KR20180022977A - 큰 포맷 알루미늄 병들을 제조하기 위한 프로세스 및 그에 의해 제조된 알루미늄 병 - Google Patents

큰 포맷 알루미늄 병들을 제조하기 위한 프로세스 및 그에 의해 제조된 알루미늄 병 Download PDF

Info

Publication number
KR20180022977A
KR20180022977A KR1020187003179A KR20187003179A KR20180022977A KR 20180022977 A KR20180022977 A KR 20180022977A KR 1020187003179 A KR1020187003179 A KR 1020187003179A KR 20187003179 A KR20187003179 A KR 20187003179A KR 20180022977 A KR20180022977 A KR 20180022977A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bottle
preform
quot
bottle preform
forming
Prior art date
Application number
KR1020187003179A
Other languages
English (en)
Inventor
존슨 고
진-펑 정
제프리 사무엘 워너
세바스찬 주렌딕
Original Assignee
노벨리스 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 노벨리스 인크. filed Critical 노벨리스 인크.
Publication of KR20180022977A publication Critical patent/KR20180022977A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00Making hollow objects
    • B21D51/16Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/24Making hollow objects characterised by the use of the objects high-pressure containers, e.g. boilers, bottles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20Deep-drawing
    • B21D22/24Deep-drawing involving two drawing operations having effects in opposite directions with respect to the blank
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20Deep-drawing
    • B21D22/28Deep-drawing of cylindrical articles using consecutive dies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00Making hollow objects
    • B21D51/16Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/26Making hollow objects characterised by the use of the objects cans or tins; Closing same in a permanent manner
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00Making hollow objects
    • B21D51/16Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/26Making hollow objects characterised by the use of the objects cans or tins; Closing same in a permanent manner
    • B21D51/2615Edge treatment of cans or tins
    • B21D51/2638Necking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D1/00Containers having bodies formed in one piece, e.g. by casting metallic material, by moulding plastics, by blowing vitreous material, by throwing ceramic material, by moulding pulped fibrous material, by deep-drawing operations performed on sheet material
    • B65D1/02Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents
    • B65D1/0207Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents characterised by material, e.g. composition, physical features
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D1/00Containers having bodies formed in one piece, e.g. by casting metallic material, by moulding plastics, by blowing vitreous material, by throwing ceramic material, by moulding pulped fibrous material, by deep-drawing operations performed on sheet material
    • B65D1/02Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents
    • B65D1/0223Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents characterised by shape
    • B65D1/023Neck construction
    • B65D1/0246Closure retaining means, e.g. beads, screw-threads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D1/00Containers having bodies formed in one piece, e.g. by casting metallic material, by moulding plastics, by blowing vitreous material, by throwing ceramic material, by moulding pulped fibrous material, by deep-drawing operations performed on sheet material
    • B65D1/02Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents
    • B65D1/0223Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents characterised by shape
    • B65D1/0261Bottom construction
    • B65D1/0276Bottom construction having a continuous contact surface, e.g. Champagne-type bottom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

고 재활용 함량을 갖는 3xxx 캔 바디 스탁을 이용하는 DWI 프로세스에 기반된 큰 포맷 알루미늄 병들 (750 밀리리터(ml)까지의)을 위한 고속 제조 프로세스. 프로세스는 컵을 재드로잉, 드로잉 및 아이어닝, 및 도밍함으로써 병 프리폼을 성형하는 단계를 포함할 수 있다. 프로세스에 의해 성형된 병 프리폼은 약 2.5” 내지 약 3.0”의 직경, 약 10.0” 내지 약 12.5”의 높이, 약 0.006” 내지 약 0.020”의 벽 두께, 및 약 0.400” 내지 약 1.00” 사이의 돔 깊이를 가진다.

Description

큰 포맷 알루미늄 병들을 제조하기 위한 프로세스 및 그에 의해 제조된 알루미늄 병
관련 애플리케이션
본 출원은 “큰 포맷 알루미늄 병들을 제조하기 위한 프로세스 (Process to Manufacture Large Format Aluminum Bottles)”라는 제목으로 2015년 7월 6일에 출원된 미국 가특허 출원 번호. 62/188,767의 이익을 주장하고 이의 전체 내용들은 참조로서 본 출원에 통합된다.
기술분야
본 발명은 고속 드로잉 및 아이어닝 (DWI: drawing and ironing) 프로세스를 이용하여 큰 포맷 알루미늄 병들 (750 밀리리터 충전 체적까지)을 제조하기 위한 프로세스에 관한 것이다.
상업적으로, 알루미늄 병들은 일반적으로 12 내지 16 oz 사이즈 범위로 이용가능하다. 알루미늄 병들의 예들은 Aleco Evolution ™, Rexam FUSION® 및 Bud Light® 병들을 포함한다. 현재, 순수 또는 높은 재활용된 함량 3xxx 시리즈 알루미늄 합금들로 만들어진 큰 포맷 알루미늄 병들은 시장에서 이용 가능하지 않다. 전통적으로, 대부분의 알루미늄 병들은 주입 압출 (IE: impact extrusion) 프로세스를 이용하여 만들어지고, 이는 1xxx 시리즈 알루미늄 합금들을 사용한다. IE 프로세스는 생산성 면에서 낮고 비용 면에서 높아서, 큰 스케일 알루미늄 병들의 생산을 제한한다.
본 출원에 사용되는 용어들 “발명,” “상기 발명,” “이 발명” 및 “본 발명은”은 이 특허 출원 및 아래의 청구항들의 내용의 전부를 광범위하게 지칭하도록 의도된다. 이들 용어들을 포함하는 서술은 본 출원에서 설명되는 내용을 제한하거나 또는 아래의 특허 청구항들의 범위 또는 의미를 제한하도록 이해되지 않아야 한다. 본 발명의 커버된 실시예들은 이 과제의 해결 수단이 아니라 청구항들에 의해 정의된다. 과제의 해결 수단은 본 발명의 다양한 측면들의 상위 수준의 개요이고 이하의 상세한 설명 섹션에 추가로 설명되는 개념들의 일부를 소개한다. 과제의 해결수단은 청구된 내용의 핵심 또는 본질적인 특징들을 식별하도록 의도되지 않고, 청구된 내용의 범위를 결정하기 위해 분리해서 사용되도록 의도되지 않는다. 내용은 상기 전체 명세서, 임의의 또는 모든 도면들 및 각각의 청구항의 적절한 부분들에 대한 참조에 의하여 이해되어야 한다.
통상의 3xxx 시리즈 캔 바디 스탁(can body stock)를 이용하여 상기 DWI 프로세스에 기반된 큰 포맷 알루미늄 병들 (750 밀리리터(ml)까지의)을 위한 고속 제조 프로세스가 개시된다. 일부 비 제한적인 경우들에서, 상기 3xxx 시리즈 캔 바디 스탁은 고 재활용 함량(recycled content)를 가질 수 있다.
도 1은 병 컨테이너의 예시적인 실시예의 측면도이다.
도 2는 병 컨테이너의 예시적인 베이스 부분의 예제의 단면에 있어서, 측면도이다.
도 3a은 병 컨테이너의 예시적인 목 부분의 예제의 단면에 있어서, 측면도이다.
도 3b는 병 컨테이너의 예시적인 목 부분의 예제의 단면에 있어서, 측면도이다.
도 4는 일 예에 따른 다이렉트 재드로잉(direct redraw) 프로세스의 개략적인 표현이다.
도 5는 일 예에 따른 역 재드로잉(reverse redraw) 프로세스의 개략적인 표현이다.
도 6은 일 예에 따른 녹아웃(knockout)을 이용하는 다이-넥킹(die-necking) 프로세스의 개략적인 표현이다.
도 7은 일 예에 따른 스레드 클로저(threaded closure)를 갖는 병의 최상단 부분의 개략적인 표현이다.
도 8은 일 예에 따른 크라운 유형 클로저(crown type closure)를 갖는 병의 최상단 부분의 개략적인 표현이다.
통상의 3xxx 시리즈 캔 바디 스탁을 이용하여 DWI 프로세스에 기반된 큰 포맷 알루미늄 병들 (750 밀리리터(ml)까지의)을 위한 고속 제조 프로세스가 개시된다. 일부 비 제한적인 예들에서, 캔 바디 스탁은 높은 재활용 함량을 포함한다. 이 경우에, 재활용 함량은 적어도 90% 재활용 함량일 수 있다.
일 비 제한적인 예에서, DWI 프로세스에 기반된 큰 형성물(formation) 알루미늄 병들 (750 밀리리터(ml)까지의)을 제조하기 위한 방법은 표준 AA3104 캔 바디 스탁을 사용한다. 그러나, 다양한 다른 예들에서, 큰 형성물 알루미늄 병들에 사용될 수 있는 다른 합금들은, AA3003, AA3004, AA3105, AA3204, 또는 다른 3xxx 시리즈 합금들을 포함하지만, 이것에 한정되지는 않는다.
또한 큰 포맷 표준 AA3104 알루미늄 병들 (750 ml까지의)을 포함하나 이것에 한정되지 않는 큰 포맷 3xxx 시리즈 알루미늄 병들 (750 ml까지의)이 또한 개시된다. 본 출원에 개시된 큰 형성물 알루미늄 병들은 AA3003, AA3004, AA3105, AA3204, 또는 다른 3xxx 시리즈 합금들을 또한 포함하지만, 이것에 한정되지는 않는다.
도 1에 관련하여, 일 측면에서, 큰 포맷 병 컨테이너 (100)는 베이스 프로파일(base profile) (102), 바디 부분 (104), 및 마감 부분(finish portion)을 포함한다. 마감 부분은 립 부분(lip portion) (114)으로 연장되는 목 부분들 (106, 108, 및 110), 및 직선 벽 전환 부분 (112)을 포함하는 복잡한 긴 목 프로파일을 포함할 수 있다. 다양한 측면들에서, 립 부분 (114)은 스레드 클로저 또는 크라운 클로저를 수용하기 위한 상이한 형상들을 가질 수 있다. 형상화된 알루미늄 병 (100)은 한정되는 것은 아니지만, 소프트 드링크들, 물, 맥주, 와인, 에너지 드링크들 및 다양한 다른 음료들을 포함하는 음료들과 같은 제품들에 대하여 사용될 수 있다.
도 2는 돔 (218)을 포함하는 병 컨테이너 (100)의 베이스 프로파일 (102)을 예시한다. 다양한 예들에서, 충분한 돔 역전(reversal) 세기를 유지하기 위해서, 컨테이너 바닥 돔 프로파일 일 수 있는 베이스 프로파일 (102)은 많은 구형 반경의 조합으로 형성될 수 있다. 도 2에 예시된 예제 베이스 프로파일 (102)에서, 베이스 프로파일은 다섯 개의 구형 반경(spherical radii) (208, 210, 212, 214, 및 216)을 포함한다. 일부 측면들에서, 돔 (218)의 깊이는 약 0.400 인치 (”) 내지 약 1.00”일 수 있다. 목 성형 프로세스 동안에 그리고 스레딩 동안에, 또는 크라운 성형 동작 및 액체 충전 동안에 인가되는 다른 힘들에 의한 손상을 최소화하거나 또는 방지하기 위해서, 이들 모두가 이하에서 더 상세하게 설명되고, 베이스 프로파일 (102)의 바깥쪽 부분은 도 2 에 도시된 몇몇의 반경 예컨대 (202,204), 및 (206)을 포함할 수 있다. 일부 측면들에서, 기하학적 구조(geometry)는, 바디 부분 (104)의 벽 두께로의 전환부(transition)와 같은 바디 부분 (104)으로의 전환부로서 역할을 한다.
일 비 제한적인 예제에서, 프리폼(preform)으로부터 베이스 (102)에서 복잡한 돔(218)의 프로파일을 형성하기 위해 세 개의 툴들이 사용될 수 있다. 하나의 이런 툴은 반경 (212, 214, 및 216)의 기하학적 구조를 갖는 도밍 툴(doming tool)이다. 이러한 제 2 툴은 반경 (204, 206, 및 208)의 기하학적 구조를 갖는 바깥쪽 링(outer ring)이다. 이러한 제 3 툴은 반경 (202, 204, 206, 208 및 210)에서 시트 두께를 뺀 기하학적 구조를 갖는 펀치(punch)이다. DWI 프로세스 동안에, 펀치는 프리폼 벽을 신장하여 얇게 하기 위해 아이어닝 툴(ironing tool)을 통하여 컵을 앞쪽으로 밀어낸다. 펀치 포워드(forward) 스트로크(stroke)의 마지막에, 펀치는 다른 돔 성형 툴들 (예컨대 도밍 툴 및/또는 바깥쪽 링)을 만나게 되어, 이들 세 개의 툴들 사이에서 프리폼을 클램핑하고 금속에 힘을 가해 도 2 에 도시된 최종 형상을 성형하게 한다.
도 3a에 관련하여, 일부 예제들에서, 목 프로파일(neck profile)은 볼록한 구형 돔 부분 (106), 오목한 구형 돔 부분 (108), 및 목 부분 (110)을 포함할 수 있다. 다양한 경우들에서, 목 프로파일은 직선 벽 부분 (112)쪽으로 위로 약간 테이퍼링(taper)된다. 다른 예제들에서, 도 3b에 예시된 바와 같이, 오목한 구형 돔 부분 (108)은 큰 포맷 병 컨테이너 (300)를 성형하기 위해 목 프로파일 부분들 (306, 308, 및 310)을 갖는 복잡한 목 프로파일 (304)로 대체될 수 있다. 목 프로파일 (304)의 이 섹션은 목 부하 감소 및 충전 체적 조절로서 역할을 할 수 있다. 이 목 프로파일 (304)은 디자인에 따라 컨테이너 (300)의 목 부분 (302)의 테이퍼의 길이에 영향을 미칠 수 있다. 하나의 비 제한적인 예로서, 일부 경우들에서, 목 부분 (110)의 길이는 목 부분 (302)의 길이 보다 더 클 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다.
상기에서 설명된 것처럼, 일부 측면들에서, DWI 프로세스에 기반된 큰 형성물 알루미늄 병들 (750 밀리리터(ml)까지의)을 제조하기 위한 개시된 방법은 높은 재활용 함량을 갖는 통상의 3xxx 시리즈 캔 바디 스탁을 사용한다. 일 측면에서, 약 0.0150” 내지 약 0.0250”의 범위에 이르는 게이지 두께를 갖는 3xxx 시리즈 알루미늄 시트는 디스크(disk)를 블랭킹 아웃(blank out) 하고 바로 컵으로 드로잉하기 위해 사용된다. 블랭킹(blanking) 및 컵핑(cupping) 프로세스에서, 바깥쪽 절단 툴은 먼저 알루미늄 시트를 디스크로 절단한다. 일부 예제들에서, 절단부분 디스크는 큰 포맷 알루미늄 병들을 위한 충분한 재료를 제공하도록 약 7.0” 내지 약 10.0”의 범위에 이르는 직경을 가진다. 디스크가 절단된 후에, 안쪽 컵 성형 툴이 컵을 성형하기 위해 디스크를 안으로 바로 드로잉한다. 다양한 측면들에서, 안쪽 컵 성형 툴은 더블 액션 프레스(double action press)에 의해 제어되고, 여기서 제 1 액션은 디스크 절단을 수행하고 제 2 액션은 연속적인 모션으로 컵 성형(cup forming)을 수행한다.
블랭킹 및 컵핑 프로세스에 의해 생산된 컵은 후속 동작들을 가능하게 하기 위해 더 작은 직경으로 그것의 사이즈를 줄이는 추가 동작을 필요로 할 수 있는 꽤 큰 직경을 가진다. 다양한 예들에서, 컵의 직경 감소는 재드로잉 프로세스에 의해 달성된다. 일부 측면들에서, 컵의 직경을 축소하기 위해 사용될 수 있는 적어도 두개의 유형들의 재드로잉 프로세스들이 있다.
하나의 재드로잉 프로세스는 도 4 에 예시된 다이렉트 재드로잉 프로세스로 지칭된다. 다이렉트 재드로잉 프로세스에서, 컵 (402)은, 더 높은 컵 벽을 갖는 재드로잉 된 컵(404)를 성형하기 위해, 재료를 옮기고 그것의 직경을 축소하기 위해 유사한 컵 성형 툴들을 이용함으로써 컵 베이스 내부로부터 드로잉된다. 다른 재드로잉 프로세스는 도 5에 예시된 역 재드로잉 프로세스로 지칭된다. 역 재드로잉 프로세스에서, 컵 (402)은 컵의 바닥으로부터 드로잉되고 금속은 더 높은 컵 벽을 갖는 재드로잉된 컵(404)를 형성하기 위해 반대 방향으로 접힌다. 큰 형성물 알루미늄 병들 (750 ml 까지)을 제조하는 방법은 이들 두 개의 재드로잉 프로세스들 중 어느 하나에 제한되지는 않는다. 다양한 예제들에서, 기계 요건들, 제한들, 및 프로세스 요건들에 의존하여, 다수의 재드로잉 프로세스들 또는 재드로잉 프로세스들의 조합들이 수행될 수 있다.
DWI 프로세스는 실린더 성형 동작(cylinder forming operation)이다. DWI 프로세스에서, 재드로잉된 컵은 최종 병 프리폼 직경으로 먼저 드로잉된다. 아이어닝 툴은 최종 프리폼 벽 두께 및 길이를 달성하기 위해서 컵 벽을 신장시켜 얇게 한다. DWI 프로세스의 끝에, 도 2에 예시된 돔 프로파일을 갖는 돔 (218)은 도밍 동작(doming operation)을 통하여 성형될 수 있다.
다양한 예들에서, 최종 병 프리폼은 약 2.5” 내지 약 3.0”의 범위에 이르는 직경을 가질 수 있고, 약 10.0” 내지 약 12.5”만큼 높을 수 있다. 일부 측면들에서, 병 프리폼은 약 0.006” 내지 약 0.020”의 범위에 이르는 벽 두께를 가질 수 있다. 일부 경우들에서, 병 프리폼은 약 0.010” 내지 약 0.020”의 일정한 벽 두께를 가질 수 있다. 다른 경우들에서, 병 프리폼은 최상단에서 약 0.010” 내지 약 0.020”의 더 두꺼운 부분 및 중간에서 약 0.006” 내지 약 0.012”의 얇은 부분을 갖는 가변 벽 두께를 가질 수 있다. 병 프리폼은 다른 적절한 두께들을 가질 수 있다.
프리폼-성형 프로세스 동안에, 금속 성형성을 추가로 개선하기 위해 옵션의 어닐링 동작(annealing operation)이 수행될 수 있다. 일부 측면들에서, 어닐링 동작은 약 1 분 내지 약 3 시간의 범위에 이르는 지속기간에서 약 100℃ 내지 약 400℃ 의 범위에 이르는 온도에서 수행된다. 어떤 경우들에서, 어닐링 프로세스는 약 1 시간 내지 약 3 시간의 범위에 이르는 지속기간을 가질 수 있다. 다른 경우들에서, 어닐링 프로세스는 약 1 분 내지 약 30 분까지의 범위에 이를 수 있다. 다양한 측면들에서, 이 동작은 알루미늄 시트 생산 동안 또는 하나 이상의 프리폼 생산 단계들 동안에 수행될 수 있다. 일부 측면들에서, 어닐링 프로세스는 프리폼의 특정 부분에 국부적으로 적용될 수 있다. 이들 예들에서, 국부적인 어닐링은 다이렉트 플레임 가열(direct flame heating)에 의해, 전-자기 유도 가열(electro-magnetic induction heating)에 의해, 또는 다양한 다른 적절한 방법들에 의해 수행될 수 있다. 일 비 제한적인 예로서, 어닐링 프로세스는 병의 목 부분, 병의 바디 부분, 병의 베이스 부분, 또는 그것의 임의 조합에 적용될 수 있다. 다른 비 제한적인 예로서, 어닐링 프로세스는, 그것이 프리폼으로 프로세스되기 전에, 알루미늄 시트의 선택적 부분들에 적용될 수 있다. 이들 예들에서, 기계적 특성들의 구배(gradient)가 프리폼들의 측벽의 높이를 따라서 유도된다. 다른 예들에서, 어닐링 프로세스가 넥킹 및 형상화(shaping) 진행 동작들에 중간 단계로서 적용될 수 있다. 이 프로세스는 캔 제조 산업에 통상 알려진 프로세스는 아니다.
프리폼들은 그런다음 최종 병 형상을 생산하기 위해 다양한 병 형상 성형 및 마감 동작들을 겪게 된다. 다양한 경우들에서, 성형 및 마감은 하나의-단계 동작 또는 순차적으로 사용하는 상업적으로 이용 가능한 기계들을 운용하는 멀티-단계 동작으로 성취될 수 있다.
기계적 병 형상화의 일 대표적인 프로세스는 도 6에 부분적으로 예시된 프리폼의 다이-넥킹(die-necking)이다. 다이-넥킹 프로세스에서, 병 프리폼 (600)은 특별히 디자인된 넥킹 다이들 (602)의 연쇄에 의한 다수 단계들로 형상화된다. 비록 단지 하나의 넥킹 다이 (602)가 도 6에 예시되지만, 임의 개수의 넥킹 다이들 (602)이 다이-넥킹 프로세스에서 활용될 수 있다. 다이들(602)은 최상단으로부터 프리폼 (600)에 축 방향에 밀리게 된다. 각각의 연속적인 다이(602)는 선행하는 다이 (602)보다 더 작은 내부 직경을 포함하고, 따라서 병의 아웃라인(outline)으로 프리폼 (600)을 증분하여 형상화한다. 다양한 경우들에서, 넥킹(necking)은 다수의 스테이지들을 포함할 수 있어서 스테이지 당 직경에서의 감소는 대략 2% 내지 대략 3%의 범위에 있지만, 그것은 다양한 다른 예들에서 반드시 필요하지는 않다. 넥킹 스테이지들의 전체 수는 최초 프리폼 직경 및 희망하는 목 직경에 의해 정의된다. 때때로 녹아웃(knockout) (604)으로 지칭되는 안쪽 툴이 성형 동안에 재료 불안정성, 예컨대 링클링(wrinkling) 또는 플리팅(pleating)을 방지하기 위해 사용된다. 도 6은 녹아웃(604)을 이용한 다이-넥킹 프로세스의 예를 예시한다.
병 형상화의 다른 대표적인 프로세스들은 하나의-상태 및 멀티-스테이지 공압 블로우 성형(pneumatic blow forming)이다. 블로우 성형 프로세스에서, 프리폼은 희망하는 병 형상의 음각화(negative)를 나타내는 주형-공동(mold-cavity)을 갖는 주형에 배치된다. 프리폼의 개방 단부가 그런 다음 밀봉되고, 프리폼은 압축된 공기 또는 가스로 가압되어 프리폼은 주형 공동을 충전하도록 확장되고 주형의 형상에 기초하여 취해진다.
다른 측면들에서, 병 클로저 유형은 스레드 클로저(threaded closure), 콕 클로저(cork closure), 크라운 클로저(crown closure), 또는 다양한 다른 유형들의 병 클로저일 수 있다. 도 7에 관련하여, 스레드 클로저를 위해 의도된 병의 최상단 부분은 최상단 (701)에 컬링된 피처(curled feature), 스레드 부분 (702), 및 개방 확인 피처(tamper evidence feature)를 갖는 알루미늄 캡을 수용하기 위해 스레드 부분 아래에 리세스된 비드 피처 (703)를 포함할 수 있다.
스레드 부분 (702)은 안쪽 및 바깥쪽 툴 배열을 포함하는 회전 이심 스레드 셰이퍼(shaper)를 이용하여 생성 또는 성형될 수 있다. 스레드 부분 위에 컬링된 피처는 최상단으로부터 병 위로 프레스되는 다수의 회전하는 롤러들을 이용하여 생성 또는 성형될 수 있다. 스레드 부분 아래의 비드 피처는 또한 이심의 회전하는 툴 배열을 이용하여 생성 또는 성형될 수 있거나, 또는 사전에 병 형상화 프로세스에서 생성될 수 있다.
도 8에 관련하여, 병의 최상단 부분이 크라운 유형 클로저로 의도된 일부 예제들에서, 최상단 부분은 다양한 형상들의 회전하는 롤러들을 포함하는 하나의-단계 또는 다수의-단계 프로세스에 의해 생성되거나 또는 성형될 수 있는 단일 컬링된 피처(801)를 가질 수 있다.
상기에서 인용된 모든 특허들, 간행물들 및 요약들은 그것들의 전체가 참조로서 본 출원에 통합된다. 앞에서 언급한 것들은 단지 선호되는 본 발명의 실시예들에 관한 것이고 많은 수정예들 또는 변경들이 본 발명의 취지 및 범위에서 벗어나지 않고서 거기에 이루어질 수 있다.

Claims (23)

  1. 이하의 순차적인 단계들을 포함하는 알루미늄 병을 만드는 방법이며,
    약 0.0150” 내지 약 0.0250”의 범위에 이르는 게이지 두께를 갖는 시리즈 3xxx 합금의 알루미늄 시트를 획득하는 단계;
    약 7.0” 내지 약 10.0”의 범위에 이르는 직경을 갖는 디스크(disk)를 블랭킹 아웃(blanking out)하는 단계;
    상기 디스크를 컵으로 성형(forming)하는 단계;
    상기 컵을 재드로잉, 드로잉 및 아이어닝(ironing), 및 도밍(doming)함으로써 병 프리폼(bottle preform)을 성형하는 단계; 를 포함하되,
    상기 병 프리폼은:
    약 2.5” 내지 약 3.0”의 직경;
    약 10.0” 내지 약 12.5”의 높이;
    약 0.006” 내지 약 0.020”의 벽 두께; 및
    약 0.400” 내지 약 1.00” 사이의 돔 깊이(dome depth)를 포함하는, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 벽 두께는 약 0.010" 내지 약 0.020”의 일정한 벽 두께를 포함하는, 방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 벽 두께는 최상단에서 약 0.010” 내지 약 0.020”의 더 두꺼운 부분 및 중간에서 약 0.006" 내지 약 0.012”의 더 얇은 부분을 갖는 가변 벽 두께를 포함하는, 방법.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 넥킹(necking) 및 마감(finishing) 동작들에 앞서 약 100℃ 내지 약 400℃의 온도에서 어닐링하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 병 형상 성형 동작을 더 포함하되, 상기 병 형상 성형 동작은 최종 병 형상을 생산하기 위해 넥킹 또는 블로우 성형 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 병 형상 성형 동작 후에 스레드(threaded), 콕(corked), 또는 크라운(crowned) 병 클로저(bottle closure)를 기계적으로 형상화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 3xxx 합금은 AA3104 합금인, 방법.
  8. 청구항 1의 방법에 의해 만들어진, 병 프리폼.
  9. 청구항 8에 있어서, 베이스 프로파일(base profile), 바디 부분(body portion), 및 마감 부분(finish portion)을 더 포함하는, 병 프리폼.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 마감 부분은 복잡한 긴 목 프로파일, 직선 벽 전환(straight wall transition) 부분, 및 립(lip) 부분을 포함하고, 상기 립 부분은 상기 직선 벽 전환 부분과 이어지는, 병 프리폼.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 립 부분은 스레드 가공 또는 크라운 가공되는, 병 프리폼.
  12. 청구항 8 내지 11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 3xxx 합금은 AA3104 합금인, 병 프리폼.
  13. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항의 방법에 의해 만들어진, 병.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 알루미늄 시트로부터 상기 컵을 성형하는 단계는 상기 알루미늄 시트를 단일, 연속적인 모션으로 절단 및 드로잉(draw)하는 더블 액션 프레스(double action press)를 이용하는 단계를 포함하고;
    최종 병 형상은 상기 병 프리폼으로부터 성형되는, 방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 재드로잉(redrawing)에 의해 상기 병 프리폼을 성형하는 단계는 역 재드로잉(reverse redrawing)하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 청구항 14 또는 15에 있어서, 상기 최종 병 형상의 개방 단부에서 컬링된 피처(curled feature)를 성형하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 최종 병 형상의 개방 단부에서 스레드 부분 및 리세스된 비드(recessed bead)를 성형하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  18. 청구항 14 내지 16 중 어느 한 항에 있어서, 상기 병 프리폼으로부터 상기 최종 병 형상을 성형하는 단계는 녹아웃(knockout)으로 다이 넥킹(die necking)하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 청구항 14 내지 18 중 어느 한 항에 있어서, 약 100℃ 내지 약 400℃의 온도에서 상기 알루미늄 시트 또는 상기 병 프리폼을 어닐링하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 어닐링은 약 1 분 내지 약 3 시간의 지속기간을 갖는, 방법.
  21. 청구항 19에 있어서, 상기 어닐링은 약 1 시간 내지 약 3 시간의 지속기간을 갖는, 방법.
  22. 청구항 19에 있어서, 상기 어닐링은 약 1 분 내지 약 30 분의 지속기간을 갖는, 방법.
  23. 청구항 19에 있어서, 상기 어닐링은 상기 알루미늄 시트 또는 상기 병 프리폼의 단지 일부에만 적용되는, 방법.
KR1020187003179A 2015-07-06 2016-06-23 큰 포맷 알루미늄 병들을 제조하기 위한 프로세스 및 그에 의해 제조된 알루미늄 병 KR20180022977A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562188767P 2015-07-06 2015-07-06
US62/188,767 2015-07-06
PCT/US2016/039017 WO2017007610A1 (en) 2015-07-06 2016-06-23 Process to manufacture large format aluminum bottles and aluminium bottle manufactured thereby

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180022977A true KR20180022977A (ko) 2018-03-06

Family

ID=56409685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187003179A KR20180022977A (ko) 2015-07-06 2016-06-23 큰 포맷 알루미늄 병들을 제조하기 위한 프로세스 및 그에 의해 제조된 알루미늄 병

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20170008656A1 (ko)
EP (1) EP3319745A1 (ko)
JP (1) JP2018520008A (ko)
KR (1) KR20180022977A (ko)
BR (1) BR112017027678A2 (ko)
WO (1) WO2017007610A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7355485B2 (ja) * 2018-02-02 2023-10-03 東洋製罐株式会社 ワイン用アルミニウム製容器
JP7260980B2 (ja) * 2018-09-11 2023-04-19 アルテミラ製缶株式会社 ボトル缶の製造方法
JP7260979B2 (ja) * 2018-09-11 2023-04-19 アルテミラ製缶株式会社 ボトル缶の製造方法
JP2020179422A (ja) * 2019-04-26 2020-11-05 東洋製罐株式会社 ボトル缶及びその製造方法
WO2021050746A1 (en) 2019-09-10 2021-03-18 Anheuser-Busch, Llc Reducing material usage and plastic-deformation steps in the manufacture of aluminum containers
EP4093563A1 (en) * 2020-01-23 2022-11-30 Novelis, Inc. Engineered can body stock and can end stock and methods for making and using same
FR3116811A1 (fr) * 2020-11-30 2022-06-03 Trivium Packaging Group Netherlands B.V. Procédé pour la fabrication d’un emballage métallique en forme de bouteille

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5348846Y2 (ko) * 1975-02-06 1978-11-22
US4516420A (en) * 1983-06-10 1985-05-14 Redicon Corporation Shell tooling
JPS6075558A (ja) * 1983-10-01 1985-04-27 Daiwa Can Co Ltd エキスパンド加工前のdi罐の熱処理法
JPH0673706B2 (ja) * 1984-05-25 1994-09-21 レデイコン・コーポレイシヨン 容器成形の方法および装置
JPS6127126A (ja) * 1984-07-16 1986-02-06 Daiwa Can Co Ltd 多段ネツクイン缶の製法
JPH08950B2 (ja) * 1985-02-28 1996-01-10 武内プレス工業株式会社 飲料用アルミニウム缶の製造法
JPH0757390B2 (ja) * 1989-11-13 1995-06-21 東洋製罐株式会社 再絞り方法
DE59104891D1 (de) * 1991-04-17 1995-04-13 Nussbaum Ag E Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Aluminiumdosen mit Gewinde.
US5718352A (en) * 1994-11-22 1998-02-17 Aluminum Company Of America Threaded aluminum cans and methods of manufacture
US5737958A (en) * 1994-10-11 1998-04-14 Reynolds Metals Company Method for necking containers
JP4573985B2 (ja) * 2000-10-16 2010-11-04 大和製罐株式会社 薄肉缶用スムーズネック成形方法および成形工具
JP3908518B2 (ja) * 2001-11-26 2007-04-25 大和製罐株式会社 樹脂被覆金属製シームレス缶胴の製造方法
JP3929282B2 (ja) * 2001-10-29 2007-06-13 大和製罐株式会社 樹脂被覆金属製シームレス缶胴の製造装置および方法
US20030102278A1 (en) * 2001-12-04 2003-06-05 Thomas Chupak Aluminum receptacle with threaded outsert
JP4196169B2 (ja) * 2002-12-06 2008-12-17 東洋製罐株式会社 異形缶の成形装置
KR100922977B1 (ko) * 2007-12-27 2009-10-22 주식회사 하이닉스반도체 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 방법
CN104029881B (zh) * 2009-04-06 2017-05-03 武内普莱斯工业株式会社 金属瓶罐
US8683837B2 (en) * 2010-01-12 2014-04-01 Novelis Inc. Methods of pressure forming metal containers and the like from preforms having wall thickness gradient
US9849500B2 (en) * 2011-08-01 2017-12-26 Crown Packaging Technology, Inc. Can manufacture
JP5937337B2 (ja) * 2011-11-18 2016-06-22 大和製罐株式会社 ボトル型缶の製造方法およびボトル型缶
BR112014016331B1 (pt) * 2011-12-30 2020-07-21 The Coca-Cola Company método e sistema para a fabricação de um recipiente metálico
US9975164B2 (en) * 2012-05-18 2018-05-22 Stolle Machinery Company, Llc Container, and selectively formed shell, and tooling and associated method for providing same
CA2908181C (en) * 2013-04-09 2018-02-20 Ball Corporation Aluminum impact extruded bottle with threaded neck made from recycled aluminum and enhanced alloys
WO2014201473A2 (en) * 2013-06-14 2014-12-18 The Coca-Cola Company Multi blow molded metallic container related applications
EP2859966A1 (en) * 2013-10-08 2015-04-15 Ardagh MP Group Netherlands B.V. Shaped metcal container and a method for making a shaped metal container
MX2016012391A (es) * 2014-03-25 2017-04-06 Jean PILON Betty Metodo para moldear por soplado recipientes metalicos.
BR112016024729B1 (pt) * 2014-04-30 2021-04-06 Alcoa Usa Corp. Método de fabricação de recipiente de alumínio
US20150344166A1 (en) * 2014-05-30 2015-12-03 Anheuser-Busch, Llc Low spread metal elongated bottle and production method

Also Published As

Publication number Publication date
US20170008656A1 (en) 2017-01-12
JP2018520008A (ja) 2018-07-26
BR112017027678A2 (pt) 2018-08-28
WO2017007610A1 (en) 2017-01-12
EP3319745A1 (en) 2018-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180022977A (ko) 큰 포맷 알루미늄 병들을 제조하기 위한 프로세스 및 그에 의해 제조된 알루미늄 병
US11738382B2 (en) Shaped metal container, microstructure, a method for making a shaped metal container
CA2843795C (en) Can manufacture
CA2495205C (en) Aluminum aerosol can and aluminum bottle and method of manufacture from coil feedstock
US10315242B2 (en) Apparatus and method for simultaneously forming a contoured shoulder and neck portion in a closed end of a metallic container
CN102581166A (zh) 成型容器的胀形模和方法
KR102028816B1 (ko) 고 재활용 함량을 갖는 3xxx 합금들을 사용하여 알루미늄 컨테이너들을 형상화하기 위한 고속 블로 성형 프로세스
US9849501B2 (en) Multiple blow molded metallic container sidewalls
JP6676949B2 (ja) 金属容器の製法
US10407203B2 (en) Multi blow molded metallic container
TW201711769A (zh) 鋁容器之最佳化引伸及壁引縮(ironing)方法
JP6988180B2 (ja) 純アルミニウム製シームレス缶

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application