ES2907769T3 - Raspado superficial de películas poliméricas - Google Patents

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Heinrich Prinzhorn
Dhiren Bhupatlal Ruparelia
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Abstract

Un procedimiento para preparar un producto metálico (112), que comprende: aplicar una película polimérica (124) a una superficie de un sustrato de metal (102); aplicar una capa de cera (130) a una capa externa de la película polimérica (124) y caracterizado porque comprende calentar la película polimérica (124) y la capa de cera (130) a una temperatura por encima de la temperatura de fusión de la película polimérica (124).

Description

DESCRIPCIÓN
Raspado superficial de películas poliméricas
CAMPO
La presente descripción se refiere de manera general a la metalurgia y, más específicamente, a la mejora del raspado superficial en productos metálicos laminados.
ANTECEDENTES
Ciertos productos metálicos, como las latas de aluminio para bebidas, pueden requerir una capa protectora, como un revestimiento polimérico, entre el metal y sus contenidos. Por ejemplo, las latas de bebidas a menudo pueden proporcionar suficiente protección entre el metal de la lata de bebida y la bebida que contiene para evitar daños al metal por bebidas fuertes, como refrescos y gaseosas de cola, así como para evitar efectos indeseables en la bebida, como decoloración, corrosión o cambio de sabor. Los revestimientos poliméricos también pueden ser beneficiosos para otras aplicaciones.
Las películas poliméricas, como las películas de tereftalato de polietileno (PET, por sus siglas en inglés) producidas biaxialmente, se utilizan como laminados para productos metálicos para varios fines, como revestimientos interiores de recipientes para alimentos o líquidos. Las películas poliméricas, como las películas de PET, están disponibles comercialmente con superficies muy lisas y brillantes. El procedimiento de producción biaxial utilizado para la creación de películas poliméricas puede facilitar la generación de superficies lisas de la película polimérica. Además, las películas de laca seca aplicadas mediante revestimiento con rodillo también tienen superficies que son muy lisas y brillantes, debido al menos en parte al procedimiento de aplicación, especialmente si no se utilizan agentes apelmazantes adicionales.
Existen técnicas para raspar la superficie del sustrato polimérico, como grabar la superficie polimérica disolviendo los componentes en la superficie, sumergiendo la superficie en un gas reactivo, bombardeando la superficie con iones, realizando fluctuaciones térmicas y capilares o estampando la superficie caliente con un rodillo de trabajo. Todas estas técnicas requieren equipos, energía y/o recursos sustanciales.
El documento WO 2010/065316 A2 describe un artículo que comprende: una hoja de metal y una película polimérica orientada biaxialmente unida por calor a al menos una superficie principal de la hoja de metal, donde la película polimérica comprende: una primera capa adyacente a la hoja de metal que comprende uno o más materiales de poliéster y una pluralidad de escamas metálicas dispuestas en los mismos, y una segunda capa que comprende una mayoría en peso de uno o más polímeros basados en poliéster cristalizados.
RESUMEN
La presente invención se refiere a un procedimiento para preparar un producto metálico (112), que comprende:
aplicar una película polimérica (124) a una superficie de un sustrato de metal (102);
aplicar una capa de cera (130) a una capa externa de la película polimérica (124) y
caracterizado porque comprende calentar la película polimérica (124) y la capa de cera (130) a una temperatura por encima de la temperatura de fusión de la película polimérica (124).
La presente invención se refiere además a un sistema que comprende:
un sistema de laminación (116) para aplicar una película polimérica (124) a una superficie de un sustrato de metal (102);
un sistema de aplicación de cera (120) posicionado aguas abajo del sistema de laminación (116) para aceptar el sustrato de metal (102) y aplicar una capa de cera (130) a una capa externa de la película polimérica (124), la capa externa mirando en sentido contrario del sustrato de metal, para formar un producto metálico (110); y
caracterizado porque comprende un horno (122) posicionado aguas abajo del sistema de aplicación de cera para aceptar el producto metálico (110) y elevar la temperatura de la capa de cera (130) y la película polimérica (124) al menos por encima de la temperatura de fusión de la capa externa de la película polimérica (124).
Con el término realización y términos similares se pretende hacer referencia en general a toda la materia objeto de esta descripción y a las reivindicaciones a continuación. Debe entenderse que las declaraciones que contienen estos términos no limitan la materia objeto descrita en esta invención ni limitan el significado o el alcance de las reivindicaciones a continuación. Las realizaciones de la presente divulgación cubiertas en esta invención se definen mediante las reivindicaciones a continuación, y no mediante este resumen. Este resumen es una descripción general de alto nivel de diversos aspectos de la divulgación e introduce algunos de los conceptos que se describen con más detalle en la sección Descripción detallada a continuación. Este resumen no pretende identificar las características claves o esenciales del objeto reivindicado, ni se pretende que se utilice aisladamente para limitar el alcance del objeto reivindicado. La materia objeto debe entenderse como referencia a las porciones apropiadas de la memoria descriptiva completa de esta descripción, a cualquiera o a todos los dibujos y a cada reivindicación.
En esta invención se describe un procedimiento para preparar un producto metálico que comprende aplicar una película polimérica a la superficie de un sustrato de metal, aplicar una capa de cera a una capa externa de la película polimérica y calentar la película polimérica y la capa de cera a una temperatura por encima de la temperatura de fusión de la película polimérica.
En algunos casos, la aplicación de la capa de cera comprende la distribución de un volumen de cera al agua utilizando un rodillo de revestimiento o un cabezal de pulverización. En algunos casos, la aplicación de la capa de cera comprende aplicar una capa de cera con un grosor de alrededor de 25 nm a alrededor de 100 nm. En algunos casos, aplicar la capa de cera comprende aplicar una capa de cera a un peso de revestimiento de alrededor de 10 mg/m2 a alrededor de 25 mg/m2. En algunos casos, la aplicación de la capa de cera a la capa externa de la película polimérica se produce antes de aplicar la película polimérica a la superficie del sustrato de metal. En algunos casos, calentar la película polimérica y la capa de cera a la temperatura por encima de la temperatura de fusión de la película polimérica comprende calentar la película polimérica y la capa de cera por encima de la temperatura de fusión de una capa externa de la película polimérica. En algunos casos, el procedimiento comprende además medir un parámetro de raspado superficial de la película polimérica después de calentar la película polimérica y la capa de cera y ajustar el grosor de la capa de cera utilizando el parámetro de raspado superficial medido.
En esta invención, también se describen productos metálicos. Los productos metálicos se pueden preparar según los procedimientos descritos en esta invención. En algunos casos, el producto metálico comprende una película polimérica unida a la superficie de un sustrato de metal, donde una capa externa de la película polimérica que mira en sentido contrario al sustrato de metal tiene un raspado promedio de al menos alrededor de 2 pm, y una capa de cera adherida a la capa externa de la película polimérica. La capa de cera puede comprender un grosor de alrededor de 25 nm a alrededor de 100 nm. En algunos ejemplos, la capa de cera puede comprender un peso de revestimiento de alrededor de 10 mg/m2 a alrededor de 25 mg/m2. Opcionalmente, el sustrato de metal comprende una aleación de aluminio (por ejemplo, una aleación de aluminio de la serie 1xxx, una aleación de aluminio de la serie 2xxx, una aleación de aluminio de la serie 3xxx, una aleación de aluminio de la serie 4xxx, una aleación de aluminio de la serie 5xxx, una aleación de aluminio de la serie 6xxx, una aleación de aluminio de la serie 7xxx o una aleación de aluminio de la serie 8xxx). La película polimérica puede comprender tereftalato de polietileno. Opcionalmente, la capa de cera puede comprender una capa de cera de polietileno o una capa de cera de carnaúba.
También se describe un sistema que incluye un sistema de laminación para aplicar una película polimérica a una superficie de un sustrato de metal; un sistema de aplicación de cera posicionado aguas abajo del sistema de laminación para aceptar el sustrato de metal y aplicar una capa de cera a una capa externa de la película polimérica, la capa externa mirando en sentido contrario al sustrato de metal, para formar un producto metálico; y un horno posicionado aguas abajo del sistema de aplicación de cera para aceptar el producto metálico y elevar la temperatura de la capa de cera y la película polimérica al menos por encima de la temperatura de fusión de la capa externa de la película polimérica.
En algunos casos, el sistema comprende además un suministro de cera a base de agua acoplado al sistema de aplicación de cera, donde el sistema de aplicación de cera comprende una revestidora con rodillo o un cabezal de pulverización acoplado de manera fluida al suministro de cera a base de agua. En algunos casos, el sistema de aplicación de cera está configurado para aplicar la capa de cera con un grosor de alrededor de 25 nm a alrededor de 100 nm. En algunos casos, el sistema de aplicación de cera está configurado para aplicar la capa de cera con un peso de revestimiento de alrededor de 10 mg/m2 a alrededor de 25 mg/m2. En algunos casos, el sistema incluye además un dispositivo de medición de raspado superficial posicionado aguas abajo del horno; y un controlador acoplado al dispositivo de medición de raspado superficial y al sistema de aplicación de cera para ajustar el grosor de la capa de cera aplicada por el sistema de aplicación de cera en respuesta a las mediciones del dispositivo de medición de raspado superficial. Opcionalmente, el sistema de aplicación de cera está configurado para aplicar la cera con un grosor que dé como resultado una medición de raspado superficial de al menos alrededor de 2 pm.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La memoria descriptiva hace referencia a las siguientes figuras adjuntas, en las cuales se pretende que el uso de números de referencia similares en diferentes figuras ilustre componentes similares o análogos.
La FIG. 1 es un diagrama esquemático de un sistema para preparar un producto metálico laminado según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 2 es una vista lateral en primer plano del producto metálico preparado de la FIG. 1 según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 3 es un diagrama de flujo que representa un procedimiento para preparar un producto metálico encerado y laminado según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 4 es un diagrama de flujo que representa un procedimiento para preparar un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 5 es un gráfico que representa perfiles de temperatura estimados para un producto metálico encerado y laminado y un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 6 es una micrografía por barrido electrónico de un producto metálico encerado y laminado según una primera variante según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 7 es una micrografía por barrido electrónico de un producto metálico encerado y laminado según una segunda variante según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 8 es una micrografía por barrido electrónico de un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera según una tercera variante según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 9 es una micrografía por barrido electrónico de un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera según una cuarta variante según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 10 es un conjunto de micrografías ópticas de productos metálicos según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 11 es una micrografía óptica tomada con luz polarizada de la superficie de un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 12 es una micrografía confocal que representa la superficie de un producto metálico encerado y laminado según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 13 es una micrografía confocal que representa la superficie de un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 14 es un gráfico que representa perfiles superficiales de un producto metálico encerado y laminado en comparación con el perfil superficial de un producto metálico encerado y laminado con una superficie raspada con cera según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 15 es una micrografía óptica que representa una elevación lateral de un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 16 es un conjunto de micrografías ópticas que representan la elevación lateral del producto metálico laminado con la superficie raspada con cera de la FIG. 15 según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 17 es un gráfico que representa un raspado superficial estimado en comparación con una cantidad aproximada de cera aplicada de un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 18 es un diagrama de flujo que representa un procedimiento para preparar un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera usando una combinación de una película polimérica y una capa de cera, según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 19 es un diagrama esquemático que representa un sistema para preparar un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera usando una combinación de una película polimérica y una capa de cera, según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 20 es un diagrama de flujo que representa un procedimiento para preparar un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera usando una película polimérica y una capa de cera durante la laminación, según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 21 es un diagrama esquemático que representa un sistema para preparar un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera usando una película polimérica y una capa de cera durante la laminación, según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 22 es un diagrama de flujo que representa un procedimiento para preparar un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera mediante la aplicación de una capa de cera después de la laminación, según ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 23 es un diagrama esquemático que representa un sistema para preparar un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera mediante la aplicación de una capa de cera después de la laminación, según ciertos aspectos de la presente descripción.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
Ciertos aspectos y características de la presente descripción se relacionan con la mejora del raspado de la superficie de una película polimérica laminada a un sustrato de metal. En algunos casos, se puede aplicar una película líquida delgada o una capa de una dispersión de cera a base de agua a la superficie de un sustrato de metal laminado con una película polimérica (por ejemplo, aplicada a una capa externa de la película polimérica que mira en sentido contrario al sustrato de metal) para formar un producto metálico. Después de calentar la película polimérica y la capa de cera hasta un punto en el que la película polimérica y la capa de cera comienzan a fundirse, el raspado superficial de la película polimérica puede mejorar (por ejemplo, aumentar) debido a la presencia de la cera. En algunos casos, ciertos aspectos y características de la presente descripción son especialmente adecuados para preparar productos de metal laminado, como productos de aluminio laminado.
El efecto del raspado superficial puede ocurrir por varias razones, como las fuerzas de flotabilidad relacionadas con la densidad de los componentes del polímero o la segregación por procesamiento resultante de la inmiscibilidad del polímero fundido y la capa de cera. Como resultado, se puede formar una morfología de red co-continua de dos fases en la superficie de la película, dando como resultado una superficie autoorganizada y muy áspera.
Definiciones y descripciones:
Los términos "invención", "la invención", "esta invención" y "la presente invención" utilizados en esta invención pretenden referirse ampliamente a toda la materia objeto de esta solicitud de patente y a las reivindicaciones a continuación. Debe entenderse que las declaraciones que contienen estos términos no limitan la materia objeto descrita en esta invención ni limitan el significado o el alcance de las reivindicaciones de la patente a continuación.
Como se usa en esta invención, el significado de «un», «una» y «el/la» incluye las referencias en singular y plural, a menos que el contexto lo indique claramente de otro modo.
Como se usa en esta invención, una placa generalmente tiene un grosor superior a aproximadamente 15 mm. Por ejemplo, una placa puede referirse a un producto de aluminio que tiene un grosor de más de alrededor de 15 mm, más de alrededor de 20 mm, más de alrededor de 25 mm, más de alrededor de 30 mm, más de alrededor de 35 mm, más de alrededor de 40 mm, más de alrededor de 45 mm, más de alrededor de 50 mm o más de alrededor de 100 mm.
Como se usa en esta invención, una plancha (también denominada placa de chapa) generalmente tiene un grosor de aproximadamente 4 mm a aproximadamente 15 mm. Por ejemplo, una plancha puede tener un grosor de alrededor de 4 mm, alrededor de 5 mm, alrededor de 6 mm, alrededor de 7 mm, alrededor de 8 mm, alrededor de 9 mm, alrededor de 10 mm, alrededor de 11 mm, alrededor de 12 mm, alrededor de 13 mm, alrededor de 14 mm o alrededor de 15 mm.
Como se usa en esta invención, una chapa generalmente se refiere a un producto de aluminio que tiene un grosor de menos de aproximadamente 4 mm. Por ejemplo, una chapa puede tener un grosor de menos de alrededor de 4 mm, menos de alrededor de 3 mm, menos de alrededor de 2 mm, menos de alrededor de 1 mm, menos de alrededor de 0,5 mm o menos de alrededor de 0,3 mm (por ejemplo, menos de alrededor de 0,2 mm).
Como se usa en esta invención, el término lámina indica un grosor de aleación en un intervalo de hasta alrededor de 0,2 mm (es decir, 200 micras (pm)). En algunos ejemplos, la lámina puede tener un grosor de 10 pm, 20 pm, 30 pm, 40 pm, 50 pm, 60 pm, 70 pm, 80 pm, 90 pm, 100 pm, 110 pm, 120 pm, 130 pm, 140 pm, 150 pm, 160 pm, 170 pm, 180 pm, 190 pm o 200 pm.
En esta descripción, se hace referencia a las aleaciones identificadas por las designaciones de la industria del aluminio, como "serie" o "5xxx". Para comprender el sistema de designación de números más comúnmente utilizado para nombrar e identificar aluminio y sus aleaciones, véase "International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys" o "Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot", ambos publicados por la Asociación del Aluminio.
En esta solicitud se hace referencia al revenido o la condición de la aleación. Para comprender las descripciones de revenido de aleación más comúnmente utilizadas, véase "American National Standards (ANSI) H35 on Alloy and Temper Designation Systems". Una condición o temple F se refiere a una aleación de aluminio fabricada. Una condición o revenido O se refiere a una aleación de aluminio después del recocido. Una condición o revenido Hxx, también denominado en esta invención revenido H, se refiere a una aleación de aluminio no tratable térmicamente después de laminación en frío con o sin tratamiento térmico (por ejemplo, recocido). Los revenidos H adecuados incluyen revenidos HX1, HX2, HX3, HX4, HX5, HX6, HX7, HX8 o HX9. Una condición o revenido T1 se refiere a una aleación de aluminio enfriada desde el trabajo en caliente y envejecida naturalmente (por ejemplo, a temperatura ambiente). Una condición o revenido T2 se refiere a una aleación de aluminio enfriada desde el trabajo en caliente, trabajada en frío y envejecida naturalmente. Una condición o revenido T3 se refiere a una aleación de aluminio con tratamiento térmico de solubilización, trabajada en frío y envejecida naturalmente. Una condición o revenido T4 se refiere a una aleación de aluminio con tratamiento térmico de solubilización y envejecida naturalmente. Una condición o revenido T5 se refiere a una aleación de aluminio enfriada desde el trabajo en caliente y envejecida artificialmente (a temperaturas elevadas). Una condición o revenido T6 se refiere a una aleación de aluminio con tratamiento térmico de solubilización y envejecida artificialmente. Una condición o revenido T7 se refiere a una aleación de aluminio con tratamiento térmico de solubilización y sobreenvejecida artificialmente. Una condición o revenido T8x se refiere a una aleación de aluminio con tratamiento térmico de solubilización, trabajada en frío y envejecida artificialmente. Una condición o revenido T9 se refiere a una aleación de aluminio con tratamiento térmico de solubilización, envejecida artificialmente y trabajada en frío. Una condición o revenido W se refiere a una aleación de aluminio después del tratamiento térmico de solubilización.
Como se usa en esta invención, el significado de «temperatura ambiente» puede incluir una temperatura de aproximadamente 15 °C a aproximadamente 30 °C, por ejemplo, de aproximadamente 15 °C, de aproximadamente 16 °C, de aproximadamente 17 °C, de aproximadamente 18 °C, de aproximadamente 19 °C, de aproximadamente 20 °C, de aproximadamente 21 °C, de aproximadamente 22 °C, de aproximadamente 23 °C, de aproximadamente 24 °C, de aproximadamente 25 °C, de aproximadamente 26 °C, de aproximadamente 27 °C, de aproximadamente 28 °C, de aproximadamente 29 °C o de aproximadamente 30 °C.
Como se usa en esta invención, el significado de "condiciones ambientales" puede incluir temperaturas de aproximadamente temperatura ambiente, humedad relativa de aproximadamente 20 % a aproximadamente 100 % y presión barométrica de aproximadamente 975 milibares (mbar) a aproximadamente 1050 mbar. Por ejemplo, la humedad relativa puede ser alrededor del 20 %, alrededor del 21 %, alrededor del 22 %, alrededor del 23 %, alrededor del 24 %, alrededor del 25 %, alrededor del 26 %, alrededor del 27 %, alrededor del 28 %, alrededor del 29 %, alrededor del 30 %, alrededor del 31 %, alrededor del 32 %, alrededor del 33 %, alrededor del 34 %, alrededor del 35 %, alrededor del 36 %, alrededor del 37 %, alrededor del 38 %, alrededor del 39 %, alrededor del 40 %, alrededor del 41 %, alrededor del 42 %, alrededor del 43 %, alrededor del 44 %, alrededor del 45 %, alrededor del 46 %, alrededor del 47 %, alrededor del 48 %, alrededor del 49 %, alrededor del 50 %, alrededor del 51 %, alrededor del 52 %, alrededor del 53 %, alrededor del 54 %, alrededor del 55 %, alrededor del 56 %, alrededor del 57 %, alrededor del 58 %, alrededor del 59 %, alrededor del 60 %, alrededor del 61 %, alrededor del 62 %, alrededor del 63 %, alrededor del 64 %, alrededor del 65 %, alrededor del 66 %, alrededor del 67 %, alrededor del 68 %, alrededor del 69 %, alrededor del 70 %, alrededor del 71 %, alrededor del 72 %, alrededor del 73 %, alrededor del 74 %, alrededor del 75 %, alrededor del 76 %, alrededor del 77 %, alrededor del 78 %, alrededor del 79 %, alrededor del 80 %, alrededor del 81 %, alrededor del 82 %, alrededor del 83 %, alrededor del 84 %, alrededor del 85 %, alrededor del 86 %, alrededor del 87 %, alrededor del 88 %, alrededor del 89 %, alrededor del 90 %, alrededor del 91 %, alrededor del 92 %, alrededor del 93 %, alrededor del 94 %, alrededor del 95 %, alrededor del 96 %, alrededor del 97 %, alrededor del 98 %, alrededor del 99 %, alrededor del 100 % o cualquier punto intermedio. Por ejemplo, la presión barométrica puede ser de alrededor de 975 mbar, alrededor de 980 mbar, alrededor de 985 mbar, alrededor de 990 mbar, alrededor de 995 mbar, alrededor de 1000 mbar, alrededor de 1005 mbar, alrededor de 1010 mbar, alrededor de 1015 mbar, alrededor de 1020 mbar, alrededor de 1025 mbar, alrededor de 1030 mbar, alrededor de 1035 mbar, alrededor de 1040 mbar, alrededor de 1045 mbar, alrededor de 1050 mbar o cualquier punto intermedio.
Como se usa en esta invención, términos tales como "artículo de metal fundido", "artículo fundido", "producto de aluminio fundido" y similares son intercambiables y se refieren a un producto producido por fundición en frío directo (incluyendo la fundición conjunta en frío directo en frío directo) o la fundición semicontinua, la fundición continua (incluyendo, por ejemplo, mediante el uso de una rueda de cinta doble, una rueda de rodillo doble, una rueda de bloque o cualquier otra rueda continua), la fundición electromagnética, la fundición superior en caliente o cualquier otro procedimiento de fundición.
Como se usa en esta invención, el término producto metálico puede referirse a cualquier forma o tamaño adecuado de producto fundido, según corresponda.
Se debe entender que todos los intervalos descritos en esta invención abarcan todos y cada uno de los subintervalos incluidos en el mismo. Por ejemplo, debería considerarse que un intervalo establecido de "1 a 10" incluye todos y cada uno de los subintervalos comprendidos entre (e incluidos) el valor mínimo de 1 y el valor máximo de 10; es decir, todos los subintervalos que comienzan con un valor mínimo igual o superior a 1, por ejemplo, de 1 a 6,1, y terminan con un valor máximo igual o inferior a 10, por ejemplo, de 5,5 a 10.
Producto metálico:
En esta invención, se describen productos metálicos que incluyen una película polimérica unida (por ejemplo, laminada) a un sustrato de metal y una capa de cera unida a la capa externa de la película polimérica. El raspado superficial de la película polimérica unida al sustrato de metal se puede mejorar mediante el uso de un calentamiento suficiente después de la aplicación de una capa de cera a la película polimérica. En algunos casos, se puede aplicar una capa o película líquida delgada de una dispersión de cera a base de agua a la superficie de un sustrato de metal laminado con una película polimérica para formar un producto metálico, como se describe más adelante en esta invención. Después de calentar la película polimérica y la capa de cera hasta un punto en el que la película polimérica y la capa de cera comienzan a fundirse, el raspado superficial de la película polimérica puede mejorar debido a la presencia de la cera.
Los metales para su uso como sustrato de metal pueden incluir aluminio, aleaciones de aluminio, magnesio, materiales a base de magnesio, titanio, materiales a base de titanio, cobre, materiales a base de cobre, acero, materiales a base de acero, bronce, materiales a base de bronce, latón, materiales a base de latón o cualquier otro metal o combinación de materiales adecuados.
En algunos ejemplos, el sustrato de metal incluye una aleación de aluminio. Las aleaciones de aluminio adecuadas para su uso como sustrato de metal incluyen aleaciones de aluminio de la serie 1xxx, aleaciones de aluminio de la serie 2xxx, aleaciones de aluminio de la serie 3xxx, aleaciones de aluminio de la serie 4xxx, aleaciones de aluminio de la serie 5xxx, aleaciones de aluminio de la serie 6xxx, aleaciones de aluminio de la serie 7xxx y aleaciones de aluminio de la serie 8xxx.
Las aleaciones de aluminio de la serie 1xxx adecuadas para su uso como sustratos metálicos incluyen, por ejemplo, AA1050, AA1060, AA1070, AA1100, AA1100A, AA1200, AA1200A, AA1300, AA1110, AA1120, AA1230, AA1230A, AA1235, AA1435, AA1145, AA1345, AA1445, AA1150, AA1350, AA1350A, AA1450, AA1370, AA1275, AA1185, AA1285, AA1385, AA1188, AA1190, AA1290, AA1193, AA1198 y AA1199.
Las aleaciones de aluminio de la serie 2xxx adecuadas para su uso como sustratos de metal incluyen, por ejemplo, AA2001, A2002, AA2004, AA2005, AA2006, AA2007, AA2007A, AA2007B, AA2008, AA2009, AA2010, AA2011, AA2011A, AA2111, AA2111A, AA2111B, AA2012, AA2013, AA2014, AA2014A, AA2214, AA2015, AA2016, AA2017, AA2017A, AA2117, AA2018, AA2218, AA2618, AA2618A, AA2219, AA2319, AA2419, AA2519, AA2021, AA2022, AA2023, AA2024, AA2024A, AA2124, AA2224, AA2224A, AA2324, AA2424, AA2524, AA2624, AA2724, AA2824, AA2025, AA2026, AA2027, AA2028, AA2028A, AA2028B, AA2028C, AA2029, AA2030, AA2031, AA2032, AA2034, AA2036, AA2037, AA2038, AA2039, AA2139, AA2040, AA2041, AA2044, AA2045, AA2050, AA2055, AA2056, AA2060, AA2065, AA2070, AA2076, AA2090, AA2091, AA2094, AA2095, AA2195, AA2295, AA2196, AA2296, AA2097, AA2197, AA2297, AA2397, AA2098, AA2198, AA2099 y AA2199.
Las aleaciones de aluminio de la serie 3xxx adecuadas para su uso como sustratos de metal incluyen, por ejemplo, AA3002, AA3102, AA3003, AA3103, AA3103A, AA3103B, AA3203, AA3403, AA3004, AA3004A, AA3104, AA3204, AA3304, AA3005, AA3005A, AA3105, AA3105A, AA3105B, AA3007, AA3107, AA3207, AA3207A, AA3307, AA3009, AA3010, AA3110, AA3011, AA3012, AA3012A, AA3013, AA3014, AA3015, AA3016, AA3017, AA3019, AA3020, AA3021, AA3025, AA3026, AA3030, AA3130 y AA3065.
Las aleaciones de aluminio de la serie 4xxx adecuadas para su uso como sustratos de metal incluyen, por ejemplo, AA4004, AA4104, AA4006, AA4007, AA4008, AA4009, AA4010, AA4013, AA4014, AA4015, AA4015A, AA4115, AA4016, AA4017, AA4018, AA4019, AA4020, AA4021, AA4026, AA4032, AA4043, AA4043A, AA4143, AA4343, AA4643, AA4943, AA4044, AA4045, AA4145, AA4145A, AA4046, AA4047, AA4047A y AA4147.
Las aleaciones de aluminio de la serie 5xxx adecuadas para su uso como sustratos de metal incluyen, por ejemplo, AA5005, AA5005A, AA5205, AA5305, AA5505, AA5605, AA5006, AA5106, AA5010, AA5110, AA5110A, AA5210, AA5310, AA5016, AA5017, AA5018, AA5018A, AA5019, AA5019A, AA5119, AA5119A, AA5021, AA5022, AA5023, AA5024, AA5026, AA5027, AA5028, AA5040, AA5140, AA5041, AA5042, AA5043, AA5049, AA5149, AA5249, AA5349, AA5449, AA5449A, AA5050, AA5050A, AA5050C, AA5150, AA5051, AA5051A, AA5151, AA5251, AA5251A, AA5351, AA5451, AA5052, AA5252, AA5352, AA5154, AA5154A, AA5154B, AA5154C, AA5254, AA5354, AA5454, AA5554, AA5654, AA5654A, AA5754, AA5854, AA5954, AA5056, AA5356, AA5356A, AA5456, AA5456A, AA5456B, AA5556, AA5556A, AA5556B, AA5556C, AA5257, AA5457, AA5557, AA5657, AA5058, AA5059, AA5070, AA5180, AA5180A, AA5082, AA5182, AA5083, AA5183, AA5183A, AA5283, AA5283A, AA5283B, AA5383, AA5483, AA5086, AA5186, AA5087, AA5187 y AA5088.
Las aleaciones de aluminio de la serie 6xxx adecuadas para su uso como sustratos de metal incluyen, por ejemplo, AA6101, AA6101A, AA6101B, AA6201, AA6201A, AA6401, AA6501, AA6002, AA6003, AA6103, AA6005, AA6005A, AA6005B, AA6005C, AA6105, AA6205, AA6305, AA6006, AA6106, AA6206, AA6306, AA6008, AA6009, AA6010, AA6110, AA6110A, AA6011, AA6111, AA6012, AA6012A, AA6013, AA6113, AA6014, AA6015, AA6016, AA6016A, AA6116, AA6018, AA6019, AA6020, AA6021, AA6022, AA6023, AA6024, AA6025, AA6026, AA6027, AA6028, AA6031, AA6032, AA6033, AA6040, AA6041, AA6042, AA6043, AA6151, AA6351, AA6351A, AA6451, AA6951, AA6053, AA6055, AA6056, AA6156, AA6060, AA6160, AA6260, AA6360, AA6460, AA6460B, AA6560, AA6660, AA6061, AA6061A, AA6261, AA6361, AA6162, AA6262, AA6262A, AA6063, AA6063A, AA6463, AA6463A, AA6763, A6963, AA6064, AA6064A, AA6065, AA6066, AA6068, AA6069, AA6070, AA6081, AA6181, AA6181A, AA6082, AA6082A, AA6182, AA6091 y AA6092.
Las aleaciones de aluminio de la serie 7xxx adecuadas para su uso como sustratos de metal incluyen, por ejemplo, AA7019, AA7020, AA7021, AA7039, AA7072, AA7075, AA7085, AA7108, AA7108A, AA7015, AA7017, AA7018, AA7019A, AA7024, AA7025, AA7028, AA7030, AA7031, AA7035, AA7035A, AA7046, AA7046A, AA7003, AA7004, AA7005, AA7009, AA7010, AA7011, AA7012, AA7014, AA7016, AA7116, AA7122, AA7023, AA7026, AA7029, AA7129, AA7229, AA7032, AA7033, AA7034, AA7036, AA7136, AA7037, AA7040, AA7140, AA7041, AA7049, AA7049A, AA7149, AA7249, AA7349, AA7449, AA7050, AA7050A, AA7150, AA7250, AA7055, AA7155, AA7255, AA7056, AA7060, AA7064, AA7065, AA7068, AA7168, AA7175, AA7475, AA7076, AA7178, AA7278, AA7278A, AA7081, AA7181, AA7185, AA7090, AA7093, AA7095 y AA7099.
Las aleaciones de aluminio de la serie 8xxx adecuadas para su uso como sustratos de metal incluyen, por ejemplo, AA8005, AA8006, AA8007, AA8008, AA8010, AA8011, AA8011A, AA8111, AA8211, AA8112, AA8014, AA8015, AA8016, AA8017, AA8018, AA8019, AA8021, AA8021A, AA8021B, AA8022, AA8023, AA8024, AA8025, AA8026, AA8030, AA8130, AA8040, AA8050, AA8150, AA8076, AA8076A, AA8176, AA8077, AA8177, AA8079, AA8090, AA8091 y AA8093.
Las aleaciones de aluminio para su uso como sustratos metálicos pueden tener cualquier revenido adecuado, incluyendo los revenidos descritos anteriormente.
Opcionalmente, los sustratos metálicos pueden ser un producto revestido que incluye una capa central y una o más capas de revestimiento. La capa central tiene una primera cara y una segunda cara y una o más capas de revestimiento se pueden unir a la primera cara o a la segunda cara de la capa central. En algunos ejemplos, la capa central está revestida en una sola cara (es decir, una capa de revestimiento está presente en el producto de aleación de aluminio revestido). En otros ejemplos, la capa central está revestida en ambas caras (es decir, hay dos capas de revestimiento presentes en el producto de aleación de aluminio revestido).
La(s) capa(s) de revestimiento (s) se puede(n) unir a una capa central por co-fundición (es decir, fundición por fusión) con enfriamiento directo como se describe, por ejemplo, en las Patentes de los EE. UU. No. 7.748.434 y 8.927.113, mediante laminación en frío y en caliente de un lingote fundido compuesto, como se describe en la Patente de los EE. UU. No. 7.472.740, o mediante unión por laminación para lograr la unión metalúrgica requerida entre el núcleo y el revestimiento.
Opcionalmente, la capa central y/o la una o más capas de revestimiento pueden incluir una aleación de aluminio de la serie 1xxx, una aleación de aluminio de la serie 2xxx, una aleación de aluminio de la serie 3xxx, una aleación de aluminio de la serie 4xxx, una aleación de aluminio de la serie 5xxx, una aleación de aluminio de la serie 6xxx, una aleación de aluminio de la serie 7xxx o una aleación de aluminio de la serie 8xxx.
El sustrato de metal para su uso en los productos metálicos descritos en esta invención puede tener cualquier calibre adecuado. Por ejemplo, el sustrato de metal puede ser una lámina (por ejemplo, por debajo de aproximadamente 0,20 mm), una hoja (por ejemplo, de aproximadamente 0,20 mm a 4,0 mm), una plancha (por ejemplo, de aproximadamente 4,0 mm a 15,0 mm) o una placa (por ejemplo, mayor de aproximadamente 15,0 mm), aunque también pueden usarse otros grosores e intervalos.
Los productos metálicos descritos en esta invención también incluyen una película polimérica. La película polimérica puede incluir, por ejemplo, películas que incluyen uno o más de tereftalato de polietileno (PET, por sus siglas en inglés), elastómeros de poliuretano, poliésteres (por ejemplo, poliésteres hidrófobos), cloruro de polivinilo, poliestireno, polisilicona (por ejemplo, (met)acrilato de silicona), poliolefinas (por ejemplo, polietileno o polipropileno) y poliamidas.
La película polimérica puede incluir una capa central y una capa externa. En algunos casos, la capa central se une directamente al sustrato de metal. En otros casos, pueden estar presentes una o más capas intermedias adicionales entre la capa central de la película polimérica y el sustrato de metal. Opcionalmente, una o más de las capas intermedias adicionales pueden ser una capa de conversión. La capa de conversión puede incluir componentes de cromo(III), cromo(VI), titanio, circonio y fosfatos. Opcionalmente, una o más de las capas intermedias adicionales pueden incluir una fusión en caliente de un copolímero o un adhesivo.
La capa externa de la película polimérica es una superficie que mira en sentido contrario al sustrato de metal. En algunos ejemplos, la capa externa de la película polimérica puede tener raspado promedio de al menos alrededor de 1,5 pm (por ejemplo, al menos alrededor de 1,6 pm, al menos alrededor de 1,7 pm, al menos alrededor de 1,8 pm, al menos alrededor de 1,9 pm, al menos alrededor de 2,0 pm, al menos alrededor de 2,1 pm, al menos alrededor de 2,2 pm, al menos alrededor de 2,3 pm, al menos alrededor de 2,4 pm, al menos alrededor de 2,5 pm, al menos alrededor de 2,6 pm, al menos alrededor de 2,7 pm, al menos alrededor de 2,8 pm, al menos alrededor de 2,9 pm o al menos alrededor de 3,0 pm). En algunos ejemplos, la capa externa de la película polimérica puede tener un raspado promedio de alrededor de 1,5 pm a alrededor de 3,5 pm (por ejemplo, de alrededor de 1,8 pm a alrededor de 3,3 pm o de alrededor de 2,0 pm a alrededor de 3,0 pm).
Los productos metálicos descritos en esta invención también incluyen una capa de cera. La capa de cera se puede unir a la capa externa de la película polimérica. Se puede utilizar cualquier cera adecuada. Los ejemplos de ceras adecuadas incluyen ceras de polietileno y ceras de carnaúba. Las ceras pueden ser naturales o sintéticas. En algunos casos, una cera, como se usa en esta invención, puede incluir cualquier material que tenga una temperatura de fusión desde aproximadamente la temperatura ambiente (por ejemplo, a o alrededor de 21 °C) hasta la temperatura de fusión de la película polimérica y que sea inmiscible con la película polimérica cuando tanto la película polimérica como la cera están en estado líquido.
La capa de cera puede tener cualquier grosor adecuado. Puede ser deseable proporcionar una capa de cera del orden de decenas o cientos de nanómetros de grosor. Por ejemplo, la capa de cera se puede proporcionar con un grosor de alrededor de 25 nm a alrededor de 200 nm, de alrededor de 25 nm a alrededor de 100 nm o de alrededor de 40 nm a alrededor de 90 nm. En algunos casos, se puede proporcionar una capa de cera con un grosor de alrededor de 25 nm, 30 nm, 35 nm, 40 nm o 45 nm y no más de 90 nm, 100 nm, 110 nm, 120 nm, 130 nm , 140 nm, 150 nm, 160 nm, 170 nm, 180 nm, 190 nm o 200 nm. En algunos casos, la cantidad de cera proporcionada puede ser del orden de unos o decenas de miligramos de cera por metro cuadrado. En algunos casos, se puede proporcionar una capa de cera en cantidades que den como resultado un peso de revestimiento superior a 1 mg/m2, 2 mg/m2, 3 mg/m2, 4 mg/m2, 5 mg/m2, 6 mg/m2, 7 mg/m2, 8 mg/m2, 9 mg/m2 o 10 mg/m2 y menos de 50 mg/m2, 45 mg/m2, 40 mg/m2, 35 mg/m2, 30 mg/m2, 25 mg/m2, 20 mg/m2, 15 mg/m2 o 10 mg/m2. En algunos casos, se puede proporcionar una capa de cera en una cantidad de alrededor de 10 mg/m2 a alrededor de 25 mg/m2 (por ejemplo, de alrededor de 12 mg/m2 a alrededor de 22 mg/m2 o de alrededor de 15 mg/m2 a alrededor de 20 mg/m2).
Opcionalmente, los productos metálicos descritos en esta invención incluyen una capa de laca para formar un producto metálico laminado/laqueado híbrido. En algunos casos, la capa de laca se une directamente al sustrato de metal en la cara opuesta a la película polimérica.
Procedimientos de fabricación
Los productos metálicos descritos en esta invención se pueden preparar aplicando una película líquida delgada o una capa de una dispersión de cera a base de agua a la superficie de un sustrato de metal laminado con una película polimérica. Después de calentar la película polimérica y la capa de cera hasta un punto en el que la película polimérica y la capa de cera comienzan a fundirse, el raspado superficial de la película polimérica puede mejorar debido a la presencia de la cera. El producto metálico es la combinación del sustrato de metal, la película polimérica y la capa de cera.
La capa de cera se puede aplicar de cualquier manera adecuada, incluso mediante el uso de dispositivos de revestimiento en barra, dispositivos de revestimiento en rodillo, cabezales de rociado y engrasadores electrostáticos. Se pueden lograr resultados de un raspado superficial especialmente deseables al aplicar cera con un grosor y/o peso de la capa como se describió anteriormente y, a continuación, fundir la película polimérica.
Después de aplicar la capa de cera, el producto metálico se puede calentar para fundir al menos parcialmente la película polimérica para inducir el raspado superficial de la película polimérica. En algunos casos, estas técnicas pueden incluir la aplicación de un polímero a un sustrato de metal calentado a una primera temperatura (T1) antes de calentar la combinación del sustrato de metal, el polímero y la capa de cera a una temperatura de recocido (T2), donde T1 está por debajo de la temperatura de fusión (Tm) del polímero y T2 está por encima de Tm. En algunos casos, T2 está a o por encima de alrededor de 250 °C, 255 °C, 257 °C, 260 °C, 265 °C, 270 °C, 275 °C o 280 °C. En algunos casos, calentar el sustrato de metal y el polímero a T2 puede recocer el sustrato de metal.
En algunos casos, un producto metálico se puede laminar en dos caras. En algunos casos, un producto metálico se puede laminar por una cara y laquear por la cara opuesta. Por ejemplo, un producto metálico se puede laminar en la cara que mira hacia adentro y laquear en la cara que mira hacia afuera, aunque se pueden utilizar otras configuraciones. Este producto metálico laminado/laqueado híbrido puede proporcionar al laminado un raspado mejorado en el interior del material final de la lata mediante el uso de una película polimérica, como el laminado de PET, con cera aplicada, mientras mantiene un alto rendimiento cosmético en el exterior del material final de la lata mediante el uso de una laca, lo que puede no tener una propensión a los problemas asociados con la película polimérica.
En algunos casos, el material de metal laminado pasa directamente de un procedimiento de laminación a un procedimiento de recocido (por ejemplo, a un horno de recocido). En algunos casos, el material de metal laminado pasa directamente de un procedimiento de laminación a un sistema de aplicación de laca y, a continuación, a un procedimiento de recocido (por ejemplo, a un horno de recocido).
El raspado superficial mejorado de la película polimérica puede tener una apariencia óptica beneficiosa, así como una sensación táctil beneficiosa para varias aplicaciones. Además, las mejoras en el raspado superficial pueden ser beneficiosas para el procesamiento adicional aguas abajo. Por ejemplo, un raspado superficial alto puede ser útil para productos metálicos que se procesan con herramientas de alta velocidad (por ejemplo, unos pocos cientos de golpes por minuto). Un producto metálico que tiene un gran raspado superficial puede mejorar la capacidad de funcionamiento del producto metálico a velocidades de prensa más altas. Además, un producto metálico que tiene un gran raspado superficial puede apilarse sobre otras tiras y enrollarse más fácilmente que los productos de metal liso.
Estos ejemplos ilustrativos se proporcionan para presentarle al lector la materia objeto general analizada en la presente y no se pretende que limiten el alcance de los conceptos divulgados. Las siguientes secciones describen diversas características y ejemplos adicionales con referencia a los dibujos en las cuales los números similares indican elementos similares y se usan descripciones direccionales para describir las realizaciones ilustrativas, pero, al igual que las realizaciones ilustrativas, no deberían usarse para limitar la presente descripción. Los elementos incluidos en las ilustraciones en esta invención podrían no estar dibujados a escala.
La FIG. 1 es un diagrama esquemático de un sistema 100 para un producto metálico laminado según ciertos aspectos de la presente descripción. El producto metálico laminado se puede utilizar para cualquier aplicación adecuada, como para el material final de lata (CES, por sus siglas en inglés). Un sustrato de metal 102 se pasa a un horno de precalentamiento 114 que caliente el sustrato de metal 102 a una temperatura de precalentamiento (T1). La temperatura de precalentamiento T1 está por debajo de la temperatura de fusión (Tm) de la película polimérica 124 que se laminará al sustrato de metal 102. En algunos casos, la temperatura de precalentamiento T1 está a o por encima de aproximadamente 250 °C, 240 °C, 220 °C, 200 °C, 190 °C, 180 °C, 170 °C o 150 °C. En algunos casos, la temperatura de precalentamiento T1 está dentro de un intervalo de 120 °C y 250 °C, dentro de un intervalo de 170 °C y 240 °C, o 190 °C y 220 °C. Sin embargo, se pueden usar otras temperaturas. El sustrato de metal precalentado 104 puede pasar a un sistema de laminación 116. El sustrato de metal 102, como un sustrato de metal precalentado 104, pasa a través de un sistema de laminación 116 que aplica una película polimérica 124 a una cara del sustrato de metal 102. En algunos casos, la película polimérica 124 se puede aplicar a ambas caras del sustrato de metal 102. El sistema de laminación 116 puede ser cualquier sistema adecuado para laminar una película polimérica 124 al sustrato de metal 102. Un sustrato de metal laminado 106 sale del sistema de laminación 116, combinando el sustrato de metal 102 con la película polimérica 124. La película polimérica 124 puede incluir una capa central y una capa externa. La capa externa se puede ubicar de manera opuesta a la capa central del sustrato de metal. En algunos casos, la capa central se acopla directamente al sustrato de metal 102. Sin embargo, en otros casos, se puede usar una capa adicional (por ejemplo, un copolímero de fusión en caliente o un adhesivo) para acoplar la capa central al sustrato de metal 102.
En algunos casos, el sustrato de metal laminado 106 puede pasar opcionalmente a un sistema de aplicación de laca 118. La laca 128 se aplica al sustrato de metal 102 mediante el sistema de aplicación de laca 118. El sistema de aplicación de laca 118 puede ser cualquier sistema adecuado para aplicar laca 128 al sustrato de metal 102. Un sistema de aplicación de laca 118 puede incluir un horno para calentar o curar la laca 128 sobre el sustrato de metal 102, como un horno de infrarrojos. En algunos casos, el sistema de aplicación de laca 118 está aguas abajo (por ejemplo, después) del sistema de laminación 116. En algunos casos, el sistema de aplicación de laca 118 está aguas arriba (por ejemplo, antes) del horno de recocido 122. En algunos casos, el sistema de aplicación de laca 118 está aguas arriba del sistema de laminación 116 o del horno de precalentamiento 114. En algunos casos, el sistema de aplicación de laca 118 está aguas abajo tanto del sistema de laminación 116 y el horno de recocido 122. Como se muestra en la FIG. 1, el sistema de aplicación de laca 118 está ubicado entre el sistema de laminación 116 y el horno de recocido 122. Del sistema de aplicación de laca 118, puede salir un sustrato de metal laminado y laqueado 108.
Después del sistema de laminación 116, el sustrato de metal laminado 106 puede ingresar a un sistema de aplicación de cera 120. En algunos casos, cuando se usa un sistema de aplicación de laca 118, un sustrato de metal laqueado y laminado 108 puede ingresar al sistema de aplicación de cera 120. En el sistema de aplicación de cera 120, se puede aplicar una capa de cera 130 a la superficie de la película polimérica laminada 124. La capa de cera 130 se puede aplicar de varias maneras adecuadas. En algunos casos, la capa de cera 130 se puede aplicar mediante revestimiento en barra, revestimiento con rodillo, revestimiento por pulverización o engrasadores electrostáticos. En algunos casos, la capa de cera 130 se puede aplicar por aplicación electrostática. Se pueden utilizar otras técnicas. El sistema de aplicación de cera 120 se puede acoplar a un suministro de cera 136. El suministro de cera 136 puede ser cualquier suministro adecuado de cera. El suministro de cera 136 puede ser una fuente de cera pura o puede ser una fuente de un producto a base de cera preparado para su uso por el sistema de aplicación de cera 120. Por ejemplo, en los casos en que el sistema de aplicación de cera 120 aplica la capa de cera 130 como una capa de una dispersión de cera a base de agua, el suministro de cera 136 puede ser una fuente de cera pura que se puede mezclar con agua sobre la marcha según sea necesario para crear la dispersión de cera a base de agua, o el suministro de cera 136 puede ser una fuente de dispersión de cera a base de agua premezclada.
Después de salir del sistema de aplicación de cera 120, el producto metálico encerado y laminado 110 puede ingresar al horno de recocido 122. En el horno de recocido 122, el producto metálico encerado y laminado 110 puede calentarse a una temperatura suficiente para fundir la película polimérica laminada 124. El horno de recocido 122 se puede posicionar aguas abajo (por ejemplo, después) del sistema de laminación 116 y, opcionalmente, del sistema de aplicación de laca 118.
El horno de recocido 122 eleva la temperatura del producto metálico encerado y laminado 110 a una temperatura elevada (T2). La temperatura elevada T2 es mayor que la temperatura de fusión (Tm) de la película polimérica 124. En algunos casos, T2 está a o por encima de alrededor de 250 °C, 255 °C, 257 °C, 260 °C, 265 °C, 270 °C, 275 °C o 280 °C. Por lo tanto, durante el procedimiento de calentamiento, la película polimérica 124 se funde y puede fluir hacia las características mecánicas (por ejemplo, texturas superficiales) del sustrato de metal 102 y se vuelve amorfa debido al enfriamiento rápido después del recocido con la temperatura del procedimiento T2. Además, cuando la película polimérica 124 se funde, su interacción con la capa de cera 130 puede aumentar el raspado superficial de la película polimérica 124. Los efectos del raspado pueden ocurrir por varias razones, como la migración natural de ciertos componentes poliméricos de la película polimérica 124 que interactúan con la capa de cera. La inmiscibilidad del polímero fundido y la capa de cera puede dar como resultado una morfología de red continua de dos fases en la superficie de la película, lo que da como resultado una superficie áspera.
El producto metálico preparado 112 incluye una capa de laminación que tiene un raspado superficial mejorado (por ejemplo, sobre un producto metálico laminado utilizando técnicas estándares). Después de salir del horno de recocido 122, el producto metálico preparado 112 puede someterse a un procesamiento adicional, como opcionalmente enfriar el producto metálico preparado 112 en un volumen de líquido de enfriamiento o mediante la aplicación de refrigerante al producto metálico preparado 112. El producto metálico preparado 112 se puede enfriar inmediatamente después de salir del horno de recocido 122, mediante enfriamiento rápido o de otro modo, a una velocidad suficiente para evitar una recristalización sustancial del polímero amorfo. En algunos casos, el producto metálico preparado 112 se enfría por debajo de aproximadamente 150 °C dentro de una duración deseada de aproximadamente 30 segundos, 25 segundos, 20 segundos, 15 segundos, 10 segundos, 5 segundos o 2 segundos o menos. En algunos casos, el producto metálico preparado 112 se enfría por debajo de aproximadamente 150 °C en una duración de aproximadamente 2 a 15 segundos. Evitar la recristalización sustancial puede evitar el enrojecimiento del polímero. Puede ser deseable tener una fracción de peso igual o inferior al 30 %, al 25 %, al 20 % o al 15 % de la parte recristalizable del polímero que se recristaliza. Puede ser deseable además que los cristales formados tengan un diámetro de aproximadamente 100 nm o menos.
En algunos casos, el producto metálico preparado 112 producido por el sistema 100 puede incluir un sustrato de metal 102 al que se ha aplicado una capa de laca 128 en una primera cara y al que se ha aplicado una capa de película polimérica laminado 124 en una segunda cara, como se muestra en la FIG. 1. El metal de sustrato 102 del producto metálico preparado 112 se puede recocer y puede incluir una película polimérica cristalina 124 laminada al mismo antes de ser calentado a una temperatura por encima de la temperatura de fusión Tm de la película polimérica 124 dentro de una duración suficiente para permitir que la película polimérica 124 se funda en la textura superficial del sustrato de metal 102 y se vuelva amorfa. Además, durante el calentamiento, la película polimérica 124 puede interactuar con la capa de cera 130 para mejorar el raspado superficial del producto metálico preparado 112 y dar como resultado una película polimérica raspada con cera 126.
En algunos casos, se puede acoplar un controlador 132 al sistema de aplicación de cera 120 para controlar la cantidad de cera aplicada a la capa polimérica y, por consiguiente, el grosor de la capa de cera aplicada a la capa polimérica. En algunos casos, el controlador 132 funciona con el uso de entradas y valores preestablecidos diseñados para producir un resultado deseado (por ejemplo, un raspado superficial deseado). En algunos casos, el controlador 132 funciona con el uso de un mecanismo de retroalimentación basado en datos recopilados de un dispositivo de medición de raspado superficial 134. Los datos pueden ser cualquier dato adecuado relacionado con el raspado superficial. El dispositivo de medición de raspado superficial 134 puede ser cualquier dispositivo de medición de contacto o sin contacto adecuado para medir parámetros relacionados o indicativos de raspado superficial. Los ejemplos de dispositivos de medición de raspado superficial adecuados 134 incluyen perfilómetros ópticos sin contacto, perfilómetros de aguja de contacto (por ejemplo, medidores con patín o sin patín) u otros dispositivos aplicables. Las mediciones de raspado superficial pueden tomarse en tiempo real y ser utilizados por el controlador 132 para ajustar el grosor de la capa de cera aplicada.
En algunos casos, el sustrato de metal 102 puede incluir una o más capas de conversión, como se describe con más detalles a continuación, preaplicadas antes de ingresar al horno de precalentamiento 114 o al sistema de laminación 116.
En algunos casos, se puede aplicar un lubricante adicional al producto metálico preparado 112 después de que salga del horno 122.
La FIG. 2 es una vista lateral en primer plano del producto metálico preparado 112 de la FIG. 1, según ciertos aspectos de la presente descripción. El producto metálico preparado 112 incluye un sustrato de metal 102 intercalado entre una capa de laca 128 y una película polimérica raspada con cera 126. En algunos casos, puede haber cera residual 130 en la superficie de la película polimérica raspada con cera 126. Sin embargo, ese no es necesariamente el caso.
En algunos casos, para preparar el aluminio para proporcionar una mejor adhesión y rendimiento de enrojecimiento, se pueden aplicar opcionalmente una o más capas de conversión 202 sobre el aluminio desnudo. En algunos casos, esta capa 202 puede incluir componentes de cromo(III), cromo(VI), titanio, circonio y fosfatos. Esta capa 202 puede proporcionar una adhesión mejorada, un bajo enrojecimiento después de la pasteurización y un buen rendimiento frente a la corrosión en la prueba de ácido acético. En algunos casos, el sustrato de metal 102 puede incluir una o más capas de conversión 202 ubicadas entre una o ambas capas de laca 128 y la película polimérica raspada con cera 126.
La FIG. 3 es un diagrama de flujo que representa un procedimiento 300 para preparar un producto de metal encerado y laminado según ciertos aspectos de la presente descripción. Un producto metálico encerado y laminado puede referirse a un sustrato de metal que ha sido laminado y recocido y, a continuación, encerado. En el bloque 302, se puede aplicar una película polimérica al sustrato de metal, tal como se describió anteriormente con referencia al sistema de laminación 116 de la FIG. 1. Sin embargo, antes de aplicarle cera, el sustrato de metal puede recocerse en el bloque 304. Después de recocer el sustrato de metal, se puede aplicar cera al sustrato de metal en el bloque 306, formando, por consiguiente, el producto metálico encerado y laminado. En algunos casos, aplicar cera en el bloque 306 puede incluir calentar el sustrato de metal a una temperatura relativamente baja (por ejemplo, 80 °C) que es sustancialmente más baja que el punto de fusión (Tm) de la película polimérica. Cuando se aplica como se ve en el procedimiento 300, la capa de cera será una capa relativamente lisa. Una capa de cera puede proporcionar beneficios de reducción de la fricción. Sin embargo, debido a que el recocido tiene lugar antes de la aplicación de la cera, la superficie de la película polimérica no quedará sustancialmente, o en absoluto, raspada con cera. Por consiguiente, el producto metálico encerado y laminado puede tener una superficie relativamente lisa.
La FIG. 4 es un diagrama de flujo que representa un procedimiento 400 para preparar un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera según ciertos aspectos de la presente descripción. Un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera puede incluir un sustrato de metal que ha sido laminado y al que se le ha aplicado cera antes de una etapa de recocido o calentamiento suficiente (por ejemplo, suficiente para calentar el polímero a una temperatura de fusión de al menos la capa externa del polímero). En el bloque 402, se puede aplicar una película polimérica a un sustrato de metal, tal como se describió anteriormente con referencia al sistema de laminación 116 de la FIG. 1. A diferencia del procedimiento 300 de la FIG. 3, se aplica cera al sustrato de metal en el bloque 404 para formar un producto metálico, antes de que el producto metálico sea recocido en el bloque 406. En algunos casos, el calentamiento puede ocurrir en el bloque 406. además del recocido, siempre que la película polimérica o al menos una capa externa de la película polimérica se caliente a una temperatura igual o por encima de la temperatura de fusión (Tm) de la película polimérica o la capa externa de la película polimérica.
A diferencia del producto metálico encerado y laminado del procedimiento 300 de la FIG. 3, el producto metálico laminado con una superficie raspada con cera producido por el procedimiento 400 de la FIG. 4 tiene una película polimérica con un raspado mejorado debido a la interacción de la capa de cera y la película polimérica durante el calentamiento en el bloque 406.
La aplicación de cera al sustrato de metal en el bloque 404 para formar un producto metálico puede incluir la aplicación de cera a través de cualquier técnica adecuada, tal como la aplicación de cera como una dispersión acuosa de cera. La capa de cera se puede aplicar usando un dispositivo de revestimiento con rodillo, un dispositivo de revestimiento con barra, un dispositivo de aplicación electrostática u otro dispositivo. En algunos casos, la cantidad de cera añadida puede determinarse en función del perfil de raspado deseado para el producto metálico (por ejemplo, el perfil de raspado deseado para la película polimérica).
El calentamiento (por ejemplo, el recocido) del producto metálico en el bloque 406 se puede realizar de cualquier manera adecuada. En algunos casos, el calentamiento indirecto o sin contacto puede ser deseable o preferible para no afectar el raspado superficial debido al contacto de un dispositivo de calentamiento. Se puede aplicar calor a la película polimérica a través del producto metálico o desde arriba del producto metálico. En algunos casos, el producto metálico se puede posicionar horizontalmente de modo que la capa de cera mire hacia arriba, lo que permite, por consiguiente, que la gravedad ayude a atraer la cera fundida hacia la película polimérica fundida cuando se calienta. En tales casos, para proporcionar una superficie laminada y raspada con cera en ambas caras del producto metálico, el producto metálico se puede voltear para aplicar y/o calentar una capa de cera sobre una segunda película polimérica en una segunda cara del producto metálico (por ejemplo, opuesta al producto metálico desde una primera película polimérica).
La FIG. 5 es un gráfico 500 que representa perfiles de temperatura estimados para un producto metálico encerado y laminado (como uno producido usando el procedimiento 300 de la FIG. 3) y un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera (como uno producido usando el procedimiento 400 de la FIG. 4) según ciertos aspectos de la presente descripción. Las temperaturas representadas en el gráfico 500 se muestran como ejemplos, aunque se pueden usar otras temperaturas. Ambos productos pueden pasar por un procedimiento de laminación durante el cual el sustrato de metal puede calentarse (por ejemplo, a aproximadamente 200 °C) para laminar la película polimérica al sustrato de metal.
Después de la laminación, el producto metálico precursor del producto metálico encerado y laminado (por ejemplo, un sustrato de metal laminado) puede pasar por un procedimiento de recocido a una temperatura elevada (por ejemplo, hasta aproximadamente 295 °C) y, a continuación, encerarse. Durante el encerado, el sustrato de metal se puede elevar a una temperatura moderada (por ejemplo, a aproximadamente 80 °C) para derretir la cera y no la película polimérica, lo que puede facilitar la obtención de una capa uniforme de cera. Después de que la cera se haya aplicado al sustrato de metal para formar un producto metálico, el producto metálico no se calienta a continuación a una temperatura por encima de la temperatura de fusión (Tm) de la película polimérica. Entre la laminación, el recocido y el encerado, se puede dejar que el producto metálico se enfríe a una temperatura relativamente baja, como la temperatura ambiente (por ejemplo, a la temperatura de la sala y/o en las condiciones ambientales). El producto metálico resultante es un producto metálico encerado y laminado.
A diferencia del producto metálico encerado y laminado, el producto metálico precursor del producto metálico laminado con una superficie raspada con cera puede someterse a una laminación, seguida de un encerado y, a continuación, un recocido u otro calentamiento. Después de la laminación, el producto metálico precursor (por ejemplo, un sustrato de metal laminado) puede encerarse, lo que puede incluir elevar la temperatura del producto metálico precursor a una temperatura moderada (por ejemplo, a aproximadamente 80 °C). Después del encerado, el producto metálico puede someterse a recocido u otro calentamiento a una temperatura elevada (por ejemplo, hasta aproximadamente 265 °C). Durante el recocido u otro calentamiento, el producto metálico puede calentarse a una temperatura igual o superior a la temperatura de fusión (Tm) de la película polimérica. Entre la laminación, el recocido y el encerado, se puede dejar que el producto metálico se enfríe a una temperatura relativamente baja, como la temperatura ambiente. El producto metálico resultante es un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera.
Se realizaron varios experimentos para examinar el raspado de la superficie de los productos de metal laminado. En un ejemplo, se laminó un único sustrato de metal de aluminio según cuatro variantes. En una primera variante, el sustrato de metal se laminó y se recoció antes de aplicarle una cera de polietileno, de manera similar al procedimiento 300 de la FIG. 3. En una segunda variante, el sustrato de metal se laminó y recoció antes de aplicarle una cera de carnaúba, de manera similar al procedimiento 300 de la FIG. 3. En una tercera variante, el sustrato de metal se laminó, se enceró con una cera de polietileno y, a continuación, se recoció, de manera similar al procedimiento 400 de la FIG.
4. En una cuarta variante, el sustrato de metal se laminó, se enceró con una cera de carnaúba y, a continuación, se recoció, de manera similar al procedimiento 400 de la FIG. 4. Estas cuatro variantes se resumen en la Tabla 1.
Tabla 1
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La FIG. 6 es una micrografía por barrido electrónico 600 de un producto metálico que es un producto metálico encerado y laminado según una primera variante según ciertos aspectos de la presente descripción. La superficie del producto metálico que se ve en la micrografía 600 es relativamente liso. El producto metálico representado en la micrografía
600 se laminó y se recoció antes de aplicarle una cera de polietileno, de manera similar al procedimiento 300 de la FIG. 3.
La FIG. 7 es una micrografía por barrido electrónico 700 de un producto metálico que es un producto metálico encerado y laminado según una segunda variante según ciertos aspectos de la presente descripción. La superficie del producto metálico que se ve en la micrografía 700 es relativamente liso. El producto metálico representado en la micrografía
700 se laminó y se recoció antes de aplicarle una cera de carnaúba, de manera similar al procedimiento 300 de la FIG.
3.
La FIG. 8 es una micrografía por barrido electrónico 800 de un producto metálico, que es un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera según una tercera variante según ciertos aspectos de la presente descripción. La superficie del producto metálico que se ve en la micrografía 800 muestra un raspado mejorado, especialmente en comparación con los productos metálicos encerados y laminados de las micrografías 600, 700 de las FIG. 6 y 7. El producto metálico representado en la micrografía 800 se laminó, se enceró usando cera de polietileno y, a continuación, se recoció, de manera similar al procedimiento 400 de la FIG. 4.
La FIG. 9 es una micrografía por barrido electrónico 900 de un producto metálico, que es un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera según una cuarta variante según ciertos aspectos de la presente descripción. La superficie del producto metálico que se ve en la micrografía 900 muestra un raspado mejorado, especialmente en comparación con los productos metálicos encerados y laminados de las micrografías 600, 700 de las FIG. 6 y 7. El producto metálico representado en la micrografía 900 se laminó, enceró usando cera de carnaúba y, a continuación, se recoció, de manera similar al procedimiento 400 de la FIG. 4.
La FIG. 10 es un conjunto de micrografías ópticas 1002, 1004, 1006 de productos metálicos según ciertos aspectos de la presente descripción. La micrografía 1002 representa una vista en primer plano de una superficie de un producto metálico encerado y laminado, tal como un producto metálico según la primera variante o la segunda variante, que muestra una superficie relativamente lisa. La micrografía 1004 muestra una vista en primer plano de una superficie de un producto metálico laminado, como un producto metálico según una tercera o cuarta variante, con una superficie raspada con cera después del uso de una cantidad mediana (por ejemplo, de 30 a 50 mg/m2) de cera. Como se ve en la micrografía 1004, la superficie muestra una un raspado algo mejorado en comparación con la superficie que se ve en la micrografía 1002. La micrografía 1006 muestra una vista en primer plano de una superficie de un producto metálico laminado, como un producto metálico según una tercera o cuarta variante, con una superficie raspada con cera después del uso de una cantidad reducida (por ejemplo, de 10 a 25 mg/m2) de cera. Como se ve en la micrografía 1006, la superficie muestra otro raspado mejorado, en comparación con las superficies que se ven en la micrografía 1002 y la micrografía 1004. A través de la experimentación, se halló que pequeñas cantidades de cera pueden mejorar más el raspado que si se usan grandes cantidades de cera. Por ejemplo, puede ser deseable proporcionar una capa de cera del orden de decenas o cientos de nanómetros de grosor. En algunos casos, se puede proporcionar una capa de cera con un grosor de al menos 25 nm, 30 nm, 35 nm, 40 nm o 45 nm y no más de 90 nm, 100 nm, 110 nm, 120 nm, 130 nm , 140 nm, 150 nm, 160 nm, 170 nm, 180 nm, 190 nm o 200 nm. En algunos casos, se puede proporcionar una capa de cera con un grosor dentro de los intervalos de 25 a 200 nm, de 25 a 100 nm o de 40 a 90 nm. En algunos casos, la cantidad de cera proporcionada puede ser del orden de unos o decenas de miligramos de cera por metro cuadrado. En algunos casos, se puede proporcionar una capa de cera en cantidades superiores a 1 mg/m2, 2 mg/m2,
3 mg/m2, 4 mg/m2, 5 mg/m2, 6 mg/m2, 7 mg/m2, 8 mg/m2, 9 mg/m2 o 10 mg/m2 y menos de 50 mg/m2, 45 mg/m2, 35 mg/m2, 30 mg/m2, 25 mg/m2, 20 mg/m2, 15 mg/m2 o 10 mg/m2. En algunos casos, se puede proporcionar una capa de cera en cantidades entre 10 y 25 mg/m2. Se pueden utilizar otros límites e intervalos.
La FIG. 11 es una micrografía óptica 1100 tomada con luz polarizada de la superficie de un producto metálico que es un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera según ciertos aspectos de la presente descripción.
La superficie del producto metálico se muestra con una estructura de arrugas fuertemente visible, mostrando una superficie con un raspado mejorado, al menos en comparación con un producto metálico encerado y laminado. El producto metálico representado en la micrografía óptica 1100 se laminó, se enceró y, a continuación, se recoció, de manera similar al procedimiento 400 de la FIG. 4.
La FIG. 12 es una micrografía confocal 1200 que representa la superficie de un producto metálico encerado y laminado según ciertos aspectos de la presente descripción. Como se ve en la micrografía 1200, el producto metálico tiene una superficie mayormente uniforme con bajo raspado. El producto metálico representado en la micrografía confocal 1200 se laminó y se recoció antes de aplicarle una cera, de manera similar al procedimiento 300 de la FIG. 3.
La FIG. 13 es una micrografía confocal 1300 que representa la superficie de un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera según ciertos aspectos de la presente descripción. Como se ve en la micrografía 1300, el producto metálico tiene una estructura de arrugas muy visible que evidencia el raspado mejorado, al menos en comparación con la superficie del producto metálico encerado y laminado representado en la micrografía 1200 de la FIG. 12 El producto metálico representado en la micrografía confocal 1100 se laminó, se enceró y, a continuación, se recoció, de manera similar al procedimiento 400 de la FIG. 4.
Las medidas basadas en la micrografía 1200 de la FIG. 12 y la micrografía 1300 de la FIG. 13 se muestran en la Tabla 2.
Tabla 2
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El producto metálico encerado y laminado de la FIG. 12 muestra una un raspado superficial medio bajo, una baja altura máxima de pico máxima baja y una baja profundidad máxima de valle. A diferencia de esto, el producto metálico laminado con una superficie raspada con cera muestra un promedio de raspado más alto (por ejemplo, aproximadamente el doble que el del producto metálico encerado y laminado), una altura máxima de pico sustancialmente mejorada (por ejemplo, un valor más alto que el del producto metálico encerado y laminado) y una profundidad máxima de valle sustancialmente mejorada (por ejemplo, un valor más alto que el del producto metálico encerado y laminado). En algunos casos, un producto metálico deseable puede tener un promedio de raspado (Sa) de aproximadamente 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7 o 2,8 pm.
La FIG. 14 es un gráfico 1400 que representa el perfil superficial de un producto metálico encerado y laminado 1404 (como el producido a partir del procedimiento 300 de la FIG. 3) en comparación con el perfil superficial de un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera 1406 (como uno producido a partir del procedimiento 400 de la FIG. 4) según ciertos aspectos de la presente descripción. El gráfico 1400 representa una línea de superficie promedio 1402 que identifica la ubicación promedio de la superficie del producto metálico, como la superficie de la película polimérica o la superficie de la capa externa de la película polimérica. El perfil superficial del producto metálico encerado y laminado 1404 se desvía de la línea de superficie promedio 1402 en pequeñas cantidades (por ejemplo, un raspado promedio de menos de 1 pm) y tiene una profundidad de raspado máxima relativamente pequeña 1410.
A diferencia de esto, el perfil de la superficie del producto metálico laminado con una superficie raspada con cera 1406 se desvía de la línea de superficie promedio 1402 en cantidades mayores (por ejemplo, una un raspado promedio de más de 1 pm) y tiene una profundidad de raspado máxima relativamente mayor 1408.
La FIG. 15 es una micrografía óptica 1500 que representa una elevación lateral de un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera según ciertos aspectos de la presente descripción. El producto metálico laminado con una superficie raspada con cera puede incluir un sustrato de metal 1502 y una película polimérica hecha de una capa central 1504 y una capa externa 1506. Como se ve en la micrografía 1500, la capa externa 1506 se volvió áspera después de aplicar la capa de cera y tanto la capa de cera como la película polimérica se calentaron a una temperatura por encima del punto de fusión de la película polimérica o el punto de fusión de la capa externa 1506 de la película polimérica. En algunos casos, la superficie expuesta del producto metálico laminado con una superficie raspada con cera puede mostrar porciones de la capa central 1504 de la película polimérica y/o porciones de la capa externa 1506 de la película polimérica.
La FIG. 16 es un conjunto de micrografías ópticas 1600, 1601 que representan la elevación lateral del producto metálico laminado con la superficie raspada con cera de la FIG. 15 según ciertos aspectos de la presente descripción. El producto metálico laminado con una superficie raspada con cera puede incluir un sustrato de metal 1502 y una película polimérica hecha de una capa central 1504 y una capa externa 1506.
La FIG. 17 es un gráfico 1700 que representa un raspado superficial estimado en comparación con una cantidad estimada de cera aplicada de un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera según ciertos aspectos de la presente descripción. El gráfico 1700 muestra cantidades adimensionales de raspado superficial y una cantidad aproximada de cera aplicada en mg/m2. Hasta una pequeña cantidad de cera (por ejemplo, entre aproximadamente de 10 a 25 mg/m2) aplicada, mejora el aumento del raspado superficial. Después de un punto, la mejora del raspado superficial disminuye a medida que se agrega cera adicional.
La FIG. 18 es un diagrama de flujo que representa un procedimiento 1800 para preparar un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera usando una combinación de una película polimérica y una capa de cera, según ciertos aspectos de la presente descripción. En el bloque 1802, se puede proporcionar una película polimérica. En el bloque 1804, una capa de cera se puede acoplar a una película polimérica para crear una combinación de película polimérica y capa de cera. En el bloque 1806, la combinación de película polimérica y capa de cera se puede aplicar al sustrato de metal. En algunos casos, la capa de cera se puede enfriar o se puede aplicar calor frente a la película polimérica de la capa de cera para garantizar que la cera no se separe prematuramente de la película polimérica al aplicar la película polimérica al sustrato de metal. En el bloque 1808, la combinación de película polimérica y capa de cera puede calentarse a una temperatura igual o superior a la temperatura de fusión de la película polimérica.
La FIG. 19 es un diagrama esquemático que representa un sistema 1900 para preparar un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera usando una combinación de una película polimérica y una capa de cera, según ciertos aspectos de la presente descripción. El sistema 1900 se puede configurar para realizar el bloque 1806 del procedimiento 1800 de la FIG. 18 Un sustrato de metal 1902 puede pasar a través de un conjunto de rodillos de aplicación 1908. Una película polimérica 1904 con una capa de cera 1906 acoplada puede presionarse contra el sustrato de metal 1902.
La FIG. 20 es un diagrama de flujo que representa un procedimiento 2000 para preparar un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera usando una película polimérica y una capa de cera durante la laminación, según ciertos aspectos de la presente descripción. En el bloque 2002, una película polimérica y una capa de cera se pueden proporcionar como capas separadas (por ejemplo, capas no acopladas). En el bloque 2004, la película polimérica se puede aplicar al sustrato de metal al mismo tiempo que se aplica la capa de cera a la película polimérica. En el bloque 2006, la película polimérica y la capa de cera pueden calentarse a una temperatura igual o superior a la temperatura de fusión de la película polimérica.
La FIG. 21 es un diagrama esquemático que representa un sistema 2100 para preparar un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera usando una película polimérica y una capa de cera durante la laminación, según ciertos aspectos de la presente descripción. El sistema 2100 se puede configurar para realizar el bloque 2004 del procedimiento 2000 de la FIG. 20 Un sustrato de metal 2102 puede pasar a través de un conjunto de rodillos de aplicación 2108 para aplicar la película polimérica 2104 al sustrato de metal 2102 y la capa de cera 2106 a la película polimérica 2104. La película polimérica 2104 y la capa de cera 2106 pueden proporcionarse por separado y juntarse antes de la aplicación al sustrato de metal 2102. En algunos casos, un rodillo adicional 2110 puede presionar la película polimérica 2104 contra la capa de cera 2106 inmediatamente antes de la aplicación al sustrato de metal 2102.
La FIG. 22 es un diagrama de flujo que representa un procedimiento 2200 para preparar un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera mediante la aplicación de una capa de cera después de la laminación, según ciertos aspectos de la presente descripción. En el bloque 2202, se proporcionan una película polimérica y una capa de cera. En el bloque 2204, la película polimérica se aplica al sustrato de metal. En algunos casos, la película polimérica se puede calentar para el sustrato de metal, a fin de acoplar o laminar la película polimérica al sustrato de metal. En el bloque 2206, se puede aplicar una capa de cera al sustrato de metal laminado. En algunos casos, la capa de cera se puede aplicar como una cera a base de agua que se reviste con rodillo, se rocía o se aplica de otro modo al sustrato de metal laminado. En el bloque 2208, la película polimérica y la capa de cera pueden calentarse a una temperatura igual o superior a la temperatura de fusión de la película polimérica. En algunos casos, los bloques 2206 y 2208 pueden ocurrir simultáneamente o en sucesión rápida.
La FIG. 23 es un diagrama esquemático que representa un sistema 2300 para preparar un producto metálico laminado con una superficie raspada con cera mediante la aplicación de una capa de cera 2306 después de la laminación, según ciertos aspectos de la presente descripción. Un sustrato de metal 2302 puede pasar a través de un conjunto de rodillos de aplicación 2308 para aplicar la película polimérica 2304 al sustrato de metal 2302. Después de que la película polimérica 2304 se haya aplicado al sustrato de metal y, opcionalmente, se haya vuelto a calentar y enfriar, se puede aplicar una capa de cera 2306 a la superficie de la película polimérica 2304. El sistema 2300 representa un cabezal de pulverización 2310 que tiene una o más boquillas para distribuir una cera a base de agua sobre la capa polimérica 2304 como una capa de cera 2306.
Ejemplos de productos, procedimientos y sistemas adecuados
Tal como se usa más adelante, cualquier referencia a una serie de ejemplos se entenderá como una referencia a cada uno de esos ejemplos de manera disyuntiva (por ejemplo “Ejemplos 1 a 4” se entenderá como “Ejemplos 1, 2, 3 o 4”).
El ejemplo 1 es un procedimiento para preparar un producto metálico que comprende: aplicar una película polimérica a la superficie de un sustrato de metal; aplicar una capa de cera a una capa externa de la película polimérica; y calentar la película polimérica y la capa de cera a una temperatura por encima de la temperatura de fusión de la película polimérica.
El ejemplo 2 es el procedimiento del Ejemplo 1, donde la aplicación de la capa de cera comprende la distribución de un volumen de cera a base de agua usando un rodillo de revestimiento o un cabezal de pulverización.
El ejemplo 3 es el procedimiento de los ejemplos 1 o 2, donde aplicar la capa de cera comprende aplicar una capa de cera con un grosor de alrededor de 25 nm a alrededor de 100 nm.
El ejemplo 4 es el procedimiento de los ejemplos 1 a 3, donde aplicar la capa de cera comprende aplicar una capa de cera a un peso de revestimiento de alrededor de 10 mg/m2 a alrededor de 25 mg/m2.
El ejemplo 5 es el procedimiento de los ejemplos 1 a 4, donde la aplicación de la capa de cera a la capa externa de la película polimérica se produce antes de aplicar la película polimérica a la superficie del sustrato de metal.
El ejemplo 6 es el procedimiento de los ejemplos 1 a 5, donde calentar la película polimérica y la capa de cera a la temperatura por encima de la temperatura de fusión de la película polimérica comprende calentar la película polimérica y la capa de cera por encima de la temperatura de fusión de una capa externa de la película polimérica.
El ejemplo 7 es el procedimiento de los ejemplos 1 a 6 que comprende además: medir un parámetro de raspado superficial de la película polimérica después de calentar la película polimérica y la capa de cera y ajustar el grosor de la capa de cera utilizando el parámetro de raspado superficial medido.
El ejemplo 8 es un producto metálico preparado según el procedimiento de los ejemplos 1 a 7.
El ejemplo 9 es un producto metálico que comprende una película polimérica unida a la superficie de un sustrato de metal, donde una capa externa de la película polimérica que mira en sentido contrario al sustrato de metal tiene un raspado promedio de al menos alrededor de 2 pm, y una capa de cera adherida a la capa externa de la película polimérica.
El ejemplo 10 es el producto metálico del ejemplo 9, donde la capa de cera comprende un grosor de alrededor de 25 nm a alrededor de 100 nm.
El ejemplo 11 es el producto metálico del ejemplo 9 o 10, donde la capa de cera comprende un peso de revestimiento de alrededor de 10 mg/m2 a alrededor de 25 mg/m2.
El ejemplo 12 es el producto metálico de los ejemplos 9 a 11, donde el sustrato de metal comprende una aleación de aluminio.
El ejemplo 13 es el producto metálico del ejemplo 12, donde la aleación de aluminio comprende una aleación de aluminio de la serie 1xxx, una aleación de aluminio de la serie 2xxx, una aleación de aluminio de la serie 3xxx, una aleación de aluminio de la serie 4xxx, una aleación de aluminio de la serie 5xxx, una aleación de aluminio de la serie 6xxx, una aleación de aluminio de la serie 7xxx o una aleación de aluminio de la serie 8xxx.
El ejemplo 14 es el producto metálico de los ejemplos 9 a 13, donde la película polimérica comprende tereftalato de polietileno.
El ejemplo 15 es el producto metálico de los ejemplos 9 a 14, donde la capa de cera comprende una capa de cera de polietileno o una capa de cera de carnaúba.
El ejemplo 16 es un sistema que comprende un sistema de laminación para aplicar una película polimérica a una superficie de un sustrato de metal; un sistema de aplicación de cera posicionado aguas abajo del sistema de laminación para aceptar el sustrato de metal y aplicar una capa de cera a una capa externa de la película polimérica, la capa externa mirando en sentido contrario al sustrato de metal, para formar un producto metálico; y un horno posicionado aguas abajo del sistema de aplicación de cera para aceptar el producto metálico y elevar la temperatura de la capa de cera y la película polimérica al menos por encima de la temperatura de fusión de la capa externa de la película polimérica.
El ejemplo 17 es el sistema del ejemplo 16, que comprende además un suministro de cera a base de agua acoplado al sistema de aplicación de cera, donde el sistema de aplicación de cera comprende una revestidora con rodillo o un cabezal de pulverización acoplado de manera fluida al suministro de cera a base de agua.
El ejemplo 18 es el sistema de los ejemplos 16 o 17, donde el sistema de aplicación de cera está configurado para aplicar la capa de cera con un grosor de alrededor de 25 nm a alrededor de 100 nm.
El ejemplo 19 es el sistema de los ejemplos 16 a 18, donde el sistema de aplicación de cera está configurado para aplicar la capa de cera con un peso de revestimiento de alrededor de 10 mg/m2 a alrededor de 25 mg/m2.
El ejemplo 20 es el sistema de los ejemplos 16 a 19, que comprende además: un dispositivo de medición de raspado superficial posicionado aguas abajo del horno; y un controlador acoplado al dispositivo de medición de raspado superficial y al sistema de aplicación de cera para ajustar el grosor de la capa de cera aplicada por el sistema de aplicación de cera en respuesta a las mediciones del dispositivo de medición de raspado superficial.
El ejemplo 21 es el sistema de los ejemplos 16 a 20, donde el sistema de aplicación de cera está configurado para aplicar la cera con un grosor que da como resultado una medición de raspado superficial de al menos alrededor de 2 pm.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento para preparar un producto metálico (112), que comprende:
aplicar una película polimérica (124) a una superficie de un sustrato de metal (102);
aplicar una capa de cera (130) a una capa externa de la película polimérica (124) y caracterizado porque comprende calentar la película polimérica (124) y la capa de cera (130) a una temperatura por encima de la temperatura de fusión de la película polimérica (124).
2. El procedimiento de la reivindicación 1, donde aplicar la capa de cera (130) comprende distribuir un volumen de cera a base de agua utilizando un rodillo de revestimiento o un cabezal de pulverización.
3. El procedimiento de la reivindicación 1 o 2, donde aplicar la capa de cera (130) comprende aplicar una capa de cera con un grosor de alrededor de 25 nm a alrededor de 100 nm.
4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde aplicar la capa de cera (130) comprende aplicar una capa de cera con un peso de revestimiento de alrededor de 10 mg/m2 a alrededor de 25 mg/m2.
5. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde la aplicación de la capa de cera (130) a la capa externa de la película polimérica (124) ocurre antes de aplicar la película polimérica (124) a la superficie del sustrato de metal (102).
6. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde calentar la película polimérica (124) y la capa de cera (130) a la temperatura por encima de la temperatura de fusión de la película polimérica (124) comprende calentar la película polimérica (124) y la capa de cera (130) por encima de la temperatura de fusión de una capa externa de la película polimérica (124).
7. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende además:
medir un parámetro de raspado superficial de la película polimérica (124) después de calentar la película polimérica (124) y la capa de cera (130); y
ajustar un grosor de la capa de cera (130) usando el parámetro de raspado superficial medido.
8. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde la película polimérica incluye uno o más de tereftalato de polietileno, elastómeros de poliuretano, poliésteres, cloruro de polivinilo, poliestireno, polisilicona, poliolefinas y poliamidas.
9. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde la capa de cera incluye cera de polietileno y/o cera de carnaúba.
10. Un sistema que comprende:
un sistema de laminación (116) para aplicar una película polimérica (124) a una superficie de un sustrato de metal (102);
un sistema de aplicación de cera (120) posicionado aguas abajo del sistema de laminación (116) para aceptar el sustrato de metal (102) y aplicar una capa de cera (130) a una capa externa de la película polimérica (124), la capa externa mirando en sentido contrario del sustrato de metal, para formar un producto metálico (110); y
caracterizado porque comprende un horno (122) posicionado aguas abajo del sistema de aplicación de cera para aceptar el producto metálico (110) y para elevar la temperatura de la capa de cera (130) y la película polimérica (124) al menos por encima de la temperatura de fusión de la capa externa de la película polimérica (124).
11. El sistema de la reivindicación 10, que comprende además:
un dispositivo de medición de raspado superficial (134) posicionado aguas abajo del horno (122); y un controlador (132) acoplado al dispositivo de medición de raspado superficial (134) y al sistema de aplicación de cera (120) para ajustar el grosor de la capa de cera aplicada por el sistema de aplicación de cera (120) en respuesta a las mediciones del dispositivo de medición de raspado superficial (134).
12. El sistema de la reivindicación 10 u 11, donde el sistema de aplicación de cera (120) está configurado para aplicar la capa de cera (130) con un grosor de alrededor de 25 nm a alrededor de 100 nm.
13. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, donde el sistema de aplicación de cera (120) está configurado para aplicar la capa de cera (130) con un peso de revestimiento de alrededor de 10 mg/m2 a alrededor de 25 mg/m2.
14. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, donde el sistema de aplicación de cera (120) está configurado para aplicar la capa de cera (130) con un grosor que da como resultado una medición de raspado superficial de al menos alrededor de 2 pm.
15. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, donde la película de polímero incluye uno o más de tereftalato de polietileno, elastómeros de poliuretano, poliésteres, cloruro de polivinilo, poliestireno, polisilicona, poliolefinas y poliamidas y/o
donde la capa de cera incluye cera de polietileno y/o cera de carnauba.
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