ES2620826T3 - Procedimiento para producir un sustrato revestido con polímero para aplicaciones de envasado y un sustrato revestido con polímero producido mediante el mismo - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para producir un sustrato de acero revestido con polímero para aplicaciones de envasado con mayor resistencia al craqueo por tensión medioambiental, que comprende las subsiguientes etapas de: - producir un sustrato revestido con polímero con una capa de revestimiento polimérico sobre uno o ambos lados de dicho sustrato; - someter el sustrato revestido con polímero a una operación de estiramiento, en donde la operación de estiramiento se logra mediante: a. pasar el material a través de un laminador de acabado y aplicar una reducción de espesor entre 0 - 3%, preferiblemente de al menos 0,2%; o mediante b. pasar el material a través de un nivelador por estiramiento.
Description
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Procedimiento para producir un sustrato revestido con polfmero para aplicaciones de envasado y un sustrato revestido con polfmero producido mediante el mismo
Esta invencion se refiere a un procedimiento para producir un sustrato revestido con polfmero para aplicaciones de envasado y a dicho sustrato revestido con polfmero.
Los productos de laminacion de estano incluyen hojalata, usualmente como hojalata electrolftica, acero revestido con cromo electrolftico (ECCS, tambien referido como acero exento de estano o TFS), y chapa negra, el acero sin revestir. Los aceros de envasado se estan utilizando cada vez mas en forma de hojalata o ECCS sobre los cuales se aplica un revestimiento organico. En el caso de la hojalata, este revestimiento organico es usualmente una laca mientras que en el caso de ECCS, se usan cada vez mas revestimientos polimericos termoplasticos tales como poli(tereftalato de etileno) (PET) o polipropileno (PP), tal como en el caso del Protact®.
El acero para envasado se proporciona como productos de hojalata de simple o doble reduccion generalmente en espesores de entre 0,13 y 0,49 mm. Un producto de hojalata de simple reduccion (SR, por sus siglas en ingles) se lamina en frfo directamente hasta el espesor de acabado y luego se somete a un recocido de recristalizacion, ya sea mediante recocido de recristalizacion discontinuo (BA) o continuo (CA), y finalmente se aplica una laminacion ligera de acabado. Esta laminacion ligera de acabado pretende corregir cualquier defecto de la forma, para introducir una cierta textura o rugosidad superficial y evitar la ductilidad discontinua al conformar el sustrato en un producto mediante por ejemplo, embuticion profunda. La laminacion ligera de acabado elimina el alargamiento en el punto de fluencia de la curva de traccion. Un producto de hojalata de doble reduccion (DR, por sus siglas en ingles) se somete a una primera reduccion en frfo hasta alcanzar un espesor intermedio, se sigue con recocido de recristalizacion y luego se aplica una segunda reduccion en frfo hasta el espesor final. El producto DR resultante es mas rfgido, duro y fuerte que el producto SR, haciendo posible que los clientes utilicen acero de menor espesor en sus aplicaciones. Estos aceros de envasado SR y DR sin revestir, laminados en frfo, recocidos por recristalizacion y opcionalmente sometidos a laminacion ligera de acabado son referidos como chapa negra. La primera y la segunda reduccion en frfo se pueden proporcionar en forma de una reduccion por laminacion en frfo en un laminador tandem de laminacion en frfo que comprende usualmente una pluralidad de (usualmente 4 o 5) cajas de laminacion.
Despues del recocido del sustrato SR y la laminacion ligera de acabado o segunda reduccion en frfo del sustrato DR, el sustrato se reviste con la capa relevante de revestimiento metalico para producir hojalata o ECCS antes de revestir con un revestimiento polimerico.
Despues de revestir el sustrato SR o DR con el revestimiento metalico, el sustrato tiene ciertas propiedades mecanicas. Estas propiedades mecanicas pueden cambiar con el paso del tiempo, y pueden cambiar mas rapidamente si la temperatura es superior a la temperatura ambiente. Estas temperaturas elevadas se producen, por ejemplo, cuando se reviste el sustrato con un revestimiento polimerico termoplastico. Revestir el sustrato con un revestimiento polimerico termoplastico implica tfpicamente las etapas de precalentar el sustrato, aplicar el revestimiento polimerico, y opcionalmente postcalentar el sustrato revestido con polfmero y posteriormente enfriar el sustrato revestido con polfmero. Las temperaturas a emplear en las etapas de precalentamiento y postcalentamiento dependeran de la naturaleza y propiedades termicas del polfmero o polfmeros termoplasticos que comprenden el revestimiento, siendo en la mayorfa de los casos superiores a 200°C. El envejecimiento acelerado que tiene lugar a estas temperaturas elevadas hace que se produzca de nuevo el alargamiento en el punto de fluencia. Al conformar estos sustratos envejecidos en una aplicacion de envasado, se pueden desarrollar bandas de Luder. Las bandas de Luder son marcas o depresiones alargadas, con frecuencia visibles a simple vista, que se forman a lo largo de la longitud de una probeta en un angulo de aproximadamente 45° al eje de carga. Causadas por deformacion plastica localizada, son el resultado de una ductibilidad discontinua (no homogenea). Estas bandas de Luder son poco esteticas y deben evitarse en los productos acabados.
El documento de patente WO94/23858 describe un procedimiento para producir sustratos de acero revestidos con polfmero que comprenden un revestimiento a base de metal y un revestimiento polimerico. Estos sustratos de acero revestidos con polfmero se someten a una segunda etapa de laminacion en frfo con una reduccion de 20 a 35% para producir un sustrato con doble reduccion.
Es un objeto de la invencion, proporcionar un sustrato SR o DR revestido con polfmero que esta sustancialmente exento de alargamiento en el punto de fluencia.
Es tambien un objeto de la invencion, proporcionar un sustrato SR o DR revestido con polfmero en el que el revestimiento polimerico tiene una mayor resistencia al craqueo por tension medioambiental.
Uno o ambos de estos objetos se logran mediante un procedimiento para producir un sustrato de acero revestido con polfmero para aplicaciones de envasado con mayor resistencia al craqueo por tension medioambiental, que comprende las subsiguientes etapas de:
• producir un sustrato revestido con polfmero con una capa de revestimiento polimerico sobre uno o ambos lados de dicho sustrato;
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• someter el sustrato revestido con polfmero a una operacion de estiramiento en donde la operacion de estiramiento se logra mediante:
a. pasar el material a traves de un laminador de acabado y aplicar una reduccion de espesor entre 0 - 3%,
preferiblemente de al menos 0,2%; o mediante
b. pasar el material a traves de un nivelador por estiramiento.
Por "subsiguiente" se entiende un orden en el tiempo. Esto no significa necesariamente que las etapas del procedimiento vayan inmediatamente una detras de otra. Se proporcionan realizaciones preferidas en las reivindicaciones dependientes.
El acero laminado en caliente se lamina en frfo para producir: i) un sustrato de acero con reduccion simple (SR), o ii) un sustrato de acero con reduccion doble (DR) que se sometio a un recocido de recristalizacion entre la primera y la segunda etapa de laminacion en frio. El sustrato de acero SR con laminacion ligera de acabado puede haber sido sometido a recocido de recristalizacion. Los sustratos se denominan sustratos laminados en crudo si lo sustratos SR no han sido sometidos a recocido de recristalizacion despues de la etapa de laminacion en frfo.
Con el fin de lograr una fuerte union entre un polfmero termoplastico y un sustrato metalico es necesario utilizar temperaturas elevadas y/o tratamientos termicos como los antes mencionados precalentamiento de sustrato y el postcalentamiento opcional del sustrato revestido con polfmero. Estos tratamientos termicos pueden afectar negativamente las propiedades mecanicas intrfnsecas del sustrato de acero, debido a efectos de envejecimiento. Se ha descubierto que es posible mejorar las propiedades mecanicas intrfnsecas del sustrato de acero revestido con polfmero despues de dicho tratamiento termico, estirando el sustrato de acero revestido con polfmero en una pequena parte (es decir, entre 0 - 3%, preferiblemente al menos 0,2%, mas preferiblemente al menos 0,5%) a traves de p.ej., laminacion ligera de acabado o pasar el material a traves de un nivelador por estiramiento. Dicho tratamiento no solo sirve para mejorar las propiedades mecanicas intrfnsecas (p.ej., eliminar/reducir el alargamiento en el punto de fluencia, mejorar la relacion Rm/Rp, etc.), sino que tambien se puede usar para mejorar la forma de la banda (p.ej., reducir el grado de convexidad). Ademas, dicho procedimiento de acondicionamiento del material tambien se puede usar potencialmente para modificar la estructura superficial. El sustrato no se somete a extensas reducciones durante el estiramiento.
Los autores de la esta invencion han descubierto que el desarrollo del craqueo por tension en sustratos de acero revestidos con polfmero para aplicaciones de envasado, esta directamente relacionado con el comportamiento mecanico del sustrato. Existe una fuerte correlacion entre la aparicion del craqueo por tension y las areas donde el sustrato muestra una deformacion localizada no homogenea debido al fenomeno de ductibilidad discontinua (bandas de Luder). Estos fenomenos de ductibilidad discontinua se suprimen usando laminacion ligera de acabado o nivelador por estiramiento sobre el sustrato revestido con polfmero. Los autores de esta invencion han descubierto sorprendentemente que, contrariamente a los procedimientos normales, el sustrato se puede someter a laminacion ligera de acabado o nivelacion por estiramiento al tiempo que el sustrato ya esta revestido con el revestimiento polimerico mientras que normalmente el sustrato se somete a laminacion ligera de acabado o nivelacion por estiramiento antes de aplicar el revestimiento polimerico al sustrato. El procedimiento segun la invencion elimina el riesgo de que se produzca o se vuelva a producir el fenomeno de ductibilidad discontinua como resultado del tratamiento termico del sustrato necesario para adherir el revestimiento polimerico al sustrato. La operacion de estiramiento no tiene efectos perjudiciales sobre el revestimiento polimerico propiamente dicho, ni sobre la adherencia del mismo al sustrato (no)revestido. No se produce ningun dano ni craqueo. Por ejemplo, la laminacion de pelfcula de una pelfcula de PET requiere precalentar el sustrato a temperaturas superiores a 220°C y/o postcalentar despues del revestimiento. En un procedimiento de laminacion de pelfcula colada el polfmero fundido se aplica sobre el sustrato, que puede haber sido precalentado. La temperatura de fusion del PET es de aproximadamente 250°C, dependiendo del tipo de PET. Para revestimientos a base de un polfmero diferente al anteriormente mencionado las temperaturas tambien difieren. El procedimiento segun la invencion, tambien elimina el riesgo de que se produzca o se vuelva a producir el fenomeno de ductibilidad discontinua como resultado del tratamiento termico del sustrato durante el refluido de la capa de estano o recocido de homogeneizacion del revestimiento metalico y el sustrato antes de aplicar el revestimiento polimerico.
En el procedimiento segun la invencion, se proporciona una plancha o banda de acero adecuada para producir una banda de acero laminada en caliente baja en carbono, extra baja en carbono o ultra baja en carbono, para producir acero para envases mediante laminacion en caliente a una temperatura de acabado mayor que o igual al punto de transformacion Ar3. El impacto del tratamiento termico antes (precalentamiento), durante o despues (postcalentamiento) de la aplicacion del revestimiento polimerico sobre las propiedades mecanicas del sustrato de acero en masa varfa segun la composicion del acero, p.ej., contenido en carbono del acero, e historia de procesamiento mecanico del material, p.ej., grado de reduccion por laminacion en frfo, recocido continuo o discontinuo. En el caso de aceros de bajo contenido en carbono (que varfa hasta aproximadamente 0,15% en peso de C, pero para fines de envasado es normalmente hasta aproximadamente 0,05% en peso) o aceros de muy bajo contenido en carbono (tfpicamente hasta aproximadamente 0,02% en peso de C) el alargamiento a la fluencia y el esfuerzo ultimo se pueden ver afectados, como resultado de que el carbono pasa a la disolucion. Tambien, se
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observa un grado variable de alargamiento en el punto de fluencia despues de este tratamiento termico, para las calidades de acero de carbono por recocido continuo o discontinuo.
En una realizacion, el revestimiento polimerico termoplastico es un sistema de revestimiento polimerico que comprende una o mas capas que comprenden el uso de resinas termoplasticas tales como poliesteres o poliolefinas, aunque tambien pueden incluir resinas acrflicas, poliamidas, policloruro de vinilo, resinas flurocarbonadas, policarbonatos, resinas de tipo estireno, resinas ABS, polieteres clorados, ionomeros, resinas de uretano y polfmeros funcionalizados, y/o copolfmeros de los mismos y/o mezclas de los mismos. Con fines aclaratorios:
• El poliester es un polfmero compuesto de acido dicarboxflico y glicol. Ejemplos de acidos dicarboxflicos adecuados incluyen acido tereftalico, acido isoftalico, acido nafatalen dicarboxflico y acido ciclohexano dicarboxflico. Ejemplos de glicoles adecuados incluyen etilenglicol, propanodiol, butanodiol, hexanodiol, ciclohexanodiol, ciclohexano dimetanol, neopentilglicol etc. Se pueden usar en forma conjunta mas de dos tipos de acidos dicarboxflicos o glicoles.
• Las poliolefinas incluyen, por ejemplo, polfmeros o copolfmeros de etileno, propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1- hexeno o 1-octeno.
• Las resinas acrflicas incluyen, por ejemplo, polfmeros o copolfmeros de acido acrflico, acido metacrflico, ester de acido acrflico, ester de acido matacrflico o acrilamida.
• Las resinas de poliamida incluyen, por ejemplo, los denominados Nailon 6, Nailon 66, Nailon 46, Nailon 610 y Nailon 11.
• El policloruro de vinilo incluye homopolfmeros y copolfmeros, por ejemplo, con etileno o acetato de vinilo.
• Las resinas fluorocarbonadas incluyen, por ejemplo, polietileno tetrafluorado, polietileno trifluorado monoclorado, resina hexafluorada etilene-propileno, polifluoruro de vinilo y polifluoruro de vinilideno.
• Los polfmeros funcionalizados, por ejemplo, mediante injerto de anhfdrido meleico, incluyen, por ejemplo, polietilenos modificados, polipropilenos modificados, copolfmeros de etileno y acrilato modificados, y etileno y acetatos de vinilo modificados.
Se pueden usar mezclas de dos o mas resinas. Ademas, la resina se puede mezclar con anti-oxidantes, estabilizadores termicos, absorbedores de UV, plastificantes, pigmentos, agentes nucleante, agentes antiestaticos, agentes antiadherentes, agentes antibloqueo, etc. El uso de dichos sistemas de revestimiento polimerico termoplastico ha demostrado que proporcionan excelente rendimiento en la fabricacion de latas y usos de la lata, tal como perfodo de conservacion.
En una realizacion, el sustrato consiste en hojalata, chapa negra o ECCS.
Los sustratos de acero se pueden proporcionar con un revestimiento metalico, tal como estano (hojalata), cromo (ECCS) u otros metales tal como nfquel, o pueden estar sin revestir (chapa negra). Estos sustratos revestidos o sin revestir se pueden someter a tratamiento termico, por ejemplo, para refluir el estano, para dejar que el estano se difunda en el sustrato y formar diversos tipos de aleaciones de FeSn o despues en el procedimiento de produccion como resultado de la aplicacion del revestimiento polimerico.
Ademas del revestimiento metalico, se pueden aplicar tratamientos qufmicos, tales como tratamientos de pasivacion o la aplicacion de revestimientos de conversion qufmica al sustrato de acero revestido o sin revestir con el fin de i) proporcionar proteccion frente a la oxidacion y ii) mejorar la adherencia del revestimiento organico o polimerico subsiguientemente aplicado al sustrato. Para la hojalata, se pueden emplear los tratamientos de pasivacion bien conocidos '300' o '311' con disoluciones de cromo hexavalente. Tambien, se pueden utilizar otros tratamientos qufmicos que excluyen el uso de cromo hexavalente, por ejemplo, los tratamientos con disoluciones que contienen especies de cromo hexavalente o disoluciones completamente exentas de cromo. La invencion utiliza todos estos tratamientos porque la operacion de estiramiento tiene un efecto sobre el sustrato de acero, pero no afecta significativamente al revestimiento metalico, el revestimiento por pasivacion o conversion o el revestimiento polimerico. El cromo hexavalente se considera actualmente como una sustancia prejudicial que es potencialmente peligrosa para el medioambiente y constituye un riesgo en terminos de la seguridad de los operarios. Existe por lo tanto un incentivo para desarrollar revestimientos metalicos alternativos que sean capaces de reemplazar hojalata y ECCS convencionales, sin necesidad de recurrir al uso de cromo hexavalente durante la fabricacion y minimizar, o incluso eliminar, el uso del estano por motivos economicos. Los autores de la presente invencion han descubierto que es particularmente ventajoso producir la capa de revestimiento Cr-CrOx depositando la capa de Cr-CrOx en una etapa de chapado a partir de una disolucion de chapado que comprende una mezcla de un compuesto de cromo trivalente, un agente quelante, una sal opcional que aumenta la conductividad, un despolarizador opcional, un tensioactivo opcional y a lo que se puede anadir un acido o base para ajustar el pH como se describe en el documento de patente en tramitacion con la presente EP12162415.9, que se incorpora en esta memoria como referencia. Los autores de la presente invencion han descubierto que la disolucion de chapado de cromo trivalente
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en la que el agente quelante comprende un anion de acido formico, la sal que aumenta la conductividad contiene un cation de metal alcalino y el despolarizador comprende una sal que contiene bromuro, preferiblemente en donde las especies cationicas en el agente quelante, la sal que aumenta la conductividad y el despolarizador es potasio, es particularmente eficaz en aplicar una capa de Cr-CrOx en una etapa del procedimiento.
Se ha descubierto que un revestimiento de Cr-CrOx producido a partir de un procedimiento de electrochapado basado en cromo trivalente proporciona una excelente adherencia a revestimientos organicos, tales como lacas y capas de revestimiento termoplastico. El material segun la invencion, se puede usar para reemplazar ECCS en las mismas aplicaciones, puesto que este tiene caracterfsticas de producto similares. Comenzando por un espesor del revestimiento de Cr-CrOx > 20 mg Cr/m2 ya se traduce en una mejora significativa en comparacion con las muestras exentas de un revestimiento de Cr-CrOx y cuando se comienza por un espesor de aproximadamente 60 mg Cr/m2 el rendimiento es ya identico al de los productos actualmente comercializados que se producen usando disoluciones a base de Cr(VI).
En una realizacion de la invencion, la composicion del electrolito usado para la deposicion de Cr-CrOx fue: 120 g/l de sulfato de cromo basico, 250 g/l de cloruro de potasio, 15 g/l de bromuro de potasio y 51 g/l de formiato de potasio. El pH se ajusto a valores entre 2,3 y 2,8 medido a 25°C mediante la adicion de acido sulfurico.
Sorprendentemente, se ha descubierto que es posible electrodepositar una capa de revestimiento de metal de cromo o de oxido de cromo a partir de este electrolito en una sola etapa de procedimiento. Partiendo de la tecnica anterior, se deduce que la adicion de un agente tampon al electrolito, como p.ej., acido borico, se considera indispensable para hacer posible la electrodeposicion de metal de cromo. Asimismo, tambien se ha anunciado que no es posible depositar metal de cromo y oxido de cromo partiendo del mismo electrolito, debido a este efecto tampon (siendo necesario un agente tampon para la electrodeposicion del metal de cromo pero excluye la formacion de oxidos de cromo y vice versa). Sin embargo, se ha descubierto que no era indispensable dicha adicion de un agente tampon para depositar metal de cromo, siempre que se aplicara una densidad de corriente catodica suficientemente alta.
Con respecto al procedimiento de electrodeposicion del revestimiento de Cr-CrOx a partir de electrolitos a base de cromo trivalente, es importante evitar/minimizar la oxidacion del cromo trivalente a su estado hexavalente en el anodo. Los materiales de anodo adecuados consisten en grafito, titanio platinado y titanio proporcionado con un revestimiento de oxido metalico mixto que contiene oxido de iridio y oxido de tantalo. En una realizacion preferida, el anodo consiste en un anodo de titanio platinado.
Segun un segundo aspecto, la invencion tambien se materializa en un sustrato de acero revestido con polfmero sometido a laminacion ligera de acabado o nivelacion por estiramiento, para aplicaciones de envasado con mayor resistencia al craqueo por tension medioambiental, en donde el sustrato revestido con polfmero se dota de una capa de revestimiento polimerico sobre uno o ambos lados de dicho sustrato y en donde el sustrato de acero revestido con polfmero era material pasado a traves de un laminador de acabado y se aplico una reduccion de espesor entre 0 - 3%, preferiblemente de al menos 0,2%, o pasado a traves de un nivelador por estiramiento.
Segun un tercer aspecto, la invencion tambien se materializa en el uso del material producido segun la invencion o del sustrato de acero revestido con polfmero para aplicaciones de envasado con mayor resistencia al craqueo por tension medioambiental para la produccion de una lata o recipiente para envasar un producto, preferiblemente un producto alimenticio, una bebida o un producto alimenticio o bebida para mascotas, o para el envasado de aerosoles o de lfnea general tal como pintura.
El craqueo por tension medioambiental tiene lugar tfpicamente cuando la reduccion del sustrato durante la conformacion de la lata es pequena. Las altas deformaciones no se traducen en bandas de Luder y por lo tanto tampoco se produce el craqueo por tension medioambiental. A bajas deformaciones, tal como en la cupula de la lata de aerosol o bebida las reducciones son pequenas y pueden dar lugar a la formacion de bandas de Luder. Se cree que la ductibilidad discontinua del sustrato de acero da lugar mas bien a una deformacion elastica que plastica del revestimiento polimerico, lo que a su vez produce una mayor susceptibilidad en lo que se refiere al craqueo por tension medioambiental. Mediante la laminacion ligera de acabado o nivelacion por estiramiento, se evitan estas tensiones elasticas en la capa de polfmero debido a que no se produce el comportamiento de ductibilidad discontinua.
Las realizaciones preferidas se proporcionan en las reivindicaciones independientes. Las condiciones de procesamiento preferidas se explicaron anteriormente en esta memoria en las que se elucidan las reivindicaciones del procedimiento. La invencion se explica ahora con mas detalle por medio de los siguientes ejemplos y figuras no limitativos.
La Figura 1, muestra una curva de tension-deformacion de sustrato de acero estandar revestido con PET y
la Figura 2, muestra la misma despues de someter el sustrato de acero estandar revestido con PET a una reduccion por laminacion ligera de acabado del 1%. La Figura 3, muestra una curva de tension-deformacion de un sustrato de acero despues ser expuesto a dos tratamientos termicos secuenciales que simulan un recocido de homogeneizacion
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y una laminacion termica y la Figura 4, muestra la misma despues de una reduccion por laminacion ligera de acabado del 1%.
Ejemplo 1 - Tratamiento termico de laminacion termica
Se aplico una pelfcula de PET mediante laminacion termica a un sustrato de acero para envase estandar (TH340, acero SR con bajo contenido en carbono y recocido continuo) provisto de un revestimiento metalico ECCS estandar. Estos materiales de chapa plana revestidos con polfmero se deformaron posteriormente ya sea mediante un ensayo de embuticion de Erichsen o sometiendo al material a un ensayo de impacto por cafda de dardo de Gardner. Algunas de las chapas se alimentaron a un laminador de acabado de laboratorio, reduciendo el espesor del material en 1%, antes de aplicar la deformacion anteriormente mencionada.
Para los laminados de acero y polfmero que no recibieron una reduccion por laminador de acabado, despues de la deformacion no se observo visualmente ningun craqueo del revestimiento, incluso en deformaciones bastante grandes como en una copa de Erichsen de 6 mm. Cuando estas muestras deformadas se dejaron expuestas al aire, se desarrollo una cantidad menor de craqueo por tension durante un perfodo de dfas. Cuando estas muestras se expusieron a un lubricante o cera, se desarrollaron grietas por tension en minutos y continuaron creciendo durante varias horas. Cuando estas muestras se expusieron a etanol, se observo inmediatamente un gran craqueo por tension que no se desarrollo mas con el tiempo. Por lo tanto, el comportamiento observado fue un verdadero fenomeno de craqueo por tension medioambiental (ESC, por sus siglas en ingles) que se produjo por la combinacion de tension mecanica y contacto con sustancias qufmicas, siendo ciertas sustancias qufmicas mucho mas agresivas que otras.
Durante los experimentos se observo que la deformacion en una copa de Erichsen no era homogenea pero mostraba bandas de Luder, en particular en areas de libre deformacion no suportadas por la matriz de embuticion. El craqueo por tension del revestimiento se desarrollo predominantemente en esas areas.
Se ha descubierto que las muestras que habfan recibido una reduccion por laminacion ligera de acabado del 1% antes de la deformacion no desarrollaron bandas de Luder durante el ensayo de embuticion de Erichsen y no mostraron signos de craqueo por tension medioambiental despues de exposicion a etanol.
Las curvas de tension-deformacion de las chapas de acero revestidas con PET con y sin el tratamiento de laminacion ligera de acabado se muestran en las figuras 1 y 2. Estas figuras muestran claramente que el alargamiento en el punto de fluencia es eficazmente suprimido por la operacion de estiramiento, que sirve de base para la observacion que no se encontro formacion de bandas de Luder para las muestras que recibieron la reduccion del 1%.
Estos resultados demuestran que se puede suprimir y/o eliminar el ESC del acero revestido con PET siempre que el material este sustancialmente exento de alargamiento en el punto de fluencia. Este primer ejemplo se centra en contrarrestar los efectos del envejecimiento del material debido a un tratamiento termico asociado con la aplicacion de una pelfcula de PET por laminacion termica. Sin embargo, los autores de esta invencion han descubierto que tambien es posible contrarrestar los efectos del envejecimiento del material de los tratamientos termicos sucesivos a los que el sustrato de acero puede llegar a exponerse durante la aplicacion consecutiva de procedimientos de revestimiento, como se demuestra en el Ejemplo 2.
Ejemplo 2 - Tratamiento termico de recocido de homogenizacion
Un sustrato de acero de hojalata para envasado estandar (TH340, acero con bajo contenido en carbono y recocido continuo, C=0,045%) se expuso a dos tratamientos termicos: 1. un tratamiento termico de recocido de homogeneizacion y 2. un tratamiento termico de laminacion termica.
Durante el recocido de homogeneizacion de la hojalata para formar una capa de FeSn, la muestra se calento a una temperatura de 600°C, se aplico una velocidad de calentamiento de 100°C/s, se mantuvo a 600°C durante 2 segundos, se enfrio de nuevo a temperatura ambiente soplando gas nitrogeno, se aplico una velocidad de enfriamiento de 100°C/s seguida de laminacion termica estandar de un pelfcula de PET, que inclufa precalentar el acero a una temperatura de 220°C para lograr el sellado/pegado termico de un pelfcula de PET, seguido de postcalentamiento del sustrato a una temperatura superior a 250°C (por encima de la temperatura de fusion del PET) para modificar las propiedades de la pelfcula.
Algunas de las chapas se sometieron a laminacion ligera de acabado lo que redujo el espesor del material en 1%. Se obtuvieron curvas de tension-deformacion de las muestras con (Figura 3) y sin (Figura 4) exposicion al tratamiento de laminacion ligera de acabado. Los resultados demuestran claramente que es posible contrarrestar exitosamente los efectos del envejecimiento del material causado por exponer el sustrato de acero en masa a los tratamientos termicos sucesivos asociados con el recocido de homogeneizacion y la laminacion termica. Los resultados en relacion a ESC fueron similares a los de las muestras del Ejemplo 1.
Para aceros ELC y ULC que son propensos al envejecimiento cabe esperar resultados similares.
Claims (12)
- 5101520253035404550REIVINDICACIONES1. Un procedimiento para producir un sustrato de acero revestido con polfmero para aplicaciones de envasado con mayor resistencia al craqueo por tension medioambiental, que comprende las subsiguientes etapas de:• producir un sustrato revestido con polfmero con una capa de revestimiento polimerico sobre uno o ambos lados de dicho sustrato;• someter el sustrato revestido con polfmero a una operacion de estiramiento, en donde la operacion de estiramiento se logra mediante:a. pasar el material a traves de un laminador de acabado y aplicar una reduccion de espesor entre 0 - 3%, preferiblemente de al menos 0,2%; o medianteb. pasar el material a traves de un nivelador por estiramiento.
- 2. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en donde la capa de revestimiento polimerico sobre uno o ambos lados del sustrato se aplica sobre el sustrato mediante laminacion de pelfcula, laminacion de pelfcula colada o extrusion directa.
- 3. El procedimiento segun la reivindicacion 1 o 2, en donde la capa de revestimiento polimerico sobre uno o ambos lados del sustrato consiste en un revestimiento polimerico termoplastico de una sola capa o de multiples capas, preferiblemente en donde la capa o capas de revestimiento polimerico termoplastico de una sola capa o de multiples capas es un revestimiento polimerico que comprende una o mas capas que comprenden resinas termoplasticas tales como poliesteres o poliolefinas, resinas acrflicas, poliamidas, policloruro de vinilo, resinas flurocarbonadas, policarbonatos, resinas de tipo estireno, resinas ABS, polieteres clorados, ionomeros, resinas de uretano y polfmeros funcionalizados, y/o copolfmeros de los mismos y/o mezclas de los mismos.
- 4. El procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la capa de revestimiento polimerico comprende poli(tereftalato de etileno) (PET) o poli(tereftalato de butileno) (PBT), o PET y PBT en forma de una mezcla, combinacion o copolfmero.
- 5. El procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el sustrato de acero consiste en hojalata, chapa negra o ECCS.
- 6. El procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el sustrato de acero se proporciona con una capa de revestimiento de Cr-CrOx antes de la aplicacion del revestimiento polimerico.
- 7. El procedimiento segun la reivindicacion 6, en donde la capa de Cr-CrOx se deposita en una etapa de chapado a partir de una disolucion de chapado que comprende una mezcla de un compuesto de cromo trivalente, un agente quelante, una sal opcional que aumenta la conductividad, un despolarizador opcional, un tensioactivo opcional y a lo que se puede anadir un acido o base para ajustar el pH.
- 8. El procedimiento segun la reivindicacion 7, en donde el agente quelante comprende un anion de acido formico, la sal que aumenta la conductividad contiene un cation de metal alcalino y el despolarizador comprende una sal que contiene bromuro, preferiblemente en donde las especies cationicas en el agente quelante, la sal que aumenta la conductividad y el despolarizador es potasio.
- 9. El sustrato de acero revestido con polfmero sometido a laminacion ligera de acabado o nivelacion por estiramiento, para aplicaciones de envasado con mayor resistencia al craqueo por tension medioambiental, en donde el sustrato revestido con polfmero se dota de una capa de revestimiento polimerico sobre uno o ambos lados de dicho sustrato y en donde el sustrato de acero revestido con polfmero era material pasado a traves de un laminador de acabado y se aplico una reduccion de espesor entre 0 - 3%, preferiblemente de al menos 0,2%, o pasado a traves de un nivelador por estiramiento.
- 10. El sustrato de acero revestido con polfmero sometido a laminacion ligera de acabado o nivelacion por estiramiento, para aplicaciones de envasado segun la reivindicacion 9 producido segun una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8.
- 11. El uso del material producido segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 o el material segun la reivindicacion 9 o 10, para la produccion de una lata o recipiente para envasar un producto, preferiblemente un producto alimenticio, una bebida o un producto alimenticio o bebida para mascotas.
- 12. El uso del material producido segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 o el material segun la reivindicacion 9 o 10, para la produccion de una lata de aerosol o recipiente de aerosol.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP12176329.6A EP2684688B1 (en) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | Process for manufacturing a polymer-coated substrate for packaging applications and a polymer-coated substrate produced thereby |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=46516576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES12176329.6T Active ES2620826T3 (es) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | Procedimiento para producir un sustrato revestido con polímero para aplicaciones de envasado y un sustrato revestido con polímero producido mediante el mismo |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5413645A (en) * | 1986-04-25 | 1995-05-09 | Weirton Steel Corporation | Light-cage composite-coated flat-rolled steel manufacture and product |
| CA2384782A1 (en) | 1999-09-14 | 2001-03-22 | Merck Frosst Canada & Co. | Carboxylic acids and acylsulfonamides, compositions containing such compounds and methods of treatment |
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