[发明专利]由再循环的铝和增强的合金制造的具有带螺纹的颈部的冲挤的铝瓶

说明书

本申请是基于申请日为2014年4月7日，优先权日为2013年4月9日，申请号为201480032990.5，发明名称为：“由再循环的铝和增强的合金制造的具有带螺纹的颈部的冲挤的铝瓶”的专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.A.§119(e)要求2013年4月9日提交的美国临时专利申请序列号61/809,952的优先权，其在此全部引入作为参考。

技术领域

本发明总体上涉及在通过称为冲挤(impact extrusion)的工艺制造的金属瓶子上形成带螺纹的颈部。更具体地，本发明涉及在容器和其他制品的冲挤制造中使用的方法、设备和合金组合物，所述容器和其他制品具有足够的强度特性以容许容器颈部成螺纹以接收带螺纹的盖(封闭物，closure)。

背景技术

一般地，容器的构造和设计影响终端消费者，以及装瓶子工人(bottlers)、制造商、批发商、运输商和零售商(以下共同地称为“瓶子(装瓶)工业”)对容器满意的水平。铝瓶子给瓶子工业和消费者提供很多好处。铝瓶子提供理想的表面以用商标名、标示、设计、产品信息、和/或者其它优选标记装饰和因此给装瓶子工人、批发商、和零售商提供在销售时突出的能力。铝瓶子具有强度-重量比率的优点，与相当的玻璃瓶子相比其实现更高的堆积。铝瓶子增加的耐久性还减小在制造和运输过程中损坏容器的数量，导致进一步地节约。另外地，铝瓶子比玻璃瓶子更轻，导致运输过程中的能量节约。最后地，再循环铝瓶子更容易，因为标签和其它标示直接印于铝瓶子上，而玻璃和塑料瓶子典型地具有在再循环过程中必须分离的标签。

由于铝饮料瓶子提供的便利性，铝饮料瓶子尤其吸引消费者。铝瓶子的轻重量使它们较易携带。铝瓶子尤其适合在公共场所及室外使用，因为它们是耐久的、安全的且提供有效的免于光和空气的保护，其可对存储在铝瓶子中饮料的品质和味道产生负面影响。另外地，铝瓶子比由其它材料制成的饮料容器更快地冷却下来，导致更快速地得到冷饮(colder beverages)。玻璃瓶子不提供相同的便利性，因为它们比铝瓶子更重和更容易破碎。进一步地，一些公共设施和公园禁止玻璃瓶子，因为它们在破碎时会造成安全隐患。

在容器工业中铝饮料瓶子是已知的并且可使用冲挤工艺形成。冲挤是用于制造金属容器和具有独特形状的其他制品的工艺。产品典型地由包含钢、镁、铜、铝、锡、铅和其他合金的软化的金属毛坯(块，slug)制成。容器由通过冲头接触的冷毛坯在限制(狭窄)的模头(冲模)内形成。来自冲头的力使金属毛坯围绕冲头的外径和限制的模头的内径形变。在初始形状形成后，用反凸模排出机(counter-punch ejector)从冲头移除容器或者其他设备，和使用其他的颈缩和成型工具使设备成形为优选的形状。

在常规的冲挤工艺中，几乎纯的或者“原始的”铝由于其独特的物理特性而被使用，且通常被称作“1070”或者“1050”铝，其包含至少大约99.5％的纯铝。当前用1070或者1050铝合金制成的商业冲挤(IE)容器是非常柔软的且具有低机械性能和因此需要厚的壁。用于喷雾剂(气溶胶)的IE容器和其他压力器皿需要高强度和因此使用比传统的铝饮料容器更厚的样板(量规，gage)和更重的材料。由于这些容器的厚度和强度要求，制造所述容器的成本可显著高于制造常规金属饮料容器(其通常使用3104铝合金)的成本。传统IE容器的厚度也使得整体螺纹的制造更加复杂。进一步地，用于传统IE容器的铝合金的柔软性质太软以致于无法形成强至足以用带螺纹的盖(如滚式防盗(roll on pilfer proof)(ROPP)盖)闭合的整体螺纹。在由标准合金制造的IE瓶子上的整体螺纹的测试显示，与通过牵拉和挤拉(draw and ironing)工艺制造的容器的螺纹相比，带螺纹的区域将在显著较低的载荷力下坍塌(失效)。

使用3104铝合金的牵拉或者挤拉(D&I)的铝容器的制造导致相当数量的废铝材料。一般将废铝收集和再循环。然而，在过去，常规的冲挤合金不足够硬或强到被用于形成具有带螺纹的颈部的IE容器。使用一定百分比的与常规的冲挤合金共混的来自D&I工艺的废铝可由冲挤生产足够强的带螺纹的容器，这导致对瓶子工业的材料成本的节省和降低带螺纹的容器的环境足迹(footprint)。