Заготовка бутылки

(71) Заявитель Иностранное частное унитарное производственное предприятие ПЭТ-Корпопласт Компании ООО Корпопласт(72) Автор Лычковский Алексей Викторович(73) Патентообладатель Иностранное частное унитарное производственное предприятие ПЭТ-Корпопласт Компании ООО Корпопласт(57) 1. Заготовка бутылки из термопластичного материала, содержащая верхний или горловой участок (Н) с венчиком, средний участокс нижним подучастком (М), причем нижний подучасток (М) имеет толщину, отличную от толщины среднего участкана других подучастках, а также нижний участоксферической формы, отличающаяся тем, что дополнительно содержит переходной участок (К), расположенный между верхним участком (Н) и средним участком , нижний участоксо стороны среднего участкасодержит линейный подучасток (Т), а средний участокдополнительно содержит верхний подучасток , при этом средний подучастоксреднего участка ,сформированный между верхним подучасткоми нижним подучастком (М), переходной участок (К) и нижний участокимеют постоянную толщину, а верхний подучасток и нижний подучасток (М) среднего участкаимеют переменную толщину, причем толщина верхнего подучасткавыбрана возрастающей, а толщина нижнего подучастка(М) выбрана уменьшающейся по направлению к среднему подучасткусреднего участка , при этом внешняя поверхность заготовки на всех участках, за исключением верхнего участка (Н) и нижнего участка , имеет коническую форму. 15492. Заготовка по п. 1, отличающаяся тем, что соотношение высот верхнего, переходного, среднего и нижнего участков выбрано в диапазоне 0,17-0,210,02-0,0610,36-0,40. 3. Заготовка по любому из п. 1 или 2, отличающаяся тем, что соотношение высот верхнего, среднего и нижнего подучастков среднего участка выбрано в диапазоне 0,660,7010,12-0,16. 4. Заготовка по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что соотношение толщин переходного участка, среднего подучастка среднего участка и нижнего участка выбрано в диапазоне 0,62-0,6411,12-1,14. 5. Заготовка по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что горловая часть выполнена в виде безрезьбовой горловины под кронен-пробку.(56) 1. Патент 2217308 С 2, 2003. 2. Патент 2174465 С 2, 2001. Полезная модель относится к преформе (заготовке) емкости из термопластичного материала, в частности полиэтилентерефталата (ПЭТ), предназначенной для изготовления из нее в промышленных масштабах емкости в виде бутылки для заполнения жидкостями, которые могут иметь высокую температуру и/или быть газированными. Анализ технологии производства тары, в частности бутылок, из термопластичных материалов показывает, что, традиционно, их получают путем раздува в формы предварительно изготовленных заготовок. При этом улучшение характеристик качества готовых бутылок может быть достигнуто не только путем усовершенствования как технологического процесса в целом, так и отдельных технологических операций и/или модернизации технологического оборудования, и/или улучшения характеристик материалов, но и путем усовершенствования формы и параметров заготовки. Специалистам в данной области известно, что форма и параметры заготовки зависят от ряда факторов, среди которых способ изготовления заготовки, способ последующего формования раздувом бутылки из заготовки, назначение готовой бутылки (для розлива жидкостей, имеющих высокую температуру, для розлива газированных жидкостей и т.д.),способ укупорки бутылки, способ использования бутылки (для одноразового или многоразового использования с возможностью проведения мойки, санитарной обработки и т.п.) и т.д. Как правило, заготовки условно можно разделить на следующие участки верхний или горловой, включающий венчик, средний участок, который при раздуве формирует боковые стенки корпуса бутылки, и нижний участок, который при раздуве формирует донную часть корпуса бутылки. При этом, как правило, верхний или горловой участок заготовки, в том числе венчик, уже имеют форму и размеры соответствующего участка готовой бутылки, т.е. в процессе изготовления бутылки раздувом из заготовки они не подвергаются деформации. Таким образом, особое внимание при разработке заготовок необходимо уделять правильному выбору геометрии и размеров участков (среднему и нижнему), которые в процессе раздува подвергаются деформации. В качестве простейшей известна заготовка, выполненная в виде цилиндрической пробирки со сформованным горловым участком, толщины стенок которой в области среднего участка и нижнего участка являются постоянной величиной 1. Равная толщина среднего и нижнего участков при дальнейшем раздуве усложняет получение готовой бутылки с заданными параметрами, поскольку различные участки заготовки испытывают различное давление и подвергаются, тем самым различной деформации. Наиболее близкой к заявляемой заготовке является заготовка, включающая верхний или горловой участок с венчиком, средний участок и нижний участок 2. Заготовка имеет, в основном, цилиндрическую форму. На среднем участке заготовки выделен нижний подучасток, на котором заготовка приобретает форму конуса. Такое усложнение формы было выполнено для обеспечения оптимального распределения материала, в частности донной части бутылки, путем дифференцированного распределения толщины стенок бу 2 1549 тылки, через дифференцированное распределение толщины стенок, заложенное уже в заготовке. Из заготовки описанного типа могут быть получены бутылки различной формы, в том числе с различной формой донной части. Однако форма заготовки рассчитана для формования из нее бутылки определенным методом, описанным в том же источнике информации, и при использовании обычных методов и устройств для формования не может обеспечить получение бутылки с заданными параметрами, в частности с определенной толщиной стенок на отдельных участках. Каждая из упомянутых выше заготовок, а также все другие известные заготовки имеют сформованную горловую часть с венчиком определенной конструкции. Задачей настоящей полезной модели является создание заготовки бутылки с усовершенствованной универсальной формой. При этом заготовка должна обеспечивать получение посредством раздува бутылки определенных типоразмеров, заданной формы и с заданной толщиной стенок на различных участках при условии снижения затрат на изготовление заготовки, в том числе, за счет снижения затрат на разработку и изготовление литьевой формы, а также оптимизации расхода материала. При этом должна обеспечиваться возможность надежной герметизации бутылки после розлива в нее соответствующих жидкостей. Поставленная задача решается заготовкой бутылки из термопластичного материала,содержащей верхний или горловой участок (Н) с венчиком, средний участокс нижним подучастком (М), причем нижний подучасток (М) имеет толщину, отличную от толщины среднего участкана других подучастках, а также нижний участоксферической формы, за счет того, что дополнительно содержит переходной участок (К), расположенный между верхним участком (Н) и средним участком , нижний участоксо стороны среднего участкасодержит линейный подучасток (Т), а средний участокдополнительно содержит верхний подучасток , при этом средний подучастоксреднего участка , сформированный между верхним подучасткоми нижним подучастком (М),переходной участок (К) и линейный подучасток (Т) нижнего участкаимеют постоянную толщину, а верхний подучастоки нижний подучасток (М) среднего участкаимеют переменную толщину, причем толщина верхнего подучасткавыбрана возрастающей, а толщина нижнего подучасткавыбрана уменьшающейся по направлению к среднему подучасткусреднего участка , при этом внешняя поверхность заготовки на всех участках, за исключением верхнего участка (Н), имеет коническую форму. Наличие дополнительного переходного участка К обеспечивает более простое и точное формование корпуса бутылки и перехода от горловой части к корпусу бутылки без деформации горлового участка Н. Еще более облегчает равномерное распределение материала по толщине при формовании выделение на среднем участкеверхнего, среднего и нижнего подучастков ,и (М), соответственно, и линейного подучастка (Т) на нижнем участке . При этом распределение толщин по высоте каждого из участков, а также направление возрастания/уменьшения толщины обеспечивают наиболее оптимальное распределение материала заготовки на участках, подвергаемых при раздуве максимальным и минимальным деформациям. Исходя из результатов практических разработок, в том числе анализа уже существующих, и руководствуясь очевидным соображением, что для бутылки каждого типа необходима специальная заготовка, был проведен ряд работ по определению идеального профиля распределения толщины стенок заготовки как на отдельных участках, так и в пределах одного участка (в случае переменной толщины на этом участке). Было определено, что наиболее предпочтительным является соотношение высот верхнего, переходного, среднего и нижнего участков, выбранное в диапазоне 0,17-0,210,020,0610,36-0,40. При этом соотношение высот верхнего, среднего и нижнего подучастков среднего участка предпочтительно выбирают в диапазоне 0,66-0,7010,12-0,16. Не менее важным является выбор соотношения толщин переходного участка, среднего подучастка среднего участка и нижнего участка. Предпочтительным является, когда это соотношение выбрано в диапазоне 0,62-0,6411,12-1,14. 3 1549 В принципе, предлагаемая заготовка может содержать верхний или горловой участок любой подходящей формы исполнения, однако наиболее предпочтительной является горловая часть, выполненная в виде безрезьбовой горловины под кронен-пробку, что позволяет получить из заготовки бутылки для розлива, в частности, пива. Указанные выше значения параметров и соотношения размеров были получены, как наиболее оптимальные с точки зрения достижения заявленных технических результатов, в ходе опытно-конструкторских работ с применением теоретических расчетов и последующими экспериментальными проверками. При этом особенно существенным, с точки зрения автора, является возможность применения заявленных соотношений для изготовления заготовок бутылок различных типоразмеров с получением одинаково высоких результатов по качеству. Далее достоинства и преимущества заявляемой полезной модели будут пояснены на неограничивающем примере одной из возможных реализаций заготовки со ссылкой на позиции чертежа, на которой схематично изображен вид спереди с частичным разрезом одной из предпочтительных форм реализации заявляемой заготовки. На фигуре условные границы между участками обозначены штриховыми линиями. Зона верхнего участка Н обозначена позицией 1 (далее по тексту верхний участок 1), переходного участка К - позицией 2 (далее по тексту переходной участок 2), верхнего подучасткасреднего участка- позицией 3 (далее по тексту верхний подучасток 3), среднего подучасткасреднего участка- позицией 4 (далее по тексту средний подучасток 4),нижнего подучастка М среднего участка- позицией 5 (далее по тексту нижний подучасток 5) и нижнего участка- позицией 6 (далее по тексту нижний участок 6), при этом зона линейного подучастка Т нижнего участкаобозначена позицией 7 (далее по тексту линейный подучасток 7). Заготовка в зонах верхнего участка 1, переходного участка 2, верхнего подучастка 3 среднего участка , среднего подучастка 4 среднего участка , нижнего подучастка 5 среднего участкаи нижнего участка 6 имеют соответствующие высоты , , , , , и толщины , , , , , . Толщинав рамках настоящей полезной модели не является существенной и ввиду ее многократного изменения на данном участке не определена. Толщинаопределена на линейном подучастке 7 нижнего участка 6. Заготовка в целом выполнена в виде тела вращения, образованного внешней и внутренней поверхностями 8 и 9 соответственно. Верхний участок 1 включает венчик 10, в представленном на чертеже примере реализации выполненный в виде безрезьбовой горловины под кронен-пробку, кромку 11, кольцевой выступ 12 и опорное кольцо 13. В представленном на чертеже примере реализации упомянутые выше переменные параметры длины, толщины и т.п. имеют следующие значения 12,4 мм,2,5 мм,25 мм,37 мм,5 мм,25,5 мм,2,5 мм,от 2,5 мм до 4,0 мм,4,0 мм,от 4,0 мм до 4,5 мм,4,5 мм. С использованием простейших арифметических операций на основании указанных значений параметров заготовки можно получить соотношение высот верхнего, переходного участков, верхнего, среднего и нижнего продучастков среднего участка и нижнего участка, а также соотношение, а также соотношение толщин стенок заготовки на различных участках и подучастках. Так, соотношение высот верхнего, переходного, среднего и нижнего участков в данном примере реализации составляет около 0,1850,03710,381 соотно 4 1549 шение высот верхнего, среднего и нижнего подучастков среднего участка составляет около 0,67610,075, а соотношение толщин переходного участка, среднего подучастка среднего участка и линейного подучастка нижнего участка составляет около 0,62511,125. Наиболее важным моментом для заготовки в процессе формования раздувом является распределение материала в соответствии со схемой распределения толщин бутылки, которое достигается как технологическими приемами (например, дифференциальное распределение температур), так и заданием определенной толщины стенки заготовки в каждой отдельной зоне. Наиболее критическими зонами для предлагаемой заготовки являются зоны перехода от верхнего участка 1 к среднему участку 2 и от среднего участка 2 к нижнему участку 3. В этих зонах перехода, а также на среднем участке 2 и нижнем участке 3 необходимо в процессе формования раздувом предотвратить чрезмерную вытяжку материала, которая, тем самым, снижает толщину стенок. Для формования плечиков бутылки используется верхний подучасток 3, имеющий переменную толщину, возрастающую по направлению к среднему подучастку 4, что соответствует распределению деформации в процессе раздува. Донная часть бутылки формируется из нижнего участка 6, который также имеет переменную толщину, возрастающую по направлению к среднему участкуи достигающую максимального значения на линейном подучастке 7 постоянной толщины,что также соответствует распределению деформации при раздуве. Формированию нижней(опорной) части бутылки с заданными параметрами способствует также наличие нижнего подучастка 5. Благодаря особенностям предложенной конструкции заготовки, в частности профилю распределения толщин стенок, при формовании раздувом максимальной деформации подвергаются те зоны и участки заготовки, толщина которых больше. Это, в частности, как было упомянуто выше, относится к нижней зоне верхнего подучастка 3, среднему подучастку 4, нижнему подучастку 5 и к верхней зоне нижнего участка 6 - линейному подучастку 7. Это, с одной стороны, позволяет избежать эффекта истончения стенок готовой бутылки в особо критичных зонах, а с другой стороны, избежать нерационального расхода материала за счет уменьшения толщины на участках и зонах, которые подвержены наименьшей деформации. Переходной участок 2, средний участокс его верхним, средним и нижним подучастками 3, 4 и 5 соответственно и нижний участок 3 с линейным подучастком 7 формируют внешнюю поверхность 8 и внутреннюю поверхность 9. При этом внешняя поверхность 8 представляет собой, практически, линейную коническую поверхность на протяжении от переходного участка 2 до линейного подучастка 7 (включительно) и поверхность в виде полусферы на остальной части нижнего участка 6, а внутренняя поверхность 6 представляет собой ломанную коническую поверхность с изменением углов конусности и поверхность в виде полусферы на тех же участках. Выше уже упоминалось, что верхний или горловой участок 1 в любой заготовке, в том числе предлагаемой, является окончательно сформованным и в дальнейшем не подвергается деформации. Конструкция предлагаемого венчика 10 (безрезьбовая горловина под кронен-пробку) не является традиционной для бутылок из термопластичных материалов и предложена по аналогии со стеклянными бутылками. При этом, несмотря на свои отличия от аналогичных венчиков стеклянных бутылок, предлагаемая конструкция венчика обеспечивает герметичную укупорку бутылки стандартными кронен-пробками, посредством их установки на кольцевом выступе 12. Опорное кольцо 13, традиционно, является технологическим элементом, и его параметры выбраны оптимальными с учетом соотношения надежность выполнения функционального назначения минимальный расход материала. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.