ES2709948T3 - Procedimiento para la fabricación de un extremo de apertura fácil - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de un extremo de una lata de apertura fácil, en el que la etapa de formar un marcado por prensado de una lámina de metal de acero laminada (13) utilizando un aparato de moldeo que comprende un molde superior (11) y un molde inferior (12) orientado hacia el molde superior (11), formando así una marca en un lado de un extremo de una lata fabricada mediante una lámina de metal laminada (13), en el que el molde superior (11) tiene una parte convexa para formar la marca, la parte convexa tiene una forma en sección transversal especificada en una parte en contacto con la lámina de metal laminada (13), caracterizado por el hecho de que la forma en sección transversal está compuesta por una curva que tiene un ritmo de cambio de inclinación máximo de 0,01 o menor respecto a la superficie superior del molde inferior opuesto (12), o que tiene la curva y una línea recta, y la marca formada tiene una anchura máxima de 0,75 mm o menor.
Description
DESCRIPCION
Procedimiento para la fabricacion de un extremo de apertura facil
CAMPO TECNICO
La presente invencion se refiere a un procedimiento para la fabricacion de un extremo de una lata de apertura facil de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1.
Dicho procedimiento se describe, por ejemplo, en el documento WO-A-0009406.
TECNICA ANTERIOR
El documento WO-A-0009406 describe un procedimiento para la fabricacion de un extremo de una lata de apertura facil. En una primera y una segunda etapa, se forma una envoltura para proporcionar un primer y un segundo pliegue. En una etapa siguiente, la envoltura queda colocada entre un molde inferior y un molde superior. El molde superior incluye un resalte que tiene un formador de marcas en forma de V que interactua con una sufridera dispuesta en el molde inferior para formar una marca en la envoltura.
Los materiales de extremos de latas de apertura facil principalmente adoptan aluminio. Unas laminas de acero recubiertas suponen una ventaja economica pequena ya que requieren una etapa de reparacion y recubrimiento despues de formar el extremo de la lata, aunque son economicas como materiales de base del extremo de la lata. En consecuencia, las laminas de acero no se utilizan positivamente en este campo. Con este contexto, se han realizado diversas pruebas para eliminar la etapa de reparacion y recubrimiento del extremo de la lata de apertura facil fabricada con lamina de acero aplicando un nuevo procedimiento de trabajo de panel extremo y utilizando una lamina de acero laminada para el procedimiento.
A partir de estas pruebas, JP-A-6-115546, (el termino "JP-A" se refiere aquf a "Publicacion de patente japonesa no examinada"), trata de eliminar la etapa de reparacion mejorando el procedimiento de trabajo para formar la marca en forma de V convencional que tiene una parte plana en la parte inferior de la marca, utilizando una resina de poliester. JP-A-9-234534 mejora el procedimiento de trabajo de marcado mientras especifica el grosor y el alargamiento de rotura de la capa de resina. JP-A-11-91775 intenta la eliminacion de la etapa de reparacion utilizando un molde de superficie curva para el trabajo de marcado.
JP-A-2000-296843 describe el uso de una cuchilla de marcado, la forma de la seccion transversal de cuya punta esta configurada como un arco que tiene un radio de entre 0,050 y 0,300 pm.
A pesar de estas tecnologfas anteriores, los paneles finales de aluminio ocupan el mercado. Con la tendencia cada vez mayor de la lata de apertura facil, el extremo de la lata de apertura facil de aluminio ha aumentado no solo en el mercado de las latas de bebidas, sino tambien en el mercado de las latas de alimentos. El fenomeno muestra que el mercado no evalua el merito de cambiar del extremo de la lata de aluminio por el de la lamina de acero laminado. El mercado es reacio a aceptar el extremo de la lata de lamina de acero laminado pues presumiblemente muchos de ellos son inaplicables, dependiendo del requerido nivel de diseno de la lata, procedimiento de conformacion del panel extremo de la lata, procedimiento de fabricacion de latas, y similares, aunque algunos de ellos satisfacen estos requisitos. Es decir, existen tipos de paneles extremos y condiciones de trabajo de los paneles extremos que dificultan la eliminacion de la etapa de reparacion para paneles de extremos de acero. Casos especfficos en los que se aumentan las dificultades incluyen un diseno de panel final que requiere un trabajo de marcado severo adicional para disminuir la fuerza de apertura de la lata y un aumento de la temperatura en el molde para fabricar sucesivamente los paneles extremos que afectan al trabajo de la resina.
En consecuencia, para eliminar la etapa de reparacion para casi todos los tipos de extremos de latas, se requiere establecer un procedimiento de trabajo y una resina que no induzca la ruptura de la capa de resina incluso en esas severas condiciones de trabajo.
Sin embargo, el procedimiento convencional de trabajo de marcado no puede eliminar completamente la etapa de reparacion bajo esas condiciones de trabajo de marcado mas severas. JP-A-11-91775 describe un trabajo de marcado utilizando un molde que tiene una superficie curva con una curvatura constante. Es decir, la descripcion obtenfa el grosor residual del marcado en un rango entre 0,025 y 0,080 mm a un radio de curvatura del molde en un rango entre 0,1 y 1,0 mm. De acuerdo con la descripcion, la trabajabilidad se mejoro drasticamente en comparacion con el tipo de muesca aguda en la tecnica relacionada. Sin embargo, la tecnologfa descrita no logro satisfacer completamente las severas condiciones de trabajo descritas anteriormente.
La introduccion a gran escala de las laminas de acero laminado en el mercado se logra si se resuelven los problemas anteriores. La introduccion a gran escala de las laminas de acero laminado de bajo coste en el mercado no solo reduce el coste de la lata. Es decir, dado que las latas totalmente de acero son superiores desde el punto de vista de reciclaje y como el material base de acero es el que aplica una carga mas ligera al ambiente en comparacion con el aluminio, el cambio de material base tambien tiene importancia en las industrias.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
Un objetivo de la presente invencion es presentar un procedimiento para la fabricacion de un extremo de una lata de apertura facil, adecuado para llevar a cabo la eliminacion de la etapa de reparacion para el extremo de lata de apertura facil fabricada mediante una lamina de acero laminado incluso bajo severas condiciones de trabajo de marcado adicionales.
Los objetivos mencionados anteriormente se consiguen a traves de un procedimiento para la fabricacion de un extremo de una lata de apertura facil que presenta las caracterfsticas de la reivindicacion 1. En las reivindicaciones dependientes se especifican realizaciones preferidas.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION
La figura 1 ilustra el ritmo de cambio de inclinacion del molde de marcado respecto a la superficie de la lamina de acero.
La figura 2 ilustra el molde de marcado que tiene una parte convexa, cuya parte convexa tiene una seccion transversal en forma triangular invertida, y la parte de la punta de la forma triangular invertida tiene una forma curva con una cierta curvatura.
Las figuras 3 (a) a (i) ilustran la forma de la parte convexa para formar una marca en el molde superior utilizado en el Ejemplo 1.
Realizaciones de la invencion
La presente invencion trata de un procedimiento para la fabricacion de un extremo de una lata de apertura facil, utilizando un molde que forma una marca en un solo lado del extremo de lata de apertura facil, especfficamente que forma una marca (ranura de marca) en la superficie del panel extremo que se convierte en la superficie exterior de la lata. De acuerdo con el procedimiento de la presente invencion, por lo tanto, la parte convexa para formar la marca existe solo en el molde superior.
La maca se forma solamente en un lado de la superficie del panel extremo utilizando el molde superior ya que, si la marca se forma tambien en el lado que esta en contacto con el molde inferior, o si la marca se forma en ambos lados del panel extremo, se dan los inconvenientes que se indican a continuacion.
(A) El desgaste del molde se vuelve importante.
(B) El control del grosor residual de la marca se vuelve diffcil.
Es necesario que la resistencia a la corrosion en el lado de la superficie interior de la lata, en contacto con el contenido, sea buena en comparacion con la de su lado de la superficie exterior. Tambien a este respecto, es mas ventajoso que la marca no se forme en el lado de la superficie interior de la lata, y que la marca se forme solo en el lado de la superficie exterior de la lata.
Para el molde para formar la marca, que se describe en JP-A-11-91775 que es una de las tecnicas relacionadas, los inventores de la presente invencion dieron una investigacion detallada. Tal como se muestra en la figura 1, el molde para formar la marca esta estructurado por un par de moldes, un molde superior y un molde inferior. El molde superior tiene una parte convexa para formar la marca con una curvatura unica, mientras que el molde inferior tiene una forma plana y lisa. La trabajabilidad de la lamina de acero laminado de resina a base de poliester se investigo utilizando el par de moldes anterior. El termino "molde que tiene una parte convexa para formar el marcado" al que se hace referencia aquf se indica como "molde de marcado". Dado que, en el ejemplo anterior, el molde superior tiene una parte convexa para formar la marca, las realizaciones de la presente invencion describen el "molde superior" tambien como "molde de marcado".
La investigacion se inicio a partir del estudio del deterioro de la trabajabilidad acompanado del aumento de la temperatura. Con el aumento de la temperatura de trabajo, la capa de resina probablemente se rompe. Sin embargo, una investigacion detallada sobre la posicion de ruptura en la marca mostro una tendencia a que la posicion de ruptura no quede cerca del centro de la marca donde el grado de trabajo de la capa de resina se vuelve el nivel
maximo (en una parte donde la profundidad de la marca se vuelve el nivel maximo), pero en la parte del borde de la marca donde el grado de trabajo es relativamente pequeno. Generalmente, las resinas a base de poliester aumentan el alargamiento y disminuyen la resistencia al aumentar la temperatura. Por lo tanto, la causa de la ruptura se especula como la disminucion de la resistencia de la resina como resultado del aumento de la temperatura.
Despues, se investigo la relacion entre el grado de trabajo de marcado y la ruptura de la resina. Se encontro que, en un rango de radio de curvatura pequeno de la marca, el aumento del grado de trabajo de la marca probablemente induce la ruptura de la marca en la parte del borde de la misma, y, en una zona de gran radio de curvatura, la parte central de la marca donde la capa de resina se vuelve mas delgada probablemente se rompe. Si la condicion de trabajo de marcado se determina para dar el mismo grosor residual de la marca, un radio de curvatura mayor da un mayor grado de trabajo. Por lo tanto, la ruptura de la capa de resina en la parte mas delgada supuestamente se produce en el lfmite de elongacion de la capa de resina.
Se concluye que, en el trabajo de marcado utilizando un molde de marcado en una forma curva, el modo de ruptura de la capa de resina tiene dos tipos: la ruptura en la parte central de la marca (en la parte mas delgada de la capa de resina); y la ruptura en la parte del borde de marcado. La ruptura cerca de la parte del centro de la marca fue aceptada como la ruptura resultante del lfmite de alargamiento. Aunque no se ha analizado totalmente el mecanismo de ruptura en la parte del borde de la marca, se especula que las variables relacionadas con la resistencia de la resina contribuyen a la ruptura ya que se observo que la trabajabilidad en la parte del borde se deteriora con el aumento de la temperatura. Teniendo en cuenta el hecho de que la ruptura resultante de la disminucion de la resistencia de la resina se produce en la parte del borde de la marca, y que la ruptura probablemente se produce en una parte de radio de curvatura del molde pequeno, se especula que las variables comunes a la parte del borde la marca y la marca que tiene un radio de curvatura pequeno contribuyen al fenomeno de ruptura. Las variables comunes a la parte del borde de la marca y la marca que tiene un radio de curvatura pequeno incluyen probablemente: (i) gran inclinacion de la parte del molde de marcado, en contacto con la lamina de acero, respecto a la superficie de la lamina de acero, y (ii) grandes ritmos de cambio de inclinacion del molde de marcado, en contacto con la lamina de acero, respecto a la superficie de la lamina de acero.
Si el molde superior (molde de marcado) tiene una parte convexa para formar el marcado que tiene una curvatura unica, y si el marcado esta formado por un par de moldes que tienen el molde inferior con superficie plana y lisa en su superficie superior, la inclinacion del molde superior, en el punto A en la parte inclinada, respecto a la superficie de la lamina de acero se define como tan 0, y el ritmo de cambio de inclinacion del molde superior, en el punto A, respecto a la superficie de la lamina de acero se define como dtan 0/dx
El punto A es el punto en la parte inclinada correspondiente a la posicion horizontal x, que define el origen en la figura 1 como la parte mas inferior de la parte convexa del molde superior.
El angulo 0 es un angulo incluido entre la lmea tangente en el punto A en la parte inclinada de la parte convexa 1 del molde superior y la superficie de la lamina de acero 3 antes de trabajar.
De acuerdo con el ejemplo del molde, donde la superficie superior del molde inferior 2 es plana y paralela a la superficie extrema (superficie de la lamina de metal laminada), la inclinacion del molde superior, en el punto A, respecto a la superficie de la lamina de acero es igual a la inclinacion de la superficie superior del molde inferior orientada hacia el punto A, y el ritmo de cambio de inclinacion del molde superior, en el punto A, respecto a la superficie de la lamina de acero es igual que el ritmo de cambio de inclinacion respecto a la superficie superior del molde inferior orientada hacia el punto A del molde superior.
La siguiente descripcion se refiere a los motivos de especificar la forma de la seccion transversal de una parte de la parte convexa del molde superior que esta en contacto con la lamina de metal por el ritmo de cambio de inclinacion respecto a la superficie superior del molde inferior orientada hacia una parte de la parte convexa del molde superior que esta en contacto con la lamina de metal.
Tal como se ha descrito anteriormente, en el trabajo de marcado, el ritmo de cambio de inclinacion del molde superior respecto a la lamina de metal laminada inmediatamente antes del trabajo es importante. Dado que la lamina de metal laminado inmediatamente antes del trabajo tiene una inclinacion casi igual a la de la superficie superior del molde inferior, el ritmo de cambio de inclinacion respecto a la superficie superior del molde inferior se adopta como especificacion.
El ritmo de cambio de inclinacion puede determinarse, por ejemplo, mediante el procedimiento para determinar la forma de la seccion transversal del molde utilizando un medidor de rugosidad laser (que determina los cambios de altura (y) a un paso constante (x)). En ese caso, el valor de [dtan 0/dx] se deriva del conjunto de puntos de medicion, como la inclinacion (1) = (y2 - y1)/Ax, la inclinacion (2) = (y3 - y2)/Ax , el ritmo de cambio de inclinacion = (Inclinacion (2) - Inclinacion (1))/Ax, (Ax es un intervalo de medicion). Un intervalo de medicion mas pequeno puede captar mas
detalles de la forma del molde. De acuerdo con el procedimiento de la presente invencion, se requiere que el intervalo de medicion se establezca en por lo menos 10 pm o menos, y preferiblemente de aproximadamente de 1 pm. El ritmo de cambio de inclinacion es el valor por 1 pm de intervalo de medicion.
Se prepararon varios moldes superiores con diferentes tamanos de parte convexa. Como molde inferior, se preparo un molde que tenia una superficie superior de una forma plana y lisa (vease el simbolo 12 en la figura 2). Con el molde superior y el molde inferior preparados de este modo, se realizo una investigacion para determinar la variable de control, ya sea (i) o (ii), que se ha dado anteriormente. La inclinacion del molde superior respecto a la superficie de la lamina de acero es igual a la inclinacion de la superficie superior orientada hacia el molde inferior, y el ritmo de cambio de inclinacion del molde superior respecto a la superficie de la lamina de acero es igual que el ritmo de cambio de inclinacion respecto a la superficie superior del molde inferior orientada hacia el molde superior. La siguiente descripcion se refiere al ritmo de cambio de inclinacion del molde superior respecto a la superficie de la lamina de acero, que es igual al ritmo de cambio de inclinacion de la superficie superior del molde inferior orientada hacia el molde superior.
El molde de marcado preparado (molde superior) es un molde de marcado en el que la forma de la seccion transversal de la parte convexa para formar el marcado tiene una forma rectangular invertida, y la inclinacion de los dos lados oblicuos del rectangulo invertido respecto a la lamina de acero es [tan 0 = 0,7], (0 es el angulo incluido entre la superficie de la lamina de acero y los lados oblicuos), y la parte de la punta del triangulo invertido tiene una forma curva con una curvatura constante (vease el simbolo 11 en la figura 2). La parte curva y cada uno de los lados oblicuos entran en contacto suavemente entre si para no inducir cambios bruscos en la inclinacion, o los lados oblicuos circunscriben el cfrculo que forma la curva. Para el experimento se prepararon los moldes de marcado que tienen diferentes curvaturas entre si en la parte de la punta de la parte convexa del molde. La caracterfstica de los moldes de marcado es que el ritmo de cambio de inclinacion en la parte de la punta difiere entre si, aunque la inclinacion maxima respecto a la superficie de la lamina de acero es la misma entre si. Si la trabajabilidad de marcado es la misma independientemente de la curvatura en la parte de la punta, la inclinacion del molde respecto a la lamina de acero se convertira en la variable de control. Si la trabajabilidad de marcado empeora con la reduccion del radio de curvatura en la parte de la punta, el ritmo de cambio de inclinacion se convertira en la variable de control.
La investigacion revelo que, incluso con la misma inclinacion maxima del molde de marcado respecto a la superficie de la lamina de acero, un radio de curvatura mas pequeno en la parte de la punta deteriora la trabajabilidad. Ademas, la observacion de la parte rota mostro que la ruptura se produjo en la parte curva. Es decir, la ruptura de la resina no se produjo en una parte que ofrecfa una gran inclinacion, sino en una parte que ofrecfa un gran ritmo de cambio de inclinacion del molde de marcado respecto a la superficie de la lamina de acero.
Las investigaciones y consideracion anteriores del trabajo de marcado se resumen en dos puntos de la siguiente manera.
(i) Un mayor grado de trabajo probablemente induce la ruptura de la resina en el lfmite de alargamiento; y
(ii) Un aumento del ritmo de cambio de la inclinacion del molde de marcado respecto a la superficie de la lamina de acero probablemente induce la ruptura de la resina en el lfmite de resistencia.
Los inventores de la presente invencion esperaban la posibilidad de lograr una mejora de la trabajabilidad de marcado mediante el diseno del molde de la marca en base al hallazgo, y llevaron a cabo el diseno del nuevo molde de marcado.
Se espera que el grado de trabajo este correlacionado con el volumen de lamina de acero expulsada por el molde, (el volumen de lamina de acero que es empujado a un lado por el molde de marcado), y que simplemente se prefiere un tamano de marcado mas pequeno.
Respecto al ritmo de cambio de inclinacion del molde de marcado respecto a la superficie de la lamina de acero, la situacion es algo complicada. En primer lugar, un problema es el rango adecuado del ritmo de cambio de inclinacion del molde de marcado respecto a la superficie de la lamina de acero. Hasta este punto, los inventores de la presente invencion prepararon unos moldes de marcado con diferentes formas y distintos ritmos de cambio de inclinacion respecto a la superficie de la lamina de acero bajo la condicion de una anchura de marcado fija y una temperatura de trabajo de 80 °C, y llevaron a cabo investigaciones para comparar la trabajabilidad entre ellos. Las diversas formas incluyen la forma de la parte convexa del molde de marcado en: una forma de curvatura unica, la forma triangular invertida descrita anteriormente, una forma elfptica, una forma que tiene una parte plana en el centro de la forma de curvatura unica, una forma que tiene una parte plana en el centro de la forma triangular invertida, una forma que tiene una parte plana en el centro de la forma elfptica, y similares. Las investigaciones revelaron que el ritmo de cambio de la inclinacion del molde de marcado respecto a la superficie de la lamina de acero regula la trabajabilidad independientemente de la forma del molde de marcado. Si el ritmo de cambio de la inclinacion del
molde de marcado respecto a la superficie de la lamina de acero excede de 0,08, probablemente se produce la ruptura de la resina independientemente del grado de trabajo (grado de elongacion) en la pieza. Es decir, se encontro que la ruptura en el lfmite de resistencia de la resina se suprimio de manera efectiva llevando el ritmo de cambio de inclinacion del molde de marcado respecto a la superficie de la lamina de acero a 0,08 o menos.
Si se disena un molde de modo que el ritmo de cambio de inclinacion del molde de marcado respecto a la superficie de la lamina de acero llegue a ser 0,08 o menor, debe establecerse el grado de trabajo objetivo. Por ejemplo, con un molde que tiene una superficie curva con una curvatura unica, el ritmo de cambio de inclinacion maximo del molde de marcado respecto a la superficie de la lamina de acero varfa no solo con la curvatura sino tambien con el grado de trabajo. Es decir, si el grado de trabajo es pequeno (cuando la profundidad de la deformacion en la parte convexa para formar el marcado es baja), la parte que afecta al trabajo es unicamente la parte de la punta de la parte convexa para formar la marca. Sin embargo, si el grado de trabajo es grande (si la profundidad de la deformacion en la parte convexa para formar la marca es profunda), un rango mas amplio afecta al grado de trabajo. Para el caso en que el molde de marcado presenta una curvatura unica, la inclinacion del molde de marcado respecto a la superficie de la lamina de acero aumenta al aumentar la distancia desde el centro del marcado hacia el borde del mismo, y su inclinacion aumenta bruscamente a cierta distancia. Por ejemplo, cuando se trabaja una lamina de acero con un grosor de 0,200 mm utilizando una marca que tiene un radio de curvatura unico de 0,2 mm, si el grosor residual objetivo de la marca es de 100 pm, el ritmo de cambio de inclinacion maximo del molde de marcado respecto a superficie de la lamina de acero es 0,039 (dtan 0/dx) como maximo. Sin embargo, si el grosor residual objetivo de la marca es de 75 pm, el ritmo de cambio maximo del mismo llega a ser 0,093, y si el grosor objetivo del mismo es de 50 pm, el ritmo de cambio de inclinacion maximo se vuelve 0,311. Por lo tanto, se confirmo que el ritmo de cambio de inclinacion del molde de marcado respecto a la superficie de la lamina de acero varfa significativamente con el grosor residual objetivo de la marca incluso cuando la marca esta formada por una curvatura unica.
El problema a resolver por la presente invencion es lograr la eliminacion de la etapa de reparacion en las latas y en las condiciones de trabajo en las que era diffcil de eliminar en la tecnica relacionada. Por consiguiente, se requiere que el grado de trabajo objetivo y las condiciones de trabajo sean aplicables al nivel mas severo entre los paneles finales que se fabrican actualmente. Desde este punto de vista, los inventores de la presente invencion realizaron la evaluacion en los indices de 0,230 mm de grosor, 60 pm de grosor residual de marca, 25 °C y 80 °C de temperatura de trabajo, respectivamente, y 30 pm de grosor de capa de resina. La seleccion de dos niveles de temperatura de trabajo se debe a que, aunque el aumento de la temperatura de trabajo disminuye la resistencia de la resina, el alargamiento muestra una tendencia creciente, por lo que el trabajo a bajas temperaturas es severo para la ruptura en el lfmite de alargamiento, y el trabajo a temperaturas elevadas es severo por la ruptura en el lfmite de resistencia. En aplicaciones practicas, debe lograrse una buena trabajabilidad para ambos niveles de temperatura. Aunque una capa de resina mas gruesa es mas ventajosa, un mayor grosor aumenta el coste. El grosor de la capa de resina se selecciona en 30 pm debido a la necesidad de seleccionar el rango para lograr el coste efectivo de la eliminacion de la etapa de reparacion.
Para esos indices severos, es posible evitar la ruptura en el lfmite de resistencia si solo el ritmo de cambio de inclinacion del molde de marcado respecto a la superficie de la lamina de acero es 0,08 o menor, tal como se ha descrito anteriormente. Por otra parte, se encontro que la anchura de marcado de 0,80 mm o menor es suficiente para evitar la ruptura en el lfmite de elongacion. Aunque habfa muchos materiales que no se rompieron en el lfmite de alargamiento, incluso cuando la anchura de marcado supero los 0,80 mm en algunas formas del molde, la anchura del marcado se especifico a 0,80 mm o menos, considerando formas de marcado arbitrarias que tenfan un ritmo de cambio de inclinacion de 0,08 o menor del molde respecto a la superficie de lamina de acero. Si solo la anchura de marcado es de 0,80 mm o menos, no hay problemas con el diseno del panel final.
Con la especificacion de 0,80 mm de la anchura de marcado y un ritmo de cambio de inclinacion de 0,08 o menor del molde de marcado respecto a la superficie de la lamina de acero, la forma de punta de acuerdo con el ejemplo anterior puede tener una forma arbitraria. Ejemplos de las formas son: una forma de curvatura unica (vease la figura 3(a)); una forma triangular invertida (vease la figura 3(b)); una forma elfptica (vease la figura 3(c)); una forma de insertar una parte plana en el centro de una forma de curvatura unica (vease la figura 3(e)); una forma de insertar una parte plana en el centro de una forma triangular invertida (vease la figura 3(f)); y una forma de insertar una parte plana en el centro de una forma elfptica (vease la figura 3(g)). Para ejemplos mas detallados de las formas, son posibles las formas de curvatura unica de 0,28 a 0,53 mm de radio de curvatura.
Ademas, con una estructura de insercion de una parte plana de 0,020 mm de longitud en el centro de una curvatura unica, el radio de curvatura de 0,28 a 0,50 mm es posible. Con un tipo de forma triangular invertida, que se describe anteriormente, ejemplos incluyen una forma de 0,10 mm de radio de curvatura en la parte de la punta y 1,5 de inclinacion del lado oblicuo, y una forma de 0,32 mm de radio de curvatura en la parte de la punta y 0,67 de inclinacion del lado oblicuo. Otro ejemplo es una forma que inserta una parte plana con 0,020 mm de longitud en el centro de los ejemplos anteriores. Con la forma elfptica, ejemplos son una forma con 0,30 mm de eje mayor y 0,25 mm de eje menor, una forma con 0,40 mm de eje mayor y 0,30 mm de eje menor, siendo el eje mayor paralelo con
la superficie de la lamina de acero, y una forma que inserta una parte plana con 0,20 mm de anchura en el centro de la forma elfptica.
Tambien es posible formar la marca en condiciones severas adicionales (tales como la disminucion del grosor de la capa de resina) simplemente con el objetivo de una mayor reduccion de costes. Es decir, el objetivo se consigue seleccionando el ritmo de cambio de inclinacion maximo del molde de marcado respecto a la superficie de la lamina de acero a 0,050 o menos. Para un ejemplo de la parte convexa del molde de marcado formado por una curvatura unica, el radio de curvatura se encuentra en un rango de entre 0,31 y 0,53 mm. Otros ejemplos son una forma de triangulo invertido en la parte convexa del molde de marcado que tiene 0,25 mm de curvatura en la parte de la punta y 2,0 de inclinacion del lado oblicuo, y una forma de la parte convexa elfptica que tiene 0,4 mm de eje mayor y 0,27 mm de eje menor. Se cumplen otras condiciones severas (tal como la disminucion del grosor residual de la marca para mejorar aun mas la capacidad de apertura de la lata) seleccionando, de acuerdo con la presente invencion, el ritmo de cambio de inclinacion maximo de 0,01 o menor y la anchura maxima de la marca de 0,75 mm. Para un ejemplo de una forma de curvatura unica de la parte convexa del molde de marcado, el radio de curvatura se vuelve muy pequeno, en un rango de entre 0,46 y 0,48 mm. Para otros ejemplos, una forma de triangulo invertido en la parte convexa del molde de marcado que tiene 0,30 mm de curvatura en la parte de la punta y 0,7 de inclinacion del lado oblicuo, y una forma de parte convexa elfptica con un lado oblicuo similar al anterior (por ejemplo, una forma que tiene 0,30 mm de eje mayor, 0,25 mm de eje menor y 0,92 de inclinacion del lado oblicuo, siendo el eje mayor paralelo a la superficie de la lamina de acero).
La descripcion anterior se da en el supuesto de que la superficie superior del molde inferior es plana. Sin embargo, desde el punto de vista de evitar la ruptura de la resina durante el trabajo de la marca, se encontro que el ritmo de cambio de inclinacion del molde superior respecto a la lamina de metal laminada es importante incluso para un molde con una superficie superior no plana del molde inferior. Por consiguiente, si el ritmo de cambio de inclinacion del molde superior respecto a la superficie de la lamina de acero se encuentra dentro del rango de la presente invencion, la superficie superior del molde inferior no se limita necesariamente a una forma plana. Por ejemplo, la parte de la superficie superior del molde inferior orientada hacia la parte convexa del molde superior puede tener una forma concava. En este caso, la lamina de metal laminada que se trabaja se deforma probablemente en una forma concava a lo largo de la superficie superior del molde inferior. Como resultado, cuando la superficie superior del molde inferior se forma con una forma concava, el ritmo de cambio de inclinacion del molde superior respecto a la superficie de la lamina de acero puede disminuir en comparacion con el caso de la superficie superior plana del molde inferior, de modo que el efecto para evitar que se rompa la resina durante el trabajo de la marca aumenta aun mas.
Si la superficie superior del molde inferior tiene una forma concava, el ritmo de cambio de inclinacion de la parte convexa del molde superior, en una parte que hace contacto con la lamina de metal laminada, respecto al molde inferior puede determinarse mediante un procedimiento similar al del caso de superficie superior plana del molde inferior. Es decir, la forma de la seccion transversal del molde superior y del molde inferior se determina mediante un medidor de rugosidad laser, y los cambios de altura (y) del molde superior se calculan en base a la superficie superior del molde inferior a un paso constante (x), aplicando asf el procedimiento similar como se ha indicado anteriormente.
La forma concava a la que se hace referencia aquf incluye una curvatura unica que tiene 3,0 mm de radio de curvatura cerca de la marca. El molde inferior puede ser de forma convexa si la forma no es una forma aguda como la marca. La forma convexa es, sin embargo, una forma no favorable al ritmo de cambio de inclinacion, de modo que se considera necesariamente que la combinacion con el molde superior entra en el rango de la presente invencion. Un ejemplo es una forma que tiene 5,0 mm de radio de curvatura del molde inferior.
La descripcion anterior se da sobre la ruptura de la capa de resina en el lado de la superficie exterior (el panel extremo se convierte en la superficie exterior del recipiente). Para el trabajo de marcado, el trabajo del lado de la superficie exterior del panel extremo en el que el molde superior hace contacto es relativamente severo en comparacion con el trabajo del lado de la superficie interior. Sin embargo, dado que tambien el lado de la superficie interior esta sujeto al trabajo que responde al trabajo de la marca, un mayor grado de trabajo puede resultar en ruptura. Por lo tanto, la evaluacion se realizo en el lado de la superficie exterior, sometiendo a un trabajo mas severo, como fndice, y despues se confirmo la trabajabilidad del lado de la superficie interior. La investigacion revelo que, dentro del alcance de la presente invencion, si la capa de resina en el lado de la superficie exterior no se rompe, la capa de resina en el lado de la superficie interior (convirtiendose el panel extremo en el lado de la superficie interior del recipiente) no se rompe, y que la resistencia a la corrosion se vuelve mejor.
Tipos especfficos de la resina muestran un excelente equilibrio de alargamiento y resistencia durante la formacion de la marca utilizando el molde de marcado de acuerdo con la presente invencion. Incluso si los tipos de resina comparativos son iguales que los tipos especfficos de resinas, si la cantidad de cristales orientados en la resina aumenta por estiramiento y similar, el equilibrio se vuelve inadecuado. En consecuencia, la presente invencion
especifica el factor de orientacion del plano a 0,06 o menor. Si el factor de orientacion del plano excede de 0,06, la ruptura en el lfmite de alargamiento puede producirse incluso dentro del rango de trabajo de marcado de la presente invencion.
Existen varios procedimientos para disminuir el factor de orientacion del plano a 0,06 o menos. Para laminar la pelfcula bajo unas condiciones de estiramiento arbitrarias, la temperatura de laminado puede aumentar, la velocidad de laminado puede disminuir, la temperatura de los rodillos de laminado para union por compresion de la pelfcula puede aumentar, el tiempo desde el laminado hasta el temple puede aumentar, y esos procedimientos pueden combinarse entre sL Alternativamente, las condiciones de estiramiento pueden controlarse previamente para preparar una pelfcula con un factor de orientacion del plano de 0,06 o menor.
La cantidad de unidad de repeticion compuesta de tereftalato de etileno o tereftalato de butileno que existe en la resina se especifica en un 85% en moles o mas debido a la prevencion del aumento en la relacion del isoftalato de etileno residual, cuyo mayor contenido de isoftalato de etileno residual hace que la formacion pelfcula resulte diffcil, y aumenta el coste de la pelmula y el coste de la formacion de la pelfcula.
La adicion de un pigmento, un lubricante y otros aditivos comunmente utilizados a la capa de resina es efectiva a menos que no impidan el efecto positivo. Para lubricacion superficial, tambien es efectivo aplicar una cera sobre la capa superficial o anadir un componente de cera a la resina.
EJEMPLO 1
"Preparacion de lamina de acero laminada".
Se utilizo, como lamina de metal base, T4CA-TFS (entre 100 y 120 mg/m2 de capa de metal de cromo, entre 14 y 18 mg/m2 de capa de hidrato de oxido de cromo, como cromo metalico), que tema un grosor de 0,23 mm. La lamina de metal de base se trato mediante un procedimiento de laminado de pelmula utilizando union por compresion termica, o mediante un procedimiento de extrusion, para formar una capa de resina especifica y una capa de resina comparativa. El grosor de la capa de resina era de 20 pm, 25 pm, y 30 pm, respectivamente. El factor de orientacion del plano de la capa de resina se determino mediante el siguiente procedimiento.
"Determinacion del factor de orientacion del plano"
Se determino el mdice de refraccion Nx en la direccion longitudinal de la superficie de la pelmula, el mdice de refraccion Ny en la direccion de la anchura de la superficie de la pelmula y el mdice de refraccion Nz en la direccion del grosor de la pelmula utilizando un refractometro de Abbe con una fuente de luz de rayos de sodio/D y una solucion intermedia de yoduro de metileno, a una temperatura de 25 °C, y se calculo asf el factor de orientacion del plano Ns mediante la siguiente formula.
Factor de orientacion del plano (Ns) = (Nx Ny) / 2 - Nz
Las laminas de acero laminadas preparadas se muestran en la Tabla 1.
"Evaluacion de la trabajabilidad de marcado"
Las laminas de acero laminadas preparadas se sometieron a un trabajo de marcado utilizando los moldes de marcado respectivos (moldes superiores) que figuran en la Tabla 2 y la Tabla 3. Todos los moldes inferiores que se encontraban orientados hacia la parte de marcado presentaban una forma plana. El grosor residual era de 60 pm, y la temperatura de trabajo fue de 80 °C y 25 °C, respectivamente.
La forma de la seccion transversal de la parte convexa para los tipos de (a) a (i) en la Tabla 2 y la Tabla 3 corresponde a cada una de las figuras 3(a) a (i). El tipo (a) tiene la seccion transversal de la parte convexa formada por una curvatura unica (cfrculo), el tipo (b) tiene la seccion transversal de la parte convexa en una forma rectangular invertida con una curvatura unica (cfrculo) en la parte de la punta, mientras que los lados oblicuos circunscriben el cfrculo que forma la parte de punta, el tipo (c) tiene la seccion transversal de la parte convexa formada por una curva elfptica, el tipo (d) tiene la seccion transversal de la parte convexa en una forma de triangulo invertido, con una curva elfptica en la parte de la punta, mientras que los lados oblicuos circunscriben la curva elfptica que forma la parte de la punta, el tipo (e) es en una forma en la que el molde (a) esta dividido en la parte superior en la direccion vertical para ensancharse en las direcciones hacia la derecha e izquierda, formando una parte plana entre los picos de las secciones ensanchadas, donde la superficie inclinada esta formada por una curvatura unica (arco del cfrculo original), y la parte plana circunscribe el arco dividido del circulo original, el tipo (f) es en una forma en la que el molde (b) esta dividido en la parte superior del mismo en la direccion vertical para ensancharse en las direcciones hacia la derecha e izquierda, mientras se forma una parte plana entre los picos de las secciones ensanchadas,
donde la parte inferior de la superficie inclinada esta formada por un arco de la elipse original, y la superficie plana circunscribe el arco del drculo original dividido, el tipo (g) es en una forma en la cual el molde (c) esta dividido en el pico (parte mas baja) del mismo en la direccion vertical para ensancharse en las direcciones hacia la derecha e izquierda, mientras se forma una parte plana entre los picos de las secciones ensanchadas, donde la superficie inclinada esta formada por un arco de la elipse original, y la parte plana circunscribe el arco de la elipse original dividida, el tipo (h) es en una forma en la cual el molde (d) esta dividido en la parte superior de la misma en la direccion vertical para ensancharse en las direcciones hacia la derecha e izquierda, mientras forma una parte plana entre los picos de las secciones ensanchadas, donde la parte inferior de la superficie inclinada esta formada por un arco de la elipse original, y la parte plana circunscribe el arco de la elipse original dividida, y el tipo (i) tiene la seccion transversal de la parte convexa en forma de cuna (forma rectangular invertida) con una parte plana en la parte superior de la misma.
En la parte trabajada, se unio una junta con una estrecha ventana de 20 mm de diametro para regular la longitud de medicion de 20 mm. Despues, la parte de ventana estrecha se sumergio en un electrolito (solucion de KCl al 5%, a temperatura normal) para aplicar una tension de 6,2 V entre la lamina de acero y el electrolito. El criterio de evaluacion fue: grado "3" para la corriente medida de 0,001 mA o menor, grado "2" para mayor que 0,001 mA y no mayor que 0,01 mA, grado "1" para mayor que 0,01 mA y no mayor que 0,1 mA y el grado "x" para mas de 0,1 mA. La evaluacion se realizo tanto en el lado de la superficie exterior con el cual hace contacto el molde superior como en el lado de la superficie interior. Los grados de evaluacion "1" a "3" son aceptables, y el grado "x" es inaceptable (NG).
La Tabla 4 y la Tabla 5 muestran las evaluaciones de la trabajabilidad de marcado.
(Descripcion de ejemplos de la invencion y ejemplos comparativos)
Los ejemplos de la invencion E-1 a E-68, que eran las laminas de acero trabajadas con marcado preparadas a partir de las respectivas laminas de acero laminadas (Ejemplos de la invencion A-1 a A-18) utilizando los respectivos moldes (ejemplos de la invencion C-1 a C-17) especificados por la presente invencion, mostraron una buena trabajabilidad de marcado.
Aunque el ejemplo A-13 tema un grosor de capa de resina pequeno, tan delgada como 20 pm, proporciono una buena trabajabilidad de marcado al aplicar los Ejemplos de la invencion C-3, C-4-, C-9, C-11, C-16, y C-17 que fueron sometidos a procedimientos de trabajo de marcado preferibles adicionales.
El ejemplo comparativo F-1 es un ejemplo del uso de la lamina de acero laminado del ejemplo comparativo B-1. Dado que el factor de orientacion del plano del ejemplo comparativo B-1 supero el rango espedfico, la trabajabilidad de marcado en el ejemplo comparativo F-1 llego a ser NG incluso con la aplicacion del procedimiento de trabajo de marcado la presente invencion.
Los ejemplos comparativos F-2 y F-3 son ejemplos del uso de laminas de acero laminado de resina de olefina (ejemplos comparativos B-2 y B-3, respectivamente). Estos mostraron NG en la trabajabilidad. Aunque la resina de olefina tiene un alargamiento excelente, tiene una resistencia baja, de modo que estas laminas se rompieron debido a la insuficiente resistencia.
El ejemplo comparativo F-4 es un ejemplo del uso de una lamina de acero laminado de policarbonato (ejemplo comparativo B-4). Mostro NG en la trabajabilidad. Aunque la resina de policarbonato tiene una alta resistencia, tiene un alargamiento bajo, de modo que la lamina se rompio en el lfmite de elongacion.
El ejemplo comparativo F-5 es un ejemplo del uso del molde de marcado en forma de cuna (Ejemplo comparativo D-1). Aunque ese tipo de molde se aplica comunmente para trabajo de marcado, dio NG en la trabajabilidad. El ritmo de cambio de inclinacion estaba significativamente fuera del alcance de la presente invencion, lo que dio como resultado ruptura por cizallamiento.
El ejemplo comparativo F-6 es un ejemplo (ejemplo comparativo D-2) de molde de marcado que tiene una curvatura unica, y que presenta el ritmo de cambio de inclinacion fuera del rango de la presente invencion. La trabajabilidad se evaluo como NG. El ritmo de cambio de inclinacion estaba significativamente fuera del alcance de la presente invencion, lo que dio como resultado ruptura por cizallamiento.
El ejemplo comparativo F-7 es un ejemplo (ejemplo comparativo D-3) de molde de marcado que tiene una curvatura unica, y que tiene el ancho de punta fuera del rango de la presente invencion. La trabajabilidad a 25 °C se evaluo como N g . Dado que la anchura de marcado era grande y el grado de trabajo era grande, se produjo ruptura en el lfmite de alargamiento.
El ejemplo comparative F-8 es un ejemplo de forma (ejemplo comparative D-4) de molde de marcado que tiene una curvatura unica, y que tiene una parte plana en el centro del molde de marcado. La anchura de marcado estaba fuera del rango de la presente invencion, y la trabajabilidad se evaluo como NG. Dado que la anchura de marcado era grande y que el grado de trabajo era grande, se produjo la ruptura en el lfmite de alargamiento.
El ejemplo comparativo F-9 es un ejemplo (ejemplo comparativo D-5) de molde de marcado que tiene una forma rectangular invertida, y que tiene una curvatura unica en la parte de la punta del mismo. El ritmo de cambio de inclinacion estaba fuera del rango de la presente invencion, y la trabajabilidad se evaluo como NG. Se produjo la ruptura por cizallamiento.
El ejemplo comparativo F-10 es un ejemplo (ejemplo comparativo D-6) de molde de marcado que tiene una parte plana en el centro de la marca de forma triangular invertida. La anchura de marcado estaba fuera del rango de la presente invencion, y la trabajabilidad a 25 °C se evaluo como NG. Dado que la anchura de marcado era grande y que el grado de trabajo era grande, se produjo ruptura en el lfmite de alargamiento.
El ejemplo comparativo F-11 es un ejemplo (ejemplo comparativo D-7) de marca en forma elfptica. El ritmo de cambio de inclinacion estaba fuera del rango de la presente invencion, y la trabajabilidad se evaluo como NG. Se produjo ruptura por cizallamiento.
El ejemplo comparativo F-12 es un ejemplo de forma (ejemplo comparativo D-8) de molde de marcado que tiene una parte plana en el centro de la marca de forma elfptica. La anchura de marcado estaba fuera del rango de la presente invencion, y la trabajabilidad a 25 °C se evaluo como NG. Dado que la anchura de marcado era grande y que el grado de trabajo era grande, se produjo ruptura en el lfmite de alargamiento.
El ejemplo comparativo F-13 es un ejemplo (ejemplo comparativo D-9) de molde de marcado en una forma triangular invertida, que tiene una forma elfptica en la parte de la punta del mismo. El ritmo de cambio de inclinacion estaba fuera del rango de la presente invencion, y la anchura de la marca tambien estaba fuera del rango de la presente invencion. La trabajabilidad se evaluo como NG.
El ejemplo comparativo F-14 es un ejemplo (ejemplo comparativo D-10) de molde de marcado en forma triangular invertida, que tiene una parte plana en el centro de la forma elfptica en la parte de la punta. La anchura de marcado estaba fuera del rango de la presente invencion, y la trabajabilidad a 25 °C se evaluo como NG.
Claims (13)
1. Procedimiento para la fabricacion de un extremo de una lata de apertura facil,
en el que la etapa de formar un marcado por prensado de una lamina de metal de acero laminada (13) utilizando un aparato de moldeo que comprende un molde superior (11) y un molde inferior (12) orientado hacia el molde superior (11), formando asf una marca en un lado de un extremo de una lata fabricada mediante una lamina de metal laminada (13), en el que el molde superior (11) tiene una parte convexa para formar la marca, la parte convexa tiene una forma en seccion transversal especificada en una parte en contacto con la lamina de metal laminada (13), caracterizado por el hecho de que
la forma en seccion transversal esta compuesta por una curva que tiene un ritmo de cambio de inclinacion maximo de 0,01 o menor respecto a la superficie superior del molde inferior opuesto (12), o que tiene la curva y una lfnea recta, y la marca formada tiene una anchura maxima de 0,75 mm o menor.
2. Procedimiento para la fabricacion de un extremo de una lata de apertura facil de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la superficie superior del molde inferior (12) que esta orientada hacia la parte convexa del molde para formar la marca es plana y paralela a la superficie del extremo de la lata.
3. Procedimiento para la fabricacion de un extremo de una lata de apertura facil de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la forma en seccion transversal de la parte convexa presenta una curvatura unica.
4. Procedimiento para la fabricacion de un extremo de una lata de apertura facil de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que la forma en seccion transversal de la parte convexa tiene un radio de curvatura en un intervalo entre 0,28 y 0,53 mm.
5. Procedimiento para la fabricacion de un extremo de una lata de apertura facil de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que el radio de curvatura esta en un intervalo entre 0,31 y 0,53 mm.
6. Procedimiento para la fabricacion de un extremo de una lata de apertura facil de acuerdo con la reivindicacion 5, en el que el radio de curvatura esta en un intervalo entre 0,46 y 0,48 mm.
7. Procedimiento para la fabricacion de un extremo de una lata de apertura facil de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la forma en seccion transversal de la parte convexa presenta una forma triangular invertida, y la parte de la punta de la parte convexa presenta una curvatura unica.
8. Procedimiento para la fabricacion de un extremo de una lata de apertura facil de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la forma en seccion transversal de la parte convexa esta compuesta por una curva elfptica.
9. Procedimiento para la fabricacion de un extremo de una lata de apertura facil de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la forma en seccion transversal de la parte convexa presenta una forma triangular invertida, y la parte de la punta de la parte convexa esta compuesta por una curva elfptica.
10. Procedimiento para la fabricacion de un extremo de una lata de apertura facil de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la forma en seccion transversal de la parte convexa esta compuesta por una curvatura unica en la superficie inclinada, y tiene una parte plana en el centro de la misma.
11. Procedimiento para la fabricacion de un extremo de una lata de apertura facil de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la forma en seccion transversal de la parte convexa esta compuesta por una forma elfptica en la superficie inclinada, y tiene una parte plana en el centro de la misma.
12. Procedimiento de moldeo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la forma en seccion transversal de la parte convexa presenta una forma triangular invertida, y esta compuesta por una curvatura unica en la parte inferior de la superficie inclinada, y presenta una parte plana en el centro de la misma.
13. Procedimiento para la fabricacion de un extremo de una lata de apertura facil de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la forma en seccion transversal de la parte convexa presenta una forma triangular invertida, presenta una forma elfptica en la parte inferior de la superficie inclinada, y presenta una parte plana en el centro de la misma.
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