ES2666897T3

ES2666897T3 - Lata de aerosol embutida y estirada

Info

Publication number: ES2666897T3
Application number: ES14714512.2T
Authority: ES
Inventors: Thomas Edward FORTNER
Original assignee: Crown Packaging Technology Inc
Current assignee: Crown Packaging Technology Inc
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2014-03-10
Publication date: 2018-05-08
Anticipated expiration: 2034-03-10
Also published as: HUE038889T2; PL2969785T3; JP6437516B2; MX2015012504A; US20160031584A1; WO2014159215A1; EP3326926B1; EP2969785A1; BR112015023170A2; JP2016513588A; EP3326926A1; EP2969785B1; BR112015023170A8; CA2905294A1; US9789992B2; ES2791481T3; PT2969785T

Abstract

Un cuerpo (12) de lata de aerosol de una sola pieza embutido y con pared estirada, adecuado para ser engatillado sobre un extremo (14) de aerosol de tipo cúpula, comprendiendo el cuerpo de lata: un cuello (24) que tiene una brida (26) en un extremo superior; una pared (22) lateral cilíndrica que se extiende hacia abajo desde el cuello; y una base (20) que tiene: una cúpula (30), @ un anillo (34) de soporte circular situado fuera de la cúpula, y una pared (36) exterior, caracterizado porque la pared exterior está inclinada según un ángulo A2 de entre 40 grados y 60 grados, con respecto a la pared lateral cilíndrica, estando la pared exterior situada entre el anillo de soporte y un fondo de la pared lateral; y porque el anillo de soporte tiene un diámetro (D1) que es al menos un 78 por ciento del diámetro (D2) exterior de la pared lateral y porque la base tiene al menos 0,4572 mm de espesor en todas partes dentro del anillo de soporte.

Description

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DESCRIPCION

Lata de aerosol embutida y estirada Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud de patente US n.° de serie 61/781.367 presentada el 14 de marzo de 2013, cuya divulgación se incorpora aquí por referencia como descrita en su totalidad.

Antecedentes

La presente invención se refiere a empaquetado, y más particularmente a recipientes de aerosol de metal y procedimientos para los mismos.

Los recipientes de aerosol en los EE.UU. son clasificados por el Departamento de Transporte en tres clasificaciones de presión interna. Los recipientes no clasificados están clasificados para hasta 140 psi (965,266 kPa). Los recipientes de Categoría 2P están clasificados para hasta 160 psi (1103,16 kPa). Los recipientes de Categoría 2Q están clasificados para hasta 180 psi (1241,06 kPa). Las clasificaciones del Departamento de Transporte están relacionadas con el rendimiento de plegado. El requisito de estallado es 1,5 veces las clasificaciones de presión anteriores.

Un tipo de lata de aerosol popular convencional se conoce como una lata de tres piezas, en la que las piezas son (i) un "cuerpo" de lata formado por laminado de una lámina plana y soldadura del engatillado vertical, (ii) un "fondo" unido al cuerpo mediante un engatillado, y (iii) un "extremo" engatillado en la parte superior del cuerpo. El extremo tiene forma de cúpula. Una brida para unir al cuerpo de lata se forma en el fondo del extremo del aerosol. Un rizo para recibir una válvula se forma en la parte superior del extremo del aerosol. Las latas de aerosol de la técnica anterior incluyen extremos de acero sobre cuerpos de acero, extremos de aluminio sobre cuerpos de aluminio y extremos de aluminio sobre cuerpos de acero.

Otra lata de aerosol convencional incluye un fondo y un cuerpo integrales formados en un proceso denominado extrusión por impacto, tal como la vendida por Exal. El proceso de extrusión por impacto golpea un lingote de aluminio en la forma del cuerpo de lata. La extrusión por impacto forma una base relativamente gruesa. Las latas conformadas también están en el mercado.

La patente US 7.140.223, titulada "Procedimiento de producción de recipientes de aluminio a partir de materia prima de bobina", divulga un recipiente de aerosol de aluminio formado por un proceso de embutido y estirado en el que una preforma cortada de una bobina se embute primero en una copa y luego se estira para aumentar la altura de la pared lateral y reducir el espesor de la pared lateral.

Las latas de aerosol están clasificadas para una presión interna significativamente mayor que la de las latas de bebidas, que típicamente están clasificadas para 85 psi (586,054 kPa) o 90 psi (620,528 kPa) de presión interna. La mayoría de las latas de bebidas se forman en un proceso de embutido y estirado que comienza con una lámina de aluminio (o acero). Después de una primera etapa, se embute una preforma plana en una copa y la segunda etapa estira la pared lateral. Las latas de bebida modernas tienen un espesor de base de aproximadamente 0,0105 pulgadas (0,2667 mm).

Latas de bebida convencionales de 12 oz (354 ml), embutidas y estiradas se producen en grandes cantidades. Algunas botellas de aluminio, tales como la botella Alumitek™ que se muestra en la figura 6, se forman a partir de un proceso de embutido y estirado. La botella Alumitek™ tiene un cuerpo 211 convencional (es decir, un diámetro nominal de dos y once dieciseisavos de pulgada (68,2625 mm)), un talón biselado, un anillo de soporte que es aproximadamente el 75 % del diámetro del cuerpo y una cúpula (no mostrada en la figura 6) que está dentro del anillo de soporte. La parte superior de la botella Alumitek™ tiene un cuello que se estrecha hacia una abertura roscada y una tapa tubular a prueba de robos. Los documentos CH486369A, US4294373A, FR2543923A1, US5915587A, FR2954296A3 y EP1927554A1 divulgan recipientes y recipientes presurizados.

Sumario

Un cuerpo de lata embutido y estirado tiene un cuello para su engatillado sobre un extremo de aerosol. La presente invención abarca una base embutida de aluminio que es adecuada para las clasificaciones de alta presión de los recipientes de aerosol. Además, una dimensión mínima de gancho de cubierta (definida como un porcentaje de la altura del engatillado interno) de la doble engatillado supera o mejora un problema de fractura del engatillado que es particular de un cuerpo de aluminio y un extremo de acero.

De acuerdo con un primer aspecto, un cuerpo de lata de aerosol de una sola pieza, embutido y con su pared estirada, que es adecuado para ser engatillado sobre un extremo de aerosol de tipo cúpula, incluye un cuello que tiene una brida en un extremo superior; una pared lateral cilíndrica que se extiende hacia abajo desde el cuello; y una base. La base es integral y tiene una cúpula, un anillo de soporte circular colocado fuera de la cúpula, y una pared exterior, inclinada en un ángulo A2 de aproximadamente entre 40 grados y 60 grados, con respecto a la pared

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lateral cilindrica, ubicada entre el anillo de soporte y un fondo de la pared lateral. El anillo de soporte tiene un diámetro que es al menos el 78 por ciento del diámetro exterior de la pared lateral y la base tiene al menos 0,018 pulgadas (0,4572 mm) de espesor en todas partes dentro del anillo de soporte.

En una realización, un conjunto de lata de aerosol incluye un extremo de acero que tiene una abertura para recibir un conjunto de válvula; un cuerpo de lata de aluminio de una sola pieza, embutido y con su pared estirada que incluye una base, una pared lateral y un cuello; y un doble engatillado formado entre el extremo de acero y el cuerpo de aluminio. El engatillado incluye un panel de engatillado, un gancho de extremo y un gancho de cuerpo. El engatillado define una altura de engatillado interno definida entre una superficie interna del gancho de extremo y una superficie interna del panel de engatillado. La longitud del gancho de cuerpo es al menos el 83 por ciento de la altura del engatillado interno.

Un procedimiento para engatillar un extremo de aerosol de acero a un cuerpo de lata de aerosol de aluminio incluye las etapas de: localizar un extremo de acero con respecto a un cuerpo de lata de una sola pieza, embutido y con su pared estirada que incluye una base, una pared lateral, y un cuello; y formar un doble engatillado entre el extremo de acero y el cuerpo de la lata de aluminio, de modo que la engatillado incluye un panel de engatillado, un gancho de extremo y un gancho de cuerpo; definiendo el engatillado una altura de engatillado interna definida entre una superficie interna del gancho de extremo y una superficie interna del panel de engatillado, siendo una longitud del gancho de cuerpo al menos del 83 por ciento de la altura del engatillado interno.

Cada una de las definiciones anteriores del cuerpo de la lata de la invención, la combinación del cuerpo de lata y el extremo, y el procedimiento para formar el cuerpo de lata y el extremo tienen atributos estructurales que son preferidos. A este respecto, el anillo de soporte tiene un diámetro que es al menos del 78 % del diámetro exterior de la pared lateral, preferiblemente al menos del 80 por ciento, y más preferiblemente al menos del 82 por ciento del diámetro exterior de la pared lateral. El límite superior de la relación entre el diámetro del anillo de soporte y el diámetro exterior de la pared lateral es práctico en relación con la resistencia de la pared de la base exterior, el espesor particular para la aplicación, la presión interna y parámetros similares.

La base es de al menos 0,018 pulgadas (0.4572 mm) de espesor en todas partes dentro del anillo de soporte, y preferiblemente de al menos 0,020 pulgadas (0,508 mm) de espesor, y más preferiblemente al menos 0,023 pulgadas (0,5842 mm) de espesor en todas partes dentro del anillo de soporte.

El gancho de cuerpo es al menos un 83 por ciento de la altura del engatillado interno, preferiblemente al menos un 85 por ciento, y más preferiblemente un 88 por ciento de la altura del engatillado interno. El gancho de cubierta no supera el 98 % de la altura del engatillado interno. El engatillado tiene una dimensión en anchura que es al menos un uno por ciento mayor que una suma de los espesores de los componentes metálicos a través del engatillado más 0,006 pulgadas (0,1524 mm). Y la suma de los espesores de los componentes metálicos del engatillado es tres veces el espesor de la brida final más dos veces el espesor de la brida del cuerpo.

Preferiblemente, al menos una porción inferior de pared inferior define, en sección transversal, una línea recta y la pared exterior de base está inclinada en un ángulo de aproximadamente entre 40 grados y 60 grados, y preferiblemente aproximadamente entre 45 grados y 55 grados.

El cuerpo de lata se forma de un aluminio y en algunas realizaciones es adecuado para la clasificación DOT de hasta 140 psi (965,266 kPa), e incluso para una clasificación DOT de hasta 180 psi (1241,06 kPa).

Breve descripción de las figuras

La figura 1 es una vista en perspectiva de un conjunto de lata de aerosol que ilustra aspectos de la presente invención;

La figura 2A es una vista en alzado del conjunto de lata de la figura 1;

La figura 2B es una vista desde arriba del conjunto de lata de la figura 1;

La figura 3C es una vista en sección transversal del conjunto de lata de la figura 1 tomada a través de la línea CC en la figura 2B;

La figura 3A es una vista en alzado de un cuerpo de lata usado para formar el conjunto de lata de la figura 1;

La figura 3B es una vista desde arriba del cuerpo de lata de la figura 3A;

La figura 3C es una vista en sección transversal del cuerpo de lata tomada a través de la línea C-C en la figura 2B;

La figura 4 es una vista ampliada de una sección transversal de una base del cuerpo de lata de la figura 3A;

La figura 5A es una vista esquemática ampliada de un engatillado doble que muestra las dimensiones;

La figura 5B es una vista esquemática ampliada de un doble engatillado; y

La figura 6 (técnica anterior) es una vista en alzado de una lata de bebida de la técnica anterior.

Descripción detallada de una realización preferida

Un conjunto 10 de lata de aerosol mostrado en la figura 1 se usa para ilustrar aspectos de la presente invención. El

conjunto 10 de lata incluye un cuerpo 12 de lata, un extremo 14 de tipo de aerosol y un engatillado formado a partir

de porciones del cuerpo y del extremo. Preferiblemente, el extremo 14 es un extremo de aerosol de tipo de cúpula

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convencional formado de un material de acero convencional. El extremo 14 está unido al cuerpo 12 de lata en su extremo exterior inferior y tiene un rizo para recibir una válvula en su extremo superior interior.

El cuerpo 12 se muestra en las figuras 3A a 3C en su estado no engatillado, que se identifica como el cuerpo 12'. El cuerpo 12' incluye una base 20, una pared 22 lateral, un cuello 24 y una brida 26. La brida 26 es un rizo que se extiende hacia fuera que es adecuado para formar un doble engatillado. La brida 26 se fusiona suavemente en el cuello 24, que es se estrecha y es troncocónico. El cuello 24 pasa a la pared 22 lateral cilíndrica del cuerpo, que se funde en la base 20.

El cuerpo 12' es una estructura continua en una pieza que está formada mediante el embutido de una preforma de chapa metálica y el estirado de la pared lateral. Después del estirado de la pared, el cuello 24 se puede formar mediante tecnología de estrechamiento convencional, y la brida 26 se puede formar mediante una estación de rebordeado convencional después del estrechamiento. Preferiblemente, el cuerpo 12 tiene un diámetro D2 exterior, que en la realización mostrada está formado de un tamaño convencional, tal como un tamaño 211.

La base 20 incluye una cúpula 30 central, una pared 32 interna, un anillo 34 de soporte y una pared 36 exterior. La cúpula 30 tiene una altura D3 medida desde la superficie superior del centro de la cúpula hasta la superficie superior del anillo de soporte. Debido a que se espera que el espesor del anillo de soporte sea el mismo o casi el mismo que el espesor de la cúpula, la dimensión D3 también se puede medir desde el plano del anillo de soporte hasta la parte inferior del centro de la cúpula 30. La dimensión D3 preferiblemente es aproximadamente entre 0,38 pulgadas (9,652 mm) y 0,48 pulgadas (12,192 mm), y preferiblemente de aproximadamente 0,43 pulgadas (10,922 mm). La cúpula 30 se transforma en la pared 32 interior en una transición 31, que en la realización preferida tiene un radio de aproximadamente 0,11 pulgadas (2,794 mm).

La pared 32 interior es preferiblemente recta en sección transversal en un ángulo A1 que es aproximadamente entre 11 grados y 13 grados, y en la realización mostrada en las figuras aproximadamente 9 grados, como se muestra mejor en la figura 4. La presente invención abarca paredes internas reformadas (no mostradas). La pared 32 interior se fusiona suavemente en un anillo 34 de soporte curvado que se abre hacia arriba.

El anillo 34 de soporte define un anillo circular continuo que contacta y se apoya sobre una superficie plana cuando la lata 10 está en posición vertical. La parte más inferior a modo de talón del anillo 34 de soporte puede tener un radio de entre 0,11 pulgadas (2,794 mm) y 0,17 pulgadas (4,318 mm), y en la realización mostrada en las figuras de 0,14 pulgadas (3,556 mm). El anillo 34 de soporte define una dimensión D1, definida entre puntos opuestos más bajos en el lado inferior del anillo 34 de soporte (es decir, la parte que contacta con la superficie plana), que preferiblemente es al menos un 78 por ciento del diámetro D2 de la pared lateral, más preferiblemente, más del 80 por ciento, más preferiblemente aproximadamente el 82 por ciento del diámetro D2 de la pared lateral. El anillo 34 de soporte se funde suavemente en la pared 36 exterior en una transición 35.

La pared 36 exterior incluye una sección recta o bisel que está inclinada en un ángulo A2 medido desde una línea vertical de entre 40 grados y 60 grados, preferiblemente entre 45 grados y 55 grados, y en la realización de las figuras de aproximadamente 50 grados. La pared 36 externa se funde en la pared 22 lateral en una transición 37 a una altura D4 de aproximadamente entre 0,13 (3,302 mm) y 0,23 pulgadas (5,842 mm), y preferiblemente de aproximadamente 0,18 pulgadas (4,572 mm).

El espesor del material del aluminio en la base 20 es aproximadamente uniforme, ya que el procedimiento preferido para la formación de la base 20 es mediante embutición. Preferiblemente, el material en la base 20 tiene al menos 0,018 pulgadas (0,4572 mm) de espesor, más preferiblemente al menos 0,020 pulgadas (0,508 mm) de espesor, más preferiblemente al menos 0,022 pulgadas (0,5588 mm) de espesor, y en la realización que se muestra en las figuras de aproximadamente 0,023 pulgadas (0,5842 mm) de espesor. El espesor de la base puede ser de hasta 0,025 pulgadas (0,635 mm) o más. Los valores anteriores para el espesor de la base se pueden medir en el punto más bajo del anillo 34 de soporte, o se pueden promediar entre espesores representativos de la cúpula, el anillo de soporte y la pared exterior. Además, los valores anteriores pueden ser valores mínimos en cualquier lugar de la base 20.

Los valores o magnitudes del diámetro D1 del anillo de soporte respecto al diámetro D3 del cuerpo, el ángulo A2 y la longitud de la pared 36 exterior presentan compensaciones entre formar una cúpula más fuerte y soportar la porción exterior de la pared lateral con mayores presiones. El conjunto 10 de lata tiene un espesor de la base 20 mayor que el típico para latas de bebidas embutidas y estiradas, que junto con algunas o todas las características de la configuración descrita en el presente documento, permite que el conjunto 10 de lata obtenga clasificaciones de presión sin clasificar, 2P o 2Q.

Como se ilustra en las figuras 5A y 5B, el engatillado 16 incluye porciones de la brida 26 y del extremo 14 que están formadas en un doble engatillado. El extremo de acero incluye porciones del engatillado 16 a las que se hace referencia como una pared 40 de plato que se transforma en un panel 44 de engatillado en la parte más superior del engatillado 16 a través o definiendo un radio 42 del panel de engatillado. El panel 44 de engatillado en su lado exterior se transforma en el radio 46 de la pared de engatillado. Una pared 48 exterior se extiende hacia abajo desde el radio 46 de la pared de engatillado hasta un gancho de extremo en el radio 50 del gancho de extremo que define

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el punto más bajo del engatillado 16. Un gancho 52 de cubierta que es interno al engatillado 16 se extiende hacia arriba desde el gancho 50 de extremo.

El cuerpo de lata de aluminio incluye porciones del engatillado 16, incluyendo una pared de cuerpo que se extiende hacia arriba en el interior del engatillado 16 en un radio 62 del gancho de cuerpo curvado. Un gancho 64 de cuerpo se extiende hacia abajo desde el gancho 62 de cuerpo para contactar la pared 48 externa y extenderse hacia el gancho 50 de extremo.

Las dimensiones del engatillado 16 incluyen profundidad de avellanado CSK, un espesor de engatillado ST, medido entre superficies exteriores de pared 40 de plato y la pared 48 exterior, una altura de engatillado SH medida entre el punto más inferior del gancho 50 de extremo y el punto más superior del panel 44 de engatillado, una altura de engatillado interior SHI medida desde la superficie interior del gancho 50 de extremo y la superficie interior del panel 44 de engatillado (altura de engatillado interior SHI que es aproximadamente la altura de engatillado SH menos dos veces el espesor del material), una altura del gancho de cuerpo BH medida entre el extremo inferior del gancho 64 de cuerpo y el punto superior del radio del gancho 62 de cuerpo, una altura del gancho de cubierta CH medida entre el punto más bajo del gancho 50 de extremo y el punto más superior del gancho 52 de cubierta, y una altura de superposición OL medida entre el punto más inferior del gancho 64 de cuerpo y un punto más superior del gancho 52 de cubierta.

Como se indica en la sección de Antecedentes, la técnica anterior incluye latas de aerosol formadas de extremos de acero sobre cuerpos de acero, extremos de aluminio sobre cuerpos de aluminio, y extremos de aluminio sobre cuerpos de acero, pero los inventores no son conscientes de extremos de aerosol de acero sobre cuerpos de lata de aerosol de aluminio. Un aspecto (entre otros) de la presente invención aborda un problema de fallo esotérica presente en un doble engatillado de un cuerpo de aluminio con un extremo de acero. Los inventores conjeturan que debido a la diferencia en los módulos de elasticidad del acero y del aluminio (tal como una aleación de la serie 3000, específicamente aleación 3104, otras aleaciones de aluminio, tales como una aleación de la serie 6000) del cuerpo 12 de lata, que es común para cuerpos de lata embutidos y con su pared estirada, las presiones de los aerosoles comunes hacen que la porción de aluminio del engatillado falle en la parte superior del gancho 64 de cuerpo en o cerca del radio 62 del gancho de cuerpo. Este fenómeno tiende a no producirse cuando se usa un cuerpo de acero con un extremo de acero porque el gancho de cuerpo de acero y el radio del gancho de cuerpo son más capaces de resistir las fuerzas creadas entre las porciones 40 y 48 de acero y entre las porciones 42 y 46 bajo presurización y durante el engatillado.

Para abordar el problema del fallo de la vista de la visión del inventor en el problema del fallo, el engatillado 16 emplea ciertas dimensiones y parámetros. A este respecto, una relación entre la altura del gancho de cuerpo BH y la altura del engatillado interior SHI proporciona una mejor resistencia a la fractura del engatillado. La altura del gancho de cuerpo BH tiene una dimensión que es al menos del 83 por ciento, preferiblemente al menos del 85 por ciento, de la altura del engatillado interior SHI. Los engatillados dobles de la técnica anterior del tipo descrito en el presente documento, para latas de bebida, típicamente tienen una relación entre la altura de cuerpo BH y la altura del engatillado interior SHI de aproximadamente un 80 por ciento a un 85 por ciento, e incluso de un 70 a un 90 por ciento es admisible. El inventor supone que una relación BH/SHI de hasta un 99 por ciento es teóricamente posible, pero por razones prácticas (por ejemplo, falta de concentricidad del extremo del cuerpo de lata y tolerancias de fabricación) debería haber un espacio entre el extremo del gancho 64 de cuerpo y el punto crucial del gancho 90 de extremo.

Además, el inventor ha determinado que aflojar el apriete del engatillado disminuye el problema de la fractura mientras que se mantiene el rendimiento del engatillado. A este respecto, el espesor del engatillado ST para latas de bebidas generalmente no es más de 0,006 pulgadas (0,1524 mm) más tres veces el espesor del extremo de la lata más dos veces el espesor de la brida del cuerpo (es decir, 0,006 pulgadas (0,1524 mm) más las dimensiones totales del metal sumado horizontalmente a través del engatillado), cuya dimensión se refiere en esta memoria descriptiva como "límite de espesor de engatillado convencional". El inventor supone que aflojando el engatillado entre un 1 por ciento y un 15 por ciento, y más preferiblemente entre un 3 por ciento y un 12 por ciento de la dimensión de engatillado convencional se proporciona un rendimiento mejorado.

Aspectos de la presente invención se han descrito mediante una ilustración de una realización preferida. La presente invención no está limitada a las dimensiones o configuraciones de las realizaciones preferidas, ni a los grupos de características que se disponen en el resumen, a menos que se indique en las reivindicaciones.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un cuerpo (12) de lata de aerosol de una sola pieza embutido y con pared estirada, adecuado para ser engatillado sobre un extremo (14) de aerosol de tipo cúpula, comprendiendo el cuerpo de lata:

un cuello (24) que tiene una brida (26) en un extremo superior;

una pared (22) lateral cilíndrica que se extiende hacia abajo desde el cuello; y

una base (20) que tiene:

una cúpula (30),

un anillo (34) de soporte circular situado fuera de la cúpula, y

una pared (36) exterior, caracterizado porque la pared exterior está inclinada según un ángulo A2 de entre 40 grados y 60 grados, con respecto a la pared lateral cilíndrica, estando la pared exterior situada entre el anillo de soporte y un fondo de la pared lateral;

y porque el anillo de soporte tiene un diámetro (D1) que es al menos un 78 por ciento del diámetro (D2) exterior de la pared lateral y porque la base tiene al menos 0,4572 mm de espesor en todas partes dentro del anillo de soporte.
2. El cuerpo de lata de la reivindicación 1, en el que el diámetro del anillo de soporte es al menos el 80 por ciento del diámetro exterior del cuerpo de lata.
3. El cuerpo de lata de la reivindicación 1, en el que el diámetro del anillo de soporte es al menos el 82 por ciento del diámetro exterior del cuerpo de lata.
4. El cuerpo de lata de la reivindicación 1, en el que la base tiene al menos 0,508 mm de espesor en todas partes dentro del anillo de soporte.
5. El cuerpo de lata de la reivindicación 1, en el que la base tiene al menos 0,5842 mm de espesor en todas partes dentro del anillo de soporte.
6. El cuerpo de lata de la reivindicación 1, en el que al menos una porción de la pared inferior define, en sección transversal, una línea recta.
7. El cuerpo de lata de la reivindicación 1, en el que la pared exterior de la base está inclinada en un ángulo aproximadamente entre 45 grados y 55 grados.