CN116323166A - 冲头头部、冲头、成形设备、容器制造机器、成形方法以及底部坯件和由其形成的容器 - Google Patents
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Abstract
一种圆柱形冲头头部，用于使纸板底部坯件成形以围绕纸板底部坯件的外围使外围裙部部分成形，其包括围绕冲头头部的轴线沿径向方向延伸的冲头面、围绕冲头面的外围沿冲头头部的轴向方向延伸的冲头侧壁、以及冲头面和冲头侧壁的边界。边界可以是阶梯状的或斜面状的。边界可以包括围绕冲头面延伸的多个边缘。
Description
优先权
本申请要求2020年10月19日提交的美国序列号63/093，354的优先权，其全部内容通过引用结合于本文中。
技术领域
本申请涉及纸板容器领域，特别是成形的纸板底部坯件、由其形成的容器、以及用于使纸板底部坯件成形的冲头、成形设备和成形方法以及由其形成的容器。
背景技术
纸板被用于各种包装应用中。例如，纸板被用于包装饮料容器、冷冻食品、谷物和广泛多样的其他食品和非食品消费品。常常要求纸板具有增强的阻隔性能，包括油、油脂、水和/或水分阻隔性能。另外，许多纸板包装(例如用于食品或饮料服务的纸板杯)还要求纸板是可热封的，从而使得可以在杯制造机器上形成杯。常规的聚乙烯挤出涂覆纸板通过提供阻隔和热封性能两者而在这种应用中占主导地位。然而，常规的聚乙烯挤出涂覆纸板在再制浆方面有困难，并且不容易回收，从而引起环境问题。
可再制浆的水性涂层是解决这一需求的有希望的解决方案之一。然而，当使用于纸板容器的涂覆纸板底部坯件成形时，使用可再制浆的水性涂覆纸板在涂层破裂方面已经提出了挑战，其会导致污渍和/或泄漏。
因此，本领域技术人员继续在纸板容器领域进行研究和开发。
发明内容
在第一实施例中，用于使纸板底部坯件成形以使围绕纸板底部坯件外围的外围裙部部分成形的圆柱形冲头头部包括围绕冲头头部的轴线沿径向方向延伸的冲头面、围绕冲头面的外围沿冲头头部的轴向方向延伸的冲头侧壁、以及冲头面和冲头侧壁的阶梯状边界。
一种容器底部成形设备，用于使纸板底部坯件成形，以围绕纸板底部坯件的外围使外围裙部部分成形，该设备包括第一实施例的圆柱形冲头头部和具有用于接收圆柱形冲头头部的圆柱形凹部的模具。
一种纸板容器制造机器包括容器底部成形设备，该容器底部成形设备包括第一实施例的圆柱形冲头头部、用于保持由容器底部成形设备成形的纸板底部坯件的心轴、用于接收侧壁坯件并围绕心轴旋转侧壁坯件的侧壁站、以及用于加热侧壁坯件并将侧壁坯件密封到底部坯件的加热器。
一种用于使纸板底部坯件成形的方法，包括提供具有卡尺厚度t的纸板底部坯件，并且使用第一实施例的圆柱形冲头头部来使纸板底部坯件成形，从而使纸板底部坯件成形以形成底壁和围绕纸板底部坯件的底壁的外围具有裙部高度L的外围裙部。
存在通过使用第一实施例的圆柱形冲头头部的方法成形的纸板底部坯件。
纸板容器包括通过使用第一实施例的圆柱形冲头头部的方法成形的纸板底部坯件和密封到成形的纸板底部坯件的侧壁。
在第二实施例中，用于使纸板底部坯件成形以使围绕纸板底部坯件外围的外围裙部部分成形的圆柱形冲头头部包括围绕冲头头部的轴线沿径向方向延伸的冲头面、围绕冲头面的外围沿冲头头部的轴向方向延伸的冲头侧壁、以及冲头面和冲头侧壁的斜面状边界。
一种容器底部成形设备，用于使纸板底部坯件成形，以围绕纸板底部坯件的外围使外围裙部部分成形，该设备包括第二实施例的圆柱形冲头头部和具有用于接收圆柱形冲头的圆柱形凹部的模具。
纸板容器制造机器包括容器底部成形设备，该容器底部成形设备包括第二实施例的圆柱形冲头头部、用于保持由容器底部成形设备成形的纸板底部坯件的心轴、用于接收侧壁坯件并围绕心轴旋转侧壁坯件的侧壁站、以及用于加热侧壁坯件并将侧壁坯件密封到底部坯件的加热器。
一种用于使纸板底部坯件成形的方法，包括提供具有卡尺厚度t的纸板底部坯件，以及使用第二实施例的圆柱形冲头头部来使纸板底部坯件成形，从而使纸板底部坯件成形以形成底壁和围绕纸板底部坯件的底壁的外围具有裙部高度L的外围裙部。
存在通过使用第二实施例的圆柱形冲头头部的方法成形的纸板底部坯件。
纸板容器包括通过使用第二实施例的圆柱形冲头头部的方法成形的纸板底部坯件和密封到成形的纸板底部坯件的侧壁。
在第三实施例中，用于使纸板底部坯件成形以使围绕纸板底部坯件外围的外围裙部部分成形的圆柱形冲头头部包括围绕冲头头部的轴线沿径向方向延伸的冲头面、围绕冲头面的外围沿冲头头部的轴向方向延伸的冲头侧壁、以及冲头面和冲头侧壁的边界，该边界包括围绕冲头面延伸的多个边缘。
一种容器底部成形设备，用于使纸板底部坯件成形，以围绕纸板底部坯件的外围使外围裙部部分成形，该设备包括第三实施例的圆柱形冲头头部和具有用于接收圆柱形冲头头部的圆柱形凹部的模具。
纸板容器制造机器包括容器底部成形设备，该容器底部成形设备包括第三实施例的圆柱形冲头头部、用于保持由容器底部成形设备成形的纸板底部坯件的心轴、用于接收侧壁坯件并围绕心轴旋转侧壁坯件的侧壁站、以及用于加热侧壁坯件并将侧壁坯件密封到底部坯件的加热器。
一种用于使纸板底部坯件成形的方法，包括提供具有卡尺厚度t的纸板底部坯件，以及使用第三实施例的圆柱形冲头头部使纸板底部坯件成形，从而使纸板底部坯件成形以形成底壁和围绕纸板底部坯件的底壁的外围具有裙部高度L的外围裙部。
存在通过使用第三实施例的圆柱形冲头头部的方法成形的纸板底部坯件。
纸板容器包括通过使用第三实施例的圆柱形冲头头部的方法成形的纸板底部坯件和密封到成形的纸板底部坯件的侧壁。
所公开的冲头头部、容器底部成形设备、纸板容器制造机器、用于使纸板底部坯件成形的方法、成形的纸板底部坯件和纸板容器的其它实施例将从以下详细描述、随附附图和所附权利要求中变得明显。
附图说明
图1是示出严重起皱的纸板底部坯件的图像。
图2是根据比较示例的对照冲头的侧视图。
图3是图2的冲头的透视图。
图4是根据本描述第一示例的冲头的侧视图。
图5是图4中冲头的透视图。
图6是根据本描述第二示例的冲头的侧视图。
图7是图6的冲头的透视图。
图8是根据本描述第三示例的冲头的侧视图。
图9是图8的冲头的透视图。
图10是示出根据本描述的具有中心凹部的示例性冲头的变型的透视图。
图11是示出根据本描述的由材料组合形成的示例性冲头的变型的透视图。
图12是能够与本描述的冲头一起使用的示例性纸板底部坯件的透视图。
图13是图12的示例性纸板底部坯件的截面侧视图。
图14A、14B和14C是用于使图12和13的纸板底部坯件成形的示例性容器底部成形设备的示意图。
图15是根据图2和图3的比较示例的用对照冲头成形之后的纸板底部坯件的照片。
图16是根据图6和7的第二示例的用冲头成形之后的纸板底部坯件的照片。
图17是示例性纸板容器制造机器的示意图，该机器可以包括本描述的冲头。
图18是纸板容器的示意性截面图，该纸板容器可以使用本描述的冲头制成。
图19是由纸板底部坯件形成的纸板容器的照片，该纸板底部坯件使用根据图2和图3的比较示例的对照冲头成形。
图20是由纸板底部坯件形成的纸板容器的照片，该纸板底部坯件使用根据图6和7的第二示例的冲头成形。
具体实施方式
图1示出了纸板底部坯件的不受控制的严重起皱。如图1中的标记所示，许多褶皱扩展超过成形的纸板底部坯件的外围裙部到纸板底部坯件的底壁。常规的聚合物挤出阻隔涂层(诸如聚乙烯)可以经受住常规的成形过程而不破裂。然而，这些褶皱会破坏由其他阻隔涂层形成的膜，并为液体渗透提供通道和薄弱点，从而在使用时造成污渍或泄漏。
现在已经发现，在纸板底部坯件的成形过程期间的涂层破裂可以通过杯底部盘形冲头的一种新设计来减少，该设计为纸板底部坯件的折叠边缘的形成提供空间或控制折叠边缘的形成，以最小化涂层损坏和/或控制褶皱的扩展和幅度，从而减少饮料污渍或沿着杯底部的泄漏。本描述的冲头设计修改允许柔性较低、更脆或强度更低的水性涂层经受住成形过程而具有较少的破裂。
图2和图3示出了根据比较示例的对照冲头1，该对照冲头1用于使纸板底部坯件成形，以围绕纸板底部坯件的外围使外围裙部部分成形。冲头1包括圆柱形冲头头部2和支撑冲头头部2的冲头支撑件10。
圆柱形冲头头部2包括围绕冲头头部2的轴线a沿径向方向r延伸的冲头面3和围绕冲头面3的外围沿轴向方向a延伸的侧壁4。对于图2和3的对照冲头，冲头头部沿冲头轴向方向的高度h为0.438英寸，并且冲头头部的直径d是2.301英寸。如图2和3所示，冲头面3的边界5和侧壁4被限定为围绕冲头面3延伸的单个边缘6。
冲头支撑件10包括第一冲头支撑部分11和第二冲头支撑部分12。第一冲头支撑部分11的直径小于冲头头部2的直径，并且第二冲头支撑部分12的直径小于第一冲头支撑部分11的直径。第一冲头支撑部分11发挥为冲头头部2提供直接支撑的功能，并且第二冲头支撑部分12发挥便于接合到冲头设备(未示出)、以便沿轴向方向a移动冲头头部2的功能。第二冲头支撑部分12包括倒圆的半径13，用于在第二冲头支撑部分12和冲头头部2之间分配载荷。冲头支撑件10还包括轴向孔14，以便于接合到冲头设备(未示出)。轴向孔14沿轴向方向a延伸穿过第二冲头支撑部分12、第一冲头支撑部分11和冲头头部2。轴向孔14包括常规的接合特征(未示出)，以便于冲头1至冲头设备的接合，以用于移动冲头1。
图4至7涉及本描述第一实施例的圆柱形冲头头部。
图4和图5示出了根据本描述的第一示例的冲头1，该冲头1用于使纸板底部坯件成形，以围绕纸板底部坯件的外围使外围裙部部分成形。冲头1包括具有直径d和高度h的圆柱形冲头头部2和支撑冲头头部2的冲头支撑件10。尽管下面描述了冲头支撑件10的细节，但是冲头支撑件10可以被省略或者冲头支撑件10的细节可以被省略或者取决于冲头设备的设计而变化。
参照图4和图5，冲头支撑件10可以包括第一冲头支撑部分11和第二冲头支撑部分12。第一冲头支撑部分11的直径可以小于冲头头部2的直径d，并且第二冲头支撑部分12的直径可以小于第一冲头支撑部分11的直径。第一冲头支撑部分11可发挥为冲头头部2提供直接支撑的功能，并且第二冲头支撑部分12可发挥便于接合到冲头设备(未示出)、以便沿轴向方向a移动冲头头部2的功能。第二冲头支撑部分12可包括倒圆的半径13，用于在第二冲头支撑部分12和冲头头部2之间分配载荷。冲头支撑件10还可以包括轴向孔14，以便于接合到冲头设备(未示出)。轴向孔14可沿轴向方向a延伸穿过第二冲头支撑部分12、第一冲头支撑部分11和/或冲头头部2。轴向孔14可以包括常规的接合特征(未示出)，以便于冲头1接合到的冲头设备，以用于移动冲头1。
如图4和5所示，圆柱形冲头头部2包括围绕冲头头部2的轴线a沿径向方向r延伸的冲头面3、围绕冲头面3的外围沿轴向方向a延伸的侧壁4、以及冲头面3和侧壁4的阶梯状边界5。阶梯状边界5是单阶梯状边界。单阶梯状边界5优选包括围绕冲头面3延伸的多个边缘6。
图6和7示出了根据本描述的第二示例的冲头1，该冲头1用于使纸板底部坯件成形，以围绕纸板底部坯件的外围使外围裙部部分成形。冲头1包括圆柱形冲头头部2和支撑冲头头部2的冲头支撑件10。冲头支撑件10的描述可以参考上面关于图4和5的第一示例的冲头1的描述。
如图6和7所示，圆柱形冲头头部2包括围绕冲头头部2的轴线a沿径向方向r延伸的冲头面3、围绕冲头面3的外围沿轴向方向a延伸的侧壁4、以及冲头面3和侧壁4的阶梯状边界5。阶梯状边界5是多阶梯状边界。在所示的示例中，多阶梯状边界具有两个阶梯。然而，多阶梯状边界可以具有多于两个的数量的阶梯。在优选的示例中，多阶梯状边界具有2到5个阶梯的范围内的数个阶梯。多阶梯状边界5优选包括围绕冲头面3延伸的多个边缘6。
图8和9涉及本描述第二实施例的圆柱形冲头头部。
图8和9示出了根据本描述的第三示例的冲头1，该冲头1用于使纸板底部坯件成形，以围绕纸板底部坯件的外围使外围裙部部分成形。冲头1包括圆柱形冲头头部2和支撑冲头头部2的冲头支撑件10。冲头支撑件10的描述可以参考上面关于图4和5的第一示例的冲头1的描述。
如图8和9所示，圆柱形冲头头部2包括围绕冲头头部2的轴线a沿径向方向r延伸的冲头面3、围绕冲头面3的外围沿轴向方向a延伸的侧壁4、以及冲头面3和侧壁4的斜面状边界5。斜面状边界5优选包括围绕冲头面延伸的多个边缘6。
上文已经参照具有如图4和图5所示的单阶梯状边界的第一示例、具有如图6和图7所示的多阶梯状边界的第二示例以及具有如图8和图9所示的斜面状边界的第三示例描述了冲头。然而，本描述可以包括具有不同于上述阶梯状和斜面状边界的边界的冲头。
特别地，本描述第三实施例的圆柱形冲头可以包括围绕冲头头部的轴线沿径向方向延伸的冲头面、围绕冲头面的外围沿冲头头部的轴向方向延伸的冲头侧壁、以及冲头面和冲头侧壁的边界5，其中边界5包括围绕冲头面延伸的多个边缘6。多个边缘6可以具有多于两个的任何数量的边缘6。多个边缘6可以是如图4和5所示的单阶梯状边界5的边缘6。多个边缘6可以是如图6和7所示的多阶梯状边界5的边缘6。多个边缘6可以是如图8和9所示的斜面状边界5的边缘6。因此，本描述第三实施例的圆柱形冲头头部包括如图4至图9所示的示例性圆柱形冲头，并且包括具有不同于上述和所示的阶梯状和斜面状边界的边界的附加冲头。
在本描述中，边缘是相对于相邻表面具有较低曲率半径的部分，边缘用作相邻表面的过渡。在一个示例中，边缘可以具有小于0.1英寸的曲率半径。在另一个示例中，边缘可以具有小于0.01英寸的曲率半径。在又一个示例中，边缘可以具有小于0.001英寸的曲率半径。在又一个示例中，边缘可以具有小于0.0001英寸的曲率半径。在图4至图9所示的示例中，边缘被表示为具有基本为零曲率半径的单个点。本描述的多个边缘被认为有助于允许涂层经受住成形过程而具有较少破裂。因此，本描述的圆柱形冲头，无论是阶梯状、斜面状还是其它形状，都优选包括围绕冲头面延伸的多个边缘。
本描述的冲头头部的附加方面描述如下。
可以控制沿冲头头部的轴向方向的侧壁高度h。如沿在冲头头部的轴向方向的壁高度h太低，那么它可能不足以使外围裙部成形。如果沿冲头头部的轴向方向的侧壁高度h太高，那么外围裙部的过高高度可能不产生优势，并且它可能导致冲头头部的设计约束问题。在一个方面，沿冲头头部的轴向方向的侧壁高度h可以是0.1至2.0英寸。另一方面，沿冲头头部的轴向方向的侧壁高度h可以是0.3至0.5英寸。
冲头头部直径d可以取决于纸板底部坯件的所得底壁的期望直径来控制。在一个方面，冲头面顶部直径d可以在1至8英寸之间。在另一方面，冲头直径d可以在2至3英寸之间。
本描述的阶梯状或斜面状边界的附加方面描述如下。
在本描述的一个方面，本描述的阶梯状或斜面状边界可以优选地具有在约0.0075d至约0.075d范围内的总径向宽度，其中，d是冲头面的直径。在本描述的另一方面，本描述的阶梯状或斜面状边界可以优选地具有在约0.04h至约0.4h范围内的总径向宽度，其中h是冲头侧壁的轴向高度。如果总径向宽度太低，则可能无法实现本描述对减少破裂的充分效果，并且因此，阶梯状或斜面状冲头的功能可能基本上类似于图2和图3的对照冲头1。如果总径向宽度太高，则所得的成形的纸板底部坯件的总体形状可能变化太大，并且使纸板底部坯件成形可能不能令人满意地用作容器底部。
在本描述的一个方面，本描述的阶梯状或斜面状边界可以优选地具有在约0.0075d至约0.075d范围内的总轴向高度，其中，d是冲头面的直径。在本描述的另一方面，本描述的阶梯状或斜面状边界可以优选地具有在约0.04h至约0.4h范围内的总轴向高度，其中h是冲头侧壁的轴向高度。如果总轴向宽度太低，则可能无法实现本描述对减少破裂的充分效果，并且因此，阶梯状或斜面状冲头的功能可能基本上类似于图2和3的对照冲头1。如果总轴向宽度太高，那么所得的成形的纸板底部坯件的整体形状可能变化太大，并且成形的纸板底部坯件可能不能令人满意地用作容器底部。
在本描述的又一方面，边界的总径向宽度与总轴向高度的比率在1∶10至10∶1的范围内。如果边界的总径向宽度与总轴向高度的比率太高或太低，则本描述的对于减少破裂的充分效果可能无法实现，并且因此，阶梯状或斜面状冲头可基本上起到类似于图2和3的对照冲头1的作用。
在一个示例中，圆柱形冲头头部可以被设计成用于典型的常规尺寸的纸板杯底部坯件的成形，诸如用于保持咖啡或其他饮料。在一个方面，侧壁的轴向高度可以在约0.1至约2.0英寸的范围内，更优选地在约0.3至约0.5英寸的范围内。在另一方面，冲头面的直径可以在约1至约8英寸的范围内，优选在约2到约3英寸范围内。在另一方面，阶梯状边界可以具有在约0.02至约0.18英寸范围内的总径向宽度。在另一方面，阶梯状边界可以具有在约0.02至约0.18英寸范围内的总轴向高度。
在如图4和5所示的单阶梯状圆柱形冲头头部的第一具体示例中，冲头头部沿着冲头轴向方向的高度h可以是0.438英寸，冲头头部的直径d可以是2.301英寸，单阶梯状边界的总径向宽度可以是0.101英寸，并且单阶梯状边界的总轴向宽度可以是0.063英寸。
在如图6和7所示的多阶梯状圆柱形冲头头部的第二具体示例中，冲头头部沿着冲头轴向方向的高度h可以是0.438英寸。冲头头部的直径d可以是2.301英寸，多阶梯状边界的总径向宽度可以是0.125英寸，并且多阶梯状边界的总轴向宽度可以是0.125英寸。
在如图8和图9所示的斜面状圆柱形冲头头部的第三具体示例中，冲头头部沿着冲头轴向方向的高度h可以是0.438英寸，冲头头部的直径d可以是2.301英寸，斜面状边界的总径向宽度可以是0.156英寸，并且斜面状边界的总轴向宽度可以是0.156英寸。
本描述的具有围绕冲头面延伸的多个边缘的边界的附加方面描述如下。
在本描述的一个方面，所述多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总径向距离可以在约0.0075d至约0.075d的范围内，其中，d是冲头头部的直径。在另一方面，多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总径向距离可以在约0.04h至约0.4h的范围内，其中，h是冲头侧壁的轴向高度。如果总径向距离太低，则可能无法实现本描述对减少破裂的充分效果，并且因此，冲头的功能可能基本上类似于图2和图3的对照冲头1。如果总径向距离太高，那么所得的成形的纸板底部坯件的整体形状可能变化太大，并且成形的纸板底部坯件可能不能令人满意地用作容器底部。
在本描述的一个方面，多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总轴向距离可以在约0.0075d至约0.075d的范围内，其中，d是冲头头部的直径。在另一方面，多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总轴向距离可以在约0.04h至约0.4h的范围内，其中，h是冲头侧壁的轴向高度。如果总的轴向距离太低，则可能无法实现本描述对减少破裂的充分效果，并且因此，冲头的功能可能基本上类似于图2和图3的对照冲头1。如果总的轴向距离太高，那么所得的成形的纸板底部坯件的整体形状可能变化太大，并且成形的纸板底部坯件可能不能令人满意地用作容器底部。
在又一方面，多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总径向距离与第一边缘和最后一个边缘之间的总轴向距离的比率可以在1：10至10∶1的范围内。如果边界的总径向距离与总轴向距离的比率太高或太低，则本描述对减少破裂的充分效果可能无法实现，并且因此，冲头可以基本上类似于图2和3的对照冲头1发挥功能。
在一个示例中，圆柱形冲头头部可以被设计成用于典型的常规尺寸的纸板杯底部坯件的成形，诸如用于保持咖啡或其他饮料。在一个方面，侧壁的轴向高度可以在约0.1至约2.0英寸的范围内，更优选地在约0.3至约0.5英寸的范围内。在另一方面，冲头面的直径可以在约1至约8英寸的范围内，优选在约2到约3英寸范围内。在另一方面，多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总径向距离可以在约0.02至约0.18英寸的范围内。在另一方面，多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总轴向距离可以在约0.02至约0.18英寸的范围内。
在如图4和5所示的第一具体示例中，冲头头部沿着冲头轴向方向的高度h可以是0.438英寸，冲头头部的直径d可以是2.301英寸，多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总径向距离可以是0.101英寸，并且多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总轴向距离可以是0.063英寸。
在如图6和7所示的第二具体示例中，冲头头部沿着冲头轴向方向的高度h可以是0.438英寸，冲头头部的直径d可以是2.301英寸，多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总径向距离可以是0.125英寸，并且多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总轴向距离可以是0.125英寸。
在如图8和图9所示的第三具体示例中，冲头头部沿着冲头轴向方向的高度h可以是0.438英寸，冲头头部的直径d可以是2.301英寸，多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总径向距离可以是0.156英寸，并且多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总轴向距离可以是0.156英寸。
本描述的圆柱形冲头面，无论是阶梯状、斜面状还是其它形状，都可以包括附加的变化和更改，其一些示例描述如下。
图10示出了示例性冲头1，其在冲头面3和侧壁4之间具有多阶梯状边界5，并且在冲头面3中具有中心凹部7。尽管中心凹部被示出具有多阶梯状边界，但是中心凹部可以采用单阶边界、斜面状边界或本描述范围内的任何其他边界。
图11示出了由材料组合形成的示例性冲头1。虽然冲头通常可以由如图4至10所示的单一整体式材料制成，但是通过使用如图11所示的材料组合，诸如围绕冲头头部2的边界间隔开的较低摩擦材料8和较高摩擦材料9的交替部分，可以获得优势。在冲头腔内具有交替的摩擦区也可是进一步有利的。
在本描述的另一个示例性变型(未示出)中，侧壁可以限定沿冲头头部的轴向方向延伸的多个凹槽。通过包括限定在侧壁中的多个凹槽，所得纸板可以设置有引导点，用于更好地控制褶皱形成和扩展以及涂层应力的相应减轻。
在本描述的另一示例性变型中(未示出)，侧壁可以包括侧壁渐缩部，这样侧壁相对于轴向方向是渐缩的。例如，侧壁可以具有在约0.8和约1.2之间的侧壁锥度比。
本描述的冲头头部可以与用于使纸板底部坯件成形的方法一起使用。该方法可以包括提供具有卡尺厚度t的纸板底部坯件20(参见图12和13)，并且使用本描述的圆柱形冲头头部来使纸板底部坯件20成形，从而使具有直径d的底壁42和围绕成形的纸板底部坯件40的底壁42的外围具有裙部高度L(参见图18)的外围裙部44成形。
参考图12和13，纸板底部坯件20可以包括层状结构，该层状结构包括具有第一主面和第二主面的纸板基底22、施加到纸板基底22的第一主面的第一阻隔涂覆层24和施加到纸板基底22的第二主面的第二阻隔涂覆层26。然而，涂覆的纸板底部坯件20的层状结构不限于所示的示例。在任何情况下，涂覆的纸板底部坯件的卡尺厚度t被认为包括涂覆的纸板底部坯件从第一最外表面到相对的第二最外表面的整个厚度。
参考图12和13所示的示例，第一阻隔涂覆层24可以限定涂覆的纸板底部坯件20的第一最外表面，并且第二阻隔涂覆层26可以限定涂覆的纸板底部坯件20的第二最外表面。
在这一点上，本领域技术人员将会领会，在不脱离本公开的范围的情况下，各种附加层可以结合到涂覆的纸板底部坯件20中。在一个变型中，涂覆的纸板底部坯件20可以包括在纸板基底22和第一阻隔涂覆层24之间的第一底涂层，并且涂覆的纸板底部坯件20可以包括在纸板基底22和第二阻隔涂覆层26之间的第二底涂层，或者在第二阻隔涂覆层26顶部上的第三顶涂层。在另一个变型中，涂覆的纸板底部坯件20可以仅包括纸板基底22上的第一阻隔涂覆层24，而没有第二阻隔涂覆层26。
涂覆的纸板底部坯件20的纸板基底22可以是(或可以包括)能够涂覆有阻隔涂覆层的任何纤维素材料。本领域技术人员将会领会，纸板基底22可以是漂白的或未漂白的。适当的纸板基底的示例包括瓦楞原纸、挂面纸板、固体漂白硫酸盐(SBS)、折叠箱纸板(FBB)和未涂覆的未漂白牛皮纸(UUK)。
纸板基底22可具有至少约40磅/3000ft2的未涂覆基重。在一种表达方式中，纸板基底22可具有范围从约40磅/3000ft2至约300磅/3000ft2的未涂覆基重。在另一种表达方式中，纸板基底22可具有范围从约85磅/3000ft2至约300磅/3000ft2的未涂覆基重。在另一种表达方式中，纸板基底22可具有范围从约85磅/3000ft2至约250磅/3000ft2的未涂覆基重。在又一种表达方式中，纸板基底22可具有范围从约100磅/3000ft2至约250磅/3000ft2的未涂覆基重。
此外，纸板基底22可以具有例如范围从约4点至约30点(0.004英寸至0.030英寸)的卡尺(厚度)。在一个表达式中，卡尺范围从约8点至约16点。在另一个表达方式中，卡尺范围从约10点至约13点。
第一阻隔涂覆层24和第二阻隔涂覆层26可以使用任何合适的方法施加，诸如在造纸机上抑或作为机外涂覆机的一个或多个涂覆机，使得第一阻隔涂覆层24和第二阻隔涂覆层26形成在纸板基底22的暴露的最外表面上。在一个方面，第一阻隔涂覆层24和第二阻隔涂覆层26可以是可热封的阻隔涂覆层。当被加热时，热封涂层提供至产品的与其接触的其它区域(例如容器的侧壁)的粘合。
第一阻隔涂覆层24和第二阻隔涂覆层26可以以不同的涂层重量施加到纸板基底22。作为一个非限制性示例，第一阻隔涂覆层24和第二阻隔涂覆层26可以以约2至20磅/3000ft2的涂层重量施加。作为另一个非限制性示例，第一阻隔涂覆层24和第二阻隔涂覆层26可以以约4至14磅/3000ft2的涂层重量施加。
第一阻隔涂覆层24和第二阻隔涂覆层26可以包括粘结剂和颜料。在一种表达方式中，粘结剂与颜料的重量比可以是至少约1∶2。在另一种表达方式中，粘结剂与颜料的重量比可以是约1∶2至约9∶1。在另一种表达方式中，粘结剂与颜料的重量比可以为约1∶1至约4∶1。在另一种表达方式中，粘结剂与颜料的重量比可以是至少约1∶1。
粘结剂可以是水性粘结剂。作为一个一般的非限制性示例，粘结剂可以是苯乙烯-丙烯酸酯(SA)(即，粘结剂“由”或“基本上由”苯乙烯-丙烯酸酯(SA)组成)。作为另一个一般的非限制性示例，粘结剂可以是包括苯乙烯-丙烯酸酯(SA)的粘结剂混合物。也考虑其他水性粘结剂，诸如苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、乙烯丙烯酸(EAA)、聚乙烯丙烯酸、聚乙酸乙烯酯(PVAC)、聚酯分散体及其组合。
在一种变型中，颜料可以是粘土颜料。作为一个示例，粘土颜料可以是高岭土，诸如细高岭土。作为另一个示例，粘土颜料可以是板状粘土，诸如高纵横比的板状粘土(例如，纵横比至少为40∶1)。在另一种变型中，颜料可以是碳酸钙(CaCO3)颜料。在又一个变型中，颜料可以是包括碳酸钙颜料和粘土颜料两者的颜料混合物。
一种用于使纸板底部坯件成形的方法，包括提供具有卡尺厚度t的纸板底部坯件，以及使用所述阶梯状或斜面状圆柱形冲头头部来使纸板底部坯件成形，从而使纸板底部坯件成形以形成底壁和围绕纸板底部坯件的底壁外围具有裙部高度L的外围裙部。
本描述的阶梯状或斜面状边界的方面可以涉及如下纸板底部坯件的特征。
在一个方面，阶梯状或斜面状边界可以具有在约0.04L至约0.4L范围内的总径向宽度。在另一个方面，阶梯状或斜面状边界可以具有在约1t至20t范围内的总径向宽度。如果总径向宽度太低，则可能无法实现本描述对减少破裂的充分效果，并且因此，阶梯状或斜面状冲头可能基本上类似于图2和图3的对照冲头1那样发挥功能。如果总径向宽度太高，则所得的成形的纸板底部坯件的总体形状可能变化太大，并且成形的纸板底部坯件可能不能令人满意地用作容器底部。
在一个方面，阶梯状或斜面状边界的总轴向宽度可以在约0.04L至约0.4L的范围内。在另一个方面，阶梯状或斜面状边界的总轴向宽度可以在约1t至20t的范围内。如果总轴向宽度太低，则可能无法实现本描述对减少破裂的充分效果，并且因此，阶梯状或斜面状冲头可能基本上类似于图2和3的对照冲头1那样发挥功能。如果总轴向宽度太高，那么所得的成形的纸板底部坯件的整体形状可能变化太大，并且成形的纸板底部坯件可能不能令人满意地用作容器底部。
在一个方面，可以相对于纸板底部坯件的裙部高度L来控制沿冲头头部的轴向方向的侧壁高度h。如果与纸板底部坯件的裙部高度L相比，沿冲头头部的轴向方向的侧壁高度h太低，则可能不足以使外围裙部成形。如果沿冲头头部的轴向方向的侧壁高度h太高，那么外围裙部的过高高度可能不会产生附加的优点，并且其可能导致冲头头部的设计约束问题。在一个优选的方面，沿冲头头部的轴向方向的侧壁高度h在纸板底部坯件的外围裙部的裙部高度h的0.8至1.2倍之间。在一个具体方面，纸板底部坯件的裙部高度可以在约0.1至约2.0英寸的范围内，更优选地在约0.3至约0.5英寸的范围内。在另一方面，纸板底部坯件的底壁的直径可以在约1至约8英寸的范围内，优选在约2到约3英寸范围内。
用于使纸板底部坯件成形的方法可以进一步包括加热涂覆的纸板底部坯件。通过在成形过程之前或期间加热涂覆的纸板底部坯件，可以减少涂层在涂覆的纸板底部坯件的成形过程期间的破裂。尽管本发明不受理论的限制，但是据信，加热涂覆的纸板底部坯件可增加纸板基底上的阻隔涂覆层的柔韧性和/或可以增加纸板基底的柔韧性，以减轻成形过程期间阻隔涂覆层和纸板基底之间的应力传递。对于常规的聚乙烯挤出涂覆纸板，由于聚乙烯挤出涂层的优异柔性，通常不需要加热聚乙烯涂层。
附加地，涂覆的纸板底部坯件的加热可以包括在使用本描述的冲头头部2使纸板底部坯件成形的步骤之前或期间，将水分(例如，蒸汽)施加到纸板底部坯件。已经发现，通过施加水分(例如，蒸汽)而不仅仅是加热，在成形过程期间的破裂甚至已经被进一步减少。对涂覆的纸板底部坯件施加水分不受任何特定过程的限制。在一种变型中，将水分施加到涂覆的纸板底部坯件可以包括使用非接触加热(诸如热湿鼓风机)将蒸汽施加到涂覆的纸板底部坯件。在另一个变型中，将水分施加到涂覆的纸板底部坯件可以包括在用于使经加热的涂覆的纸板底部坯件成形的过程期间，使涂覆的纸板底部坯件与水接触，并且然后与加热的模具接触。在一个方面，该方法可以省略将水分施加到涂覆的纸板底部坯件的步骤。
一种示例性的方法包括将蒸汽施加到涂覆的纸板底部坯件，并使用本描述的冲头头部来使所得的纸板底部坯件成形。然而，本描述的冲头头部可以在加热或不加热的情况下采用，也可以在施加或不施加蒸汽的情况下使用。
在一个方面，该方法可以通过杯底部成型设备来执行。该杯底部成型设备包括冲压组件和任选的加热器，该冲压组件用于使涂覆的纸板底部坯件成形，以在涂覆的纸板底部坯件的底壁部分的外围周围形成外围裙部部分，该加热器定位成在外围裙部部分形成之前和/或期间加热涂覆的纸板底部坯件。任选的加热器可以任选地施加水分。
在一个方面，加热器包括非接触式加热器，该非接触式加热器定位成在冲压涂覆的纸板底部坯件之前加热涂覆的纸板。
在另一方面，加热器包括接触式加热器，该接触式加热器被定位成加热在冲压组件内接触涂覆的纸板的模具。
杯底部成型设备还可以包括切割组件，用于从涂覆的纸板幅材切割涂覆的纸板底部坯件。
在一个方面，加热器包括非接触式加热器，该非接触式加热器定位成在切割涂覆的纸板底部坯件之前加热涂覆的纸板。
在一个方面，加热器包括接触式加热器，该接触式加热器被定位成加热在切割组件内接触涂覆的纸板的模具。
图14A、14B和14C是用于使图12和13的纸板底部坯件成形的示例性容器底部成形设备50的示意图，特别是用于使从纸卷切割的涂覆的纸板底部坯件成形的杯底部成型设备，该纸卷在图示的图中竖直向下供给纸条。如图所示，杯底部成型设备包括冲头30，该冲头30具有根据本描述的带有斜面状边界的圆柱形冲头头部，当冲头将切下的坯件拉过主模具53时，切下的坯件形成外围裙部，主模具53具有用于接收圆柱形冲头头部的圆柱形凹部。在一个方面，杯底部成型设备50还可以包括用于将涂覆的纸板切割成涂覆的纸板底部坯件的切割器52和外壳54。冲头30和切割器52可以附接到活塞(未示出)，以执行它们相应的功能。尽管图14A、14B和14C的冲头30被示出为具有斜面状边界的冲头，但是冲头可以替代地具有单阶梯状边界、多阶梯状边界或本描述范围内的任何其他边界。
在一个方面，杯底部成型设备50还可以包括接触式加热器55，用于在使经加热的涂覆的纸板底部坯件P成形的过程期间加热模具。应理解的是，接触式加热器的放置仅仅是说明性的，并且杯底部成型设备50中接触涂覆纸板底部坯件P的任何模具或工具(包括冲头30)可以被加热以影响对涂覆的纸板底部坯件P的加热。
在一个方面，杯底部成型设备50可进一步包括用于加热涂覆的纸板P的非接触式加热器56。在一个示例中，非接触式加热器56可包括向涂覆的纸板P的正面和/或背面吹送经加热的空气的热空气鼓风机。在另一个示例中，非接触式加热器56可包括用于加热涂覆的纸板P的正面和/或背面的红外加热器。在另一个示例中，非接触式加热器56可以包括蒸汽施加器(水分和热量)。
在一个方面，杯底部成型设备50还可以包括接触式加热器56，用于加热与涂覆的纸板P接触的模具。在一个示例中，接触式加热器56可以包括用热反射金属带保持到相应模具上的加热带。
应理解，图13A、13B和13C的杯底部成型设备仅仅代表用于实践本发明的一个示例性杯底部成型设备。
本描述的方面涉及通过本描述的方法成形的纸板底部坯件。因此，在本描述的范围内，成形的纸板底部坯件可以具有用阶梯状、斜面状或其它圆柱形冲头头部冲压而成的形状。
图15是用根据图2和图3的比较示例的对照冲头成形之后的纸板底部坯件的照片。
图16是用根据图6和图7的第二示例的冲头成形之后的示例性纸板底部坯件的照片，其中冲头头部沿着冲头轴向方向的高度h为0.438英寸，冲头头部的直径d为2.301英寸，多阶梯状边界的总径向宽度为0.125英寸，并且多阶梯状边界的总轴向宽度为0.125英寸。如图16所示，用根据本描述的冲头成形之后的纸板底部坯件与用根据图2和3的比较示例的对照冲头成形之后的纸板底部坯件具有特征性差异。
图17是可以包括本描述的冲头示例性纸板容器制造机器、特别是纸板杯制造机器120的示意图。
参考图17，示出了示例性的杯制造机器120。该示例性杯制造机器120包括心轴转台122，该心轴转台122与传送转台124和卷边转台126协作。心轴转台122包括在周围工作站之间旋转的多个心轴128。例如，在底部坯件工作站130处切割底部坯件和使用本公开的冲头使底部坯件成形。从这一点开始，保持来自底部坯件工作站130的切割和成形的底部坯件的心轴128旋转到与侧壁站协作，该侧壁站从料斗134接收侧壁坯件，并且旋转侧壁坯件到与协作心轴128协作。然后，侧壁坯件围绕心轴128折叠在底部坯件上、被加热并沿着接缝密封。
接下来，底部坯件和侧壁坯件被旋转到底部加热站136。在加热之后，心轴转台122将所述(subject)心轴128转位至卷曲站138中的辊，在卷曲站138中，侧壁坯件的一部分(即侧壁坯件折翼)在底部坯件的外唇缘上弯曲，以在杯中形成凹入的底部。然后，杯被移动到底部精加工站140，在该站处，侧壁坯件折翼和底部坯件唇缘被压靠在侧壁坯件的下部区域上，以形成密封。
一旦底部形成并被密封，杯被传送到卷边转台126并旋转到润滑站(1ubestation)142，并且然后到卷边预卷曲站144，在那里侧壁的上唇缘被向外卷曲。从该站开始，杯被转位至卷边精加工卷曲站146，该站沿着杯的顶部精加工卷曲部分，以形成有吸引力的边缘。
上述纸板杯制造机器120是许多纸板容器制造机器的一个示例性设计，其可以结合根据本公开的冲头。工作站的不同布置可以用在其他纸板容器制造机器上。例如，一些杯制造机器可以在单独的工作站处切割底部坯件并使底部坯件成形。所有这些都同样适用于结合本公开的冲头。
本描述的方面涉及由纸板底部坯件形成的纸板容器(例如纸板杯)，该纸板底部坯件由本描述的圆柱形冲头头部成形。
图18是根据本描述的一个示例的涂覆的纸板容器(例如纸板杯)的示意性截面图。
如图18所示，涂覆的纸板容器60包括涂覆的纸板底部40和涂覆的纸板侧壁62。涂覆的纸板底部40包括纸板基底和在纸板基底的最外表面上的第一阻隔涂覆层(见图12和13)，并且涂覆的纸板底部40包括围绕底壁部分42的外围形成的外围裙部部分44。涂覆的纸板侧壁62被密封到外围裙部部分44的第一阻隔涂覆层。
在一个方面，纸板底部还包括在纸板基底的另一个最外表面上的第二阻隔涂覆层，并且涂覆的纸板侧壁可以密封到外围裙部部分的第二阻隔涂覆层。例如，如图所示，纸板侧壁的底部部分可以折叠在外围裙部上，并结合(例如热封)到外围裙部的两侧。
在一个方面，涂覆纸板侧壁的内表面可以在其最外表面处包括阻隔涂层。例如，阻隔涂层可以与纸板底部上的阻隔涂层中的一个或两个相同。在一个方面，阻隔涂层可以包含水性粘结剂，诸如苯乙烯-丙烯酸酯。
图19是由使用根据图2和图3的比较示例的对照冲头成形的纸板底部坯件形成的纸板容器的照片；图20是由使用根据图6和图7的第二示例的冲头成形的纸板底部坯件形成的纸板容器的照片，其中冲头头部沿着冲头轴向方向的高度h为0.438英寸，冲头头部的直径d为2.301英寸，多阶梯状边界的总径向宽度为0.125英寸，并且多阶梯状边界的总轴向宽度为0.125英寸。
为了形成图19和20的纸板容器，涂覆的纸板样品包括由佐治亚州亚特兰大的WestRock公司制造的13pt(1pt＝0.001”)和18pt固体漂白硫酸盐(SBS)杯坯料(cupstock)基底，其涂覆有两层可热封的阻隔涂层。可热封阻隔涂层配方包含重量比为65/35/250的
60(oftrigen的Omya AG)、BARRISURFTM XP(IMERYS高岭土)和
SCR(Archroma)。13磅的杯坯料在毡侧上涂覆有两层阻隔涂层，总涂层重量为11.3磅/3000F2，并用作杯容器的底部坯料，并且在毡侧上涂覆有两层阻隔涂层的18pt的杯坯料，总涂层重量为11.9磅/3000F2，用作用于杯容器的侧壁。对于杯底部和侧壁来说，涂覆的阻隔侧都面向杯的内部。
使用图2和3的对照冲头和图6和7的多阶梯状边界冲头，在PMC(造纸机械公司)的型号PMC-1250杯制造机器上制造杯。更具体地，图19的对照杯使用基本上如图2和图3所示的标准对照冲头头部来使经加热的纸板底部坯件成形，然后将其热封到侧壁。图20的杯使用基本如图6和7所示的冲头头部形成，其中冲头头部沿冲头轴向方向的高度h为0.438英寸，冲头头部的直径d为2.301英寸，多阶梯状边界的总径向宽度为0.125英寸，并且多阶梯状边界的总轴向宽度为0.125英寸，以使经加热的纸板底部坯件成形。然后将成形的纸板底部坯件热封到侧壁。
然后评价杯的咖啡保持力。通过以每1100毫升蒸馏水中36克咖啡粉的比率冲泡星巴克中等首选混合研磨咖啡来制备用于杯测试的咖啡，将咖啡温度设定在约90℃。然后将咖啡倒入杯中至杯边沿以下5毫米的液位。保持30分钟之后，从杯中取出咖啡，并且用蒸馏水冲洗。然后立即评估空杯的渗漏、污渍或损坏情况。
参考图19，在咖啡测试30分钟之后，在内部杯底部边缘上观察到涂层破裂和咖啡污渍。参考图20，在咖啡测试30分钟后，在内部杯底部上没有观察到或观察到最小程度的污渍。因此，已经表明，在本描述范围内的冲头修改可以减少成形过程期间涂层的破裂，从而减少饮料污渍或沿杯底部的泄漏。
尽管已经示出和描述了所公开的方法和涂覆的纸板容器的各种实施例，但是本领域技术人员在阅读说明书后可以进行修改。本申请包括这样修改，并且仅受权利要求的范围限制。
Claims (99)
1.一种用于使纸板底部坯件成形以围绕纸板底部坯件的外围使外围裙部部分成形的圆柱形冲头头部，所述圆柱形冲头头部包括：
围绕所述冲头头部的轴线沿径向方向延伸的冲头面；和
冲头侧壁，其沿所述冲头头部的轴向方向围绕所述冲头面的外围延伸；和
所述冲头面和所述冲头侧壁的阶梯状边界。
2.根据权利要求1所述的圆柱形冲头头部，其中，所述阶梯状边界是单阶梯状边界。
3.根据权利要求1所述的圆柱形冲头头部，其中，所述阶梯状边界是多阶梯状边界。
4.根据权利要求1所述的圆柱形冲头头部，其中，所述阶梯状边界是具有范围为2至5个数量的阶梯的多阶梯状边界。
5.根据前述权利要求中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述阶梯状边界的总径向宽度在约0.0075d至约0.075d的范围内，其中，d是冲头头部的直径。
6.根据前述权利要求中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述阶梯状边界的总径向宽度在约0.04h至约0.4h的范围内，其中，h是冲头侧壁的轴向高度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述阶梯状边界的总轴向高度在约0.0075d至约0.075d的范围内，其中，d是冲头头部的直径。
8.根据前述权利要求中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述阶梯状边界的总轴向高度在约0.04h至约0.4h的范围内，其中，h是冲头侧壁的轴向高度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述阶梯状边界的总径向宽度与总轴向高度之比在1∶10至10∶1的范围内。
10.根据前述权利要求中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述侧壁的轴向高度在约0.1至约2.0英寸的范围内。
11.根据前述权利要求中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述侧壁的轴向高度在约0.3至约0.5英寸的范围内。
12.根据前述权利要求中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述冲头面的直径在约1至约8英寸的范围内。
13.根据前述权利要求中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述冲头面的直径在约2至约3英寸的范围内。
14.根据前述权利要求中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述阶梯状边界的总径向宽度在约0.02至约0.18英寸的范围内。
15.根据前述权利要求中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述阶梯状边界的总轴向高度在约0.02英寸至约0.18英寸的范围内。
16.一种冲头，包括：
根据前述权利要求中任一项所述的圆柱形冲头头部；和
支撑所述圆柱形冲头头部的冲头支撑件。
17.一种容器底部成形设备，其用于使纸板底部坯件成形，以围绕所述纸板底部坯件的外围使外围裙部部分成形，所述设备包括：
根据权利要求1—15中任一项所述的圆柱形冲头头部；和
具有用于接收所述圆柱形冲头头部的圆柱形凹部的模具。
18.根据权利要求17所述的容器底部成形设备，还包括用于从纸板片材切割纸板底部坯件的切割器。
19.根据权利要求17或18所述的容器底部成形设备，还包括在纸板底部坯件成形之前或期间向所述纸板底部坯件施加热量的加热器。
20.一种纸板容器制造机器，包括：
根据权利要求17-19中任一项所述的容器底部成形设备；
心轴，用于保持由容器底部成形设备成形的纸板底部坯件；
侧壁站，用于接收侧壁坯件并围绕心轴旋转所述侧壁坯件；和
加热器，用于加热并将所述侧壁坯件密封到所述底部坯件。
21.一种用于使纸板底部坯件成形的方法，所述方法包括：
提供具有卡尺厚度t的纸板底部坯件；
使用根据权利要求1-15中任一项所述的圆柱形冲头头部来使所述纸板底部坯件成形，从而使纸板底部坯件成形以形成底壁和外围裙部，所述外围裙部具有围绕所述纸板底部坯件的底壁的外围的裙部高度L。
22.根据权利要求21所述的方法，所述阶梯状边界具有在约0.04L至约0.4L范围内的总径向宽度。
23.根据权利要求21或22所述的方法，所述阶梯状边界具有在约1t至20t范围内的总径向宽度。
24.根据权利要求21—23中任一项所述的方法，其中，所述阶梯状边界具有在约0.04L至约0.4L的范围内的总轴向高度。
25.根据权利要求21-24中任一项所述的方法，其中，所述阶梯状边界具有在约1t至约20t的范围内的总轴向高度。
26.根据权利要求21-25中任一项所述的方法，其中，所述纸板底部坯件的卡尺厚度t在约4点至约30点(0.004英寸至0.030英寸)的范围内。
27.根据权利要求21-26中任一项所述的方法，其中，所述纸板底部坯件的卡尺厚度t在约8点至约16点(0.008英寸至0.016英寸)的范围内。
28.根据权利要求21-27中任一项所述的方法，其中，所述纸板底部坯件的卡尺厚度t在约10点至约13点(0.010英寸至0.013英寸)的范围内。
29.根据权利要求21-28中任一项所述的方法，其中，所述纸板底部坯件的裙部高度L在约0.1至约2.0英寸的范围内。
30.根据权利要求21至29中任一项所述的方法，其中，纸板底部坯件的裙部高度L在约0.3至约0.5英寸的范围内。
31.根据权利要求21至30中任一项所述的方法，还包括在使用所述圆柱形冲头头部使所述纸板底部坯件成形的步骤之前或期间，向所述纸板底部坯件施加热量。
32.根据权利要求21至31中任一项所述的方法，还包括在使用所述圆柱形冲头头部使所述纸板底部坯件成形的步骤之前或期间，向所述纸板底部坯件施加水分。
33.一种纸板底部坯件，其通过权利要求21-32中任一项所述的方法成形。
34.一种纸板容器，包括：
根据权利要求33的成形的纸板底部坯件；和
密封到所述成形的纸板底部坯件的侧壁。
35.一种用于使纸板底部坯件成形以围绕纸板底部坯件的外围使外围裙部部分成形的圆柱形冲头头部，所述圆柱形冲头头部包括：
围绕所述冲头头部的轴线沿径向方向延伸的冲头面；和
冲头侧壁，其沿所述冲头头部的轴向方向围绕所述冲头面的外围延伸；和
所述冲头面和所述冲头侧壁的斜面状边界。
36.根据权利要求35所述的圆柱形冲头头部，其中，所述斜面状边界具有在约0.0075d至约0.075d的范围内的总径向宽度，其中d是冲头头部的直径。
37.根据权利要求35或36所述的圆柱形冲头头部，其中，所述斜面状边界具有在约0.04h至约0.4h的范围内的总径向宽度，其中，h是冲头侧壁的轴向高度。
38.根据权利要求35-37中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述斜面状边界具有在约0.0075d至约0.075d的范围内的总轴向高度，其中，d是冲头头部的直径。
39.根据权利要求35-38中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述斜面状边界具有在约0.04h至约0.4h的范围内的总轴向高度，其中，h是冲头侧壁的轴向高度。
40.根据权利要求35-39中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述斜面状边界的总径向宽度与总轴向高度之比在1∶10至10∶1的范围内。
41.根据权利要求35-40中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述侧壁的轴向高度在约0.1至约2.0英寸的范围内。
42.根据权利要求35-41中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述侧壁的轴向高度在约0.3至约0.5英寸的范围内。
43.根据权利要求35-42中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，冲头面的直径在约1至约8英寸的范围内。
44.根据权利要求35-43中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，冲头面的直径在约2至约3英寸的范围内。
45.根据权利要求35-44中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述斜面状边界的总径向宽度在约0.02至约0.18英寸的范围内。
46.根据权利要求35-45中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述斜面状边界的总轴向高度在约0.02至约0.18英寸的范围内。
47.一种冲头，包括：
根据权利要求35-46中任一项所述的圆柱形冲头头部；和
支撑所述圆柱形冲头头部的冲头支撑件。
48.一种容器底部成形设备，用于使纸板底部坯件成形，以围绕所述纸板底部坯件的外围使外围裙部部分成形，所述设备包括：
根据权利要求35-46中任一项所述的圆柱形冲头头部；和
具有用于接收所述圆柱形冲头头部的圆柱形凹部的模具。
49.根据权利要求48所述的容器底部成形设备，还包括用于从纸板片材切割纸板底部坯件的切割器。
50.根据权利要求48或权利要求49所述的容器底部成形设备，还包括在纸板底部坯件成形之前或期间向所述纸板底部坯件施加热量的加热器。
51.一种纸板容器制造机器，包括：
根据权利要求48-50中任一项所述的容器底部成形设备；
心轴，用于保持由所述容器底部成形设备成形的纸板底部坯件；和
传送转台，用于接收侧壁坯件并围绕所述心轴旋转侧壁坯件。
52.一种用于使纸板底部坯件成形的方法，所述方法包括：
提供具有卡尺厚度t的纸板底部坯件；
使用根据权利要求35-46中任一项所述的圆柱形冲头头部来使所述纸板底部坯件成形，从而使所述纸板底部坯件成形以形成底壁和外围裙部，所述外围裙部具有围绕所述纸板底部坯件的底壁的外围的裙部高度L。
53.根据权利要求52所述的方法，所述斜面状边界具有在约0.04L至约0.4L的范围内的总径向宽度。
54.根据权利要求52或53所述的方法，所述斜面状边界具有在约1t至20t的范围内的总径向宽度。
55.根据权利要求52-54中任一项所述的方法，其中，所述斜面状边界具有在约0.04L至约0.4L的范围内的总轴向高度。
56.根据权利要求52-55中任一项所述的方法，其中，所述斜面状边界具有在约1t至约20t的范围内的总轴向高度。
57.根据权利要求52至56中任一项所述的方法，其中，所述纸板底部坯件的卡尺厚度t在约4点至约30点(0.004英寸至0.030英寸)的范围内。
58.根据权利要求52-57中任一项所述的方法，其中，所述纸板底部坯件的卡尺厚度t在约8点至约16点(0.008英寸至0.016英寸)的范围内。
59.根据权利要求52-58中任一项所述的方法，其中，所述纸板底部坯件的卡尺厚度t在约10点至约13点(0.010英寸至0.013英寸)的范围内。
60.根据权利要求52-59中任一项所述的方法，其中，所述纸板底部坯件的裙部高度L在约0.1至约2.0英寸的范围内。
61.根据权利要求52-60中任一项所述的方法，其中，所述纸板底部坯件的裙部高度L在约0.3至约0.5英寸的范围内。
62.根据权利要求52-61中任一项所述的方法，还包括在使用所述圆柱形冲头头部使所述纸板底部坯件成形的步骤之前或期间，向所述纸板底部坯件施加热量。
63.根据权利要求52-62中任一项所述的方法，还包括在使用所述圆柱形冲头头部使所述纸板底部坯件成形的步骤之前或期间，向所述纸板底部坯件施加水分。
64.一种纸板底部坯件，其通过权利要求52-63中任一项所述的方法成形。
65.一种纸板容器，包括：
根据权利要求64的成形的纸板底部坯件；和
密封到所述成形的纸板底部坯件的侧壁。
66.一种用于使纸板底部坯件成形以围绕所述纸板底部坯件的外围使所述外围裙部部分成形的圆柱形冲头头部，所述圆柱形冲头头部包括：
围绕所述冲头头部的轴线沿径向方向延伸的冲头面；
冲头侧壁，其沿所述冲头头部的轴向方向围绕所述冲头面的外围延伸；和
所述冲头面和所述冲头侧壁的边界，所述边界包括围绕所述冲头面延伸的多个边缘。
67.根据权利要求66所述的圆柱形冲头头部，其中，所述边界是单阶梯状边界。
68.根据权利要求66所述的圆柱形冲头头部，其中，所述边界是多阶梯状边界。
69.根据权利要求66所述的圆柱形冲头头部，其中，所述边界是斜面状边界。
70.根据权利要求66-69中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总径向距离在约0.0075d至约0.075d的范围内，其中，d是冲头头部的直径。
71.根据权利要求66-70中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总径向距离在约0.04h至约0.4h的范围内，其中，h是冲头侧壁的轴向高度。
72.根据权利要求66-71中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总轴向距离在约0.0075d至约0.075d的范围内，其中，d是冲头头部的直径。
73.根据权利要求66-72中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总轴向距离在约0.04h至约0.4h的范围内，其中，h是冲头侧壁的轴向高度。
74.根据权利要求66-73中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总径向距离与第一边缘和最后一个边缘之间的总轴向距离之比在1∶10至10∶1的范围内。
75.根据权利要求66-74中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述侧壁的轴向高度在约0.1至约2.0英寸的范围内。
76.根据权利要求66-75中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述侧壁的轴向高度在约0.3至约0.5英寸的范围内。
77.根据权利要求66-76中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，冲头面的直径在约1至约8英寸的范围内。
78.根据权利要求66-77中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，冲头面的直径在约2至约3英寸的范围内。
79.根据权利要求66-78中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总径向距离在约0.02至约0.18英寸的范围内。
80.根据权利要求66-79中任一项所述的圆柱形冲头头部，其中，所述多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总轴向距离在约0.02英寸至约0.18英寸的范围内。
81.一种冲头，包括：
根据权利要求66-80中任一项所述的圆柱形冲头头部；和
支撑所述圆柱形冲头头部的冲头支撑件。
82.一种容器底部成形设备，用于使纸板底部坯件成形，以围绕纸板底部坯件的外围使外围裙部部分成形，所述设备包括：
根据权利要求66-80中任一项所述的圆柱形冲头头部；和
具有用于接收所述圆柱形冲头头部的圆柱形凹部的模具。
83.根据权利要求82所述的容器底部成形设备，还包括用于从纸板片材切割纸板底部坯件的切割器。
84.根据权利要求82或83所述的容器底部成形设备，还包括在使所述纸板底部坯件成形之前或期间向所述纸板底部坯件施加热量的加热器。
85.一种纸板容器制造机器，包括：
根据权利要求82-84中任一项所述的容器底部成形设备；
心轴，用于保持由所述容器底部成形设备成形的纸板底部坯件；和
传送转台，用于接收侧壁坯件并围绕所述心轴旋转侧壁坯件。
86.一种用于使纸板底部坯件成形的方法，所述方法包括：
提供具有卡尺厚度t的纸板底部坯件；
使用权利要求66—80中任一项所述的圆柱形冲头头部来使所述纸板底部坯件成形，从而使纸板底部坯件成形以形成底壁和外围裙部，所述外围裙部具有围绕所述纸板底部坯件的底壁的外围的裙部高度L。
87.根据权利要求86所述的方法，其中，所述多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总径向距离在约0.04L至约0.4L的范围内。
88.根据权利要求86或87所述的方法，其中，所述多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总径向距离在约1t至20t的范围内。
89.所述多个根据权利要求86-88中任一项所述的方法，其中，边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总轴向距离在约0.04L至约0.4L的范围内。
90.根据权利要求86-89中任一项所述的方法，其中，所述多个边缘中的第一边缘和最后一个边缘之间的总轴向距离在约1t至约20t的范围内。
91.根据权利要求86-90中任一项所述的方法，其中，所述纸板底部坯件的卡尺厚度t在约4点至约30点(0.004英寸至0.030英寸)的范围内。
92.根据权利要求86-91中任一项所述的方法，其中，所述纸板底部坯件的卡尺厚度t在约8点至约16点(0.008英寸至0.016英寸)的范围内。
93.根据权利要求86-92中任一项所述的方法，其中，所述纸板底部坯件的卡尺厚度t在约10点至约13点(0.010英寸至0.013英寸)的范围内。
94.根据权利要求86-93中任一项所述的方法，其中，所述纸板底部坯件的裙部高度L在约0.1至约2.0英寸的范围内。
95.根据权利要求86-94中任一项所述的方法，其中，所述纸板底部坯件的裙部高度L在约0.3至约0.5英寸的范围内。
96.根据权利要求86-95中任一项所述的方法，还包括在使用所述圆柱形冲头头部使所述纸板底部坯件成形的步骤之前或期间，向所述纸板底部坯件施加热量。
97.根据权利要求86-96中任一项所述的方法，还包括在使用所述圆柱形冲头头部使所述纸板底部坯件成形的步骤之前或期间，向所述纸板底部坯件施加水分。
98.一种纸板底部坯件，其通过根据权利要求86-97中任一项所述的方法成形。
99.一种纸板容器，包括：
根据权利要求98的成形的纸板底部坯件；和
密封到所述成形的纸板底部坯件的侧壁。
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| PB01 | Publication | ||
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