具有模压周边边缘的金属容器端部及相关方法

相关申请的引用

本申请要求于2021年2月5日提交且标题为“具有模压周边边缘的金属容器端部及相关方法”的美国临时专利申请号63/199，964的权益，本申请的全部内容特此通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及金属容器，并且更具体地涉及可以与容器主体接合以形成金属容器的金属容器端部。还公开了制造金属容器的方法。

背景技术

金属容器(诸如用于容纳食物或饮料的金属容器(例如铝制饮料罐))通常包括具有限定在一个端部中的开口的容器主体，以及被设计成封闭容器主体的开口的封闭件(称为“容器端部”或“罐端部”)。容器主体和罐端部通常在它们的周边处接合(例如，通过卷边或卷绕在一起)以形成液密和气密接头。虽然一些容器端部是平坦的圆盘，但容器端部更常见地设有有利于接合过程的凸起的、波状的或卷边的周边边缘。

可以在容器端部(以及容器主体)上设置涂层或漆以用于装饰和/或其他所需目的。例如，容器端部可以用各种漆着色成各种颜色(例如，蓝色、红色、绿色等)。在容器端部制作过程期间，漆可能会被切割、碎裂或以其他方式损坏。这种损坏损害了罐端部的外观，因为铝基底变得非常明显(有时在圆周的5％-50％之间)，并且消费者可能得出结论：容器和/或容器的内容物品质较差。目前，这种漆层磨损的可能性阻碍了一些品牌所有者在其产品中使用更多颜色的端部。这种损坏还会在整个端部制作过程中产生漆尘，这可能会损坏设备和/或带来健康风险。例如，必须收集壳体压机和运输用纸套包装端部之间的磨损产生的灰尘(主要是在将外壳运输到平衡器，然后再运输到转换压机的轨道上)，以防止空气污染和微粒污染工作场所。产生的灰尘还可能附着在端部的饮料侧并损害饮料本身的清洁度。

发明内容

本专利中使用的术语“发明”、“所述发明”、“此发明”和“本发明”旨在广义地指代本专利和下文的专利权利要求的所有主题。含有这些术语的陈述不应被理解为限制本文描述的主题，或限制下文的专利权利要求的意义或范围。所述发明的由本专利覆盖的实施方案由以下权利要求而非此发明内容限定。此发明内容是对所述发明的各种实施方案的高度概括，并且介绍了在以下的具体实施方式部分中将进一步描述的一些概念。此发明内容并不意图识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意图单独用于确定所要求保护的主题的范围。主题应通过参考本专利的整个说明书的适当部分、任何或所有附图和每项权利要求进行理解。

根据本公开的某些实施方案，一种金属容器端部包括中心部段和沿着所述中心部段的周边延伸的周边部段。所述周边部段包括边缘，并且所述边缘包括接触部分和非接触部分。所述接触部分相对于所述非接触部分以非零角度延伸。

根据本公开的一些实施方案，一种金属容器端部包括中心部段、沿着所述中心部段的周边延伸的周边部段、外表面和内表面。从所述外表面到所述内表面的距离是所述金属容器端部的厚度。所述周边部段包括在所述外表面和所述内表面之间延伸的边缘，并且所述边缘包括接触部分和非接触部分。所述边缘的所述接触部分从所述外表面朝向所述内表面并且相对于所述非接触部分以非零角度延伸。

根据本公开的各种实施方案，一种金属容器端部包括中心部段和沿着所述中心部段的周边延伸的周边部段。所述周边部段具有截面厚度并且包括边缘。所述边缘包括接触部分和非接触部分，并且所述边缘的所述接触部分包括所述边缘处的所述截面厚度的至少50％、相对于所述非接触部分以大于约0°且小于约90°的角度延伸。

根据本公开的某些实施方案，一种金属容器端部包括中心部段和沿着所述中心部段的周边延伸的周边部段。所述周边部段包括在所述中心部段和所述周边部段的边缘之间的卷边，并且所述边缘的接触部分在形成所述卷边之前相对于竖直轴线以非零角度延伸。

根据本公开的某些实施方案，一种金属容器端部包括中心部段、沿着所述中心部段的周边延伸的周边部段、外表面和内表面。从所述外表面到所述内表面的距离是所述金属容器端部的厚度。所述周边部段包括在所述外表面和所述内表面之间延伸的边缘，并且还包括在所述边缘和所述中心部段之间的卷边。所述边缘的接触部分在形成所述卷边之前从所述外表面朝向内表面并且相对于竖直轴线以非零角度延伸。

根据本公开的某些实施方案，一种金属容器端部包括中心部段和沿着所述中心部段的周边延伸的周边部段。所述周边部段具有截面厚度并且包括在所述中心部段和所述周边部段的边缘之间的卷边。所述边缘的包括所述边缘处的所述截面厚度的至少50％的接触部分在形成所述卷边之前相对于竖直轴线以大于约0°且小于约90°的角度延伸。

根据本公开的某些实施方案，一种形成金属容器端部的方法包括对材料进行冲裁以形成所述金属容器端部，使得所述金属容器端部包括中心部段和沿着所述中心部段的周边延伸的周边部段。所述方法包括对所述周边部段的边缘进行模压并形成所述边缘的接触部分，所述接触部分相对于竖直轴线以非零角度延伸。所述方法还包括将所述金属容器端部成形为使得所述周边部段包括位于所述中心部段和所述边缘之间的卷边。

本公开中描述的各种实施方式可以包括附加的系统、方法、特征以及优点，它们不一定能够在本文明确地公开但是在检阅以下具体实施方式和附图之后对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。所有此类系统、方法、特征和优点都意图被包括在本公开内并且受到随附权利要求的保护。

附图说明

示出以下各图的特征和部件以强调本公开的一般原理。为了一致和清楚起见，贯穿各图的对应特征和部件可以由匹配的附图标记来表示。

图1是根据本公开的各方面的具有容器主体和容器端部的金属容器的透视图。

图2是端部制作过程中容器端部的截面图。

图3是在周边部段中形成卷边之前的图2的容器端部的周边部段的放大图。

图4是在形成卷边之后的图2的容器端部的周边部段的放大图。

图5是当两个容器端部堆叠时的图4的两个周边部段的放大图。

图6示出了端部制作过程期间的堆叠的容器端部。

图7示出了根据本公开的各方面的堆叠的容器端部。

具体实施方式

在此具体描述了本发明的实施方案的主题以满足法定要求，但是本描述不一定意图限制权利要求的范围。所要求保护的主题可以用其他方式体现，可以包括不同的元件或步骤，并且可以结合其他现有或将来的技术一起使用。本描述不应被解释为暗示各种步骤或元件当中或之间的任何特定次序或布置，在明确描述个别步骤的次序或元件的布置时除外。诸如“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“前”以及“后”等的方向参考意图指代在提及部件和方向的一个(或多个)图中图示和描述的取向。

本公开的某些方面和特征涉及金属容器端部以及用于制造金属容器端部的系统和方法。金属容器端部可以是各种金属基底，包括但不限于铝、铝合金、钢、钢基材料、镁、镁基材料、铜、铜基材料、任何其他合适的金属或材料的组合。本公开的金属容器端部通常可与容器主体接合以形成各种类型的金属容器，包括但不限于饮料罐、食品罐、气雾剂罐、化学品储存罐或用于其他产品的容器和罐。

本文描述的金属容器端部各自通常包括中心部段和沿着中心部段的周边延伸的周边部段。周边部段包括边缘，并且当成形时，周边部段还包括位于边缘和中心部段之间的卷边。周边部段的边缘包括接触部分，所述接触部分在形成卷边之前相对于金属容器端部的竖直轴线以非零角度延伸。边缘的接触部分增加了在端部制作过程期间接触相邻金属容器端部的周边部段的边缘的量或表面积。这种增加的接触可以更好地分布传递到相邻金属容器端部的力和/或可以最小化或减少对相邻金属容器端部的损坏。本文描述的金属容器端部可特别适合于在端部制作过程期间最小化或减少对相邻金属容器端部上的漆或涂层的损坏。通过最小化或减少损坏(例如，漆磨损)，可以最小化或减少在端部制作过程期间由于损坏而产生的灰尘量，从而最小化或减少对设备的潜在损坏和/或对操作者的健康风险。

图1示出了具有容器端部102和容器主体104的金属容器100的示例。容器端部102可通过各种合适的技术(包括但不限于压接卷绕或根据需要的其他合适的技术)接合到容器主体104。根据需要，可以在容器端部102以及容器主体104上设置漆和/或涂层。在一些非限制性示例中，容器端部102包括给容器端部102着色的漆，使得容器端部102具有期望的颜色外观(例如，绿色、红色、蓝色、黄色等)。

在图1的示例中，金属容器100是饮料罐并且任选地包括位于容器端部102的中心部段116上的刻痕106、整体式拉片108和弹出式拉片110。金属容器端部102包括外表面112。根据所需的最终产品，金属容器端部102可以任选地包括设置在中心部段116中靠近周边部段118的周边通道120。虽然金属容器100被示出为饮料容器，但在其他示例中，金属容器100可以是其他类型的金属罐和/或其他金属容器，诸如食品罐、气雾剂罐、化学品储存罐、或用于其他所需的产品的容器和罐。应当理解，根据金属容器100的具体类型，可以根据需要在容器端部102上或与所述容器端部一起限定附加特征。

图2示出了与容器主体104接合之前的容器端部102。容器端部102包括外表面112、内表面114、中心部段116和周边部段118。周边部段118沿着中心部段116的周边延伸并且包括从外表面112延伸到内表面114的边缘122。卷边124可以被限定在边缘122和中心部段116之间，并且卷边124可以是圆形的(即，具有非零曲率)。从外表面112到内表面114的距离129(参见图3)是容器端部102的厚度。如上所述，容器端部102可包括漆和/或涂层。在一些情况下，漆和/或涂层可根据需要设置在内表面114和/或外表面112上。在一些情况下，外表面112包括彩色漆，使得容器端部102具有彩色外观。

图3和图4更详细地示出了容器端部102的周边部段118。图3示出了在形成卷边124的成形过程之前的周边部段118，并且图4示出了卷边124形成之后的周边部段118。如图3和图4所示，边缘122包括接触部分126，所述接触部分从外表面112朝向内表面114延伸一定距离128。在一些示例中，距离128是距离129的至少约30％。在某些情况下，距离128可以是距离129的约30％至约100％，诸如距离129的至少50％，诸如距离129的约80％至约100％。在各种示例中，距离128可以与距离129大致相同，但是在其他示例中，距离128可以小于距离129(即，小于距离129的100％)。当距离128小于距离129时，边缘122还包括位于接触部分126和内表面114之间的非接触部分130。如图3和图4所示，非接触部分130可以相对于接触部分126以非零角度延伸。

参考图3，在各种示例中，在形成卷边124之前，接触部分126相对于由非接触部分130限定的轴线134以非零角度132延伸。在省略非接触部分130的示例中，接触部分126可以相对于内表面114和/或外表面112以任何角度延伸，包括但不限于直角或非直角。在一些示例中，在形成卷边124之前，轴线134可以是基本上竖直的，但是在其他示例中不需要是竖直的。在一些示例中，非零角度132从大于约0°至约90°。在某些示例中，非零角度132可以为约5°至约30°，诸如约5°、约6°、约7°、约8°、约9°、约10°、约11°、约12°、约13°、约14°、约15°、约16°、约17°、约18°、约19°、约20°、约21°、约22°、约23°、约24°、约25°、约26°、约27°、约28°、约29°和/或约30°。在其他示例中，非零角度132可以小于约5°或大于约30°。在一些非限制性示例中，非零角度可以为约22°至约42°，诸如约22°、约23°、约24°、约25°、约26°、约27°、约28°、约29°、约30°、约31°、约32°、约33°、约34°、约35°、约36°、约37°、约38°、约39°、约40°、约41°、和/或约42°。控制角度132和距离128，使得在端部处理期间(例如，当容器端部102可以接触其他容器端部102时)，接触部分126被构造成接触相邻容器端部102的周边部段118。在各种示例中，当包括非接触部分130时，在形成卷边124之前，非接触部分130可以以基本平行于竖直轴线134的角度延伸。

虽然接触部分126被示出为线性的或平面的，但是应当理解，在其他示例中，接触部分126可以根据需要具有各种合适的形状或轮廓。作为一个非限制性示例，接触部分126可具有弯曲或弓形轮廓，其任选地可匹配相邻容器端部的卷边的形状或轮廓。

图4示出了在形成卷边124之后的周边部段118。如图4所示，在形成卷边124之后，接触部分126仍然相对于非接触部分130以非零角度延伸(即，接触部分126不与非接触部分130平行和/或共面)。

图5和图6示出了在端部制作过程中堆叠的容器端部102。如图5和图6所示，一个容器端部102的接触部分126可以选择性地接触相邻容器端部102的周边部段118。接触部分126和周边部段118之间的选择性接触可以增加相邻容器端部之间的接触，并且更好地分布在处理期间作用在容器端部102上的力，从而减少或最小化由边缘122和周边部段118之间的接触引起的潜在损坏(例如，漆磨损)。

形成容器端部102的方法可包括对材料进行冲裁以形成金属容器端部，使得容器端部102包括中心部段116和沿中心部段116的周边延伸的周边部段118。所述方法包括对周边部段118的边缘122进行模压(例如，冲压)以及形成边缘122的接触部分126，所述接触部分相对于轴线134以非零角度延伸。在一些非限制性示例中，对边缘122进行模压可包括将容器端部102放置在支撑件上，并迫使模具或压机(其具有边缘122的期望轮廓)接合容器端部102并形成边缘122。在各种示例中，对边缘122的模压可以在容器端部102被堆叠以用于通过通常的轨道运输之前进行，因为任何轨道都需要很大的力来移动嵌套的容器端部102。移动嵌套容器端部102的力可取决于用于轨道的材料(即表面摩擦力)、任何数值轨道的高度、轨道的各个段之间的任何偏移/不匹配、以及每当轨道的方向发生变化时轨道的半径。在一些示例中，推力越高，漆磨损的程度通常越高。对边缘122的模压可以任选地在模具工具中的壳体形成操作期间、在旋转卷曲器的入口/出口侧和/或在卷曲器本身内完成。在某些情况下，容器端部的锋利边缘可以在冲裁期间或冲裁之后通过模压、铣削、激光处理或任何其他机械或烧蚀技术移除。

在一些示例中，边缘122在容器端部102成形之前被模压，使得周边部段118包括位于中心部段116和边缘122之间的卷边124。在其他示例中，边缘122在容器端部102成形之后被模压，使得周边部段包括卷边124。可以利用其他合适的技术和工具来根据需要形成边缘122，并且边缘122不需要经由模压来形成。在某些实施方案中，对容器端部102的修改可以通过调整工具来实现。在一个非限制性示例中，罐端部壳体成形工具可被修改，使得进入的材料片材在冲裁操作之前以与边缘122的期望倾斜角相对应的角度向下弯曲。这种工艺可包括以下步骤，包括但不限于在毛坯和拉延模处夹紧材料片，使得罐端部边缘处的材料向下弯曲；通过使用切割边缘分离材料来创建倾斜边缘；并通过使用坯料和拉延模具拉延材料、使材料不弯曲并矫直材料来形成端部。在此类非限制性示例中，在材料经过整个成形操作之后，罐端部的边缘122现在相对于垂直于罐端部的外表面的线以一定角度倾斜。

所述方法可以任选地包括堆叠多个容器端部102，使得周边部段118的每个接触部分126接触另一个容器端部102。

图7示出了根据各种实施方案的堆叠的容器端部702的另一个示例。在图7的示例中，整个边缘122为接触部分126，且接触部分126基本上垂直于内表面114与外表面112的相邻部分。与边缘122具有中心轴线736的容器端部102相比，周边部段118具有不同的形状，使得容器边缘702的边缘122具有从中心轴线736偏移某偏移角度740的中心轴线738。在各种情况下，偏移角度为约22°至约42°，诸如约22°、约23°、约24°、约25°、约26°、约27°、约28°、约29°、约30°、约31°、约32°、约33°、约34°、约35°、约36°、约37°、约38°、约39°、约40°、约41°、和/或约42°。在各种示例中，通过偏移角度740改变周边部段118的形状可以增加接触相邻容器端部702的接触部分126的百分比或量。在各个方面，偏移角度740提供跨过容器端部702的边缘122之间的直径或距离的预定增加。在这种情况下，与传统的容器端部相比，边缘122之间的直径增加。换句话说，参考图2，偏移角度740提供图左侧的边缘122与图右侧的边缘122之间的直径或距离的预定增加。在一些非限制性示例情况下，角度740使直径从约0.14mm增加至约0.20mm。在一个非限制性示例中，角度740使直径增加约0.16mm。

下文提供了示例性实施方案的集合，包括明确列举为“示例”的至少一些实施方案，所述示例提供对根据本文描述的概念的各种示例类型的额外描述。这些示例并不意味着是相互排斥的、穷尽的或限制的；并且本发明不限于这些示例性示例，而是涵盖在所提出的权利要求以及其等同物的范围内的所有可能的修改和改变。

示例1.一种金属容器端部，其包括：中心部段；以及沿着所述中心部段的周边延伸的周边部段，其中所述周边部段包括边缘，其中所述边缘包括接触部分和非接触部分，并且其中所述接触部分相对于所述非接触部分以非零角度延伸。

示例2.根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的金属容器端部，其中所述周边部段包括截面厚度，并且其中所述接触部分包括所述边缘处的截面厚度的至少50％。

示例3.根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的金属容器端部，其中所述接触部分包括小于所述边缘处的所述截面厚度的100％。

示例4.根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的金属容器端部，其中所述非零角度为约5°至约30°。

示例5.根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的金属容器端部，其中所述金属容器端部包括外表面和内表面，其中所述边缘从所述外表面延伸至所述内表面，并且其中所述边缘的所述接触部分从所述外表面向所述内表面延伸。

示例6.根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的金属容器端部，其中所述非接触部分位于所述内表面和所述接触部分之间。

示例7.根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的金属容器端部，其中所述周边部段还包括位于所述中心部段和所述边缘之间的卷边。

示例8.根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的金属容器端部，其中所述接触部分在形成所述卷边之前相对于所述非接触部分以非零角度延伸。

示例9.根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的金属容器端部，其中所述金属容器端部包括铝或铝合金。

示例10.一种饮料罐，其包括：罐主体；以及根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的金属容器端部，其作为接合到所述罐主体的饮料罐端部。

示例11.一种金属容器端部，其包括：中心部段；沿着所述中心部段的周边延伸的周边部段；外表面；以及内表面，其中从所述外表面到所述内表面的距离是所述金属容器端部的厚度，其中所述周边部段包括在所述外表面和所述内表面之间延伸的边缘，其中所述边缘包括接触部分和非接触部分，并且其中所述边缘的所述接触部分从所述外表面朝向所述内表面并且相对于所述非接触部分以非零角度延伸。

示例12.根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的金属容器端部，其中所述边缘的所述接触部分包括所述边缘处的厚度的至少50％。

示例13.根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的金属容器，其中所述非零角度为约5°至约30°。

示例14.根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的金属容器端部，其中所述金属容器端部包括铝或铝合金。

示例15.根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的金属容器端部，其中所述周边部段还包括在所述边缘和所述中心部段之间的卷边。

示例16.一种饮料罐，其包括：罐主体；以及根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的金属容器端部，其作为接合到所述罐主体的饮料罐端部，其中所述中心部段包括拉片或刻痕线中的至少一者。

示例17.一种金属容器端部，其包括：中心部段；以及沿着所述中心部段的周边延伸的周边部段，其中所述周边部段具有截面厚度并包括边缘，其中所述边缘包括接触部分和非接触部分，并且其中所述边缘的包括所述边缘处的截面厚度的至少50％的所述接触部分相对于所述非接触部分以大于约0°且小于约90°的角度延伸。

示例18.根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的金属容器端部，其中所述角度为约5°至约30°。

示例19.一种饮料罐，其包括：罐主体；以及根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的金属容器端部，其作为接合到所述罐主体的饮料罐端部，其中所述金属容器端部包括铝或铝合金。

示例20.一种形成金属容器端部的方法，所述方法包括：对材料进行冲裁以形成所述金属容器端部，使得所述金属容器端部包括中心部段和沿着所述中心部段的周边延伸的周边部段；对所述周边部段的边缘进行模压并形成所述边缘的接触部分，所述接触部分相对于所述边缘的非接触部分以非零角度延伸；以及将所述金属容器端部成形为使得所述周边部段包括位于所述中心部段和所述边缘之间的卷边。

示例21.根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的方法，其中将所述金属容器端部成形包括将所述金属容器端部成形为使得卷边具有非零曲率。

示例22.根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的方法，其还包括将所述金属容器端部堆叠在另一个金属容器端部上，使得所述周边部段的所述接触部分接触所述另一个金属容器端部。

示例23.根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的方法，其中所述边缘的所述接触部分包括所述金属容器端部在所述边缘处的厚度的至少50％，并且其中所述非零角度为约5°至约30°。

示例24.根据任何先前或随后的示例或示例的组合所述的方法，其中所述金属容器端部包括铝或铝合金，并且其中所述金属容器端部是饮料罐端部。

示例25.一种形成饮料罐的方法，其包括：根据如任何先前或随后的示例或示例的组合所述的方法形成所述饮料罐端部；以及将所述饮料罐端部接合到罐主体。

示例26.一种金属容器端部，其包括：中心部段；以及沿着所述中心部段的周边延伸的周边部段，其中所述周边部段包括在所述中心部段和所述周边部段的边缘之间的卷边，并且其中所述边缘的接触部分在形成所述卷边之前相对于竖直轴线以非零角度延伸。

示例27.一种金属容器端部，其包括：中心部段；以及沿着所述中心部段的周边延伸的周边部段，其中所述周边部段具有截面厚度并且包括在所述中心部段和所述周边部段的边缘之间的卷边，并且其中所述边缘的包括所述边缘处的截面厚度的至少50％的接触部分在形成所述卷边之前相对于竖直轴线以大于约0°且小于约90°的角度延伸。

上述各方面只是实施方式的可能示例，仅仅是为了清楚地理解本公开的原理而阐述。在实质上不脱离本公开的精神和原理的情况下，可以对上述实施方案做出许多改变和修改。所有此类修改和变化都意图在此包括在本公开的范围内，并且关于元件或步骤的各个方面或组合的所有可能的权利要求都意图受到本公开的支持。此外，尽管在本文以及在以下的权利要求中采用了特定术语，但是所述术语仅在一般性和描述性意义上使用，而不是为了限制所描述的发明，也不是为了限制以下的权利要求。