ES2921800T3

ES2921800T3 - Botella de aluminio extruido por impacto con cuello roscado fabricada a partir de aluminio reciclado y aleaciones mejoradas

Info

Publication number: ES2921800T3
Application number: ES14782344T
Authority: ES
Inventors: John Siles; De Liefvoort Matthias Van; Kevin Jentzsch
Original assignee: Ball Corp
Current assignee: Ball Corp
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2014-04-07
Publication date: 2022-08-31
Anticipated expiration: 2034-04-07
Also published as: CA2990040C; EP2983998B1; CA2990040A1; CN107985713A; CL2015002985A1; EP2983998A2; CA2908181C; US20210205868A1; WO2014168873A2; AU2014251206B2; US20170036255A1; CN105324316A; US9844805B2; CA2908181A1; US20180078982A1; WO2014168873A3; GT201500310A; MX2015013932A; US20140298641A1; JP6255084B2

Abstract

La presente invención se refiere en general a la formación de un cuello roscado en una botella de metal fabricada mediante un proceso conocido como extrusión por impacto. Más específicamente, la presente invención se refiere a métodos, aparatos y composiciones de aleación utilizados en la fabricación por extrusión por impacto de recipientes y otros artículos con suficientes características de resistencia para permitir enroscar los cuellos de los recipientes para recibir un cierre roscado en el cuello roscado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Botella de aluminio extruido por impacto con cuello roscado fabricada a partir de aluminio reciclado y aleaciones mejoradas

Referencia cruzada a aplicaciones relacionadas

Esta solicitud reclama prioridad bajo 35 U.S.C. §119(e) de la solicitud de patente provisional de EE. UU. con número de serie 61/809,952 presentada el 9 de abril de 2013.

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a la formación de un cuello roscado en una botella metálica fabricada mediante un proceso conocido como extrusión por impacto.

Antecedentes

En general, la configuración y el diseño de un recipiente afectan el nivel en el que los consumidores finales, así como los embotelladores, fabricantes, distribuidores, expedidores y minoristas, en lo sucesivo denominados colectivamente como "la industria embotelladora", están satisfechos con un recipiente. Las botellas de aluminio ofrecen muchos beneficios a la industria embotelladora y a los consumidores. Las botellas de aluminio brindan superficies ideales para decorar con marcas, logotipos, diseños, información de productos y/u otros signos preferidos y, por lo tanto, ofrecen a los embotelladores, distribuidores y minoristas la capacidad de destacarse en el punto de venta. Las botellas de aluminio tienen una ventaja de relación resistencia-peso que permite un mayor apilamiento que las botellas de vidrio comparables. La mayor durabilidad de las botellas de aluminio también reduce la cantidad de recipientes dañados durante el procesamiento y el envío, lo que genera más ahorros. Además, las botellas de aluminio son más livianas que las de vidrio, lo que permite ahorrar energía durante el envío. Finalmente, reciclar botellas de aluminio es más fácil porque las etiquetas y otros indicios se imprimen directamente en las botellas de aluminio, mientras que las botellas de vidrio y plástico suelen tener etiquetas que deben separarse durante el proceso de reciclaje.

Las botellas de aluminio para bebidas son particularmente atractivas para los consumidores debido a la comodidad que ofrecen. El peso ligero de las botellas de aluminio las hace más fáciles de transportar. Las botellas de aluminio son particularmente adecuadas para su uso en lugares públicos y al aire libre porque son duraderas, seguras y brindan una protección eficaz contra la luz y el aire que pueden afectar negativamente la calidad y el sabor de la bebida contenida en la botella de aluminio. Además, las botellas de aluminio se enfrían más rápido que los envases de bebidas hechos de otros materiales, lo que da como resultado bebidas más frías más rápido. Las botellas de vidrio no ofrecen la misma comodidad porque son más pesadas que las de aluminio y son más fáciles de romper. Además, algunas instalaciones y parques públicos prohíben las botellas de vidrio porque representan un riesgo para la seguridad cuando se rompen.

Las botellas de aluminio para bebidas son conocidas en la industria de los envases y pueden formarse utilizando un proceso de extrusión por impacto. La extrusión por impacto es un proceso utilizado para fabricar envases metálicos y otros artículos con formas únicas. Los productos generalmente están hechos de una pieza de metal ablandado compuesta de acero, magnesio, cobre, aluminio, estaño, plomo y otras aleaciones. El recipiente se forma dentro de una matriz de confinamiento a partir de un bloque disco que se pone en contacto con un pisón. La fuerza del pisón deforma el disco de metal alrededor de un diámetro exterior del pisón y el diámetro interior de la matriz de confinamiento. Una vez formada la forma inicial, el recipiente u otro aparato se retira del pisón con un eyector de contrapisón, y se utilizan otras herramientas de estrechamiento y conformación para formar el dispositivo en una forma preferida.

En un proceso de extrusión por impacto convencional, se usa aluminio casi puro o "virgen" debido a sus características físicas únicas, y se lo conoce comúnmente como aluminio "1070" o "1050" que se compone de al menos un 99,5 % de aluminio puro. Los recipientes extruidos por impacto (EI) comerciales actuales fabricados con una aleación de aluminio 1070 o 1050 son muy blandos y tienen propiedades mecánicas bajas y, por lo tanto, requieren paredes gruesas. Los recipientes de EI para aerosoles y otros recipientes a presión requieren una gran resistencia y, por lo tanto, utilizan un calibre más grueso y materiales más pesados que los recipientes de bebidas de aluminio tradicionales. Debido a los requisitos de grosor y resistencia de estos recipientes, el coste de fabricación de los recipientes puede ser significativamente mayor que el coste de fabricación de recipientes metálicos convencionales para bebidas que generalmente utilizan aleación de aluminio 3104. El espesor de los recipientes EI tradicionales también hace más compleja la fabricación de roscas integrales. Además, la naturaleza blanda de la aleación de aluminio utilizada para los recipientes EI tradicionales es demasiado blanda para formar roscas integrales que sean lo suficientemente fuertes para cerrar con un cierre roscado, tal como un cierre a prueba de hurtos (ROPP). Las pruebas de roscas integrales formadas en botellas EI fabricadas con aleaciones estándar muestran que el área roscada colapsará con una fuerza de carga sustancialmente menor en comparación con las roscas de un recipiente fabricado mediante un proceso de estirado y planchado.

La fabricación de envases de aluminio estirado y planchado (“drawn and ironed”, D&I) utilizando aleación de aluminio 3104 da como resultado una cantidad considerable de material de aluminio de desecho. El aluminio de desecho generalmente se recolecta y recicla. Sin embargo, en el pasado, las aleaciones de extrusión por impacto convencionales no eran lo suficientemente duras o fuertes para usarse para formar recipientes EI con cuello roscado. El uso de un porcentaje de aluminio de desecho del proceso D&I mezclado con aleaciones convencionales de extrusión por impacto podría producir un recipiente roscado suficientemente resistente a partir de la extrusión por impacto que generaría ahorros en costos de material para la industria del embotellado y reduciría la huella ambiental del recipiente. La solicitud de patente canadiense CA 2302557 A1 describe un proceso para la intrusión por impacto de cuerpos de lata de cuello largo que tienen un extremo roscado y una composición de aleación de aluminio para usar en el proceso.

Para satisfacer la necesidad de un recipiente para bebidas EI con una rosca para un cierre ROPP, la industria de recipientes comerciales normalmente une roscas al cuello de un recipiente para bebidas EI una vez que se ha formado el recipiente. Estas roscas externas suelen estar hechas de plástico o metal y en algunos casos se conocen como "outserts". Estas roscas externas tienen varias deficiencias, incluido un mayor costo, la complejidad del proceso de fabricación y características adversas de rendimiento de tapado, que incluyen tapones que giran en el cuello del recipiente y fugas del recipiente alrededor del tapón y/o outsert. Por lo tanto, existe una necesidad importante de un recipiente de aluminio EI que esté compuesto por contenido de aluminio reciclado que sea lo suficientemente duro y rígido para permitir la formación de un cuello roscado para recibir un cierre removible selectivamente tal como un cierre ROPP.

Resumen de la invención

En consecuencia, como se define en las reivindicaciones independientes 1 y 5, la presente invención contempla el uso de una aleación de aluminio de mayor resistencia que se puede usar durante un proceso de extrusión por impacto para formar recipientes con cuellos roscados integrales que tengan suficiente resistencia mecánica para cerrar con un cierre a prueba de hurtos (“roll on pilfer proof” ROPP). De acuerdo con la invención, la aleación de aluminio se compone en parte de un material de desecho reciclado tal como recipientes de bebidas de aluminio. La presente invención permite el uso de recipientes EI con paredes más delgadas que las que son posibles con un recipiente EI fabricado con métodos EI de aleación de aluminio 1070 o 1050. Por lo tanto, por primera vez, es posible fabricar un cuerpo de recipiente de aluminio EI de paredes delgadas y de menor costo con una rosca integral de alto rendimiento para tapar recipientes de bebidas a presión con un cierre roscado.

Por lo tanto, en una realización de la presente invención, se forma un recipiente lo suficientemente fuerte para roscar en un proceso de extrusión por impacto utilizando aleaciones únicas adaptadas específicamente para su uso en un proceso EI, dichas aleaciones únicas mezcladas a partir de diversos materiales de desecho con otros metales vírgenes. Además, se pueden añadir a la aleación elementos de aleación tales como, pero sin limitarse a, magnesio, para refinar la composición química de la aleación de aluminio reciclado de la presente invención.

En una realización de la presente invención, se proporciona una nueva aleación en la forma inicial de un disco de metal y se usa para formar un recipiente metálico en un proceso de extrusión por impacto, en donde el recipiente metálico tiene la resistencia suficiente para roscar el cuello. La aleación en una realización tiene una composición compuesta por un aluminio 3105 o 3104 reciclado y un aluminio 1070 relativamente puro para formar una nueva aleación reciclada.

Es otro aspecto de la presente invención proporcionar un procedimiento de fabricación de una botella metálica extruida por impacto con suficientes características de resistencia para roscar una parte del cuello de la botella metálica. El método generalmente comprende (1) formar un disco con una aleación de aluminio; (2) deformar el disco en una forma preferida en un proceso de extrusión por impacto para formar la botella metálica; y (3) formar roscas en la parte de cuello de la botella metálica, las roscas adaptadas para recibir un cierre roscado que puede abrirse y cerrarse selectivamente. El método puede comprender, además: (4) añadir un boruro de titanio a la aleación de aluminio; (5) formar discos individuales a partir de una losa formada a partir de un aparato de fundición; (6) recocer los discos individuales en un proceso de recocido continuo, y (7) acabar los discos mediante granallado para aumentar el área superficial de los discos. La aleación de aluminio en una realización se compone de un desecho de metal de al menos una de las aleaciones de aluminio 3104, 3004, 3003, 3103, 3013 y 3105 mezclada con una aleación de aluminio relativamente pura. Según la invención, la aleación de aluminio se mezcla a partir de aproximadamente el 60 % de una aleación de aluminio de desecho y aproximadamente el 40 % de una aleación de aluminio de 1070, en la que la aleación de aluminio de desecho comprende: entre 0,20% en peso de Si y 0,32% en peso de Si; entre 0,47% en peso de Fe y 0,59% en peso de Fe; entre 0,10% en peso de Cu y 0,22% en peso de Cu; entre 0,78% en peso de Mn y 0,90% en peso de Mn; entre 0,54% en peso de Mg y 0,66% en peso de Mg; entre 0,06% en peso de Zn y 0,18% en peso de Zinc; entre 0,00% en peso de Cr y 0,08% en peso de Cr; y entre 0,00% en peso de Ti y 0,08% en peso de Ti.

En una realización preferida, la aleación de aluminio de desecho comprende aproximadamente 0,26% de Si; aproximadamente 0,53% de Fe; aproximadamente 0,16% de Cu; aproximadamente de 0,84% de Mn; aproximadamente 0,60% de Mg; aproximadamente 0,12% de Zn; aproximadamente 0,02% de Cr; y aproximadamente 0,02% de Ti. La aleación de aluminio consiste preferentemente entre 98,15 % de aluminio y 98,50 % de aluminio; entre 0,16% de Si y 0,20% de Si; entre de 0,37% Fe y 0,41% de Fe; entre 0,08% de Cu y 0,12% de Cu; entre 0,48% de Mn y 0,54% de Mn; entre 0,34% de Mg y 0,40% de Mg; entre 0,06% de Zn y 0,10% de Zn; entre 0,01% de Cr y 0,04% de Cr; y entre 0,00% de Ti y 0,04% de Ti. En una realización, la aleación de aluminio consta de: aproximadamente 98,33 % de aluminio; aproximadamente 0,18% de Si; aproximadamente 0,39% de Fe; aproximadamente 0,10% de Cu; aproximadamente 0,51 % de Mn; aproximadamente 0,37% de Mg; alrededor de 0,08% de Zn; aproximadamente 0,02% de Cr; y aproximadamente 0,02% de Ti.

En una realización, las roscas tienen un diámetro exterior de entre aproximadamente 3,556 cm (1,4 pulgadas) y aproximadamente 4,064 cm (1,6 pulgadas). En una realización preferida, el diámetro exterior de las roscas está entre aproximadamente 3,6576 cm (1,44 pulgadas) y aproximadamente 3,9116 cm (1,54 pulgadas). En otra realización, las roscas tienen un diámetro exterior entre aproximadamente 3,048 cm (1,2 pulgadas) y aproximadamente 3,556 cm (1,4 pulgadas). En una realización preferida, el diámetro exterior de las roscas está entre aproximadamente 3,1496 cm (1,24 pulgadas) y aproximadamente 3,4036 cm (1,34 pulgadas). En aún otra realización, las roscas tienen un diámetro exterior entre aproximadamente 2,54 cm (1,0 pulgadas) y aproximadamente 3048 cm (1,2 pulgadas). En una realización preferida, el diámetro exterior de las roscas está entre aproximadamente 2667 cm (1,05 pulgadas) y aproximadamente 2921 cm (1,15 pulgadas). En aún otra realización, el diámetro exterior de las roscas está entre aproximadamente 2,54 cm (1,0 pulgadas) y aproximadamente 4064 cm (1,6 pulgadas). En una realización, las roscas tienen un paso, o distancia desde la cresta de una rosca hasta la cresta de otra rosca, de entre aproximadamente 0,254 cm (0,10 pulgadas) y aproximadamente 0,381 cm (0,15 pulgadas). En otra realización, el paso es de aproximadamente 0,3175 cm (0,125 pulgadas) o aproximadamente ocho roscas por pulgada. En otra realización, una parte del cuerpo de botella metálica tiene un grosor de entre aproximadamente 0,024892 cm (0,0098 pulgadas) y aproximadamente 0,03937 cm (0,0155 pulgadas). En una forma de realización más preferida, la botella tiene un espesor entre aproximadamente 0,03429 cm (0,0135 pulgadas) y aproximadamente 0,03683 cm (0,0145 pulgadas). En otra realización más, la botella metálica tiene un diámetro de entre aproximadamente 6,604 cm (2,6 pulgadas) y aproximadamente 7,239 cm (2,85 pulgadas). En una realización preferida, el diámetro de la botella metálica puede estar entre 6,7056 cm (2,64) y 6,985 cm (2,75 pulgadas). En una realización, la botella metálica tiene una altura entre aproximadamente 15,748 cm (6,2 pulgadas) y aproximadamente 18,415 cm (7,25 pulgadas). En otra realización, la botella metálica tiene una altura entre aproximadamente 15,748 cm (6,2 pulgadas) y aproximadamente 16,002 cm (6,3 pulgadas). En otra realización más, la altura de la botella metálica está entre aproximadamente 18,034 cm (7,1 pulgadas) y aproximadamente 18,415 cm (7,25 pulgadas).

Otro aspecto es proporcionar un método de extrusión por impacto y roscado de una parte de cuello de una botella metálica formada por una aleación de aluminio reciclado. El método incluye, pero no se limita a: (1) proporcionar material de aluminio de desecho; (2) fundir el material de aluminio de desecho con una aleación de aluminio 1070 para formar la aleación de aluminio reciclado, donde la aleación de aluminio reciclado comprende: aproximadamente 98,33 % de aluminio, aproximadamente 0,18 % de Si, aproximadamente 0,39 % de Fe, aproximadamente 0,10 % de Cu, aproximadamente 0,51 % de Mn, aproximadamente 0,37 % de Mg, aproximadamente 0,08 % de Zn, aproximadamente 0,02 % de Cr y aproximadamente 0,02 % de Ti; (3) moldear la aleación de aluminio reciclado en una losa; (4) laminar la losa hasta un espesor especificado de entre aproximadamente 0,299974 cm (0,1181 pulgadas) y aproximadamente 1,400048 cm (0,5512 pulgadas); (5) enfriar la losa a una temperatura predeterminada a una temperatura ambiente entre aproximadamente 15°C (59°F) y aproximadamente 50°C (122°F); (6) perforar discos a partir de la losa enfriada; (7) recocer los discos, donde la temperatura máxima de los discos está entre aproximadamente 450°C (842°F) y aproximadamente 570°C (1058°F); (8) extrusión por impacto de un disco para formar un tubo extruido; (9) formar una parte de cúpula inferior en el tubo extruido; (10) entallar el tubo extruido para formar la botella de aluminio, teniendo la botella de aluminio la parte de cúpula inferior, una parte de cuerpo, la parte de cuello que se extiende hacia arriba desde la parte de cuerpo, y una abertura colocada en una parte superior de la parte de cuello; (11) recortar al menos una parte de la parte superior de la parte del cuello; y (12) formar roscas en la parte del cuello de la botella metálica, las roscas adaptadas para encajar a rosca en un cierre. En una realización, la losa se enfría entre aproximadamente 4 horas y aproximadamente 8 horas. En otra realización, la losa se enfría durante más de 24 horas. En aún otra realización, la losa se enfría durante más de 1 semana.

La formación de roscas en la parte del cuello generalmente comprende colocar la botella metálica en un mandril para sostener la botella metálica y sujetar la botella metálica en una posición predeterminada. Una pieza interior de núcleo de un dispositivo formador de roscas se sitúa en la abertura de la botella metálica en contacto con una parte de la superficie interior del cuello de la botella metálica. Una pieza exterior de núcleo del dispositivo formador de roscas se coloca en contacto con una superficie exterior del cuello de la botella metálica. Se aplica una fuerza de compresión al cuello de la botella metálica mediante las superficies roscadas de la pieza interior de núcleo y de la pieza exterior de núcleo. Las superficies de formación de roscas de las piezas de núcleo interior y exterior tienen porciones cóncavas y convexas predeterminadas para formar roscas de un tamaño y geometría predeterminados en la botella metálica. El dispositivo formador de roscas gira alrededor de un centro axial de la botella metálica de manera que la pieza interior de núcleo y la pieza exterior de núcleo se mueven alrededor de una circunferencia del cuello de la botella metálica.

El método puede comprender además: (13) planchar la pared del tubo extruido para aumentar el grosor de al menos una parte de la parte de cuello, donde el grosor de al menos una parte de la región de cuello es mayor que el grosor de la parte de cuerpo de la botella metálica, y donde el grosor de al menos una parte de la región de cuello es de aproximadamente 0,03175 cm (0,0125 pulgadas) y aproximadamente 0,03937 cm (0,0155 pulgadas); y (14) sellar la boca de la botella metálica con un cierre ROPP. El cierre ROPP generalmente comprende una parte superior, una parte de cuerpo generalmente cilíndrica que se extiende hacia abajo desde la parte superior, una banda anti hurto desmontable formada en la parte más inferior de la parte del cuerpo cilíndrico, una abertura abierta hacia abajo y un revestimiento en una parte superior interior del cierre ROPP. La parte de cuerpo cilíndrico del cierre ROPP utilizado para sellar la abertura de la botella metálica está inicialmente desenroscada. El sellado de la botella metálica generalmente comprende: colocar el cierre ROPP sobre las roscas en la parte del cuello de la botella metálica; presionar el cierre ROPP hacia abajo sobre las superficies de sellado formadas en la parte superior de la parte de cuello de la botella metálica, comprimir un revestimiento del cierre ROPP entre las superficies de sellado y la parte superior del cierre ROPP; presionar un rodillo de rosca contra una superficie exterior de la parte de cuerpo cilíndrico del cierre ROPP, donde el rodillo de rosca aplica una fuerza de compresión a la parte de cuerpo cilíndrico y gira alrededor del cierre ROPP para formar roscas en la parte del cuerpo cilíndrico; y presionar un rodillo anti hurto contra una superficie exterior de la banda anti hurto para evitar que la banda anti hurto se retire de la parte de cuello de la botella metálica cuando se retira el cierre ROPP de la botella metálica.

La extrusión por impacto del disco puede comprender: colocar el disco en una matriz que tiene una forma cónica; e impactar el disco con un pisón de acero que tiene una forma predeterminada, donde el tubo extruido se extruye hacia atrás fuera de la matriz. En una realización, la matriz tiene una dureza Vickers (HV) de entre aproximadamente 920 HV y aproximadamente 1080 HV. En una realización más preferida, la matriz tiene una dureza de entre aproximadamente 970 HV y aproximadamente 1030 HV. En una realización aún más preferida, la matriz tiene una dureza de entre aproximadamente 990 HV y aproximadamente 1010 HV. En una realización, el pisón tiene una dureza de entre aproximadamente 600 HV y aproximadamente 760 HV. En una realización más preferida, el pisón tiene una dureza de entre aproximadamente 640 HV y aproximadamente 720 HV. En una realización aún más preferida, el pisón tiene una dureza de entre aproximadamente 670 HV y aproximadamente 690 HV. En una realización, el disco tiene un diámetro de entre aproximadamente 4,0894 cm (1,61 pulgadas) y aproximadamente 4,8514 cm (1,91 pulgadas). En una realización más preferida, el disco tiene un diámetro de entre aproximadamente 4,3434 cm (1,71 pulgadas) y aproximadamente 4,5974 cm (1,81 pulgadas). En una realización aún más preferida, el disco tiene un diámetro de entre aproximadamente 4,445 cm (1,75 pulgadas) y aproximadamente 4,48564 cm (1,766 pulgadas). En una realización, el disco tiene una altura de entre aproximadamente 0,4318 cm (0,17 pulgadas) y aproximadamente 0,6858 cm (0,27 pulgadas). En otra realización, el disco tiene una altura de entre aproximadamente 0,508 cm (0,20 pulgadas) y aproximadamente 0,5969 cm (0,235 pulgadas). En una realización aún más preferida, el disco tiene una altura de entre aproximadamente 0,54864 cm (0,216 pulgadas) y aproximadamente 0,55118 cm (0,217). En una realización, el disco tiene una masa de entre aproximadamente 19,56117 g (0,69 onzas) y aproximadamente 24,805833 g (0,875 onzas). En una realización más preferida, el disco tiene una masa de entre aproximadamente 19,8447 g (0,7 onzas) y aproximadamente 24,522338 g (0,865 onzas). En una realización aún más preferida, el disco tiene una masa de entre aproximadamente 20,97865 g (0,740 onzas) y aproximadamente 20,553404 g (0,825 onzas).

En otra realización, la aleación de aluminio comprende: entre aproximadamente 97,70 % en peso de aluminio y aproximadamente 98,05 % en peso de aluminio; entre aproximadamente 0,20 % en peso de Si y aproximadamente 0,24 % en peso de Si; entre aproximadamente 0,44% en peso de Fe y aproximadamente 0,48 % en peso de Fe; entre aproximadamente 0,11 % en peso de Cu y aproximadamente 0,15% en peso de Cu; entre aproximadamente 0,65 % en peso de Mn y aproximadamente 0,71 % en peso de Mn; entre aproximadamente 0,46 % en peso de Mg y aproximadamente 0,52 % en peso de Mg; entre aproximadamente 0,08 % en peso de Zn y aproximadamente 0,12 % en peso de Zinc; entre aproximadamente 0,01 % en peso de Cr y aproximadamente 0,04 % en peso de Cr; y entre aproximadamente 0,00 % en peso de Ti y aproximadamente 0,04 % en peso de Ti.

Las roscas están formados por un dispositivo formador de roscas, comprendiendo el dispositivo formador de roscas: un mandril para sujetar la botella metálica en una posición predeterminada; una pieza interior de núcleo con una primera superficie de formación de rosca operable para aplicar una fuerza a una superficie interior de la parte del cuello de la botella metálica; y una pieza exterior de núcleo con una segunda superficie formadora de rosca operable para aplicar una fuerza a una superficie exterior de la parte de cuello de la botella metálica, en donde el dispositivo formador de rosca es operable para girar alrededor de un centro axial de la botella metálica.

Otro aspecto más es una botella metálica con un cuello roscado, comprendiendo la botella metálica generalmente: una parte de cúpula inferior; una parte de cuerpo que se extiende hacia arriba desde la parte de cúpula inferior; una parte de cuello que se extiende hacia arriba desde la parte de cuerpo; roscas formadas en una superficie exterior de la parte de cuello; y una abertura situada en la parte superior de la parte del cuello. Las superficies de sellado se forman en la parte superior de la botella metálica y se forma un faldón de banda anti hurto en la parte del cuello de la botella metálica.

La botella metálica se compone de una aleación de aluminio reciclado como se define en la reivindicación independiente 5.

El cuello roscado de la botella metálica tiene una geometría predeterminada adaptada para recibir un cierre ROPP, teniendo las roscas adaptadas para recibir el cierre ROPP un diámetro interior de aproximadamente 3,81 cm (1,5 pulgadas). En otra realización, las roscas están adaptadas para recibir el cierre ROPP que tiene un diámetro interior de aproximadamente 3302 cm (1,3 pulgadas). En otra realización más, las roscas están adaptadas para recibir el cierre ROPP que tiene un diámetro interior de aproximadamente 2794 cm (1,1 pulgadas). En una realización, las roscas tienen un paso de entre aproximadamente 0,254 cm (0,10 pulgadas) y aproximadamente 0,381 cm (0,15 pulgadas). En otra realización, el paso de las roscas es de aproximadamente 0,3175 cm (0,125 pulgadas), o aproximadamente ocho roscas por pulgada.

En una realización, la botella metálica tiene un cuerpo con un diámetro de entre aproximadamente 6,44398 cm (2,537 pulgadas) y aproximadamente 7,20852 cm (2,838 pulgadas). En una realización más preferida, el cuerpo del metálico tiene un diámetro de entre aproximadamente 6,8072 cm (2,68 pulgadas) y aproximadamente 6,8453 cm (2,695 pulgadas). En una realización, la botella metálica tiene una altura de entre aproximadamente 15,24 cm (6,0 pulgadas) y aproximadamente 18,796 cm (7,4 pulgadas). En otra realización, la botella metálica tiene una altura de entre aproximadamente 15,6845 cm (6,175 pulgadas) y aproximadamente 16,0655 cm (6,325 pulgadas). En una realización preferida, la botella metálica tiene una altura de entre aproximadamente 15,748 cm (6,2 pulgadas) y aproximadamente 16,002 cm (6,3 pulgadas). En otra realización más, la botella metálica tiene una altura de entre aproximadamente 18,06448 cm (7,112 pulgadas) y aproximadamente 18,44802 cm (7,263 pulgadas). En una realización preferida, la botella metálica tiene una altura de entre aproximadamente 18,19148 cm (7,162 pulgadas) y aproximadamente 18,32102 cm (7,213 pulgadas).

En diversas realizaciones, se proporcionan recipientes ligeros con cuellos roscados que comprenden contenido reciclado. Se puede realizar al menos una de las siguientes ventajas: relación resistencia/peso; presiones de estallido; presiones de deformación; resistencia a las abolladuras; resistencia al rayado o excoriación; y/o reducción de peso y contenido de metal. También se contemplan otras ventajas. Además, los aspectos y características de la presente invención proporcionan recipientes con mayor resistencia al recocido posterior que permite materiales de revestimiento con temperaturas de curado más altas. En varias realizaciones, se contempla una aleación para producir recipientes EI con mayor resistencia al recocido posterior, lo que da como resultado un mejor rendimiento del recipiente y utiliza recubrimientos que requieren temperaturas de curado más altas. También se contemplan diseños de recipientes y diseños de herramientas para producir dichos recipientes.

En varias realizaciones, se proporciona un disco de aluminio y el recipiente EI correspondiente con características de resistencia suficientes para enroscar el cuello y que comprende material reciclado. El contenido reciclado puede ser contenido post-industrial o post-consumo, cuyo uso mejora la eficiencia general del producto y del proceso. Una parte importante del material de desecho conocido, como los despojos de los procesos de fabricación de vasos, contiene una mayor concentración de elementos de aleación que la aleación base 1070 que se usa actualmente. Estos elementos de aleación, al mismo tiempo que proporcionan diversas ventajas ambientales y de costes, modifican las características metalúrgicas del aluminio. Por ejemplo, la inclusión de estos elementos aumenta el rango de temperatura de solidificación. Los desafíos del moldeo están, por lo tanto, presentes. A medida que aumenta el límite elástico y disminuye la ductilidad, se crean problemas con respecto al laminado de la tira, por ejemplo. Se sabe que las características de recristalización cambian, lo que requiere cambios potenciales en el(los) tratamiento(s) termomecánico^), incluidos, entre otros: temperaturas de laminado, reducciones de laminado, temperaturas de recocido, proceso de recocido y/o tiempos de recocido. La mayor resistencia a la tracción última y el límite elástico aumentan las cargas de tonelaje al perforar discos.

Además, la rugosidad de la superficie y la lubricación de los discos de la presente invención son críticas debido a las características metalúrgicas modificadas. Las cargas de tonelaje en las prensas de extrusión son típicamente más altas en relación con los discos de la presente invención. En diversas realizaciones, la mayor resistencia del material de la presente invención permite lograr las especificaciones de rendimiento estándar del recipiente con pesos y/o espesores de pared del recipiente significativamente más bajos.

En otro aspecto, se contemplan herramientas específicas como entalladores o estrechadores de cuello, herramientas de roscado, cortadores y otros dispositivos para usar con las aleaciones novedosas y que se usan en conjunto con el proceso de extrusión por impacto y para formar roscas en recipientes EI. En la presente invención también se contemplan técnicas de fabricación novedosas adicionales asociadas con el uso de las composiciones de aleación novedosas.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos, que se incorporan y constituyen una parte de la memoria descriptiva, ilustran realizaciones de la invención y junto con el resumen de la invención dado anteriormente y la descripción detallada de los dibujos que se dan a continuación, sirven para explicar los principios de estas realizaciones. Los expertos en la técnica reconocerán que la siguiente descripción es meramente ilustrativa de los principios de la invención, que pueden aplicarse de diversas formas para proporcionar muchas realizaciones alternativas diferentes. En ciertos casos, pueden haberse omitido detalles que no son necesarios para la comprensión de la divulgación o que dificultan la percepción de otros detalles. Debe entenderse, por supuesto, que la invención no se limita necesariamente a las realizaciones particulares ilustradas en este documento. Además, debe entenderse que los dibujos no están necesariamente a escala.

Fig. 1 ilustra un procedimiento para fabricar un disco de aleación a partir de un material de aluminio reciclado;

Fig. 2 ilustra un procedimiento de extrusión por impacto para usar con el material de aluminio reciclado, y es una continuación del proceso que se muestra en la Fig. 1;

Fig. 3 ilustra un proceso de recocido continuo;

Figs. 4A y 4B ilustran un procedimiento y las herramientas asociadas utilizadas para formar roscas en una botella metálica según una realización de la presente invención;

Fig. 5A es una vista en alzado frontal fragmentada de un cuello roscado de una botella metálica de una realización de la presente invención;

Fig. 5B es una vista prospectiva fragmentada de diseños de cuello roscado de botellas metálicas fabricadas por extrusión por impacto de acuerdo con ciertas realizaciones de la presente invención;

Figs. 6A y 6B ilustran un procedimiento para sellar una botella metálica con un cierre;

Fig. 7 ilustra un procedimiento y las herramientas asociadas utilizadas para formar roscas en un cierre ROPP según una realización de la presente invención;

Fig. 8 son vistas en alzado frontal de botellas metálicas selladas según diversas realizaciones de la presente invención; Fig. 9 ilustra una composición de aleación y una comparación del Material 1 y el Material 2;

Fig. 10 ilustra un cabezal de pisón y una matriz de prensa utilizados en diversas realizaciones de la presente invención; Fig. 11 ilustra la resistencia a la presión de deformación para recipientes fabricados con el Material 1 y el Material 2; Fig. 12 ilustra la resistencia a la presión de estallido para el Material 1 y el Material 2; y

Fig. 13 ilustra la masa del recipiente para la muestra de Material 1 y la muestra de Material 2.

En el presente documento se proporciona una lista de componentes de los diversos componentes que se muestran en los dibujos:

Número Componente

100 Método de fabricación de una aleación.

102 Piezas de aluminio de desecho

104 Horno rotatorio

106 Fundición de lingotes, arrabio

108 Horno de reverbero

110 Horno de pozo lateral

112 Horno de reverbero

114 Boruro de titanio

116 Máquina de moldeo de Hazelett

118 Máquina de moldeo de correa de rueda

120 Máquina de moldeo de doble rodillo

122 Máquina de moldeo de bloques

124 Tren de laminación en caliente

126 Tren de laminación en caliente

128 Tanque de enfriamiento

Tren de laminación en frio

Enfriamiento

Perforado

Recocido por lotes

Recocido continuo

Acabado en tambor

Acabado por granallado

Método de fabricación de un recipiente metálico Lubricación de discos

Extrusión por impacto

Planchado de paredes

Formación de cúpula

Cepillado

Lavado

A Revestimiento interior

B Curación

A Revestimiento base

B Curación

A Decoración

B Curación

A Barnizado

B Curación

Formación de cúpula

Estrechamiento

Formación

Realce

Recorte

Rizado

Molino de boca

Formación de roscas

Inspección

Paquete

Paletizar

Llenado

Sellado

Botella metálica

Parte de cuerpo

Parte de cúpula inferior

Parte de pared lateral

Parte de cuello

Apertura

Superficie interior del cuello

Diámetro exterior de la botella

Altura de la botella

Roscas

Parte de rosca

Dispositivo formador de roscas

Pieza interior de núcleo

Pieza exterior de núcleo

Superficie de formación de roscas Superficie de formación de roscas

Mandril

Centro axial

Crestas helicoidales

Diámetro de rosca

Paso de rosca

Parte superior

Cierre ROPP

Parte de cuerpo ROPP

Parte superior ROPP

Apertura ROPP

Banda de anti hurto

296 Dentaciones

298 Faldón de banda anti hurto

302 Aparato de tapado

304 Bloque de prensa

306 Rodillo de rosca

308 Roscas ROPP

310 Rodillo de anti hurto

312 Bloque de compresión

314 Revestimiento ROPP

316 Rizo

318 Moleteado

Descripción detallada

Para familiarizar a los expertos en las artes pertinentes más estrechamente relacionadas con la presente invención, se describe aquí una realización preferida que ilustra el mejor modo ahora contemplado para poner en práctica la invención mediante, y con referencia a, los dibujos adjuntos que forman parte de la especificación. El ejemplo de realización se describe en detalle sin intentar describir todas las diversas formas y modificaciones en las que se podría realizar la invención. Como tales, las realizaciones descritas en el presente documento son ilustrativas y, como resultará evidente para los expertos en la materia, pueden modificarse de numerosas formas dentro del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Como se indica en las tablas y el texto adjuntos, varias aleaciones de aluminio se identifican mediante indicaciones numéricas como 1070 o 3104. Como apreciará un experto en la materia, el aluminio se designa por sus principales elementos de aleación correspondientes, normalmente en una disposición de cuatro dígitos. El primero de estos cuatro números corresponde a un grupo de aleaciones de aluminio que comparten un elemento de aleación principal, como 2XXX para cobre, 3XXX para manganeso, 4XXX para silicio, etc. Por lo tanto, cualquier referencia a las diversas aleaciones de aluminio es consistente con las designaciones utilizadas en toda la industria de fabricación de recipientes y aluminio.

Con referencia ahora a las siguientes tablas y figuras, se proporciona una nueva aleación de aluminio reciclado para usar en un disco metálico usado en un proceso de extrusión por impacto para fabricar botellas metálicas conformadas con características de resistencia suficientes para roscar la parte del cuello. Debe entenderse, por supuesto, que la invención no se limita a las realizaciones particulares ilustradas en los dibujos.

Los procedimientos, aparatos y composiciones de aleaciones utilizados en la fabricación de discos utilizados para fabricar recipientes y otros artículos a partir de la extrusión por impacto se describen en la solicitud de patente provisional de EE. UU. con número de serie 61/535.807 y la solicitud de patente de EE. UU. con número de serie 13/617.119.

En muchos de los gráficos y ejemplos proporcionados a continuación, el término "aleación de aluminio reciclado" (que puede abreviarse como ^{" A r " )}seguido de un número puede usarse para identificar una aleación particular de la presente invención. Por lo tanto, el término "aleación de aluminio reciclado" o "RA" es simplemente un identificador de un metal que contiene aluminio reciclado. En algunos casos, la aleación de aluminio 3104 comúnmente conocida en la técnica se recicla con otro material, normalmente la aleación de aluminio 1070. El número y porcentaje que se usa después del término "aluminio reciclado" identifica el porcentaje de esa aleación 3104 reciclada que se combina con una aleación de aluminio 1070 para formar la nueva aleación que se usa en un proceso de extrusión por impacto. Por ejemplo, la aleación de aluminio reciclado 310430 % o RA 3104-30 identifica que un 30 % de una aleación 3104 se ha combinado con un 70 % de una aleación de aluminio 1070 relativamente pura para formar una nueva aleación que tiene la composición metalúrgica de Si, Fe, Cu, etc. proporcionados en las tablas. Otras tablas se refieren al número "3105" y un porcentaje de esa aleación proporcionado en una aleación dada, como 20% o 40%. De forma similar a la aleación 3104, el término "3105" es una aleación de aluminio bien conocida por los expertos en la materia, y el 20 % o el 40 % refleja la cantidad de esa aleación que se mezcla con una aleación de aluminio 1070 relativamente pura para formar la nueva aleación que se utiliza en el proceso de extrusión por impacto y disco de metal para fabricar un recipiente como una lata de aerosol. Aunque no se proporciona en el cuadro a continuación, también es factible usar material de desecho 3004 o lingotes de aluminio 3004 que no sean desechos en el proceso para crear nuevas aleaciones. La Tabla 1 a continuación identifica un ejemplo de las diversas composiciones de las aleaciones discutidas en este documento. Todos los valores enumerados en la tabla son valores aproximados.

Tabla 1

La Tabla 2 ilustra composiciones de materiales de discos reciclados donde el aluminio puro es aleación de aluminio 1070 y el material de desecho reciclado es 3104 en diferentes porcentajes. Todos los valores enumerados en la tabla son valores aproximados.

Tabla 2

La Tabla 3 ilustra las composiciones de materiales de discos reciclados, en las que el aluminio puro es la aleación de aluminio 1070 y el material de desecho reciclado es la aleación 3105 en diferentes porcentajes. Todos los valores enumerados en la tabla son valores aproximados.

Tabla 3

La Tabla 4 ilustra las composiciones de materiales de discos reciclados, en las que el aluminio puro es la aleación de aluminio 1070 y el material de desecho reciclado es la aleación 3004 en diferentes porcentajes. Todos los valores enumerados en la tabla son valores aproximados.

Tabla 4

La Tabla 5 ilustra composiciones de materiales de discos reciclados, en las que la aleación de aluminio 1070 se combina con un material de aluminio reciclado con la composición indicada. El material de aluminio reciclado representa una aleación formada a partir de varios materiales de aluminio de desecho. Todos los valores enumerados en la tabla son valores aproximados.

Tabla 5

La figura 1 ilustra un procedimiento 100 de fabricación de una aleación a partir de aluminio reciclado. Si bien en la figura 1 se ilustra un orden general del procedimiento 100, el procedimiento 100 puede incluir más o menos pasos y el orden de los pasos se puede organizar de manera diferente al procedimiento 100 ilustrado en la figura 1. El aluminio reciclado se procesa para hacer discos, que pueden usarse en un proceso de extrusión por impacto. Después de la formación de los discos, los discos se procesan para fabricar una botella metálica como se proporciona en la Fig. 2, que se analiza con mayor detalle a continuación.

Un aspecto de la presente invención es un método para fabricar un material de aluminio reciclado. El material del disco de aluminio reciclado comprende aluminio de desecho reciclado y aluminio puro, que se funden y moldean juntos para formar un disco de aluminio reciclado novedoso. El material de aluminio reciclado adecuado puede incluir muchas aleaciones 3XXX, especialmente las aleaciones 3005, 3104, 3105, 3103, 3013 y 3003. En cantidades más pequeñas, se pueden usar otras aleaciones para lograr la química deseada. Los desechos de aleación 3104 se obtienen comúnmente de las plantas de latas de bebidas. La aleación 3005 se obtiene comúnmente de la industria automotriz. El aluminio puro puede incluir aleaciones de aluminio 1070 o 1050. Se puede utilizar una variedad de fuentes de aluminio de desecho como fuente para el elemento de aleación de la aleación de aluminio reciclado de la presente invención. Las aleaciones de aluminio puro como 1050 o 1070 se pueden usar con adiciones elementales para lograr la composición química objetivo de la aleación de aluminio reciclado.

Fusión

Las piezas de desecho que comprenden aluminio de desecho reciclado se funden para facilitar la mezcla con el aluminio puro fundido 102. El aluminio de desecho reciclado puede comprender aleaciones de aluminio 3005, 3104, 3105, 3003, 3013 o 3103. Cuando la llama del horno entra en contacto directo con el aluminio reciclado, se oxida una pequeña cantidad de la superficie de aluminio. Si el área superficial es grande, tal como piezas de desecho compactadas, la cantidad de material oxidado y la pérdida de masa fundida son mayores que si las piezas de desecho comprenden un área de superficie pequeña. Por lo tanto, los hornos de fusión que utilizan métodos indirectos para calentar los materiales son preferibles a los que utilizan el impacto directo de la llama.

Más específicamente, la fusión puede ocurrir en varios tipos de hornos. Por ejemplo, se puede usar un horno de reverbero 112 que es típico para producir discos de extrusión por impacto convencionales. El aluminio está sujeto al impacto directo de la llama. Cuando se derriten piezas compactadas de aluminio delgado, es probable que la pérdida por fusión sea alta. Por lo tanto, un horno de reverbero 112 no es un método preferido para producir trozos de aleación de aluminio reciclado debido a la alta pérdida por fusión.

En general, se prefiere un horno que utilice un método indirecto para calentar los materiales. Los hornos que utilizan un método indirecto para calentar materiales incluyen, entre otros, hornos de pozo lateral 110 y hornos rotatorios 104. Por lo tanto, un horno de pozo lateral 110 puede usarse como horno. Los hornos de pozo lateral contienen el aluminio y los quemadores de gas transfieren calor al metal fundido. Luego, el metal fundido se usa para fundir los desechos. Los hornos de pozo lateral también tienen un impulsor que hace circular el baño fundido a través de un pozo lateral. El aluminio de desecho se introduce en el pozo lateral a una velocidad tal que el material se funde en gran medida antes de que circule hacia la parte del horno del pozo lateral donde es posible el impacto directo de la llama. El uso de un horno de pozo lateral 110 es un método preferido para fundir desechos para la producción de aleación de aluminio reciclado.

Alternativamente, se puede usar un horno rotatorio 104. Un horno rotatorio 104 es similar a una hormigonera. El aluminio de desecho cae en una esquina del cilindro giratorio. La llama se aleja de esta área y calienta el revestimiento refractario. El revestimiento caliente gira y entra en contacto con el aluminio y transfiere energía al aluminio. Un horno rotatorio 104 es un método preferido para fundir desechos para la producción de la aleación de aluminio reciclado. Si se utiliza un horno rotatorio 104 o un horno de pozo lateral 110, los desechos que salen del horno rotatorio 104 o del horno de pozo lateral 110 puede fundirse y moldearse en lingotes, o arrabio 106 en una operación separada de la producción de lingotes. Estos lingotes, o arrabio pueden fundirse en un segundo horno de reverbero 108 con una mínima pérdida de masa fundida porque el área superficial es relativamente pequeña. Si se produce una pérdida de fusión elevada durante el proceso de fusión, se debe eliminar la escoria del baño.

En una realización, se añade boruro de titanio (TiBor) 114 a la mezcla fundida de aleaciones de aluminio justo antes de la colada normalmente mediante una alimentación continua de aluminio con una dispersión de boruro de titanio. Alternativamente, el TiBor posiblemente podría agregarse a la aleación de aluminio de desecho mientras está en el horno. El TiBor puede refinar la estructura granular de la aleación de aluminio reciclado durante el procesamiento. La concentración de TiBor está entre aproximadamente 0,5 kg/tonelada métrica (1 lb/ton) y aproximadamente 1,3 kg/tonelada métrica (2,6 lb/ton). En algunas realizaciones, la concentración de TiBor es de aproximadamente 0,6 kg/tonelada métrica.

Moldeo

Después del proceso de fusión, se moldea la aleación fundida. En el proceso de moldeo, la aleación fundida se solidifica en una losa continua de cualquier dimensión adecuada utilizando una de varias técnicas de moldeo. En algunas realizaciones de la presente invención, las losas moldeadas tienen un ancho de aproximadamente 20,32 cm (8 pulgadas) a aproximadamente 35,56 cm (14 pulgadas) y de aproximadamente 1,905 cm (0,75 pulgadas) a aproximadamente 3,81 cm (1,5 pulgadas de grosor). La velocidad de moldeo debe estar en el intervalo de entre aproximadamente 0,55 19643,7641 y aproximadamente 31430,0225 kg/m (0,88 toneladas/hora/pulgada de ancho). En algunas realizaciones, la velocidad de colada puede ser de aproximadamente 24286,8356 kg/m (0,68 toneladas/hora/pulgada de ancho).

Se pueden usar diferentes métodos de moldeo y se pueden elegir entre una máquina de moldeo de Hazelett 116, una máquina de moldeo de correa de rueda 118, una máquina de moldeo de doble rueda 120 y/o una máquina de moldeo de bloque 122. Cuando se usa una máquina de moldeo de correa de rueda 118, el aluminio fundido se mantiene entre una rueda con pestañas y una correa de metal grueso durante la solidificación. La correa envuelve la rueda a unos 180°. Tanto la rueda como la correa se enfrían con agua en la parte posterior para optimizar y controlar la extracción de calor. Este proceso de máquina de moldeo con correa de rueda se usa comúnmente para hacer discos 1070 y 1050. Sin embargo, la gruesa correa de acero es inflexible e incapaz de desviarse y mantener contacto con la losa que se está contrayendo debido a la solidificación. El efecto se magnifica con las aleaciones de aluminio reciclado porque se solidifica en un rango de temperatura mayor que las aleaciones más puras, 1050 y 1070.

Alternativamente, se puede usar una máquina de moldeo de Hazelett 116. Cuando se utiliza una máquina de moldeo de Hazelett 116, el aluminio fundido se mantiene entre dos correas de acero flexibles paralelas durante la solidificación. Los bloques de dique de acero están montados en cadena y forman los lados del molde. Las correas paralelas se inclinan ligeramente hacia abajo para permitir que la gravedad alimente aluminio fundido al sistema. Se rocía agua a alta presión en la parte posterior de ambas correas para optimizar y controlar la extracción de calor. Esta agua a alta presión también desvía la banda para mantenerla en contacto con la losa que se solidifica y se contrae. Esta desviación de la banda permite que la máquina de moldeo Hazelett 116 produzca una amplia gama de aleaciones de aluminio (y otras). El proceso de rodillo de Hazelett se usa comúnmente para producir tiras de aluminio arquitectónicas y se puede usar para producir discos de extrusión por impacto.

Alternativamente, se puede usar una máquina de moldeo de doble rodillo 120. Cuando se utiliza una máquina de moldeo de doble rodillo 120, el aluminio fundido se mantiene entre dos rodillos enfriados por agua que giran en sentido contrario durante la solidificación. El proceso proporciona una zona de solidificación muy pequeña y, por lo tanto, se limita a "losas" relativamente delgadas. Con este espesor, el término tira es probablemente más preciso que losa. Este proceso se usa comúnmente en la fabricación de papel de aluminio.

Alternativamente, se puede usar una máquina de moldeo de bloque 122. Cuando se usa una máquina de moldeo de bloque 122, el aluminio fundido se mantiene entre una serie de bloques de acero montados en cadena durante la solidificación que forman los lados del molde. Los bloques se enfrían con agua para optimizar y controlar la extracción de calor.

Se puede aplicar un polvo lubricante a los componentes de la máquina de moldeo que hacen contacto con la losa. Más específicamente, se puede aplicar un polvo de grafito o sílice según sea necesario. El control de la temperatura es importante durante y después del proceso de moldeo. Durante el moldeo independientemente del proceso de moldeo utilizado, la velocidad de enfriamiento y el perfil de temperatura de la losa deben controlarse cuidadosamente durante la solidificación. La máquina de moldeo de correa de rueda 118 reduce el caudal de agua de refrigeración para lograr esto. Si se usa la máquina de moldeo de Hazelett 116, el flujo de agua para el control general y el flujo de gas sobre la losa se pueden usar para modificar estrechamente la temperatura. Las condiciones ambientales, especialmente el flujo de aire, deben controlarse cerca de la máquina de moldeo. Este control del flujo de aire es especialmente crítico cuando se utiliza el flujo de gas para modificar la temperatura de la losa.

La temperatura de la losa a la salida de la máquina de moldeo también debe controlarse cuidadosamente. La temperatura de salida de la losa a través de la máquina de moldeo debe estar por encima de los 520 °C (968 °F), sin embargo, la temperatura máxima de cualquier parte de la losa que sale de la máquina de moldeo debe ser inferior a los 582,22 °C (1080 °F).

Laminación

Después del moldeo, el espesor de la losa se reduce de aproximadamente 2,794 cm -3,5052 cm (1,10-1,38 pulgadas) a un espesor específico de entre aproximadamente 0,29972 cm (0,118 pulgadas) y aproximadamente 1,39954 cm (0,551 pulgadas) con un tren de laminación o laminador en caliente 124/126 y un tren de laminación en frío 130/132. La reducción relativa del espesor tomada en el tren de laminación en caliente 124/126 y en el tren de laminación o laminador en frío 130/132 afecta significativamente a la estructura metalúrgica del grano del producto acabado. El espesor de la losa a la salida del tren de laminado en caliente puede variar. En algunas realizaciones, el grosor de la losa después del tren de laminado en caliente 124/126 está entre aproximadamente 0,59944 cm (0,236 pulgadas) y aproximadamente 1,80086 cm (0,709 pulgadas). Para alcanzar el espesor especificado, la losa pasa entre dos rodillos que giran en sentido contrario con un espacio menor que el espesor entrante mientras la losa aún se encuentra a una temperatura alta de entre aproximadamente 450 °C (842 °F) y aproximadamente 550 °C (1,022°F). Los trenes de laminación tienen dos configuraciones de uso común. El más común es un tren de laminación de dos alturas que contiene solo dos rodillos contra-rotatorios que hacen contacto con la losa/tira. Se utilizan dos trenes de laminación para obtener el espesor deseado. No obstante, se podrá utilizar un número diferente de trenes de laminación: 1, 3, etc. Opcionalmente, un diseño avanzado es un tren de laminación de cuatro alturas en el que los dos rodillos giratorios opuestos, los rodillos de trabajo, están respaldados por rodillos más grandes. Opcionalmente, se puede usar un tren de laminación en caliente adicional 126. Alternativamente, se pueden usar varios trenes de laminación en caliente y las losas pueden recircularse a un tren de laminación en caliente 124/126 para lograr el espesor especificado.

Durante el laminado en caliente 124/126, el material de aleación puede recristalizarse y/o recuperarse dinámicamente. Esta recristalización y/o recuperación es un proceso de autorecocido habilitado por el calor en la losa/tira. Las temperaturas a las que puede ocurrir la recristalización y/o la recuperación dinámica varían según el contenido de la aleación y, por lo tanto, pueden diferir para las aleaciones de aluminio 1050/1070 y recicladas. En la mayoría de los casos, la temperatura para la recristalización y/o recuperación dinámica está entre aproximadamente 350°C (662°F) y aproximadamente 550°C (1022°F) para el material de aleación de aluminio reciclado.

Después del laminado en caliente 124/126, la banda laminada en caliente se sumerge en un tanque de enfriamiento rápido 128. El tanque de enfriamiento rápido 128 contiene agua que reduce la temperatura de la tira a casi la temperatura ambiente. Después del enfriamiento rápido, la banda se somete a un tren de laminación en frío 130/132. La tira puede estar a temperatura ambiente y pasa entre dos rodillos que giran en sentido contrario con un espacio menor que el espesor de entrada. Normalmente se pueden utilizar dos trenes de laminación para obtener el espesor deseado. No obstante, se podrá utilizar un número diferente de trenes de laminación: 1,3, etc. A temperatura ambiente, la banda laminada en frío no recristaliza. Este laminado en frío hace que aumente el límite elástico del material y disminuya la ductilidad. Los trenes de laminación en frío 130/132 pueden tener configuraciones de dos y cuatro alturas. La configuración de cuatro alturas puede tener un mejor control del espesor y, por lo tanto, se prefiere mucho durante el laminado en frío cuando se obtiene el espesor final. Opcionalmente, se puede usar un tren de laminación en frío adicional 132. Alternativamente, se pueden usar múltiples trenes de laminación en frío y las losas se pueden recircular a un tren de laminación en frío 130/132 para lograr el espesor especificado.

Las cantidades relativas de reducción de espesor tomadas durante el laminado en caliente 124/126 y el laminado en frío 130/132 tienen un gran efecto sobre la cinética de recuperación y recristalización durante el recocido. La relación óptima varía según el contenido de aleación, la capacidad del tren de laminación y el espesor final de la tira.

La fricción interna en la tira hace que la temperatura aumente durante la laminación en frío 130/132 haciendo que la tira se caliente. Por lo tanto, las tiras se pueden someter a un enfriamiento ambiental 134 entre alrededor de 15 °C (59 °F) y alrededor de 50 °C (122 °F), preferiblemente alrededor de 25 °C (77 °F), durante alrededor de 4 horas a alrededor de 8 horas después de la laminación en frío 130/132. Alternativamente, la tira enfriada normalmente se mantiene almacenada para permitir que vuelva a la temperatura ambiente.

Las tiras enfriadas se perforan 136. La tira enfriada se desenrolla y se introduce en un juego de troqueles montado en una prensa. El juego de troqueles corta discos circulares de la tira, aunque se entiende que se puede usar cualquier forma de disco tal como triángulo, óvalo, círculo, cuadrado, diamante, rectángulo, pentágono o similar dependiendo de la forma del troquel y/o o el producto final deseado. La herramienta de troquelado puede modificarse para controlar las rebabas. A modo de ejemplo, la herramienta puede modificarse de modo que el chaflán del botón del troquel esté entre aproximadamente 0,09906 cm (0,039 pulgadas) por aproximadamente 25° y aproximadamente 0,127 cm (0,050 pulgadas) por 29°.

Recocido

Opcionalmente, los discos perforados se calientan para recristalizar los granos e idealmente formar una estructura de granos homogénea y equiaxial. El proceso disminuye la resistencia del material y aumenta la ductilidad. El recocido puede ocurrir por recocido por lotes 138 y/o recocido continuo 140.

Cuando los fragmentos perforados se recuecen por lotes 138, los discos perforados pueden cargarse sin estar firmemente sujetos en un dispositivo de sujeción, como cestas de malla de alambre. Se pueden apilar juntos varios dispositivos de sujeción dentro de un horno. La puerta del horno se cierra y los discos sueltos pueden calentarse a una temperatura objetivo y mantenerse durante un tiempo específico. La temperatura objetivo dentro del interior del horno es preferiblemente entre aproximadamente 470 °C (878 °F) y aproximadamente 600 °C (1112 °F) durante aproximadamente 5 a aproximadamente 9 horas, aunque el tiempo de recocido y la temperatura tienen una fuerte interacción y están influenciados por el contenido de aleación de los discos. Se puede apagar el horno y se puede dejar que los discos se enfríen lentamente en el horno. Debido a la gran masa de discos perforadas en el horno, puede haber una considerable inconsistencia en la temperatura de los discos. Los discos empacados en el exterior del paquete alcanzan una temperatura más alta más rápido. Los discos centrales se calientan más lentamente y nunca alcanzan la temperatura máxima alcanzada por los discos periféricos. Además, el enfriamiento con aire de los discos puede permitir la formación de óxidos. Para prevenir o disminuir la formación de óxidos, se puede hacer circular un gas inerte en el horno mientras el horno está a temperatura y/o mientras se enfría. Alternativamente, el recocido por lotes 138 puede ocurrir en una atmósfera inerte o al vacío.

Alternativamente, los discos perforados pueden recocerse continuamente 140. Cuando los discos perforados se recuecen continuamente 140, los trozos se distribuyen libremente sobre una cinta de malla metálica y se transportan a través de un horno multizona. Los discos perforados se calientan rápidamente a una temperatura máxima del metal y luego se enfrían rápidamente. La operación puede realizarse en el aire. La temperatura máxima del metal de los discos perforados está entre aproximadamente 450 °C (842 °F) y aproximadamente 570 °C (1058 °F). La temperatura máxima del metal influye en las características metalúrgicas finales. La temperatura máxima para las características metalúrgicas óptimas está influenciada por el contenido de aleación. El recocido continuo 140 es el proceso preferido para producir discos de aleación de aluminio reciclado. El recocido continuo 140 proporciona dos beneficios sobre el recocido por lotes. Primero, el tiempo más corto a temperatura elevada reduce la formación de óxido en la superficie del disco. Los óxidos de aluminio son una preocupación, sin embargo, los óxidos de magnesio son una preocupación importante debido a su naturaleza extremadamente abrasiva. El aumento de óxido de magnesio en la superficie de las piezas perforadas puede provocar un rayado excesivo de las herramientas utilizadas durante el proceso de extrusión por impacto. En tiradas largas, estos arañazos son un defecto de calidad inaceptable. En segundo lugar, el ciclo térmico homogéneo y controlado con precisión que incluye calentamiento rápido, tiempo limitado a temperatura elevada y enfriamiento rápido del recocido continuo 140 da como resultado una estructura de grano metalúrgico mejorada y más uniforme. Esto, a su vez, produce recipientes EI de mayor resistencia. Los recipientes de mayor resistencia permiten que los recipientes EI sean más livianos. La Figura 3 ilustra las curvas de temperatura de un proceso de recocido continuo.

Acabado

Opcionalmente, la superficie de los discos perforados se puede acabar haciendo rugosa la superficie de los discos perforados. Se pueden usar diferentes métodos para terminar los discos perforados. En una realización, se puede usar un proceso de tambor 142. Una gran cantidad de discos perforados se colocan en un tambor u otro recipiente y el tambor se hace girar y/o vibrar. A medida que los discos caen sobre otros discos, se pueden producir abolladuras en uno o ambos discos. El propósito de hacer áspera la superficie es aumentar el área superficial alta del disco perforado y crear rebajes para retener el lubricante. Las caras grandes de los discos perforados también se pueden terminar junto con las superficies de corte.

En otra realización, puede usarse un proceso de acabado por granallado 144. En el proceso de acabado por granallado 144, se coloca un gran número de discos en un tambor cerrado y se someten a impacto con granalla de aluminio u otros materiales. El disparo forma una pequeña depresión en la superficie de los discos. Los discos se giran ligeramente para que la granalla de aluminio entre en contacto con todas las superficies del disco. El granallado 144 es el proceso preferido para producir lingotes de aleación de aluminio reciclado, y se ha demostrado que el granallado agresivo es el más eficaz para eliminar los óxidos superficiales de los lingotes. Esta eliminación de los óxidos de la superficie es especialmente crítica para eliminar los óxidos de magnesio adheridos, que provocan rayones en los recipientes EI si no se eliminan del lingote.

Procesamiento de discos

La figura 2 ilustra un método 200 de fabricación de una botella metálica 250 usando un disco fabricado con material de desecho reciclado de acuerdo con el método 100 como se ilustra en la Fig. 1. Mientras que en la Fig. 2 se ilustra un orden general del método 200, el método 200 puede incluir más o menos pasos y el orden de los pasos se puede organizar de manera diferente a como se ilustra en la Fig. 2. Una realización de una botella metálica 250 de la presente invención se ilustra en la Fig. 4A.

Se puede usar un proceso de lubricación de discos 202 en el que los discos se hacen girar con un lubricante en polvo. Se puede usar cualquier lubricante adecuado como apreciará un experto en la técnica. Por lo general, se utilizan aproximadamente 100,0738 g (3,53 oz) de lubricante por aproximadamente 99,7903 kg (220 lb) de discos. Hacer girar vueltas al lubricante con las babosas hace que el lubricante caiga sobre los discos. Si los discos se han vuelto rugosos, entonces, al hacer girar los discos con los lubricantes, el lubricante se introduce en las depresiones creadas durante la operación de acabado.

Después del proceso de lubricación de discos 202, los discos lubricados se someten a un proceso de extrusión por impacto 204. Más específicamente, los discos lubricados se colocan en un troquel de carburo cementado de forma precisa. El disco lubricado es impactado por un pisón de acero, también de forma precisa, y el aluminio es extruido hacia atrás alejándose del troquel. Las formas de las herramientas dictan el grosor de la pared de la parte de tubo extruido de la botella metálica 250. Aunque este proceso se conoce generalmente como extrusión hacia atrás, también podría usarse un proceso de extrusión hacia adelante o combinaciones de extrusión hacia atrás y hacia adelante como apreciará un experto en la técnica. En algunas realizaciones de la presente invención, las herramientas del pisón y la matriz o troquel tienen formas para formar roscas en la botella metálica extruida 250.

Opcionalmente, se puede realizar el planchado de paredes 206. La botella metálica 250 puede pasar entre un pisón y un troquel de planchado con juego negativo. En una realización, el planchado de pared 206 adelgaza la pared del tubo. En otra realización, se realiza el planchado de la pared 206 en el tubo para aumentar el grosor de un área que se convertirá en la región roscada 266 de la parte de cuello 258 de la botella metálica 250 entre alrededor de 0,03175 cm (0,0125 pulgadas) y alrededor de 0 ,03937 cm (0,0155 pulgadas). El espesor de la región de rosca 266 es mayor que el espesor de la parte de cuerpo 252 de la botella metálica 250, lo que da como resultado una región de rosca 266 más fuerte sin aumentar la cantidad de material utilizado para formar el resto de la botella metálica 250 y, por lo tanto, reduciendo el costo de material de cada botella metálica producida. La mayor resistencia de la aleación de aluminio reciclado aumenta la desviación del troquel. Por lo tanto, se requiere un troquel más pequeño para lograr el espesor de pared deseado. Este proceso opcional optimiza la distribución del material y mantiene rectos los tubos más largos.

Opcionalmente, después de la extrusión por impacto 204 o el planchado de la pared 206, se puede realizar la formación de la cúpula 208 en el fondo 254 de la botella metálica 250. La cúpula completa o una parte de la cúpula se puede formar al final del lanchado o en la recortadora.

A continuación, la botella metálica 250 se cepilla 210 para eliminar las imperfecciones de la superficie. La botella metálica que gira 250 se cepilla mediante un cepillo oscilante de metal o plástico, normalmente de nailon. Además, el cepillado 210 se puede realizar si la botella metálica 250 se ha sometido a un planchado de pared 206 y/o se ha formado la cúpula 208.

Después del cepillado 210, la botella metálica 250 se lava 212 en una solución cáustica para eliminar los lubricantes y otros desechos. El lavado cáustico 212 puede comprender hidróxido de sodio o, alternativamente, hidróxido de potasio u otros productos químicos similares conocidos por los expertos en la técnica.

Revestimientos

El interior de la botella metálica 250 normalmente está revestido en el interior 214A. En una realización, el recubrimiento puede ser a base de epoxi. El revestimiento se puede aplicar utilizando cualquier método adecuado que incluye, entre otros, pulverización, pintura, cepillado, inmersión o similares. El recubrimiento se cura térmicamente 214B a una temperatura de entre aproximadamente 200°C (392°F) y aproximadamente 250°C (482°F) durante entre aproximadamente 5 y aproximadamente 15 minutos.

El revestimiento base 216A generalmente se aplica al exterior de la botella metálica 250. El revestimiento base puede ser un revestimiento base blanco o transparente. El revestimiento se puede aplicar utilizando cualquier método adecuado que incluye, entre otros, pulverización, pintura, cepillado, inmersión o similares. El revestimiento se cura térmicamente 216B a una temperatura de entre aproximadamente 110°C (230°F) y aproximadamente 180°C (356°F) durante entre aproximadamente 5 y aproximadamente 15 minutos.

Las tintas decorativas 218A también se pueden aplicar a la botella metálica revestida de base 250 para producir nombres de marcas, logotipos, diseños, información de productos y/u otras marcas preferidas. La tinta decorativa se puede aplicar utilizando cualquier método adecuado que incluye, entre otros, pulverización, pintura, cepillado, inmersión, impresión o similares. Opcionalmente, la botella metálica 250 puede decorarse usando litografía u otros procesos de impresión tales como impresión offset, impresión offset en seco, huecograbado, serigrafía, tampografía e impresión por inyección de tinta. Los métodos y aparatos utilizados para decorar recipientes metálicos se describen en la solicitud de patente provisional de EE. UU. con número de serie 61/833.799. Las tintas decorativas pueden ser tintas sin barniz o cualquier otra tinta adecuada, incluidas las tintas termocromáticas. Las tintas decorativas se curan térmicamente 218B a una temperatura de entre aproximadamente 120°C (248°F) y aproximadamente 180°C (356°F) durante entre aproximadamente 5 y aproximadamente 15 minutos.

Se aplica un barniz transparente 220A a la botella metálica 250. El barniz se puede aplicar utilizando cualquier método adecuado que incluye, entre otros, pulverización, pintura, cepillado, inmersión o similares. El barniz se cura térmicamente 220B a una temperatura de entre aproximadamente 150°C (302°F) y aproximadamente 200°C (392°F) durante entre aproximadamente 5 y aproximadamente 15 minutos. Los revestimientos protegen el metal de la parte del cuerpo del contacto con herramientas, la corrosión y/o para proteger el contenido de la botella metálica. Opcionalmente, uno o más de los revestimientos pueden curarse 214b , 216B, 218B, 220B utilizando cualquier otro método adecuado conocido por los expertos en la técnica, incluido el uso de luz ultravioleta.

Formación de cúpula

Opcionalmente, la formación de cúpula 222 puede formarse o completarse en el fondo de la botella metálica 250. La formación de cúpula 222 puede completarse en esta etapa para garantizar que la decoración se extienda hasta la superficie de apoyo de la botella metálica 250. Una ventaja de una operación de formación de cúpula en dos etapas (antes del recorte 230 y antes del estrechamiento del cuello 224) es que la capa base se extiende hasta la superficie de apoyo de la lata acabada.

Estrechamiento de cuello y modelado

En una serie de operaciones sucesivas, el diámetro de la abertura 260 de la botella metálica 250 puede reducirse mediante un proceso denominado estrechamiento 224. Los métodos y aparatos utilizados en la formación de cuellos en recipientes de metal se describen en la patente de EE. UU. n.° 4.403.493, la patente de EE. UU. n.° 4.693.108, la patente de EE. UU. n. 5,713,235, Patente de EE. UU. No. 5,778,723 y Patente de EE. UU. No. 7,140,223. El número de pasos de reducción depende de la reducción del diámetro de la botella metálica 250 y de la forma del cuello 258. Para el material de aleación de aluminio reciclado, generalmente se anticipan más pasos de estrechamiento. Además, a medida que se altera el contenido de aleación de aluminio reciclado, se pueden esperar algunas modificaciones. Por ejemplo, una modificación requiere que las guías del centro de estrechamiento se cambien en algunos casos. Se deben instalar guías centrales más grandes cuando se utilizan botellas metálicas de aleación de aluminio reciclado livianas 250 que son más delgadas cerca de la parte superior.

Opcionalmente, el cuerpo 252 de la botella metálica 250 puede estar conformada 226. La conformación 226 puede ocurrir en varias etapas. El número de pasos de conformación depende de la composición de la aleación de aluminio reciclado y del espesor de pared de la botella metálica 250. En una realización, la aleación de aluminio reciclado puede requerir etapas de conformación adicionales en comparación con un proceso EI tradicional que usa aleaciones convencionales. De manera similar al estrechamiento, se debe usar un mayor número de pasos de conformación incrementales cuando se forman botellas metálicas 250 hechas de aleación de aluminio reciclado de la presente invención. En otra realización, el número de pasos de conformación es similar al número de pasos de conformación utilizados para dar forma a botellas metálicas formadas por un proceso D&I.

Realce

Opcionalmente, las herramientas pueden moverse perpendicularmente al eje del recipiente y grabar o realzar formas 228 en la botella metálica 250. La fuerza aplicada durante el realzado 228 puede ser mayor cuando se usa material de aleación de aluminio reciclado que cuando se usa material de extrusión por impacto tradicional como resultado de una mayor resistencia a la formación en relación con las aleaciones 1070 o 1050.

Planchado de pared

Opcionalmente, se puede realizar el planchado de pared 206. En una realización, el planchado de pared 206 adelgaza al menos una parte de la pared del tubo. En otra realización, el planchado de la pared 206 se realiza en el tubo, incluyendo el área que se convertirá en la región roscada 266, para controlar el grosor de un área que se convertirá en la región roscada 266 de la parte de cuello 258 de la botella metálica 250 para entre aproximadamente 0,03175 cm (0,0125 pulgadas) y aproximadamente 0,03937 cm (0,0155 pulgadas). El espesor de la pared se puede planchar hasta un espesor final que varía a lo largo del eje de la botella metálica. El espesor de la región roscada 266 es generalmente mayor que el espesor de la parte de cuerpo 252 de la botella metálica 250, lo que da como resultado una región roscada 266 más fuerte sin aumentar la cantidad de material utilizado para formar el resto de la botella metálica 250 y, por lo tanto, reduciendo el costo del material de cada botella metálica producida.

Recortado y rizado

El flujo de metal en la formación de cuello por estrechamiento 224 puede crear un borde irregular endurecido. Por lo tanto, el borde es recortado 230 antes del rizado. Debido a las diferencias de anisotropía, la aleación de aluminio reciclado se espesa en un perfil diferente durante el estrechamiento 224. Por lo tanto, es posible que con altas reducciones de estricción y alto contenido de aleación se requieran operaciones de recorte adicionales.

En algunas realizaciones, el borde abierto del recipiente se curva 232 sobre sí mismo para crear una superficie de montaje para una válvula de aerosol. Para botellas de bebidas, el rizo puede aceptar un cierre de corona o puede formarse en una rosca para aceptar una tapa u otro cierre. Opcionalmente, se puede mecanizar una pequeña cantidad de material de la parte superior del rizo, lo que se conoce como molino de boca 234. El molino de boca 234 puede ser necesario para montar ciertas válvulas de aerosol.

Formación de roscas

Refiriéndonos ahora a la Fig. 4A, se forman roscas 235 en la parte de cuello 258 de la botella metálica 250 en una serie de operaciones sucesivas. La botella metálica 250 tiene una parte de cuerpo 252 con una parte de cúpula inferior 254. La parte de cuerpo 252 también tiene una parte de pared lateral 256 con una parte de pared lateral inferior 256A, una parte de pared lateral media 256B y una parte de pared lateral superior 256C. La parte de cuerpo 252 tiene una parte de cuello 258 que se extiende hacia arriba desde la parte de pared lateral superior 256C. La parte de cuello 258 tiene una parte de rosca preformada 266 donde se formarán las roscas 264. Se coloca una abertura 260 en la parte superior de la parte de cuello 258.

Como puede apreciar un experto en la materia, la botella metálica 250 puede tener cualquier tamaño o forma. Por ejemplo, en una realización, la parte de pared lateral 256 de la botella metálica 250 tiene generalmente una forma cilíndrica con un diámetro exterior 262 de aproximadamente 4,4958 cm (1,77 pulgadas). La parte de cuerpo 252 tiene un espesor entre aproximadamente 0,024892 cm (0,0098 pulgadas) y aproximadamente 0,03937 cm (0,0155 pulgadas). En una realización más preferida, la parte de cuerpo 252 tiene un grosor de entre aproximadamente 0,03429 cm (0,0135 pulgadas) y aproximadamente 0,03683 cm (0,0145 pulgadas). En una realización, el grosor de la región de cuello 258 está entre alrededor de 0,03175 cm (0,0125 pulgadas) y alrededor de 0,03937 cm (0,0155 pulgadas). En una realización más preferida, el grosor de la región del cuello 258 está entre alrededor de 0,03429 cm (0,0135 pulgadas) y alrededor de 0,03683 cm (0,0145 pulgadas). En una realización, la parte de rosca 266 tiene un grosor de material mayor que el grosor del material de la parte de pared lateral 256. En una realización, la botella metálica tiene un diámetro 262 de entre aproximadamente 6,604 cm (2,6 pulgadas) y aproximadamente 7,239 cm (2,85 pulgadas). En una realización más preferida, el diámetro de la botella metálica está entre aproximadamente 6,7056 cm (2,64) y aproximadamente 6,985 cm (2,75 pulgadas). En una realización aún más preferida, el diámetro de la botella metálica es de aproximadamente 6,82625 cm (2,6875 pulgadas). En una realización, la botella metálica 250 tiene una altura 263 entre aproximadamente 15,748 cm (6,2 pulgadas) y aproximadamente 16,002 cm (6,3 pulgadas). En una realización preferida, la altura de la botella metálica es de aproximadamente 15,875 cm (6,25 pulgadas). En otra realización más, la altura de la botella metálica está entre aproximadamente 18,034 cm (7,1 pulgadas) y aproximadamente 18,415 cm (7,25 pulgadas). En otra realización preferida, la altura 263 es de aproximadamente 18,25625 cm (7,1875 pulgadas). En otra realización más, la altura 263 de la botella metálica está entre aproximadamente 6,0 pulgadas y aproximadamente 18,796 cm (7,4 pulgadas).

En otra realización (no ilustrada), la parte de la pared lateral 256 de la botella metálica 250 tiene un estrechamiento gradual y suave desde el diámetro del cuerpo cilíndrico inicial que pasa hacia adentro con un radio convexo grande (preferiblemente de 5,08 cm a 50,8 cm (2 a 20 pulgadas)) y mezclándose suavemente en un radio cóncavo de tamaño similar a la chimenea vertical. Esta parte de pared lateral conformada 256 tiene un primer diámetro exterior en la parte de pared lateral inferior 256A sustancialmente igual a un diámetro exterior en la parte de pared lateral superior 256C. El primer diámetro exterior es mayor que un segundo diámetro exterior cerca de la parte central de la pared lateral 256B de la parte del cuerpo 252. En otra realización más, la botella metálica 250 tiene una parte de cuerpo cónico 252 con un diámetro 262 en la parte de pared lateral inferior 256A que es mayor que el diámetro en la parte de pared lateral media 256B y un diámetro en la parte de pared lateral superior 256C.

En una realización, un dispositivo formador de roscas 268 forma las roscas 264 en la botella metálica 250. El dispositivo 268 tiene una pieza interior de núcleo 270 que se mueve dentro de la abertura 260 de la botella metálica 250 y hace contacto con una parte de superficie interior 261 de la parte de rosca 266 del cuello 258. Una pieza exterior de núcleo 272 se coloca en contacto con una superficie exterior de la parte roscada 266. Las piezas interior y exterior 270, 272 tienen superficies roscadas 274, 276 con porciones cóncavas y convexas predeterminadas para formar las roscas 264 en la botella metálica 250. Las piezas internas y externas 270, 272 con diferentes superficies 274, 276 pueden interconectarse al dispositivo formador de roscas 268 para formar roscas con diferentes formas y geometrías en botellas metálicas 250. En una realización, se pueden usar dos o más piezas internas y externas 270, 272 diferentes con superficies diferentes 274, 276 en varias operaciones sucesivas para formar las roscas en las botellas metálicas 250.

Refiriéndonos ahora a la Fig. 4B, el dispositivo formador de roscas 268 se ha movido en contacto operativo con la botella metálica 250. En algunas realizaciones, la botella metálica 250 se puede poner en contacto con el dispositivo formador de roscas 268. La botella metálica 250 se coloca en un mandril 278 para soportar la botella metálica 250 y sujetar la botella metálica 250 en una posición predeterminada. La superficie de formación de rosca 274 de la pieza interior 270 contacta y aplica una fuerza a la superficie interior 261 de la parte de cuello 258 y la superficie de formación de rosca 276 de la pieza exterior 272 se contrae y aplica una fuerza a una superficie exterior de la parte de cuello 258. Las superficies 274, 276 de las piezas interior y exterior 270, 272 aplican así una fuerza de compresión entre ellas para formar las roscas 264 de un tamaño, forma y geometría predeterminados en la parte del cuello 258 de la botella metálica. Mientras se forman las roscas 264, el dispositivo formador de roscas 268 gira alrededor del centro axial 279 de la botella metálica 250 de modo que la pieza del núcleo interior 270 y la pieza del núcleo exterior 272 se muevan alrededor de una circunferencia del cuello 258 de la botella metálica 250.

Las máquinas de formación de roscas tradicionales usadas para formar roscas en botellas metálicas están disponibles comercialmente y las mismas herramientas u otras similares que se usan para formar roscas en latas y botellas D&I pueden utilizarse en la presente invención. Los ejemplos de máquinas de formación de roscas y herramientas utilizadas para formar roscas en botellas metálicas están disponibles comercialmente, como apreciará un experto en la materia. Los métodos y aparatos utilizados para roscar recipientes de metal se describen en las siguientes publicaciones: publicación de solicitud de patente de EE. UU. n° 2012/0269602, publicación de solicitud de patente de EE. UU. n° 2010/0065528, publicación de solicitud de patente de EE. UU. n° 2010/0326946, patente de EE. , Patente de EE. UU. n° 8,091,402, patente de EE. UU. n° 8,037,734, patente de EE. UU. n° 8,037,728, patente de EE. UU. n° 7,798,357, patente de los Estados Unidos n° 7,555,927, patente de los Estados Unidos n° 7,824,750, patente de los Estados Unidos n° 7,171,840, patente de los Estados Unidos. Patente n° 6,959,830 y solicitud Internacional n° PCT/JP2010/072688 (número de publicación WO/2011/078057). En una realización, las roscas 264 se pueden formar en una superficie exterior del cuello 258 de la botella metálica 250 como se describe en la solicitud de patente de EE. UU. n° 14/212,545. En otra realización, se pueden formar roscas en una superficie interior del cuello de la botella metálica 250 que están adaptadas para recibir un cierre roscado como se describe en la solicitud de patente provisional de los EE. ^{u U .}n°61/937,125, que se incorpora aquí como referencia en su totalidad. Las herramientas utilizadas durante la formación de la cúpula 222, el cuello 224, la conformación 226, el estampado o realce 228, el recorte 230, el rizado 232, el molino de boca 234 y la formación de roscas 235 pueden incluir una o más piezas de sujeción, herramientas de presión, primeros troqueles de estirado, segundos troqueles de estirado, herramientas de recorte, cortadores, troqueles de torneado, troqueles de doblado, herramientas de formación de roscas y rodillos.

La figura 5A ilustra roscas 264 que se han formado integralmente en una superficie exterior de la parte de cuello 258 de la botella metálica 250 según una realización de la presente invención. Las roscas 264 están adaptados para recibir un cierre, como un cierre ROPP, para sellar la abertura 260 de la botella metálica 250. Alternativamente, se pueden formar roscas en una superficie interior de la parte del cuello 258 para recibir un cierre roscado que se inserta en la abertura 260 de la botella metálica 250. Las roscas 264 tienen crestas helicoidales 280 y tienen un tamaño, forma, alineación y geometría similares a las roscas de los envases de vidrio que generalmente se conocen en la técnica, como se describe en los dibujos producidos y distribuidos por el Glass Packaging Institute (GPI), incluidos los dibujos de GPI. número 5457 para el acabado de vidrio número 545 que se incorpora aquí en su totalidad como referencia. En una realización, las roscas 264 tienen la dimensión, la forma, la geometría y la alineación de las roscas descritas en el dibujo número 5457 de GPI. En una realización, las roscas 264 tienen un diámetro exterior 282 entre aproximadamente 3,6576 cm (1,44 pulgadas) y aproximadamente 3,9116 cm (1,54 pulgadas). En otra realización, las roscas 264 tienen un diámetro exterior 282 entre aproximadamente 3,1496 cm (1,24 pulgadas) y aproximadamente 3,4036 cm (1,34 pulgadas). En otra realización más, las roscas 264 tienen un diámetro exterior 282 entre aproximadamente 2,667 cm (1,05 pulgadas) y aproximadamente 2,921 cm (1,15 pulgadas). Las roscas tienen un paso 284, o distancia desde la cresta de una rosca 264 hasta la cresta de la siguiente rosca 264, de aproximadamente 0,3175 cm (0,125 pulgadas), u ocho roscas por pulgada.

Las superficies de sellado se forman en una parte de la superficie superior 286 de la botella 250. Las superficies de sellado están adaptadas para ser rígidas y dimensionalmente consistentes para hacer contacto con un revestimiento, una superficie de sellado de polímero o una junta en una parte interior de un cierre interconectado con la botella 250, como se analiza a continuación junto con la Fig. 7. La parte de superficie superior 286 es sustancialmente paralela a la parte de cúpula inferior 254 de la botella metálica 250. En otra realización, se forma un rizo de estrangulación en la superficie de sellado de la superficie superior 286 de la botella metálica 250. El rizado de estrangulación es una operación que define o cambia mejor la forma y las dimensiones del rizo. En una forma de realización, el rizado de estrangulación se realiza para cambiar el radio de curvatura para crear una mejor superficie de sellado. En otra realización más, las superficies de sellado de la botella metálica 250 tienen las dimensiones y la geometría descritas en el dibujo número 5457 de GPI. En una realización, una parte de la superficie interior de la superficie superior 286 tiene un radio máximo de curvatura de aproximadamente 0,07874 cm (0,031 pulgadas).

Aunque se han proporcionado varias dimensiones para describir las roscas 264 y la botella metálica 250, se contempla expresamente que las dimensiones de la botella metálica 250 y la ubicación, las dimensiones, el espaciado y la geometría de las roscas 264 pueden variar y seguir concordando con el alcance de la presente invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas. Las botellas metálicas 250A, 250B y 250C fabricadas según realizaciones de la presente invención con roscas integrales 264 se ilustran en la Fig. 5B

Inspecciones y Embalaje

Volviendo a la Fig. 2, las inspecciones 236 se pueden realizar opcionalmente en las botellas metálicas 250. Las inspecciones pueden incluir pruebas de cámaras, pruebas de presión u otras pruebas adecuadas. Las botellas metálicas 250 pueden estar empaquetadas. Opcionalmente, las botellas metálicas 250 pueden agruparse 238. Al agrupar 238, las botellas metálicas 250 pueden disponerse en grupos. El tamaño del grupo puede variar y, en algunas realizaciones, el tamaño del grupo es de aproximadamente 100 botellas metálicas 250. El tamaño del grupo puede depender del diámetro de las botellas metálicas 250. Los grupos se pueden agrupar utilizando flejes de plástico u otros procesos conocidos similares. Una consideración especial para los recipientes de aleación de aluminio reciclado es que la tensión de la correa debe controlarse para evitar que se abolle el talón en áreas de alta presión de contacto del paquete. En un método de envasado alternativo, las botellas metálicas 250 se paletizan a granel 240 de forma similar a otros envases de bebidas, como las latas de bebidas.

Llenado y Sellado

Las botellas metálicas vacías 250 se llenan 242 con una bebida. Después de llenar la botella metálica 250 con una bebida, se coloca un cierre, como un cierre ROPP 288, sobre la parte de cuello 258 de la botella metálica 250 y se interconecta a la botella metálica 250 para sellar la abertura 260 como se ilustra en las Figs. 6A y 6B y se forman roscas en el cierre ROPP 288 como se ilustra en la Fig. 7. Antes de colocar el cierre ROPP 288 en la botella metálica 250, el cierre ROPP 288 tiene una parte de cuerpo sin rosca 290A que generalmente es cilíndrica. El cierre ROPP 288 tiene una parte superior 291 con una forma generalmente circular y una abertura orientada hacia abajo 292 con un diámetro interior predeterminado para encajar sobre las roscas 264 de la botella metálica 250. Una banda anti hurto desmontable 294 se forma opcionalmente en una parte inferior de la parte del cuerpo 290 del cierre ROPP 288. La banda anti hurto desmontable 294 se forma cortando una serie de dientes 296 en la parte inferior de la parte del cuerpo 290A. La banda anti hurto desmontable 294 está adaptada para encajar sobre un faldón de banda anti hurto 298 formado en la parte del cuello 258 de la botella metálica 250 axialmente más abajo que las roscas 264. En una realización (no ilustrada), la falda de la banda anti hurto 284 se forma a partir de una parte inferior de las roscas 264. El cierre ROPP sin rosca 288 se coloca sobre la parte de cuello 258 de la botella metálica 250 como se ilustra en la Fig. 6B.

Un aparato de tapado 302, ilustrado en la Fig. 7, forma roscas 308 en el cierre ROPP 288 para sellar la abertura 260 de la botella metálica 250. En una realización de la presente invención, el aparato de tapado 302 se puede operar para colocar el cierre ROPP sin rosca 288 sobre la parte del cuello 258 de la botella metálica 250. El aparato de tapado 302 tiene un bloque de presión 304 que incluye un mandril operable para sujetar y comprimir una parte superior 291 del cierre ROPP 288 hacia abajo. Uno o más rodillos roscados 306 del aparato de tapado 302 se colocan en contacto con una superficie exterior de la parte del cuerpo 290 del cierre ROPP 288. Los rodillos roscados 306 pueden funcionar para girar alrededor del exterior del cierre ROP^p288 y aplicar una fuerza de compresión a la parte de cuerpo 290. Las roscas 308 se forman en el cierre ROPP 288 mediante los rodillos roscados 306 cuando presionan y rodean la parte del cuerpo 290 a lo largo de las roscas 264 de la botella metálica 250. Los rodillos roscados 306 generalmente comienzan en la parte superior de las roscas 264 de la botella metálica 250 y trabajan hacia abajo alrededor del cierre ROPP 288. El aparato de tapado 302 puede incluir un bloque de compresión 312 para presionar contra la parte superior exterior 291 del cierre ROpP 288. El contacto entre las superficies de sellado en la parte superior 286 de la botella metálica 250 y el revestimiento 314 en la parte interior del cierre ROPP 288 comprime el revestimiento 314 y sella la botella metálica 250 y evita la fuga de líquido o gas de la botella 250. La figura 7 también ilustra un rizo 316 formado en la parte superior 286 de la botella metálica 250. En una realización, el rizo 316 está formado por el aparato de tapado 302 que dobla la parte superior 286 de la botella metálica 250 hacia fuera.

El aparato de tapado 302 también incluye uno o más rodillos anti hurto 310 que también pueden girar alrededor del exterior del cierre ROPP 288. Los rodillos anti hurto 310 presionan contra una superficie exterior de la banda anti hurto 294 para disminuir el diámetro interior de la banda antirrobo 294 del cierre ROPP 288. El faldón de la banda anti hurto 298 de la botella 250 tiene así un diámetro exterior mayor que el diámetro interior de la banda anti hurto desmontable 294. El faldón de banda anti hurto 298 evita que la banda anti hurto 294 se retire de la botella cuando se gira el cierre ROPP 288 para abrir la botella metálica 250. Cuando se aplica una fuerza de rotación para desenroscar el cierre ROPP 288 de la botella metálica 250, la banda anti hurto desmontable 294 hace contacto con el faldón de banda anti hurto 298 evitando que la banda anti hurto desmontable 294 se deslice sobre el faldón de banda anti hurto 298. A medida que se continúa aplicando la fuerza de rotación al cierre ROPP 288, las estrías 296 del cierre ROPP 288 (ilustradas en la Fig. 6A) se fracturan o cortan y la banda anti hurto desmontable 294 se mantiene en la parte de cuello 258 de la botella metálica 250 identificando al consumidor que el cierre ROPP 288 ha sido abierto y el sello de la botella metálica 250 comprometido. Después de retirar el cierre ROPP 274 de la botella metálica 250, el cierre ROPP 274 puede enroscarse de nuevo en el cuello 258 de la botella metálica 250 para restablecer el sello de la botella metálica 250 para evitar que se derrame su contenido.

Con referencia ahora a la figura 8, se ilustran dos ejemplos de botellas metálicas 250D, 250E de realizaciones de la presente invención. Las botellas pueden adaptarse para recibir cierres ROPP de cualquier diámetro. En una realización, el diámetro del cierre ROPP 288 es de aproximadamente 3,81 cm (1,5 pulgadas). En otra realización, el diámetro del cierre ROPP 288 es de aproximadamente 3,302 cm (1,3 pulgadas). En otra realización más, el diámetro del cierre ROPP 288 es de aproximadamente 2,794 cm (1,1 pulgadas). Se han formado moleteados en los cierres ROPP 318 para proporcionar una superficie de agarre para un consumidor. En una realización, la botella metálica 250D tiene un volumen predeterminado para contener aproximadamente 340,194 g (12 onzas) de un producto. En otra realización, la botella metálica 250E tiene un volumen predeterminado para contener aproximadamente 453,592 g (16 onzas) de un producto.

Ejemplos

Se probaron discos de dos materiales. Los discos se fabricaron con un 25 % de aleación de aluminio reciclado 3104 y un 75 % de una aleación de aluminio. El Material 1 usó lingotes secundarios refundidos (“remelt secondary ingots”, RSI) producidos a partir de desecho en briquetas de una prensa de embutir. Las muestras del Material 1 se realizaron en la planta Ball Advanced Aluminium Technology en Sherbrook, Canadá. El material 2 desecho de briqueta fundido. Las muestras del material 2 se realizaron en Copal, S.A.S. en Francia. La Fig. 9 ilustra una comparación del Material 1 frente al Material 2. El Material 1 está mucho más cerca del 18 % de contenido de desecho de cobre 3104 debido a una pérdida significativa de magnesio en comparación con la composición del disco de Material 2. El tipo de procesamiento para fundir el desecho de cobre 3104 en briquetas puede influir en la composición química final del material de aleación de aluminio reciclado. El tratamiento de acabado para las muestras del Material 1 fue granallado. El acabado de las muestras del Material 2 se produjo en un tambor.

La Tabla 6 ilustra la dureza del material de referencia para el material de referencia 1050, el Material 1 y el Material 2 después del acabado.

Tabla 6

Debido al acabado, los valores dados en la Tabla 6 pueden ser superiores a los medidos después del proceso de recocido. El material 1 tenía una dureza aproximadamente un 35 % mayor que el material de referencia 1050, mientras que el material 2 tenía una dureza aproximadamente un 43 % mayor que el 1050.

La Tabla 7 ilustra los parámetros de lubricación y el peso de lubricación para 100 kg de discos para un material de referencia 1050, Material 1 y Material 2. Téngase en cuenta que el material de lubricación para el material de referencia 1050 era diferente de la lubricación utilizada para los discos que comprenden el Material 1 y el Material 2.

Tabla 7

| Tiempo de rotación en tambor (min)_____ |________ 30________ |_______30_______|_______30_______|

El proceso de lubricación se realizó en un tambor fuera de línea para todas los discos. La diferencia en la relación de lubricante se debe al tipo de tratamiento superficial (la superficie volteada requiere menos lubricante que los tratamientos superficiales granallados). El troquel monobloque utilizado fue un carburo sinterizado estándar GJ15 -1000HV. La forma del troquel o matriz era cónica. El pisón era un Bohler S600 - 680HV.

Los tubos se cepillaron para resaltar posibles marcas visuales y arañazos. El barniz interno de los recipientes era Epoxi-fenólico. Los parámetros de la aplicación del barniz Epoxi-fenólico interno eran estándar. La temperatura y el tiempo de curado fue de aproximadamente 250°C (482°F) durante aproximadamente 8 min 30 s. No hubo problemas de porosidad al seguir el barniz interno. Se aplicó una capa base blanca con brillo a los recipientes. También se agregó un diseño impreso a los recipientes.

Ejemplo 1

El Ejemplo 1 utilizó el Material 1 y el Material 2 con discos que tenían un diámetro de aproximadamente 4,465066 cm (1,7579 pulgadas) y una altura de aproximadamente 0,54991 cm (0,2165 pulgadas). La masa del material del disco era de aproximadamente 23,24661 g (0,820 oz). La dimensión final del recipiente después del procesamiento, pero antes del recorte, fue de aproximadamente 14,99997 cm (5,9055 pulgadas) /- aproximadamente 0,999998 cm (0,3937 pulgadas) de altura por aproximadamente 4,514088 cm (1,7772 pulgadas) en diámetro. El grosor del recipiente final fue de aproximadamente 0,02794 cm (0,0110 pulgadas) /- 0,003048 cm (0,0012 pulgadas). La masa final del recipiente fue de unos 23,218259 g (0,819 oz). Se usó un utillaje de estricción o estrechamiento estándar.

Después de usar discos de Material 2, fue necesario cambiar el cabezal del pisón porque estaba desgastado. Es posible que se requiera un pisón más grande para cumplir con los parámetros del recipiente.

Ejemplo 2

El Ejemplo 2 utilizó el Material 1 y el Material 2 con discos que tenían un diámetro de aproximadamente 4,465066 cm (1,7579 pulgadas) y una altura de aproximadamente 0,500126 cm (0,1969 pulgadas). La masa del material del disco era de aproximadamente 21,120395 g (0,745 oz). Las dimensiones finales del recipiente después del procesamiento, pero antes del recorte, eran aproximadamente 14,99997 cm (5,9055 pulgadas) /- aproximadamente 0,999998 cm (0,3937 pulgadas) de altura por aproximadamente 4,514088 cm (1,7772 pulgadas) en diámetro. El grosor del recipiente final fue de aproximadamente 0,023876 cm (0,0094 pulgadas) /- 0,003048 cm (0,0012 pulgadas). La masa final del recipiente fue de unos 20,638453 g (0,728 oz). Se utilizó un piloto de mayor diámetro. El diámetro del piloto era aproximadamente 0,009906 cm (0,0039 pulgadas) mayor.

Casi no se produjo excentricidad en los espesores de pared (< aprox. 0,0020066 (0,00079)) debido al uso de un troquel de prensa y un cabezal de pisón nuevos. Una vez más, los discos del Material 1 parecen funcionar mejor que los discos del Material 2. De hecho, de manera similar a los resultados del Experimento 1, casi no se observaron rayones ni dentro ni fuera de los recipientes con el Material 1. Cuando se usaron discos de Material 2, aparecieron rayones después de 6.000 - 7.000 latas de vez en cuando en el exterior del recipiente y principalmente en el interior del recipiente. Además, el cabezal del pisón estaba significativamente desgastado. La figura 10 ilustra un cabezal de pisón de acero y un troquel de prensa de carburo sinterizado utilizados en varias realizaciones de la presente invención. La superficie del cabezal de pisón después de prensar todos los discos de Material 1 no tenía marcas. Como se muestra en la Fig. 10, la matriz de prensa de carburo sinterizado estaba muy dañada en todo el perímetro. Las líneas de velocidad de prensa para ambos experimentos fueron de aproximadamente 175,26 cm (69 pulgadas) por minuto y ambos experimentos se desarrollaron sin paradas importantes.

La Tabla 8 ilustra la fuerza de extrusión para muestras hechas usando los parámetros discutidos en el Experimento 1 para los Materiales 1 y 2 y el Experimento 2 para los Materiales 1 y 2. También se muestra un material de referencia de 1050.

Tabla 8

No hubo un aumento significativo de la potencia de extrusión en las muestras, independientemente del material o las dimensiones iniciales de los discos. Los valores están muy por debajo del límite seguro para el tamaño final del recipiente.

La Tabla 9 ilustra los parámetros del tubo para los Materiales 1 y 2 usando las dimensiones del disco del Experimento 1 y los parámetros del tubo para los Materiales 1 y 2 usando las dimensiones del disco del Experimento 2.

Tabla 9

Como se ilustra en la Tabla 9, el grosor del inferior estuvo dentro de la tolerancia para cada material excepto para el Material 2, Experimento 2. La tolerancia del grosor de la pared inferior y la tolerancia del grosor de la pared superior no se lograron para ninguno de los materiales del Experimento 2.

La Tabla 10 ilustra la profundidad del abultamiento (cm (pulgadas)) y la porosidad en miliamperios (mA), que es una medida de la integridad del revestimiento interior.

Tabla 10

Los tubos con las dimensiones de los parámetros del Experimento 1 y del Experimento 2 se estrecharon adecuadamente con discos de Material 1 y de Material 2. Se necesitaron nuevos pilotos para operar latas livianas. La forma del estrechamiento y todos los parámetros dimensionales permanecieron dentro de las especificaciones. El grosor de la chimenea (de aproximadamente 0,044958 cm (0,0177 pulgadas) a aproximadamente 0,048006 cm (0,0189 pulgadas) con una capa base blanca) antes del rizado era suficientemente grueso. Además, la longitud de recorte en la estricción fue satisfactoria en aproximadamente 0,24003 (0,0945).

Los discos fabricados tanto con el Material 1 como con el Material 2 crearon porosidad después del abultamiento en la estación de estrechamiento. Después de disminuir la profundidad de la protuberancia, el nivel de porosidad volvió a la normalidad. Además, la disminución de la profundidad de la protuberancia por segunda vez con el Material 2 ayudó a resolver los problemas de porosidad.

Con respecto a la resistencia a la presión, los resultados son muy impresionantes incluso para las latas livianas. Sorprendentemente, los discos de Material 1 tienen una mayor resistencia a la presión (alrededor de 2 bares) incluso si tienen un porcentaje menor de magnesio y un porcentaje de hierro más bajo que las de Material 2. Aunque la causa no está clara, puede ser una consecuencia del recocido continuo realizado en el Material 1 frente al recocido por lotes. La figura 11 ilustra una primera resistencia a la presión de deformación de latas, mientras que la figura 12 ilustra la presión de rotura de latas. La Fig. 13 ilustra las masas de los recipientes y las composiciones de las aleaciones.

La Tabla 11 ilustra los resultados de una prueba de la resistencia de columna de las roscas de los recipientes EI fabricados con aleación de aluminio estándar (1070) en comparación con la resistencia de columna de las roscas de los recipientes D&I medida en N (Ibf). Los recipientes D&I exhibieron una capacidad de carga axial mucho mayor debido a las propiedades de mayor resistencia de la aleación. Esta tabla ilustra el problema de formar un cuello roscado en una botella de metal fabricada por extrusión por impacto utilizando aleaciones de aluminio estándar.

Tabla 11

La Tabla 12 compara la profundidad de rosca de las roscas de los recipientes EI fabricados con aleación de aluminio estándar (1070) en comparación con las roscas de los recipientes D&I medidas en pulgadas.

Tabla 12

La descripción de la presente invención se ha presentado con fines ilustrativos y descriptivos, pero no pretende ser exhaustiva ni limitar la invención a la forma descrita. El alcance de la presente invención está limitado únicamente por el alcance de las siguientes reivindicaciones. Muchas modificaciones y variaciones serán evidentes para los expertos en la materia. Las realizaciones descritas y mostradas en las figuras se eligieron y describieron para explicar mejor los principios de la invención, la aplicación práctica y para permitir que los expertos en la técnica entiendan la invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para la fabricación de una botella metálica roscada extruida por impacto (250) para una bebida, que comprende:

formar un disco con una aleación de aluminio, en donde dicha aleación de aluminio se mezcla a partir de aproximadamente 60 % de una aleación de aluminio de desecho y aproximadamente 40 % de una aleación de aluminio 1070, en donde dicha aleación de aluminio de desecho comprende:

entre 0,20 % en peso de Si y 0,32 % en peso de Si

entre 0,47 % en peso de Fe y 0,59 % en peso de Fe;

entre 0,10 % en peso de Cu y 0,22 % en peso de Cu;

entre 0,78 % en peso de Mn y 0,90 % en peso de Mn;

entre 0,54 % en peso de Mg y 0,66 % en peso de Mg;

entre 0,06 % en peso de Zn y 0,18 % en peso de Zn;

entre 0,00 % en peso de Cr y 0,08 % en peso de Cr; y

entre 0,00 % en peso de Ti y 0,08 % en peso de Ti;

deformar dicho disco en una forma preferida en un proceso de extrusión por impacto para formar dicha botella metálica; y

formar roscas (264) en una parte de cuello (258) de dicha botella metálica, dichas roscas configuradas para recibir un cierre roscado (288) que puede abrirse y cerrarse selectivamente después de que dicha botella metálica se llene con la bebida.

2. El proceso de la reivindicación 1, en donde dicha aleación de aluminio consiste en:

entre 98,15 % en peso de aluminio y 98,50 % en peso de aluminio;

entre 0,16 % en peso de Si y 0,20 % en peso de Si;

entre 0,37 % en peso de Fe y 0,41 % en peso de Fe;

entre 0,08 % en peso de Cu y 0,12 % en peso de Cu;

entre 0,48 % en peso de Mn y 0,54 % en peso de Mn;

entre 0,34 % en peso de Mg y 0,40 % en peso de Mg;

entre 0,06 % en peso de Zn y 0,10 % en peso de Zn;

entre 0,01 % en peso de Cr y 0,04 % en peso de Cr; y

entre 0,00 % en peso de Ti y 0,04 % en peso de Ti.

3. El proceso de la reivindicación 1, en el que dicha aleación de aluminio consiste en:

98.33 % en peso de aluminio;

0 18 % en peso de Si;

0 39 % en peso de Fe;

0 10 % en peso de Cu;

0 51 % en peso de Mn;

0 37 % en peso de Mg;

0 08 % en peso de Zn;

0 02 % en peso de Cr; y

0 02 % en peso de Ti.

4. El proceso de la reivindicación 1, en donde se agrega un material de boruro de titanio a dicha aleación de aluminio, y en donde el formar dicho disco comprende, además, formar discos individuales a partir de una losa formada mediante de un aparato de fundición, recocer dichos discos individuales en un proceso de recocido continuo y terminar dichos discos mediante granallado para aumentar la superficie de dichos discos.

5. Una botella metálica (250) con cuello roscado (258), que comprende:

una parte de cúpula inferior (254);

una parte de cuerpo (252) que se extiende hacia arriba desde dicha parte de cúpula inferior;

una parte de cuello (258) que se extiende hacia arriba desde dicha parte de cuerpo;

roscas (264) formadas en una superficie exterior de dicha parte de cuello; y

una abertura (260) situada en la parte superior de dicha parte del cuello,

donde dicha botella metálica se forma mediante un proceso de extrusión por impacto;

donde dicha botella metálica está compuesta por una aleación de aluminio reciclado, comprendiendo dicha aleación de aluminio reciclado:

entre 98,15 % en peso de aluminio y 98,50 % en peso de aluminio,

entre 0,16 % en peso de Si y 0,20 % en peso de Si,

entre 0,37 % en peso de Fe y 0,41 % en peso de Fe,

entre 0,08 % en peso de Cu y 0,12 % en peso de Cu,

entre 0,48 % en peso de Mn y 0,54 % en peso de Mn,

entre 0,34 % en peso de Mg y 0,40 % en peso de Mg,

entre 0,06 % en peso de Zn y 0,10 % en peso de Zn,

entre 0,01 % en peso de Cr y 0,04 % en peso de Cr, y

entre 0,00 % en peso de Ti y 0,04 % en peso de Ti; y

donde dicho cuello roscado tiene una geometría predeterminada adaptada para recibir un cierre ROPP (288).

6. La botella metálica de la reivindicación 5, donde dichas roscas de dicha botella metálica están adaptadas para recibir dicho cierre ROPP que tiene un diámetro interior de entre 27,94 mm (1,1 pulgadas) a 38,1 mm (1,5 pulgadas), donde dichas roscas tienen un paso (284) de entre 2,54 mm (0,10 pulgadas) y 3,81 mm (0,15 pulgadas), donde dicha botella metálica tiene un diámetro (262) de entre 64,4398 mm (2,537 pulgadas) y 72,0852 mm ( 2,838 pulgadas) y una altura (263) entre 152,4 mm (6,0 pulgadas) y 187,96 mm (7,4 pulgadas).