосвязаны. Эти свойства могут быть модифицированы путем изменения конструкции контейнера, используемого для хранения газированного напитка. Во многих случаях это связано с созданием большей площади поверхности, которая контактирует с напитком. Эта дополнительная площадь поверхности может придать дополнительную стабильность росту пузырьков и обеспечивает дополнительное управление, например, скоростью высвобождения пузырьков.
На Фиг.1A1-1I3 показаны частично схематические виды в разрезе контейнеров для напитков, в соответствии с некоторыми вариантами выполнения, которые включают внутренние перегородки. Разделительные стенки в этих вариантах выполнения содействуют образованию пузырьков, например, путем создания увеличенной площади поверхности для нуклеации пузырьков. Кроме того, эти перегородки могут также вызвать плескание напитка в контейнере, и тем самым генерировать больше пузырьков. Во многих обычных контейнерах, больше всего пены образуется сразу же после открывания контейнера. После открывания контейнера механическое плескание напитка из-за разделительной стенки может вызвать дополнительное образование пузырьков в течение более длительного срока. Например, потребитель, потягивая газированный напиток, будет стремиться перемещать контейнер из вертикального положения таким образом, чтобы наклонить контейнер и расположить отверстие контейнера у рта потребителя. В результате этого периодического наклонного движения разделительная стенка будет перемешивать напиток. Это может способствовать генерированию пузырьков после открывания контейнера и помочь напитку оставаться в пенистом состоянии. К разделительной стенке могут быть добавлены мелкие выпуклости для препятствования передвижению поднимающихся пузырьков и замедления распада пены.
На Фиг.1A1 представлен вид сбоку в разрезе герметичного баночного контейнера 10а для напитков в соответствии, по меньшей мере, с одним вариантом выполнения. Фиг.1A2 является видом сверху в разрезе банки 10а, показанным с местоположения, представленного на Фиг.1A1. Контейнер 10a включает основание 33a, боковую стенку 31а и верхнюю часть 16а. Внутренние поверхности основания 33a, боковой стенки 31а и верхней части 16а образуют внутренний объем 13а, в котором герметизирован газированный напиток 30. Выход 11а, расположенный в верхней части 16а, показан закрытым на Фиг.1A1, однако выполнен для открывания потребителем и расположен на контейнере 10а так, чтобы позволить выливание напитка из контейнера 30 после открывания выхода 11а. Хотя варианты выполнения, показанные на Фиг.1A1-1I3, представляют собой баночные контейнеры для напитков, элементы, аналогичные показанным и описанные применительно к Фиг.1A1-1I3, также могут быть включены в другие типы контейнеров для напитков в иных вариантах выполнения (например, бутылки, многоразовые или одноразовые стаканчики и т.д.).
Перегородка 12а продолжается вниз от верхней части 16а контейнера 10а и отделяет проход 14а от остальной части основного объема 13а. Как показано на Фиг.1A1 и 1A2, перегородка 12а прикреплена к участкам внутренней поверхности верхней части 16а и боковой стенки 31а. Когда основание 33а лежит на плоской поверхности, перегородка 12а ориентирована вертикально.
Проход 14а меньше, и другой формы, чем остальная часть 13а основного объема. Для того чтобы напиток 30 в остальной части основного объема 13а выходил через выход 11а после открывания, напиток 30 должен течь вокруг нижнего конца перегородки 12а в проход 14а. Перегородка 12а может быть выполнена из того же материала, что использован в боковых стенках контейнера 10а или из другого материала. По меньшей мере, в некоторых вариантах выполнения, проход 14а является единственным каналом для текучей среды между остальной частью основного объема 13а и выходом 11а.
На Фиг.1B1 представлен вид сбоку в разрезе баночного контейнера 10b для напитков в соответствии с другим вариантом выполнения. Фиг.1B2 является видом сверху в разрезе баночного контейнера 10b для напитков, показанным с местоположения, представленного на Фиг.1B1. Верхняя часть, боковая стенка и основание контейнера 10b, а также верхние части, боковые стенки и основания других контейнеров на Фиг.1B1-1I3, расположение элементов этих контейнеров, открываемые выходы 11 различных конструкций, а также различные другие элементы контейнеров, показанные на Фиг.1B1-1I3, аналогичны элементам контейнера 10а, показанным на Фиг.1A1-1A2. Для удобства некоторые из этих элементов не рассматриваются отдельно применительно к Фиг.1B1-1I3, где сходство с элементами контейнера 10а очевидно из чертежей и где для ясного понимания изображенных вариантов выполнения дополнительного обсуждения не требуется. Аналогичным образом, на Фиг.1B1-1I3 газированный напиток 30 для удобства опущен. Тем не менее подразумевается наличие напитка 30, герметизированного внутри каждого из контейнеров на упомянутых фигурах.
Перегородка 12b аналогична перегородке 12a на Фиг.1A1, однако не может простираться так далеко от верхней части банки с напитком, как в случае с перегородкой 12а. Чтобы напиток, содержащийся в остальной части основного объема 13b, выходил через выход 11b (показано в закрытом положении на Фиг.1B1), этот напиток должен протекать вокруг нижнего конца перегородки 12b в проход 14b. Перегородка 12b может быть выполнена из того же материала, что использован в боковых стенках контейнера 10b или из другого материала. Перегородка 12b включает многочисленные мелкие элементы поверхности 15b для способствования нуклеации и/или аэрации путем создания турбулентного потока через проход 14b. Поверхностные элементы 15b могут включать короткие волосообразные выступы, мелкие выпуклости, впадины или поверхностные ямочки и т.п., а также комбинации различных видов поверхностных элементов.
На Фиг.1C1 представлен вид сбоку в разрезе баночного контейнера 10с для напитков в соответствии с другим вариантом выполнения. Фиг.1C2 является видом сверху в разрезе банки 10c, показанным с местоположения, представленного на Фиг.1C1. Выход 11C, перегородка 12с, основной объем 13с и поверхностные элементы 15с аналогичны выходу 11b, перегородке 12b, основному объему 13b и поверхностным элементам 15b на Фиг.1B1. Контейнер 10c на Фиг.1C1 и 1C2 отличается от контейнера 10b на Фиг.1B1 и 1B2 тем, что имеет 15c поверхностные элементы по обе стороны прохода 14с.
На Фиг.1D1 представлен вид сбоку в разрезе баночного контейнера 10е для напитков в соответствии с другим вариантом выполнения. Фиг.1D2 является видом сверху в разрезе банки 10е, показанной с местоположения, представленного на Фиг.1D1. Выход 11d, перегородка 12d, основной объем 13d и проход 14d аналогичны выходу 11C, перегородке 12с, основному объему 13с и проходу 14с на Фиг.1C1. Контейнер 10d на Фиг.1D1 и 1D2 отличается от контейнера 10с на Фиг.1C1 и 1C2 тем, что имеет поверхностные элементы 15d, расположенные под углом к выходу 11D.
На Фиг.1E1 представлен вид сбоку в разрезе баночного контейнера 10е для напитков в соответствии с другим вариантом выполнения. Фиг.1E2 является видом сверху в разрезе банки 10е, показанной с местоположения, представленного на Фиг.1E1. Банка 10е имеет выход 11е, перегородку 12e, основной объем 13е и проход 14e, аналогичные элементам, описанным применительно к предыдущим вариантам выполнения. Однако в варианте выполнения с Фиг.1E1, банка 10е не имеет никаких дополнительных поверхностных элементов в проходе 14е. Кроме того, банка 10е включает верхнюю часть 16e, которая изогнута таким образом, чтобы изменять давление, воздействующее на газированную жидкость. Хотя она и показана как наружная кривая на Фиг.1E1 (т.е. верхняя часть 16e является выпуклой на своей открытой наружу поверхности), верхняя часть 16e может в качестве альтернативного варианта быть изогнутой внутрь (т.е. иметь вогнутую открытую наружную поверхность) или другие типы кривизны.
На Фиг.1F1 представлен вид сбоку в разрезе баночного контейнера 10f для напитков в соответствии с другим вариантом выполнения. Фиг.1F2 является видом сверху в разрезе банки 10f, показанной с местоположения, представленного на Фиг.1F1. Фиг.1F3 представляет собой вид сбоку в разрезе, показанный с местоположения, представленного на Фиг.1F1,на котором опущены наружные стенки банки 10f и показана лицевая поверхность 20f перегородки 12f внутри прохода 14f. Банка 10f аналогична банке 10b с Фиг.1B1, но при этом перегородка 12f банки 10f включает несколько горизонтальных линейных выступов (таких как ребрышки, гребни, рубчики и т.п.) 15F. Линейные выступы 15f ориентированы в направлениях, которые в целом перпендикулярны направлению первичного потока через проход 14е при сливе напитка из остальной части основного объема 13f через выход 11f. Каждый линейный выступ 15f может продолжаться от лицевой поверхности 20f на высоте, например, от 100 нанометров (нм) до 5 миллиметров (мм). Каждый линейный выступ 15f может быть однородным по длине, ширине, высоте и другим характеристикам, либо различные линейные выступы 15f могут отличаться одним или более размерами или другими характеристиками. Для удобства на Фиг.1F1-1F3 показано только 9 линейных выступов 15f. Однако может быть предусмотрено гораздо большее количество линейных выступов 15f, и эти линейные выступы могут иметь гораздо меньший интервал. Линейные выступы 15f могут быть расположены правильным рисунком, как показано, либо могут иметь неправильное вертикальное и/или горизонтальное распределение. Перегородка 12f в остальном аналогична перегородке 12b с Фиг.1B1. Выход 11f и основной объем 13f аналогичны выходу 11b и основному объему 13b с Фиг.1B1.
Фиг.1F4 представляет собой вид лицевой поверхности 20ff перегородки 12ff банки, сходной с банкой 13f, показанной с местоположения, аналогичного тому, с которого был показан вид на Фиг.1F3. Лицевая поверхность 20ff подобна лицевой поверхности 20f, за исключением того, что каждый из линейный выступов 15f заменен множеством несплошных линейных выступов 15ff, разделенных интервалами 18FF. Каждый из линейных выступов 15ff может продолжаться от лицевой поверхности 20ff в высоту, к примеру, от 100нм до 5 мм. Линейные выступы 15ff могут быть одинаковыми по длине, ширине, высоте и другим характеристикам, либо различные линейные выступы 15ff могут отличаться одним или более размерами или иными характеристиками. Интервалы 18FF также могут быть одинаковыми или могут различаться. Линейные выступы 15ff и интервалы 18FF могут быть расположены правильным рисунком, как показано, либо могут иметь неправильное вертикальное и/или горизонтальное распределение.
На Фиг.1G1 представлен вид сбоку в разрезе баночного контейнера 10g для напитков в соответствии с другим вариантом выполнения. Фиг.1G2 является видом сверху в разрезе банки 10g, показанной с местоположения, представленного на Фиг.1G1. Фиг.1G3 представляет собой вид сбоку в разрезе, показанный с местоположения, представленного на Фиг.1G1, на котором опущены наружные стенки банки 10g и показана лицевая поверхность 20g перегородки 12g внутри прохода 14г. Банка 10g сходна с банкой 10f c Фиг.1F1, за исключением того, что лицевая поверхность 20g включает вертикальные линейные выступы 19g. Линейные выступы 15g ориентированы в направлениях, которые в целом параллельны направлению первичного потока через проход 14g при сливе напитка из остальной части основного объема 13g через выход 11g. Количество, размер, форма, распределение, непрерывность и другие характеристики вертикальных линейных выступов 19g могут варьироваться способами, сходными с возможными вариантами горизонтальных линейных выступов 15f и 15ff, рассмотренными применительно к Фиг.1F1-1F4.
На Фиг.1H1 представлен вид сбоку в разрезе баночного контейнера 10h для напитков в соответствии с другим вариантом выполнения. Фиг.1H2 является видом сверху в разрезе банки 10h, показанной с местоположения, представленного на Фиг.1H1. Фиг.1H3 является видом сбоку в разрезе, показанным с местоположения, представленного на Фиг.1H1, на котором опущены наружные стенки банки 10h и показана лицевая поверхность 20h перегородки 12h внутри прохода 14h. Банка 10h сходна с банкой 10f c Фиг.1F1 и с банкой 10g c Фиг.1G1, за исключением того, что лицевая поверхность 20h включает горизонтальные линейные выступы 15h (ориентированные в направлениях в целом перпендикулярных направлению первичного потока через проход 14h) и вертикальные линейные выступы 19h (ориентированные в направлениях в целом параллельных направлению первичного потока через проход 14h). Количество, размер, форма, распределение, непрерывность и другие характеристики линейных выступов 15h и/или 19h могут варьироваться способами, сходными с возможными вариантами, рассмотренными применительно к Фиг.1F1-1G3.
На Фиг.1I1 представлен вид сбоку в разрезе баночного контейнера 10i для напитков в соответствии с другим вариантом выполнения. Фиг.1I2 является видом сверху в разрезе банки 10i, показанной с местоположения, представленного на Фиг.1I1. Фиг.1I3 является видом сбоку в разрезе, показанным с местоположения, представленного на Фиг.1I1, на котором опущены наружные стенки банки 10i и показана лицевая поверхность 20i перегородки 12i внутри прохода 14i. Банка 10i сходна с банкой 10f с Фиг.1F1, с банкой 10g с Фиг.1G1 и с банкой 10h с Фиг.1H1, за исключением того, что лицевая поверхность 20i включает первое множество диагональных линейных выступов 21i (продолжающихся сверху слева вниз направо на Фиг.1I3 в первом множестве направлений, которые не являются ни параллельными, ни перпендикулярными направлению первичного потока через проход 14i), а также второе множество диагональных линейных выступов 22i (продолжающихся сверху слева вниз направо на Фиг.113 во втором множестве направлений, которые не являются ни параллельными, ни перпендикулярными направлению первичного потока через проход 14i). Количество, размер, форма, распределение, непрерывность и другие характеристики линейных выступов 21i и/или 22i могут варьироваться способами, сходными с возможными вариантами, рассмотренными применительно к Фиг.1F1-1H3.
В других вариантах выполнения, сходных с вариантами выполнения с Фиг.1C1-1D2, обе стороны прохода могут иметь линейные выступы, такие как описаны применительно к Фиг.1F1-1I3. Другие варианты выполнения содержат дополнительные вариации и сочетания линейных выступов, показанных на Фиг.1F1-1I3. Третьи варианты выполнения могут включать изогнутые линейные выступы, сочетания изогнутых и прямых линейных выступов и/или сочетания линейных выступов и элементов, таких как неровности, ямочки и т.д.
Элементы, описанные применительно к Фиг.1A1-1I3, могут быть объединены различными способами и/или могут быть объединены с другими поверхностными элементами, перегородками, и/или другими элементами внутри контейнера. В целом, увеличение площади поверхности для нуклеации пузырьков приведет к большему количеству пузырьков, а добавление препятствий замедлит рост пузырьков. В некоторых вариантах выполнения, в которых контейнер представляет собой бутылку, проход, образованный перегородкой на Фиг.1A-1I3, может являться проходом в горловине бутылки. Длина, внутренний объем и/или другие элементы горловины могут быть изменены таким образом, чтобы влиять на создание и/или перемещение пузырьков.
Поскольку физические свойства пузырьков, такие как размер, форма, количество и скорость высвобождения пузырьков взаимосвязаны, они могут быть совместно отрегулированы путем модификации конфигурации контейнера. Некоторые или все эти свойства могут быть изменены путем конфигурирования контейнера с тем, чтобы изменить глубину, на которой происходит нуклеация пузырьков. Подъем пузырьков, выходящих из контейнера, будет зависеть от элементов в проходе, через который газированная жидкость будет выходить из контейнера. В некоторых случаях вязкость напитка может быть увеличена (например, путем добавления подслащивающего сиропа), либо в напитке могут быть суспендированы мелкие частицы (или предназначенные для осаждения), чтобы увеличить устойчивость пузырьков. Осаждение частиц может быть достигнуто при опоре на снижение растворимости некоторых соединений при пониженном давлении. Таким образом, такое соединение может быть полностью растворено в напитке под давлением в герметичном контейнере. При открывании контейнера давление снижается, и некоторые из соединений будут выпадать в осадок из раствора.
В некоторых вариантах выполнения при модификации уже существующих контейнеров с тем, чтобы создать рабочие поверхности, которые влияют на размер пузырьков, количество и/или другие свойства, нужно учитывать определенные соображения. С целью достижения нужной консистенции, для напитка может быть предпочтительным как можно больше контактировать с рабочей поверхностью или подвергаться воздействию рабочей поверхности. С целью управления затратами, для рабочей поверхности также может быть предпочтительным обеспечение совместимости с текущими производственными процессами (например, формованием раздувом из преформ из полиэтилентерефталата (ПЭТФ)). Кроме того, желательно, чтобы контейнер (модифицированный) был безопасным, например, обеспечивал надежную укупорку и не содержал токсичных веществ.
Некоторые варианты выполнения содержат контейнеры для напитков, которые улучшают динамику потока напитка через горловину бутылки или другого контейнера. Это улучшение динамики потока может быть достигнуто за счет снижения вязкостного торможения вдоль внутренней поверхности горловины. Снижение вязкостного торможения может уменьшить степень «бульканья» и количество газа, высвобождаемого из-за торможения и турбулентного потока. Конечным результатом может быть увеличение потока и увеличение пузырьков, остающихся в напитке. Если пить прямо из бутылки, результатом может быть улучшенный поток напитка, поступающего в рот. Увеличится также количество пузырьков, остающихся в напитке и, таким образом, достигаются улучшенные вкусовые ощущения. Улучшенный поток еще больше снижает газовыделение во рту, что позволяет увеличить скорость потребления напитка и делает его более приятным.
В некоторых вариантах выполнения эти результаты достигаются за счет использования «ребрышек», микрогеометрии продольных канавок и/или гребней, совпадающих с направлением потока жидкости. На Фиг.2 показан один из примеров бутылки 100, имеющей горловину 101 с ребрышками 102, образованными вокруг всей внутренней окружности горловины 101. Бутылка 100 имеет боковую стенку 182, верхнюю часть 181 (частью которой является горловина 101) и днище (не показано). Выход горловины 102 бутылки 100 может быть закрыт так, чтобы герметизировать газированный напиток во внутреннем объеме бутылки 100, при этом открывание выхода позволяет выливание содержащегося напитка из внутреннего объема через открытый выход.
В варианте выполнения с Фиг.2, ребрышки продолжаются по всей длине горловины 101, но это не обязательно для всех вариантов выполнения. Как показано на вставном участке на Фиг.2, ребрышки могут быть продольными канавками, которые имеют размеры, приблизительно равные по высоте и ширине. Однако могут быть использованы и изменения размеров ребрышек. Различные рисунки ребрышек и другие элементы, которые также могут быть использованы, описаны, например, в патенте США 5069403 и патенте США 4930729, при этом оба они включены в настоящее описание путем ссылки во всей их полноте. Сбоку в разрезе ребрышки (разделение вершин и впадин, которое может являться высотой гребней ребрышек и/или глубиной канавок ребрышек) могут находиться в диапазоне от 0,1 до 0,5 мм. Дополнительные варианты выполнения содержат гребни, имеющие диапазоны размеров, которые включают, без ограничения, те, что описаны в патенте США 5069403 и патенте США 4930729. Другие рисунки, которые могут быть включены в контейнеры в соответствии с одним или более вариантами выполнения, содержат те, что описаны в патенте США 5971326 и патенте США 6345791, при этом оба также включены сюда в качестве ссылки в полном объеме. На Фиг.3 показан участок 201 горловины бутылки в соответствии с некоторыми другими вариантами выполнения, при этом остальная часть бутылки не показана. В варианте выполнения на Фиг.3, улучшенные характеристики могут быть получены путем формования ребрышек 202 с направлением, которое составляет 45 градусов к основному направлению 289 потока напитка, вытекающим из внутренней части контейнера через открытый выход в верхней части горловины. В других вариантах выполнения ребрышки в горловине или другой части контейнера могут быть расположены под разными углами к направлению потока.
Ребрышки могут быть образованы любым из различных способов. Например, продольные гребни и/или канавки могут быть созданы путем приложения негативного рисунка гребней и/или канавок к поверхности участка преформы, выполненной литьем под давлением и образующей внутреннюю поверхность горловины. Корпус контейнера может сужаться в горловине так, чтобы образовывать небольшой угол, так как крутизна в этом углу может стимулировать высвобождение газа из напитка, выливаемого из бутылки. Ребрышки могут сужаться в участке корпуса контейнера и/или могут простираться по всей длине контейнера.
Как указано выше, вязкостное торможение может иметь нежелательные воздействия по отношению к высвобождению пузырьков из газированного напитка. При употреблении напитка, особенно при употреблении непосредственно из бутылки или другого контейнера, контейнер систематически наклоняют так, что напиток течет вперед и назад по внутренней поверхности контейнера. Вязкостное торможение на поверхности контейнера приводит к высвобождению газа из напитка. Высвобождение газа снижает содержание газа в напитке с течением времени, и напиток, таким образом, выравнивается быстрее, чем если бы контейнер для напитков оставался неподвижным.
В некоторых вариантах выполнения применено вязкостное торможение на внутренних областях контейнера для напитков в дополнение (или вместо) к участку горловины. По меньшей мере, в некоторых из этих вариантов выполнения также использована микрогеометрия текстуры поверхности для уменьшения вязкостного торможения на пограничном слое контейнер-напиток. В одном варианте выполнения контейнер для напитков имеет такую внутреннюю поверхность с впадинами, что ямочки образуют вогнутую поверхность в области контакта с напитком. Это показано на Фиг.4А. На Фиг.4A, бутылка 301 имеет рисунок гексагональных впадин 302, по существу, по всей внутренней поверхности. Бутылка 301 имеет боковую стенку, верхнюю часть (с горловиной) и днище. Бутылка 301 может быть герметизирована на выходе горловины так, чтобы содержать газированный напиток во внутреннем объеме бутылки 301, при этом открывание выхода позволяет выливание содержащегося напитка из внутреннего объема через открытый выход.
Для удобства показана только часть ямочек 302. Как показано на увеличенном виде в разрезе нижней части бутылки 301, каждая ямочка 302 может иметь вогнутую внутреннюю поверхность 303 и выпуклую наружную поверхность 304. На Фиг.4B показаны примеры дополнительных форм и рисунков ямочек, которые могут быть использованы. Количество ямочек может находиться в диапазоне приблизительно 80-160 (например, около 120) на квадратный дюйм (на 6,45 квадратных сантиметров), хотя возможны иные различные размеры и альтернативные конфигурации. Примеры альтернативных размеров включают те, что описаны в патенте США 5167552, но не ограничены ими, при этом данный патент включен сюда посредством ссылки во всей своей полноте. Глубина диапазона впадин может варьироваться от примерно 0,1 мм до примерно 0,5 мм, например, приблизительно от 0,1 мм до 0,15 мм, хотя могут быть использованы другие глубины и/или диапазоны глубин.
В дополнительных вариантах выполнения, ямочки, аналогичные указанным на Фиг.4А и 4В, могут быть ориентированы в обратном порядке. В частности, ямочки могут быть выполнены таким образом, чтобы ямочки имели выпуклую внутреннюю поверхность и вогнутую наружную поверхность. Ямочки могут быть расположены по существу, по всему контейнеру или в одной области контейнера. Например, некоторые варианты выполнения могут включать контейнер, в котором ямочки расположены только в области плеча, в то время как другие варианты выполнения могут включать контейнер, в котором ямочки расположены только в области обхвата. В других вариантах выполнения, ямочки могут быть расположены в нескольких дискретных кластерах ямочек, при этом кластер ямочек отделен от другого кластер ямочек материалом без ямочек стенки контейнера. Могут быть использованы различные рисунки кластера (например, рисунок гексагонального футбольного мяча) и/или сочетания рисунков.
Такие варианты выполнения, что показаны на Фиг.4A и 4B, могут быть созданы с использованием технологий выдувного формования путем включения рисунка выступов, соответствующего желаемому рисунку ямочек. При выполнении рисунка из наружной поверхности контейнера, контактирующей с выдувной формой, может быть полезным изменить размер и/или детализацию рисунка таким образом, чтобы учесть некоторые потери мелких элементов и/или детализации на внутренней поверхности формованного контейнера.
В дополнительных вариантах выполнения использованы снижающие вязкостное торможение ребрышки на внутренних поверхностях контейнера для напитков, вместо внутренних поверхностей горловины (или в дополнение к ним). Такие ребрышки могут принимать форму ребрышек, продолжающихся по всей длине контейнера, как показано на Фиг.5. В частности, на Фиг.5 показан один примерный вариант выполнения бутылки 401 с ребрышками 402, которые простираются по длине внутренней части бутылки. Бутылка 401 имеет боковую стенку, верхнюю часть (с горловиной) и днище. Бутылка 401 может быть герметизирована на выходе горловины таким образом, чтобы содержать газированный напиток во внутреннем объеме бутылки 401, при этом открывание выхода позволяет выливание содержащегося напитка из внутреннего объема через открытый выход. Для простоты показана только часть ребрышек 402. На Фиг.6-11 показаны варианты выполнения, в которых рисунок ребрышек выполнен на внутренней поверхности контейнера в виде микрогеометрии рисунка текстуры поверхности. В вариантах выполнения на Фиг.6-11, ребрышки могут быть образованы на бутылке или другой емкости, имеющей боковую стенку, верхнюю часть (с горловиной) и днище. Бутылка или другой контейнер может быть герметизирована на выходе горловины так, чтобы содержать газированный напиток во внутреннем объеме контейнера, при этом открывание выхода позволяет выливание содержащегося напитка из внутреннего объема через открытый выход.
В вариантах выполнения, показанных на Фиг.6-11, гребни (пики) некоторых ребрышек могут быть выровнены с канавками (впадинами) других ребрышек, фактически образуя микрогеометрию рисунка текстуры поверхности ряда несплошных отдельных ребрышек. Рисунки на Фиг.6-11 могут в определенной степени имитировать плакоидные чешуйки акул. Микрогеометрия плакоидных чешуек снижает вязкостное торможение акулы в воде и позволяет акуле плавать с большей скоростью. Варианты выполнения на Фиг.5-11 может быть "двусторонними", то есть они могут уменьшать вязкостное торможение в обоих продольных направлениях, при этом наблюдается одинаковый эффект независимо от того, наклонен ли напиток вниз для выливания или вверх для возврата напитка в стационарное положение в контейнере.
На Фиг.6 показан пример бутылки 501, имеющий рисунок ребрышек 502, образованных на внутренней поверхности бутылки. В примере на Фиг.6 рисунок ребрышек представляет собой микрогеометрический рисунок, в котором круговые ряды ребрышек смещены таким образом, что гребни ребрышек в одном ряду выровнены с канавками гребней в смежном ряду. Хотя на Фиг.6 показана только часть рисунка ребрышек, рисунок может продолжаться по всей внутренней поверхности бутылки 501.
На Фиг.7 показаны дополнительные детали рисунка ребрышек 502 бутылки 501. Как показано на частичном круговом виде в разрезе, ребрышки имеют относительно острое угловое сечение. Как видно на частичном продольном профиле, гребни ребрышек на внутренней поверхности бутылки 501 слегка согнуты вдоль их длины. На Фиг.7 показан альтернативный профиль в разрезе другого варианта выполнения, в котором гребни ребрышек и канавки более округлены.
На Фиг.8-11 показаны дополнительные примеры альтернативных рисунков ребрышек. Хотя на каждой из Фиг.8-11 показана только небольшая часть примерных рисунков, такие рисунки могут продолжаться по всей внутренней поверхности бутылки или другого контейнера. На Фиг.8 показан рисунок, аналогичный показанному на Фиг.7, в котором, однако, смежные ребрышки имеют разную длину. В верхнем правом углу на Фиг.8 показана дополнительная модификация, в которой гребни ребрышек и канавки более округлены и/или в которой некоторые ребрышки имеют высоту, превышающую высоту смежных ребрышек. На Фиг.9 показан рисунок группы ребрышек, таких же, как на Фиг.8. На Фиг.10 показан дополнительный вариант рисунка ребрышек с Фиг.7. На рисунке на Фиг.10 имеется, по меньшей мере, три различные длины ребрышек. На Фиг.11 показан рисунок группы ребрышек, таких же, как на Фиг.10.
В других вариантах выполнения рисунки гребней и канавок могут иметь дополнительные конфигурации. Высота гребней в вариантах выполнения на Фиг.5-11 может быть такой же, что и примерные высоты, представленные на Фиг.2 (например, приблизительно от 0,1 до 0,5 мм). Длины гребней в вариантах выполнения на Фиг.5-11 могут находиться в интервале от примерно 0,5 до примерно 1,5 мм, хотя могут быть использованы другие длины.
Варианты выполнения, такие как показаны на Фиг.5-11, также могут быть созданы с использованием технологий выдувного формования путем включения рисунка, соответствующего желаемому рисунку ребрышек. Если рисунок образован из наружной поверхности контейнера, контактирующего с выдувной формой, может быть полезным изменить размер и/или детализацию рисунка таким образом, чтобы учесть некоторые потери мелких элементов и/или детализации на внутренней поверхности формованного контейнера и чтобы учесть толщину материала между формой и внутренней поверхностью.
В некоторых вариантах выполнения, бутылка, флакон или другой контейнер для газированных напитков имеет один или более конструкций для образования пузырьков, образованных на нижней поверхности или другой поверхности. Поскольку острые края могут стимулировать образование пузырьков и действовать в качестве центров нуклеации, включение таких элементов в контейнер может способствовать образованию пузырьков с желаемой скоростью и желаемого размера. Фиг.12A1-12E2 представляют собой частично схематические чертежи контейнеров для напитков, согласно, по меньшей мере, некоторым вариантам выполнения, имеющие такие конструкции для образования пузырьков. Каждая из Фиг.12A1-12E2 относится к одной из бутылок 601a-601e, при этом каждая из бутылок 601 имеет боковую стенку, верхнюю часть (с горловиной) и днище. Каждая из бутылок 601 может быть герметизирована на выходе горловины таким образом, чтобы содержать газированный напиток в внутреннем объеме бутылки, при этом открывание выхода позволяет выливание содержащегося напитка из внутреннего объема через открытый выход. Для удобства бутылки 601 (и бутылки на других фигурах с чертежами) показаны с плоским днищем. Тем не менее, бутылки в соответствии с различными вариантами выполнения могут включать днища, которые являются вогнутыми, если смотреть снаружи, бутылки с лепестковыми днищами, а также днищами с другими формами.
Хотя на Фиг.12A1-12E2 показаны бутылки в качестве контейнеров для напитков, другие варианты выполнения могут включать аналогичные конструкции для образования пузырьков в других типах контейнеров. Кроме того, другие варианты выполнения могут включать конструкции, подобные тем, что показаны на Фиг.I2A1-I2E2, но расположенные в разных местах на днище контейнера и/или расположенные в других местах внутри контейнера (например, боковой стенке). Третьи варианты выполнения могут включать несколько конструкций для образования пузырьков тех типов, что показаны на одной или нескольких Фиг.12A1-12E2 и/или сочетания различных типов конструкций для образования пузырьков.
В вариантах выполнения, показанных на Фиг.12A1-12E2, конструкции для образования пузырьков содержат шипы или других конструкции, имеющие острые кончики или края. В некоторых случаях, два, три или более острых кончиков могут быть размещены достаточно близко друг к другу таким образом, что на каждом кончике образуются пузырьки, а затем объединяются в более крупные пузырьки. Это может обеспечить управление размерами пузырьков путем изменения количества кончиков и их относительного расстояния друг от друга.
На Фиг.12A1 показана бутылка 601a в соответствии с одним вариантом выполнения. Фиг.12A2 является увеличенным видом в разрезе бутылки 601а, представленной с местоположения, показанного на Фиг.12A1. Днище 602а бутылки 601A включает выступы 603a и 606a, оканчивающихся острыми кончиками 604а и 605а. В некоторых вариантах выполнения кончики 604а и 605а могут вместо этого представлять собой острые края кратерообразной впадины 607а, образованной в выступающем участке днища 602а.
На Фиг.12B1 показана бутылка 601b в соответствии с другим вариантом выполнения. Фиг.12B2 является увеличенным видом в разрезе бутылки 601b, представленной с местоположения, показанного на Фиг.12B2. Днище 602b бутылки 601b включает два выступа 603b и 606b, оканчивающихся острыми кончиками 604b и 605b. Однако в отличие от выступов 603b и 606b бутылки 601b, выступы 603b и 606b соединены с днищем 602b вдоль острых углов 608b и 609B, что также может способствовать образованию пузырьков. Другой острый край находится на дне впадины 607В. В некоторых вариантах выполнения вершины 604b и 605b могут вместо этого представлять собой острые края кратерообразной впадины, образованной в выступающем участке днища 602b.
На Фиг.12C1 показана бутылка 601c согласно другому варианту выполнения. Фиг.12С2 является увеличенным видом в разрезе бутылки 601c, представленной с местоположения, показанного на Фиг.12C1. Фиг.12C3 является дополнительным увеличенным видом в плане днища 602c бутылки 601c, представленной с местоположения, указанного на Фиг.12С2. Бутылка 601C включает три шипа 603C-605C, образованных на днище 602c. Шипы 603C-605C могут быть твердыми и оканчиваться остриями, могут быть полыми (или частично полыми) и иметь острые кольцевые края на своих кончиках, либо могут иметь другие конфигурации. Хотя каждый из шипов 603C - 605C имеет примерно одинаковую высоту и форму, другие варианты выполнения включают шипы различной высоты и/или различной формы. Может быть предусмотрено более трех шипов.
На Фиг.12D1 показана бутылка 601d в соответствии с другим вариантом выполнения. Фиг.12D2 является увеличенным видом в разрезе бутылки 601d, представленной с местоположения, показанного на Фиг.12D1. Фиг.12D3 является дополнительным увеличенным видом в плане днища 602D бутылки 601d, представленной с местоположения, показанного на Фиг.12D2. Бутылка 601d сходна с бутылкой 601c, за тем исключением, что днище 602D бутылки 601D включает три более высоких шипа 603D и девять более коротких шипов 604d. Шипы 603D и шипы 604d могут быть твердыми и оканчиваться остриями, могут быть полыми (или частично полыми) и иметь острые кольцевые края на своих кончиках, либо могут иметь другие конфигурации. Другие варианты выполнения могут включать дополнительные шипы (или меньше шипов), могут включать шипы, имеющие высоты, отличные от высот шипов 603D и 604d, могут включать шипы различной формы, могут включать различные сочетания высот и форм шипов, и т.д.
Выступы, такие как показаны на Фиг.12C1-12D3, а также шипы, возвышения, выступающие части и/или другие поверхностные элементы в соответствии с другими вариантами выполнения, могут быть поцарапаны, подвергнуты пескоструйной обработке или иным образом ободраны или обработаны так, чтобы создать шероховатую поверхность для увеличения центров нуклеации. Шипы, возвышения, выступающие части и/или другие поверхностные элементы, шероховатые или нет, также могут быть обработаны силиконовым спреем или другим агентом, с тем, чтобы изменить характеристики смачивания поверхности и убыстрить выход пузырьков.
На Фиг.12E1 показана бутылка 601e в соответствии с другим вариантом выполнения. Фиг.12E2 является увеличенным видом в разрезе бутылки 601e, представленной с местоположения, показанного на Фиг.12E1. Бутылка 601e включает выступ 603e, продолжающийся от днища 602E. Выступ 603e включает три острых кончика 604e, образованных на конце выступа 603e. Другие варианты выполнения могут включать дополнительные выступы и/или выступы с дополнительными кончиками (или меньшим числом кончиков).
Количество, размер, форма, распределение и другие характеристики шипов, возвышений, выступающих частей и/или других поверхностных элементов могут варьироваться различными способами в дополнение к тем, которые подробно описаны в данном документе.
Некоторые варианты выполнения содержат конструкции для улавливания пузырьков. На Фиг.13A1 показана бутылка 701a в соответствии с одним из таких вариантов выполнения. Фиг.13A2 является увеличенным видом в разрезе бутылки 701a, представленной с местоположения, показанного на Фиг.13A1. Каждая из Фиг.13A1-13C2 относится к одной из бутылок 701a-701c, при этом каждая из бутылок 701 имеет боковую стенку, верхнюю часть (с горловиной) и днище. Каждая из бутылок 701 может быть закрыта на выходе горловины так, чтобы герметизировать газированный напиток во внутреннем объеме бутылки, при этом открывание выхода позволяет выливание содержащегося напитка из внутреннего объема через открытый выход. Бутылка 701a включает куполообразную конструкцию 703а для улавливания пузырьков, прикрепленную к днищу 702a. Для удобства лапки или другие конструкции, соединяющие конструкцию 703а для улавливания пузырьков с днищем 702a, не показаны. Конструкция 703a для улавливания пузырьков образует объем 704a, который частично отделен от основного объема 707а. За исключением областей вокруг краев конструкции 703а для улавливания пузырьков и отверстия 705a в конструкции 703а для улавливания пузырьков, жидкость (и пузырьки) не могут проходить между областями 704a и 707A. Как также показано на Фиг.13A2, отверстие 705a находится на или вблизи самой высокого участка купола конструкции 703а для улавливания пузырьков. Когда бутылка 701a находится в вертикальном положении, пузырьки, уловленные под конструкцией 703а для улавливания пузырьков, могут уйти только в основной объем 707A через отверстие 705a, однако жидкость в бутылке 701a может легко достигнуть области 704а через отверстия по краям конструкции 703а.
Верхняя поверхность 708а конструкции 703а является гладкой, с тем, чтобы минимизировать образование пузырьков. Тем не менее нижняя часть 706а конструкции 703a и/или днище 702a содержат многочисленные царапины, острые края и т.д., чтобы стимулировать образование пузырьков. Пузырьки, образующиеся под конструкцией 703а, объединятся в более крупные пузырьки до (или во время) выхода через отверстие 705A к области 707A.
На Фиг.13B1 показана бутылка 701b в соответствии с другим вариантом выполнения. Фиг.13B2 является увеличенным видом в разрезе бутылки 701b, представленной с местоположения, показанного на Фиг.13B1. Бутылка 701b сходна с бутылкой 701а, за исключением того, что куполообразная конструкция 703b для улавливания пузырьков не прикреплена к днищу 702b. Вместо этого конструкция 703b может двигаться вверх и вниз в пределах объема 707b. Таким образом, область 704b не имеет фиксированного размера. Верхняя поверхность 708b является гладкой. Поверхность 706b днища (и/или днище 702b) содержит царапины, острые края и/или другие поверхностные элементы, чтобы способствовать образованию пузырьков. Пузырьки, образовавшиеся под конструкцией 703b, собираются вместе и выходят через отверстие 705b, при этом отверстие 705b расположено на или около самого высокого участка купола конструкции 703b для улавливания пузырьков. В некоторых вариантах выполнения образование достаточно больших пузырьков под конструкцией 703b может обеспечить периодическое перемещение конструкции 703b вверх и вниз в основном объеме 707B. В некоторых вариантах выполнения конструкция 703b может быть стабилизирована путем понижения ее центра тяжести (например, путем прикрепления груза к днищу) и/или путем относительно плотной подгонки сторон конструкции 703b к внутренним стенкам бутылки 701b. В вариантах выполнения, показанных на Фиг.13A1-13B2, размером пузырьков, поступающих в основной объем бутылки, можно управлять исходя из диаметра отверстия.
w
На Фиг.13C1 показана бутылка 701c в соответствии с другим вариантом выполнения. Фиг.13C2 является увеличенным видом в разрезе бутылки 701c, представленной с местоположения, показанного на Фиг.13C1. Бутылка 701C включает конструкцию 703c, которая может свободно перемещаться в основном объеме 707c. Одна или обе поверхности конструкции 703c могут иметь царапины, острые края и/или другие поверхностные элементы, чтобы способствовать росту пузырьков. В конструкции 703c не хватает отверстия, и она может свободно вращаться. Пузырьки, образованные на нижней части конструкции 703c, выходят вверх, когда конструкция 703c наклонена вверх. Конструкция 703c может быть симметричной или несимметричной, может иметь показанную форму, либо может иметь другие формы. В некоторых вариантах выполнения конструкция 703c имеет ширину (WW), которая больше ширины (А) отверстия горловины бутылки 701c, и длину (L), которое меньше ширины (B) внутренней части бутылки 701c. Бутылка 701c может включать более одной конструкции 703c.
Хотя на Фиг.13A1-13C2 показаны варианты выполнения, в которых контейнер для напитков представляет собой бутылку, такие конструкции, что показаны на Фиг.13A1-13C2, могут быть использованы в других вариантах выполнения, где контейнер представляет собой банку, многоразовый или одноразовый стаканчик и т.д.
В некоторых вариантах выполнения, форма контейнера для напитков может быть сконфигурирована таким образом, чтобы увеличить площадь внутренней поверхности, и/или увеличить количество внутренних углов, краев и других поверхностных элементов, что может способствовать нуклеации. Например, контейнер может быть выполнен со сквозным отверстием, углублением, желобком и т.п. Примеры таких бутылок показаны на Фиг.14A1-14D. Каждая из бутылок на Фиг.14A1-14D имеет боковые стенки, верхнюю часть (с горловиной) и днище. Каждая из этих бутылок могут быть закрыта на выходе горловины так, чтобы герметизировать газированный напиток во внутреннем объеме бутылки, при этом открывание выхода позволяет выливание содержащегося напитка из внутреннего объема через открытый выход. В качестве дополнительного преимущества, конфигурации контейнера, такие, что показаны на Фиг.14A1-14D, также могут быть использованы для создания отличительных внешних признаков для маркетинга продукта или других целей. На Фиг.14A1 показана бутылка 800, в которой образованы два герметизированных сквозных отверстия 801 и 802. Фиг.14A2 является видом в разрезе бутылки 800, представленной с местоположения, показанного на Фиг.14A1. Как видно из Фиг.14A2, каждое из отверстий 801 и 802 обеспечивает наружный проход через корпус бутылки 800, не затрагивая внутреннюю часть бутылки. На Фиг.14В показана бутылка 810, имеющая звездообразное герметизированное сквозное отверстие 811. Фиг.14C представляет собой вид в продольном разрезе бутылки 815, имеющей несколько желобков 816, выступающих внутрь внутренней части бутылки. Фиг.14D представляет собой продольный разрез бутылки 825, имеющей пару желобков, которые выступают внутрь. Выступы 827 продолжаются от внутренних поверхностей желобков 826. В других вариантах выполнения, весь наружный профиль бутылки может иметь форму, выполненную под заказ (например, длинную извилистую форму, форму звезды), чтобы увеличить площадь внутренней поверхности и/или внутренние элементы нуклеации.
Контейнеры для напитков в соответствии с различными вариантами выполнения могут быть выполнены с использованием любой из различных технологий. Например, центры нуклеации могут быть образованы на внутренних областях пластиковой бутылки для напитков в ходе процесса выдувного формования. Как указано выше, форма, используемая для формования пластиковой бутылки, может включать выступы, выемки или другие элементы, которые создают наружные элементы на внешней поверхности бутылки. Тогда эти наружные элементы будет иметь соответствующее элементы на внутренней поверхности бутылки (например, создание вмятины во внешней части бутылки создаст выпуклость во внутренней части бутылки).
В качестве другого примера, элементы внутренней поверхности могут быть образованы на преформе пластиковой бутылки с использованием центрального стержня, имеющего поверхностные элементы, соответствующие нужным элементам поверхности. При растяжении и выдувании преформы, элементы внутренней поверхности преформы станут элементами внутренней поверхности пластиковой бутылки. Фиг.15А представляет собой вид спереди центрального стержня 901 в соответствии с одним вариантом выполнения. Фиг.15B является видом в разрезе переднего конца центрального стержня 901 с местоположения, показанного на Фиг.15А. Стержень 901 включает многочисленные сверхтонкие канальцы 902, образованные в изогнутой поверхности конца 903 стержня 901. В процессе работы, стержень 901 помещают в камеру пресс-формы. Расплавленный ПЭТФ или другой материал затем вводят в пространство между стержнем 901 и стенками камеры так, чтобы создать преформу, которая в дальнейшем может быть использована для выдувного формования контейнера для напитков. Во время процесса литья под давлением, расплавленный материал течет в канальцы 902 для создания заостренных выступов на участке преформы, который будет соответствовать внутренней поверхности нижней поверхности получающейся пластиковой бутылки. В различных вариантах выполнения размеры (диаметр и/или глубину) каждого канальца 902 можно варьировать и не все канальцы должны иметь одинаковые размеры. В других вариантах выполнения количество и распределение канальцев также может варьироваться. В некоторых вариантах выполнения один или более канальцев на самом переднем конце 903 могут быть опущены, так что полученная преформа будет иметь область без выступов, с тем чтобы лучше вместить вытягивающий стержень в процессе выдувного формования. В других вариантах выполнения, используемый с преформой толкатель, образованный центральным стержнем 901, может иметь вогнутый чашеобразный конец, накрывающий выступы в преформе. Вогнутая область этого конца вмещает в себя выступы, не повреждая их в процессе выдувного формования. Кольцо конца толкателя давит на участок поверхности преформы, окружающий выступы в преформе.
Фиг.17А показывает поперечное сечение преформы, созданной с помощью центрального стержня, подобного центральному стержню 901 на Фиг.15А и 15В. Однако центральный стержень, используемый для создания преформы на Фиг.17А, имеет только девять каналов. Эти каналы шире, чем каналы 902 центрального стержня 901, и имеют коническую форму. Фиг.17В представляет собой изображение внутреннего днища бутылки, сформованной раздувом и вытяжкой из преформы на Фиг.17А.
Элементы внутренней поверхности в контейнере в качестве альтернативного (или дополнительного) варианта могут быть созданы путем модификации вытягивающего стержня, используемого для прижимания к нижней поверхности преформы в процессе выдувного формования. Такой вытягивающий стержень может быть использован для нанесения шипов или других выступов, неровностей, включений или других типов поверхностных элементов на внутреннюю базовую область бутылки, выполненной выдувным формованием. Вытягивающий стержень в качестве альтернативного или дополнительного варианта можно использовать для придания поверхностной текстуры базовой области внутренней части бутылки. В дополнение к образованию центров нуклеации для использования при управлении образованием пузырьков, текстуры и поверхностные элементы, образованные на внутренней или наружной части бутылки, могут быть использованы для встраивания декоративных элементов в эстетических целях.
На Фиг.15C показана блок-схема этапов при формовании пластиковой бутылки, имеющей один или более элементов внутренней поверхности, с использованием вытягивающего стержня с модифицированным кончиком. На этапе 991 участок стержня с модифицированным кончиком вставляют в пластиковую преформу, которая достаточно нагрета. Участок горлового участка преформы закреплен относительно оси движения вытягивающего стержня (т.е. оси, которая также соответствуют продольной оси формуемой бутылки). На этапе 992 вытягивающий стержень прижимают к внутренней нижней поверхности преформы таким образом, чтобы вдавить нагретую пластиковую преформу в полость модифицированного кончика. На этапе 993 газ (например, воздух) вдувают в вытянутую преформу, и преформа удлиняется по оси к внутренним стенкам выдувной формы. Это приводит к формованию бутылки с элементами нижней поверхности, которые соответствуют поверхностным элементам кончика вытягивающего стержня. Для формования различных типов элементов внутренней поверхности в контейнере выдувного формования могут быть использованы различные типы кончиков стержней.
Например, Фиг.16 представляет собой изображение концов четырех вытягивающих стержней 921-924 в соответствии с некоторыми вариантами выполнения. Стержень 921 имеет семь конических впадин 929, образованных на его торцевой поверхности 925. Каждая из впадин 929 имеет глубину примерно 0,05 дюймов. Стержень 922 имеет семь конических впадин 930, образованных на торцевой поверхности 926. Каждая из впадин 930 имеет глубину примерно 0,1 см. Стержни 923 и 924 имеют множество впадин неправильной формы, образованных в их соответствующих торцевых поверхностях 927 и 928.
С помощью каждого концевого стержня, показанного на Фиг.16, было произведено выдувание пробных бутылок с использованием сырых пластиковых преформ. В настройки по обработке были внесены коррективы, так чтобы замедлить формовочную машину таким образом, чтобы обеспечить более тщательное выравнивание температуры внутри преформ и тем самым обеспечить более полное формование деталей. Вытягивающие стержни также были отрегулированы для более плотного придавливания материала преформы, чем при обычном выдувном формовании, с тем, чтобы запрессовать материал преформы в нижние части вытягивающих стержней. В соответствующем месте пресс-формы, на которое нажимает конец стержня, желательна плоская поверхность.
Фиг.17C представляет собой изображение внутренней части бутылки выдувного формования со стержнем 921. В некоторых случаях может быть проще создать высокопрофильные выступы (такие, как показаны на Фиг.17В) с использованием модифицированного центрального стержня (например, такого, как описан применительно к Фиг.17А) вместо модифицированного толкателя, сходного с толкателем 922.
Все элементы бутылок выдувного формования со стержнями 921-924 действовали в качестве центров нуклеации. Скорость высвобождения пузырьков управлялась в соответствии с коэффициентами роста пузырьков, связанных с соответствующими поверхностными элементами. На Фиг.17D и 17E показана нуклеация, вызванная поверхностными элементами, аналогичными показанным на Фиг.17C.
В других вариантах выполнения центры нуклеации могут быть образованы другими способами. На Фиг.18 представлен вид в разрезе участка бутылки 1001 в соответствии с одним из таких вариантов выполнения. Бутылка 1001 включает днище 1003 и боковую стенку 1002 (только участок которой показан), а также верхнюю часть (не показана) с горловиной (также не показано). Бутылка 1001 может быть закрыта на выходе горловины так, чтобы герметизировать газированный напиток во внутреннем объеме бутылки 1001, при этом открывание выхода позволяет выливание содержащегося напитка из внутреннего объема через открытый выход.
2
2,
Днище 1003, боковая стенка 1002 и верхняя часть бутылки 1001 образованы из первого материала (например, ПЭТФ или другого пластика). Во внутреннюю поверхность днища 1003 и/или нижнего участка боковой стенки 1002 встроено нескольких дискретных элементов 1004. Элементы 1004 частично соприкасаются с напитком, содержащимся в бутылке 1001. Хотя это не показано в разрезе на Фиг.18, элементы 1004 могут быть распределены по всей поверхности днища 1003 и по всей окружности бутылки 1001 на нижнем участке боковой стенки 1002. Каждый из элементов 1004 выполнен из второго материала, который может быть отличным от первого материала. Например, дискретные элементы 1004 могут включать встроенные частицы (например, размером с песчинки) кремнезема, неорганического материала, пластика, отличного от первого пластика, неорганического материала, и т.д. Другие материалы, которые могут быть встроены или иным образом прикреплены к внутренней поверхности бутылки, либо иным образом помещены внутрь бутылки, могут включать древесные волокна, прикрепленные к основанию бутылки, материал для фильтрации кофе, нерастворимые пищевые волокна, целлюлозу/ПЭТФ волокна, с оптимизированными влагоотводящими характеристиками и управлением текстурой пузырьков, волокнистые сетки, в которых пойманные пузырьки воздуха действуют в качестве центров нуклеации пузырьков CO, полупроницаемые мембраны, плавающие на поверхности напитка и имеющий размер пор немного меньший, чем молекулярный размер О а также включения активированного угля.
В некоторых вариантах выполнения участки поверхности боковой стенки, имеющие встроенные элементы 1004, могут продолжаться далее вверх в бутылке (например, примерно на половину высоты бутылки). В других вариантах выполнения внутренняя нижняя поверхность может иметь встроенные элементы. В третьих вариантах выполнения только внутренние поверхности боковой стенки могут иметь встроенные элементы. Встроенные элементы могут быть расположены в несколько групп, разделенных областями без встроенных элементов.
В еще одних вариантах выполнения днище или иная внутренняя поверхность может быть зачищена пескоструйной обработкой, путем криогенного истирания и т.д. В третьих вариантах выполнения известные технологии создания бутылки со слоем вспененного пластика могут быть модифицированы для создания бутылки с одной или более областями во внутренней части бутылки. Технологии создания бутылки со слоем вспененного пластика, описаны, например, в патентах США 7588810, в опубликованных заявках США 20050181161, 20070218231, 20080251487, 20090297748, а также в международной публикации WO 2008/112024, при этом каждый из этих документов полностью включен сюда путем ссылки.
В отношении контейнеров для напитков, образованных любым из различных способов, различные факторы могут быть учтены при попытке увеличить выделение пузырьков газа. В целом, большее количество центров нуклеации приводит к увеличению образования пузырьков. Что касается геометрии центров нуклеации, желательна высокая поверхностная энергия. Это обычно соответствует большой величине коэффициента формы (т.е. большой величине отношения высоты к ширине). В этом отношении могут быть полезными высокие и тонкие конструкции (например, похожие на сплюснутые макароны Орзо, иголки). Также имеет значение плотность центров нуклеации в данной области. Более крупные пузырьки могут образовываться из областей с повышенной плотностью центров нуклеации, и более крупные пузырьки могут высвобождаться и подниматься быстрее. Также может иметь значение местоположение центров нуклеации. Иногда может быть полезным поместить центры нуклеации на днище контейнера, поскольку потенциальная энергия, связанная с поверхностным натяжением, может быть больше на основании днища, чем в горловине бутылки.
Большее число шипов (или других типов выступов) может вызвать увеличение количества выпущенных пузырьков, чем меньшее число шипов (или других типов выступов). Увеличенное расстояние между шипами/выступами может также увеличить количество выпущенных пузырьков и/или уменьшить размеры выпущенных пузырьков. Также справедливо обратное соотношение с расстоянием и числом шипов/выступов.
ПРИМЕР 1
Давление внутри пузырька представлено уравнением 1:
пузырька
атм
газированной жидкости
P = P + P+2Y/R(уравнение 1)
где:
Y = поверхностное натяжение газированной жидкости
R = радиус пор
газированной жидкости
P = давление, производимое жидкостью над пузырьком
атм
P = атмосферное давление.
газированной жидкости
пузырька
На Фиг.19 показано изменение размера и давления пузырька, растущего внутри жидкости. Как можно вывести из уравнения 1, равновесное давление внутри пузырька обратно пропорционально размеру пузырьков. Давление внутри пузырька также зависит от поверхностного натяжения газированной жидкости. Когда пузырек поднимается, давление Pуменьшается. Поскольку равновесное давление внутри пузырька зависит от давления, производимого газированной жидкостью над пузырьком, P также соответственно уменьшается. Это снижение давления сопровождается увеличением размера пузырька. В дополнение к этому, с появлением пузырьков, газ из газированной жидкости, окружающей пузырек, также диффундирует в пузырек из-за разности давлений. Ниже приводится математическое объяснение того, почему очень мелкие пузырьки не образуются без определенной нуклеации поверхностных пузырьков.
2
2
3
3
3
2
Форма пузырька будет стремиться к сферической, так как соотношение поверхность/объем является наименьшим для этой формы. Однако пузырек внутри жидкости должен подталкивать окружающую жидкость при подъеме и, следовательно, на самом деле, имеет слегка искаженную форму. Однако для простоты при расчетах примем эту форму как сферическую. Кроме того, предполагается, что пузырек радиуса R, поверхностное натяжение жидкости Y, плотность газа p и F является свободно выделением энергии, достигаемым, когда один грамм газа передается из пересыщенного раствора в пузырек. Поверхность пузырька будет 4πR. Для того чтобы создать такую большую поверхность внутри жидкости, работа по преодолению поверхностного натяжения жидкости равна 4πRY. Количество газа в пузырьке будет составлять (4/3) πRp. Свободное выделение энергии для одного пузырька будет составлять (4/3) πR pF. Спонтанное выделение газа возможно лишь при 4/3πRpF > 4πRY, то есть пока RpF>3Y. Из этого отношения понятно, что какими бы не были (в процентном отношении) значения P, F и Y, величина RpF будет меньше чем 3Y при достаточно малых значениях R. И, поскольку во время нуклеации пузырьки должны быть мелкими, прежде чем они вырастут, одновременно очень мелкие пузырьки образовываться не могут.
Если предположить, что перенасыщенная газированная жидкость будет находиться в равновесии с газом под давлением Р, то она будет стремиться к диффузии газа в пространство, в котором давление составляет менее P. В случайном событии нуклеации существует статистическая вероятность того, что малые и большие (R) пузырьки возникнут одновременно, но они не могут быть устойчивыми. Именно баланс свободной энергии Гиббса энергий объема и площади поверхности будет определять, достаточно ли термодинамически стабильны эти ядрышки для роста. Выше критической свободной энергии, ядрышки может расти. Из уравнения 1 видно, что давление в пузырьке больше, чем в окружающей жидкости на 2Y/R (при условии, что давление, оказываемое газированной жидкостью, является незначительным). Таким образом, пузырек будет только расти, если величина 2Y/R меньше давления Р окружающей среды. Поскольку во время нуклеации R должно быть достаточно небольшим, указанное условие может быть выполнено только при невероятно больших значениях P. Обеспечение легкодоступной поверхности для нуклеации пузырьков внутри газированной жидкости для данного объема контейнера может способствовать вспениванию.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Вышеприведенное описание вариантов выполнения было представлено в иллюстративных и описательных целях. Вышеприведенное описание не может быть исчерпывающим или ограничивать варианты выполнения точной формой, которая подробно описана или упомянута в настоящем документе. В свете вышеприведенных концепций возможны модификации и вариации, либо они могут быть получены из практики реализации различных вариантов выполнения. Описанные здесь варианты выполнения были выбраны и описаны для того, чтобы объяснить принципы и характер различных вариантов выполнения и их практического применения, с тем, чтобы позволить специалистам в данной области техники осуществить и использовать эти и другие варианты выполнения с различными модификациями, которые подходят для предусмотренного конкретного использования. Любые перестановки признаков из вышеописанных вариантов выполнения находятся в объеме настоящего изобретения.