JP2017501036A - 複数回ブロー成形される金属容器側壁 - Google Patents

Abstract

特徴的な側壁を有する金属容器を形成するシステムおよび方法は、ブロー成形された金属容器を提供することを含んでもよい。金属容器は、少なくとも１つの側壁特徴を含む金型に位置付けられてもよい。金属容器を再びブロー成形し、少なくとも１つの側壁特徴が、金型によって画定されるように容器の側壁に作製されるようにしてもよい。１つの実施形態において、金属容器の側壁は、少なくとも部分的に焼きなまされてもよい。側壁特徴は、野球ボールなどのスポーツ用品の形状の一部、浮き彫り加工された特徴（たとえば、単語）、ロゴなどを含んでもよい。金属容器は、成形された金属容器でもよい。【選択図】図１

Description

背景
消費者用商品のために使用される金属容器などの金属容器、より詳細には、消費者用食品および飲料のための金属容器の形成は、伝統的に、蓋で密閉される従来の缶を作製することによって行われている。開けるために缶切を必要とする密閉蓋、および使用者が蓋を剥離開封できるプルタブを有する密閉蓋を含む、さまざまな異なる蓋が使用されている。これらはどちらの場合でも、蓋を密閉し直すことはできない。

さらに最近では、瓶の形態に成形される飲料のための金属容器が製造されている。一例として、アルミニウムおよび鋼の瓶が、ビール瓶の形状に似せて形成され、スポーツイベントで販売されている。当該技術分野において理解されるように、これらの瓶は一般に厚く、王冠で密閉される。瓶の形状のその他の金属容器は、ツイストオフキャップが使用できるように成形されている。

瓶の形態に成形できる金属容器は、缶およびガラス瓶に勝るいくつかの利点を提供する。第１に、金属容器はより丈夫で、床への落下などの衝撃で粉々にならない。第２に、金属容器は一般にガラス容器より軽量であり、よって出荷コストが低く、ベンダーの搬送も容易になる。第３に、金属容器はガラスより低価格である。第４に、缶に対して瓶の形状の金属容器は、より簡単に握ることができ、消費者を引きつけるためのより魅力的な容器をマーケターに提供する機能を与える。

瓶の形状の金属容器（「金属瓶」）は、缶およびガラス瓶などのその他の容器形状に勝る一定の利点を提供するが、金属瓶は、商業的に製造可能である形状において、これまで制限されてきた。一例として、現在、成形された金属瓶を製造するためにかかるステップ数は一般に５０以上である。結果として、必要とされる製造装置の総数は非常に多く、生産速度は非常に遅い。別の例として、アルミニウム合金または鋼などの金属は、薄くなると強度が制限され、曲がるかしわになる傾向を有するため、薄い金属を形成して金属瓶を製造することは難しい。薄い金属の曲がりやすい、またはしわになりやすい傾向のため、ダイネッキングなどの特定の作業は難しく、単一のステップにおいて変更できる直径に関しては限界が存在し、歴史的に見て１％〜２％にすぎない。当該技術分野において理解されるように、金属瓶に王冠またはツイストオフキャップをかぶせるには、３５０ポンド以上の力をかける。強度の問題および蓋をつける力の要求を受けて、金属瓶、特に金属瓶のネックおよび仕上部の厚さは、伝統的に大きくなっている。金属の厚さが大きくなると瓶はより強くなるが、厚さが大きくなると金属瓶の複雑な詳細を成形する機能は制限され、結果として金属瓶はより重くなる。瓶が重くなると、たとえば、製造および出荷のコストが増える。よって、金属の薄さの制限を克服するために、金属瓶の代替的な製造技術を使用するニーズが存在している。

金属瓶を形成することに加えて、金属瓶の側壁に特徴を成形または追加することによって金属瓶を装飾することは、側壁への特徴の成形または追加には一般に複数のステップが使用されるため、集中的な処理となる。側壁への特徴の成形および追加のための従来の工程は、側壁に所望の形状または特徴を加えるために金属を押圧することを含むが、側壁は金属瓶形状に形成される前は平坦である。

概要
本発明の原理は、金属瓶などの金属容器を製造するために、金属に複数のブロー成形作業を行うことを提供する。金属は、アルミニウム合金などのアルミニウムまたは鋼からなる金属プリフォームとして開始してもよい。金属は、金属が破断または破損する（たとえば、破れる）最大歪を有するため、空気圧または液圧力などの第１の圧力を金属プリフォームに加えて、金属プリフォームを特定の歪に到達させてもよく、次いで、金属プリフォームの少なくとも一部を、少なくとも部分的に焼きなまし、それによって、金属の応力を解放してもよい。金属の応力が解放されたあと、空気圧または液圧力などの第２の力を、金型内の最終位置に到達していない金属プリフォームの任意の部分を伸ばすように加え、金型の最終位置へ移動させ続ける、または到達させてもよい。複数のブロー成形作業を使用することにより、金属瓶を、これまで実現できなかったまたは商業的に実現できなかった方法で成形することができる。

特徴的な側壁を有する金属容器を形成する方法の１つの実施形態は、ブロー成形された金属容器を提供することを含んでもよい。金属容器は、少なくとも１つの側壁特徴を含む金型に位置付けられてもよい。金属容器を再びブロー成形し、少なくとも１つの側壁特徴が、金型によって画定される容器の側壁に作製されるようにしてもよい。１つの実施形態において、金属容器の側壁は、少なくとも部分的に焼きなまされてもよい。側壁特徴は、野球ボールなどのスポーツ用品の形状の一部、浮き彫り加工された特徴（たとえば、単語）、ロゴなどを含んでもよい。金属容器は、成形された金属容器でもよい。金属容器は、部分的にまたは完全に形成された金属容器でもよい。

特徴的な側壁を有する金属容器を形成するためのシステムの１つの実施形態は、少なくとも部分的に焼きなまされた側壁を有するブロー成形された金属容器を受けるのに適した少なくとも１つの側壁特徴を含む金型を提供することを含んでもよい。ブロー機構は、金属容器を再びブロー成形し、少なくとも１つの側壁特徴が、金型によって画定されるように容器の側壁に作製されるように構成されてもよい。金属容器は、部分的にまたは完全に形成された金属容器でもよい。

図面の簡単な説明
本発明の例示的実施形態について、添付図面を参照して詳細に以下に説明するが、それらを参照により本明細書に援用する。

金属容器を２回ブロー成形するための例示的な工程の流れ図である。 図１の工程と対応する、金属容器を２回ブロー成形するための例示的な工程のプロセス図である。 本明細書に記載されるように画定される部分を含む瓶として成形される例示的な容器の説明図である。 複数のブロー成形工程を使用して、容器の側壁に特徴を作製する例示的な工程の流れ図である。 例示的な複数のブロー成形工程の説明図である、なぜならば、特徴を作製することは容器の側壁である。

詳細な説明
図１に関して、金属容器を２回ブロー成形するための例示的な工程１００の流れ図が示される。金属容器は、当該技術分野において理解されるように、瓶または任意のその他の容器の形状でもよい。特定の容器形状は、標準金属加工技術を使用して製造することが困難である寸法を有するため、本発明の原理は、そのような寸法を有する金属容器の成形することを可能にする、特に、パンチおよびダイ工具セットアップを使用する累進的なダイネッキングタイプの作業を排除することを可能にするように、広範囲に製造プロセスを軽減することができる。一例として、多くのプラスチック瓶は、プラスチック瓶の中にキャビティを画定する足部を含む。しかしこれらの足部は、従来の金属製造プロセスを使用して形成することは困難または可能ではない。それは、その寸法が、ブロー成形またはその他の金属成形工程中の薄い金属の変形を上回っているためである。

工程１００は、金属プリフォーム（「プリフォーム」）を提供することができるステップ１０２から始まる。金属プリフォームは、アルミニウムまたは鋼を含む、さまざまな異なる金属組成物を含んでもよい。１つの実施形態において、アルミニウムプリフォームは、アルミニウム合金からなる。アルミニウム合金は、３０００シリーズアルミニウム合金でも（または、１０００シリーズアルミニウムでさえ）よく、さらに詳細には、アルミニウム合金は、３１０４シリーズアルミニウム合金でもよいが、これに限定されるものではない。金属プリフォームの提供において、金属プリフォームは、瓶成形された容器などの金属容器に成形される製造ラインに沿って金属プリフォームをセットすることによって提供されてもよいことが意図されている。金属プリフォームの製造は、ボトラーが製造ラインに金属プリフォームを受けて、提供することができるように、金属プリフォーム製造業者などの第三者によって行われてもよい。代替的な実施形態において、ボトラーは、アルミニウムなどの金属の装飾のないロールを受け取り、そのブランクシートから金属プリフォームを作製し、製造ラインに金属プリフォームを提供してもよい。

金属プリフォームは、多数の異なる形状を有してもよい。たとえば、プリフォームは、カップまたはシリンダの形状（すなわち、側壁および底を有する）でチューブ状でもよい。側壁と底との交点は、四角くされてもよく（すなわち、９０度）または曲げられてもよい。代替的な交点設計が、本発明の原理に従って利用されてもよい。１つの実施形態において、金属プリフォームは、試験管形状、または開放端および閉鎖端を有する小型瓶形状を有してもよい。金属プリフォームが、最終的に容器全体を画定するのとは対照的に、容器全体の一部（たとえば、容器部分）に制限されることになる場合、金属プリフォームは、形状およびサイズが制限されてもよい。

特定の形状を有するプリフォームだけでなく、プリフォームはさまざまな異なる厚み寸法を有してもよい。１つの実施形態において、厚み寸法は、プリフォーム全体に沿って略等しい。あるいは、軸平面に沿った膨張がたとえば足部を形成するために使用されてもよい場合、底部はより厚くてもよい。１つの実施形態において、プリフォームの上部が従来の閉鎖であるように成形されることになっている場合、プリフォームの上部は側壁より厚くてもよい。１つの実施形態において、プリフォームの上部および底部は、側壁より厚くてもよい。プリフォームの製造において、成形は略一定の厚さで形成されてもよく、プリフォームの側壁などの部分は薄くされてもよく、または成形されたプリフォームでもよい（すなわち、製造時、プリフォームの特定の部分がより厚くても、より薄くてもよい）。プリフォームの長さに沿った厚さ分布は、最後には容器の形状および材料分布の役割を果たし、（ｉ）プリフォームそして最終的に容器の重量を最小化する工程、および／または（ｉｉ）最終成形された容器の性能を最大化する工程を最適化するようにうまく処理されてもよく、またはあらかじめ構成されてもよい。

ステップ１０４では、プリフォームの第１のブロー成形が行われてもよい。第１のブロー成形では、４０バール以上で金属をブローしてもよい。同様に金属プリフォームをブローするために、より低い圧力が使用されてもよい。ブロー成形は、空気圧または油圧ブロー成形を使用してもよい。１つの実施形態において、ブロー成形の流体は、摂氏２００度以上のような室温を超える温度でもよい。薄い金属は、歪制限（すなわち、金属が破断前に耐えることができる歪または伸びの量）により変形が制限されるため、プリフォームに変形をもたらする歪は、プリフォームが位置付けられる鋳型壁に接触するように側壁を伸長させてもよいが、一方で、破断なしでは完全には形成できない足部などのプリフォームのその他の部分は、ステップ１０４での第１のブロー成形の結果としては鋳型壁に到達することはできない。

ステップ１０６では、ブロー成形されたプリフォームは、局所的または全面的に、部分的または完全に、焼きなまされてもよい。すなわち、ブロー成形されたプリフォームの一部（たとえば、ベースまたは下部）あるいはブロー成形されたプリフォーム全体が焼きなまされてもよい。当該技術分野において理解されるように、焼きなましは、金属の応力を「リセット」する、または、初期の応力除去状態に戻す（応力緩和としても知られる）。すなわち、変形させられ（すなわち伸ばされ、または再成形され）、応力がかけられている金属の粒子は、初期ゼロ応力または応力除去状態にリセットされる。部分的な焼きなましは、金属の応力を低次の応力除去状態に至らせるが、初期状態まで完全に応力は除去されない。ブロー成形されたプリフォームの応力をリセットするために少なくとも部分的に焼きなますことによって、金属を破損させる金属への過剰応力による後続のブロー成形の危険性を低下させる別のブロー成形を、行うことができる。１つの実施形態において、プリフォーム全体またはプリフォームの局所的な部分の完全な焼きなましではなく、ステップ１０６で行われる焼きなましは、さらなる所望の変形に対応するが、ゼロ応力ではないレベルに応力を減少させることができる。たとえばプリフォームは、部分的に焼きなましまたは焼きならしされてもよく、それらはどちらも機能は同等と考えられる。部分焼きなましを提供することによって、時間およびエネルギーが製造プロセスにおいて削減され、それによって、コストを節約し、生産速度を改善する。いくつかの場合において、所望の最終容器形状に応じて、後続のブロー成形工程で金属に生じる歪の量が、金属を破断またはその他の場合に変形させる歪より小さい場合、後続の（たとえば、第２の）ブロー成形より前の焼きなましは必要なくてもよい。

ステップ１０８では、焼きなまし工程のあと、第２のブロー成形をブロー成形されたプリフォームに行ってもよい。第２のブロー成形１０８は、ブロー成形されたプリフォームの一部をさらに変形させ、ブロー成形されたプリフォームが存在する鋳型壁まで伸長させることができる。一例として、ステップ１０４の第１のブロー成形の間に完全には形成させることができない瓶の足部は、第２のブロー成形１０８の間に、足部を画定する鋳型壁に到達するようにさらに変形させることができる。２回のブローによって鋳型壁に到達するようにプリフォームを完全に変形させることができないことがあるため、プリフォームが完全に成形されるまで、ステップ１０６および１０８を複数回繰り返してもよい。しかし、ステップ１０６および１０８の焼きなましおよびブローの数は、プリフォームに可能な伸び量に制限されることがあり、それは金属の厚さ、金属タイプ、焼きなましの量などによって定義されてもよいことは理解されるべきである。１つの実施形態において、完全に成形されたプリフォーム（たとえば、瓶形状）は、ステップ１０８での第２のブロー成形のあと、どんな歪硬化状態であっても、そのままにしておいてもよい。あるいは、完全に成形されたプリフォームまたはそれらの部分は、完全にまたは部分的に焼きなまされ、金属を応力低減状態にリセットする。しかし、歪硬化状態にあることによって、製造、輸送、および消費者の使用に対して容器がより耐久性があるようにしてもよい。容器をいくぶん、より柔軟にさせる商業的理由があってもよく、そのため、容器が完全に成形されたあとに、部分的なまたは完全な焼きなましが行われてもよい。

図２は、図１の工程１００と対応する、金属瓶を２回ブロー成形するための例示的な工程２００のプロセス図である。工程２００は、プリフォーム２０２を提供することから始めることができる。単一または複数のセグメントから形成されてもよい金型２０４が提供されてもよい。当該技術分野において理解されるように、プリフォーム２０２をブロー成形するために、金型２０４内に配設してもよい。先に説明したように、プリフォームへのブロー時、４０バール以上の圧力をプリフォーム内に加え、プリフォームに歪を与え変形させてもよい。変形の結果として、当該技術分野において理解されるように、金属を歪硬化（「硬化」）させてもよい。示されるように、プリフォーム２０２は、結果として金型の特定の部分（たとえば、側壁）に接触する、部分的に成形されたプリフォーム２０２’になってもよいが、一方、プリフォームのその他の部分２０６ａは金型のその他の部分２０８に接触せず、この場合、それは瓶金型の足部である。

オーブン、加熱要素、裸火、またはその他の熱源でもよい発熱体２１０は、完全にまたは部分的に焼きなまされた、部分的に成形されたプリフォーム２０２’の、全体または局所的な焼きなましを行うために使用されてもよい。部分的に成形されたプリフォーム２０２’の局所的な焼きなまし工程が行われる場合、部分的に成形されたプリフォーム２０２’の一部は歪硬化状態のままであり、一方、部分的に成形されたプリフォーム２０２’の焼きなまされた部分は、部分的にまたは全面的に応力が除去され、さらなるブローおよび変形に利用可能である。一例として、発熱体２１０は、側壁の一部に局所的な焼きなましを行うように構成されてもよく、それらにおいては、側壁特徴は、後続のブロー成形工程で作製されることになっている。局所的な焼きなましが行われる場合、側壁のその局所的に焼きなまされた部分は、指し示されるか、その他の場合、金型要素の側壁特徴と位置合わせされることになっている。たとえば、ロゴがプリフォーム２０２または部分的に成形されたプリフォーム２０２’に浮き彫り加工されることになっている場合、側壁の焼きなまされる部分はロゴを含む金型要素と位置合わせされ、それによって、側壁が引き裂かれることなく成形されることが保証される。少なくとも部分的に焼きなまされる側壁の部分は、側壁の少なくとも部分的に焼きなまされた部分を側壁特徴と位置合わせする際に十分な許容値があるように、特徴より大きい領域を有してもよい。側壁の局所的な焼きなましの実行に代わるものとして、側壁全体（すなわち、プリフォームの周囲３６０°）が焼きなまされてもよい。しかし、側壁全体を少なくとも部分的に焼きなますことによって、その後変形しない側壁の部分は、側壁特徴が含まれる側壁の部分より軟かくなる。最終的な容器の詳細設計、使用、および硬度要求に応じて、側壁全体を少なくとも部分的に焼きなますことは、商業的に実行可能であることがあり、または、実行可能でないこともある。

図２に関して続けると、第２のブロー成形を、部分的に成形されたプリフォーム２０２’に行い、部分的に成形されたプリフォーム２０２’を変形させ続けてもよい。示されるように、完全に変形しなかった、部分的に成形されたプリフォーム２０２’の部分２０６ｂは、金型２０８のその他の部分に接触するように完全に変形してもよい。図１に関して記載されるように、工程２００は、複数回のブロー成形および焼きなまし工程を提供し、プリフォーム２０２を完全に成形されたプリフォーム２０２’’に完全に変形させてもよい。すなわち、第２のブロー成形は、実際は、部分的に成形されたプリフォーム２０２’の金属の応力を少なくとも部分的にリセットする断続的な焼きなまし工程を伴う、第３または第４のブロー成形でもよい。

足部は、第２のまたはそれ以降のブロー成形工程で形成されてもよいため、足部を画定する部分２０６ｂは、側壁などの容器のその他の部分より大きい歪を使用してもよく、それは第１のまたは数回のブローにおいて金型２０４まで伸長してもよい。そして、容器部分に成形され、容器全体であることを含んでもよい、プリフォーム全体２０２が、ブローとブローとの間に焼きなまされる場合、部分２０６ｂは、完全に成形されたプリフォーム２０２のその他の部分より高い歪硬度を有する。足部に成形される部分２０６ａの焼きなましなどの焼きなまし工程がブロー成形の間に行われる場合、ブロー成形工程は、部分２０６ｂを完全に成形されたプリフォーム２０２のその他の部分より高いレベルに歪硬化させることができる。そして、部分２０６ｂの軸方向の深さが、完全に成形されたプリフォーム２０２’’の半径方向に成形される側壁または開放端などのその他の部分より大きいため、部分２０６ｂの変形は、完全に成形されたプリフォーム２０２’’のその他の部分の変形より大きい。

図３に関して、本明細書に記載されるように、画定された部分を含む瓶として成形された例示的な金属容器３００の説明図が示される。容器３００は、開放端３０２と閉鎖端３０４とを含む。開放端３０２および閉鎖端３０４は、容器３００のテーパー部に沿って分割されるように示される。しかし、開放端３０２および閉鎖端３０４が、それぞれが開始し終了する容器３００に沿った代替的な位置を有してもよいことは理解されるべきである。本発明の原理によると、プリフォームは、開放端３０２および閉鎖端３０４のうちの一方、両方、または一方のサブセクションに形成されるように構成されてもよい。

開放端３０２は、一般にねじ部３０７を含み、容器３００の製造中に使用される運搬リング３０９を含んでも含まなくてもよい仕上領域３０６を含んでもよい。ネック部すなわちネック３０８は、側壁部または側壁３１０から仕上部３０６まで延在するテーパーセクションでもよい。側壁部はまた、ネック部３０８を含むことが考慮されてもよい。ベース部すなわちベース３１２は、容器が載る、容器３００の底部でもよい。ベース部３１２は、たとえば、飲料が保存される容器３００のキャビティを部分的に画定してもよい少なくとも２つの足部３１４などの、複数の足部３１４を含んでもよい。さらに足部３１４は、たとえば、ベース３１２の周縁のまわりに配設される個々の外部突起、および／または、互いのまわりに同心円状に配設されベース３１２から突出するまたはベース３１２を部分的に画定するリングなどの任意の形状を有してもよい。

示されるように、成形される側壁部３１０の形状が示される。側壁が変化を制限しているため（たとえば、腰部）、図１のブロー成形工程は、単一のブローにおける側壁部３１０の成形に適応してもよく、足部３１４（それはより大型突起である）は、完全または部分的な断続的焼きなましを伴う、２回以上のブロー成形を必要とし、プリフォーム金属が完全に足部３１４を形成するように伸長することを可能にしてもよい。当該技術分野において理解されるように、金属でもよくプラスチックでもよいキャップ（図示せず）が、その中に流体を有する容器を密閉するために使用されてもよい。

再び図２を参照すると、金属プリフォーム２０２は、ベース３１２、側壁３１０、ネック３０８、および仕上部３０６などの、完全に成形されたプリフォーム２０２’’のその他の部分に加えて、部分２０６ｂ（すなわち、足部３１４）を成形するために使用されてもよいため、金属の粒子構造は、開放端３０２と閉鎖端３０４との間で伸長してもよい。１つの実施形態において、容器部は、足部３１４とベース３１２とを含んでもよく、ベース３１２は、側壁３１０に取り付けられてもよく、ここで、金属粒子構造は、足部３１４より上の側壁の一部を含む、足部３１４とベース３１２との間で伸長してもよい。すなわち、粒子構造は、容器３００の複数の部分（たとえば、ネックと側壁、側壁とベースおよび／または足部）の間で伸長してもよく、かつ連続的でもよい。よって、足部３１４は、容器３００のベース３１２および／または側壁３１０と一体かつ連続的な粒子構造を有してもよい。そして、結果として、足部３１４は閉鎖端３０４と一体であり、容器３００内のキャビティを画定する。

本発明の原理に加えて、薄く、そして容器の一般的な形状の部分ではない特徴を有する、瓶などのブロー成形される金属容器を製造することを提供する。１つの実施形態において、金属は歪限界を超えて伸長するため、特徴は、単一のブローにより作製可能である特徴を超えて伸長してもよい。さらにまた、本発明の原理は、浮き彫りあるいはその他の装飾のスタイルまたは特徴などの高解像度側壁特徴を有する容器を製造することを提供する。複数のブローの間の少なくとも部分的な焼きなまし工程によって分離される、先に説明された少なくとも部分的に応力除去された金属に対する複数のブローと同様に、少なくとも部分的に側壁を焼きなますことによって分離される複数のブローが利用されてもよい。そのような複数のブロー成形工程が、浮き彫りなどの特徴を容器の側壁に追加することを可能にしてもよい。１つの実施形態において、焼きなましは、側壁の限定された領域における局所的なものでもよく、または、側壁全体が焼きなまされてもよい（または、部分的に焼きなまされてもよい）。焼きなましの量は、先だってブローされた側壁に存在する歪の量、特徴を形成するための側壁の膨張、特徴（単数また複数）の詳細などに応じて、ゼロから完全応力除去金属まで変化させてもよい。

本出願の目的のために、二次ブロー成形工程（すなわち、容器の少なくとも一部での第２のまたはそれ以降のブロー成形）によって作製され、容器の側壁に加えられる「特徴」は、任意の幾何学的特徴、容器が受けた形成の前段階から容器の側壁が変形または形成された材料または工程に関連する特徴でもよく、または、力にさらされる金型の場合、恒久的に変形し、金型表面に部分的にまたは完全に一致する。従って、側壁の一部または全体を作製し、容器側壁の前の形状および形態と比較して任意の永久歪みを受ける任意の幾何学的な、材料取付または工程処理は、側壁上の特徴を考慮することができる。

図４に関して、複数のブロー成形工程を使用して、容器の側壁に特徴を作製する例示的な工程４００の流れ図が示される。工程４００は、金属容器を提供することができるステップ４０２から始めてもよい。金属容器は、本明細書で先に説明したように、アルミニウム、鋼、または飲料容器に使用できる任意のその他の薄い金属でもよい。本発明の原理は、「ブランク」金属容器（すなわち、任意の側壁特徴のない容器）であるように前にブロー成形された金属容器を提供するが、ブロー成形されていない金属容器も、本発明の原理に従って利用されてもよい。ステップ４０４では、金属容器の側壁は、少なくとも部分的に焼きなまされてもよい。側壁の少なくとも部分的な焼きなましにおいて、側壁を、局所的に（すなわち側壁の一部を）または全面的に（すなわち加熱されてもよい側壁全体を）加熱し、側壁をそれぞれ部分的にまたは全面的に（すなわちゼロ応力に）応力除去してもよい。

ステップ４０６では、少なくとも部分的に焼きなまされた側壁を有する容器が、側壁特徴を有する金型に位置付けられてもよい。金型は複数セグメント金型（たとえば、２つの側壁形成セグメントと１つのベース形成セグメントとを含む３つのセグメント）でもよい。１つの実施形態において、側壁特徴を有する金型は、当初「ブランク」容器を形成するために使用された金型と同一または異なる金型でもよい。同一の金型の場合、側壁の特徴は、特徴形状、解像度、または容器の中心からの距離のために、初期のブロー工程において完全には形成されていなくてもよい。容器は、一部または完全な容器でもよい。当該技術分野において理解されるように、金型内の容器の位置決めは自動的に行われてもよい。

異なる場合、金型は、容器で特徴を形成するために使用された金型の特徴画定部分を除いて、容器の少なくとも一部（たとえば、仕上部（すなわち、ねじを含む瓶の上部）の下の容器の部分を形成した金型からの金型と略同一に寸法決めされてもよい。１つの実施形態において、特徴画定部分は、金型から外側に突出してもよく、ここで、金型の内壁は、他は容器に略一致するように成形される金型の内壁の周囲部分から突出する。別の実施形態において、特徴画定特徴は、他は容器に略一致するように形成される金型の内壁の周囲部分から内側に伸長してもよい。内向画定特徴が利用される場合、金型を容器に接触させる前に、低い予圧を容器に加えてもよく、それによって、内向きの特徴を容器に形成させるためのより高い圧力を加える（ステップ４０８）前の接触の結果として容器が変形する可能性を最小化する。１つの実施形態において、予圧は５バール以下でもよく、より高い圧力は４０バール以上でもよい。あるいは、低圧および高圧が、本発明の原理に従って利用されてもよい。

ステップ４０８では、金型によって画定されるように容器の側壁に特徴を作製するために、容器をブロー成形することができる。ブロー成形する際に、上記のように、４０バールなどの、より高い圧力を金型および容器に加えてもよい。より高い圧力での容器へのブローの結果として、容器の側壁は、金型の特徴によって形成されるように伸長されてもよい。そして、容器の側壁が少なくとも部分的に焼きなまされたため、特徴に形成されるように変更される側壁部は、焼きなまされた結果としての軟化状態から硬化されてもよい。よって、特徴は、金型によって画定される特徴によって変更された側壁の周囲部分とは異なる硬度を有して終わってもよい。側壁の特徴が、側壁からまたは側壁に伸長する異なる距離を有してもよいため、特徴の硬度も、どれくらいの伸張または変形が容器の側壁で形成されている特徴から発生するかに応じて、変化させてもよいことは理解されるべきである。たとえば、アルミボトルの側壁から形成されている縫合特徴を有する野球ボール特徴の部分の場合、側壁の円筒形状（またはボトル自体の中心）から最も遠い野球ボール特徴の部分は最も伸長してそのため最も歪硬化し、一方、側壁の円筒形状に最も近い野球ボール特徴の部分は、特徴形成工程で最も伸長しないため、ほとんど歪硬化しない。さらに、野球ボール特徴の部分である縫合特徴は、球状部分から伸長し、小さい変形によって形成される詳細を有するために、野球ボール特徴の球状部分とは異なる硬度を有してもよい。

図５に関して、金属容器５００の側壁に特徴を作製するための図４の工程４００に対応する例示的な複数のブロー成形工程の説明図が示される。工程は、金属容器５００を提供することができる。金属容器５００は、容器全体または容器の一部（たとえば、ベースを含む下部）でもよい。容器を、１つまたは複数の加熱要素を含む熱源５０２の近くに位置付けてもよい。位置付け時、熱源５０２を容器５００に近い位置にあるように移動させてもよく、または、容器５００を熱源５０２に近い位置にあるように移動させてもよい。熱源５０２は、金属容器５００の局所領域または側壁全体を加熱し、側壁を少なくとも部分的に焼きなましてよい。代替的な実施形態において、側壁が破壊点まで膨張されない場合、側壁に特徴を形成するとき、側壁を破壊することなくさらに側壁をブロー成形することができる。側壁に作製される特徴の深さは、少なくとも部分的な側壁の焼きなましなしに二度目のブローを行うことによって側壁の破壊を引き起こすことなく側壁をブロー成形することができるかどうかを判断するために使用されてもよい（または、どれだけの焼きなましを行うべきか判断するために使用されてもよい）ことは理解されるべきである。

金型は、３つの金型特徴５０６ａ（野球ボール半分）、５０６ｂ（野球ボール半分）、および５０６ｃ（浮き彫り加工された単語）（５０６と総称する）を含む、複数の金型片またはセグメント５０４ａ、５０４ｂ、および５０４ｃ（５０４と総称する）を含む。特徴の数が１つまたは複数でもよいことは理解されるべきである。当該技術分野において理解されるように、金型片５０４が、任意の電気機械式、水圧、空気圧、またはその他の工程を使用する動き５０８ａ、５０８ｂ、および５０８ｃ（５０８と総称する）を使用して互いに移動するとき、金型片５０４は完全な金型を形成してもよい。完全な金型は、容器を作製した金型と実質的に同一の寸法を有してもよい（すなわち、長さ、幅、および容器が特徴領域以外の任意の領域で変形することを許さない形状。１つの実施形態において、金型は、容器を作製した同一の金型でもよい。しかし、別々の金型（すなわち、特徴が附属しない金型と特徴が附属する金型）を使用することにより、それに加えられる特徴をその後有することができる「ブランク」容器が形成されてもよく、それらの特徴は異なる目的のために異なってもよい。異なる目的は、異なるイベント（たとえば、野球、フットボール、自動車レース、オリンピック、大学イベントなど）または任意のその他の目的（たとえば、企業ロゴ、大学ロゴ、都市記念品、漫画キャラクターなど）を含んでもよい。さらに、特定の特徴を有する少数の金属容器は、１つまたは複数のブロー成形ステーションを有する動的製造システムを用いることによって、簡便な方法かつ動的な方法で「ブランク」容器から製造されてもよい。１つの実施形態において、固定された金型を使用するのではなく、特徴を形成するために三次元（３Ｄ）特徴を動的に作製できる、ピクセル化された、動的に構成可能な金型が利用されてもよい。

金型が形成され、容器５００のまわりに位置付けられたあと、容器５００は、ブロー機構を使用してブロー成形５１０されてもよく、当該技術分野において理解されるように、容器の開口部を介して４０バール以上の圧力を生じさせ、側壁を金型の特徴５０６へ膨張させる。ブローの結果、形成された特徴５１２ａ、５１２ｂ、および５１２ｃが、金属容器５００の側壁に作製される。側壁に作製される特徴の解像度に応じて、予圧量、焼きなまし量、および／またはその他の要因は、所望の解像度に適合するように調整されてもよく、ここで、解像度は、特徴の複雑さまたは詳細を含む。より詳細には、金属が初めてブロー成形されると、金属が引き伸ばされて、歪硬化になり、それは金属が特徴の高解像度を有するように成形される機能を制限することがある。よって、金属を少なくとも部分的に焼きなますことによって、金属を、高解像度特徴で形成されるように、よりよく成形することができる。一例として、フットボールの特徴の一般的な形状は低解像度であり、一方、フットボールの縫合はより高い解像度である。ワシなどのチームマスコットも、高解像度特徴（たとえば、羽、毛皮、目など）を有してもよい。異なる解像度を有するその他の特徴が可能である。金型で作製することができ、側壁が特徴に形成されて破裂することなく耐えることができる任意の特徴形状が、本発明の原理に従って利用されてもよいことは理解されるべきである。

金属プリフォームをブロー成形し金属容器の少なくとも一部を作製することは、特徴のある側壁を有する成形された金属容器を製造するための１つの技術である。側壁特徴を有する成形された金属容器を作製するための別の技術は、ブロー成形を使用して形成される直壁円筒から始めることを代わりに含んでもよく、または、使用しない製作技術は、ブロー成形を含む。よって、缶またはその他の成形された金属容器は、本発明の複数のブロー成形原理を利用して、特徴を含む側壁を有する金属容器を作製することができる。

上記の詳細な説明は、本発明を実施するための少数の実施形態であり、範囲を限定することは意図していない。当業者は、詳細に記載されたもの以外の他の領域において本発明を実施するために使用される方法および変化をすぐに想定するであろう。以下の特許請求の範囲は、より詳細に開示される本発明の多くの実施形態を説明する。

Claims (24)

1. ブロー成形された金属容器を提供することと、
   少なくとも１つの側壁特徴を含む金型に前記金属容器を位置付けることと、
   前記金属容器を再びブロー成形し、前記少なくとも１つの側壁特徴が前記金型によって画定されるように前記容器の前記側壁に作製されるようにすることと
   を含む、
   特徴的な側壁を有する容器の形成方法。
2. 前記金属容器を提供することが、部分的に形成された金属容器を提供することを含む、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記金属容器を提供することが、完全に形成された容器を提供することを含む、
   請求項１に記載の方法。
4. 前記金属容器の側壁を少なくとも部分的に焼きなますことをさらに含む、
   請求項１に記載の方法。
5. 少なくとも部分的に焼きなますことが、前記側壁の金属粒子を既存の応力状態から低減された応力状態に遷移させる温度に前記側壁を加熱することを含む、
   請求項４に記載の方法。
6. 前記側壁を少なくとも部分的に焼きなますことが、前記側壁の局所的な部分を少なくとも部分的に焼きなますことを含む、
   請求項５に記載の方法。
7. 前記金型に前記金属容器を位置付けることが、前記金属容器のまわりに複数の金型片を移動させることを含み、
   前記金型片が、一体化されるまたは互いに接触するとき、前記金型の前記少なくとも１つの側壁特徴を除いて、前記容器の形状と略一致する形状を有する、
   請求項１に記載の方法。
8. 前記少なくとも１つの側壁特徴が、スポーツ用品の形状の一部を含む、
   請求項１に記載の方法。
9. 少なくとも１つの側壁特徴が、浮き彫り加工された特徴を含む、
   請求項１に記載の方法。
10. 浮き彫り加工された特徴が単語を含む、
    請求項９に記載の方法。
11. 前記少なくとも１つの側壁特徴の前記金属が、前記少なくとも１つの側壁特徴を囲む金属とは異なる硬度を有する、
    請求項１に記載の方法。
12. 金属容器を提供することが、瓶の形状に成形された金属容器を提供することを含む、
    請求項１に記載の方法。
13. 少なくとも１つの側壁特徴を含み、ブロー成形された金属容器を受けるのに適した金型を提供することと、
    前記金属容器を再びブロー成形し、前記少なくとも１つの側壁特徴が前記金型によって画定されるように前記金属容器の前記側壁に作製されるようにするように構成されるブローイング機構と
    を含む、
    特徴的な側壁を有する金属容器を形成するためのシステム。
14. 前記金属容器が、部分的に形成された金属容器である、
    請求項１３に記載のシステム。
15. 前記金属容器が、完全に形成された容器である、
    請求項１３に記載のシステム。
16. 金属容器の側壁を少なくとも部分的に焼きなますように構成されるヒーターをさらに含む、
    請求項１３に記載のシステム。
17. 前記ヒーターが、前記側壁の金属粒子を既存の応力状態から低減された応力状態に遷移させる温度に前記側壁を少なくとも部分的に焼きなますように構成される、
    請求項１６に記載のシステム。
18. 前記少なくとも部分的に焼きなまされた側壁が、前記側壁の局所的な部分で加熱される、
    請求項１６に記載のシステム。
19. 前記金型が、前記金属容器のまわりに形成されるように構成される複数の金型片を含み、
    前記金型片が、一体化されるまたは互いに接触するとき、前記金型の前記少なくとも１つの側壁特徴を除いて、前記容器の形状と略一致する形状を有する、
    請求項１３に記載のシステム。
20. 前記少なくとも１つの側壁特徴が、スポーツ用品の形状の一部を含む、
    請求項１３に記載のシステム。
21. 前記少なくとも１つの側壁特徴が、浮き彫り加工された特徴を含む、
    請求項１３に記載のシステム。
22. 前記浮き彫り加工された特徴が単語を含む、
    請求項１３に記載のシステム。
23. 前記少なくとも１つの側壁特徴の金属が、前記少なくとも１つの側壁特徴を囲む金属とは異なる硬度を有する、
    請求項１３に記載のシステム。
24. 前記金属容器が瓶の形状である、
    請求項１３に記載のシステム。

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