ES2339552T3 - Material en forma de chapa delgada para aplicaciones de conformado, recipiente metalico obtenido de tal material en forma de chapa delgada y procedimiento para producir dicho material en forma de chapa delgada. - Google Patents
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Abstract
Un material en forma de chapa delgada que va a ser transformado en un objeto mediante un procedimiento de conformado industrial, comprendiendo el material un sustrato metálico y un sistema de revestimiento polimérico unido a él, comprendiendo el sistema de revestimiento - una capa interior que comprende una mezcla y/o un copolímero de PET y CHDM y/o PET modificado con IPA como una capa para unir el sistema al sustrato; - una capa consistente en una mezcla y/o un copolímero de PET y PBT como capa barrera; - una capa exterior consistente en PET; en el que la capa exterior tiene propiedades de ausencia de pegajosidad para evitar la adherencia del material a las herramientas de conformado, a las temperaturas normales de operación, en el procedimiento de conformado industrial.
Description
Material en forma de chapa delgada para
aplicaciones de conformado, recipiente metálico obtenido de tal
material en forma de chapa delgada y procedimiento para producir
dicho material en forma de chapa delgada.
La invención se refiere a un material en forma
de chapa delgada que va a ser transformado en un objeto mediante un
procedimiento de conformado industrial, comprendiendo el material un
sustrato metálico y un sistema de revestimiento polimérico unido a
él. La invención se refiere, además, a un recipiente metálico hecho
a partir de un material en forma de chapa delgada y a un
procedimiento para producir dicho material en forma de chapa
delgada.
Como procedimiento típico de conformado
industrial se considera, por ejemplo, un procedimiento de embutición
profunda, un procedimiento de embutición y reembutición o un
procedimiento de embutición-estirado y
planchado.
Los botes de cerveza y de bebidas, embutidos,
estirados y planchados (DWI) (del inglés; drawn and
wall-ironed), revestidos con polímero, están
cobrando cada vez más interés. La ventaja de estos botes es que el
fabricante del bote no tiene que aplicar una laca dentro del bote.
Esto no solamente evita el uso de componentes volátiles sino que
también simplifica la cadena de producción y hace al procedimiento
económicamente viable en producciones más pequeñas.
El agua mineral puede considerarse que está
entre los productos de relleno más críticos para un bote de acero
para bebidas. Además, la retención del sabor, la resistencia a la
corrosión de los botes de bebidas DWI, revestidos con polímero, en
combinación con el agua mineral ha demostrado que es crítica. De la
industria de las botellas de plástico se sabe que se puede usar el
poli(tereftalato de etileno) (PET) para envasar agua mineral.
Estas botellas, por lo general, consisten en PET cristalizado y muy
orientado; se puede disponer de calidades especiales de PET con el
fin de asegurar una suficiente retención del sabor.
Al trasladar esta tecnología a los botes de
acero para bebidas, se deberán resolver varios problemas de
comportamiento.
En primer lugar, las calidades estándar del PET
no muestran suficiente adherencia al acero después del estirado y
planchado de la taza de acero revestida con PET, especialmente
después del conformado, del tratamiento térmico y/o de la
decoración. Esta cuestión se puede resolver usando una capa fina de
calidades de PET especialmente modificadas (por ejemplo,
modificaciones con ácido isoftálico (IPA) o
dimetanol-cilohexano (CHDM)), opcionalmente en
combinación (mezcla o copolimerización) con el PET estándar.
En segundo lugar, los botes para rellenar con
bebidas, hechos de metal delgado, muestran siempre una cantidad
limitada del denominado crecimiento del fondo convexo originado por
el comportamiento de la presión-volumen bajo la
influencia de las variaciones de temperatura. En el caso de los
botes de bebida revestidos con PET, esto da como resultado en el
agrietamiento del revestimiento y la posterior corrosión en el canal
del fondo con la exposición prolongada a la bebida. Esto, a su vez,
da como resultado niveles inaceptablemente altos de captación de
hierro por parte del producto de relleno.
En tercer lugar, después del llenado, el bote
revestido de polímero se cierra, por lo que la tapa se sujeta
normalmente al cuello de un bote con reborde mediante una operación
de costura. El bote embutido, estirado y planchado, provisto de
cuello, y revestido de polímero, se deforma plásticamente durante la
costura con el contenido ya dentro del bote. Esto da lugar a
tensiones del revestimiento que pueden dar lugar a la rotura
quebradiza del revestimiento.
Otro problema se refiere a la resistencia del
bote a la abolladura. Las Patentes de EE.UU. 5.653.357 y 6.136.395
describen que los revestimientos de PET estándar o de PET
modificados con polietileno y ácido isoftálico, son propensos al
agrietamiento y a la infiltración con el impacto y/o la
abolladura.
Los problemas anteriormente mencionados implican
obviamente al tiempo de almacenamiento del bote. Todos tienen en
común que los botes de bebidas revestidos de PET son propensos al
agrietamiento y a la posterior corrosión en el canal del fondo, en
el lugar donde la tapa se cose al cuerpo (curvatura de enganche al
cuerpo) y/o los lugares abollados.
El documento JP 7047649 A ha descrito una
película de material compuesto de poliéster para su laminación sobre
metales. Esta conocida película comprende una estructura A/B/A, en
forma de capas, que tiene idénticas capas interior y exterior, en
la que la capa A está compuesta por
poli(tereftalato-isoftalato de etileno) y la
capa B está compuesta por un poliéster específico que contiene un
residuo de ácido terftálico, un residuo de ácido dicarboxílico
alifático de 10 C, etilenglicol y
1,4-butanodiol.
A partir del documento US 5.780.158 se conoce
una película orientada biaxialmente, laminada sobre un metal,
película que comprende una primera capa de un poliéster que
comprende tereftalato de etileno como unidad recurrente principal,
y una segunda capa formada a partir de una composición de
policarbonato y poliéster. El poliéster consiste esencialmente en
un primer poliéster que comprende tereftalato de etileno como unidad
recurrente principal y un segundo poliéster que comprende
tereftalato de butileno como unidad recurrente principal.
\newpage
El documento
US-B1-6.261.654 ha descrito una
película de una resina de material compuesto y una chapa metálica
delgada revestida con ella, en la que la película tiene tres capas,
una capa superior compuesta por completo de resina de poliéster,
una capa intermedia compuesta de una mezcla de resina de poliéster y
resina de policarbonato, y una capa inferior compuesta también de
una mezcla de una resina de poliéster y una resina de
policarbonato.
Es un objeto de esta invención proporcionar un
material en forma de chapa delgada que va a ser transformado en un
objeto mediante un procedimiento de conformado industrial,
comprendiendo el material un sustrato metálico y un sistema de
revestimiento polimérico unido a él, que permite aumentar el tiempo
de almacenamiento de un bote que contiene una bebida, como por
ejemplo agua mineral o una bebida refrescante que contiene
cafeína.
Es otro objeto de esta invención proporcionar un
material en forma de chapa delgada para aplicaciones de conformado
que comprende un sustrato metálico y un sistema de revestimiento
polimérico unido a él, que proporciona un buen comportamiento en la
fabricación de botes.
Es otro objeto más de esta invención
proporcionar un material en forma de chapa delgada para aplicaciones
de conformado que comprende un sustrato metálico y un sistema de
revestimiento polimérico unido a él que proporciona unan buena
resistencia a la corrosión, una buena resistencia a la formación de
grietas por tensión y adherencia al sustrato.
Según la invención, se alcanza uno o más de
estos objetivos con un material en forma de chapa delgada que va a
ser transformado en un objeto mediante un procedimiento de
conformado industrial, comprendiendo el material un sustrato
metálico y un sistema de revestimiento polimérico unido a él,
comprendiendo el sistema de revestimiento
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- una capa interior que comprende una mezcla y/o un copolímero de PET y CHDM y/o PET modificado con IPA como una capa para unir el sistema al sustrato;
- -
- una capa consistente en una mezcla y/o un copolímero de PET y PBT como capa barrera;
- -
- una capa exterior consistente en PET;
en el que la capa exterior tiene propiedades de
ausencia de pegajosidad para evitar la adherencia del material a
las herramientas de conformado, a las temperaturas normales de
operación, en el procedimiento de conformado industrial.
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Usando una capa interior que comprende una
mezcla y/o un copolímero de PET y CHDM, y/o PET modificado con IPA,
se obtuvo una excelente adherencia a un sustrato metálico tanto
antes como después de una operación de conformado, como por ejemplo
la fabricación del bote, la decoración, el conformado del cuello y
un tratamiento térmico, tal como la esterilización o la
pasteurización. El PET modificado se produjo usando, por ejemplo,
IPA o CHDM, o una combinación de ellos. Se puede obtener una mezcla
de PET y PET modificado mediante mezcla y/o copolimerización.
Usando una capa barrera consistente en una
mezcla y/o un copolímero de PET y PBT (poli(tereftalato de
butileno)) se obtuvo una excelente resistencia a la formación de
grietas por tensión. La capa barrera también evita el contacto
entre el contenido del bote y el sustrato metálico. Se puede obtener
una mezcla de PET y PBT mediante mezcla y/o copolimerización.
Usando una capa exterior, se obtienen
propiedades consistentes en una suficiente ausencia de adherencia a
temperaturas normales de operación en los procedimientos de
conformado, con el fin de permitir la fabricación de botes a altas
velocidades, en grandes tandas, sin la adherencia del revestimiento
a las herramientas del conformado. Durante la puesta en marcha o en
funcionamiento muy lento del procedimiento de fabricación de los
botes, las temperaturas de operación son tales que no se produce
pegajosidad. Después de algún tiempo, sin embargo, durante el
funcionamiento a velocidades más altas, la temperatura de operación
de las herramientas aumenta. La presencia de PBT en la capa barrera
origina que la capa barrera se haga adherente. Aplicando una capa
exterior que tenga propiedades de ausencia de pegajosidad sobre la
parte superior de la capa barrera, se resuelve el problema de la
pegajosidad, mientras que retiene propiedades favorables como la
resistencia a la formación de grietas por tensión de la capa
barrera.
La pegajosidad durante el procedimiento de
conformado se va a entender como la adherencia local del objeto que
se está conformando a las herramientas de conformado.
En una realización de la invención, la capa
exterior tiene una temperatura de transición vítrea y un punto de
fusión suficientemente alto como para evitar la pegajosidad. Para
procedimientos típicos de conformado, tales como el estirado, no
son poco comunes temperaturas tales como las que están por debajo de
100ºC. Esta temperatura por encima de la temperatura ambiente pero
por debajo de una temperatura relativamente baja de, por ejemplo,
900ºC, se sabe que será una temperatura normal de operación durante
los procedimientos de conformado tales como las operaciones de
embutido, estirado y planchado en la fabricación de botes. Si se
evita la pegajosidad del material en forma de chapa delgada,
entonces las propiedades de separación permanecen excelentes, por
ejemplo una taza conformada a partir del material no se adherirá a
las herramientas de conformado, como por ejemplo el troquel, y la
producción continua no se interrumpirá por problemas que tengan que
ver con el desprendimiento de la taza del troquel.
En una realización de la invención, la capa
barrera del sistema de revestimiento consiste en una mezcla de PET
y PBT, y en la que el contenido de PBT en la mezcla es
preferiblemente de al menos aproximadamente el 10%, más
preferiblemente al menos aproximadamente el 15%, y más
preferiblemente al menos aproximadamente el 20%. La adición de al
menos un 10% de PBT al PET da lugar a una disminución de la
formación de grietas por tensión que resulta del crecimiento del
fondo convexo después del llenado y del almacenamiento de los botes.
Un aumento adicional del PBT hasta al menos el 15%, o incluso al
menos el 20%, originó que se anulase la formación de grietas por
tensión, dando como resultado la ausencia de poros en botes exentos
de poros que mostraban una baja incorporación de iones del
sustrato, como por ejemplo iones de hierro en el caso de un sustrato
de acero, después de un almacenamiento prolongado de más de 3 meses
a una temperatura de aproximadamente 35ºC.
En una realización de la invención, la capa
barrera consiste en una mezcla de PET y PBT, y en la que el
contenido de PBT de la mezcla es, como máximo, aproximadamente el
60%. Se ha descubierto que a niveles por encima del 60% de PBT en
la capa barrera, el aumento del coste de la capa barrera no compensa
ya el aumento de las propiedades de desprendimiento o de ausencia
de pegajosidad.
En una realización de la invención, la capa
barrera consiste en una mezcla de aproximadamente el 50% de PET y
aproximadamente el 50% de PBT. Esta relación de aproximadamente
50%:50% de PET-PBT proporciona una excelente
resistencia a la formación de grietas por tensión y proporciona
también botes exentos de poros y exentos de corrosión.
En una realización de la invención, la capa
exterior consiste en PET con una temperatura de transición vítrea
de al menos 70ºC, de forma que se evite la pegajosidad. Se descubrió
que este valor proporcionaba buenas propiedades de ausencia de
pegajosidad. Las propiedades de ausencia de adherencia mejoran con
una temperatura de transición vítrea más alta, evitando por ello,
cada vez más, la pegajosidad a baja temperatura.
En una realización más de la invención, la capa
exterior consiste en PET con una temperatura de fusión de al menos
240ºC para evitar la pegajosidad. La aplicación de una capa exterior
consistente en PET, con estas temperaturas de fusión o superiores,
permite un buen comportamiento en la fabricación de los botes, sin
la adherencia del revestimiento a las herramientas de estirado y
planchado. Especialmente durante el planchado, las temperaturas de
operación pueden alcanzar estas temperaturas muy elevadas.
En una realización de la invención, el espesor
de la capa barrera es de al menos 10 \mum, preferiblemente al
menos 15 \mum. Este espesor mínimo proporciona una adecuada
resistencia a la formación de grietas por tensión. La resistencia a
la formación de grietas por tensión aumenta con el aumento del
espesor de la capa barrera. Sin embargo, un aumento del espesor de
la capa barrera da también como resultado un aumento del coste de
la capa barrera. Se descubrió que un máximo adecuado del espesor del
revestimiento barrera es de aproximadamente 50 \mum.
En una realización más, el espesor total del
revestimiento es inferior a 40 \mum, preferiblemente entre 20 y
35 \mum, más preferiblemente aproximadamente 30 \mum. Por
razones económicas, se realiza un esfuerzo constante para reducir
el espesor del revestimiento. Se descubrió que para evitar la
porosidad, conseguir una buena adherencia y unas buenas propiedades
de ausencia de pegajosidad, un revestimiento que comprenda una capa
interior de aproximadamente 6 \mum, una capa barrera de
aproximadamente 18 \mum, y una capa exterior de aproximadamente 6
\mum, es decir un espesor total de revestimiento de
aproximadamente 30 \mum, proporciona una excelente combinación de
las propiedades
requeridas.
requeridas.
El sistema de revestimiento hace posible la
decoración (térmica) y la formación de un cuello en el bote
revestido con el sistema de revestimiento decorado.
Según un segundo aspecto, la invención se
realiza también en un recipiente de metal hecho a partir de un
material en forma de chapa delgada, según se describió aquí
anteriormente.
En una realización de la invención, el sustrato
comprende, sustancialmente, acero o una aleación de acero, o
aluminio o una aleación de aluminio. El sustrato puede estar,
opcionalmente, revestido. En una realización más, el sustrato es un
acero revestido por electrocromado (ECCS) o estañado. Esta
combinación de sustrato y sistema de revestimiento permite usar un
sustrato relativamente barato y darle unas propiedades excelentes
mediante el sistema de revestimiento. El ECCS también es conocido
como acero exento de estaño.
En una realización preferida de la invención, el
recipiente metálico es un bote para bebidas, por ejemplo para
contener agua mineral o bebidas refrescantes tales como bebidas
refrescantes que contienen cafeína. Estas bebidas puedes estar
carbonatadas. El sistema de revestimiento hace posible una excelente
retención del sabor por parte de la capa barrera que impide que el
contenido de bote esté en contacto con el sustrato, e impide la
captación de elementos del sustrato. Por ejemplo al aplicar el
sistema de revestimiento a un sustrato de base ferrosa, la
captación de hierro se impide de forma eficaz. Habrá que indicar que
el material en forma de chapa delgada, según la invención, también
está indicado para la fabricación de botes mediante embutición y
reembutición (DRD) o botes DWI para alimentos.
La invención también se realiza en un
procedimiento para producir un material en forma de chapa delgada
según se describió aquí anteriormente, en el que el sistema de
revestimiento se produce in situ mediante la extrusión de
una capa, o la co-extrusión de al menos dos capas
usando un dispositivo de montaje adecuado, de alimentador/matriz.
Por in situ se entiende que el sistema de revestimiento se
produce inmediatamente antes de su aplicación al sustrato metálico.
También es posible aplicar las capas de revestimiento en etapas
sucesivas de extrusión.
La invención se realiza además en un
procedimiento para producir un material en forma de chapa delgada,
según se describió aquí anteriormente, en el que el sistema de
revestimiento se forma preparando primero una película que
comprende una o más capas del sistema de revestimiento, estirando
opcionalmente la película, y aplicándola al sustrato. La película
se puede preparar también en un lugar aparte, o comprarse en otro
lugar. Depende en parte de la naturaleza la línea de revestimiento
en donde se produce el material en forma de chapa delgada, cuya
opción, es decir, la producción in situ por extrusión o
co-extrusión, o mediante un procedimiento de
revestimiento por laminación, es la opción más adecuada. También es
posible aplicar las capas de revestimiento en sucesivas etapas de
revestimiento por laminación. Resultará evidente que también es
posible una combinación de revestimiento por laminación y
(co)-extrusión.
La invención también se realiza en un
procedimiento para producir un material en forma de chapa delgada
según se describió aquí anteriormente, en el que la película que
comprende la capa barrera y la exterior, cuya película es estirada
opcionalmente antes de aplicarla al sustrato, se aplica al sustrato
que ya está provisto de la capa interior. En esta realización, la
capa interior, que proporciona la adherencia al sustrato del sistema
de revestimiento, se aplica antes de aplicar las otras dos capas.
Esto permite controlar que las condiciones de aplicación se adapten
a las necesidades de la capa interior, proporcionando una excelente
adherencia de la capa interior al sustrato.
Habrá que indicar que la capa exterior se puede
proporcionar también aplicando una laca. Como una alternativa a la
aplicación del revestimiento en un procedimiento de
co-extrusión, o de extruir sucesivamente las capas
sobre el sustrato, la capa interior y la capa barrera se pueden
aplicar en un procedimiento de extrusión o en un procedimiento de
revestimiento por laminación seguido de una etapa de lacado para
aplicar la capa exterior. La capa exterior de laca tiene
propiedades de ausencia de pegajosidad para evitar la adherencia del
material a las herramientas de conformado, a las temperaturas
normales de operación, en los procedimientos de conformado.
La presente invención se explicará ahora más,
mediante los siguientes ejemplos no limitativos.
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Se co-extruyó el siguiente
sistema de revestimiento (todos los porcentajes son porcentajes en
peso):
- -
- Capa interior de adherencia (6 \mum): 70% de PETG (que contiene 37% de co-monómero CHDM) mezclado con 30% de PET estándar (calidad botella de agua).
- -
- Capa barrera (18 micrómetros): 50% de PET estándar mezclado con 50% de PBT.
- -
- Capa exterior (6 micrómetros): 100% de PET estándar.
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El material co-extruído se
aplicó sobre acero ECCS (0,19 mm, T57 BA), siendo el espesor total
del revestimiento 30 micrómetros. El lado reverso de la banda
metálica se revistió con un PET estándar de dos capas de 20
micrómetros, especificación consistente en una capa de adherencia
de PET modificado y una capa superior de PET de calidad botella
estándar. Después del revestimiento, el material fue tratado
térmicamente por encima de la temperatura de fusión más alta del
revestimiento polimérico, a 270ºC, y se enfrió rápidamente.
La banda metálica resultante revestida con
polímero se introdujo en una línea de producción DWI y se produjeron
botes de bebidas (33 cl) (estando el revestimiento de 3 capas sobre
la parte interior del bote). La producción transcurrió sin
contratiempos y no se observaron anomalías en la fabricación de los
botes. Se hizo un total de aproximadamente 300 botes, siendo el
valor medio de la porosidad E470 de 0,70 mA. Las medidas de la
porosidad E470 se realizaron tanto sobre los botes con cuello como
sobre los que no tenían cuello; se evaluaron aproximadamente el 10%
de las cantidades totales de los botes.
A continuación, se llenaron los botes
resultantes con agua mineral carbonatada, se cerraron y se comprobó
el envasado a 35ºC durante 3 meses. Para un número de botes, se
inició, a propósito, un crecimiento del fondo convexo sumergiendo
los botes en agua caliente (55ºC), que dio como resultado el
crecimiento del fondo convexo. Se sabe que esto da como resultado
el agrietamiento en el revestimiento del canal del fondo y, de esta
forma, una incrementada incorporación de hierro. Con el fin de
hacer resaltar los efectos, se exageró a propósito el crecimiento
del fondo convexo (significativamente más que en la práctica común
de <2 mm); llevando en algunos a completar la inversión del
fondo convexo. Después de abrir y vaciar los botes, se
inspeccionaron para ver la corrosión. Además, se determinó la
captación de hierro. No se observó corrosión en el canal del fondo,
tanto en los botes con y sin crecimiento del fondo convexo. Además,
la captación de hierro resultó ser significativamente inferior
comparada con la referencia del PET estándar (ejemplo 3) en el caso
del crecimiento del fondo convexo. La norma para la captación de
hierro (que es de 0,1-0,2 mg/l, dependiendo de la
marca de agua mineral) no pudo conseguirse. Esto, sin embargo, es
debido a las severas condiciones de ensayo. Se entenderá que los
materiales en forma de chapa delgada y los botes se producen en una
línea de producción piloto. Esto, inherentemente, da como resultado
un revestimiento algo más poroso, comparado con un procedimiento de
producción y de conformado industrial. La mejora de la
especificación del revestimiento descrito (ejemplo 1) si se compara
con la referencia (ejemplo 3) es muy significativa. Los resultados
con respecto a la fabricación del bote, la corrosión y la captación
de hierro se presentan en la tabla 1.
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\vskip1.000000\baselineskip
Idéntico al ejemplo 1, pero en este caso se
elaboró un sistema de 2 capas con la siguiente especificación:
- -
- Capa de adherencia (6 micrómetros): 70% de PETG mezclado con 30% de PET estándar.
- -
- Capa barrera (24 micrómetros): 50% de PBT mezclado con 50% de PET.
\vskip1.000000\baselineskip
Durante la producción (después de
aproximadamente 25 botes), la fabricación de los botes dio como
resultado la adherencia de los botes sobre el troquel después del
planchado, comprometiendo enormemente la continuidad de la línea de
producción. En un dispositivo de montaje discontinuo, se produjeron
aproximadamente 250 botes, siendo el valor medio de la porosidad
E470 de 0,70 mA.
Después de comprobar el envasado de los botes
con agua mineral, como se describió en el ejemplo 1, se determinó
la corrosión en el canal del fondo. La corrosión se midió
determinando la longitud del arco del área corroída en el canal del
fondo. En el caso en donde el canal del fondo completo estaba
cubierto con productos de corrosión, la longitud registrada sería
de 157 mm, que es equivalente a la circunferencia.
Los resultados con respecto a la fabricación del
bote, corrosión, y captación de hierro se presentan en la tabla
2.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Idéntico al ejemplo 1, pero en este caso se
elaboró un sistema de 2 capas con la siguiente especificación:
- -
- Capa interior (6 micrómetros): 70% de PETG mezclado con 30% de PET estándar.
- -
- Capa barrera (24 micrómetros): 100% de PBT.
\vskip1.000000\baselineskip
La fabricación de los botes transcurrió de forma
excelente, también en una operación prolongada. Se fabricó un total
de 1000 botes, siendo el valor medio de la porosidad E470 de 0,70
mA. Después de comprobar el envasado con agua mineral se observó,
sin embargo, una severa corrosión en el canal del fondo (medida como
se describió en el ejemplo 2) así como niveles inaceptablemente
altos de captación de hierro. Los resultados respecto a la
fabricación de los botes, la corrosión y la captación de hierro se
presentan en la tabla 3.
\vskip1.000000\baselineskip
La especificación del revestimiento y los botes
se fabricaron de forma idéntica al ejemplo 1.
Los botes resultantes se llenaron con bebida
refrescante que contenía cafeína, se cerraron y se comprobó el
envasado a 35ºC durante 3 meses. Para un número de botes, se inició
a propósito un crecimiento del fondo convexo. Con el fin de
enfatizar los efectos, el crecimiento del fondo convexo se exageró a
propósito (significativamente más de la práctica común de <2
mm); en algunos casos cargando hasta completar la inversión del
fondo convexo. Después de abrir y vaciar los botes, se
inspeccionaron para ver la corrosión. Además, se determinó la
captación de hierro. Se observó algo de corrosión en el canal del
fondo, tanto en los botes con y sin crecimiento del fondo convexo.
La captación de hierro resultó ser significativamente inferior si se
compara con la referencia del PET estándar (ejemplo 5) en el caso
del crecimiento del fondo convexo. La mejora de la especificación
del revestimiento descrito (ejemplo 4) si se compara con la
referencia (ejemplo 5) es muy significativa. Los resultados con
respecto a la fabricación de los botes, corrosión y la captación de
hierro se presentan en la tabla 4.
\vskip1.000000\baselineskip
La especificación del revestimiento y los botes
se hicieron idénticos al ejemplo 3. Se llenaron los botes con
bebidas refrescantes que contienen cafeína, se cerraron y se
comprobó el envasado a 35ºC durante 1 mes.
La fabricación de los botes transcurrió de forma
excelente, también en las producciones prolongadas. Se fabricó un
total de 1000 botes, siendo el valor medio de la porosidad E470 de
0,70 mA. Después de comprobar el envasado con agua mineral, sin
embargo, se observó una severa corrosión en el canal del fondo
(medida como se describió en el ejemplo 2) así como niveles
inaceptablemente altos de captación de hierro. Los resultados
respecto a la fabricación de los botes, la corrosión y la captación
de hierro se presentan en la tabla 5.
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La referencia (Ref.) se reviste según el estado
de la técnica, 6a y 6b se revisten según la invención. Los
espesores de las capas eran de 4 \mum:22 \mum:4 \mum.
Los botes de llenaron con agua mineral y se
almacenaron a 35ºC. Además, se evaluó parte de los botes con
crecimiento forzado del fondo convexo. Este crecimiento forzado del
fondo convexo se consiguió sumergiendo los botes en agua caliente
(55ºC), dando como resultado el crecimiento del fondo convexo. Se
sabe que esto da como resultado el agrietamiento del canal del
fondo y, de esta forma, una incrementada incorporación de hierro. En
la tabla de abajo, se dan los resultados de la cantidad de
incorporación de hierro al cabo de 3 meses.
Los resultados muestran claramente que el bote
de referencia muestra un nivel incrementado de incorporación de
hierro al cabo de 3 meses, mientras que los dos revestimientos
modificados no muestran este efecto. El efecto es particularmente
fuerte si tiene lugar crecimiento del fondo convexo.
Los resultados indican claramente que añadiendo
una cantidad del 35% de PBT a la capa barrera del sistema de
revestimiento se obtienen resultados mejorados en lo que se refiere
al comportamiento de la corrosión, mientras que se mantiene un
excelente comportamiento en la fabricación de los botes.
Los resultados de los ejemplo
1-6 se resumen en la tabla 7.
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(1, 4, 6a, 6b son realizaciones de
la
invención)
Habrá que indicar que cuando la capa barrera y
la capa superior son del mismo material, como por ejemplo en la
Tabla 7, ejemplos 3, 5 y Ref., puede obtenerse el mismo
revestimiento resultante aplicando una capa de 24 \mum (como en
el ejemplo 3) o aplicando una capa barrera de 18 \mum y una capa
superior de 6 \mum. Qué opción, es decir una capa de, por
ejemplo, 24 \mum, o 2 capas de 18 y 6 \mum respectivamente, es
la opción más adecuada, depende en parte de la naturaleza de la
línea de revestimiento donde se produce el material en forma de
chapa delgada.
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La invención se describirá más, con referencia a
los dibujos que la acompañan, en los que:
La Figura 1 muestra un sistema de revestimiento
según la invención, sobre un sustrato;
La Figura 2 muestra una representación
esquemática de un bote de bebidas y dos secciones agrandadas.
\vskip1.000000\baselineskip
La Figura 1 muestra un sistema 1 de
revestimiento sobre un sustrato en forma de un cuerpo 2 de un bote
que comprende una capa interior 3 que proporciona una adherencia
suficiente al sustrato, una capa barrera 4 que actúa como una capa
barrera y proporciona una excelente resistencia a la formación de
grietas por tensión, y una capa exterior 5 que proporciona
propiedades de ausencia de pegajosidad hacia la herramienta 6 de
estirado y planchado. También se muestra un anillo 7 de estirado.
El sustrato también puede estar provisto de una capa de
revestimiento sobre el exterior del cuerpo, pero ésta no se muestra
en la figura.
La Figura 2 muestra una representación
esquemática de un bote 8 de bebidas. La sección agrandada A muestra
el lugar de la costura entre la tapa 9 y el cuerpo 10 del bote de
bebidas. La curvatura de enganche al cuerpo está indicada por 11 y
el canal del fondo está indicado por 12.
Por supuesto, se comprenderá que la presente
invención no se limita a las realizaciones descritas ni a los
ejemplos descritos anteriormente, sino que abarca cualquiera, y
todas, las realizaciones dentro del alcance de la descripción y de
las siguientes reivindicaciones.
Claims (16)
1. Un material en forma de chapa delgada que va
a ser transformado en un objeto mediante un procedimiento de
conformado industrial, comprendiendo el material un sustrato
metálico y un sistema de revestimiento polimérico unido a él,
comprendiendo el sistema de revestimiento
- -
- una capa interior que comprende una mezcla y/o un copolímero de PET y CHDM y/o PET modificado con IPA como una capa para unir el sistema al sustrato;
- -
- una capa consistente en una mezcla y/o un copolímero de PET y PBT como capa barrera;
- -
- una capa exterior consistente en PET;
en el que la capa exterior tiene propiedades de
ausencia de pegajosidad para evitar la adherencia del material a
las herramientas de conformado, a las temperaturas normales de
operación, en el procedimiento de conformado industrial.
\vskip1.000000\baselineskip
2. El material en forma de chapa delgada según
la reivindicación 1, en el que el contenido de PBT en la capa
barrera es, preferiblemente, al menos aproximadamente el 10%, más
preferiblemente al menos aproximadamente el 15%, y más
preferiblemente al menos aproximadamente el 20%.
3. El material en forma de chapa delgada según
la reivindicación 1 ó 2, en el que el contenido de PBT en la capa
barrera es, como máximo, aproximadamente el 60%.
4. El material en forma de chapa delgada según
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la capa
barrera consiste en aproximadamente 50% de PET y aproximadamente 50%
de PBT.
5. El material en forma de chapa delgada según
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el
contenido de PBT en la capa barrera está entre aproximadamente el
25% y aproximadamente el 35%.
6. El material en forma de chapa delgada según
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la capa
exterior tiene una temperatura de transición vítrea de al menos 70ºC
para evitar la pegajosidad.
7. El material en forma de chapa delgada según
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la capa
exterior tiene una temperatura de fusión de al menos 240ºC para
evitar la pegajosidad.
8. El material en forma de chapa delgada según
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el espesor
de la capa barrera es al menos de 10 \mum, preferiblemente al
menos 15 \mum.
9. El material en forma de chapa delgada según
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el espesor
total del sistema de revestimiento es inferior a 40 \mum,
preferiblemente entre 20 y 35 \mum, más preferiblemente
aproximadamente 30 \mum.
10. Un recipiente metálico elaborado a partir
del material en forma de chapa delgada, según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10.
11. Un recipiente metálico según la
reivindicación 10, en el que el sustrato comprende sustancialmente
acero o una aleación de acero, o aluminio o una aleación de
aluminio.
12. Un recipiente metálico según la
reivindicación 10 ó 11, en el que el sustrato es acero revestido con
electrocromado (ECCS) o estañado.
13. Un recipiente metálico según una cualquiera
de las reivindicaciones 10 a 12, en el que el recipiente metálico
es un bote de bebidas.
14. Un procedimiento para producir un material
en forma de chapa delgada que comprende un sustrato metálico y un
sistema de revestimiento polimérico unido a él, comprendiendo el
sistema de revestimiento
- -
- una capa interior que comprende una mezcla y/o un copolímero de PET y CHDM y/o PET modificado con IPA como una capa para unir el sistema al sustrato;
- -
- una capa consistente en una mezcla y/o un copolímero de PET y PBT como capa barrera;
en el que la capa exterior tiene propiedades de
ausencia de pegajosidad para evitar la adherencia del material a
las herramientas de conformado, a las temperaturas normales de
operación, en el procedimiento de conformado industrial, en el que
el sistema de revestimiento se produce in situ mediante la
extrusión de una capa o la co-extrusión de al menos
dos capas usando un dispositivo de montaje adecuado, de
alimentador/matriz.
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15. El procedimiento según la reivindicación 14,
caracterizado porque el sistema de revestimiento se forma
preparando en primer lugar una película que comprende una o más
capas del sistema de revestimiento, estirando opcionalmente la
película, y aplicándola al sustrato.
16. El procedimiento para producir un material
en forma de chapa delgada, según la reivindicación 15, en el que la
película que comprende la capa barrera y la exterior, cuya película,
opcionalmente se estira antes de aplicarla al sustrato, se aplica
al sustrato que ya está provisto de la capa interior.
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| EP03075943 | 2003-03-28 |
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|---|---|---|---|
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