(57)【要約】  本発明は一般に、衝撃押出成形として知られている方法によって製造される金属ボトルに、ねじ込みネックを形成することに関する。より詳細には、本発明は、ねじ込みネックでねじ込みクロージャを受けるための容器ネックのネジ切りを可能にする十分な強度特性をもつ容器及び他の物品の、衝撃押出成形による製造で使用される方法、装置及び合金組成に関する。
2016524536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネック部分にネジ山を切るために十分な強度を有する衝撃押出成形金属ボトルを製造するための方法において、
アルミニウム合金でスラグを形成する工程と、
前記金属ボトルを形成する衝撃押出法において前記スラグを好適な形状に変形させる工程と、
選択的に開閉され得るねじ込みクロージャを受けるように構成されたネジ山を前記金属ボトルの前記ネック部分に形成する工程とからなる方法。
【請求項２】
前記アルミニウム合金が、比較的純粋なアルミニウム合金と混合された３１０４、３００４、３００３、３１０３、３０１３及び３１０５アルミニウム合金のうちの少なくとも１つの金属屑で構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アルミニウム合金が、およそ６０％のアルミニウム屑合金及びおよそ４０％の１０７０アルミニウム合金から混合され、前記アルミニウム屑合金が、
０．２０ｗｔ％のＳｉ〜０．３２ｗｔ％のＳｉ、
０．４７ｗｔ％のＦｅ〜０．５９ｗｔ％のＦｅ、
０．１０ｗｔ％のＣｕ〜０．２２ｗｔ％のＣｕ、
０．７８ｗｔ％のＭｎ〜０．９０ｗｔ％のＭｎ、
０．５４ｗｔ％のＭｇ〜０．６６ｗｔ％のＭｇ、
０．０６ｗｔ％のＺｎ〜０．１８ｗｔ％のＺｎ、
０．００ｗｔ％のＣｒ〜０．０８ｗｔ％のＣｒ、及び
０．００ｗｔ％のＴｉ〜０．０８ｗｔ％のＴｉからなる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アルミニウム合金が、
９８．１５ｗｔ％のアルミニウム〜９８．５０ｗｔ％のアルミニウム、
０．１６ｗｔ％のＳｉ〜０．２０ｗｔ％のＳｉ、
０．３７ｗｔ％のＦｅ〜０．４１ｗｔ％のＦｅ、
０．０８ｗｔ％のＣｕ〜０．１２ｗｔ％のＣｕ、
０．４８ｗｔ％のＭｎ〜０．５４ｗｔ％のＭｎ、
０．３４ｗｔ％のＭｇ〜０．４０ｗｔ％のＭｇ、
０．０６ｗｔ％のＺｎ〜０．１０ｗｔ％のＺｎ、
０．０１ｗｔ％のＣｒ〜０．０４ｗｔ％のＣｒ、及び
０．００ｗｔ％のＴｉ〜０．０４ｗｔ％のＴｉからなる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記アルミニウム合金が、
９８．３３ｗｔ％のアルミニウム、
０．１８ｗｔ％のＳｉ、
０．３９ｗｔ％のＦｅ、
０．１０ｗｔ％のＣｕ、
０．５１ｗｔ％のＭｎ、
０．３７ｗｔ％のＭｇ、
０．０８ｗｔ％のＺｎ、
０．０２ｗｔ％のＣｒ、及び
０．０２ｗｔ％のＴｉからなる、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
ホウ化チタン材料が前記アルミニウム合金に加えられる、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記スラグを形成する工程が、鋳造装置で形成されたスラブから個々のスラグを形成す
る工程と、前記個々のスラグを連続アニール処理過程でアニール処理する工程と、前記スラグの表面積を増加させるために、ショット・ブラスト法によって前記スラグの仕上げを行う工程とをさらに備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ネジ山が、２．５センチメートル（１．０インチ）〜４．１センチメートル（１．６インチ）の外径を有し、前記ネジ山が、０．２５センチメートル（０．１０インチ）〜０．３８センチメートル（０．１５インチ）のピッチを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記金属ボトルの本体部分が、０．０２４９センチメートル（０．００９８インチ）〜０．０３９４センチメートル（０．０１５５インチ）の厚さを有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記金属ボトルが、６．６センチメートル（２．６インチ）〜７．２４センチメートル（２．８５インチ）の直径及び１５．２センチメートル（６．０インチ）〜１８．８センチメートル（７．４インチ）の高さを有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
再利用アルミニウム合金で形成された金属ボトルのネック部分に対する衝撃押出及びネジ切りの方法において、
アルミニウム材料屑を設ける工程と、
前記再利用アルミニウム合金を形成するために前記アルミニウム材料屑を１０７０アルミニウム合金と溶融する工程であって、前記再利用アルミニウム合金が、
９８．３３ｗｔ％のアルミニウム、
０．１８ｗｔ％のＳｉ、
０．３９ｗｔ％のＦｅ、
０．１０ｗｔ％のＣｕ、
０．５１ｗｔ％のＭｎ、
０．３７ｗｔ％のＭｇ、
０．０８ｗｔ％のＺｎ、
０．０２ｗｔ％のＣｒ、及び
０．０２ｗｔ％のＴｉからなる工程と、
前記再利用アルミニウム合金をスラブに鋳造する工程と、
０．３０００センチメートル（０．１１８１インチ）〜１．４０００センチメートル（０．５５１２インチ）の指定の厚さに前記スラブを圧延する工程と、
１５℃（５９°Ｆ）〜５０℃（１２２°Ｆ）の室温で前記スラブを冷却する工程と、
前記冷却されたスラブからスラグを打ち抜く工程と、
前記スラグのピーク温度が４５０℃（８４２°Ｆ）〜５７０℃（１０５８°Ｆ）である、前記スラグをアニール処理する工程と、
押出成形チューブを形成するためにスラグを衝撃押出する工程と、
底部ドーム部分を前記押出成形チューブに形成する工程と、
前記底部ドーム部分、本体部分、前記本体部分から上方向に延在する前記ネック部分と、前記ネック部分の最上部に配置された開口部とを有するアルミニウム・ボトルを形成するために前記押出成形チューブにネックを形成する工程と、
前記ネック部分の最上部の少なくとも１部分をトリミングする工程と、
クロージャに螺合するように構成されたネジ山を前記金属ボトルの前記ネック部分に形成する工程と、からなる方法。
【請求項１２】
前記アルミニウム合金が、
９７．７０ｗｔ％のアルミニウム〜９８．０５ｗｔ％のアルミニウム；
０．２０ｗｔ％のＳｉ〜０．２４ｗｔ％のＳｉ、
０．４４ｗｔ％のＦｅ〜０．４８ｗｔ％のＦｅ、
０．１１ｗｔ％のＣｕ〜０．１５ｗｔ％のＣｕ、
０．６５ｗｔ％のＭｎ〜０．７１ｗｔ％のＭｎ、
０．４６ｗｔ％のＭｇ〜０．５２ｗｔ％のＭｇ、
０．０８ｗｔ％のＺｎ〜０．１２ｗｔ％のＺｎ、
０．０１ｗｔ％のＣｒ〜０．０４ｗｔ％のＣｒ、及び
０．００ｗｔ％のＴｉ〜０．０４ｗｔ％のＴｉ
からなる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ネジ山がネジ山形成デバイスによって形成され、前記ネジ山形成デバイスが、
前記金属ボトルを所定の位置に保持するためのチャックと、
前記金属ボトルの前記ネック部分の内表面に力を加えるように動作可能な第１のネジ山形成表面を有する内核ピースと、
前記金属ボトルの前記ネック部分の外表面に力を加えるように動作可能な第２のネジ山形成表面を有する外核ピースと、からなり、前記ネジ山形成デバイスが、前記金属ボトルの軸中心の周りを回転するように動作可能である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
頂部部分と、前記頂部部分から下方向に延在する略円筒体部分と、前記円筒体部分の最下部部分に形成された取り外し可能なピルファ・バンドと、下方向に面した開いたアパーチャと、内側頂部部分のライナと、からなるＲＯＰＰクロージャを、前記金属ボトルの前記ネック部分の前記ネジ山の上に配置する工程であって、前記ＲＯＰＰクロージャの前記円筒体部分にネジ山はついていない工程と、
前記ＲＯＰＰクロージャを、前記金属ボトルの前記ネック部分の前記最上部に形成された密封面に接して下方向にプレスする工程であって、前記ＲＯＰＰクロージャの前記ライナが、前記密封面と前記ＲＯＰＰクロージャの前記頂部部分の間で圧縮される工程と、
圧縮力を前記円筒体部分に加え、かつＲＯＰＰクロージャの周りで回転して、ネジ山を前記円筒体部分に形成するネジ山ローラを、前記ＲＯＰＰクロージャの前記円筒体部分の外表面に対してプレスする工程と、
前記ＲＯＰＰクロージャが前記金属ボトルから取り外されるとき、前記ピルファ・バンドが前記金属ボトルの前記ネック部分から外れるのを防ぐために、ピルファ・ローラを前記ピルファ・バンドの外表面に対してプレスする工程と
からなる、前記金属ボトルの前記開口部をＲＯＰＰクロージャで密封する工程をさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記衝撃押出する工程が、
円錐形の形状を有し、９２０ＨＶ〜１０８０ＨＶの硬度を有するダイに前記スラグを配置する工程と、
所定の形状及び６００ＨＶ〜７６０ＨＶの硬度を有する鋼パンチで前記スラグに衝撃を加える工程であって、前記押出成形チューブが前記ダイから外れるように後方に押出成形される工程と
からなる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記スラグが、４．０９センチメートル（１．６１インチ）〜４．８５センチメートル（１．９１インチ）の直径、０．４３センチメートル（０．１７インチ）〜０．６９センチメートル（０．２７インチ）の高さ、及び１９．５６グラム（０．６９オンス）〜２４．８０１グラム（０．８７５オンス）の質量を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
底部ドーム部分と、
前記底部ドーム部分から上に延びる本体部分と、
前記本体部分から上に延びるネック部分と、
前記ネック部分の外表面に形成されるネジ山と、
前記ネック部分の最上部に配置される開口部と、からなる、ネジ込みネックを備えた金属ボトルであって、
前記金属ボトルが衝撃押出法によって形成され、
前記金属ボトルが再利用アルミニウム合金から構成され、前記再利用アルミニウム合金が、
９７．７０ｗｔ％のアルミニウム〜９８．５０ｗｔ％のアルミニウム、
０．１６ｗｔ％のＳｉ〜０．２４ｗｔ％のＳｉ、
０．３７ｗｔ％のＦｅ〜０．４８ｗｔ％のＦｅ、
０．０８ｗｔ％のＣｕ〜０．１５ｗｔ％のＣｕ、
０．４８ｗｔ％のＭｎ〜０．７１ｗｔ％のＭｎ、
０．３４ｗｔ％のＭｇ〜０．５２ｗｔ％のＭｇ、
０．０６ｗｔ％のＺｎ〜０．１２ｗｔ％のＺｎ、
０．０１ｗｔ％のＣｒ〜０．０４ｗｔ％のＣｒ、及び
０．００ｗｔ％のＴｉ〜０．０４ｗｔ％のＴｉからなり、
前記ネジ込みネックが、ＲＯＰＰクロージャを受けるように構成された所定の外形を有する、金属ボトル。
【請求項１８】
前記金属ボトルの前記ネジ山が、２．８センチメートル（１．１インチ）〜３．８センチメートル（１．５インチ）の内径を有する前記ＲＯＰＰクロージャを受けるように構成され、前記ネジ山が、０．２５センチメートル（０．１０インチ）〜０．３８センチメートル（０．１５インチ）のピッチを有する、請求項１７に記載の金属ボトル。
【請求項１９】
前記金属ボトルが、６．４４４センチメートル（２．５３７インチ）〜７．２０９センチメートル（２．８３８インチ）の直径及び１５．２センチメートル（６．０インチ）〜１８．８センチメートル（７．４インチ）の高さを有する、請求項１８に記載の金属ボトル。
【請求項２０】
前記金属ボトルの前記最上部に形成された密封面をさらに有する、請求項１７に記載の金属ボトル。
【請求項２１】
前記金属ボトルの前記ネック部分に形成されたピルファ・バンド・スカートをさらに有する、請求項１７に記載の金属ボトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、衝撃押出成形として知られている方法によって製造される金属ボトルに、ネジ込みネックを形成することに関する。より詳細には、本発明は、ネジ込みクロージャを受けるための容器ネックのネジ切りを可能にする十分な強度特性をもつ容器及び他の物品の、衝撃押出成形による製造で使用される方法、装置及び合金組成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、容器の構成及び設計は、最終消費者、ならびに以下で総称的に「ボトリング産業界」と称する、ボトリング業者、製造業者、配給業者、運送業者、及び小売業者が容器に満足する水準に影響を及ぼす。アルミニウム・ボトルは、ボトリング産業界及び消費者に多くの利益をもたらす。アルミニウム・ボトルは、ブランド名、ロゴ、設計、製品情報、及び／又は他の好適な印で装飾するための理想的表面を実現することにより、ボトリング業者、配給業者、及び小売業者が、販売時に目立つことができるようにする。アルミニウム・ボトルは強度対重量比に利点があり、これにより、比較対象のガラス・ボトルよりも高く積み重ねることができる。また、アルミニウム・ボトルの耐久性向上によって、加工及び運送中に損傷を受ける容器の数が減少して、さらなる節約になる。さらに、アルミニウム・ボトルはガラス・ボトルよりも軽く、運送中のエネルギ節約になる。最後に、ガラス・ボトル及びプラスチック・ボトルは通常、リサイクル工程では分離されなければならないラベルを有するが、ラベル及び他の印がアルミニウム・ボトルに直接印刷されるので、アルミニウム・ボトルのリサイクルがより簡単である。
【０００３】
アルミニウム飲料ボトルは、それらが提供する便利さが理由で、消費者にとって特に魅力的である。アルミニウム・ボトルは軽いため、運びやすくなっている。アルミニウム・ボトルは、耐久性があり、安全かつ、アルミニウム・ボトルに入った飲料の品質及び風味にマイナスの影響を及ぼすおそれのある光及び空気から効果的な保護をもたらすので、公共の場及び屋外での使用に特に適している。さらに、アルミニウム・ボトルは他の材料で作られた飲料容器よりも速く冷たくなり、より冷たい飲料が速く得られる。ガラス・ボトルは、アルミニウム・ボトルよりも重く、壊れやすいので、同じ便利さは提供しない。さらに、公共施設及び公園によっては、壊れたときに安全性のリスクが生じるので、ガラス・ボトルを禁止している。
【０００４】
アルミニウム飲料ボトルは容器産業界で知られており、衝撃押出法を用いて形成することができる。衝撃押出成形は、固有の形状をもつ金属容器及び他の物品を作るために使用される方法である。製品は通常、鋼、マグネシウム、銅、アルミニウム、スズ、及び鉛ならびに他の合金からなる軟化金属スラグから作られる。容器は、閉じ込めるダイの中で、パンチが接したコールド・スラグから形成される。パンチからの力が、パンチの外径及び閉じ込めるダイの内径の周りの金属スラグを変形させる。初期形状が形成された後、容器又は他の装置がカウンタパンチ・イジェクタによってパンチから取り外され、デバイスを好適な形状に形成するために、他のネック形成及び成形ツールが使用される。
【０００５】
従来の衝撃押出法では、固有の物理的特徴のため、ほぼ純粋又は「天然の」アルミニウムが使用されており、これは、少なくとも約９９．５％の純粋なアルミニウムで構成された「１０７０」又は「１０５０」アルミニウムと一般に呼ばれる。１０７０又は１０５０アルミニウム合金で作られた現在の市販衝撃押出成形（ＩＥ）容器は極めて柔らかく、機械的性質が低いので、厚肉であることを必要とする。エアロゾル用のＩＥ容器及び他の圧力容器は、高い強度を必要とするため、通常のアルミニウム飲料容器よりも厚い寸法（ｇ
ａｇｅ）及び重い材料を使用する。これらの容器の厚さ及び強度要件が理由で、この容器を製造するコストは、一般に３１０４アルミニウム合金を使用する従来の金属飲料容器を製造するコストよりも著しく高くなり得る。また、従来のＩＥ容器の厚さによって、一体型ネジ山の製造がより複雑になる。さらに、従来のＩＥ容器に用いられるアルミニウム合金の柔らかい性質は、ＲＯＰＰ（ｒｏｌｌ  ｏｎ  ｐｉｌｆｅｒ  ｐｒｏｏｆ）クロージャなどのネジ込みクロージャで閉めるのに十分な強さをもつ一体型ネジ山を形成するには柔らかすぎる。標準的な合金から製造されたＩＥボトルに形成される一体型ネジ山の検査では、ねじ込み領域が、絞りしごき方法によって作られた容器のネジ山に比べて実質的に小さい負荷の力で潰れることが示された。
【０００６】
３１０４アルミニウム合金を使用する絞りしごき（Ｄ＆Ｉ）アルミニウム容器の製造は、かなりの量のアルミニウム材料屑を生じさせる。アルミニウム屑は、通常は回収され、再利用される。しかしながら、以前、従来の衝撃押出成形合金は、ねじ込みネックを有するＩＥ容器を形成するのに使用できるだけの硬度も強さもなかった。Ｄ＆Ｉ方法で生じる、ある割合のアルミニウム屑を従来の衝撃押出成形合金と混合して用いることによって、十分な強さのねじ込み容器を衝撃押出成形で作り出すことができるはずであり、ボトリング産業界にとって材料コストの節約になり、ねじ込み容器の環境フットプリントを減少させることになろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＲＯＰＰクロージャ用のネジ山が付いたＩＥ飲料容器に対する需要に応えるために、市販容器産業界は、通常、ＩＥ飲料容器が形成された後、ネジ山を容器のネックに取り付けている。こういった外部のネジ山は、普通はプラスチック又は金属で作られ、場合により、「アウトサート」として知られている。これらの外部のネジ山にはいくつかの欠点があり、これには、コストの増加、製造工程の複雑化、ならびに容器ネックでキャップが回ることやキャップ及び／又はアウトサートの周りでの容器漏れが生じるなどの不都合なキャッピング性能特性が含まれる。したがって、ＲＯＰＰクロージャなどの選択的に取り外し可能なクロージャを受けるためのねじ込みネックを形成可能にするのに十分な硬度及び堅さをもつ再利用アルミニウム分で構成されたＩＥアルミニウム容器に対して大きなニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがって、本発明は、ＲＯＰＰ（ｒｏｌｌ  ｏｎ  ｐｉｌｆｅｒ  ｐｒｏｏｆ）クロージャで閉めるのに十分な機械的強度をもつ一体型ねじ込みネックを備えた容器を形成するために、衝撃押出法で使用できるより強度の高いアルミニウム合金の使用を企図している。好適には、アルミニウム合金は、アルミニウム飲料容器などの再利用材料屑から、少なくとも部分的に構成される。本発明は、１０７０又は１０５０アルミニウム合金ＩＥ方法で作られるＩＥ容器で可能なものよりもより薄い壁を有するＩＥ容器の使用を可能にする。したがって、加圧された飲料容器をねじ込みクロージャでキャッピングするための高性能の一体型ネジ山を備えた低コストで壁が薄いＩＥアルミニウム容器本体の製造が初めて可能となる。
【０００９】
したがって、本発明の１実施形態では、ＩＥ方法での使用に特に適合された固有の合金を使用して、衝撃押出法においてネジ切りに十分な強さの容器が形成され、前記固有の合金は、種々の材料屑から他の天然の金属と混合される。代替又は追加として、本発明の再利用アルミニウム合金の化学組成を精製するために、限定はしないがマグネシウムなどの合金元素が合金に加えられてもよい。
【００１０】
本発明の１実施形態では、新規な合金が、金属スラグの初期形態で提供され、衝撃押出
法において金属容器を形成するために使用され、金属容器は、ネックにネジ山を切るのに十分な強度である。１実施形態の合金は、新規な再利用合金を形成するために、再利用３１０５又は３１０４アルミニウムと、比較的純粋な１０７０アルミニウムとからなる組成を有する。別の実施形態では、４０％の３１０４合金を使用し、以下の組成：およそ９８．４７％のアルミニウム、およそ０．１５％のＳｉ、およそ０．３１％のＦｅ、およそ０．０９％のＣｕ、およそ０．４１％のＭｎ、およそ０．４９％のＭｇ、およそ０．０５％のＺｎ、およそ０．０２％のＣｒ、及びおよそ０．０１％のＴｉを含む再利用アルミニウム合金が１０７０合金と混合される。さらに別の実施形態では、再利用アルミニウム合金を形成するために、６０％〜８０％の再利用アルミニウムが１０７０合金と混合される。再利用アルミニウムは、およそ０．２６％のＳｉ、およそ０．５３％のＦｅ、およそ０．１６％のＣｕ、およそ０．８４％のＭｎ、およそ０．６％のＭｇ、およそ０．１２％のＺｎ、およそ０．０２％のＣｒ、及びおよそ０．０２％のＴｉを含む。再利用アルミニウム合金は、約９７．７０％のアルミニウム〜約９８．０５％のアルミニウム、約０．１６％のＳｉ〜約０．２４％のＳｉ、約０．３７％のＦｅ〜約０．４８％のＦｅ、約０．０８％のＣｕ〜約０．１５％のＣｕ、約０．４８％のＭｎ〜約０．７１％のＭｎ、約０．３４％のＭｇ〜約０．５２％のＭｇ、約０．０６％のＺｎ〜約０．１２％のＺｎ、約０．０１％のＣｒ〜約０．０４％のＣｒ、及び約０．００％のＴｉ〜約０．０４％のＴｉを含む。
【００１１】
本発明の別の態様は、金属ボトルのネック部分にネジ山を切るのに十分な強度を有する衝撃押出成形金属ボトルを製造する方法を提供することである。この方法は概して、（１）アルミニウム合金でスラグを形成する工程と、（２）金属ボトルを形成するために衝撃押出法においてスラグを好適な形状に変形させる工程と、（３）選択的に開閉され得るねじ込みクロージャを受けるように構成されたネジ山を金属ボトルのネック部分に形成する工程と、からなる。方法は、（４）ホウ化チタンをアルミニウム合金に加える工程と、（５）鋳造装置から形成されたスラブから個々のスラグを形成する工程と、（６）連続アニール処理過程において個々のスラグをアニール処理する工程と、（７）スラグの表面積を増加させるために、ショット・ブラストによってスラグに仕上げ処理を施す工程とをさらに含んでもよい。１実施形態のアルミニウム合金は、比較的純粋なアルミニウム合金と混合された３１０４、３００４、３００３、３１０３、３０１３及び３１０５アルミニウム合金のうちの少なくとも１つの金属屑で構成される。１実施形態では、アルミニウム合金は、およそ６０％のアルミニウム屑合金及びおよそ４０％の１０７０アルミニウム合金から混合され、アルミニウム屑合金は、約０．２０ｗｔ％のＳｉ〜約０．３２ｗｔ％のＳｉ、約０．４７ｗｔ％のＦｅ〜約０．５９ｗｔ％のＦｅ、約０．１０ｗｔ％のＣｕ〜約０．２２ｗｔ％のＣｕ、約０．７８ｗｔ％のＭｎ〜約０．９０ｗｔ％のＭｎ、約０．５４ｗｔ％のＭｇ〜約０．６６ｗｔ％のＭｇ、約０．０６ｗｔ％のＺｎ〜約０．１８ｗｔ％のＺｎ、約０．００ｗｔ％のＣｒ〜約０．０８ｗｔ％のＣｒ、及び約０．００ｗｔ％のＴｉ〜約０．０８ｗｔ％のＴｉを含む。好適な実施形態では、アルミニウム屑合金は、約０．２６％のＳｉ、約０．５３％のＦｅ、約０．１６％のＣｕ、約０．８４％のＭｎ、約０．６０％のＭｇ、約０．１２％のＺｎ、約０．０２％のＣｒ、及び約０．０２％のＴｉを含む。アルミニウム合金は、約９８．１５％のアルミニウム〜約９８．５０％のアルミニウム、約０．１６％のＳｉ〜約０．２０％のＳｉ、約０．３７％のＦｅ〜約０．４１％のＦｅ、約０．０８％のＣｕ〜約０．１２％のＣｕ、約０．４８％のＭｎ〜約０．５４％のＭｎ、約０．３４％のＭｇ〜約０．４０％のＭｇ、約０．０６％のＺｎ〜約０．１０％のＺｎ、約０．０１％のＣｒ〜約０．０４％のＣｒ、及び約０．００％のＴｉ〜約０．０４％のＴｉを含む。１実施形態では、アルミニウム合金は、約９８．３３％のアルミニウム、約０．１８％のＳｉ、約０．３９％のＦｅ、約０．１０％のＣｕ、約０．５１％のＭｎ、約０．３７％のＭｇ、約０．０８％のＺｎ、約０．０２％のＣｒ、及び約０．０２％のＴｉからなる。
【００１２】
１実施形態では、ネジ山は、およそ３．６センチメートル（１．４インチ）〜およそ４
．１センチメートル（１．６インチ）の外径を有する。好適な実施形態では、ネジ山の外径は、およそ３．６６センチメートル（１．４４インチ）〜およそ３．９１センチメートル（１．５４インチ）である。別の実施形態では、ネジ山は、およそ３．６センチメートル（１．２インチ）〜およそ３．６センチメートル（１．４インチ）の外径を有する。好適な実施形態では、ネジ山の外径は、およそ３．１５センチメートル（１．２４インチ）〜およそ３．４０センチメートル（１．３４インチ）である。さらに別の実施形態では、ネジ山は、およそ２．５センチメートル（１．０インチ）〜およそ３．６センチメートル（１．２インチ）の外径を有する。好適な実施形態では、ネジ山の外径は、およそ２．６７センチメートル（１．０５インチ）〜およそ２．９２センチメートル（１．１５インチ）である。さらに別の実施形態では、ネジ山の外径は、およそ２．５センチメートル（１．０インチ）〜およそ４．１センチメートル（１．６インチ）である。１実施形態では、ネジ山は、約０．２５センチメートル（０．１０インチ）〜約０．３８センチメートル（０．１５インチ）のピッチ、すなわち、あるネジ山の頂点から別のネジ山の頂点までの距離を有する。別の実施形態では、ピッチは、およそ０．３１８センチメートル（０．１２５インチ）、すなわち、およそ８つのネジ山／インチである。別の実施形態では、金属ボトルの本体部分は、約０．０２４９センチメートル（０．００９８インチ）〜約０．０３９４センチメートル（０．０１５５インチ）の厚さを有する。より好適な実施形態では、ボトルは、約０．０３４３センチメートル（０．０１３５インチ）〜約０．０３６８センチメートル（０．０１４５インチ）の厚さを有する。さらに別の実施形態では、金属ボトルは、およそ６．６センチメートル（２．６インチ）〜およそ７．２４センチメートル（２．８５インチ）の直径を有する。好適な実施形態では、金属ボトルの直径は、６．７１センチメートル（２．６４インチ）〜６．９９センチメートル（２．７５インチ）であってもよい。１実施形態では、金属ボトルは、およそ１５．７センチメートル（６．２インチ）〜およそ１８．４２センチメートル（７．２５インチ）の高さを有する。別の実施形態では、金属ボトルは、約１５．７センチメートル（６．２インチ）〜約１６．０センチメートル（６．３インチ）の高さを有する。さらに別の実施形態では、金属ボトルの高さは、約１８．０センチメートル（７．１インチ）〜約１８．４２センチメートル（７．２５インチ）である。
【００１３】
本発明の別の態様は、再利用アルミニウム合金で形成された金属ボトルのネック部分に衝撃押出及びネジ切りを行う方法を提供することである。この方法は、以下に限定はしないが、（１）アルミニウム材料屑を提供する工程と、（２）約９８．３３％のアルミニウム、約０．１８％のＳｉ、約０．３９％のＦｅ、約０．１０％のＣｕ、約０．５１％のＭｎ、約０．３７％のＭｇ、約０．０８％のＺｎ、約０．０２％のＣｒ、及び約０．０２％のＴｉからなる再利用アルミニウム合金を形成するために、アルミニウム材料屑を１０７０アルミニウム合金とともに溶融する工程と、（３）再利用アルミニウム合金をスラブに鋳造する工程と、（４）スラブを約０．３０００センチメートル（０．１１８１インチ）〜約１．４０００センチメートル（０．５５１２インチ）の指定の厚さに圧延する工程と、（５）スラブを約１５℃（５９°Ｆ）〜５０℃（１２２°Ｆ）の室温における所定の温度に冷却する工程と、（６）冷却されたスラブからスラグを打ち抜く工程と、（７）ピーク温度が約４５０℃（８４２°Ｆ）〜約５７０℃（１０５８°Ｆ）であるスラグをアニール処理する工程と、（８）押出成形チューブを形成するためにスラグを衝撃押出する工程と、（９）底部ドーム部分を押出成形チューブに形成する工程と、（１０）底部ドーム部分、本体部分、本体部分から上方向に延びるネック部分、及びネック部分の最上部に位置する開口部を有するアルミニウム・ボトルを形成するために、押出成形チューブにネック形成を行う工程と、（１１）ネック部分の最上部の少なくとも１部分をトリミングする工程と、（１２）クロージャに螺合するように構成されたネジ山を金属ボトルのネック部分に形成する工程とを含む。１実施形態では、スラブは、約４時間〜約８時間の間冷却される。別の実施形態では、スラブは、２４時間を超えて冷却される。さらに別の実施形態では、スラブは、１週間を超えて冷却される。
【００１４】
ネジ山をネック部分に形成する工程は、概して、金属ボトルを支持し、かつ金属ボトルを所定の位置に保持するために金属ボトルをチャック内に配置する工程を含む。ネジ山形成デバイスの内核ピースは、金属ボトルのネックの内表面部分に接した金属ボトルの開口部に配置される。ネジ山形成デバイスの外核ピースは、金属ボトルのネックの外表面に接して配置される。圧縮力が、内核ピース及び外核ピースのネジ山形成表面によって金属ボトルのネックに加えられる。内核及び外核ピースのネジ山形成表面は、所定のサイズ及び外形のネジ山を金属ボトルに形成するように事前に定められた凹形及び凸形部分を有する。ネジ山形成デバイスは、内核ピース及び外核ピースが金属ボトルのネックの周囲に沿って移動するように、金属ボトルの軸中心の周りを回転させられる。
【００１５】
方法は、（１３）ネック部分の少なくとも１部分の厚さを増加させるために押出成形チューブを壁しごきする工程であって、ネック領域の少なくとも１部分の厚さが金属ボトルの本体部分の厚さよりも厚く、ネック領域の少なくとも１部分の厚さが約０．０３１８センチメートル（０．０１２５インチ）〜約０．０３９４センチメートル（０．０１５５インチ）である、工程と、（１４）金属ボトルの開口部をＲＯＰＰクロージャで密封する工程とをさらに含んでもよい。ＲＯＰＰクロージャは、概して、頂部部分と、頂部部分から下方向に延びる全体的に円筒体の部分と、円筒体部分の最下部部分に形成される取り外し可能なピルファ・バンドと、下方向に面した開いたアパーチャと、ＲＯＰＰクロージャの内側頂部部分におけるライナとを含む。金属ボトルの開口部を密封するために使用されるＲＯＰＰクロージャの円筒体部分は、最初はネジ山がついていない。金属ボトルを密封する工程は、概して、ＲＯＰＰクロージャを金属ボトルのネック部分におけるネジ山の上に配置する工程と、ＲＯＰＰクロージャを、金属ボトルのネック部分の最上部に形成された密封面に接して下方向にプレスする工程と、ＲＯＰＰクロージャのライナを密封面とＲＯＰＰクロージャの頂部部分の間で圧縮する工程と、ネジ山ローラをＲＯＰＰクロージャの円筒体部分の外表面に対してプレスする工程であって、ネジ山ローラが、圧縮力を円筒体部分に加え、かつＲＯＰＰクロージャの周りで回転して、ネジ山を円筒体部分に形成する工程と、ＲＯＰＰクロージャが金属ボトルから取り外されるとき、ピルファ・バンドが金属ボトルのネック部分から外れるのを防ぐために、ピルファ・ローラをピルファ・バンドの外表面に対してプレスする工程とを含む。
【００１６】
スラグを衝撃押出する工程は、円錐形の形状を有するダイにスラグを配置する工程と、所定の形状を有する鋼パンチでスラグに衝撃を加える工程であって、押出成形チューブがダイから外れるように後方に押出成形される工程とを含んでもよい。１実施形態では、ダイはおよそ９２０ＨＶ〜およそ１０８０ＨＶのビッカース硬度（ＨＶ）有する。より好適な実施形態では、ダイはおよそ９７０ＨＶ〜およそ１０３０ＨＶの硬度を有する。さらにより好適な実施形態では、ダイはおよそ９９０ＨＶ〜およそ１０１０ＨＶの硬度を有する。１実施形態では、パンチはおよそ６００ＨＶ〜およそ７６０ＨＶの硬度を有する。より好適な実施形態では、パンチはおよそ６４０ＨＶ〜およそ７２０ＨＶの硬度を有する。さらにより好適な実施形態では、パンチはおよそ６７０ＨＶ〜およそ６９０ＨＶの硬度を有する。１実施形態では、スラグは、およそ４．０９センチメートル（１．６１インチ）〜およそ４．８５センチメートル（１．９１インチ）の直径を有する。より好適な実施形態では、スラグは、およそ４．３４センチメートル（１．７１インチ）〜およそ４．６０センチメートル（１．８１インチ）の直径を有する。さらにより好適な実施形態では、スラグは、およそ４．４５センチメートル（１．７５インチ）〜およそ４．４８６センチメートル（１．７６６インチ）の直径を有する。１実施形態では、スラグは、約０．４３センチメートル（０．１７インチ）〜約０．６９センチメートル（０．２７インチ）の高さを有する。別の実施形態では、スラグは、約０．５１センチメートル（０．２０インチ）〜約０．５９７センチメートル（０．２３５インチ）の高さを有する。さらにより好適な実施形態では、スラグは、約０．５４９センチメートル（０．２１６インチ）〜約０．５５
１センチメートル（０．２１７インチ）の高さを有する。１実施形態では、スラグは、およそ１９．５６グラム（０．６９オンス）〜およそ２４．８０１グラム（０．８７５オンス）の質量を有する。より好適な実施形態では、スラグは、およそ１９．８グラム（０．７オンス）〜およそ２４．５２２グラム（０．８６５オンス）の質量を有する。さらにより好適な実施形態では、スラグは、約２０．９７９グラム（０．７４０オンス）〜約２３．３８８グラム（０．８２５オンス）の質量を有する。
【００１７】
別の実施形態では、アルミニウム合金は、約９７．７０ｗｔ％のアルミニウム〜約９８．０５ｗｔ％のアルミニウム；約０．２０ｗｔ％のＳｉ〜約０．２４ｗｔ％のＳｉ；約０．４４ｗｔ％のＦｅ〜約０．４８ｗｔ％のＦｅ；約０．１１ｗｔ％のＣｕ〜約０．１５ｗｔ％のＣｕ；約０．６５ｗｔ％のＭｎ〜約０．７１ｗｔ％のＭｎ；約０．４６ｗｔ％のＭｇ〜約０．５２ｗｔ％のＭｇ；約０．０８ｗｔ％のＺｎ〜約０．１２ｗｔ％のＺｎ；約０．０１ｗｔ％のＣｒ〜約０．０４ｗｔ％のＣｒ；及び約０．００ｗｔ％のＴｉ〜約０．０４ｗｔ％のＴｉを含む。
【００１８】
ネジ山はネジ山形成デバイスによって形成され、ネジ山形成デバイスは、金属ボトルを所定の位置に保持するためのチャックと、金属ボトルのネック部分の内表面に力を加えるように動作可能な第１のネジ山形成表面をもつ内核ピースと、金属ボトルのネック部分の外表面に力を加えるように動作可能な第２のネジ山形成表面をもつ外核ピースと、からなり、ネジ山形成デバイスは、金属ボトルの軸中心の周りを回転するように動作可能である。
【００１９】
本発明のさらに別の態様は、概して、底部ドーム部分と、底部ドーム部分から上に延びる本体部分と、本体部分から上方向に延在するネック部分と、ネック部分に外表面に形成されたネジ山と、ネック部分の最上部に配置された開口部とを含む、ねじ込みネックを備えた金属ボトルである。密封面が金属ボトルの最上部に形成され、ピルファ・バンド・スカートが金属ボトルのネック部分に形成される。
【００２０】
金属ボトルは、約９７．７０ｗｔ％のアルミニウム〜約９８．５０ｗｔ％のアルミニウム、約０．１６ｗｔ％のＳｉ〜約０．２４ｗｔ％のＳｉ、約０．３７ｗｔ％のＦｅ〜約０．４８ｗｔ％のＦｅ、約０．０８ｗｔ％のＣｕ〜約０．１５ｗｔ％のＣｕ、約０．４８ｗｔ％のＭｎ〜約０．７１ｗｔ％のＭｎ、約０．３４ｗｔ％のＭｇ〜約０．５２ｗｔ％のＭｇ、約０．０６ｗｔ％のＺｎ〜約０．１２ｗｔ％のＺｎ、約０．０１ｗｔ％のＣｒ〜約０．０４ｗｔ％のＣｒ、及び約０．００ｗｔ％のＴｉ〜約０．０４ｗｔ％のＴｉからなる再利用アルミニウム合金から構成される。金属ボトルのねじ込みネックは、ＲＯＰＰクロージャを受けるように構成された所定の外形を有し、ネジ山は、約３．８センチメートル（１．５インチ）の内径を有するＲＯＰＰクロージャを受けるように構成されている。別の実施形態では、ネジ山は、約３．３センチメートル（１．３インチ）の内径を有するＲＯＰＰクロージャを受けるように構成されている。さらに別の実施形態では、ネジ山は、約２．８センチメートル（１．１インチ）の内径を有するＲＯＰＰクロージャを受けるように構成されている。１実施形態では、ネジ山は、約０．２５センチメートル（０．１０インチ）〜約０．３８センチメートル（０．１５インチ）のピッチを有する。別の実施形態では、ネジ山のピッチは、およそ０．３１８センチメートル（０．１２５インチ）、すなわちおよそ８つのネジ山／インチである。
【００２１】
１実施形態では、金属ボトルは、およそ６．４４４センチメートル（２．５３７インチ）〜およそ７．２０９センチメートル（２．８３８インチ）の直径をもつ本体を有する。より好適な実施形態では、金属の本体は、およそ６．８１センチメートル（２．６８インチ）〜およそ６．８４５センチメートル（２．６９５インチ）の直径を有する。１実施形態では、金属ボトルは、およそ１５．２センチメートル（６．０インチ）〜およそ１８．
８センチメートル（７．４インチ）の高さを有する。別の実施形態では、金属ボトルは、およそ１５．６８５センチメートル（６．１７５インチ）〜およそ１６．０６６センチメートル（６．３２５インチ）の高さを有する。好適な実施形態では、金属ボトルは、およそ１５．７センチメートル（６．２インチ）〜およそ１６．０センチメートル（６．３インチ）の高さを有する。さらに別の実施形態では、金属ボトルは、およそ１８．０６４センチメートル（７．１１２インチ）〜およそ１８．４４８センチメートル（７．２６３インチ）の高さを有する。好適な実施形態では、金属ボトルは、及びおよそ１８．１９１センチメートル（７．１６２インチ）〜およそ１８．３２１センチメートル（７．２１３インチ）の高さを有する。
【００２２】
表、特許請求の範囲、及び以下の詳細な説明に示すように、種々の組成のアルミニウム合金が本明細書において記載され、企図されている。満足する結果を実現するために、合金ごとに、各成分、すなわち、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕなどの量をおよそ１５％変動させてもよい。１実施形態では、Ｓｉ、Ｆｅ、及びＣｕのうちの少なくとも１つがアルミニウム合金に加えられる。別の実施形態では、Ｓｉ、Ｆｅ、及びＣｕのうちの１つのみがアルミニウム合金に加えられる。さらに別の実施形態では、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕのいずれもアルミニウム合金に加えられない。さらに別の実施形態では、他の元素がアルミニウム合金に加えられてもよい。１実施形態では、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、及びＴｉの１つ又は複数が合金アルミニウムに加えられる。さらに別の実施形態では、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、及びＴｉのうちの１つのみがアルミニウム合金に加えられる。さらに、当業者には理解されるように、本明細書に記載され、衝撃押出法において使用される新規な合金組成が、再利用される成分及び合金とともに完全又は部分的に含まれるのは、必須ではない。むしろ、合金は、以前の製品又は工程では使用又は実施されていなかったストックの材料から取得及び混合されてもよい。
【００２３】
本発明の種々の実施形態では、再利用含有物を含むねじ込みネックを備える軽量の容器が提供される。以下の利点、すなわち、強度対重量比、破壊圧力、変形圧力、くぼみ抵抗、ひっかき抵抗又は耐かじり性、ならびに／又は重量及び金属含量の減少のうちの少なくとも１つが実現されてもよい。他の利点も企図されている。さらに、本発明の各態様及び特徴は、バック・アニール処理に対する耐性の増加した容器を実現し、それによって、硬化温度のより高いライナ材料が可能になる。さまざまな実施形態では、バック・アニール処理の耐性が高まったＩＥ容器を製造するための合金が企図されており、これにより、容器性能が向上し、より高い硬化温度が必要なコーティングが使用されるようになる。そのような容器を製造するための容器設計及び工具設計も企図されている。
【００２４】
本発明の種々の実施形態では、ネックにネジ山を切るのに十分な強度をもち、再利用材料を含むアルミニウム・スラグ及び相当するＩＥ容器が提供される。再利用含有物は産業後又は消費後の含有物であってもよく、その使用によって、製品及び工程効率が全体的に向上する。カップ作成工程で出る残滓など、知られている屑のかなりの部分は、現在使用されているベース１０７０合金よりも高い濃度の合金元素を含む。これらの合金元素は、種々のコスト及び環境上の利点をもたらし、アルミニウムの冶金学的特徴を修正する。たとえば、これらの要素を含むことで、凝固温度範囲が広くなる。したがって、鋳造の問題が存在する。降伏強さが増加し、延性が減少すると、たとえば、ストリップの圧延に関して問題が生じる。リサイクル性特徴は変化することが知られており、これによって、限定はしないが、圧延温度、圧下量、アニール処理温度、アニール処理工程、及び／又はアニール処理時間などの加工熱処理の変更を考えることが必要になる。最高点の引張り強さ及び降伏強さが増加するとスラグを打ち抜くとき、負荷のトン数が増加する。
【００２５】
さらに、本発明のスラグの表面粗度及び潤滑度は、修正された冶金学的特徴のため、極めて重要である。押出成形プレスにかかる負荷のトン数は、本発明のスラグとの関連で通
常は多くなる。種々の実施形態では、本発明の材料強度増加によって、著しく低い容器重量及び／又は壁厚で、標準的な容器性能仕様の実現が可能になる。
【００２６】
本発明の別の態様では、ネック形成器具（ｎｅｃｋｅｒ）、ネジ切りツール、刃物、及び他のデバイスなどの特定のツールが、新規な合金とともに使用するために企図されており、これらは、衝撃押出法と併せて使用し、ネジ山をＩＥ容器に形成するためのものである。新規な合金組成の使用に関連するさらなる新規な製造技術もまた本発明では企図されている。
【００２７】
これら及びその他の利点は、本明細書に含まれる本発明の本開示から明らかとなる。上記の実施形態、目的、及び構成は完全でもなければ、網羅的でもない。理解されるように、本発明の他の実施形態は、上記の、又は以下で詳細に説明する特徴のうちの１つ又は複数を、単独又は組み合わせで使用することが可能である。さらに、発明の概要は、本発明の範囲すべてを表したものとは意図されておらず、そのように解釈されるべきではない。本発明は、さまざまな程度の詳細で、発明の概要だけでなく添付の図面及び本発明の詳細な説明に記載されており、本発明の範囲についての限定は、要素、構成要素などを本発明の概要に含むこと、又は含まないことのいずれについても意図されていない。本発明のさらに別の態様は、特に図面と併せたときに、詳細な説明からより簡単に明らかとなろう。
【００２８】
本明細書において「容器」、「金属容器」、「金属ボトル」、「アルミニウム・ボトル」、及び／又は「ボトル」と総称的に呼んでいるが、本発明の工程及び合金組成は、任意のサイズ又は形状のさまざまな容器又は他の製造物品を形成するために使用され得ることを認識されたい。したがって、用語「金属ボトル」は、任意の種類の容器を含むことが意図されている。
【００２９】
さらに、本明細書における「キャップ」、「クロージャ」、「ねじ込みクロージャ」、「ロール・オン・ピルファ・プルーフ（Ｒｏｌｌ  ｏｎ  Ｐｉｌｆｅｒ  Ｐｒｏｏｆ）クロージャ」、及び「ＲＯＰＰクロージャ」への言及は、必ずしも本発明を特定の種類のクロージャ又は特定のネジ山設計に限定するものと解釈されるべきではない。現在の工程は、任意のサイズ、ネジ山設計、又はネジ山外形のＲＯＰＰクロージャ、王冠、及びひねって開けるキャップを含むさまざまなクロージャに適したネジ山のついた金属容器を形成するために使用され得ることを認識されたい。本発明はまた、金属容器の開口部に挿入されるクロージャの外表面に形成されたネジ山を有するクロージャで密封されるように設計された内部ネジ山を有する金属容器を形成するために使用されてもよい。また、クロージャは、金属、プラスチック、ゴム、木、コルク、ガラス、又はその任意の組み合わせを含む、当技術分野において知られている任意の適切な材料で形成されてもよい。
【００３０】
本明細書で使用される「少なくとも１つ」、「１つ又は複数」、及び「及び／又は」という語句は、運用上、接続的でも離接的でもあるオープンエンドの表現である。たとえば、「Ａ、Ｂ及びＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの１つ又は複数」、「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの１つ又は複数」、及び「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」という表現のそれぞれは、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、又はＡとＢとＣのすべてを意味する。
【００３１】
別段の記載がない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される量、寸法、条件などを表すすべての数字は、すべての例において用語「約」によって修飾されるものと理解されるべきである。
【００３２】
本明細書で使用される用語「ある（ａ）」又は「１（ａｎ）の」実体は、その実体の１つ又は複数を指す。したがって、用語「ある」（又は「１の」）と、「１つ又は複数の」
、及び「少なくとも１つの」は、本明細書において互換可能に使用され得る。
【００３３】
本明細書において「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、又は「有する（ｈａｖｉｎｇ）」及びその変形の使用は、その後に列挙した項目及びその均等物ならびにさらに別の項目を含むことを意味する。したがって、「含む」、「備える」、又は「有する」という用語及びその変形は、本明細書において互換可能に使用され得る。
【００３４】
本明細書で使用される用語「手段」は、米国特許法第１１２条（ｆ）に従って、その最も広い可能な解釈が与えられるものとすることを理解されたい。したがって、用語「手段」を取り入れた請求項は、本明細書に記載するすべての構造、材料、又は行為、及びそのすべての均等物を含むものとする。さらに、構造、材料、又は行為及びその均等物は、発明の概要、図面の簡単な説明、詳細な説明、要約、及び特許請求の範囲に記載されたすべてのものを含むものとする。
【００３５】
本明細書に組み入れられ、その一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を示し、上で述べた発明の概要及び以下に示す図面の詳細な説明と併せて、これらの実施形態の原理を説明する働きをする。当業者は、以下の説明が、多くの異なる代替実施形態を提供するためにさまざまな方法で適用され得る、本発明の原理の例示にすぎないものであることを認識する。ある例では、詳細のうち、本開示の理解に必須ではないもの、又は他の詳細の理解を困難にするものは省略した場合がある。当然ながら、本発明は、本明細書に示した特定の実施形態には必ずしも限定されないことが理解されるべきである。さらに、図面は必ずしも原寸に比例したものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】再利用アルミニウム材料から合金スラグを製造する方法を示す図。
【図２】再利用アルミニウム材料と一緒に使用するための衝撃押出成形方法を示し、図１に示す工程の続きである図。
【図３】連続アニール処理工程を示す図。
【図４Ａ】本発明の１実施形態による金属ボトルにネジ山を形成するために使用される方法及び関連するツールを示す図。
【図４Ｂ】本発明の１実施形態による金属ボトルにネジ山を形成するために使用される方法及び関連するツールを示す図。
【図５Ａ】本発明の１実施形態の金属ボトルのねじ込みネックの分解正面図。
【図５Ｂ】本発明のある実施形態による衝撃押出成形によって製造される金属ボトルのねじ込みネック設計の分解斜視図。
【図６Ａ】本発明の１実施形態によるクロージャで金属ボトルを密封する方法を示す図。
【図６Ｂ】本発明の１実施形態によるクロージャで金属ボトルを密封する方法を示す図。
【図７】本発明の１実施形態によるＲＯＰＰクロージャにネジ山を形成するために使用される方法及び関連するツールを示す図。
【図８】本発明の種々の実施形態による密封された金属ボトルの正面図。
【図９】合金組成及び材料１と材料２の比較を示す図。
【図１０】本発明の種々の実施形態で使用されるパンチ・ヘッド及びプレス型を示す図。
【図１１】材料１及び材料２で作られる容器の変形圧力抵抗を示す図。
【図１２】材料１及び材料２についての破壊圧力抵抗を示す図。
【図１３】サンプル材料１及びサンプル材料２の容器質量を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明は、広範な活動にわたって大きな利点をもつ。本明細書及び添付の特許請求の範囲は、開示される具体的な例を指す要件によって課される限定表現のようなものはあるが、開示される本発明の範囲及び趣旨と一致する幅が与えられることが出願人の意図である。本発明と最も密接に関連する分野の当業者に知らせるために、本発明を実施するために現在企図される最良の形態を示す好適な実施形態が、本明細書の一部をなす付属の図面によって、またそれを参照しながら本明細書に記載されている。例示的な実施形態は、本発明が実現できるであろう種々の形態及び修正形態のすべての説明を試みることなく詳細に記載される。したがって、本明細書に記載の実施形態は例示であり、また当業者には明らかとなるように、本発明の範囲及び趣旨において数多くの方法で修正が可能である。
【００３８】
以下の文章は数多くの異なる実施形態の詳細な説明を述べているが、説明の法的範囲は、本開示の最後に記載される特許請求の範囲の文言によって規定されることを理解されたい。詳細な説明は、例示的にすぎないものとして解釈されるべきであり、可能性のあるすべての実施形態は記載してはいない。これは、可能性のある実施形態をすべて記載するのは、不可能ではなくとも現実的でないと思われるためである。数多くの代替実施形態が、現在の技術又は、特許請求の範囲に含まれるであろう本特許の出願日以降に開発される技術のいずれかを使用して実施され得る。本特許の最後にある特許請求の範囲に記載される任意の用語は、本特許において単一の意味と一貫した形で指される場合、それは読み手を困惑させないように分かりやすくするためだけのことであり、そのような請求項の用語が、含意又はその他の形で単一の意味に限定されることは意図されていない。
【００３９】
記載の表及び文章中に示してあるように、種々のアルミニウム合金が１０７０又は３１０４などの数値表示によって識別される。当業者に理解されるように、アルミニウムは、その主要な対応する合金元素によって、典型的には４桁数字の構成で示される。これらの４つの数字のうち、最初の数字は、銅は２ＸＸＸ、マンガンは３ＸＸＸ、ケイ素は４ＸＸＸなどのように、主要な合金元素が共通するアルミニウム合金の群に対応する。したがって、種々のアルミニウム合金を指す任意の表現は、アルミニウム及び容器製造産業全体の中で使用される呼称と一貫している。
【００４０】
次に以下の表及び図を参照すると、ネックにネジ山を切るのに十分な強度をもつ部分の成形金属ボトルを製造するために、衝撃押出法において使用される金属性スラグ用に新規な再利用アルミニウム合金が提供される。当然ながら、本発明は、図面に示す特定の実施形態に限定されないことが理解されるべきである。
【００４１】
容器及び他の物品を衝撃押出成形から作るために使用されるスラグの製造に用いられる方法、装置、及び合金組成は、全体を本明細書に援用する米国仮特許出願第６１／５３５，８０７号及び米国特許出願第１３／６１７，１１９号に開示されている。
【００４２】
以下に示すチャート及び例の多くでは、後に数字が続く用語「再利用アルミニウム合金」（「ＲＡ」と略すことがある）は、本発明の特定の合金を識別するために使用され得る。したがって、用語「再利用アルミニウム合金」又は「ＲＥ」は、単に、再利用アルミニウムを含む金属の識別子である。場合により、当技術分野で一般に知られている３１０４アルミニウム合金は、別の材料、典型的には１０７０アルミニウム合金とともに再利用される。用語「再利用アルミニウム」の後に使用される数字及びパーセンテージは、衝撃押出法で使用される新たな合金を形成するために１０７０アルミニウム合金と組み合わされたその３１０４再利用合金のパーセンテージを特定する。たとえば、再利用アルミニウム合金３１０４  ３０％又はＲＡ３１０４−３０は、３０％の３１０４合金が、チャートに示したＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕなどの冶金学的組成を有する新たな合金を形成するために、７０％の比較的純粋な１０７０アルミニウム合金と組み合わされたことを特定する。他のチャ
ートは、番号「３１０５」及び、２０％又は４０％などの、所与の合金に与えたその合金のパーセンテージを指す。３１０４合金と同様に、用語「３１０５」は、当業者によってよく知られているアルミニウム合金であり、２０％又は４０％は、エアロゾル缶などの容器を製造するための金属スラグ及び衝撃押出法において使用される新たな合金を形成するために、比較的純粋な１０７０アルミニウム合金と混合されるその合金の量を反映している。以下のチャートには示していないが、新たな合金を作成するために、工程において３００４材料屑又は非屑の３００４アルミニウム・インゴットを使用することも可能である。以下の表１は、本明細書で検討する合金の種々の組成のうちの１つの例を特定する。表に示したすべての値は近似値である。
【００４３】
【表１】
2016524536.tif 000003
表２は再利用スラグ材料の組成を示し、純粋なアルミニウムはアルミニウム合金１０７０であり、再利用材料屑は異なるパーセンテージの３１０４である。表に示したすべての値は近似値である。
【００４４】
【表２】
2016524536.tif 000004
表３は再利用スラグ材料の組成を示し、純粋なアルミニウムはアルミニウム合金１０７０であり、再利用材料屑は異なるパーセンテージの合金３１０５である。表に示したすべての値は近似値である。
【００４５】
【表３】
2016524536.tif 000005
表４は再利用スラグ材料の組成を示し、純粋なアルミニウムはアルミニウム合金１０７０であり、再利用材料屑は異なるパーセンテージの合金３００４である。表に示したすべての値は近似値である。
【００４６】
【表４】
2016524536.tif 000006
表５は再利用スラグ材料の組成を示し、アルミニウム合金１０７０は、示した組成の再利用アルミニウム材料と組み合わされている。再利用アルミニウム材料は、種々のアルミニウム材料屑から形成された合金を表す。表に示したすべての値は近似値である。
【００４７】
【表５】
2016524536.tif 000007
図１は、再利用アルミニウムから合金を作製する方法１００を示す。方法１００の全体の順序を図１に示してあるが、方法１００の工程はこれより多くても少なくてもよく、工程の順序は図１に示す方法１００とは異なるように配列することができる。再利用アルミニウムはスラグを作るために加工され、このスラグは衝撃押出法において使用され得る。スラグの形成後、スラグは、以下でより詳細に検討する図２に示したように金属ボトルを製造するために加工される。
【００４８】
本発明の１態様は、再利用アルミニウム材料を作製する方法である。再利用アルミニウム・スラグ材料は、再利用アルミニウム屑と純粋なアルミニウムを含んでいてもよく、これらは、併せて溶融及び鋳造されて、新規な再利用アルミニウム・スラグを形成する。適切な再利用アルミニウム材料は、多くの３ＸＸＸ合金、特に３００５、３１０４、３１０５、３１０３、３０１３、及び３００３合金を含み得る。より少量では、標的化学構造を実現するために他の合金が使用されてもよい。合金３１０４の屑は、一般に飲料缶工場から供給される。合金３００５は、一般に自動車産業界から供給される。純粋なアルミニウムは、アルミニウム合金１０７０又は１０５０を含んでいてもよい。多様なアルミニウム屑供給源が、本発明の再利用アルミニウム合金の合金元素の供給源として使用され得る。１０５０又は１０７０などの純粋なアルミニウム合金は、再利用アルミニウム合金の標的化学組成を実現するために元素を追加して使用されてもよい。
溶融
溶融した純粋なアルミニウム１０２との混合を容易にするために、再利用アルミニウム屑を含んだレンガ屑を溶融する。再利用アルミニウム屑は、アルミニウム合金３００５、３１０４、３１０５、３００３、３０１３、又は３１０３を含んでいてもよい。炉の炎が再利用アルミニウムに直接的に接したとき、表面アルミニウムのうち少量が酸化する。圧縮されたレンガ屑など、表面積が大きい場合、酸化される材料の量及び溶融損失は、レンガ屑が小さな表面積を有する場合よりも多い。したがって、間接的方法を使用して材料を加熱する溶融炉は、直接的な炎の影響を利用するものよりも好適である。
【００４９】
具体的には、溶融はいくつかの種類の炉で生じ得る。たとえば、従来の衝撃押出成形スラグを生成するのに典型的な反射（ｒｅｖｅｒｂａｔｏｒｙ）炉１１２が使用され得る。アルミニウムは、直接的な炎の影響を受ける。薄いアルミニウムの圧縮レンガを溶融するとき、溶融損失は大きくなると思われる。したがって、反射炉１１２は、溶融損失が大きいため、再利用アルミニウム合金スラグを生成するには好適な方法ではない。
【００５０】
一般に、間接的方法を使用して材料を加熱する炉が好適である。間接的方法を使用して
材料を加熱する炉には、限定はされないが、側壁炉１１０及び回転炉１０４が含まれる。したがって、側壁炉１１０が炉として使用できる。側壁炉はアルミニウムを含み、ガス・バーナが熱を溶融金属に伝達する。次いで溶融金属は、屑を溶融するために使用される。側壁炉はまた、側壁を介して溶融浴を循環させる羽根車を有する。アルミニウム屑は、直接的な炎の影響があり得る側壁炉の部分に移動する前に材料が大きく溶融するような速度で、側壁に供給される。側壁炉１１０の使用は、再利用アルミニウム合金を生成するために金属屑を溶融する好適な方法である。
【００５１】
あるいは、回転炉１０４が使用できる。回転炉１０４はコンクリート・ミキサに類似している。アルミニウム屑は、回転シリンダの１つの角で掻き回される。炎はこの領域から離れる方向に向けられ、耐火性の内張りを加熱する。熱い内張りが回転し、アルミニウムに接触し、エネルギをアルミニウムに伝達する。回転炉１０４は、再利用アルミニウム合金を生成するために屑を溶融する好適な方法である。回転炉１０４又は側壁炉１１０が使用される場合、回転炉１０４又は側壁炉１１０から出る屑は、スラグ生成とは別の操作で、溶融及び鋳造されてインゴット、鋳塊又はなまこ１０６になり得る。これらのインゴット、鋳塊又はなまこは、表面積が比較的小さいため、最小限の溶融損失で第２の反射（ｒｅｖｅｒｂａｔｏｒｙ）炉１０８において溶融させることができる。溶融工程中、溶融損失の増加が生じる場合、ドロスを浴から除去しなければならない。
【００５２】
１実施形態では、キャスタの直前に、通常はアルミニウムをホウ化チタン分散物とともに連続的に供給することによって、ホウ化チタン（ＴｉＢｏｒ）１１４をアルミニウム合金の溶融混合物に加える。あるいは、ＴｉＢｏｒは、炉内にある間にアルミニウム屑合金に追加してもよいと思われる。ＴｉＢｏｒは、加工中に再利用アルミニウム合金の粒構造を精錬することができる。ＴｉＢｏｒ濃度は約０．４５４ｋｇ（１ｌｂ）／トン〜約１．２ｋｇ（２．６ｌｂ）／トンである。いくつかの実施形態では、ＴｉＢｏｒ濃度は約０．６ｋｇ／メートル・トンである。
鋳造
溶融工程の後、溶融した合金は鋳造される。鋳造工程では、溶融した合金は、いくつかの鋳造技術のうちの１つを用いて、任意の適切な寸法の連続したスラブに固化される。本発明のいくつかの実施形態では、鋳造スラブは、幅が約２０．３センチメートル（８インチ）〜約３５．６センチメートル（１４インチ）、厚さが約１．９１センチメートル（０．７５インチ）〜約３．８センチメートル（１．５インチ）である。鋳造速度は、約０．５５〜約０．８８トン／時間／幅インチの範囲とすべきである。いくつかの実施形態では、鋳造速度は、約０．６８トン／時間／幅インチであってもよい。
【００５３】
さまざまな鋳造方法が、ヘイズレット（Ｈａｚｅｌｅｔｔ）キャスタ１１６、ホイール・ベルト・キャスタ１１８、ツイン・ロール・キャスタ１２０及び／又はブロック・キャスタ１２２から使用及び選択されてもよい。ホイール・ベルト・キャスタ１１８が使用されるとき、溶融アルミニウムは、凝固中、フランジ付きホイールと厚い金属ベルトの間に保持される。ベルトは約１８０°でホイールの周りを覆う。ホイールとベルトは両方とも、除去熱量を最適化及び制御するために、背面の水で冷却される。このホイール・ベルト・キャスタ工程は、一般に、１０７０,１０５０スラグを作るために使用される。ただし
、厚い鋼鉄ベルトは柔軟性がなく、凝固によって収縮しつつあるスラブをそらすこと、またその接触を維持することができない。より純粋な合金１０５０，１０７０よりも広い温度範囲において凝固するので、再利用アルミニウム合金によってその影響は大きくなる。
【００５４】
あるいは、ヘイズレット（Ｈａｚｅｌｅｔｔ）キャスタ１１６が使用されてもよい。ヘイズレット（Ｈａｚｅｌｅｔｔ）キャスタ１１６が使用されるとき、溶融アルミニウムは、凝固中、２つの平行な可撓性鋼鉄ベルトの間に保持される。鋼鉄ダム・ブロックが鎖で取り付けられ、型の側面をなしている。平行ベルトはわずかに下方向に傾いて、重力によ
って溶融アルミニウムがシステムの中に供給されることを可能にしている。除去熱量を最適化及び制御するために、高圧水が両ベルトの背面に噴射される。この高圧水はまた、凝固し、収縮しているスラブに接した状態を保つようにベルトをそらせる。このベルトのそりによって、ヘイズレット（Ｈａｚｅｌｅｔｔ）キャスタ１１６は広範なアルミニウム（などの）合金を生成できるようになる。ヘイズレット（Ｈａｚｅｌｅｔｔ）キャスタ工程は、一般に、構造的なアルミニウム・ストリップを生成するために使用され、衝撃押出成形スラグを生成するために使用され得る。
【００５５】
あるいは、ツイン・ロール・キャスタ１２０が使用されてもよい。ツイン・ロール・キャスタ１２０が使用されるとき、溶融アルミニウムは、凝固中、２つの互いに逆回転する水冷ロールの間に保持される。この工程は、極めて小さな凝固ゾーンをもたらすため、比較的薄い「スラブ」に限定される。この厚さでは、おそらく、スラブよりもストリップという用語の方が正確である。この工程は、一般に、アルミニウム箔の製造に使用される。
【００５６】
あるいは、ブロック・キャスタ１２２が使用されてもよい。ブロック・キャスタ１２２が使用されるとき、溶融アルミニウムは、凝固中、型の側面をなす、鎖で取り付けられた一連の鋼鉄ブロックの間に保持される。ブロックは、除去熱量を最適化及び制御するために、水冷される。
【００５７】
スラブに接するキャスタ部品に潤滑化用の粉末が塗布されてもよい。具体的には、グラファイト又はシリカ粉末が必要に応じて塗布されてもよい。温度制御は、鋳造工程の間及びその後に重要である。鋳造中、用いられる鋳造工程にかかわらず、スラブの冷却速度及び温度特性は、凝固中、慎重に制御されなければならない。ホイール・ベルト・キャスタ１１８は、これを実現するために冷却水の流速度を減少させる。ヘイズレット（Ｈａｚｅｌｅｔｔ）キャスタ１１６が使用される場合、温度を厳密に修正するためにスラブの上に全体制御のための水流及び気流が使用されてもよい。周囲条件、特に気流は、キャスタの近くで制御されなければならない。この気流制御は、スラブの温度を修正するために気流が使用されるとき、特に重要である。
【００５８】
キャスタの出口でスラブの温度も慎重に制御されなければならない。キャスタを通るスラブの出口温度は、約５２０℃（９６８°Ｆ）を超えていなければならないが、キャスタを出るスラブのいずれの部分の最高温度も約５８２℃（１０８０°Ｆ）未満でなければならない。
圧延
鋳造の後、スラブの厚さは、約２．７９センチメートル（１．１０）〜３．５１センチメートル（１．３８インチ）から、約０．３００センチメートル（０．１１８インチ）〜約１．４００センチメートル（０．５５１インチ）の指定の厚さに、ホット・ミル１２４／１２６及びコールド・ミル１３０／１３２によって減少させられる。ホット・ミル１２４／１２６及びコールド・ミル１３０／１３２で行われる相対的厚さ減少は、仕上がり品の冶金学的粒構造に著しく影響を及ぼす。ホット・ミル出口におけるスラブの厚さは変動し得る。いくつかの実施形態では、ホット・ミル処理１２４／１２６の後のスラブの厚さは約０．５９９センチメートル（０．２３６インチ）〜約１．８０１センチメートル（０．７０９インチ）である。指定の厚さに達するために、スラブは、依然として約４５０℃（８４２°Ｆ）〜約５５０℃（１，０２２°Ｆ）の高い温度のまま、入っていくときの厚さより狭い間隙を有する２つの逆回転ロールの間を通る。回転ミルは２つの一般に使用される構成を有する。最も一般的なものは、スラブ／ストリップに接する２つのみの逆回転ロールを含む２段圧延機である。所望の厚さを得るために２つの回転ミルが使用される。ただし、１、３、などの異なる数の回転ミルが使用されてもよい。場合により、改良された設計は、作業ロールである２つの逆回転ロールが、より大きなロールによって後援される４段圧延機である。場合により、さらに別のホット・ミル１２６が使用されてもよい。
あるいは、指定の厚さを実現するために、複数のホット・ミルが使用されてもよく、スラブはホット・ミル１２４／１２６に再循環されてもよい。
【００５９】
熱間圧延１２４／１２６の間、合金材料は動的に再結晶及び／又は回復し得る。この再結晶及び／又は回復は、スラブ／ストリップ内の熱によって可能になる自己アニール処理過程である。動的な再結晶及び／又は回復が生じ得る温度は合金含量とともに変動するため、１０５０／１０７０と再利用アルミニウム合金では異なり得る。ほとんどの例では、動的な再結晶及び／又は回復の温度は、再利用アルミニウム合金材料では約３５０℃（６６２°Ｆ）〜約５５０℃（１，０２２°Ｆ）である。
【００６０】
ホット・ミル１２４／１２６の後、熱間圧延されたストリップは冷却水槽１２８に入れられる。冷却水槽１２８は、ストリップの温度を周囲温度近くまで下げる水を含む。冷却後、ストリップはコールド・ミル１３０／１３２にかけられる。ストリップは室温であってもよく、入っていくときの厚さより狭い間隙を有する２つの逆回転ロールの間を通る。所望の厚さを得るために、通常は２つの回転ミルが使用され得る。ただし、１、３、などの異なる数の回転ミルが使用されてもよい。室温では、冷間圧延されたストリップは再結晶しない。この冷間加工によって、材料の降伏強さは増加し、延性は減少する。コールド・ミル１３０／１３２は、２段構成及び４段構成を有することができる。４段構成は、厚さ制御がより良好であり得るため、最終的な厚さが作られるとき、冷間圧延において非常に好適である。場合により、さらに別のコールド・ミル１３２が使用されてもよい。あるいは、指定の厚さを実現するために、複数のコールド・ミルが使用されてもよく、スラブはコールド・ミル１３０／１３２に再循環されてもよい。
【００６１】
ホット・ミル１２４／１２６及びコールド・ミル１３０／１３２の間に行われる厚さ減少の相対的な量は、アニール処理中の回復及び再結晶動態に大きく影響する。最適な比率は、合金含量、回転ミル能力及び最終ストリップ厚とともに変動する。
【００６２】
ストリップにおける内部の摩擦によって、コールド・ミル処理１３０／１３２の間、温度は上昇して、ストリップを温める。したがって、ストリップは、コールド・ミル処理１３０／１３２の後、約１５℃（５９°Ｆ）〜約５０℃（１２２°Ｆ）、好適には約２５℃（７７°Ｆ）において、約４時間〜約８時間の間、周囲温度冷却１３４にかけられてもよい。あるいは、冷却されたストリップは、室温に戻すために典型的には保存される。
【００６３】
冷却されたストリップは打ち抜かれる（１３６）。冷却されたストリップはほどかれ、プレスに取り付けられたダイ・セットに供給される。ダイ・セットは、円形のスラグをストリップから切り出すが、三角形、楕円形、円、正方形、菱形、長方形、五角形などの任意の形状のスラグが、ダイの形状及び／又は所望の最終生成物に応じて使用できることが理解される。打ち抜くためのツールは、ばりを調整するために修正されてもよい。一例として、ツールは、ダイ・ボタンの斜角面が約０．０９９センチメートル（０．０３９インチ）の約２５°〜約０．１２７センチメートル（０．０５０インチ）の２９°となるように修正されてもよい。
アニール処理
場合により、打ち抜かれたスラグは、粒を再結晶するため、また理想的には、均一な等軸粒構造を形成するために加熱される。工程により、材料の強度は減少し、延性は増加する。アニール処理は、バッチ・アニール処理１３８及び／又は連続アニール処理１４０によって行うことができる。
【００６４】
打ち抜かれたスラグがバッチ・アニール処理（１３８）されるとき、打ち抜かれたスラグは、ワイヤ・メッシュ・バスケットなどの保持デバイスに大雑把に投入され得る。いくつかの保持デバイスは、炉の中で積み重ねられてもよい。炉の戸が閉められ、スラグは目
標温度まで加熱され、指定時間の間保持され得る。炉の内部の目標温度は、好適には、約５〜約９時間の間、約４７０℃（８７８°Ｆ）〜約６００℃（１，１１２°Ｆ）であるが、アニール処理時間と温度は強い相互関係があり、スラグの合金含量に影響を受ける。炉は電源を切られ、スラグは炉内でゆっくり冷却させられてもよい。炉内の打ち抜かれたスラグは質量が大きいので、スラグの温度にはかなりのむらが存在し得る。かたまり（ｐａｃｋ）の外側の圧縮されたスラグは、より高い温度に速く達する。スラグの中心はより遅く加熱し、スラグの周囲が実現する最高温度に達することはない。さらに、スラグを冷却する空気は、酸化物の形成を可能にし得る。酸化物の形成を防止又は低減するために、炉が高温にある間、及び／又は冷却される間、不活性ガスを炉内に循環させてもよい。あるいは、バッチ・アニール処理１３８は不活性雰囲気又は真空下で行われてもよい。
【００６５】
あるいは、打ち抜かれたスラグは連続的にアニール処理（１４０）されてもよい。打ち抜かれたスラグが連続的にアニール処理（１４０）されるとき、スラグは金属メッシュ・ベルト上に大雑把に分散され、かつ（ｏｎ）マルチゾーンの炉内で運ばれる打ち抜かれたスラグはピーク金属温度まで迅速に加熱され、次いで迅速に冷却される。操作は空気中で実施され得る。打ち抜かれたスラグのピーク金属温度は、約４５０℃（８４２°Ｆ）〜約５７０℃（１０５８°Ｆ）である。ピーク金属温度は、最終的な冶金学的特徴に影響を及ぼす。最適な冶金学的特徴のピーク温度は、合金含量によって影響を受ける。連続アニール処理１４０は、再利用アルミニウム合金スラグを生成する好適な工程である。連続アニール処理１４０は、バッチ・アニール処理を上回る２つの利点を提供する。第１に、高温での時間が短いため、スラグの表面での酸化物の形成が減少する。アルミニウム酸化物は懸念されるものであるが、酸化マグネシウムが、その極めて高い研磨性のために大きく懸念される。打ち抜かれたスラグの表面で酸化マグネシウムが増加すると、衝撃押出法において使用するツールに過度の擦過が生じるおそれがある。長期間の運転では、これらの擦過は許容できない品質欠陥である。第２に、連続アニール処理１４０の素早い加熱、高温での限定された時間、及び素早い冷却を含む、正確に制御され、かつ均一な熱サイクルにより、冶金学的粒構造が向上し、均一性が高まることになる。これによって、強度の高くなったＩＥ容器が生成される。強度の高くなった容器は、ＩＥ容器を軽くすることを可能にする。図３は、連続アニール処理過程の温度曲線を示す。
仕上げ処理
場合により、打ち抜かれたスラグの表面は、打ち抜かれたスラグの表面を粗くすることによって仕上げをしてもよい。打ち抜かれたスラグの仕上げをするために、さまざまな方法が使用され得る。１実施形態では、タンブラ工程１４２が使用されてもよい。多量の打ち抜かれたスラグがドラム又は他の容器内に配置され、ドラムは回転及び／又は振動させられる。スラグが落ちて他のスラグに当たると、一方又は両方のスラグに窪みが生じることがある。表面を粗くする目的は、打ち抜かれたスラグの大きい表面積を増加させ、へこみを作り出して、潤滑剤を保持することである。打ち抜かれたスラグの大きい面は、剪断面とともに仕上げ処理されてもよい。
【００６６】
別の実施形態では、ショット・ブラスト仕上げ工程１４４が使用されてもよい。ショット・ブラスト仕上げ工程１４４では、多くのスラグが密閉ドラム内に配置され、アルミニウム・ショット又は他の材料による衝突にかけられる。ショットは、スラグの表面に小さな凹部を形成する。スラグは、アルミニウム・ショットがスラグのすべての表面に接触するように、わずかに掻き回される。ショット・ブラスト法１４４は、再利用アルミニウム合金スラグを生成する好適な工程であり、アグレッシブ・ショット・ブラスト法が、表面の酸化物をスラグから除去する際に最も効果的なものであると示されている。この表面酸化物除去は、スラグから除去されない場合にＩＥ容器に擦過を生じさせる酸化マグネシウム付着物を除去するために特に重要である。
スラグ処理
図２は、図１に示した方法１００に従って再利用材料屑から製造されたスラグを使用し
て、金属ボトル２５０を製造する方法２００を示す。方法２００の全体の順序を図２に示しているが、方法２００の工程はこれより多くても少なくてもよく、工程の順序は図２に示すものとは異なるように配列することができる。本発明の金属ボトル２５０の１実施形態は図４Ａに示してある。
【００６７】
粉末化した潤滑剤とともにスラグが掻き回されるスラグ潤滑化工程２０２が使用されてもよい。必要に応じて、任意の適切な潤滑剤が当業者によって使用されてもよい。典型的には、スラグ約９９．８ｋｇ（２２０ｌｂ）ごとに約１００．１０ｇ（３．５３ｏｚ）の潤滑剤が使用される。潤滑剤をスラグとともに掻き回すことで、潤滑剤がスラグに押し当てられる。スラグを粗くした場合、スラグを潤滑剤とともに掻き回すことで、仕上げ作業の中で作り出された凹部の中に潤滑剤が押しやられる。
【００６８】
スラグ潤滑化工程２０２の後、潤滑化されたスラグは衝撃押出法２０４にかけられる。具体的には、潤滑化されたスラグは、正確な形状の超硬合金ダイ内に配置される。潤滑化されたスラグは、正確な形状でもある鋼パンチによって衝撃を受け、アルミニウムはダイから後方に押出成形される。工具形状は、金属ボトル２５０の押出成形チューブ部分の壁厚を規定する。この工程は後方押出成形として一般に知られているが、当業者によって理解されるように、前方押出工程又は後方押出成形と前方押出成形の組み合わせが使用されてもよい。本発明のいくつかの実施形態では、パンチ及びダイの工具は、ネジ山を押出成形金属ボトル２５０に形成する形状を有する。
【００６９】
場合により、壁しごき２０６が実施されてもよい。金属ボトル２５０は、パンチと負の間隙を有するしごき加工ダイの間を通過させられてもよい。１実施形態では、壁しごき２０６は、チューブの壁を薄くする。別の実施形態では、壁しごき２０６は、金属ボトル２５０のネック部分２５８のネジ山領域２６６になる領域の厚さを約０．０３１８センチメートル（０．０１２５インチ）〜約０．０３９４センチメートル（０．０１５５インチ）に増加させるためにチューブに実施される。ネジ山領域２６６の厚さは、金属ボトル２５０の本体部分２５２の厚さよりも厚く、金属ボトル２５０の残りを形成するために使用される量を増加させることなくネジ山領域２６６を強くし、それによって、生成される各金属ボトルの材料コストが減少する。再利用アルミニウム合金の強度が高まると、ダイのそりが増加する。したがって、所望の壁厚を実現するために、より小さいダイが必要とされる。このオプションの工程は、材料分布を最適化し、より長いチューブをまっすぐに保つ。
【００７０】
場合により、衝撃押出成形２０４又は壁しごき２０６の後、金属ボトル２５０の底部２５４でドーム形成２０８が実施され得る。ドーム全体又はドームの部分は、しごき加工ストロークの端又はトリミング装置の中のいずれかに形成され得る。
【００７１】
次に、金属ボトル２５０は、表面の欠陥を除去するためにブラッシング（２１０）される。回転する金属ボトル２５０が、振動する金属又はプラスチック、典型的にはナイロンのブラシによって、ブラッシングされる。さらに、ブラッシング２１０は、金属ボトル２５０が壁しごき２０６及び／又はドーム形成２０８にかけられた場合に実施され得る。
【００７２】
ブラッシング２１０の後、金属ボトル２５０は、苛性アルカリ溶液の中で洗浄（２１２）されて、潤滑剤及び他の瓦礫を除去する。苛性洗浄２１２は、水酸化ナトリウム、あるいは水酸化カリウム又は当業者によって知られている他の類似の化学物質を含み得る。
コーティング
金属ボトル２５０の内部は、典型的には、ランスでコーティング（２１４Ａ）される。１実施形態では、コーティングはエポキシがベースとされてもよい。コーティングは、限定はしないが、吹き付け、ペインティング、ブラッシング、ディッピングなどを含む任意
の適切な方法を使用して塗布され得る。コーティングは、約５〜約１５分の間、約２００℃（３９２°Ｆ）〜約２５０℃（４８２°Ｆ）の温度で熱硬化（２１４Ｂ）される。
【００７３】
ベース・コーティング２１６Ａは、概して金属ボトル２５０の外側に塗布される。ベース・コーティングは、白又は明るいベース・コートであり得る。コーティングは、限定はしないが、吹き付け、ペインティング、ブラッシング、ディッピングなどを含む任意の適切な方法を使用して塗布され得る。コーティングは、約５〜約１５分の間、約１１０℃（２３０°Ｆ）〜約１８０℃（３５６°Ｆ）の温度で熱硬化（２１６Ｂ）される。
【００７４】
装飾インク２１８Ａもまた、ブランド名、ロゴ、設計、製品情報、及び／又は他の好適な印をつけるために、ベース・コーティングされた金属ボトル２５０に塗布され得る。装飾インクは、限定はしないが、吹き付け、ペインティング、ブラッシング、ディッピング、印刷などを含む任意の適切な方法を使用して塗布され得る。場合により、金属ボトル２５０は、リソグラフィ又はオフセット印刷、ドライ・オフセット印刷、グラビア印刷、凹版印刷、スクリーン印刷、パッド印刷、及びインクジェット印刷などの他の印刷方法を使用して装飾されてもよい。金属容器を装飾するために使用される方法及び装置は、全体を本明細書に援用する米国仮特許出願第６１／８３３，７９９号に開示されている。装飾インクは、ニス以外のインク又はサーモクロマティック・インクを含む任意の他の適切なインクであってもよい。装飾インクは、約５〜約１５分の間、約１２０℃（２４８°Ｆ）〜約１８０℃（３５６°Ｆ）の温度で熱硬化（２１８Ｂ）される。
【００７５】
透明な上ニス２２０Ａが、金属ボトル２５０に塗布される。ニスは、限定はしないが、吹き付け、ペインティング、ブラッシング、ディッピングなどを含む任意の適切な方法を使用して塗布され得る。ニスは、約５〜約１５分間、約１５０℃（３０２°Ｆ）〜約２００℃（３９２°Ｆ）の温度で熱硬化（２２０Ｂ）される。コーティングは、本体部分の金属を工具の接触、腐食から保護し、かつ／又は金属ボトルの中身を保護する。場合により、コーティングのうちの１つ又は複数が、紫外光の使用を含む、当業者に知られている他の任意の適切な方法を用いて硬化（２１４Ｂ、２１６Ｂ、２１８Ｂ、２２０Ｂ）されてもよい。
ドーム形成
場合により、金属ボトル２５０の底部にドーム形成２２２が実施又は完了されてもよい。ドーム形成２２２は、装飾が金属ボトル２５０の立つ面まで確実に延在するように、この段階で完了されてもよい。２段階のドーム形成作業（トリミング２３０前及びネック形成２２４前）の利点は、ベース・コートが、仕上げされた缶の立つ面まで延在することである。
ネック形成及び成形
いくつかの連続する作業において、金属ボトル２５０の開口部２６０の直径は、ネック形成２２４と呼ばれる工程によって減少させてもよい。ネック形成金属容器に使用される方法及び装置は、それぞれ全体を本明細書に援用する米国特許第４，４０３，４９３号、米国特許第４，６９３，１０８号、米国特許第４，７３２，０２７号、米国特許第５，１３８，８５８号、米国特許第５，４４８，９０３号、米国特許第５，４６９，７２９号、米国特許第５，７１３，２３５号、米国特許第５，７７８，７２３号、及び米国特許第７，１４０，２２３号に開示されている。減少工程の数は、金属ボトル２５０の直径減少及びネック２５８の形状に依存する。再利用アルミニウム合金材料については、より多くのネック形成工程が一般に想定される。さらに、再利用アルミニウム合金含量を変化させる場合、いくつかの修正が考えられる。たとえば、１つの修正では、場合により、ネック形成の中心ガイドの変更が必要である。頂部の近くで薄くなる軽量の再利用アルミニウム合金金属ボトル２５０を作るときは、より大きな中心ガイドが取り付けられなければならない。
【００７６】
場合により、金属ボトル２５０の本体２５２は成形（２２６）されてもよい。成形２２６はさまざまな段階で生じ得る。成形工程の数は再利用アルミニウム合金の組成及び金属ボトル２５０の壁厚に依存する。１実施形態では、再利用アルミニウム合金は、従来の合金を使用する従来のＩＥ工程と比較して、追加の成形段階を必要とすることがある。ネック形成と同様に、成形金属ボトル２５０が本発明の再利用アルミニウム合金から作られるとき、より多くの漸増的形成工程が使用されなければならない。別の実施形態では、成形工程の数は、Ｄ＆Ｉ工程によって形成される金属ボトルを整形するために使用される成形工程の数に類似する。
エンボス加工
場合により、工具が容器軸に対して垂直に動き、金属ボトル２５０の形状にエンボス加工（２２８）することができる。エンボス加工２２８の間にかかる力は、１０７０又は１０５０合金に対して形成される力が大きくなることにより、再利用アルミニウム合金材料を使用するとき、従来の衝撃押出成形材料が使用されるときよりも大きくなり得る。
壁しごき
場合により、壁しごき２０６Ａが実施され得る。１実施形態では、壁しごき２０６Ａは、チューブの壁の少なくとも１部分を薄くする。別の実施形態では、金属ボトル２５０のネック部分２５８のネジ山領域２６６になる領域の厚さを約０．０３１８センチメートル（０．０１２５インチ）〜約０．０３９４センチメートル（０．０１５５インチ）に調節するために、ネジ山領域２６６になる領域を含むチューブに壁しごき２０６Ａが実施される。壁の厚さは、金属ボトルの軸に沿って変化する最終的な厚さまでしごき加工され得る。ネジ山領域２６６の厚さは、概して、金属ボトル２５０の本体部分２５２の厚さよりも厚く、その結果、金属ボトル２５０の残りを形成するために使用される材料の量を増加させることなくネジ山領域２６６が強くなり、それによって生成される各金属ボトルの材料コストが減少する。
トリミング及びカール形成
ネック形成２２４における金属フローによって、むらのある加工硬化した縁が作成され得る。したがって、縁はカール形成の前にトリミング（２３０）される。異方性の差により、再利用アルミニウム合金は、ネック形成２２４の間、異なる特性で厚くなる。したがって、大きいネック形成減少量及び高い合金含量で、追加のトリミング作業が必要となり得る。
【００７７】
いくつかの実施形態では、容器の開いた縁がそれ自体の上に丸められ（２３２）て、エアロゾル弁の取り付け面を作り出す。飲料ボトルでは、カールは、王冠クロージャを受けることができるか、又はキャップもしくは他のクロージャを受けるためにネジ山に形成することができる。場合により、少量の材料が、マウス・ミル２３４として知られているカールの頂部から機械加工で切りとられてもよい。マウス・ミル２３４は、ある種のエアロゾル弁を取り付けるために必要になることがある。
ネジ山形成
次に図４Ａを参照すると、いくつかの連続する作業で、ネジ山が金属ボトル２５０のネック部分２５８に形成（２３５）されている。金属ボトル２５０は、底部ドーム部分２５４を備えた本体部分２５２を有する。本体部分２５２はまた、下の側壁部分２５６Ａ、中央の側壁部分２５６Ｂ、及び上の側壁部分２５６Ｃを備えた側壁部分２５６を有する。本体部分２５２は、上の側壁部分２５６Ｃから上方に延在するネック部分２５８を有する。ネック部分２５８は、ネジ山２６４が形成される事前形成されたネジ山部分２６６を有する。開口部２６０はネック部分２５８の最上部に配置される。
【００７８】
当業者には理解され得るように、金属ボトル２５０は任意のサイズ又は形状を有していてもよい。たとえば、１実施形態では、金属ボトル２５０の側壁部分２５６は、概して、およそ４．５０センチメートル（１．７７インチ）の外径２６２を有する円筒状である。本体部分２５２は、約０．０２４９センチメートル（０．００９８インチ）〜約０．０３
９４センチメートル（０．０１５５インチ）の厚さを有する。より好適な実施形態では、本体部分２５２は、約０．０３４３センチメートル（０．０１３５インチ）〜約０．０３６８センチメートル（０．０１４５インチ）の厚さを有する。１実施形態では、ネック領域２５８の厚さは約０．０３１８センチメートル（０．０１２５インチ）〜約０．０３９４センチメートル（０．０１５５インチ）である。より好適な実施形態では、ネック領域２５８の厚さは約０．０３４３センチメートル（０．０１３５インチ）〜約０．０３６８センチメートル（０．０１４５インチ）である。１実施形態では、ネジ山部分２６６は、側壁部分２５６の材料厚さよりも厚い材料厚さを有する。１実施形態では、金属ボトルは、およそ６．６センチメートル（２．６インチ）〜およそ７．２４センチメートル（２．８５インチ）の直径２６２を有する。より好適な実施形態では、金属ボトルの直径は、およそ６．７１センチメートル（２．６４インチ）〜およそ６．９９センチメートル（２．７５インチ）である。さらにより好適な実施形態では、金属ボトルの直径は、およそ６．８２６２センチメートル（２．６８７５インチ）である。１実施形態では、金属ボトル２５０は、約１５．７センチメートル（６．２インチ）〜約１６．０センチメートル（６．３インチ）の高さ２６３を有する。好適な実施形態では、金属ボトルの高さはおよそ１５．８８センチメートル（６．２５インチ）である。さらに別の実施形態では、金属ボトルの高さは約１８．０センチメートル（７．１インチ）〜約１８．４２センチメートル（７．２５インチ）である。別の好適な実施形態では、高さ２６３は約１８．２５６３センチメートル（７．１８７５インチ）である。さらに別の実施形態では、金属ボトルの高さ２６３は、およそ１５．２センチメートル（６．０インチ）〜およそ１８．８センチメートル（７．４インチ）である。
【００７９】
別の実施形態では（図示せず）、金属ボトル２５０の側壁部分２５６は、大きい凸半径（好適には５．０８〜５０．８０センチメートル（２〜２０インチ））を有して類似のサイズの凹半径に滑らかに一体となる、内側へ移行する起点の円筒体直径から、垂直の煙突状部分へのなだらかで平坦なテーパを有する。この成形された側壁部分２５６は、上の側壁部分２５６Ｃの外径にほぼ等しい下の側壁部分２５６Ａの第１の外径を有する。第１の外径は、本体部分２５２の中央の側壁部分２５６Ｂ近くの第２の外径よりも大きい。さらに別の実施形態では、金属ボトル２５０は、中央の側壁部分２５６Ｂの直径及び上の側壁部分２５６Ｃの直径よりも大きい、下の側壁部分２５６Ａの直径２６２を有するテーパ付き本体部分２５２を備える。
【００８０】
１実施形態では、ネジ山形成デバイス２６８は、ネジ山２６４を金属ボトル２５０に形成する。デバイス２６８は、金属ボトル２５０の開口部２６０の中に移動させられ、ネック２５８のネジ山部分２６６の内表面部分２６１に接触する内核ピース２７０を有する。外核ピース２７２は、ネジ山部分２６６の外表面に接して配置される。内外ピース２７０、２７２は、ネジ山２６４を金属ボトル２５０に形成するように事前に定められた凹形及び凸形の部分をもつネジ山形成表面２７４、２７６を有する。異なる表面２７４、２７６をもつ内外ピース２７０、２７２は、異なる形状及び外形のネジ山を金属ボトル２５０に形成するために、ネジ山形成デバイス２６８に相互接続されてもよい。１実施形態では、ネジ山を金属ボトル２５０に形成するために、異なる表面２７４、２７６を有する２つ以上の異なる内外ピース２７０、２７２がいくつかの連続する作業において使用され得る。
【００８１】
次に図４Ｂを参照すると、ネジ山形成デバイス２６８は、金属ボトル２５０と動作可能に接するように移動させられている。いくつかの実施形態では、金属ボトル２５０は、ネジ山形成デバイス２６８と接するように移動させられてもよい。金属ボトル２５０は、金属ボトル２５０を支持し、金属ボトル２５０を所定の位置に保持するためにチャック２７８の中に配置されている。内ピース２７０のネジ山形成表面２７４は、ネック部分２５８の内表面２６１に接し、そこに力を加え、また、外ピース２７２のネジ山形成表面２７６は、ネック部分２５８の外表面に接し、そこに力を加える。したがって、内外ピース２７
０、２７２の表面２７４、２７６は、それらの間に圧縮力を加えて、所定のサイズ、形状、及び外形のネジ山２６４を金属ボトルのネック部分２５８に形成する。ネジ山２６４が形成される間、ネジ山形成デバイス２６８は、内核ピース２７０及び外核ピース２７２が金属ボトル２５０のネック２５８の周りを移動するように、金属ボトル２５０の軸中心２７９の周りを回る。
【００８２】
ネジ山を金属ボトルに形成するために使用される従来のネジ切り機械は市販されており、ネジ山をＤ＆Ｉ缶及びボトルに形成するために使用される同じ又は類似のツールが本発明において利用可能である。ネジ山を金属ボトルに形成するために使用されるネジ切り機械及びツールの例示的なものは、当業者に理解されるように、市販されている。金属容器にネジ山を切るために使用される方法及び装置は、すべて全体を本明細書に援用する以下の刊行物に開示されている：米国特許出願公開第２０１２／０２６９６０２号、米国特許出願公開第２０１０／００６５５２８号、米国特許出願公開第２０１０／０３２６９４６号、米国特許第８，１３２，４３９号、米国特許第８，０９１，４０２号、米国特許第８，０３７，７３４号、米国特許第８，０３７，７２８号、米国特許第７，７９８，３５７号、米国特許第７，５５５，９２７号、米国特許第７，８２４，７５０号、米国特許第７，１７１，８４０号、米国特許第７，１４７，１２３号、米国特許第６，９５９，８３０号、及び国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０１０／０７２６８８（公開番号ＷＯ／２０１１／０７８０５７）。１実施形態では、ネジ山２６４は、全体を本明細書に援用する米国特許出願第１４／２１２，５４５号に記載されているように、金属ボトル２５０のネック２５８の外表面に形成されてもよい。別の実施形態では、全体を本明細書に援用する米国仮特許出願第６１／９３７，１２５号に記載されているように、ネジ山は、ネジ込みクロージャを受けるように構成された金属ボトル２５０のネックの内表面に形成されてもよい。ドーム形成２２２、ネック形成２２４、成形２２６、エンボス加工２２８、トリミング２３０、カール形成２３２、マウス・ミル２３４、及びネジ山形成２３５において使用されるツールには、１つ又は複数の保持部品、プレス・ツール、第１の絞り金型、第２の絞り金型、トリミング・ツール、刃物、折り返し（ｔｕｒｎｉｎｇ−ｂａｃｋ）金型、曲げ型、ネジ山形成ツール、及びローラが含まれ得る。
【００８３】
図５Ａは、本発明の１実施形態による金属ボトル２５０のネック部分２５８の外表面に一体形成されたネジ山２６４を示す。ネジ山２６４は、金属ボトル２５０の開口部２６０を密封するために、ＲＯＰＰクロージャなどのクロージャを受けるように構成されている。あるいは、ネジ山は、金属ボトル２５０の開口部２６０に挿入されるねじ込みクロージャを受けるために、ネック部分２５８の内表面に形成されてもよい。ネジ山２６４は螺旋状のひだ２８０を有し、また、全体を本明細書に援用するガラス仕上げ番号５４５（ｇｌａｓｓ  ｆｉｎｉｓｈ  ｎｕｍｂｅｒ  ５４５）のＧＰＩ図面番号５４５７（ＧＰＩ  ｄｒａｗｉｎｇ  ｎｕｍｂｅｒ  ５４５７）を含む、ガラス・パッケージング・インスティテュート（ＧＰＩ：Ｇｌａｓｓ  Ｐａｃｋａｇｉｎｇ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）が作成及び配布している図面に開示されているものとして一般に当技術分野で知られているガラス容器のネジ山に類似したサイズ、形状、配列、及び外形を有する。１実施形態では、ネジ山２６４は、ＧＰＩ図面番号５４５７（ＧＰＩ  ｄｒａｗｉｎｇ  ｎｕｍｂｅｒ  ５４５７）に記載されているネジ山の寸法、形状、外形、及び配列を有する。１実施形態では、ネジ山２６４は、およそ３．６６センチメートル（１．４４インチ）〜およそ３．９１センチメートル（１．５４インチ）の外径２８２を有する。別の実施形態では、ネジ山２６４は、およそ３．１５センチメートル（１．２４インチ）〜およそ３．４０センチメートル（１．３４インチ）の外径２８２を有する。さらに別の実施形態では、ネジ山２６４は、約２．６７センチメートル（１．０５インチ）〜約２．９２センチメートル（１．１５インチ）の外径２８２を有する。ネジ山は、およそ０．３１８センチメートル（０．１２５インチ）のピッチ２８４、すなわち１つのネジ山２６４の頂点から隣のネジ山２６４の頂点までの距離、すなわち８つのネジ山／インチを有する。
【００８４】
ボトル２５０の最上部の表面部分２８６に密封面が形成される。密封面は、堅く、また、図７との関連で以下に論じるように、ボトル２５０に相互に接続されたクロージャの内部部分においてライナ、ポリマ密封面、又はガスケットと接するように寸法が一貫して構成されている。最上部の表面部分２８６は、金属ボトル２５０の底部ドーム部分２５４に実質的に平行である。別の実施形態では、スロットル・カールが金属ボトル２５０の上部表面２８６の密封面に形成される。スロットル・カールの形成は、カールの形状及び寸法を良好に画定又は変更する作業である。１実施形態では、スロットル・カールの形成は、カールの半径を変更して良好な密封表面を作り出すために実施される。さらに別の実施形態では、金属ボトル２５０の密封面は、ＧＰＩ図面番号５４５７（ＧＰＩ  ｄｒａｗｉｎｇ  ｎｕｍｂｅｒ  ５４５７）に記載された寸法及び外形を有する。１実施形態では、最上部の表面２８６の内表面部分は、およそ０．０７９センチメートル（０．０３１インチ）の最大曲率半径を有する。
【００８５】
ネジ山２６４及び金属ボトル２５０を説明するためにさまざまな寸法を示してきたが、金属ボトル２５０の寸法ならびにネジ山２６４の配置、寸法、間隔、及び外形は変化されてもよく、依然として本発明の範囲及び趣旨に一致することが明確に企図されている。一体型ネジ山２６４を備えて本発明の実施形態に従って製造された金属ボトル２５０を図５Ｂに示してある。
検査及びパッケージング
図２に戻ると、場合により、金属ボトル２５０に検査２３６が実施され得る。検査は、カメラ試験、圧力試験、又は他の適切な試験を含み得る。金属ボトル２５０は包装されてもよい。場合により、金属ボトル２５０は、束ねられ（２３８）てもよい。束ねる（２３８）とき、金属ボトル２５０は群に並べられてもよい。群のサイズは変動してもよく、いくつかの実施形態では、群のサイズは約１００の金属ボトル２５０である。群のサイズは、金属ボトル２５０の直径に依存し得る。群は、プラスチックの紐で縛るか、又は他の類似の知られている工程を使用して束ねられてもよい。再利用アルミニウム合金の容器について特に考慮するのは、高い接触圧の束領域にヒールの窪みがつくのを防ぐために、紐の張力を調節しなければならないということである。代替の包装方法では、金属ボトル２５０は、飲料缶などの他の飲料容器と同様に、まとめてパレット化（２４０）される。
充填及び密封
空の金属ボトル２５０を飲料で充填する（２４２）。金属ボトル２５０が飲料で満たされた後、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、ＲＯＰＰクロージャ２８８などのクロージャが、金属ボトル２５０のネック部分２５８の上に配置され、金属ボトル２５０と相互に接続されて開口部２６０を密封し、図７に示すように、ネジ山がＲＯＰＰクロージャ２８８に形成される。ＲＯＰＰクロージャ２８８が金属ボトル２５０に配置される前は、ＲＯＰＰクロージャ２８８は、全体的に円筒状でネジ山のついていない本体部分２９０Ａを有している。ＲＯＰＰクロージャ２８８は、全体的に円形の形状の頂部部分２９１と、金属ボトル２５０のネジ山２６４の上にはまるように事前に決定された内径をもつ下向きのアパーチャ２９２とを有する。場合により、取り外し可能なピルファ・バンド２９４が、ＲＯＰＰクロージャ２８８の本体部分２９０の下側部分に形成される。取り外し可能なピルファ・バンド２９４は、一連の鋸歯状の縁２９６を本体部分２９０Ａの下側部分に切り出すことによって形成される。取り外し可能なピルファ・バンド２９４は、軸方向に沿ってネジ山２６４より下にある金属ボトル２５０のネック部分２５８に形成されたピルファ・バンド・スカート２９８の上にはまるように構成されている。１実施形態（図示せず）では、ピルファ・バンド・スカート２８４は、ネジ山２６４の下側部分から形成される。ネジ山のついていないＲＯＰＰクロージャ２８８は、図６Ｂに示すように、金属ボトル２５０のネック部分２５８の上に配置される。
【００８６】
図７に示すキャッピング装置３０２は、金属ボトル２５０の開口部２６０を密封するた
めに、ネジ山３０８をＲＯＰＰクロージャ２８８に形成する。本発明の１実施形態では、キャッピング装置３０２は、ネジ山のついていないＲＯＰＰクロージャ２８８を金属ボトル２５０のネック部分２５８の上に配置するように動作可能である。キャッピング装置３０２は、ＲＯＰＰクロージャ２８８の頂部部分２９１を保持し、下方向に圧縮するように動作可能なチャックを備えたプレス・ブロック３０４を有する。キャッピング装置３０２の１つ又は複数のネジ山ローラ３０６は、ＲＯＰＰクロージャ２８８の本体部分２９０の外表面に接して配置される。ネジ山ローラ３０６は、ＲＯＰＰクロージャ２８８の外側の周りを回転し、圧縮力を本体部分２９０に加えるように動作可能である。ネジ山３０８は、本体部分２９０を金属ボトル２５０のネジ山２６４に押し付け、そこに沿って巻くので、ネジ山ローラ３０６によってＲＯＰＰクロージャ２８８に形成される。ネジ山ローラ３０６は、概して、金属ボトル２５０のネジ山２６４の頂部で開始し、ＲＯＰＰクロージャ２８８の周りで下方向に作用する。キャッピング装置３０２は、ＲＯＰＰクロージャ２８８の外側頂部部分２９１を押し付けるために、圧縮ブロック３１２を備えていてもよい。金属ボトル２５０の上部分２８６の密封面と、ＲＯＰＰクロージャ２８８の内部部分におけるライナ３１４との接触により、ライナ３１４が圧縮され、金属ボトル２５０が密封され、ボトル２５０からの液体又は気体の漏洩が防止される。図７はまた、金属ボトル２５０の上部分２８６に形成されたカール３１６を示す。１実施形態では、カール３１６は、キャッピング装置３０２が金属ボトル２５０の上部分２８６を外側へ湾曲させることによって形成される。
【００８７】
キャッピング装置３０２はまた、ＲＯＰＰクロージャ２８８の外側の周りを回ることもできる１つ又は複数のピルファ・ローラ３１０を備える。ピルファ・ローラ３１０は、ＲＯＰＰクロージャ２８８のピルファ・バンド２９４の内径を減少させるために、ピルファ・バンド２９４の外表面を押す。したがって、ボトル２５０のピルファ・バンド・スカート２９８は、取り外し可能なピルファ・バンド２９４の内径よりも大きい外径を有する。ピルファ・バンド・スカート２９８は、金属ボトル２５０を開けるためにＲＯＰＰクロージャ２８８が回されるとき、ピルファ・バンド２９４がボトルから外れるのを防止する。ＲＯＰＰクロージャ２８８を金属ボトル２５０から外すために回転力が加えられるとき、取り外し可能なピルファ・バンド２９４がピルファ・バンド・スカート２９８に接触して、取り外し可能なピルファ・バンド２９４がピルファ・バンド・スカート２９８の上で滑るのを防ぐ。回転力が引き続きＲＯＰＰクロージャ２８８に加えられると、ＲＯＰＰクロージャ２８８の鋸歯状の縁２９６（図６Ａに示す）は割れるか、又は裂け、また、取り外し可能なピルファ・バンド２９４は金属ボトル２５０のネック部分２５８に維持されて、消費者には、ＲＯＰＰクロージャ２８８が開けられ、金属ボトル２５０の密封がなくなったことが分かる。ＲＯＰＰクロージャ２７４が金属ボトル２５０から外された後、ＲＯＰＰクロージャ２７４は、金属ボトル２５０の密封を再度確立して中身がこぼれるのを防ぐために、金属ボトル２５０のネック２５８に再びねじ込まれてもよい。
【００８８】
次に図８を参照すると、本発明の実施形態の２つの例、金属ボトル２５０Ｄ、２５０Ｅが示してある。ボトルは、任意の直径のＲＯＰＰクロージャを受けるように構成されていてもよい。１実施形態では、ＲＯＰＰクロージャ２８８の直径はおよそ３．８センチメートル（１．５インチ）である。別の実施形態では、ＲＯＰＰクロージャ２８８の直径はおよそ３．３センチメートル（１．３インチ）である。さらに別の実施形態では、ＲＯＰＰクロージャ２８８の直径はおよそ２．８センチメートル（１．１インチ）である。つかむ面を消費者に提供するために、ＲＯＰＰクロージャ上にぎざぎざ部３１８が形成されている。１実施形態では、金属ボトル２５０Ｄは、およそ３４０．２グラム（１２オンス）の製品を保持するように事前に決定された容積を有する。別の実施形態では、金属ボトル２５０Ｅは、約４５３．６グラム（１６オンス）の製品を保持するように事前に決定された容積を有する。
実施例
２つの材料のスラグを試験した。スラグは２５％の再利用アルミニウム合金３１０４と７５％のアルミニウム合金から作製した。材料１は、カッピング・プレスからの練炭屑から生成された再溶融２次インゴット（ＲＳＩ：ｒｅｍｅｌｔ  ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｉｎｇｏｔ）を使用した。材料１のサンプルは、ボール・アドバンスト・アルミニウム・テクノロジ（Ｂａｌｌ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）の工場［カナダ、シェルブルック（Ｓｈｅｒｂｒｏｏｋ）所在］で作られた。材料２は、練炭屑を溶融した。材料２のサンプルは、コパル（Ｃｏｐａｌ），Ｓ．Ａ．Ｓ．［フランス所在］で作製された。図９は、材料１と材料２の比較を示す。材料１は、材料２のスラグ組成に比べてマグネシウムの喪失が著しいため、１８％の３１０４カッパ（ｃｕｐｐｅｒ）屑含量に非常に近い。練り固められた３１０４カッパ（ｃｕｐｐｅｒ）屑を溶融する処理タイプは、再利用アルミニウム合金材料の最終化学組成に影響を及ぼし得る。材料１のサンプルの仕上げ処理は、ショット・ブラストを行った。材料２のサンプルの仕上げは掻き回しを行った。
【００８９】
表６は、仕上げ後の、基準材料１０５０、材料１及び材料２のスラグ硬度を示す。
【００９０】
【表６】
2016524536.tif 000008
仕上げにより、表６に示す値は、アニール処理工程の後に測定されたものよりも高くなり得る。材料１は、基準材料１０５０よりもおよそ３５％高い硬度を有していたが、材料２は、１０５０よりもおよそ４３％高い硬度を有していた。
【００９１】
表７は、基準材料１０５０、材料１、及び材料２についてのスラグ１００ｋｇごとの潤滑化パラメータ及び潤滑化重量を示す。基準材料１０５０の潤滑化材料は、材料１及び材料２を含むスラグに使用される潤滑化とは異なっていたことに留意されたい。
【００９２】
【表７】
2016524536.tif 000009
潤滑化工程をすべてのスラグについて、オフラインのタンブラで実施した。潤滑剤比率の差は、表面処理の種類による（掻き回される表面で必要とされる潤滑剤は、ショット・ブラスト表面処理よりも少ない）。使用した一体鋳造の金型は、標準的な焼結カーバイドＧＪ１５−１０００ＨＶであった。金型の形状は円錐形とした。パンチ・ヘッドはボーラ（Ｂｏｈｌｅｒ）Ｓ６００−６８０ＨＶとした。
【００９３】
チューブをブラッシングして、潜在的な視覚的スコア・マーク及び擦過を目立たせた。容器の内側ニスはエポキシフェノールとした。内部のエポキシエポキシフェノール・ニス
の塗布の設定は、標準的なものとした。硬化の温度及び時間は、約２５０℃（４８２°Ｆ）で約８分３０秒間とした。内部のニスの後、間隙率の問題は生じなかった。グロスと白のベース・コートを容器に塗布した。印刷された設計も容器に追加した。
（実施例１）
実施例１では、約４．４６５１センチメートル（１．７５７９インチ）の直径及び約０．５４９９センチメートル（０．２１６５インチ）の高さを有するスラグとともに材料１及び材料２を使用した。スラグ材料の質量は約２３．２４７ｇ（０．８２０ｏｚ）であった。処理後の、ただしトリミング前の容器の最終寸法は、約１５．００００センチメートル（５．９０５５インチ）＋／−約１．００００センチメートル（０．３９３７インチ）の高さと、約４．５１１センチメートル（１．７７７２インチ）の直径であった。最終容器の厚さは、約０．０２７９センチメートル（０．０１１０インチ）＋／−０．００３０センチメートル（０．００１２インチ）であった。容器の最終質量は、約２３．２１８ｇ（０．８１９ｏｚ）であった。標準的なネック形成工具を使用した。
【００９４】
材料２のスラグを使用した後、パンチ・ヘッドが損傷したため、パンチ・ヘッドを替える必要があった。容器パラメータを満たすためには、より大きなパンチが必要となることがある。
（実施例２）
実施例２では、約４．４６５１センチメートル（１．７５７９インチ）の直径及び約０．５００１センチメートル（０．１９６９インチ）の高さを有するスラグとともに材料１及び材料２を使用した。スラグ材料の質量は、約２１．１２０ｇ（０．７４５ｏｚ）であった。処理後の、ただしトリミング前の容器の最終寸法は、１５．００００センチメートル（約５．９０５５インチ）＋／−約１．００００センチメートル（０．３９３７インチ）の高さと、約４．５１４１センチメートル（１．７７７２インチ）の直径であった。最終容器の厚さは、約０．０２３９センチメートル（０．００９４インチ）＋／−０．００３０センチメートル（０．００１２インチ）であった。容器の最終質量は、約２０．６３８ｇ（０．７２８ｏｚ）であった。より大きい直径のパイロットを使用した。パイロットの直径は約０．０１０センチメートル（０．００３９インチ）大きくした。
【００９５】
新品のプレス型及びパンチ・ヘッドを使用したため、壁厚（＜約０．０００７９）にずれはほとんど生じなかった。再度述べるが、材料１からのスラグは、材料２のスラグよりも良好に働くように見える。実際、実験１の結果と同様に、材料１では容器の内側にも外側にも擦過は見られなかった。材料２のスラグを使用したとき、６，０００〜７，０００缶ごとに、容器の外側に時々、また主として、容器の内側に擦過が見られた。さらに、パンチ・ヘッドが著しく損傷した。図１０は、本発明の種々の実施形態において使用される鋼パンチ・ヘッド及び焼結カーバイド・プレス型を示す。パンチ・ヘッド表面は、すべての材料１のスラグをプレスした後は、そこにいずれのスコア・マークもなかった。図１０に示すように、焼結カーバイドのプレス型は、周囲長にわたって大きく損傷を受けた。両実験におけるプレス速度線は、毎分約１７５．３センチメートル（６９インチ）であり、両実験とも大きな停止なく進んだ。
【００９６】
表８は、実験１で材料１及び２について、また実験２で材料１及び２について検討したパラメータを使用して作製されたサンプルについての押出力を示す。基準材料である１０５０も示す。
【００９７】
【表８】
2016524536.tif 000010
スラグの材料又は開始寸法にかかわらず、サンプルの間で押出成形力の著しい増加はなかった。値は、最終容器サイズについての安全な限界値を大きく下回る。
【００９８】
表９は、実験１のスラグ寸法を使用する材料１及び２のチューブ・パラメータ及び実験２のスラグ寸法を使用する材料１及び２のチューブ・パラメータを示す。
【００９９】
【表９】
2016524536.tif 000011
表９に示すように、実験２の材料２を除けば、底部の厚さは、材料ごとに公差以内である。底部壁厚の公差及び頂部壁厚の公差は、実験２材料のいずれについても実現されなかった。
【０１００】
表１０は、膨れた深さ（インチ）とミリアンペア（ｍＡ）で間隙率を示し、これは内部コーティングの保全性の尺度である。
【０１０１】
【表１０】
2016524536.tif 000012
実験１及び実験２のパラメータの寸法をもつチューブを、材料１と材料２両方のスラグで適切にネック形成した。軽量の缶を作るために新たなパイロットが必要となった。ネック形成の形状及びすべての寸法パラメータは規格内のままであった。丸める前の煙突状部分の厚さ（白のベース・コートで約０．０４５０センチメートル（０．０１７７インチ）〜約０．０４８０センチメートル（０．０１８９インチ））は十分に厚かった。さらに、ネック形成でのトリミング長は約０．０９４５で十分であった。
【０１０２】
材料１と材料２の両方から作製されたスラグは、ネック形成ステーションでの膨張の後、多孔性を作り出した。膨れた深さを減少させた後、多孔性レベルは通常に戻った。さらに、第２の時間の間、材料２で膨れる深さを減少させることが、多孔性問題の解消に役立った。
【０１０３】
圧力抵抗に関して、軽量の缶についても結果は極めて印象的である。驚くべきことに、材料１のスラグは、材料２のスラグよりも低いたとえマグネシウムのパーセンテージ及び鉄のパーセンテージが低くても、圧力抵抗は材料２のスラグよりも高い（約＋２バール）。原因は明らかでないが、材料１で実施された連続アニール処理対バッチ・アニール処理の結果であり得る。図１１は、缶の第１の変形圧力抵抗を示すが、図１２は、缶の破壊圧力を示す。図１３は、容器質量及び合金組成を示す。
【０１０４】
表１１は、標準（１０７０）アルミニウム合金で作製されたＩＥ容器のネジ山のコラム強度をＤ＆Ｉ容器のネジ山のコラム強度と比較してｌｂｆで測定した検査の結果を示す。Ｄ＆Ｉ容器は、合金のより高い強度特性により、遥かに大きい軸方向負荷容量を示した。この表は、標準アルミニウム合金を使用して衝撃押出成形によって製造された金属ボトルに、ねじ込みネックを形成する問題を示す。
【０１０５】
【表１１】
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表１２は、標準（１０７０）アルミニウム合金で作製されたＩＥ容器のネジ山のネジ山深さを、インチで測定されるＤ＆Ｉ容器のネジ山と比較している。
【０１０６】
【表１２】
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本発明の説明は、例示及び説明の目的で提示されているが、網羅的であることも、本発明を開示された形態に限定することも意図していない。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。多くの改変や変更は当業者には明白である。記載され、図面に示される実施形態は、最も適切に本発明の原理、実際の適用を説明し、当業者が本発明を理解できるようにするために選択し、記載した。
【０１０７】
本発明の種々の実施形態を詳細に説明してきたが、それらの実施形態の修正及び変更が当業者に想起されることは明らかである。さらに、本明細書において、「本発明」又はその態様への言及は、本発明のある実施形態を意味すると解釈されるべきであり、必ずしも、すべての実施形態を特定の説明に限定すると解釈されるべきではない。そのような修正及び変更が添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲及び趣旨に含まれることは明白である。
【符号の説明】
【０１０８】
１００…合金を製造する方法、１０２…アルミニウムレンガ屑、１０４…回転炉、１０６…インゴット、鋳塊、又はなまこを鋳造、１０８…反射炉、１１０…側壁炉、１１２…反射炉、１１４…ホウ化チタン、１１６…ヘイズレット・キャスタ、１１８…ホイール・ベルト・キャスタ、１２０…ツイン・ロール・キャスタ、１２２…ブロック・キャスタ、１２４…ホット・ミル、１２６…ホット・ミル、１２８…冷却水槽、１３０…コールド・ミル、１３２…コールド・ミル、１３４…冷却、１３６…打ち抜き、１３８…バッチ・アニール処理、１４０…連続アニール処理、１４２…バレル磨き、１４４…ショット・ブラスト仕上げ、２００…金属容器を製造する方法、２０２…スラグ潤滑化、２０４…衝撃押出成形、２０６…壁しごき、２０８…ドーム形成、２１０…ブラッシング、２１２…洗浄、２１４Ａ…内部コーティング、２１４Ｂ…硬化、２１６Ａ…ベース・コーティング、２１６Ｂ…硬化、２１８Ａ…装飾、２１８Ｂ…硬化、２２０Ａ…上ニス、２２０Ｂ…硬化、２２２…ドーム形成、２２４…ネック形成、２２６…成形、２２８…エンボス加工、２３０…トリミング、２３２…カール、２３４…マウス・ミル、２３５…ネジ山形成、２３６…検査、２３８…バンドル、２４０…パレット化、２４２…充填する、２４４…密封、２５０…金属ボトル、２５２…本体部分、２５４…底部ドーム部分、２５６…側壁部分、２５８…ネック部分、２６０…開口部、２６１…ネックの内表面、２６２…ボトル外径、２６３…ボトル高さ、２６４…ネジ山、２６６…ネジ山部分、２６８…ネジ山形成デバイス、２７０…内核ピース、２７２…外核ピース、２７４…ネジ山形成表面、２７６…ネジ山形成表面、２７８…チャック、２７９…軸中心、２８０…螺旋状のひだ、２８２…ネジ山直径、２８４…ネジ山ピッチ、２８６…上部分、２８８…ＲＯＰＰクロージャ、２９０…ＲＯＰＰ本体部分、２９１…ＲＯＰＰ頂部部分、２９２…ＲＯＰＰアパーチャ、２９４…ピルファ・バンド、２９６…鋸歯状の縁、２９８…ピルファ・バンド・スカート、３０２
…キャッピング装置、３０４…プレス・ブロック、３０６…ネジ山ローラ、３０８…ＲＯＰＰネジ山、３１０…ピルファ・ローラ、３１２…圧縮ブロック、３１４…ＲＯＰＰライナ、３１６…カール、３１８…ぎざぎざ部。
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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