(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形コンテナを形成する方法であって、
金属プリフォームを提供するステップと、
部分的に形成されたコンテナ形状を有するコンテナ部分を製造するために、成形コンテナの金型内の前記金属プリフォームの内部に第１の圧力を適用するステップと、
前記部分的に形成されたコンテナ形状を有する前記コンテナ部分の少なくとも一部を少なくとも部分的にアニール処理するステップと、
完全に形成されたコンテナ形状を有する前記コンテナ部分を製造するために、前記コンテナ部分を外に向かって変形させるために前記金型内の前記コンテナ部分の内部に第２の圧力を適用するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記第１の圧力を適用するステップが、空気圧または液圧を前記プリフォームの内部に適用することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の圧力を適用するステップが、前記コンテナ部分の内部に空気圧または液圧を適用することを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の圧力を適用する前に室温より上まで前記金属プリフォームを加熱するステップをさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の圧力を適用した後、少なくとも部分的に第２のアニール処理を実行するステップと、
前記完全に形成されたコンテナ形状を有する前記コンテナ部分を製造するために、前記金型内の前記コンテナ部分の内部に第３の圧力を適用するステップと
をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
第１の圧力を適用するステップが少なくとも約４０バールの圧力を適用することを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記コンテナ部分の少なくとも一部を少なくとも部分的にアニール処理するステップが、前記コンテナ部分の局所的な部分を少なくとも部分的にアニール処理することを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
完全に形成されたコンテナ形状を有する前記コンテナ部分を製造するために、前記金型内の前記コンテナ部分の内部に第２の圧力を適用するステップが、前記コンテナ部分の前記少なくとも一部を外に向かって変形させることを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
金属容器であって、
前記金属容器のキャビティの上側部分を画定し且つキャップを受けるように構成された金属開放端部と、
前記開放端部の反対側に配置され且つ前記金属容器の前記キャビティの下側部分を画定する金属閉鎖端部とを備え、前記金属閉鎖端部は、前記金属容器が立つベース部分と、前記キャビティの前記下側部分を部分的に画定する複数の一体的に形成された脚部と、を含み、前記脚部のそれぞれは、前記ベース部分の結晶粒組織と一体的な結晶粒組織を有する、金属容器。
【請求項１０】
前記開放端部および閉鎖端部が互いに一体的に形成され、前記開放端部が前記閉鎖端部の結晶粒組織と一体的且つ連続的な結晶粒組織を有する、請求項９に記載の金属容器。                                                                     
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、同時係属の２０１３年６月１４日に出願された米国仮特許出願第６１／８３５，３９７号および２０１３年９月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／８８４，６４３号に基づく優先権を主張し、それらの内容は参照することによって本明細書に完全な形で組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
背景
消費財に使用される金属コンテナ、より詳細には、消費財および飲料用の金属コンテナなど、金属コンテナを形成することは、蓋で密閉される従来式の缶を作製することによって伝統的に実行されてきた。様々な異なる蓋が使用されてきたが、それらには、開封するために缶切りを必要とする密封された蓋と、使用者が蓋を剥がして開封することを可能にするプルタブを有する密封された蓋とが含まれる。これら両方の場合において、蓋は再密封することができない。
【０００３】
近年、瓶の形状に成形された飲料用の金属コンテナが製造されている。例として、アルミニウムおよびスチール製の瓶が、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。これらの瓶は、当技術分野で理解されるように、一般的に厚く、王冠で密封される。瓶の形状の他の金属コンテナは、ねじ切りキャップを使用できるように成形されている。
【０００４】
瓶の形状に成形できる金属コンテナは、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、金属コンテナはより耐久性があり、また床に落とすなど、衝撃の際に粉々にならない。第２に、金属コンテナは一般にガラスコンテナよりも軽量であり、従って輸送費が節約され、供給業者が運搬することを楽にする。第３に、金属コンテナはガラスよりも安価である。第４に、缶に対して、瓶の形状の金属コンテナはより掴みやすく、また、マーケット担当者が消費者を引きつけるためにより魅力的なコンテナを提供する能力を提供する。
【０００５】
瓶の形状の金属コンテナ（「金属瓶」）は、缶およびガラス瓶などの他のコンテナ形状に勝る特定の利点を提供する一方で、金属瓶はこれまで、製造するのに商業的に適した形状に制限されてきた。例として、成形された金属瓶を製造するために現在必要なステップ数は、一般に５０を超える。結果として、必要な製造装置の額は特に高く、生産率は特に低い。別の例として、アルミニウム合金またはスチールなどの金属は、薄くされると強度が制限され、曲がるまたはしわが寄る傾向を有するので、金属瓶を製造するために薄い金属を形成することは難題である。薄い金属の曲がるまたはしわが寄る傾向のために、ダイネッキングなど、特定の作業は難題であり、１回のステップでどの程度の直径の変化を作ることができるかに関して限界が存在し、それは歴史的に１％〜２％にすぎない。当技術分野で理解されるように、金属瓶に王冠またはねじ切りキャップを押し付けることは３５０ポンド以上の力の上昇を必要とする。強度の問題および蓋締め力要件の結果として、金属瓶の厚さは、特に金属瓶の首部および口部（finish）において、伝統的に厚かった。金属のより厚い厚さはより強い瓶をもたらす一方で、より厚い厚さは金属瓶に複雑な細部を成形する能力を制限し、より重い金属瓶をもたらす。より重い瓶は例えば製造費および輸送費を上げる。従って、薄い金属の限界を克服する代替的金属瓶製造技法を使用する必要性がある。
【０００６】
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適用することによって金属瓶を装飾することは、多数のステップが側壁に特徴部を成形または適用するために一般に使用されるのでプロセス集約的である。側壁に特徴部を成形および適用するための従来のプロセスは、側壁が金属瓶形状に形成される前に平坦である間、所望の形状または特徴部を側壁に適用するために金属を押すことを含む。そのような従来のプロセスは、当技術分野で理解されるように、可能性を制限する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
概要
本発明の原理は、金属瓶などの成形された金属コンテナを提供するために、金属に対してマルチブロー成形作業を実行することを提供する。金属は、アルミニウム合金などのアルミニウムまたはスチールから構成された金属プリフォームとして開始し得る。金属は、それを超えると金属が破断または破損（例えば断裂）する最大歪みを有するので、金属プリフォームが特定の歪みに到達することを引き起こすために空気圧力または液圧力などの第１の圧力が金属プリフォームに適用され得、続いて金属プリフォームの少なくとも一部が少なくとも部分的にアニール処理され得、それにより金属中の応力除去を引き起こす。金属の応力が除去された後、空気圧力または液圧力などの第２の力が、金型内の最終位置に到達しなかった金属プリフォームのあらゆる部分が金型内の最終位置の方に移動し続けるために、または最終位置に到達するために伸張することを引き起こすように適用され得る。マルチブロー成形作業を使用する結果として、これまで達成が不可能または商業的に難しかった方法で、金属瓶を成形可能である。
【０００８】
成形コンテナを形成する方法の一実施形態は、金属プリフォームを提供することを含み得る。第１圧力が、部分的に形成されたコンテナ形状を有するコンテナ部分を製造するために、成形コンテナの金型内の金属プリフォームに適用され得る。コンテナ部分は、部分的に形成されたコンテナ形状で少なくとも部分的にアニール処理され得る。第２圧力が、完全に形成されたコンテナ形状を有するコンテナ部分を製造するために、金型内のコンテナ部分に適用され得る。
【０００９】
金属容器の一実施形態は金属開放端部を含み得、金属開放端部は金属容器のキャビティの上側部分を画定しおよびキャップを受けるように構成される。金属閉鎖端部が開放端部の反対側に配置され得、金属容器のキャビティの下側部分を画定し得る。閉鎖端部は複数の一体的に形成された脚部を含み得、脚部は部分的にキャビティの下側部分を画定する。
【００１０】
金属容器の一実施形態は、金属開放端部と、金属開放端部の反対側の金属閉鎖端部と、金属開放端部と金属閉鎖端部との間に延在する金属側壁部分とを含み得る。金属閉鎖端部はベース部分を含み得、ベース部分上に金属容器は立ち、およびベース部分は側壁部分の結晶粒組織と一体の結晶粒組織を有する。
【００１１】
特徴部を備えた側壁を有する金属コンテナを形成する方法の一実施形態は、ブロー成形された金属コンテナを提供するステップを含み得る。金属コンテナは、少なくとも１つの側壁特徴部を含む金型の中に位置付けられ得る。金属コンテナは、少なくとも１つの側壁特徴部が、金型によって画定されるようにコンテナの側壁に形成されるように再び流体を吹き込まれ得る。一実施形態では、金属コンテナの側壁は、少なくとも部分的にアニール処理され得る。側壁特徴部は、野球のボールなどのスポーツ用品の外形の一部、エンボスされた特徴部（例えば用語）、ロゴ、またはその他を含み得る。金属コンテナは成形された金属コンテナであり得る。金属コンテナは部分的または完全に形成された金属コンテナであり得る。
【００１２】
特徴部を備えた側壁を有する金属コンテナを形成するシステムの一実施形態は、少なくとも部分的にアニール処理された側壁を有するブロー成形された金属コンテナを受け入れるように適合された、少なくとも１つの側壁特徴部を含む金型を提供するステップを含む。吹込み機構は、金型によって画定されるようにコンテナの側壁に少なくとも１つの側壁特徴部が形成されるべく再び金属コンテナに流体を吹き込むように構成され得る。金属コンテナは部分的または完全に形成された金属コンテナであり得る。
【００１３】
図面の簡単な説明
本発明の説明に役立つ実施形態が、添付図面を参照して以下に詳細に記載され、図面は参照することによって本明細書に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】金属容器をマルチブロー成形するための説明に役立つプロセスの流れ図である。
【図２】図１のプロセスに対応する金属容器をマルチブロー成形するための説明に役立つプロセスの流れ図である。
【図３】本明細書に記載されるような画定された部分を含む瓶として成形された説明に役立つコンテナの図である。
【図４】マルチブロー成形プロセスを使用してコンテナの側壁に特徴部を形成するための説明に役立つプロセスの流れ図である。
【図５】特徴部を形成するための説明に役立つマルチブロー成形プロセスの図でありコンテナの側壁である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
詳細な記載
コンテナをマルチブロー成形すること
図１に関して、金属容器をマルチブロー成形するための具体的プロセス１００が示されている。金属容器は瓶、または当技術分野で理解されるような他のいずれかのコンテナであり得る。特定のコンテナ形状は標準的な金属加工技術を用いて製造することが難しい寸法を有するので、本発明の原理は、そのような寸法を有する金属容器を成形することを可能にする大がかりな製造プロセスを緩和し得る。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脚部を含む。これらの脚部は、しかしながら、その寸法が従来のブロー成形または他の金属成形プロセスの間、薄い金属の変形を超えるので、従来の金属製造プロセスを使用して形成することが難しい、または不可能である。
【００１６】
プロセス１００は、ステップ１０２で始まり、ステップ１０２で金属プリフォーム（「プリフォーム」）が提供される。金属プリフォームは、アルミニウムまたはスチールを含む多様な異なる金属組成物を含み得る。一実施形態において、アルミニウムプリフォームは、アルミニウム合金から構成される。アルミニウム合金は、３０００系のアルミニウム合金であり得、より詳細には、しかし限定することなく、アルミニウム合金は３１０４系のアルミニウム合金であり得る。金属プリフォームを提供する際、金属プリフォームは、瓶状コンテナなどの金属コンテナに成形される製造ラインに沿って金属プリフォームを設定することによって提供されてもよいことが考えられる。金属プリフォームの製造は、金属プリフォーム製造業者などの第三者によって実行されてもよく、それにより飲料製造業者が金属プリフォームを受け取り、製造ラインに提供してもよい。代替実施形態では、飲料製造業者がアルミニウムなどの金属のブランクロールを受け取り、そのブランクシートから金属プリフォームを製造し、金属プリフォームを製造ラインに提供してもよい。
【００１７】
金属プリフォームは、多数の異なる形状のいずれかを有してよい。例えば、プリフォームは、カップまたはシリンダの形状の（すなわち側壁および底部を有する）管であってもよい。側壁と底部の交差部は直角（すなわち９０度）または湾曲状であってもよい。代替の交差部設計が、本発明の原理に従って使用されてもよい。一実施形態では、金属プリフォームは、開放端部および閉鎖端部を有する試験管形状または小瓶形状を有してもよい。金属プリフォームが、コンテナ全体を最終的に画定するのとは対照的に、全体コンテナの一部（例えばコンテナ部品）に制限される場合、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。
【００１８】
特定の形状を有するプリフォームに加えて、プリフォームは、多様な異なる厚さ寸法を有してもよい。一実施形態では、厚さ寸法は、プリフォーム全体に沿って実質的に等しい。代わりに、例えば脚部を形成するために軸方向面に沿った膨張が使用され得る場合、底部がより厚くてもよい。一実施形態では、プリフォームの上側部分が従来の閉塞部になるように成形される場合、プリフォームの上側部分は側壁よりも厚くてもよい。一実施形態では、プリフォームの上側部分および底側部分は、側壁よりも厚くてもよい。プリフォームを製造する際、その形状は実質的に一定の厚さで形成されてもよく、およびプリフォームの側壁などの部分は薄くてもまたは成形プリフォームであってもよい（すなわち、製造されるとき、特定の部分がより厚く、より薄い）。プリフォームの長さに沿った厚さの分布は、コンテナの最終的な形状および材料分布の役割を果たし、また、（ｉ）プリフォームの、および最終的にはコンテナの重量を最少化するべく、および／または（ｉｉ）最終形状のコンテナの性能を最大化するべく、プロセスを最適化するように操作または予め構成されてもよい。
【００１９】
ステップ１０４において、プリフォームの第１ブロー成形が実行され得る。第１ブロー成形は、金属に流体を吹き込むために４０バール以上を使用し得る。ブロー成形は、空気圧または液圧ブロー成形を使用し得る。一実施形態では、ブロー成形の流体は、２００℃以上など、室温を超える温度であり得る。金属プリフォームに流体を吹き込むためにより低い圧力が使用され得る。薄い金属は歪みの限界（すなわち、破損前に金属が耐えられるその歪みまたは延びの量）のために変形が制限されるので、プリフォームの変形をもたらす歪みは、側壁が、金型（この中にプリフォームが配置される）と接触するまで延ばすことを引き起こし得る一方で、破損なしに完全に形成されない脚部などのプリフォームの他の部分は、ステップ１０４の第１ブロー成形の結果として金型の壁に到達できない。
【００２０】
ステップ１０６において、ブロー成形されたプリフォームは、（ｉ）局所的または全体的に、および（ｉｉ）部分的または完全に、アニール処理され得る。すなわち、ブロー成形されたプリフォームの一部（例えばベース部または下側部分）、またはブロー成形されたプリフォーム全体が、アニール処理され得る。当技術分野で理解されるように、アニール処理は、金属中の応力が「リセット」される、すなわち初期応力除去状態（応力緩和としても知られる）に戻されることを引き起こす。すなわち、変形（すなわち伸張または再成形）され且つ応力を受けた金属の粒子が、初期のゼロ応力または応力除去状態にリセットされる。部分的アニール処理は、金属中の応力を、より低い応力除去状態に戻すが、初期状態まで完全に応力を軽減しない。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アニール処理することによって、別のブロー成形を実行可能であり、これは、金属の破損を引き起こす金属の過大応力に由来する連続ブロー成形の危険を下げる。一実施形態では、プリフォーム全体またはプリフォームの局所的部分を完全にアニール処理するのではなく、ステップ１０６で実行されるアニール処理は、さらに望ましい変形を受け入れるがゼロ応力ではないレベルまで応力を低減し得る。例えば、プリフォームは、部分的にアニール処理または焼きならしされ得、その両方は機能的に等価であると考えられる。部分的アニール処理を実行することによって、製造プロセスの時間およびエネルギーは低減され得、それによりコストを節約し、生産率を改善する。いくつかの場合には、所望の最終コンテナ形状に依存して、後続の（例えば第２の）ブロー成形前のアニール処理は、金属が後続のブロー成形工程で受ける歪みの量が、金属を破損または変形させる歪み未満である場合、必須でなくてもよい。
【００２１】
ステップ１０８において、アニール処理工程のあと、ブロー成形されたプリフォームに第２ブロー成形が実行され得る。第２ブロー成形１０８は、ブロー成形されたプリフォームの一部が、金型（この中にブロー成形されたプリフォームが配置される）の壁まで延びるようにさらに変形されることを引き起こし得る。例として、ステップ１０４の第１ブロー成形の間に完全に形成できない瓶の脚部は、金型の壁に到達するようにさらに変形され得、第２ブロー成形１０８の間に脚部を画定する。２回のブローがプリフォームを完全に変形し金型の壁に到達させるのは不可能である可能性があるので、ステップ１０６および１０８は、プリフォームが完全に成形されるまで複数回繰り返されてもよい。しかしながら、ステップ１０６および１０８におけるアニール処理およびブローの回数は、プリフォームに起こり得る伸張の量（これは金属の厚さ、金属の種類、アニール処理の量などによって決定され得る）に対して制限され得ることを理解すべきである。一実施形態では、完全に成形されたプリフォーム（例えば、瓶状）は、どのような状態であろうとも、ステップ１０８の第２ブロー成形のあとの歪みが硬化した状態のままにされ得る。あるいは、完全に成形されたプリフォームまたはその一部は、金属をより応力が少ない状態にリセットするために、完全にまたは部分的にアニール処理され得る。しかしながら、歪みが硬化した状態に置くことは、コンテナを、製造、輸送、および消費者使用に対してより耐久性のあるものにし得る。コンテナを幾分より柔軟にする商業的な理由があり得るので、コンテナが完全に成形されたあと、部分的または完全なアニール処理が実行されてもよい。
【００２２】
図２は、図１のプロセス１００に対応する、金属瓶をマルチブロー成形するための具体的プロセス２００のプロセス図である。プロセス２００はプリフォーム２０２を提供することによって開始し得る。単一または複数の部分から形成されてもよい金型２０４が提供され得る。当技術分野で理解されるように、プリフォーム２０２は、流体を吹き込まれるように金型２０４内に配置され得る。前に記載したように、プリフォームに流体を吹き込む際、４０バール以上などの圧力が、プリフォームを歪ませ変形させためにプリフォーム内に適用され得る。変形の結果として、金属は、当技術分野で理解されるように、歪んだ状態で硬化（「硬化」）され得る。示されるように、プリフォーム２０２は、金型の特定の部分（例えば側壁）と接触する部分的に成形されたプリフォーム２０２’をもたらし得る一方で、プリフォームの他の部分２０６ａは金型２０８の他の部分と接触せず、金型２０８の他の部分はこの場合、瓶金型の脚部である。ベース部分の単一または同心リングなどの他の形状が、本明細書に記載されるマルチブロー成形プロセスを用いて、製造されてもよい。
【００２３】
炉、加熱要素、裸火または他の熱源であり得る熱要素２１０が、部分的に成形されたプリフォーム２０２’の、完全または部分的にアニール処理される、全体的または局所的なアニール処理を実行するために使用され得る。部分的に成形されたプリフォーム２０２’の局所的なアニール処理工程が実行される場合、部分的に成形されたプリフォーム２０２’の部分は、歪みが硬化した状態のままであるが、部分的に成形されたプリフォーム２０２’のアニール処理された部分は、部分的または完全に応力を軽減され、さらなるブローおよび変形に利用できる。
【００２４】
図２を続けると、第２ブロー成形が、部分的に成形されたプリフォーム２０２’に実行され、部分的に成形されたプリフォーム２０２’は変形され続け得る。示されるように、完全に変形され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の他の部分と接触するように完全に変形され得る。図１に関して記載したように、プロセス２００は、プリフォーム２０２を完全に成形されたプリフォーム２０２’’に完全に変形するために、マルチブロー成形およびアニール処理工程を提供し得る。すなわち、第２ブロー成形は実際には、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アニール処理工程を含む第３または第４ブロー成形であり得る。
【００２５】
脚部は第２またはそれ以上のブロー成形工程で形成され得るので、脚部を画定する部分２０６ｂは、第１以下のブローで金型２０４まで延び得る側壁などのコンテナの他の部分よりも高い歪みを使用し得る。また、コンテナ全体であることを含み得るコンテナ部分に成形されるプリフォーム２０２全体がブローの間にアニール処理される場合、部分２０６ｂは、完全に成形されたプリフォーム２０２’’の他の部分よりも高い歪み硬度を有する。脚部に成形される部分２０６ａをアニール処理するなど、アニール処理工程がブロー成形の間に実行される場合、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’’の他の部分よりも高いレベルまで歪み硬化し得る。また、部分２０６ｂの軸方向深さは、半径方向に成形された側壁または開放端部など、完全に成形されたプリフォーム２０２’’の他の部分よりも深いので、部分２０６ｂの変形は、完全に成形されたプリフォーム２０２’’の他の部分の変形よりも大きい。
【００２６】
図３に関して、本明細書に記載されるような、画定された部分を含む瓶として成形された説明に役立つ金属コンテナ３００の図が示される。コンテナ３００は開放端部３０２および閉鎖端部３０４を含む。開放端部３０２および閉鎖端部３０４は、コンテナ３００のテーパ部分に沿って分割されて示される。しかしながら、開放および閉鎖端部３０２および３０４は、それぞれがそこで開始および終了する、コンテナ３００に沿った代わりの位置を有してもよいことを理解すべきである。本発明の原理によれば、プリフォームは、開放端部３０２および閉鎖端部３０４の一方、両方、または一方のサブ部分に形成されるように構成され得る。
【００２７】
開放端部３０２は口部領域３０６を含み得、口部領域３０６は一般にねじ付き部分３０７を含み、およびコンテナ３００の製造中に使用されるキャリーリング３０９を含んでも含まなくてもよい。首部分または首部３０８は、テーパ部分であり、側壁部分または側壁３１０から口部部分３０６まで延びる。また、側壁部分が首部分３０８を含むように考えられてもよい。ベース部分またはベース部３１２は、コンテナ３００の底部分であり得、その上にコンテナが載る。ベース部分３１２は複数の脚部３１４を含み得、それは例えば、飲料が貯蔵されるコンテナ３００のキャビティを少なくとも部分的に画定し得る少なくとも２つの脚部３１４などである。さらに、脚部３１４はいかなる形状を有してもよく、それは例えば、ベース部３１２の円周方向の周りに配置された各外側突出部、および／または互いに同軸状に配置され且つベース部３１２から突出する、またはベース部３１２を部分的に画定するリングなどである。
【００２８】
示されるように、成形されるべき側壁部分３１０の外形が示されている。側壁は制限された変化（例えば腰）を有するので、図１のブロー成形プロセスは、単一ブローでの側壁部分３１０の成形に適応し、脚部３１４は、より大きい突起なので、プリフォーム金属が脚部３１４を完全に形成するために延びることができるように、完全または部分的アニール処理である断続的なアニール処理を含む２回以上のブロー成形を必要とし得る。当技術分野で理解されるように、流体を含むコンテナを密封するために、金属またはプラスチックであり得るキャップ（不図示）が使用されてもよい。
【００２９】
図２を参照し戻すと、金属プリフォーム２０２は、ベース部３１２、側壁３１０、首部３０８および口部領域３０６など、完全に成形されたプリフォーム２０２’’の他の部分に沿って部分２０６ｂ（すなわち脚部３１４）を成形するために使用され得るので、金属の結晶粒組織は、開放端部３０２と閉鎖端部３０４との間に延在し得る。一実施形態では、コンテナ部分は脚部３１４およびベース部３１２を含み得、ここでベース部３１２は側壁３１０まで延在し得るまたはそれに取り付けられる。一実施形態では、コンテナ部分は、コンテナ全体を含むが、当技術分野で理解されるように、ねじ山のあるまたはない最終品を含む金属プリフォームによって製造可能なキャップを除く。金属結晶粒組織は脚部３１４と、脚部３１４の上の側壁の部分を含むベース部３１２との間に延在し得る。すなわち、結晶粒組織は、コンテナ３００の複数の部分（例えば、首部と側壁、側壁とベース部および／または脚部）の間に延在し連続的であり得る。脚部３１４は従ってベース部３１２および／またはコンテナ３００の側壁３１０と一体的かつ連続的な結晶粒組織を有し得る。また、結果として、脚部３１４は、閉鎖端部３０４と一体的であり、コンテナ３００内にキャビティを形成する。ベース部３１２は脚部３１４を有するように示されるが、代替的な形状および構成が本明細書に記載されるマルチブロー成形プロセスを使用して形成されてもよいことを理解すべきである。
【００３０】
側壁特徴部をコンテナにマルチブローすること
薄く、コンテナの全体的な形状の部分ではない特徴部を有する、瓶などのブロー成形された金属コンテナを製造することを提供する本発明の原理に加えて。一実施形態では、特徴部は、金属が歪み限界を超えて延在することにより、単一ブローから形成可能な特徴部を越えて延在し得る。例えば、本発明の原理を使用すると、スポーツアイテム、ロゴ、漫画キャラクター等などの３次元（３Ｄ）設計を、側壁に形成可能である。さらに、本発明の原理は、エンボスまたは他の装飾様式または特徴部など、高い分解度（resolution）の側壁特徴部を有するコンテナを製造することを提供する。前に記載した、少なくとも部分的に金属を応力除去するために間の少なくとも部分的なアニール処理工程によって分割されるマルチブローと同様に、少なくとも部分的に側壁をアニール処理することによって分割されるマルチブローが利用され得る。そのようなマルチブロー成形プロセスは、エンボスなどの特徴部をコンテナの側壁に追加することを可能にし得る。一実施形態では、アニール処理は、側壁の限定された領域に局所的に行われ得る、または側壁全体がアニール処理（または部分的にアニール処理）され得る。アニール処理の量は、先に流体を吹き込まれた側壁に存在する歪みの量、特徴を形成する側壁の膨張、特徴部のディテールなどに依存して、ゼロから、完全に応力除去された金属まで変化してもよい。
【００３１】
本出願の目的のために、第２ブロー成形プロセス（すなわち、コンテナの少なくとも一部の第２またはそれ以降のブロー成形）によって形成され、かつコンテナの側壁に適用された「特徴部」。特徴部は、いずれかの幾何学的な材料またはプロセスに関連する特徴部であり得、ここで、コンテナの側壁は、コンテナが通った前の形成段階から、または金型の表面に部分的または完全に従うために永久的に力と変形にかけられる金型の場合において、変形されるまたは形成される。従って、コンテナ側壁の前の形状および形態に比較していずれかの永久的な変形を受けるために側壁の一部または全体を作るいずれかの幾何学的な材料取付けまたはプロセス処理を、側壁の特徴部として考慮することができる。
【００３２】
図４に関して、マルチブロー成形プロセスを使用してコンテナの側壁に特徴部を形成するための説明に役立つプロセス４００の流れ図が示されている。プロセス４００はステップ４０２で開始し得、ここで金属コンテナが提供され得る。金属コンテナは、アルミニウム、スチール、または本明細書において前に記載したような飲料コンテナに使用できる他のいずれかの薄い金属であり得る。本発明の原理は、「ブランク」金属コンテナ（すなわち側壁特徴部が一切ないコンテナ）であるように予めブロー成形された金属コンテナを提供するが、ブロー成形されない金属コンテナもまた、本発明の原理に従って利用してもよい。ステップ４０４において、金属コンテナの側壁は、少なくとも部分的にアニール処理され得る。側壁を少なくとも部分的にアニール処理する際、側壁は、局所的（すなわち側壁の一部）または全体的（すなわち側壁全体が加熱され得る）に、加熱されてもよく、それにより側壁をそれぞれ部分的に応力除去する（すなわちゼロ応力状態より上に維持する）か、完全に（すなわちゼロ応力状態まで）応力除去する。
【００３３】
ステップ４０６において、少なくとも部分的にアニール処理された側壁を有するコンテナは、側壁特徴部を有する金型の中に位置付けられ得る。金型は多セグメント金型（例えば、２つの側壁形成セグメントと１つのベース部形成セグメントを含む３つのセグメント）であり得る。一実施形態では、側壁特徴部を有する金型は、「ブランク」コンテナを最初に形成するために使用された金型と同じまたは異なる金型であり得る。同じ金型の場合、側壁の特徴部は、特徴部形状、分解度、またはコンテナの中心からの距離によって、初期ブロープロセスで完全に形成されなかったとしてもよい。コンテナは一部または完全なコンテナであり得る。金型内のコンテナの位置付けは、当技術分野で理解されるように、自動的に実行され得る。
【００３４】
金型は、異なる場合、コンテナの特徴部を形成するために使用される金型の特徴部画定部分を除いて、コンテナの少なくとも一部（例えば、口部領域の下のコンテナの部分（すなわちねじ山を含む瓶の上側部分））を形成した金型からのコンテナと実質的に同じ様にサイズ決めされ得る。一実施形態では、特徴部画定部分は、金型から外側に突出し得、そこで金型の側壁は、通常であればコンテナと実質的に一致するように成形された金型の側壁の囲繞部分から突出する。別の実施形態では、特徴部画定特徴部は、通常であればコンテナと実質的に一致するように成形された金型の側壁の囲繞部分から内側に延在し得る。内側に画定する特徴部が使用される場合、金型をコンテナに接触する前に、低い予圧がコンテナに適用されてもよく、それにより、内側特徴部をコンテナに形成するためにより高い圧力を適用する（ステップ４０８）前に、接触の結果としてコンテナが変形される可能性を最少化する。一実施形態では、予圧は５バール以下であり得、より高い圧力は４０バール以上であり得る。あるいは、本発明の原理に従って低圧および高圧を使用してもよい。
【００３５】
ステップ４０８において、コンテナは、特徴部が金型によって画定されたようにコンテナの側壁に形成されるように流体を吹き込まれ得る。流体を吹き込まれる際、および上に記載したように、４０バールなどのより高い圧力が、金型およびコンテナに適用され得る。コンテナに適用される圧力は、階段関数を使用して適用され得、ここで圧力は短い時間（例えば０．２５秒未満）で第１圧力レベルから第２圧力レベルまで傾斜する。より高い圧力でコンテナに流体を吹き込む結果として、コンテナの側壁は金型の特徴部によって形成されるように膨張され得る。また、コンテナの側壁が少なくとも部分的にアニール処理されているので、特徴部に形成されるように変化される側壁の部分は、アニール処理の結果として、軟質の状態から硬化され得る。従って、特徴部は最終的に、金型によって画定された特徴部によって変化されなかった側壁の囲繞部分と異なる硬度を有し得る。側壁の特徴部は側壁からまたは側壁の中へ延びる異なる距離を有し得るので、特徴部の硬度も同じく、どれくらい伸張または変形がコンテナの側壁に形成される特徴部から生じるかに依存して、変わり得ることを理解すべきである。例えば、アルミニウム瓶の側壁から形成された縫い目特徴部を有する野球ボールの特徴部の部分の場合、側壁の円筒形状（すなわち瓶自体の中心）から最も遠い野球ボール特徴部の部分は、最大の伸張を有し、従って最も歪み硬化される一方、側壁の円筒形状に最も近い野球ボール特徴部の部分は、特徴形成プロセスに由来する最も少ない伸張を有する結果として、より低い程度に歪み硬化される。さらに、野球ボール特徴部の一部である縫い目特徴部は、球状部分から延在する結果としておよび小さい変形によって形成された細部を有する結果として、野球ボール特徴部の球状部分と異なる硬度を有し得る。
【００３６】
図５に関して、金属コンテナ５００の側壁に特徴部を形成するための図４のプロセスに対応する説明に役立つマルチブロー成形プロセスの図が示されている。プロセスは金属コンテナ５００を提供し得る。金属コンテナ５００はコンテナ全体またはコンテナの一部（例えば、ベース部を含む下側部分）であり得る。コンテナは、１つまたは複数の加熱要素を含む熱源５０２の近くに位置付けられ得る。位置付けの際、熱源５０２はコンテナ５００に近い位置にあるように移動され得、またはコンテナ５００が熱源５０２に近い位置にあるように移動され得る。熱源５０２は、側壁を少なくとも部分的にアニール処理するために金属コンテナ５００の局所的領域または側壁全体を加熱し得る。代替実施形態において、側壁が破損点まで膨張されない場合、側壁は側壁に特徴部を形成するとき側壁を破損することなくさらに流体を吹き込むことができる。側壁に形成される特徴部の深さは、側壁を少なくとも部分的にアニール処理することなく２回目を吹き込むことによって側壁の破損を引き起こすことなく側壁に流体を吹き込むことができるかどうかを判断するために使用され得る（すなわちどの程度アニール処理を実行すべきかを決定するために使用され得る）ことを理解すべきである。
【００３７】
金型は複数の金型部品またはセグメント５０４ａ、５０４ｂおよび５０４ｃ（集合的に５０４）を含み、それらは３つの金型特徴部５０６ａ（野球ボールの半分）、５０６ｂ（野球ボールの半分）、および５０６ｃ（エンボスされた言葉）（集合的に５０６）を含む。特徴部の数は１つまたは複数であり得ることを理解すべきである。金型部品５０４は、金型部品５０４が、当技術分野で理解されるように、いずれかの電気機械式、油圧式、空気圧式または他の方法を使用して動き５０８ａ、５０８ｂおよび５０８ｃ（集合的に５０８）を用いて一緒に移動されるとき、完全な金型を形成し得る。完全な金型は、コンテナを形成した金型と実質的に同一の寸法を有し得る（すなわち、コンテナが特徴部領域以外のどの領域に変形することも許容しない長さ、幅、および外形。一実施形態では、金型はコンテナを形成した同じ金型であり得る。しかしながら、別々の金型（すなわち、特徴部のないものおよび特徴部を有するもの）を使用することによって、「ブランク」コンテナを形成してもよく、その後「ブランク」コンテナに特徴部を適用することができ、それらの特徴部は様々な目的のために異なっていてもよい。様々な目的は異なるイベント（例えば、野球、フットボール、自動車レース、オリンピックの試合、カレッジイベント等）または他のいずれかの目的（例えば、企業ロゴ、カレッジロゴ、市の記念すべき出来事、漫画キャラクター等）を含み得る。さらに、特定の特徴部を有する少数の金属コンテナを、手頃な方法で、および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の使用による動的な方法で、「ブランク」コンテナから製造可能である。一実施形態では、固定された金型を使用するのではなく、特徴部を形成するために３次元（３Ｄ）特徴部を動的に作り出すことを可能にする、ピクセルで構成され、動的に構成可能な金型が利用され得る。
【００３８】
金型がコンテナ５００の周囲に形成され位置付けられた後、コンテナ５００は、側壁を金型の特徴部５０６の中に膨張させるように、４０バール以上などの圧力を引き起こすために、コンテナの開口を介して、当技術分野で理解されるように、吹込み機構を使用して、流体を吹き込まれ得る５１０。吹込みの結果、成形された特徴部５１２ａ、５１２ｂおよび５１２ｃが、金属コンテナ５００の側壁に形成される。側壁に形成される特徴部の分解度に依存して、圧力の量、アニール処理の量、および／または他の要素が、所望の分解度を受け入れるように調整され得、分解度は特徴部の複雑さまたは細かさを含む。より詳細には、金属が最初に流体を吹き込まれとき、金属は伸張されるので、それは歪み硬化され、これは、高い特徴分解度を有するように金属を形成する能力を制限し得る。従って、金属を少なくとも部分的にアニール処理することによって、金属は、高い分解度の特徴部ととともに形成されるようにより良く成形することができる。例として、フットボール特徴部の全体的形状は、低分解度と考えられる一方、フットボールの縫い目はより高い分解度と考えられる。鷲などのチームマスコットもまた、高い分解度の特徴部（例えば、羽毛、毛皮、眼、等）を有し得る。異なる分解度を有する他の特徴部が可能である。金型に形成可能であり且つ側壁が耐えてその特徴部に形成されることができるいかなる特徴部形状も、本発明の原理に従って利用されてよいことを理解すべきである。
【００３９】
金属コンテナの少なくとも一部を形成するために金属プリフォームをブロー成形することは、特徴部を備えた側壁を有する成形金属コンテナを製造するための１つの技法である。側壁特徴部を備えた成形金属コンテナを製造するための別の技法は、代替的に、ブロー成形を使用して形成された直線壁シリンダによって開始することを含み得、または使用しない製造技法はブロー成形を含む。従って缶または他の成形金属コンテナは、特徴部を含む側壁を有する金属コンテナを形成するために、本発明のマルチブロー成形原理を利用してもよい。
【００４０】
特徴部を備えた側壁を有するコンテナを形成するための方法の一実施形態は、ブロー成形されたコンテナを提供することを含む。金属コンテナは、少なくとも１つの側壁特徴部を含む金型の中に位置付けられ得る。金属コンテナは、金型によって画定されるように側壁特徴部がコンテナの側壁に形成されるように、再び流体を吹き込まれ得る。金属コンテナは部分的に形成された金属コンテナまたは完全に形成されたコンテナであり得る。プロセスはさらに、金属コンテナの側壁を部分的または完全にアニール処理することを含み得る。部分的または完全にアニール処理する際、側壁は、存在する応力状態から低減された応力状態までの側壁の金属粒子の移行を引き起こす温度まで加熱され得る。部分的または完全に側壁をアニール処理する際、側壁の局所的部分が加熱され得る。金属コンテナを金型の中に位置付けることは、金属コンテナの周りで複数の金型部品を移動することを含み得、ここで金型部品は、一体化または互いに接触すると、金型の側壁特徴部を除いてコンテナの外形と実質的に一致する外形を有する。一実施形態では、側壁特徴部は、スポーツ用品の外形の一部を含む。一実施形態では、側壁特徴部は、言葉またはそうでないものなど、エンボス特徴部を含み得る。側壁特徴部の金属は、側壁特徴部を囲む金属と異なる硬度を有する。金属コンテナを提供する際、成形された金属コンテナは、瓶の形状であり得る。
【００４１】
特徴部を備えた側壁を有する金属コンテナを形成するためのシステムの一実施形態は、少なくとも１つの側壁特徴部を含み且つブロー成形された金属コンテナを受け入れるように適合された金型を含み得る。吹込み機構は、金型によって画定されるように側壁特徴部がコンテナの側壁に形成されるために金属コンテナに再び流体を吹き込むように構成され得る。金属コンテナは部分的に形成された金属コンテナまたは完全に形成されたコンテナであり得る。システムはさらに、金属の側壁を少なくとも部分的にアニール処理するように構成された加熱器を含み得る。さらに、加熱器は、存在する応力状態から低減された応力状態まで側壁の金属粒子を移行させる温度まで側壁を少なくとも部分的にアニール処理するように構成され得る。一実施形態では、少なくとも部分的にアニール処理された側壁は、側壁の局所的部分を加熱し得る。金型は、金属コンテナの周りで形成されるように構成された複数の金型部品を含み得、金型部品は、一体化または互いに接触すると、金型の側壁特徴部を除いてコンテナの外形と実質的に一致する外形を有する。側壁特徴部はスポーツ用品の外形の一部を含み得る。側壁特徴部は、言葉などのエンボス特徴部を含み得る。側壁特徴部は異なる分解度を有し得る（例えば、低いおよび高い、低い分解度特徴部から延びる高い分解度特徴部を含む）。少なくとも１つの側壁特徴部の金属は、少なくとも１つの側壁特徴部を囲む金属と異なる硬度を有し得る。一実施形態では、金属コンテナは瓶の形状であり得る。
【００４２】
前で詳述された記載は、本発明を実行するための少数の実施形態であり、範囲を限定するつもりはない。当業者は、詳しく記載された領域と異なる領域で本発明を実行するために使用される方法および変形をすぐに思い付くであろう。以下の請求項は、より詳しく開示された本発明の多数の実施形態を記載する。
【図１】
0006420828.tif 000002
【図２】
0006420828.tif 000003
【図３】
0006420828.tif 000004
【図４】
0006420828.tif 000005
【図５】
0006420828.tif 000006