專利名稱：用于食品的金屬罐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種金屬罐，該金屬罐用來保存在所述罐封閉之后通過熱處理進行消毒的食品。
背景技術：
如圖I所示，罐傳統(tǒng)上由折疊并焊接以形成體部的矩形薄金屬板部分10形成，在該體部的兩個端部組裝有由金屬板形成的底部11和蓋12。這種罐稱為“三部件”式罐，因為它涉及焊接或封接在一起的三個單獨元件。最近，如圖2所示，已經(jīng)通過拉伸稱為坯料的薄金屬板來形成單個整體式體部20來生產(chǎn)罐,該單個整體式體部包括罐體的底部和側壁。然后由薄金屬板板件形成的蓋23可以將該罐封閉。這種底部和側壁形成單個部件的罐稱為“兩部件”式罐。 如作為圖2中罐的剖視圖的圖3所示，根據(jù)罐中的高度，這種罐具有在坯料初始厚度的+25%到-25%范圍內的可變厚度。已經(jīng)開發(fā)出另一種通常稱為DWI (“拉伸和壁展薄拉伸”)技術的拉伸技術，該技術使得形成其側壁被展薄拉伸的“兩部件”式罐成為可能。圖4是這種罐30的剖視圖。該罐的底部31的中心的厚度“e”基本等于已被拉伸的坯料的厚度。該底部的厚度在厚度“e”的+0%和-15%之間，因為其成形容易導致局部略微變薄。另一方面，壁33的厚度“e’ ”被減小為底部中心的厚度“e”的20%。蓋32具有形成它的薄金屬板的厚度“e" ”。這種DWI技術使得生產(chǎn)重量比其他類型的罐更輕的罐(以下稱為“壁展薄拉伸的罐”)成為可能。它們的特性使它們作為飲料罐是有利的，但它們仍不太適合于用作食品的罐。實際上，食品的罐必須允許在其封閉后通過熱處理消毒，該熱處理會引起罐的內壓發(fā)生正變化和負變化。大多數(shù)經(jīng)常使用的壁展薄拉伸的罐，特別是飲料罐不適合于這種壓力變化。因此，這種罐用于容納食品的應用并未引起人們注意，因而很少用來容納食品。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是克服這些現(xiàn)有技術缺陷。特別地，本發(fā)明的一個目的是利用最優(yōu)量的材料提供一種金屬罐，該罐用來保存在該罐封閉后通過熱處理進行消毒的食品(食物產(chǎn)品)。本發(fā)明的另一個目的是一種罐，該罐便于在封閉后通過熱處理進行消毒，并且消耗最少量的能量。本發(fā)明的目的還包括使之有可能至多利用與現(xiàn)有技術的罐使用的那些材料和元件相同或相似的材料和元件來制造和容易實現(xiàn)該罐。下面將變得更為清楚的目的以及其他目的通過一種金屬罐來實現(xiàn)，該金屬罐用來保存在所述罐封閉之后通過熱處理進行消毒的食品，該罐由形成所述罐的底部和側壁的一體式(整體式)體部以及組裝至該體部從而將所述體部封閉的蓋構成，該側壁的最小厚度在該底部的中央部分的厚度的20%和60%之間，根據(jù)本發(fā)明，所述罐的高度在該罐的寬度的
I.5倍和3. 5倍之間，優(yōu)選在I. 7倍和3倍之間，所述罐的底部和/或蓋具有呈向外凸出形狀的中央壁部，該中央壁部通過向外開口(敞開)的周向凹槽連接至所述側壁。這種罐可以利用最優(yōu)的材料量來制造，并且可以進行消毒熱處理，而不會造成任何損壞，并且比現(xiàn)有技術的罐消耗更少的能量。優(yōu)選地，所述罐的內部壓力高于大氣壓力。該特征與根據(jù)本發(fā)明的罐的其他特征一起對罐的剛性作出貢獻。有利地，所述周向凹槽具有連接至凸出的中央壁部的第一壁部、連接至與罐的側壁相連的周向區(qū)域的第二壁部、以及形成圓形(倒圓)形狀的底部；并且
-所述第一壁部與所述罐的軸線形成在2°和45°之間的角；-所述第一壁部和所述中央壁部之間的連接部形成半徑大于O.5mm的圓形形狀(圓形部，圓角)；-所述凹槽的深度在Imm和7mm之間；以及-所述凹槽的底部的圓形形狀具有小于5mm的半徑。 具有這些特征的底部或蓋提供了一種對內部壓力具有良好抗性的罐。根據(jù)有利的實施方式，所述蓋由鋼基材料的盤構成，所述罐的容量為212ml、425ml或850ml，這些容量分別與直徑為52mm、65mm和83mm的蓋相關聯(lián)。根據(jù)有利的實施方式，所述蓋由鋁盤構成，所述罐的容量為212ml、425ml或850ml，這些容量分別與直徑為52mm、63. 7mm或81. 5mm的蓋相關聯(lián)。蓋尺寸和標準罐容積的這些組合使得可以遵循食品包裝商的需要并且利用現(xiàn)有的蓋和封接(壓接，卷邊接合)設備來實施本發(fā)明。根據(jù)一種有利的實施方式，在所述罐的側壁上形成有線腳(加強筋，珠緣，凸緣)，從而增加所述罐對外部壓力的抵抗。本發(fā)明還涉及一種金屬罐的一體式體部，該金屬罐用來保存在該罐封閉之后通過熱處理進行消毒的食品，該體部包括底部和側壁，該側壁的最小厚度在該底部的中央部分的厚度的20%和60%之間，根據(jù)本發(fā)明，所述體部的高度在該體部的寬度的I. 5倍和3. 5倍之間，該底部具有向外凸出形狀的中央壁部，該中央壁部通過向外開口的周向凹槽連接至所述側壁。該體部使得可以制造如上所述的罐。優(yōu)選地，該體部的周向凹槽具有連接至凸出中央壁部的第一壁部、連接至與所述罐的側壁相連的周向區(qū)域的第二壁部、以及形成圓形形狀的底部；并且-該第一壁部與所述罐的軸線形成在2。和45°之間的角；-該第一壁部和所述中央壁部之間的連接部形成半徑大于O.5mm的圓形形狀；-所述凹槽的深度在Imm和7mm之間；以及-所述凹槽的底部的圓形形狀具有小于5mm的半徑。根據(jù)一種有利的實施方式，在所述體部的側壁上形成有線腳，從而增加所述罐對外部壓力的抵抗。


從下面結合附圖對優(yōu)選實施方式的描述將更清楚地知道本發(fā)明的其他目的、優(yōu)點和特征，所述優(yōu)選實施方式不用于限制本專利申請的目的和范圍，在附圖中-圖I是構成根據(jù)現(xiàn)有技術的“三部件”型罐的元件的示意圖；-圖2是構成根據(jù)現(xiàn)有技術的“兩部件”型罐的元件的示意圖；-圖3是圖2的罐的剖視圖；-圖4是現(xiàn)有技術的壁展薄拉伸的罐的剖視圖；-圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的罐的剖視圖。
具體實施方式

通過傳統(tǒng)拉伸工藝生產(chǎn)的“三部件”罐和“兩部件”罐具有在所使用的坯料的厚度的+25%和-25%之間變化的厚度。為使制造這種給定容量的罐所用的金屬的量最優(yōu)化，罐的直徑“D”接近于該罐的高度“h”。因此，用于容納食品的罐的行業(yè)已經(jīng)定義了標準尺寸，特別是通過標準EN13025至13029定義了標準尺寸，從而例如以如下直徑實現(xiàn)盤形的蓋—對于容量為850ml的罐來說為99mm；一對于容量為425ml的罐來說為83mm ；一對于容量為212ml的罐來說為65mm。這些通常使用的尺寸使得可以以最佳的材料量獲得其直徑與高度相差不超過20%的罐。由于其厚度小，壁展薄拉伸的罐的體部的側壁對于外部應力來說自然不會具有令人滿意的剛性。用于加強該剛性的傳統(tǒng)技術包括在罐的體部上形成線腳以提高其對側向外部壓力的抵抗。然而，這些線腳無助于罐對豎直作用力的抵抗。圖5是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的柱形罐40的示意性剖視圖。該罐的側壁43已經(jīng)利用“DWI”技術被展薄拉伸。因而，該側壁的最小厚度“e’ ”為底部41的中間的厚度“e”的20%至60%，優(yōu)選為30%至50%。為加強該罐的剛性，在將罐封閉之前向該罐的內容物添加一種物質，該物質氣化時在罐內部產(chǎn)生過壓。該物質例如可以是液態(tài)氮，該物質具有使加壓的罐變得剛硬以及提高該罐對側向外部壓力和垂直作用力二者的抵抗的作用。與飲料罐不同，用于食品的罐必須在封閉之后通過熱處理進行消毒。這種消毒包括將罐的內容物加熱到約110°c至150°C (優(yōu)選在110°C和135°C之間)的溫度，該消毒在罐內產(chǎn)生達到約3巴的壓力增加。這種增加對于壓力可以達到5巴的加壓罐來說更為重要。通常，罐的側壁在這種壓力作用下經(jīng)受非常小的變形。只有底部和蓋變形而允許罐膨脹，由此限制消毒過程中內壓的增加。對于具有給定容積的罐，底部和蓋的尺寸越大，它們的可能的膨脹就越大。本領域技術人員因而至今都認為，為了在封閉后經(jīng)受熱處理，壁展薄拉伸的罐必須相對于其高度具有足夠大的底部和蓋。實際上，這些罐具有容納食品的常用比例，它們的直徑接近于高度。如本發(fā)明人確定的，為使制造這種給定容量的壁展薄拉伸的加壓罐所用的金屬的量最優(yōu)化，罐的高度“h”必須大于其直徑“D”。因而，該高度必須在直徑“D”的I. 5倍和3. 5倍之間，優(yōu)選在I. 7倍和3倍之間。結果，用來容納食品的罐的傳統(tǒng)比例使得時至今日都不可能將壁展薄拉伸的罐的材料的量最優(yōu)化。本領域技術人員往往認為使用壁展薄拉伸的罐用于食品沒有什么用處。圖5中所示的罐40具有為其直徑“D”的I. 7至3倍的高度“h”，這使得可以使制造罐所用的金屬最優(yōu)化。 為了允許對該罐40進行熱處理而又不產(chǎn)生過大的內部壓力，蓋42和底部41具有特殊形狀，它們的中央壁部421和411均具有向外凸出的形狀，并分別通過向外開口的周向凹槽420和410連接至罐的側壁。該特殊形狀便于在內部過壓情況下底部和蓋的彈性變形。這種類型的底部和蓋本身是已知的，并且在文獻EP 1813540中進行了特別的描述。蓋42因而具有—中央壁部421;一周向區(qū)域422，用于使蓋42與罐的側壁43接合；一周向凹槽420，它具有連接至中央壁部421的第一壁部423、連接至周向區(qū)域422的第二壁部424和形成圓形形狀的底部425。在該蓋42中，第一壁部423與罐的軸線形成約45°并且無論如何都在2°和45°之間的角；第一壁部423和中央壁部之間的連接部形成半徑大于O. 5mm的圓形形狀；凹槽422的深度在Imm和7mm之間；并且凹槽的底部425的圓形形狀具有小于5mm的半徑。同樣，底部41具有—中央壁部411;一與罐的側壁43連接的周向區(qū)域412 ;一周向凹槽410，它具有連接至中央壁部411的第一壁部413、連接至周向區(qū)域412的第二壁部414和形成圓形形狀的底部415。在該底部中，第一壁部413與罐的軸線形成約45°并且無論如何都在2°和45°之間的角；第一壁部413和中央壁部411之間的連接部形成半徑大于O. 5mm的圓形形狀；凹槽410的深度在Imm和7mm之間；并且凹槽的底部415的圓形形狀具有小于5mm的半徑。具有這些特征的凹槽410和420分別有利于罐40的底部和蓋變形。因此，當罐40在其熱處理過程中被加熱時，其內部壓力的增加致使底部41和蓋42發(fā)生臨時的可逆變形，這增加了罐的內部容積。該容積增加使得可以將罐40的有效壓力限制在不會冒損壞罐的危險的值。蓋42和底部41提供了對內部壓力的更好的抵抗，因此可制造能通過熱處理來消毒的壁展薄拉伸的加壓罐，該罐的高度與直徑的比例可以以使所使用的材料量最優(yōu)化的方式選擇。在本發(fā)明的其他可能實施方式中，可以僅將蓋或僅將底部設置成對內部壓力展現(xiàn)出良好的抵抗。還需要注意的是，本發(fā)明不限于所示出的底部和蓋的輪廓。其它允許罐支承高壓力的輪廓也能實施，例如文獻EP1813540中描述的那些。罐的容積尤其通過標準EN13025至13029而標準化。因此，為了最優(yōu)化罐而對罐比例進行修改必須優(yōu)選在保持相同容積的情況下進行。
而且，罐的蓋的尺寸也是標準化的。對于罐制造商來說，遵守這些標準十分重要，因為用于封閉罐的蓋不是由罐制造商而是由填充罐的食品包裝商來使用。因而，所使用的蓋必須適合于由食品包裝商使用的封接機。為了修改罐的罐比例而不用必須使用非標準直徑的蓋，發(fā)明人已經(jīng)想到，對于每個標準容量確定罐的尺寸，以使得罐能由用來封閉較低容量的罐所通用的標準蓋來封閉。因此，對于用由鋼基材料形成為圓盤的蓋封閉的罐，有利的是使用—對于容積為212ml的罐，蓋的直徑為52mm；—對于容積為425ml的罐，蓋的直徑為65mm；—對于容積為850ml的罐，蓋的直徑為83mm。對于用由鋁基材料形成為圓盤的蓋封閉的罐，有利的是使用·—對于容積為212ml的罐，蓋的直徑為52mm；—對于容積為425ml的罐，蓋的直徑為63.7mm ；—對于容積為850ml的罐，蓋的直徑為81.5mm。這些組合使得可以容易地制造比例接近于最優(yōu)比例的罐。具有本發(fā)明的特征的罐相比于現(xiàn)有技術的罐可以使用更少的能量更快速地進行熱消毒。實際上，這些罐的比例允許它們與外界具有更大的熱交換表面，這有利于罐的加熱。而且，罐中待加熱的食品的厚度(稠度)小，這是因為罐的寬度小。側壁越薄，它們就越好地傳遞熱。最終，在罐消毒過程中受熱的金屬材料的總量更小，這消耗較少的能量。具有本發(fā)明的特征的罐還可以具有使得它們適合于更有效且更緊湊地存儲的尺寸。因此，舉例來說，所使用的貨盤類型具有1200mm的長度，800mm的寬度，則其高度必須在1000mm 和 1030mm 之間。在這種貨盤上，可以存儲1860個直徑為73mm、高度為101. 54mm的425ml的傳統(tǒng)罐。這些罐存儲為10層，每層186個。另一方面，根據(jù)本發(fā)明，可以存儲1960個直徑為65mm、高度為128. 08mm的相同容積的罐。這些罐因而被存儲為8層，每層245個。本發(fā)明因而使得每個貨盤可以比現(xiàn)有技術中多放100個罐，也就是說，在運輸24個貨盤的卡車中，可以多放置2400多個罐。因此，本發(fā)明給運輸成本帶來了顯著的節(jié)省。應注意的是，蓋的尺寸不必等于罐的側壁的壁厚。實際上，可以在該側壁的頂部處設置縮頸，以便封接尺寸小于壁的寬度的蓋。在一些情況下，還可以封接尺寸大于罐的寬度的蓋。本發(fā)明可以應用于利用尺寸在20mm和153mm之間的蓋封閉的罐。然而，優(yōu)選的是應用于由尺寸在52mm和99mm之間的蓋封閉的罐。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，可以以這樣的方式對罐的側壁進行成形，即在其中形成線腳，以便提高罐對外部壓力的抵抗。本發(fā)明主要適合于柱狀罐、準柱狀罐、具有多邊形(六邊形、八邊形)橫截面的罐、側壁略微“桶狀”凸出的罐、或者形狀不同但往往具有相同比例的罐。與蓋無關地，形成罐的底部和側壁的罐體部也在本申請的范圍內，特別是當該罐體部具有這樣的特征時，該特征使得該罐體部在與沒有成形為可變形的通用蓋相關聯(lián)時允許該罐體部形成根據(jù)本發(fā)明的罐。
權利要求
1.一種金屬罐(40)，用于保存在該罐封閉之后通過熱處理進行消毒的食品，該罐包括一體式體部和蓋(42)，該體部形成該罐的底部(41)和側壁(43)，該蓋組裝至該體部以便將該體部封閉，該側壁(43)的最小厚度為該底部(41)的中央部分的厚度的20%至60%， 其特征在于，該罐(40)的高度為該罐的寬度的I. 5倍至3. 5倍，以及該罐(40)的底部(41)和/或蓋(42)具有呈向外凸出形狀的中央壁部(411，421)，該中央壁部通過向外開口的周向凹槽(410，420)連接至該側壁(43)。
2.根據(jù)權利要求I所述的罐(40)，其特征在于，該罐的內部壓力高于大氣壓力。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的罐(40)，其特征在于，所述周向凹槽(410，420)具有第一壁部(413，423)、第二壁部(414，424)和形成圓形形狀的底部(415，425)，該第一壁部連接至該凸出的中央壁部(411，421)，該第二壁部連接至一周向區(qū)域，該周向區(qū)域與該罐的側壁相連；以及，其特征在于 -該第一壁部(413，423)與該罐的軸線形成2°至45°的角； -該第一壁部(413，423)和該中央壁部(411，421)之間的連接部形成半徑大于O. 5mm的圓形形狀； -該凹槽(410,420)的深度在Imm至7mm之間；以及 -該凹槽的底部(415,425)的圓形形狀具有小于5mm的半徑。
4.根據(jù)權利要求I至3中任一項所述的罐(40)，其特征在于，該蓋 (42)由鋼基材料的盤構成，該罐的容量為212ml、425ml或850ml，這些容量分別與直徑為52mm、65mm和83mm的蓋相關聯(lián)。
5.根據(jù)權利要求I至3中任一項所述的罐，其特征在于，該蓋(42)由鋁盤構成，該罐的容量為212ml、425ml或850ml，這些容量分別與直徑為52mm、63. 7mm和81. 5mm的蓋相關聯(lián)。
6.根據(jù)權利要求I至5中任一項所述的罐，其特征在于，在該罐的側壁(43)上形成有線腳，以便增加該罐對外部壓力的抵抗。
7.一種金屬罐(40)的一體式體部，該罐用于保存在該罐封閉之后通過熱處理進行消毒的食品，該體部包括底部(41)和側壁(43)，該側壁 (43)的最小厚度為該底部(41)的中央部分的厚度的20%至60%，其特征在于， 該體部的高度為該體部的寬度的I. 5倍至3. 5倍，以及所述底部(41)具有向外凸出形狀的中央壁部(411)，該中央壁部通過向外開口的周向凹槽(410)連接至該側壁(43)。
8.根據(jù)權利要求7所述的罐的一體式體部，其特征在于，所述周向凹槽(410)具有第一壁部(413)、第二壁部(414)和形成圓形形狀的底部(415)，該第一壁部連接至凸出的中央壁部(411)，該第二壁部連接至一周向區(qū)域(412)，該周向區(qū)域連接該罐(40)的側壁(43)；以及，其特征在于 -該第一壁部(413)與該罐的軸線形成2°至45°的角； -該第一壁部(413)與該中央壁部(411)之間的連接部形成半徑大于O. 5mm的圓形形狀； -該凹槽(410)的深度在Imm和7mm之間；以及 -該凹槽的底部(415)的圓形形狀具有小于5_的半徑。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的罐(40)的一體式體部，其特征在于，在該體部的側壁(43)上形成有線腳，以便增加該罐對外部壓力的抵抗。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬罐(40)，它用于保存在它封閉之后通過熱處理進行消毒的食品，該罐由一體式體部和蓋(42)構成，該體部形成該罐的底部(41)和側壁(43)，該蓋組裝至該體部以便將該體部封閉，該側壁(43)的最小厚度為該底部(41)的中央部分的厚度的20%至60%。根據(jù)本發(fā)明，該罐(40)的高度為其寬度的1.5倍至3.5倍，該罐的底部(41)和/或蓋(42)具有呈向外凸出形狀的中央壁部(411，421)，該中央壁部通過向外開口的周向凹槽(410)連接至該側壁(43)。
文檔編號B65D79/00GK102834321SQ201080062087
公開日2012年12月19日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權日2009年12月23日
發(fā)明者F·達蒂 申請人:阿爾達制罐集團荷蘭有限公司