PT88730B

PT88730B - Folha metalica laminada e processo para a sua preparacao

Info

Publication number: PT88730B
Application number: PT88730A
Authority: PT
Inventors: Peter John Heyes; Nicholas John Middleton
Original assignee: Metal Box Plc
Priority date: 1987-10-15
Filing date: 1988-10-12
Publication date: 1993-12-31
Also published as: US5093208A; ES2040352T3; DK292989A; GB8724239D0; CN1032765A; ZA887620B; BG51346A3; DD299521A5; KR960000730B1; KR890701356A; GB2211465B; FI892902A; NZ226532A; PL275218A1; GB8823927D0; BR8807250A; KR890701355A; FI100705B; CN1065825A; NO892422L

Description

DESCRIÇÃO

DA

PATENTE DE INVENÇÃO

N.° 88 730

REQUERENTE:	Μ B GROUP PLC, britânica, industrial e comer ciai, com sede em Caversham Bridge House,Waterman Place, Reading RG1 8DN, Berkshire , Inglaterra.
EPÍGRAFE:	FOLHA METÁLICA LAMINADA E PROCESSO PARA A SUA PREPARAÇÃO ”

INVENTORES: Peter Heyes e Nicholas John Middleton.

Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883.

Reino Unido em 15 de Outubro de 1987 , sob o n? . 8724239 .

W MOO 113 RF 16732

Descrição referente ã patente de invenção de Μ B Group plc, britâ nica, industrial e comercial, com sede em Caversham Bridge House, Waterman Place, Reading RG1 8DN, Berkshire, Inglaterra, (inventores: Peter John Heyes e Nicholas John Middleton, residentes na In glaterra), para FOLHA METÃLICA LAMINADA E PROCESSO PARA A SUA PREPARAÇÃO.

DESCRIÇÃO

A presente invenção refere-se a uma folha metálica laminada e a um processo para a produção de uma tal folha metálica laminada.

A laminação de materiais poliméricos com uma folha metálica, tal como uma tira metálica é uma téc nica bem conhecida e bem documentada. Os laminados resultantes têm muitas aplicações, incluindo a sua utilização para o fabrico de recipientes metálicos (latas) estiradas e com redução progres siva da espessura das paredes (também designadas por latas DWI - drawn and wall-ironed).

Ê conhecida a utilização de folha de alumínio, revestida com revestimentos de poliolefinas, como matéria prima para o fabrico de latas DWI. Tais materiais estão descritos, por exemplo, na patente americana 4 096 815 e na patente inglesa 2 003 415; tanto quanto sabemos, tais materiais nãc

tiveram aplicação comercial.

Verificámos que os revestimentos de poliolefinas não se moldam tão bem como os poliêsteres termoplã^ |ticos. A laminação de revestimentos de poliêsteres no aço e no alumínio está descrita, por exemplo, nas patentes inglesas 2 123 746 e 2 164 899. Todavia, estas patentes fazem realçar o facto de que a manutenção de uma certa orientação biaxial no revestimento de poliêster é necessária para uma duração em armazém adequada. Verificámos que os laminados dos tipos descritos nestas patentes não são susceptíveis de ser sujeitos a operações de modelação necessários para a preparação de latas com estiramento profundo ou latas DWI, sem que se verifique um deslocamento seve ro dos revestimentos de poliêster. A orientação mantida nos revestimentos descritos nas patentes 2 123 746 ou 2 164 899 limita o alongamento na rotura dos revestimentos a valores relativamente baixos, os quais são excedidos nas operações da modelação das latas DWI. Tais laminados são portanto pouco apropriados para a modelação de latas com estiramento profundo ou latas DWI.

Verificámos agora que um laminado de uma folha de metal tendo a si aderente um poliêster termoplás tico substancialmente na forma não cristalina (ou amorfa) sobrevive às operações DWI e retêm uma cobertura metálica aceitável. Estes revestimentos ultrapassam a eficácia dos revestimentos de poliolefina na modelação de latas DWI e mantêm uma melhor continuidade e protecção.

Por conseguinte, num dos seus aspec tos, a presente invenção proporciona uma folha metálica laminada, tendo uma ou as duas superfícies da folha metálica a elas aderen te uma película de um poliêster não cristalino.

poliêster não cristalino (aqui também designado por poliêster amorfo) deve estar substancialmen te isento de orientação, tal como ela é determinada por medições de difracção de raios X ou de densidade.

Um processo para a medição da cristalinidade por difracção de raios X ê dado na patente inglesa 1 566 422. A cristalinidade pode ser medida a partir de medições da densidade da seguinte maneira:

V = Cristalinidade fraccionada volumétrica ^C -1

V = (P - P ) . (P - P )

P = densidade de poliéster P = densidade de poliéster amorfo P_c - densidade de poliéster cristalino.

As medições de densidade podem ser feitas em solução de cloreto de zinco/água ou de n-heptano/tetra cloreto de carbono, usando uma coluna de densidades.

Tipicamente, o poliéster não crist£ lino é um tereftalato de polietileno (PET) ou um tereftalato de polibutileno (PBT). Os materiais de PET têm de preferência uma viscosidade intrínseca compreendida entre 0,5 e 1,1, quando medi^ da em o-clorofenol a 259 C e uma concentração de 5 g por litro.

A película de poliéster não cristalino laminada na folha metálica é obtida laminando na folha meta lica uma película que compreende um poliéster, sendo as condições em que se efectua a laminação tais que, durante a laminação, [a película ou películas de poliéster no laminado de metal/políme ro ê ou são convertida(s) na forma não cristalina (ou amorfa).

De preferência, cada uma das superfícies maiores da folha metálica suporta uma película de poliêster não cristalino como atrás se definiu. Contudo, o objecto da presente invenção abrange o caso de a folha metálica levar um po liêster não cristalino numa das superfícies maiores, com uma camada de uma película de polímero termoplástico diferente na outra superfície maior da folha metálica.

O substrato metálico no qual se aplicam as películas de polímero, tipicamente na forma de uma tira metálica, ê geralmente aço ou alumínio ou ligas dos mesmos, tipi^ camente um produto ã base de aço ou de alumínio usado na indústria das embalagens.

A gama de espessuras está tipicamen te entre 0,05 e 0,4 mm para o aço e entre 0,02 e 0,4 mm para o alumínio; geralmente 0,25 mm a 0,35 mm para latas DWI de aço e de alumínio.

O aço pode ser revestido com estanho, de preferência passivado por tratamentos convencionais com

crómio, podendo, em alternativa, estar na forma de aço revestido com níquel ou zinco, chapa recozida ou chapa recozida fosfatada, que de preferência é lavada com cromato depois da fosfatação.

acabamento preferido do aço é o do aço revestido electroliticamente com crómio (ECCS), com uma camada dupla de metal crómio e de óxido de crómio. Com tais aços os níveis de crómio metálico e de óxido de crómio podem variar largamente. Tipicamente, o teor de metal crómio vai de 0,01 a

0,20 g/m , enquanto que o do oxido de cromio vai de 0,005 a 0,5 g/m . O ECCS deriva normalmente de sistemas que contêm catalisadores que contêm enxofre ou fluor.

alumínio que é usado é de preferência uma liga do tipo 3004, com um acabamento laminado, um aca bamento limpo e optativamente oleado ou um acabamento limpo e tratado com cromato ou com cromato-fosfato, optativamente oleado. Por exemplo, Alocrom A272 ê um sistema patenteado de tratamento com cromato-fosfato para tiras de alumínio.

Pode usar-se um certo número de tipos diferentes de película de poliéster para preparar o aminado ide metal e polímero. Materiais de poliéster típicos apropriados • para utilização na preparação do laminado de metal e polímero se Igundo a presente invenção são:

(i) poliéster termoplástico vazado, tal como tereftalato de polietileno ou tereftalato de polibutileno.

(ii) películas de poliéster orientado biaxialmente tendo uma estrutura semi-cristalina, tipicamente tereftalato de po lietileno orientado biaxialmente.

I (iii) película de poliéster compósita de poliéster co-extrudida, vazado.

(iv) película de poliéster compósita co-extrudida, compreendendo :

(Al) uma camada interior de um poliéster linear substancialmente não cristalino tendo uma temperatura de amolecimen to inferior a 2009 C e um ponto de fusão inferior a 2509 C, mas superior a 1509 C, e (A2) uma camada exterior de um poliéster linear orientado bia xialmente, com uma cristanilidade maior que 30%.

Quando se usa uma película de poliésteres co-extrudida, é preferido usar uma película com uma cama da interior (Al) mais fina e uma camada exterior (A2) mais espe£ sa.

Tipicamente, a camada exterior (A2) é um homopolímero PET. A sua viscosidade intrínseca está de preferência entre 0,5 e 1,1, mais preferivelmente entre 0,6 e 0,7, para a película orientada biaxialmente e maior que 0,9 para a pe lícula vazada.

A camada interior (Al) mais fina é tipicamente um copoliéster linear substancialmente não cristalino de 80% de tereftalato de etileno e 20% de isoftalato de etile no. Em alternativa, a camada interior é um copolímero substancia;, mente não cristalino, derivado do ácido tereftálico, e dois álcoois diídricos, tais como etilenoglicol e ciclohexanodimetanol.

Se se desejar, as camadas de poliéjs ter podem ser pigmentadas, por exemplo com agentes antibloqueio, tais como sílica sintética ou pigmentos que dão uma aparência co ilorida ou branca, por exemplo dióxido de titânio. É particular'mente preferido pigmentar a camada (A2) com dióxido de titânio para a superfície exterior de uma lata para bebidas formadas a partir de um laminado.

De preferência, a camada exterior (A2) de películas co-extrudidas é de tereftalato de polietileno. De preferência, a camada interior amorfa (Al) ê um copoliéster linear, por exemplo um copolímero amorfo de aproximadamente 80% de tereftalato etileno e aproximadamente 20% de isoftalato de etileno. Copoliésteres de ácido tereftálico e dois álcoois, por exemplo etilenoglicol e ciclohexanodimetanol são também apropria dos para a utilização como camada interior amorfa (Al).

Quando a película co-extrudida for orientada biaxialmente, a cristalinidade da camada exterior cris talina (A2) é tipicamente 50%, mas pode ser reduzida a 40% ou me nos, se se reduzir a orientação biaxial do polímero cristalino.

A película orientada biaxialmente . pode ser formada estirando o polímero extrudido amorfo no senti, do de tras para a frente, a temperaturas superiores a temperatu5

ra de transição vítrea do polímero, com um factor de 2,2 a 3,8, e analogamente na direcção transversal, com 2,2 a 4,2.

A folha metálica laminada segundo a presente invenção é preparada por um processo que compreende a adesão directamente a uma ou às duas superfícies maiores da folha metálica de uma película compreendendo um poliéster, sendo as condições de laminação tais que durante a laminação a película ou as películas de poliéster no laminado de metal/polímero es teja ou estejam na forma não cristalina ou amorfa ou nela se con vertam.

Num processo preferido de preparação dos laminados de metal/polímeros segundo a presente invenção, fazem-se aderir uma película ou películas monocamada de poliêster à folha metálica aquecendo a folha metálica até uma temperatura (Tl) superior ao ponto de fusão das películas de poliéster, sendo a temperatura (Tl) tal que, durante a laminação das pelícu las de poliéster na folha metálica, as superfícies exteriores das películas de poliéster se mantenham abaixo dos seus pontos de fusão, faz-se a laminação da película ou películas na folha metálica, aquece-se de novo por meios indirectos o laminado até uma temperatura (T2) superior aos pontos de fusão das películas de poliéster e mantêm-se depois a estas temperaturas elevadas, ]arrefecendo rapidamente o metal revestido de poliéster até uma temperatura inferior aos pontos de transição vítrea das resinas de revestimento de poliéster.

Num outro processo preferido, fazem -se aderir uma película ou películas de poliéster compósitas (A), compreendendo uma camada interior (Al) e uma camada exterior (A2), simultaneamente à folha metálica, por um processo que compreende:

(i) aquecer a folha metálica a uma temperatura (Tl) superior ao ponto de amolecimento da camada interior de poliéster mas inferior ao ponto de fusão da camada exterior (A2), (ii) laminar a película ou as películas na folha metálica, (iii) aquecer de novo, por meios indirectos, o laminado de modo que a folha metálica atinja uma temperatura superior ao ponto de fusão da ou de cada uma das películas de poliéster , e

(iv) depois de manter estas temperaturas elevadas, arrefecer rapidamente o metal revestido de poliéster a uma temperatura inferior aos pontos de transição vítrea das resinas de revestimento de poliéster.

As referidas películas compósitas de poliéster são de preferência películas de poliéster coextrudi_ das compreendendo:

(Al) uma camada interior de poliéster linear substancialmente não cristalino tendo um ponto de amolecimento inferior a 200? C e um ponto de fusão inferior a 2509 C mas superior a 1509 C, (A2) uma camada exterior de poliéster tendo um ponto de fusão superior a 2209 C, i tendo os poliêsteres viscosidades intrínsecas de 0,5 a 1,1, medi_ das em o-clorofenol a 259 C e a uma concentração de 5 g por litrc.

O laminado de metal/polímero e de preferência reaquecido a jusante da aresta de laminação, utilizando meios de aquecimento por indução, podendo no entanto usar-se também aquecimento por infravermelhos.

A temperatura a que a folha metálica deve ser aquecida antes da laminação depende, quer da espessu ra das películas a laminar, quer da natureza química das ditas películas. O metal não revestido pode ser tratado por meios directos ou indirectos, por exemplo por indução, por infravermelhos, por ar quente ou por rolos quentes.

As temperaturas de 1409 C a 3509 C são apropriadas para a película de PET orientada biaxialmente co extrudida, 130 a 2509 para película de poliéster coextrudida vazada, 2609 C a 3509 C para monopelícula PET orientada biaxialmen te de elevada cristalinidade ou 2009 C a 3009 C para película PET de baixa cristanilidade e superior a 1809 C para monopelícula PBT vazada.

As temperaturas a usar no reaquecimento do laminado a jusante da aresta de laminação tipicamente são superiores a 2709 C para o tereftalato de polietileno e 2409 C para o tereftalato de polibutileno. Operações comerciais em ge ral exigem um tempo de permanência de apenas dois segundos entre

as operações de reaquecimento e de arrefecimento rápido. 0 arrefecimento é uniforme e rápido e pode ser efectuado por cortinas de água fria dirigidas para a chapa. Para impedir a cristalização do poliéster, o laminado deve ser arrefecido a partir de tem peraturas acima de cerca de 190? C; para impedir a formação de ampolas o revestimento deve ser arrefecido a partir de uma tempe ratura inferior ao ponto de fusão.

Os laminados segundo a presente invenção são particularmente apropriados para a formação de latas estiradas e com redução progressiva da espessura das paredes (DWI). As operações DWI convencionais fabricam latas a partir de folha metálica isenta de revestimentos orgânicos nas seguintes fases:

- lubrificar a folha revestida de estanho ou alumínio

- cortar um disco de material da folha metálica

- colocar o disco num jogo de matrizes circulares e mantê-lo na sua posição com um anel cilíndrico de suporte da peça original

- fazer passar um cunho através da matriz circular enquanto se controla o movimento da folha com o suporte da peça original

- formar uma taça pouco profunda a partir do metal, forçando o cunho através da matriz, até que todo o metal passe através da matriz, e retirar o cunho

- transferir a taça para um cunho de diâmetro igual ao diâme- tro do recipiente desejado.

- estirar de novo a taça e forçar o cunho e a taça através de um conjunto de aneis concêntricos com um diâmetro interior progressivamente menor e de modo tal que a folga entre o cu nho e a matriz seja menor que a espessura do material da ta ça.

- a parede da taça é soldada e alongada

- limitar a lata formada e retirar o cunho

- aparar o material em excesso do topo da parede da lata

- lavar a lata para remover o lubrificante e, no caso do alu- mínio, remover os detritos do metal por ataque químico

- enxaguar e secar a lata.

Geralmente depois da lavagem, uma lata para bebidas de alumínio pode ser sujeita às seguintes operações:

- tratamento químico da superfície

- lavagem e secagem num forno com transportador

- revestimento exterior com um revestimento de base

- cura do revestimento de base

- aplicação de decoração impressa

- cura da decoração

- aplicação de um revestimento interno (por pulverização)

- cura do revestimento interno

- aplicação do gargalo e do flange na lata, reduzindo o diâme tro do gargalo a um valor compatível com o fecho de topo e criação de um flange para costura dupla.

Em alternativa, se se aplicar um re vestimento de base exterior seleccionado, a operação de impressão convencional pode ser substituída por um processo de impressão por sublimação de um corante, tal como se descreve nas patentes inglesas 2 101 530, 2 145 971, 2 141 382, 2 010 529, 2 151 972 e 2 147 264. Depois da cura do revestimento de base, enrola-se uma etiqueta de papel impregnada com uma matéria corante sublimável em torno da lata e mantem-se firmemente contra a mesma com uma pequena quantidade de adesivo na sobreposição do papel. Faz-se passar a lata através de um forno a uma temperatura superior ao ponto de sublimação da matéria corante e a impressão é transfer_i da sem utilização de qualquer solvente. A etiqueta pode ser remo vida com jactos de ar, deixando uma lata impressa com uma imprejs são de excelente qualidade. Este é um processo sem solvente, sube tancialmente isento de emissões para a atmosfera.

As latas estiradas e com redução progressiva da espessura das paredes soldadas (latas DWI) feitas de materiais laminados segundo a presente invenção podem ser decoradas e impressas com tintas convencionais ã base de solventes, depois de formadas as referidas latas DWI.

Os revestimentos de poliéster termo estável aceitarão facilmente as matérias corantes sublimadas, es tando estabelecido comercialmente um processo para a transferên-

cia das matérias corantes de etiquetas de papel para as latas DWI. Verificámos que os revestimentos de poliéster termoplástico na folha metálica aceitam as matérias corantes sublimadas. No en tanto, uma decoração de elevada qualidade a partir de uma etique ta de papel só é obtida se se reteve a orientação no revestimento de PET. Se o revestimento for amorfo, ou porque o mesmo se futi diu no processo de laminação ou porque é proveniente de uma pelí. cuia não orientada, a etiqueta de papel adere ao revestimento du rante a fase de sublimação e mancha a decoração.

A sublimação a partir da etiqueta de papel é efectuada estabelecendo o contacto íntimo entre o papel e o revestimento e aquecendo a temperaturas acima dos 1609 C e usualmente acima dos 2209 C. Nestas condições, o PET não orien tado está acima da sua temperatura de transição vítra (T ), é re lativamente macio e aderirá ao papel. Se pelo menos a parte exte rior do revestimento mantiver a orientação biaxial, o papel não aderirá ao poliéster durante a sublimação. O material orientado exterior em contacto com o papel tem um comportamento térmico mo dificado e a sua transição vítrea efectiva não ê encontrada durante a sublimação da matéria corante.

Os problemas esboçados relativos às transferências da matéria corante para o revestimento amorfo poderiam fazer com que se ficasse com a impressão de ser improvável a sublimação das matérias corantes nas latas DWI revestidas com poliéster amorfo. Surpreendentemente verificámos que as latas DWI formadas a partir de laminados revestidos com poliéster amorfo segundo a presente invenção podem com êxito ser decoradas pela sublimação das matérias corantes utilizando as etiquetas e as condições de sublimação normalizadas.

A aplicação da etiqueta tem de preferência de ser ligeiramente modificada para impedir o contacto da etiqueta com aproximadamente os 2 mm inferiores da parede da lata, como se indica com d na fig. 7a dos desenhos anexos. Se se seguir este procedimento, o papel não aderirá e não manchará o revestimento. Em termos gerais, um revestimento amorfo de pol_i éster aderirá ao papel se estiver em contacto a uma temperatura • superior à sua temperatura Tg. Contudo, a operação da formação

da lata introduz uma certa orientação nos revestimentos de poliêster dos laminados segundo a presente invenção, elevando assim a Tg efectiva. 0 grau de orientação induzido é relativamente pequeno mesmo na parte superior da parede da lata e muito diferente para os revestimentos interno e externo, sendo assim surpreen dente que o efeito benéfico que impede a aderência do papel seja tão pronunciado.

Os laminados descritos segundo a presente invenção podem surpreendentemente ser manufacturados pa ra obter latas DWI, mantendo no entanto uma integridade e adesão do revestimento excelentes. Além disso os recipientes revestidos podem ser decorados por impressão convencional ou por um processo de sublimação de matérias corantes.

Os laminados segundo a presente invenção podem também ser usados para manufacturar outros componen tes das embalagens, em particular componentes não encurvados das embalagens. São exemplos típicos de tais componentes:

Latas estiradas e re-estiradas para produtos de bebidas, por exemplo latas de ECCS de 0,21 mm, 350 N/mm , com 54 mm de diâmetro por 70 mm de altura.

Tampas de latas para bebidas providas de entalhes para aber tura fácil, por exemplo tampas de aço ou alumínio de 65 mm. Extremidades oblongas de gargalos integrados para recipien tes oblongos.

Componentes de tampas de latas de tinta, tais como aneis, tampas e peças de topo.

Componentes terminais para aerossois, tais como cones e cú pulas.

As principais vantagens da presente invenção são:

- eliminação de todas as emissões de solventes, que se torna pra ticável, melhorando a protecção ao ambiente,

- as grandes máquinas de lavar as latas podem ser substituídas por pequenas máquinas de enxaguar, reduzindo os custos dos pro dutos químicos de lavagem, redução do consumo de energia diminuindo o numero de passagens pelo forno necessárias para completar a lata,

- aperfeiçoamento da protecção exterior da lata,

- aperfeiçoamento da protecção interna dos perfilados de base complexos,

- possibilidade de eliminar o lubrificante no fabrico da lata,

- redução das dimensões e dos custos das instalações fabris e dos custos da mão-de-obra, e

- excelência da qualidade da pintura externa.

Ao longo da presente memória descri, tiva, as viscosidades intrínsecas são medidas a 259 C em soluçõeí de o-clorofenol a uma concentração de 5 g/1.

Vai agora descrever-se com mais por menor a presente invenção, apenas a título de exemplo, com referência aos Exemplos seguintes e com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam:

As fig. 1 e 2, diagramas de aparelhos apropriados para a execução do processo segundo a presente invenção;

A fig. 3, um corte de um laminado segundo a presente invenção e compreendendo películas (A) de polímero monocamada laminadas numa tira metálica (M);

A fig. 4, um corte por um laminado semelhante ao da fig. 3, mas tendo uma película compósita (A) de polímero multicamadas laminada numa folha metálica (M);

A fig. 5, um corte de um laminado semelhante ao da fig. 4, mas contendo uma película adicional (B) de polímero termoplástico laminada do lado oposto da folha metálica (M) ;

A fig. 6, uma tampa de lata formada a partir de um laminado segundo a presente invenção; e

As fig. 7a e 7b, respectivamente, uma lata estirada e com paredes cuja espessura foi reduzida progressivamente por diminuição da folga entre o cunho e a matriz, formada a partir de um laminado segundo a presente invenção.

EXEMPLOS 1 a 13

Prepararam-se laminados de polímero

/metal/polímero por um processo de laminação realizado no aparelho ilustrado esquematicamente nas fig. 1 ou 2 dos desenhos anexos. Uma folha metálica (M) foi pré-aquecida por infravermelhos ou por indução até uma temperatura apropriada, por um aquecedor (1). A temperatura está usualmente compreendida entre 1409 C e 3509 C. Forneceram-se películas de poliéster (A) e (B) a partir de rolos de alimentação (2) e (4), as quais foram laminadas nos lados opostos da folha metálica pré-aquecida entre rolos de laminação (6,8), tendo tipicamente um diâmetro de 100 a 400 mm. A laminação foi geralmente efectuada usando uma força, na linha de pressão, de 200 a 400 N por metro, entre os rolos de laminação.

Na linha de pressão de laminação es tabelece-se um contacto sem enrugamentos, íntimo e uniforme entre a folha metálica e as películas de polímero. A jusante dos rolos de laminação reaquece-se o laminado resultante, de preferência utilizando um aquecedor de indução (10) ou por aquecimento por infravermelhos, até uma temperatura T?₂ ã qual as películas jde polímero (A) e a folha metálica actuam reciprocamente e as pe .lículas ligam-se ã folha metálica. A temperatura está usualmente na gama compreendida entre 2209 C e 2709 C, para o PBT, e 'entre 2609 C e 3009 C, para o PET. Mantêm-se o laminado de metal/ /polímero ã temperatura T₂, ou a uma temperatura inferior a T₂, durante um curto intervalo de tempo, usualmente não mais de 2 se gundos, sendo então arrefecido rapida e uniformemente com água a uma temperatura inferior ao ponto de transição vítrea do poliéster nas películas, por exemplo de cerca de 809 C para o PET. O arrefecimento pode ser efectuado de qualquer maneira convencional, mas tipicamente pode ser feito passando o laminado através de um depósito (12) de água, como se mostra na fig. 1, ou passan do o laminado através de uma cortina (14) de água de arrefecimen to, como se mostra nas fig. 1 e 2.

Em geral, o processo ilustrado na fig. 1, no qual a laminação é feita num modo vertical é o prefer:. do. O movimento vertical da folha de metal através do andar de laminação tende a permitir uma velocidade de arrefecimento mais elevada e dá um arrefecimento melhor e mais uniforme.

A fig. 1 mostra também um diagrama esquemático de um perfil de temperaturas típico que se deveria verificar no processo ilustrado no aparelho da fig. 1.

Assim, prepararam-se laminados a partir dos materiais indicados no Quadro I, pré-aquecendo a folha metálica por aquecimento por infravermelhos ou por indução, fazendo passar a folha metálica e as películas de polímero por um par de rolos de laminação e laminando ambas as superfícies maiores metálicas simultaneamente com as películas de polímeros. Reaqueceu-se o laminado resultante por infravermelhos ou por indução, manteve-se acima dos 2009 C durante dois segundos e arrefeceu-se rapida e uniformemente com ãgua fria.

O Quadro II apresenta um certo núme ro de Exemplos que mostram os resultados obtidos quando se prepa ram tais laminados, usando várias temperaturas do metal (Tl) na fase de pré-laminação e várias temperaturas de reaquecimento (T2) na fase pós-laminação.

QUADRO I

TIPOS DE LAMINADO

1 Tipo de La minado	Película a laminar de um lado da folha metã lica (espessura)	Folha metãli ca (espessura)	Película a laminar do outro lado da folha metálica (espessura)
A	Compósito PET - Tipo I (18 micrómetros)	Liga Al 3004 (0,317 mm)	Compósito PET - Tipo I (18 micrómetros)
B	Monopelícula PET (12 micrómetros)	Liga Al 3004 (0,317 mm)	Monopelícula PET (12 micrómetros)
C	Compósito PET - Tipo III (15 micrómetros)	Liga Al 3004 (0,317 mm)	Compósito PET - Tipo III (15 micrómetros)
D	Compósito PET - Tipo III (15 micrómetros)	Liga Al 3004 (0,317 mm)	Compósito PET - Tipo I (18 micrómetros)
E	Compósito PET - Tipo III (15 micrómetros)	Liga Al 3004 (0,317 mm)	Compósito PET - Tipo II (25 micrómetros)

- 14 QUADRO I (cont.)

TIPOS DE LAMINADO

Tipo de La minado	Película a laminar de um lado da folha metã lica (espessura)	Folha metáli ca (espessura)	Película a laminar do outro lado da folha metálica (espessura)
F	Monopelicula PBT (25 micrõmetros)	Liga AI 3004 (0,317 mm)	Compósito PET - Tipo I (18 micrõmetros)
G	Compósito PET - Tipo III (15 micrõmetros)	Liga A1 3004, acabamento de laminagem (0,317 mm)	Compósito PET - Tipo III (15 micrõmetros)
H	Compósito PP - Tipo I (25 micrõmetros)	Liga AI 3004 (0,317 mm)	Compósito PP -Tipo III (40 micrõmetros)
I	Compósito PET - Tipo III (15 micrõmetros)	Liga AI 3004 (0,317 mm)	Compósito PP - Tipo I (25 micrõmetros)
J	Compósito PET - Tipo III (15 micrõmetros)	ECCS 350 N/mm (0,31 mm)	2 Composito PET - Tipo III (15 micrõmetros)

COMPÕSITO PET - Tipo 1 : película compósita de PET vazada co-extrudida, com:

(i) camada interior que é um copoliéster de ácido tereftálico com etilenoglicol e ciclohexanodimetanol, e (ii) camada exterior que é um homopolímero PET com uma viscosidade intrínseca superior a 0,9.

COMPÕSITO PET - Tipo II : compósito PET - tipo I, incorporando ainda pigmento de Ti02 na camada exterior

COMPÕSITO PET - Tipo III : película compósito de PET co-extrudido orientado biaxialmente, com (i) camada interna que é um copoliéster de ácido tereftálico e ácido isoftãlico com etilenoglicol, e (ii) camada exterior que ê um homopolímero PET com uma viscosidade intrínseca de aproximadamente 0,6 a 0,7.

MONOPELÍCULA PET : Monopelicula de PET co-extrudido orientado biaxialmente com uma viscosidade intrínseca de aproximadamente 0,6 a 0.7.

MQNOPELlCULA PBT : monopelícula de tereftalato de polibutileno (PBT) vazada.

COMPÕSITO PP - Tipo I : película compósita de polipropileno vaza do co-extrudido, com (i) camada interna de polipropileno modificado por enxerto de anidrido maleico, e (ii) camada exterior de polipropileno.

COMPÕSITO PP - Tipo II : como o compósito tipo I, mas tendo adicionalmente uma camada exterior pigmentada com Ti02 e sílica sintética.

LIGA A1 3004 : liga de alumínio 3004 com um tratamento superfici al com cromato-fosfato (Alocrom A272).

LIGA AI 3004 COM ACABAMENTO DE LAMINAGEM : liga de alumínio 3005 não limpa e não tratada depois da laminagem a fric.

QUADRO II

Exemplo	Materiais laminados	Tempera tura de reaquecimento (t₂)	DRX (θ= Re;	= 139) Lação	Pico	Moldabilidade
1	A	180	240	-	0	Excelente
2	A	180	280	-	0	Excelente
3	B	300	280	0	0	Excelente
4	B	280	240	0,29	2000	Má
5	C	220	280	-	0	Excelente
6	C	220	240	0,29	2000	Mã
7	D	200	280	-	0	Excelente
8	E	200	260	-	0	Excelente
9	F	200	260	-		Excelente
10	G	220	280	-	0	Excelente
11	H	160	270	-		Má
12	I	150	270	-	0	Má

QUADRO II (con t.)

Exemplo	Materiais laminados	Tempera tura de reaquecimento (T₂)	DRX	©=139) Relação	Pico	Moldabilidade
13	J	220	280	-	0	Boa
14	J	220	240	0,29	2000	Mâ

A moldabilidade do laminado foi determinada revestindo a zona de influência depois de estirar e re duzir progressivamente o laminado em duas fases:

Fase 1: estirou-se uma taça (altura 35 mm, diâmetro 86 mm) a par tir do laminado, apropriadamente lubrificado.

Fase 2: formou-se um corpo de lata (diâmetro 65 mm, altura 130 mm) por re-estiramento e redução progresiva da espessura da parede por diminuição da folga entre o cunho e a matriz .

Depois da moldação, as latas foram lavadas e secas. A zona de influência do revestimento foi determinada por imersão em sulfato de cobre acidificado, durante dois minutos, e exame visual para detectar depósitos de cobre ou pela |técnica da taxa de esmaltagem usando uma solução de cloreto de sódio, uma tensão de 6,3 V e medindo a corrente em amperes.

A influência das temperaturas de la minação na estrutura do revestimento de poliéster e a moldabilidade do laminado foi determinada por difracção de raios X. Nesta técnica, colocou-se a película ou o laminado num difractõmetro de raios X. As taxas de contagene foram medidas quando se expuse ram amostras planas a um feixe de raios X substancialmente monocromáticos, usando um detector apropriado. A amostra e o detector são rodados em linha relativamente ao feixe, mantendo a geometria de modo tal que o ângulo entre a amostra e o feixe (ângulo Θ) e entre o feixe e o detector se mantenham na relação de 1:2, como num varrimento de difracção de um pó normal. Estes da• dos geram informação em planos paralelos à superfície da amostra. . No PET orientado biaxialmente, o

plano (1,0,0) dá uma elevada taxa de contagens para ©=139, mas no PET amorfo está ausente o pico. A relação das amplitudes de pico para ©=139 para o laminado e a película está relacionada com o grau de retenção da orientação no laminado. Os nossos resultados são apresentados como sendo a relação entre as amplitudes de pico e a amplitude de pico do revestimento de PET laminado para ©=139.

O material laminado (B), preparado de acordo com os ensinamentos da patente inglesa 2 123 746 para reter a orientação (ver o Exemplo 4), têm uma fraca moldabilidade e falham no fabrico de latas, sem rotura do metal ou um deslo camento severo do revestimento. Contudo, quando o laminado B foi processado para eliminar a orientação e a cristalinidade, como no Exemplo 3, ele tinha uma moldabilidade excelente e proporcionava uma boa protecção depois da moldaçao.

Analogamente, os materiais laminados co-extrudidos orientados biaxialmente (C) e (J) também deram uma boa moldabilidade se forem amorfos e uma fraca moldabilidade se mantiverem a orientação no laminado (comparar o Exemplo 5 com o Exemplo 6 e o Exemplo 13 com o Exemplo 14).

Os revestimentos de PET ou PBT vaza dos não orientados foram eficazes, desde que fossem laminados pa ra produzir uma condição amorfa e não cristalina. Produz-se uma condição cristalina, por exemplo, no caso de um arrefecimento lento a partir da fase de reaquecimento.

Os Exemplos 11 e 12 mostram que os laminados de materiais de polipropileno do tipo descrito na patente inglesa 2 003 415 apresentam fraca moldabilidade. Verificou-se que tais laminados dão origem a falhas no metal na moldação da lata.

O grau de reorientação dos revestimentos de poliéster foi determinado examinando uma lata estirada e com redução progressiva da espessura da parede que pode ser feita com o laminado e nas condições do Exemplo 5. Obtiveram-se os seguintes resultados:

Situação da amostra Pico de DRX (Θ = 139)

Base da lata - revestimento interno< 50

Base da lata - revestimento externo< 50

Topo da parede da lata - revestimento interno100

Topo da parede da lata - revestimento externo450

Os dados da difracção de raios X (DRX) confirmam que a folha laminada tem revestimentos amorfos e mostram que a parede superior da lata está ligeiramente orientada, mais para o revestimento exterior da lata.

Os 2 mm inferiores do revestimento exterior da parede da lata não foram afectados de maneira significativa pela moldaçao da lata e mantiveram-se substancialmente amorfos.

As paredes externas de latas DWI formadas a partir dos laminados dos Exemplos 1 a 13 foram decora dos por um processo convencional de sublimação das matérias corantes. A qualidade da decoração resultante verificou-se ser excelente, desde que a etiqueta não fique em contacto com os 2 mm inferiores da parede da lata, ou seja a zona d na fig. 7a.

Claims

Folha metálica laminada, caracterizada por uma ou as duas superfícies maiores da folha metálica te rem directamente aderentes ãs mesmas uma película de um poliéster não cristalino.

Folha metálica laminada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o metal ser aço ou uma sua liga, alumínio ou uma sua liga, aço revestido de estanho, aço revestido de alumínio, aço revestido de crómio, aço com revestimento electrolítico de níquel ou zinco, ou aço tratado quimicamente ou electroliticamente com ácido crómico ou fosfórico.

Folha metálica laminada de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por a folha metálica ser de aço revestido electroliticamente com crómio (ECCS) com uma camada dupla de metal crómio e óxido de crómio.

Folha metálica laminada de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por a folha metálica ser de uma liga de alumínio tipo 3004.

Folha metálica com qualquer das reivindicações anteriores, poliéster não cristalino ser tereftalato de laminada de acordo caracterizada por o polietileno.

Folha metálica laminada de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizada por o poliéster não cristalino ser tereftalato de polibutileno.

Folha metálica laminada de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por se fazer aderir à outra superfície maior da folha metálica uma outra película de poliéster não cristalino como se define em qualquer das reivindicações 1, 5 e 6.

Recipiente em lata estirada e cuja espessura das paredes é reduzida progressivamente, caracterizado por ser preparado sujeitando uma folha metálica laminada de acor do com qualquer das reivindicações 1 a 7 a um processo de estira mento e redução da espessura progressiva por diminuição da folga entre o cunho e a matriz.

Processo para a preparação de uma folha metálica laminada de acordo com qualquer das reivindicaçõe 5 anteriores, caracterizado por compreender fazer aderir a uma ou às duas superfícies maiores da folha metálica uma película que compreende um poliéster, sendo as condições da laminação tais que durante a laminação a película ou as películas de poliéster no laminado é ou são convertidas para a forma não cristalina ou amorfa.

Processo de acordo com a reivindica ção 9, caracterizado por a película ou as películas serem monope lículas e aderirem ã folha metálica por aquecimento da folha metálica a uma temperatura (Tl) superior ao ponto de fusão das películas de poliéster, sendo a temperatura (Tl) tal que durante a laminação das películas de poliéster na folha metálica as superfícies exteriores das películas de poliéster se mantêm abaixo dos seus pontos de fusão, por se laminar a película ou as pelícu las na folha metálica, por se reaquecer, por meios indirectos, o laminado até uma temperatura (T2) superior aos pontos de fusão das películas de poliéster e, depois de manter o mesmo a esta temperatura, se arrefecer rapidamente o metal revestido de poliéster até uma temperatura inferior aos pontos de transição vítrea das resinas do revestimento de poliéster.

Processo de acordo com a reivindica ção 9, caracterizado por a película ou as películas de poliéster serem películas compósitas que compreendem uma camada interior (Al) e uma camada exterior (A2) e por se fazer aderir as películas compósitas simultaneamente à folha metálica por um processo que compreende:

(i) o aquecimento da folha metálica a uma temperatura (Tl) superior ao ponto de amolecimento da camada interior (Al) de poliéster mas inferior ao ponto de fusão da camada exterior (A2) , (ii) a laminação da película ou das películas na folha metálica, e (iii) o reaquecimento, por meios indirectos, do laminado de modo que a folha metálica atinja uma temperatura superior ao ponto de fusão da ou de cada uma das películas de poliéster , (iv) depois da manutenção a estas temperaturas elevadas, o arre fecimento rápido do metal revestido de poliéster até uma temperatura inferior aos pontos de transição vítrea das re sinas de revestimento do poliéster.

Processo de acordo com as reivindicações 10 ou 11, caracterizado por a temperatura a que o laminado é reaquecido depois da laminação estar compreendida entre 220 e 3009 C.

Processo de acordo com as reivindi23 cações 10, 11 ou 12, caracterizado por os meios indirectos para o reaquecimento do laminado serem um meio de aquecimento por in dução.

Processo de acordo com qualquer das reivindicações 9, 10, 12 e 13, caracterizado por a ou cada uma das películas de poliéster serem de um poliéster termoplástico vazado.

Processo de acordo com a reivindica ção 14, caracterizado por o poliéster termoplástico vazado ser tereftalato de polietileno ou tereftalato de polibutileno.

Processo de acordo com qualquer das reivindicações 9, 10, 12 e 13, caracterizado por a ou cada uma das películas de poliéster ser de um poliéster orientado biaxia_l mente tendo uma estrutura semicristalina.

Processo de acordo com a reivindica ção 16, caracterizado por o poliéster orientado biaxialmente ser um tereftalato de polietileno orientado biaxialmente.

Processo de acordo com qualquer das reivindicações 11 a 13, caracterizado por a ou cada uma das pelij cuias de poliéster ser uma película de poliéster compósita vazada coextrudida.

Processo de acordo com qualquer das reivindicações 11 a 13, caracterizado por a ou cada uma das pelí_ cuias de poliéster ser uma película de poliéster compósita coextrudida compreendendo:

(Al) uma camada interna de um poliéster linear substancialmente não cristalino tendo um ponto de amolecimento inferior a 2009 C e um ponto de fusão inferior a 2509 C mas superior a 1509 C, e (A2) uma camada exterior de um poliéster linear orientado biaxialmente com uma cristalinidade maior que 30%.

Processo de acordo com a reivindica ção 19, caracterizado por a camada interna de poliéster (Al) ser um copolímero amorfo de tereftalato de etileno e isoftalato de etileno ou um copolímero formado de ácido tereftálico e dois álcoois diídricos.

Processo de acordo com a reivindica; ção 19 ou 20, caracterizado por a camada externa (A2) ser tereftalato de polietileno orientado biaxialmente.

A requerente declara que o primeiro pedido desta patente foi apresentado no Reino Unido em 15 de Outubro de 1987, sob o n?. 8724239.