生产缩颈容器的制造方法技术

本发明专利技术提供一种缩颈系统，该缩颈系统包括多个缩颈模，每个缩颈模具有至少部分是非抛光的缩颈表面（１０）和在该缩颈表面之后的非抛光的凹部（２０）。本发明专利技术还提供将金属容器缩颈的方法，包括：提供金属毛坯；将金属毛坯成形为瓶胚（１－１４）；以及将金属瓶胚（１－１４）缩颈，其中，缩颈步骤包括具有至少部分是非抛光的缩颈表面（１０）的至少一个缩颈模。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于生产饮料容器和气雾剂容器的缩颈模。
技术介绍
用于各种软饮料或哗酒的饮料罐通常通过沖拔工艺形成(即DI 罐)，其中，罐身(或側壁部分)和罐底通过冲拔金属板而一体地形成， 例如铝合金板或表面处理的钢板。常规DI罐的替代物包括由聚对苯二甲酸乙二酯树脂制成的双向 模制的容器(即，PET瓶)。但是，PET瓶的回收性大大小于铝DI 罐。因此，已经研究了利用沖拔工艺来提供由可回收金属制成的具有 PET瓶几何形状的容器。利用DI工艺来成形金属瓶的一个缺点在于 与缩颈过程相关的耗费时间和成本。缩颈通常包括一系列缩颈模和脱 模器，它们将瓶颈的直径逐步减小到最终尺寸。通常，用于53mm瓶 子类型的缩颈过程需要约28个缩颈模和脱模器，以便将罐直径从大约 53mm减小到大约26mm的最终开口直径。不利的是，与采用28个缩颈模和脱模器的生产有关的制造成本很 高。在每个现有的缩颈模中，缩颈表面通常被抛光为非常光滑的精整 表面(即，Ra2-4juin)，这增加了缩颈系统的成本。另外，通过28 个或更多的缩颈模将罐体缩颈所需的时间非常长，这也增加了铝瓶的 生产成本。最后，额外的缩颈工位也需要很大的投资。鉴于上述的评论，需要具有减少数量的缩颈模、因而减少生产成 本的制造铝瓶的方法
技术实现思路
总的说来，本专利技术提供了一种缩颈模设计，其允许每个用于对金 属瓶缩颈的缩颈模有更大程度的减径量。概括说来，缩颈模包括至少部分是非抛光的缩颈表面和在该缩颈 表面之后的非抛光凹部。所述至少部分是非抛光的缩颈表面包括非抛光平台、抛光的颈部 半径部分和抛光的肩部半径部分。非抛光的平台具有的几何形状和表 面光洁度可在被缩颈的结构不起皱的情况下进行缩颈。出于本公开的目的，术语"抛光"指的是表面具有光滑的、机加工的表面光洁度，其中，表面粗糙度(Ra)的范围大约为2-6Min。 出于本公开的目的，术语"非抛光"指的是表面具有粗糙表面，其中， 表面粗糙度(Ra )大于大约8 jj in。在本专利技术的另一方面，提供了缩颈系统，该缩颈系统包含上述的 缩颈模。概括说来，该缩颈系统包括多个缩颈模，每个缩颈模都具有至少部分是非抛光的缩颈表面和 在该缩颈表面之后的非抛光凹部。在根据本专利技术的具有至少部分是非抛光的表面的缩颈模中的减径 量大于使用传统的抛光缩颈模获得的减径程度。出于本公开的目的，术语"减径"是指减小罐体颈端处直径的模 中缩颈表面的几何形状。在模系统中，通过每一个连续模提供的减径 产生了瓶子颈部的最终尺寸。在本专利技术的另一方面中，提供了使用如上所述缩颈模系统的缩颈 方法，其中，该缩颈系统使用多个缩颈模，其包括现有系统不可能实 现的减径量。概括来说，该缩颈方法包括提供金属毛坯；将金属毛坯成形为瓶胚；以及将瓶胚缩颈，其中，缩颈步骤包括具有至少部分是非抛光的缩颈 表面的至少一个缩颈模。附图说明参考附图将更好地理解下面的详细说明，下面的详细说明以示例 形式给出并且不意在把本专利技术仅限于这些实例，其中，相同的标号代表相同的部件和部分，在附图中图1示出根据本专利技术用于53mm直径罐体的14级模缩颈过程的 示意图。图2示出根据本专利技术的初始缩颈模的一个实施例的侧剖面图。 图2a示出在瓶胚和缩颈表面之间的接触角的放大视图。 图3示出根据本专利技术的抛光缩颈表面的一个实施例的表面形貌。 图4示出根据本专利技术的非抛光缩颈表面的一个实施例的表面形貌。图5示出根据本专利技术的中间缩颈模的 一个实施例的侧剖面图。 图6示出根据本专利技术的最终缩颈模的 一 个实施例的侧剖面图。 图7示出根据本专利技术的在14级缩颈系统中每个缩颈模的肩部缩颈 表面的侧剖面图。图8的曲线图表示将铝瓶缩颈进入部分是非抛光的缩颈;漠所需缩 颈力和将瓶子缩颈进入抛光缩颈模所需缩颈力，其中，y轴表示以磅 (lbs)为单位的力，x轴表示瓶子插入缩颈模的距离(英寸)。具体实施例方式图1示出在通过根据本专利技术的缩颈系统进行缩颈的每个阶段之后 的瓶胚，其中，本专利技术的缩颈系统提供了比以前利用现有缩颈系统可 获得的缩颈减径方案更大幅的缩颈减径方案。图l示出了从产生第一 缩颈瓶胚1的初始缩颈模到产生最终缩颈瓶胚14的最终缩颈模的渐进 缩颈过程。虽然图1示出了包括14级的缩颈系统，但是下面的公开不 限于此，这是因为缩颈级数可根据瓶胚的材料、瓶胚的侧壁厚度、瓶 胚的初始直径、瓶子的最终直径、颈部轮廓的期望形状以及缩颈力而 改变。因此，已经设想了任意数量的缩颈模，并且这都落在本专利技术的 范围内，只要该渐进过程可在瓶胚不起皱的情况下提供缩颈。图2示出缩颈模的剖视图，该缩颈模包括至少部分是非抛光的缩 颈表面IO和在缩颈表面IO之后的非抛光凹部20。在一个实施例中， 部分是非抛光的缩颈表面10包括肩部半径部分11、颈部半径部分12 和平台部分13。本专利技术的一个方面是缩颈模的设计，其中，部分是非抛光的缩颈 表面10减小了缩颈表面和被缩颈的瓶胚之间的表面接触，从而减小了 将瓶子缩颈所需的力(下面称为"缩颈力，，)。令人预料不到的是，已 经确定具有更粗糙表面的缩颈表面比抛光表面对被缩颈瓶胚提供的阻 力更小。在现有技术中预料的是光滑表面提供更小的阻力并因此需要 更小的缩颈力，与此相反，已经确定光滑表面与被缩颈的瓶子之间具 有更大的表面接触，这导致更大的阻力和需要更大的缩颈力。在本发 明中，增加的表面粗糙度减小了缩颈表面和被缩颈瓶子之间的表面接 触，因而减小了所需的缩颈力。减小了将瓶胚缩颈所需的缩颈力使得缩颈模能具有比现有缩颈模 以前能获得的减径量更大幅度的减径量。在一个实施例中，非抛光的表面具有范围从大于或等于8juin到 小于或等于32|iin的表面粗糙度平均值(Ra)，只要该非抛光的缩颈 表面不以明显可见的方式不利地破坏瓶胚表面(涂层)光洁度的美学 特征。在一个实施例中，抛光的表面具有光洁度范围从2jiin到6uin 的表面粗糙度平均值(Ra)。图3示出通过ADE/相移分析和MapVue EX-表面形貌成像软件产生的缩颈模的抛光的平台部分13的一个实施 例的表面形貌。在该实例中，表面粗糙度(Ra)值大约是4.89pin。 图4示出通过ADE/相移分析和MapVue EX-表面形貌成像软件产生的 根据本专利技术的缩颈模的非抛光的平台部分13的一个实施例的表面形 貌。在该实例中，表面粗糙度(Ra)值大约是25.7uin。参考图2,在一个实施例中，部分是非抛光的缩颈表面10包括非 抛光的平台部分13、抛光的颈部半径部分12和抛光的肩部半径部分 11。在另一个实施例中，该至少部分是非抛光的缩颈表面IO可以是完 全非抛光的。参考图2a，瓶胚接触缩颈表面10的接触角oc可以小于32。，其中，该接触角是由射线54与射线51构成的，射线54垂直于 缩颈表面的平台部分13，而射线51垂直于瓶胚50接触缩颈表面的接 触点53处的平面切线52延伸，如图2a所示。非抛光平台部分13与脱模器(未示出)一起提供了工作表面，用 于在缩颈期间使瓶胚上部形成瓶颈。在一个实施例中，非抛光平台13 从平行于缩颈模中心线的模壁的颈部半径部分12的切点延伸。非抛光 的平台部分13可以沿着缩颈方向(沿着y轴)延伸小于0.5〃的距离 Yl，优选大约0.0625〃 。注意，非抛光平台部分13的尺寸只为说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缩颈系统，包括：　多个缩颈模，每个缩颈模具有至少部分是非抛光的缩颈表面和在该缩颈表面之后的非抛光凹部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A费杜萨，GL迈尔，RE迪克，
申请(专利权)人：美铝公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]