PT1914064E

PT1914064E - Chapa de aço laminada para corpo de lata de lata de duas peças e lata de duas peças compreendendo uma chapa de aço laminada

Info

Publication number: PT1914064E
Application number: PT67964783T
Authority: PT
Inventors: Hiroki Iwasa; Yuka Nishihara; Katsumi Kojima; Hiroshi Kubo; Yoshihiko Yasue
Original assignee: Jfe Steel Corp
Priority date: 2005-08-12
Filing date: 2006-08-10
Publication date: 2013-12-04
Also published as: EP1914064A1; JP4622737B2; CN101232993B; CN101232993A; CA2618461A1; EP1914064B1; EP1914064A4; KR20080017098A; WO2007020950A1; JP2007045116A; KR101002824B1; CA2618461C; US20090041964A1

Description

DESCRIÇÃO

Chapa de aço laminada para corpo de lata de lata de duas peças e lata de duas peças compreendendo uma chapa de aço laminada

Campo técnico 0 presente invento refere-se a uma lata de duas peças de elevada deformação feita a partir de uma chapa de aço laminada, tal como uma lata de aerossol de duas peças, e uma chapa de aço laminada usada adequadamente no fabrico de uma lata de duas peças.

Enquadramento da técnica

As latas metálicas são divididas genericamente em latas de duas peças e latas de três peças. As latas de duas peças são constituídas por uma tampa e por um corpo de lata tendo um fundo. As latas de três peças são constituídas por um corpo de lata, uma tampa superior e uma tampa inferior. Enquanto os corpos de lata de duas peças têm uma excelente aparência sem uma costura (soldadura), os corpos exigem normalmente um nível de elevada deformação. Enquanto os corpos de lata de três peças têm uma costura e têm uma aparência inferior às latas de duas peças, os corpos não exigem normalmente um nível de elevada deformação. Assim, as latas de duas peças têm sido usadas frequentemente para artigos de pequena dimensão e elevada qualidade, e as latas de três peças têm sido frequentemente usadas para artigos de grande dimensão e baixo preço no mercado. 1

Entre as latas de duas peças, um corpo de latas de duas peças de embutidora profunda (também chamada, de agora em diante, como de elevada deformação), tal como as latas de aerossol, é feito normalmente numa chapa de alumínio grossa dispendiosa, e é raramente feita numa folha de flandres fina, barata ou chapa de aço sem estanho. Embora as latas de aerossol de duas peças exijam um nível de elevada deformação, tal como a trefilação ou trefilação e estiramento (Dl), é difícil de aplicar a chapas de aço. Pelo contrário, os materiais metálicos macios, tal como alumínio, podem ser sujeitos a moldagem por impacto.

Nestas circunstâncias, é industrialmente muito importante fabricar corpos de lata de duas peças de elevada deformação feitas num material de chapa de aço fino, barato, mas com elevada resistência, tal como folha de flandres ou aço sem estanho.

As vulgares latas de duas peças de elevada deformação são conhecidas por serem fabricadas por trefilação ou tratamento Dl de chapas de aço revestidas com resina (aqui também referidas como chapas de aço laminadas).

Num processo de fabrico destas latas de duas peças de baixa deformação, as chapas de aço laminadas têm normalmente um revestimento em poliéster. Os exemplos do poliéster incluem polietileno tereftalato, copolímeros de etileno tereftalato-isoftalato, copolímeros de tereftalato de etileno - tereftalato de butileno e compostos de ionómero contendo um poliéster saturado como fase principal. Estes poliésteres são concebidos adequadamente apenas para processos de fabrico de latas de duas peças de deformação ligeira. No entanto, não se fez nenhuma investigação quanto ao processo de fabrico de um corpo de lata 2 que exija tratamento neck-in complicado após trefilação, como nas latas de aerossol de duas peças.

Por exemplo, embora os Documentos de Patente 1 a 3 divulguem técnicas de trefilação e de tratamento Dl para chapas metálicas revestidas com resina, estas técnicas voltam-se para os corpos de lata de deformação ligeira, tal como latas de bebida e latas de produtos alimentares, e não exigem o mesmo nível de deformação que as latas de aerossol de duas peças.

Sabe-se que no fabrico de latas de duas peças de deformação ligeira o tratamento térmico após enformação alivia as tensões internas provocadas pela enformação ou promovem a orientação da resina. No entanto, o tratamento térmico também é concebido adequadamente apenas para processos de fabrico de latas de duas peças de deformação ligeira.

Por exemplo, os Documentos de Patente 2 e 3 divulgam o tratamento térmico num passo de enformação ou num passo final para prevenir a delaminação de uma camada de resina ou para proporcionar propriedades de barreira após enformação. Mais especificamente, o Documento de Patente 2 propõe o tratamento térmico de uma resina termoplástica que tem uma tendência para orientar-se para diminuir a tensão interna e promover a cristalização. 0 tratamento térmico tem sido usado genericamente para latas de bebida. 0 Documento de Patente 2 refere que o tratamento térmico é conduzido para uma taça trefilada de novo, de preferência à temperatura ou a uma temperatura abaixo da qual uma resina revestida está suficientemente cristalizada (ponto de fusão -5°C). No entanto, o exemplo descreve apenas uma lata de deformação ligeira. 0 Documento de Patente 3 divulga, nos exemplos, o tratamento Dl de chapas metálicas que são revestidas com uma resina composta por um poliéster saturado e um composto 3 ionómero. 0 Documento de Patente 3 descreve o tratamento térmico após trefilação, e subsequente tratamento Dl, com necking e formação de flange. Os exemplos também descrevem apenas latas de deformação ligeira.

Os Documentos de Patente 4 e 5 divulgam processos para diminuir a tensão interna por tratamento térmico de uma lata, principalmente a uma temperatura igual ou acima do ponto de fusão de uma resina após a formação da lata. No entanto, as descrições e os exemplos também descrevem apenas latas de deformação ligeira.

[Documento de Patente 1] Publicação Examinada da Patente Japonesa N ° 7-106394 [Documento de patente 2] Patente Japonesa No. 2526725 [Documento de Patente 3] Patente Japonesa Aberta No. 2004-148324 [Documento de patente 4] Publicação Examinada da Patente Japonesa N ° 59-35344 [Documento de Patente 5] Publicação Examinada da Patente Japonesa N ° 61-22626

Assim, os corpos de elevada deformação de latas de duas peças, tais como latas de aerossol, nunca foram fabricados com uma chapa de aço laminada. O presente invento pretende resolver os problemas descritos acima. Assim, um objectivo do presente invento consiste em proporcionar uma lata de duas peças que seja feita numa chapa de aço laminada, seja configurada de uma forma com elevada deformação, tal como nas latas de aerossol de duas peças, e esteja isenta de delaminação e ruptura de uma camada de resina. Outro objectivo do presente invento consiste em 4 proporcionar uma chapa de aço laminada para utilização no fabrico de uma lata de duas peças.

Divulgação do invento 0 presente invento proporciona uma chapa de aço laminada para utilização no fabrico de um corpo de lata de duas peças, compreendendo uma camada de resina poliéster em pelo menos um lado da chapa de aço, a camada de resina poliéster contendo 3% a 30% em volume de uma resina de subfase incompatível dispersa tendo um ponto de transição vitrea de 5°C ou menos e um factor de forma em corte de 0,20 ou menos, na qual o corpo de lata de duas peças satisfaz as três fórmulas seguintes: d ^ r; 0,1 < d/r < 0,25; e 1,5 < h/(R-r) < 4, em que R indica o raio de uma chapa de aço laminada circular que tem o mesmo peso que o corpo da lata de duas peças antes da enformação, h indica a altura do corpo de lata, r indica o raio máximo do corpo de lata, e d indica o raio mínimo do corpo de lata.

De preferência, numa chapa de aço laminada de acordo com o presente invento, a resina poliéster é constituída principalmente por um componente diol de etilenoglicol e por pelo menos um componente de ácido dicarboxílico escolhido de entre o grupo consistindo em ácido tereftálico e ácido isoftálico. 5

De preferência, numa chapa de aço laminada de acordo com o presente invento, a resina de subfase é composta principalmente por uma poliolefina.

De preferência, em qualquer uma das chapas de aço laminadas descritas acima, a resina de subfase é pelo menos um elemento escolhido no grupo consistindo em polietileno, polipropileno, e ionómeros.

Além disso, o presente invento proporciona um corpo de lata de duas peças feito em chapa de aço laminada, compreendendo uma camada de resina poliéster em pelo menos um lado da chapa de aço, a camada de resina poliéster contendo entre 3% a 30% em volume de uma resina de subfase incompatível dispersa tendo um ponto de transição vítrea de 5°C ou menos, e um factor de forma em corte de 0,20 ou menos, em que o factor de forma em corte é definido por (eixo maior-eixo menor)/(eixo maior) do corte paralelo à direcção máquina da chapa de aço laminada, em que o corpo de lata de duas peças satisfaz as três fórmulas seguintes: d ^ r; 0,1 < d/r < 0,25; e 1,5 < h/(R-r) < 4, em que R indica o raio de uma chapa de aço laminada circular que tem o mesmo peso que o corpo de lata de duas peças antes da enformação, h indica a altura do corpo de lata, r indica o raio máximo do corpo de lata, e d indica o raio mínimo do corpo de lata.

Breve descrição dos desenhos 6 A figura 1 é um diagrama esquemático ilustrando um processo de fabrico de um corpo de lata de acordo com uma forma de realização do presente invento.

Melhor forma de execução do invento 0 invento será agora descrito abaixo. A figura 1 é um diagrama esquemático ilustrando um processo de fabrico de um corpo de lata de acordo com uma forma de realização do presente invento.

Uma chapa de aço em bruto, circular, revestida com resina é trefilada (incluindo tratamento Dl) num tubo tendo um fundo. A proximidade de uma abertura do tubo é sujeita a tratamento de neck-in, formando assim uma lata de duas peças tendo uma abertura estreita. 0 termo "circular" aqui usado refere-se a um formato que pode ser sujeito a trefilação, tratamento Dl, tratamento de neck-in, e/ou formação de flanges. Assim, uma chapa de aço revestida com resina que irá ser processada pode ser geralmente discoidal, discoidal deformada ou elíptica, assim como discoidal.

Na figura 1, 1 indica uma peça em bruto circular (chapa em bruto) antes da enformação, 2 indica uma parede direita de um corpo de lata (parede direita, não sujeita a neck-in no processo D), 3 indica uma parte em forma de cúpula, 4 indica um gargalo, isto é, uma parede direita processada na forma de um gargalo, e 5 indica uma parte cónica, isto é, uma parede cónica após tratamento de neck-in.

Em primeiro lugar, a peça em bruto circular 1 é trefilada (incluindo tratamento Dl) num passo ou em vários passos para formar um tubo tendo um fundo e tendo um raio pré-determinado 7 (raio r; o raio de uma superficie exterior de uma lata) (processo A) . Em segundo lugar, o fundo do tubo é configurado numa parte em fórmula de cúpula 3 (processo B) . Em terceiro lugar uma abertura do tubo é aparada (processo C) . Em quarto lugar, a parte de abertura do tubo é sujeita a tratamento de neck-ín num passo ou em vários passos para formar um gargalo tendo um raio pré-determinado (raio d; o raio de uma superficie exterior de uma lata) formando assim um produto final desejado (lata de duas peças) . Ro indica o raio da peça em bruto circular 1 antes da enformação (para uma peça em bruto elíptica, um valor médio do eixo maior e do eixo menor) . Além disso, h, r e d indicam a altura, o raio máximo, e o raio mínimo do tubo durante a enformação ou do produto final, respectivamente. R indica o raio da chapa circular que tem o mesmo peso que o do produto final antes da enformação.

Ro é igual a R calculado a partir do produto final mais o comprimento da porção aparada, e é determinado arbitrariamente. No entanto, porque uma parte aparada é desperdício, é industrialmente desejável reduzir a dimensão de uma tal parte aparada. Assim, R0 é normalmente 10% ou menos, e 20% no máximo, de R. Por outras palavras, Ro é muitas vezes 1 a 1,5 vezes e 1 a 1,2 vezes no máximo, o valor de R. Além disso, no fabrico de uma pluralidade de corpos de lata, R pode ser determinada por ensaio.

No processo A no fabrico de um corpo de lata de duas peças de acordo com o presente invento, o raio máximo r é idêntico ao raio mínimo d, isto é, r = d. No processo D, a relação é r > d. O raio R de uma chapa circular que tem o mesmo peso que o do produto final antes da enformação é determinado com base no peso medido do produto final. Mais especificamente, depois do peso do produto final ser medido, é calculada uma dimensão 8 (raio) da chapa de aço laminada circular que tem o mesmo peso que o produto final antes da enformação. A dimensão é assumida como o raio R da chapa circular que tem o mesmo peso que a do produto final antes da enformação. Enquanto uma parte de extremidade do corpo de lata é aparada no processo de fabrico, o raio R da chapa circular que tem o mesmo peso que o do produto final antes da enformação é independente da parte aparada. Assim, o nivel de deformação pode ser avaliado mais adequadamente.

Numa lata de duas peças fabricada por trefilação (incluindo tratamento Dl) e tratamento de neck-in de uma chapa de aço em bruto circular revestida com resina, uma camada de resina é esticada no sentido da altura e comprimida no sentido circunferencial. Num nivel de elevada deformação, uma grande deformação da resina resulta em ruptura da camada de resina. 0 presente invento utiliza, como um indicador do nivel de deformação, não apenas um parâmetro d/R, que indica o grau de compressão, mas também um parâmetro h/(R-r), que se relaciona com a elongação no sentido da altura. Isto deve-se ao facto de, num nivel de elevada deformação, o nivel de deformação ter de ser expresso não apenas pela relação de trefilação, mas também elongação. Por outras palavras, a deformação da camada de resina é quantificada definindo o nivel de deformação, quer prelo grau de compressão quer pelo grau de elongação. Uma vez que é provável que a camada de resina delamine quando a camada de resina é esticada no sentido da altura e comprimida no sentido circunferencial, o grau de elongação no sentido da altura, assim como o grau de retracção, é um factor importante.

Em termos do nível de embutidura do corpo de lata resultante (profundo final) de acordo com o presente invento, a altura h, o raio máximo r, e o raio mínimo d do produto final 9 satisfazem as relações de 0,1 ^ d/r ^ 0,25 e 1,5 < h/(R-r) < 4, em que R indica o raio de uma chapa circular que tem o mesmo peso que o produto final antes da enformação.

Como descrito acima, o presente invento pretende fabricar um corpo de lata de elevada deformação com uma chapa de aço laminada, o que é difícil por meio de técnicas conhecidas. Tem sido difícil fabricar um corpo de lata de elevada deformação que satisfaça o parâmetro d/R, que define o grau de retracção, de 0,25 ou menos, e o parâmetro h/(R-r) que define o grau de elongação, de 1,5 ou mais de uma vez, com uma chapa de aço laminada por meio de técnicas conhecidas. Assim, d/R foi definido como sendo 0,25 ou menos, e h/(R-r) foi definindo como sendo 1,5 ou mais, como o nível de deformação de um corpo de lata fabricado de acordo com o presente invento.

Quando o parâmetro d/R, que define o grau de compressão, é 0,1 ou menos, ou o parâmetro h/(R-r), que define o grau de elongação, é superior a 4, mesmo se o processo é exequível, o número de passos do processo pode aumentar desnecessariamente, ou a elongação atinge o seu limite à medida que o endurecimento avança e, assim, a chapa pode partir-se. Assim, d/R foi definido como sendo 0,1 ou mais, e h/(R-r) foi definido como sendo 4 ou menos, como o nível de deformação de um corpo de lata fabricado de acordo com o presente invento. A enformação em vários passos pretendida pelo presente invento inclui a trefilação, o tratamento Dl, e tratamento de neck-ín, ou uma combinação destes. Num processo incluindo tratamento de neck-in, a dimensão d do produto final satisfaz r>d. Num processo não incluindo tratamento de neck-ín, a dimensão do produto final satisfaz r=d (R e D indicam os raios do produto final). 10 0 presente invento proporciona ainda uma chapa de aço laminada para utilização no fabrico do produto final (lata de duas peças) que satisfaz o nivel de deformação descrito acima. Assim, a chapa de aço laminada inclui uma camada de resina poliéster em pelo menos um lado da chapa de aço. A camada de resina poliéster contém 3% a 30% em volume de uma resina de subfase incompatível dispersa tendo um ponto de transição vítrea de 5°C ou menos e um factor de forma em corte de 0,20 ou menos.

Uma chapa metálica de base para utilização numa chapa de aço laminada de acordo com o presente invento é uma chapa de aço que tem um custo menor do que o alumínio, e é económica. É aconselhável usar uma vulgar chapa de aço sem estanho ou uma folha de flandres vulgar como a chapa de aço. De preferência, um aço sem estanho inclui, por exemplo, 50 a 200 mg/m2 de camada de crómio metálico e 3 a 30 mg/m2, numa base de crómio metálico, de uma camada de óxido de crómio na superfície. De preferência, uma chapa de folha de flandres contém 0,5 a 15 g/m2 de estanho. A espessura de chapa de aço pode estar compreendida, mas não limitada, entre 0,15 a 0,30 mm. Além disso, sem qualquer consideração de custos, a presente técnica pode ser aplicada ao alumínio. A um nível de elevada deformação com o qual o produto final (lata de duas peças) tal como é proporcionado no presente invento é fabricada, descobriu-se que a acumulação de tensão interna de uma camada de resina numa chapa de aço laminada e endurecimento provocado por orientação conduzia a uma grave deterioração na formabilidade de resina. Mais especificamente, foram observadas (i) uma fissura longitudinal provocada por ligação enfraquecida numa direcção perpendicular a uma direcção de estiramento devido à orientação, (ii) uma fissura 11 transversal no limite da elongação num estiramento, e (iii) a delaminação de uma camada de resina provocada por um aumento na tensão interna.

Para lidar como estes problemas, uma variedade de resinas foram preparadas por vários processos para examinar uma resina que não provoque esta deterioração.

Os presentes inventores descobriram que uma resina composta que contém uma resina macia tendo um ponto de transição vítrea (Tg) de 5°C ou menos como uma subfase dispersa numa fase relacionada (fase principal) de um poliéster é útil como a camada de resina de uma chapa de aço laminada. A resina de subfase tem de ser incompatível com a fase principal de uma resina poliéster e ser dispersa na fase principal. Um estudo do comportamento de deformação da resina demonstrou que a resina dispersa é muito deformada pela deformação. Isto diminui provavelmente a tensão provocada pela deformação de toda a camada de resina.

Além disso, o grau de orientação provocado por deformação é também menor quando comparado com uma fase única.

Quando a resina de subfase tem um ponto de transição vítrea de 5°C ou menos, a resina é facilmente deformada por enformação, executando assim a função da subfase.

Além disso, no presente invento, a percentagem em volume da resina de subfase na resina poliéster (fase principal) é definida para estar compreendida entre 3% a 30% em volume. Quando a percentagem em volume da subfase é 3% em volume ou mais, a subfase pode facilmente aliviar a tensão. Quando a percentagem em volume da subfase é 30% em volume ou menos, as partículas de subfase estão suficientemente dispersas na camada de resina da fase principal. No entanto, quando a percentagem em volume da subfase é superior a 30% em volume, a resina de 12 subfase pode agregar-se e resultar em dispersão insuficiente. Um exemplo de um tal estado de dispersão é um sistema no qual uma resina de subfase incompatível tendo uma dimensão de partícula num intervalo de 0,1 a 5 pm é dispersa numa resina poliéster da fase principal.

Em geral, os processos de aplicação de resina a uma chapa de aço dividem-se genericamente em processos de laminação a quente com uma película de resina e processos de extrusão directa, que forma directamente uma camada de resina numa chapa de aço, por exemplo, usando uma matriz em T. Além disso, os filmes usados nos processos de laminação a quente dividem-se genericamente em filmes estirados, tais como filmes estirados biaxiais, e filmes não estirados envolvendo um processo de extrusão (incluindo estiramento ligeiro na direcção da máquina).

Como resultado da avaliação de chapas de aço laminadas fabricadas a partir de uma resina composta de acordo com o presente invento por meio dos diversos processos de laminação descritos acima, os presentes inventores descobriram que uma chapa de aço laminada fabricada por meio de um processo de extrusão directa e uma chapa de aço laminada na qual uma camada de resina bem fundida é laminada numa laminação a quente de um filme orientado biaxialmente numa chapa de aço, é promissora.

Um exame detalhado adicional demonstrou um envolvimento extensivo do factor de forma da subfase.

Uma resina de subfase deforma-se com a deformação de uma resina de fase principal, por exemplo por estiramento. Quando uma resina composta fundida é arrefecido na ausência de estiramento, a resina de subfase torna-se quase esférica. Num processo de estiramento, uma resina semi-fundida é estirada e torna-se fina. Uma resina de subfase é deformada e torna-se 13 lisa através do processo de estiramento. Mais especificamente, uma resina de subfase retrai num sentido da espessura e é esticada numa direcção de estiramento, em resposta a uma redução na espessura do filme associada ao estiramento.

Por exemplo, num processo de estiramento biaxial no qual as relações de estiramento na direcção da máquina e na direcção transversais são iguais, a resina de subfase torna-se circular num plano de estiramento e retrai na direcção da espessura.

Quando uma resina composta semi-fundida é estirada uniaxialmente, a resina retrai na direcção da espessura e é esticada na direcção da máquina. Assim, na secção transversal de um filme formado paralelo à superfície do filme, a resina de subfase é elíptica, o eixo maior estando na direcção da máquina. Além disso, na secção transversal do filme formado perpendicular à superfície do filme e paralela à direcção da máquina, a resina de subfase é também elíptica, com o eixo maior na direcção da máquina. Na secção transversal do filme formado perpendicular, quer à superfície do filme quer à direcção da máquina, a resina de subfase é quase circular ou retrai ligeiramente na direcção da espessura. Assim, a subfase torna-se lisa após deformação, tal como esticando.

Tal como descrito acima, descobriu-se que o resina composta esticado biaxialmente ou uniaxialmente torna-se lisa na direcção do estiramento. Também se descobriu que o grau de planicidade afecta a formabilidade e a delaminação. 0 termo "factor de forma em corte" de uma resina de subfase, tal como é aqui usado, é definido pela seguinte equação para uma resina de subfase elíptica na secção transversal paralela à direcção da máquina de uma chapa de aço laminada. 14

Factor de forma igual (eixo maior - eixo menor)/(eixo maior)

Uma subfase tendo um factor de forma baixo tende a ser excelente em termos de formabilidade ou de adesividade após deformação. Assim, descobriu-se que num nivel de elevada deformação, um factor de forma menor de uma subfase numa chapa de aço revestida com resina composta conduz a uma melhor formabilidade ou a uma melhor adesividade após deformação. A relação entre a direcção de estiramento e a direcção de deformação na formação da lata varia continuamente de paralela a perpendicular, de uma forma que depende da posição da lata. Quando o factor de forma de uma subfase é elevada, a deformação permissivel de uma subfase na enformação é pequena numa determinada direcção. Mais especificamente, uma subfase esticada na direcção de deformação tem, provavelmente, uma pequena permissão de deformação para a formação subsequente. Isto pode eliminar a função intrínseca da subfase. Em qualquer caso um factor de forma superior a 0,5 conduz a deterioração na formabilidade ou na adesividade após formação. O factor de forma de uma subfase é definida para ser 0,20 ou menos no presente invento. A resina poliéster é produzida por policondensação de um componente de ácido dicarboxílico e de um componente diol. A resina poliéster, que é uma fase principal de uma resina composta de acordo com o presente invento, é composta principalmente por pelo menos um ácido dicarboxílico escolhido do grupo consistindo em ácido tereftálico e ácido isoftálico e etilenoglicol em termos de equilíbrio entre a elongação e a resistência exigida para enformação. A frase "composta principalmente por", tal como é aqui usada, refere-se à 15 constituição de 70% a 100% em mol, de preferência 85% em mol ou mais, e mais preferencialmente 92% em mol ou mais, de uma resina usada na resina poliéster.

De preferência, uma resina tendo um ponto de transição vitrea de 5°C ou menos servindo como uma subfase num resina composta de acordo com o presente invento é constituída principalmente por uma poliolefina em termos de deformação. De preferência, a poliolefina é pelo menos uma escolhida de entre o grupo consistindo em polietileno, polipropileno e ionómeros em termos de versatilidade, dispersabilidade e custo.

Uma chapa de aço laminada de acordo com o presente invento pode conter um agente aditivo, tal como um pigmento, um lubrificante ou um estabilizador na camada de resina. Uma chapa de aço laminada de acordo com o presente invento pode conter uma segunda camada de resina tendo outra função que não uma primeira camada de resina de acordo com o presente invento como uma camada superior ou uma camada intermédia entre a primeira camada de resina e a chapa de aço de base.

De preferência, a espessura da camada de resina está compreendida, mas não lhe está limitada, entre 10 a 50 pm. Um laminado de filme tendo uma espessura inferior a 10 pm é geralmente dispendiosa. Além disso, enquanto um laminado de filme tendo uma maior espessura apresenta uma formabilidade mais excelente, torna-se mais dispendiosa. Um laminado de filme tendo uma espessura superior a 50 pm tem efeitos saturados na formabilidade e é dispendioso.

Uma chapa de aço laminada de acordo com o presente invento inclui uma camada de resina de acordo com o presente invento em pelo menos um lado da chapa de aço. A camada de resina pode ser aplicada adequadamente à chapa de aço por meio de qualquer processo, incluindo uma laminação a 16 quente de um filme orientado biaxialmente ou um filme não orientado, e um processo de extrusão para formação da camada de resina directamente na chapa de aço, por exemplo, usando uma matriz em T. Demonstrou-se que qualquer um dos processos é satisfatoriamente eficaz.

No fabrico de uma lata de duas peças enformando uma chapa de aço laminada de acordo com o presente invento em vários múltiplos, para prevenir a delaminação de uma camada de resina, um produto é tratado termicamente de uma forma adequada a uma temperatura de pelo menos o ponto de transição vítrea de uma resina poliéster, para diminuir a tensão interna da resina durante a enformação, ou num processo final. Além disso, um produto pode ser adequadamente sujeito a tratamento térmico a uma temperatura pelo menos do ponto de fusão da resina poliéster para eliminar a orientação produzida por deformação.

Um processo de tratamento térmico não está limitado a qualquer processo específico. Mostrou-se que um forno eléctrico, um forno a gás, um forno de infravermelhos e um aquecedor de indução são eficazes de uma forma semelhante. A velocidade de aquecimento, o tempo de aquecimento e a velocidade de arrefecimento são seleccionadas adequadamente de uma forma que depende do efeito. A eficiência aumenta com a velocidade de aquecimento. 0 tempo de aquecimento está geralmente compreendido, mas não lhe estando limitado, a cerca de 15 a 60 segundos. Além disso, é preferível um tempo de arrefecimento mais curto para prevenir a geração de esferulites. Assim, é preferível que o tempo para arrefecer um produto ao ponto de transição vítrea, ou abaixo, da resina de poliéster após tratamento térmico seja tão curto quanto possível. 17 EXEMPLO 1

As formas de realização do presente invento serão descritas abaixo.

Fabrico da chapa de aço laminada Várias camadas de resina foram formadas numa T4CA TFS (camada de Cr metálico: 120 mg/m2, e camada de óxido de Cr: 10 mg/m2 numa base de Cr metálico) tendo uma espessura de 0,20 mm por meio de um processo de laminado de filme (processo de laminação térmica de filme) ou um processo de laminação directa (processo de extrusão directa). O laminado de filme foi executado com um filme orientado biaxialmente e um filme não orientado. Os filmes tendo uma espessura de 25 pm foram laminados em ambas as faces da chapa metálica para fabricar uma chapa de aço laminada. O formato das partículas dispersas na resina da chapa de aço laminada resultante foi determinado tal como está descrito abaixo. <Determinação do formato das partículas dispersas> A chapa de aço laminada foi embebida numa resina, e foi polida para a observação de uma secção transversal na direcção da máquina (direcção longitudinal do laminado). A superfície polida foi então mergulhada numa solução a IN de NaOH durante 10 minutos, e foi lavada com água. 50 partículas dispersas de olefina na secção transversal foram observadas com um microscópio electrónico por varrimento. O eixo maior e o eixo menor de cada partícula foram medidos. O factor de forma foi 18 calculado a partir do eixo maior e do eixo menor. O valor médio dos factores de forma das 50 partículas foi assumido como o factor de forma.

As tabelas 1 e 2 mostram um processo de fabrico da chapa de aço laminada e das chapas de aço laminadas assim fabricadas. Os processos de laminação são os seguintes:

Processo 1 de laminação a quente do filme:

Um filme orientado biaxialmente foi ligado por pressão a uma chapa de aço com um rolo de laminagem enquanto a chapa de aço foi aquecida ao (ponto de fusão da resina + 10°C) . Ao fim de sete segundos, a chapa de aço laminada foi arrefecida com água.

Processo 1 de laminação a quente do filme

Um filme não orientado foi ligado por pressão a uma chapa de aço com um rolo de laminagem enquanto a chapa de aço era aquecida a (ponto de fusão da resina + 10°C).

Processo de extrusão directa:

Pastilhas de resina foram fundidas e extrudidas de uma matriz em T numa chapa de aço em movimento. A chapa de aço revestida com resina foi então arrefecida com um rolo de refrigeração a 80°C, e foi ainda arrefecida com água.

Formação do corpo da lata 19

Um corpo de lata (produto final) foi fabricado tal como descrito abaixo a partir de uma amostra de chapa de aço assim fabricada de acordo com um processo de fabrico ilustrado na figura 1. A tabela 3 mostra as dimensões de um produto intermédio (processo C) e de um produto final (processo D) . A trefilação do processo A incluía cinco passos. 0 tratamento neck-in do processo D incluía sete passos.

No produto final (processo D) ilustrado na Tabela 3, h indica a altura da extremidade de abertura, r indica o raio de um corpo de lata 2, e d indica o raio de um gargalo 3, ha indica a altura do corpo de lata 2, hc indica a altura do gargalo 3, e R indica o raio de uma chapa em bruto circular que tem o mesmo peso que o produto final antes da enformação (ver figura 1) . 0 raio R de uma chapa em bruto circular foi determinado tal como descrito abaixo. 0 peso de uma chapa em bruto e o peso de um produto final após ter sido aparado foram medidos. 0 raio da chapa em bruto que tem o mesmo peso que o do produto final antes da enformação foi determinado a partir dos pesos medidos. Este raio foi assumido como o raio R da chapa em bruto circular que tem o mesmo peso que o do produto final antes da enformação. 1. Corte (diâmetro da peça em bruto: 66 a 94 mm) 2. Trefilação e estiramento (processo A).

Um corpo de lata (produto intermédio) tendo um raio r uma altura h compreendida no intervalo de r/R = 0,24 a 0,34 e h/(R-r) = 1,84 a 3,09 foi fabricado por meio de um processo de estiramento de cinco passos. Além disso, o estiramento foi também executado adequadamente para fabricar um corpo de lata pretendido. 3. Formação da cúpula no fundo da lata (processo B). 20 0 fundo da lata foi levantado para formar um hemisfério tendo uma profundidade de 6 mm. 4. Aparagem (processo C) A extremidade superior da lata foi aparada em 2 mm. 5. Tratamento de neck-ín da parte superior do tubo (processo D) A parte superior do tubo foi sujeita a tratamento de neck-ín. Mais especificamente um processo de neck-ín por matriz foi executado empurrando uma extremidade de abertura contra uma matriz tendo uma superfície interior cónica para reduzir o diâmetro da extremidade de abertura. Assim, um corpo de lata tendo um formato de corpo de lata tal como está ilustrado na Tabela 3 foi fabricado. A adesividade, a formabilidade e a aparência de uma camada de filme do corpo de lata assim fabricado foram avaliadas tal como está descrito abaixo. A tabela 4 mostra os resultados.

Teste de adesividade 0 corpo da lata foi cortado em amostras geralmente rectangulares tendo o lado maior na direcção da altura e tendo uma largura de 15 mm na direcção circunferencial. Apenas a chapa de aço da amostra foi cortada linearmente na direcção circunferencial a uma altura de 10 mm a partir do fundo. Assim, a amostra compunha-se de uma parte tendo um comprimento de 10 mm a partir do fundo na direcção da altura e o restante disposto em lados opostos da posição de corte. A parte tendo um comprimento de 10 mm foi unida (soldada) a uma chapa de aço tendo uma largura de 15 mm e um comprimento de 60 mm. Enquanto uma chapa de aço tendo um comprimento de 60 mm era segura pela 21 mão, um filme da restante era arrancado a 10 mm da posição de corte. Foi então conduzido um teste de descascamento a 180° utilizando a parte descascada da restante e a chapa de aço tendo um comprimento de 60 milímetros como secções de garra. Um valor mínimo de resistência ao descascamento foi assumido como um indicador da adesividade.

Resistência ao descascamento

Menos de 5 N/15 mm: Pobre 5 N/15 mm ou mais e menos de 7N / 15 mm: Boa 7 N/15 mm ou mais: Excelente <Avaliação da formabilidade do filme> A superfície exterior da camada de resina após tratamento da lata foi inspeccionada visualmente e com um microscópio óptico para a ruptura do filme. A aparência normal foi considerada boa. A presença de uma ruptura ou de uma fissura foi considerada pobre.

Resultados da tracção

Os corpos de lata Cl a C20, que eram exemplos do presente invento, apresentarem excelente adesividade de filme e excelente formabilidade.

Os corpos de lata 021 a 023, que eram exemplos fora do âmbito do presente invento, tinham um factor de forma relativamente elevado e apresentavam boa, mas não excelente, adesividade. 22

Um corpo de lata C27, a percentagem em volume de cuja subfase era inferior ao limite inferior do presente invento, apresentou boa formabilidade e pobre adesividade.

Os corpos de lata C28 e C31, a Tg de cuja subfase era maior do que o limite superior do presente invento, apresentaram uma formabilidade pobre e uma adesividade pobre.

Um corpo de lata 29, que incluia uma fase única PET, apresentou formabilidade pobre e adesividade pobre.

Um corpo de lata C30, que não incluia fase principal PET e que tinha sido revestido com uma fase única de uma resina de subfase (copolímero etileno-metilmetacrilato modificado por ácido; 50% do etileno modificado por ácido foi neutralizado com Zn), apresentava formabilidade pobre e adesividade pobre.

Os corpos de lata C32 a C34, que apresentavam um factor de forma fora do âmbito do presente invento, apresentavam adesividade pobre e formabilidade pobre.

Uma chapa de aço laminada de acordo com o presente invento inclui uma camada de resina composta, que é composta por uma fase principal de uma resina poliéster e uma resina de subfase em condições especificas, como camada de laminado. Uma lata de duas peças fabricada numa chapa de aço laminada pode ser isenta de delaminação e ruptura da camada de laminado devido ao efeito de alivio de tensão da resina de subfase, e pode conseguir um nivel de elevada deformação tal como em latas de aerossol. 23

Tabela 1

Chapa de aço Mostra ns Fase princi pal Subfase Processo de laminação Tipo de resina Tipo de resina Tg Percen tagem em volume (t) Achata mento Observações AI PET Etileno modificado por ácido (50¾ neutralizado com Zn)-copolímero de metil metacrilato <30°C 14 0,12 Extrusão Exemplo de trabalho A2 PET Etileno modificado por ácido (50¾ neutralizado com Zn)-copolímero de metil metacrilato <30°C 28 0,13 Extrusão Exemplo de trabalho A3 PET Etileno modificado por ácido (50¾ neutralizado com Zn)-copolímero de metil metacrilato <30°C 3 0,14 Extrusão Exemplo de trabalho A4 PET Etileno modificado por ácido (50¾ neutralizado com Zn)-copolímero de metil metacrilato <30°C 14 0,11 Extrusão Exemplo de trabalho A5 PET Etileno modificado por ácido (50¾ neutralizado com <30°C 14 0,10 Extrusão Exemplo de trabalho 24

Zn)-copolímero de metil metacrilato Α6 PET Etileno modificado por ácido (50¾ neutralizado com Zn)-copolímero de metil metacrilato <30°C 14 0,09 Extrusão Exemplo de trabalho Α7 PET-I (8) Etileno modificado por ácido (50¾ neutralizado com Zn)-copolímero de metil metacrilato <30°C 14 0,06 Extrusão Exemplo de trabalho Α8 PET-I (8) Etileno modificado por ácido (50¾ neutralizado com Zn)-copolímero de metil metacrilato <30°C 14 0,01 Extrusão Exemplo de trabalho Α9 PET Etileno modificado por ácido (50¾ neutralizado com Zn)-copolímero de metil metacrilato <30°C 15 0,15 Extrusão Exemplo de trabalho AIO PET Polipropileno modificado por ácido <20°C 14 0,18 Extrusão Exemplo de trabalho All PET Polietileno modificado por ácido <110°C 14 0,12 Extrusão Exemplo de trabalho A12 PET LLDPE -110°C 15 0,11 Extrusão Exemplo de trabalho A13 PET HDPE -125°C 14 0,09 Extrusão Exemplo de trabalho 25 A14 PET PP -125°C 14 0,13 Extrusão Exemplo de trabalho PET: tereftalato de polietileno PET-I(4): copolímero tereftalato de polietileno e isoftalato de polietileno (4¾ em moi) PET-I(8): copolímero tereftalato de polietileno e isoftalato de polietileno (8¾ em mol) PET-I(12): copolímero tereftalato de polietileno e isoftalato de polietileno (12¾ em mol) PBT: poli(tereftalato de butileno) PET-PBT(60): copolímero tereftalato de polietileno-tereftalato de butileno e (poli)tereftalato de butileno: 60¾ em mol) EPR: borracha de etileno-propileno LLDPE: polietileno linear de baixa densidade HDPE: polietileno de alta densidade PP: polipropileno

Tabela 2 Chapa de aço Amostra n5 Fase princi pal Subfase Processo de laminação Tipo de resina Tipo de resina Tg Percen tagem em volume (¾) Achata mento Observações A15 PBT Etileno modificado por ácido (50¾ neutralizado com Zn)-copolímero de metil metacrilato <30°C 14 0,11 Extrusão Exemplo de trabalho 26 Α16 ΡΕΤ-ΡΒΤ (60) Etileno modificado por ácido (50¾ neutralizado com Zn)-copolímero de metil metacrilato <30°C 14 0,15 Extrusão Exemplo de trabalho Α17 ΡΒΤ EPR <30°C 14 0,20 Laminação a quente 2 Exemplo de trabalho Α18 ΡΕΤ Polietileno modificado por ácido <110°C 14 0,13 Laminação a quente 1 Exemplo de trabalho Α19 ΡΕΤ Polietileno modificado por ácido <110°C 14 0,14 Laminação a quente 2 Exemplo de trabalho Α20 ΡΕΤ Polietileno modificado por ácido <110°C 14 0,20 Extrusão Exemplo de trabalho Α21 ΡΕΤ Polietileno modificado por ácido <110°C 14 0,30 Extrusão Exemplo* Α22 ΡΕΤ Polietileno modificado por ácido <110°C 14 0,40 Extrusão Exemplo* Α23 ΡΕΤ Polietileno modificado por ácido <110°C 14 0,50 Extrusão Exemplo* Α24 ΡΕΤ Etileno modificado por ácido (50¾ neutralizado com Zn)-copolímero de metil metacrilato <30°C 1 0,11 Extrusão Exemplo Comparativo 27 Α25 PET PET-I(4) 77°C 14 (Compatí vel) - Extrusão Exemplo Comparativo Α26 PET 0 - Extrusão Exemplo Comparativo Α27 - Etileno modificado por ácido (50¾ neutralizado com Zn)-copolímero de metil metacrilato <30°C 100 - Extrusão Exemplo Comparativo co PET Acetato polivinílico 32°C 14 0,38 Laminação a quente 1 Exemplo Comparativo A29 PET Polietileno modificado por ácido <110°C 14 0,12 Laminação a quente 1 Exemplo Comparativo A30 PET Polietileno modificado por ácido <110°C 14 0,95 Laminação a quente 1 Exemplo Comparativo A31 PET Polietileno modificado por ácido <110°C 14 0,85 Laminação a quente 1 Exemplo Comparativo * fora do âmbito do presente invento PET: polietileno tereftalato PET-I(4): copolímero tereftalato de polietileno e isoftalato de polietileno (4¾ em mol) PET-I(8): copolímero tereftalato de polietileno e isoftalato de polietileno (8¾ em mol) PET-I(12): copolímero tereftalato de polietileno e isoftalato de polietileno (12¾ em mol) PBT: poli(tereftalato de butileno) PET-PBT(60): copolímero tereftalato de polietileno-tereftalato de butileno e (poli)tereftalato de butileno: 60¾ em mol) EPR: borracha de etileno-propileno 28 LLDPE: polietileno linear de baixa densidade HDPE: polietileno de alta densidade PP: polipropileno

Tabela 3 Forma to do corpo da lata Raio da peça em bruto R0 (mm) Produto intermédio (processo C) Produto final (processo D) Veloci-dade de mudança da espessu ra** r (mm) h (mm) r (mm) d (mm) h (mm) ha (mm) hc (mm) Raio da peça em bruto (mm)* d/R H (R- r) BI 41,0 11,0 63,6 11,0 7,8 65,9 47,0 9,9 40,4 0,19 2,24 1,20 B2 47,0 11,0 63,5 11,0 7,8 65,9 47,0 9,9 46,6 0,17 1,85 1,45 B3 35,5 11,0 63,5 11,0 7,8 65,9 47,0 9,9 34,8 0,22 2,77 0,75 B4 33,0 11,0 63,5 11,0 7,8 65,9 47,0 9,9 32,2 0,24 3,10 0,65 *) o raio R da peça era bruto foi calculada a partir do peso de um produto final **) a espessura mínima de um corpo de lata/espessura de uma peça em bruto. Ambas as espessuras são as espessuras das chapas de aço 29

Tabela 4

Corpo de lata n° Amostra da chapa de aço n° Formato do corpo da lata Adesividade do filme Formabilidade do filme Observações Cl AI BI 0 0 Exemplo de trabalho C2 A2 BI 0 0 Exemplo de trabalho C3 A3 BI 0 0 Exemplo de trabalho C4 A4 BI 0 0 Exemplo de trabalho C5 A5 BI 0 0 Exemplo de trabalho C6 AO BI 0 0 Exemplo de trabalho C7 A7 BI 0 0 Exemplo de trabalho oo A8 Bl 0 0 Exemplo de trabalho C9 A9 BI 0 0 Exemplo de trabalho CIO AIO Bl 0 0 Exemplo de trabalho Cll All Bl 0 0 Exemplo de trabalho C12 A12 Bl 0 0 Exemplo de trabalho C13 A13 Bl 0 0 Exemplo de trabalho 30 C14 Α14 BI 0 0 Exemplo de trabalho C15 Α15 BI 0 0 Exemplo de trabalho C16 Α16 BI 0 0 Exemplo de trabalho C17 Α17 BI 0 0 Exemplo de trabalho C18 AI 8 BI 0 0 Exemplo de trabalho C19 A19 BI 0 0 Exemplo de trabalho C20 A20 BI 0 0 Exemplo de trabalho C21 A21 BI 0 Exemplo* C22 A22 BI 0 Exemplo* C23 A23 BI 0 Exemplo* C24 All BI 0 0 Exemplo de trabalho C25 All BI 0 0 Exemplo de trabalho C26 All BI 0 0 Exemplo de trabalho C27 A24 BI X X Exemplo Comparativo C28 A25 BI X X Exemplo Comparativo 31 C29 A26 BI X X Exemplo Comparativo C30 A37 BI X X Exemplo Comparativo C31 A28 BI X X Exemplo Comparativo C32 A29 BI X X Exemplo Comparativo C33 A30 BI X X Exemplo Comparativo C34 A31 BI X X Exemplo Comparativo * fora do âmbito do presente invento 32

Aplicabilidade industrial

Um corpo de lata de duas peças fabricado numa chapa de aço laminado de acordo com o presente invento atinge um nível de elevada deformação tal como em latas de aerossol de duas peças, e está isento de delaminação e ruptura de uma camada de resina. Além disso, a chapa de aço laminada inclui um material de chapa de aço que é barato e forte, mesmo com uma espessura pequena. Assim, uma lata de duas peças de elevada resistência e resistente à corrosão pode ser produzida em massa com baixo custo. 0 presente invento pode fazer, por isso, uma contribuição significativa para a indústria.

Lisboa, 27 de Novembro de 2013. 33

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Chapa de aço laminada para utilização no fabrico de um corpo de lata de duas peças, compreendendo uma camada de resina poliéster em pelo menos um lado da chapa de aço, a camada de resina poliéster contendo 3% a 30% em volume de uma resina de subfase incompatível dispersa tendo um ponto de transição vítrea de 5°C ou menos e um factor de forma em corte de 0,20 ou menos, na qual o factor de forma em corte é definido por (eixo maior-eixo menor)/(eixo maior) do corte paralelo à direcção da máquina da chapa de aço laminada, na qual o corpo de lata de duas peças satisfaz as três fórmulas seguintes: d ^ r; 0, 1 < d/r < 0,25; e 1, 5 < h/(R-r) < 4, em que R indica o raio de uma chapa de aço laminada circular que tem o mesmo peso que o corpo da lata de duas peças antes da enformação, h indica a altura do corpo de lata, r indica o raio máximo do corpo de lata, e d indica o raio mínimo do corpo de lata.
2. Chapa de aço laminada de acordo com a reivindicação 1, na qual 70% a 100% em mol da resina poliéster é constituída por um componente diol de etilenoglicol e por pelo menos um componente de ácido dicarboxílico escolhido de entre o 1 grupo consistindo em ácido tereftálico e ácido isoftálico.
3. Chapa de aço laminada de acordo com a reivindicação 1, na qual a resina de subfase é composta por uma poliolefina.
4. Chapa de aço laminada de acordo com a reivindicação 1, na qual a resina de subfase é pelo menos um elemento escolhido no grupo consistindo em polietileno, polipropileno, e ionómeros.
5. Corpo de lata de duas peças feito em chapa de aço laminada, compreendendo uma camada de resina poliéster em pelo menos um lado da chapa de aço, a camada de resina poliéster contendo entre 3% a 30% em volume de uma resina de subfase incompatível dispersa tendo um ponto de transição vítrea de 5°C ou menos, e um factor de forma em corte de 0,20 ou menos, no qual o factor de forma em corte é definido por (eixo maior-eixo menor)/(eixo maior) do corte paralelo à direcção máquina da chapa de aço laminada, no qual o corpo de lata de duas peças satisfaz as três fórmulas seguintes: d ^ r; 0. 1 < d/r < 0,25; e 1, 5 < h/(R-r) < 4, em que R indica o raio de uma chapa de aço laminada circular que tem o mesmo peso que o corpo de lata de duas 2 peças antes da enformação, h indica a altura do corpo de lata, r indica o raio máximo do corpo de lata, e d indica o raio minimo do corpo de lata. Lisboa, 27 de Novembro de 2013. 3