ES2986302T3 - Sistemas y métodos para laminar un material para extremos de latas - Google Patents

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Christian Tussing
Michael Heinemann
Dhiren Bhupatlal Ruparelia
Joerg Hoehne
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Abstract

Se describe un material de terminación de lata de aluminio mejorado (CES). El CES incluye un revestimiento de polímero adherido que presenta un bajo emplumado y un alto rendimiento en varias pruebas ácidas. El bajo emplumado y la resistencia a las pruebas ácidas se logran incorporando una película promotora de adhesión de copolímero a una aleación de aluminio antes de la laminación. En algunos casos, la tira de metal se trata previamente con una capa de conversión, que puede incluir compuestos de cromo trivalente (Cr(III)) y fosfatos o titanio y circonio. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistemas y métodos para laminar un material para extremos de latas
Campo de la invención
La presente descripción se refiere al labrado de metales en general y más en específicamente al laminado y pretratamiento de tiras metálicas.
Antecedentes de la invención
Ciertos productos metálicos, tales como las latas de aluminio para bebidas, pueden requerir una capa protectora, tal como un recubrimiento de polímero, entre el metal y su contenido. Por ejemplo, las latas para bebidas a menudo tienen que proporcionar suficiente protección entre el metal de la lata para bebidas y la bebida contenida en la misma para evitar daños al metal debido a las bebidas fuertes, tales como refrescos y sodas, así como para evitar efectos indeseables a la bebida, tales como decoloración o cambio del sabor.
A menudo hay requisitos colocados en la capa protectora con respecto a sus propiedades fundamentales. Puede ser deseable producir un producto metálico laminado que cumpla con diversos requisitos. En algunos casos, puede ser deseable laminar un producto metálico en lugar de lacar un producto metálico. El laminado de productos metálicos presenta nuevos retos para la aplicación cuando, por ejemplo, un recubrimiento de polímero no está en estado líquido (por ejemplo, un semisólido, un material blando, un gel, un material fundido, o un material termoplástico). La laminación requiere la humectación de la superficie de los productos metálicos mediante un material laminado (es decir, poner en contacto completa y uniformemente los productos metálicos) para una adhesión aceptable a los productos metálicos. En algunos casos, puede ser deseable emplear una capa intermedia para promover la adhesión de la capa protectora a los productos metálicos.
En algunos ejemplos, ciertos materiales para extremos de latas (CES) utilizados en latas de bebidas deben tener una capa protectora que tenga menos de una cantidad máxima de difuminado. El difuminado se puede referir al alargamiento y deslaminación de la capa protectora, especialmente en roturas en el metal, tal como una abertura creada cuando se rompe un orificio marcado de una lata de bebida (por ejemplo, cuando se abre una tapa abre fácil).
El difuminado es un problema consistente en la técnica; sin embargo, el mecanismo que provoca el difuminado no se comprende bien. Cuando los ensayos de adhesión estándar (por ejemplo, un ensayo de rayado cruzado) indican una debilidad de adhesión, el difuminado es a menudo extremo. Sin embargo, incluso cuando los ensayos de adhesión estándar no indican una debilidad en la adhesión, a menudo se observa un difuminado inaceptable. Esto ha sido en particular cierto para laminados que exhiben mayor elasticidad que los recubrimientos tradicionales (por ejemplo, epoxi). Por lo tanto, los esfuerzos de la industria se han enfocado tradicionalmente sobre la elasticidad de la capa protectora como una causa de difuminado mientras se ignora la adhesión de la capa protectora a los productos metálicos. Para asegurar que los productos metálicos laminados con polímeros cumplen con los requisitos deseados, se ha afirmado que ciertas limitaciones se tienen que situar en la elección del material y los procesos de tratamiento con respecto a la elasticidad de la capa protectora. Estas limitaciones pueden incluir restricciones en la elección de los polímeros.
En algunos casos, la capa protectora tiene que soportar ensayos con ácidos, tales como con ácido acético o ácido cítrico. Los ensayos con ácidos implican evaluar la resistencia de un recubrimiento contra medios ácidos diluidos, como se describe adicionalmente más adelante. El producto metálico recubierto puede necesitar cumplir con uno o más de estos y otros requisitos.
El documento WO 2017/196664 A1 se refiere a un método para preparar un material para extremos de latas que comprende precalentar una tira de metal a una primera temperatura por debajo de 250 °C, laminar una película de polímero en un primer lado de la tira de metal para producir una tira de metal laminada, en donde un componente principal de la película de polímero tiene una temperatura de fusión superior a la primera temperatura, y recocer la tira de metal laminada a una temperatura de recocido, en donde la temperatura de recocido es mayor que la temperatura de fusión de la película de polímero. El documento WO 2017/138230 A1 se refiere a una lámina de acero recubierta con una resina orgánica caracterizada por comprender: una base, una resina termoplástica, con la que se recubre la base, y una capa adhesiva que se interpone entre la base y la resina termoplástica, a la vez que contiene una resina de poliéster y una resina fenólica de tipo resol, cada una de las cuales no contiene un componente derivado de un compuesto de bisfenol, en una relación (resina de poliéster)/(resina fenólica de tipo resol) de 5,7-19. Se puede formar una capa de tratamiento superficial sobre al menos el lado del material base que está en contacto con la capa adhesiva, y la capa de tratamiento superficial está compuesta de un compuesto de oxígeno que contiene uno cualquiera de cromo, circonio, aluminio y titanio.
Compendio
El objeto se soluciona mediante la materia objeto de las reivindicaciones 1 y 12. Otros desarrollos ventajosos son materia objeto de las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de las figuras
La FIG. 1 es un diagrama esquemático de un sistema para preparar el material para extremos de latas de acuerdo con ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 2 es un diagrama de flujo que representa un proceso para laminar una tira de metal de acuerdo con ciertos aspectos de la presente descripción.
La FIG. 3 es una vista superior parcial que representa una porción de la abertura de un extremo de lata que exhibe difuminado.
La FIG. 4 es una vista superior parcial que representa una porción de la abertura de un extremo de lata que no exhibe difuminado de acuerdo con ciertos aspectos de la presente divulgación.
La FIG. 5 es un esquema de un patrón de corte transversal utilizado en el presente documento para evaluar la adhesión de una película de polímero a tiras de metal y/u óxido de metal, que muestra menos de 5% de la película de polímero desprendida.
La FIG. 6 es un esquema de un patrón de corte transversal utilizado en el presente documento para evaluar la adhesión de una película de polímero a tiras de metal y/u óxido de metal, que muestra al menos 5% a menos de 15% de la película de polímero desprendida, sin pérdida de un cuadrado completo.
La FIG. 7 es un esquema de un patrón de corte transversal utilizado en el presente documento para evaluar la adhesión de una película de polímero a tiras de metal y/u óxido de metal, que muestra al menos 15% a menos de 65% de la película de polímero desprendida, con pérdida de al menos un cuadrado completo.
La FIG. 8 es una gráfica que muestra los resultados de un ensayo de rasgado y pelado de una tira de aleación de aluminio laminada con poli(tereftalato de etileno) (PET), una tira de aleación de aluminio pretratada con Ti-Zr y laminada con PET, una tira de aleación de aluminio pretratada con Cr(MI) y laminada con PET y una tira de aleación de aluminio recubierta con diversas cantidades de un promotor de la adhesión y laminada con PET. Los pretratamientos en este ejemplo se aplicaron mediante recubrimiento con un rodillo. Las muestras se analizaron antes de la pasteurización (los tres histogramas de la izquierda en cada grupo) y después de la pasteurización (los tres histogramas de la derecha en cada grupo).
La FIG. 9 es una gráfica que muestra los resultados de un ensayo de rasgado y pelado de una tira de aleación de aluminio laminada con PET, una tira de aleación de aluminio pretratada con Ti-Zr y laminada con PET, una tira de aleación de aluminio pretratada con Cr(III) y laminada con PET y una tira de aleación de aluminio recubierta con un promotor de la adhesión y laminada con PET. El promotor de la adhesión en este ejemplo se aplicó mediante recubrimiento por inmersión, recubrimiento con barra y recubrimiento con rodillo. Las muestras se ensayaron antes de la pasteurización (histograma izquierdo en cada par) y después de la pasteurización (histograma derecho en cada par).
La FIG. 10 es una ilustración de una lámina de aleación de aluminio que representa las tres posiciones (izquierda, media y derecha) ensayadas en los ensayos de cortes transversales y difuminado.
La FIG. 11 es un panel que contiene imágenes digitales que representan la deslaminación de una película de PET debido a la sensibilidad al agua.
Descripción detallada
Se divulga en el presente documento una tapa de lata de aluminio (CES) mejorada, tal como se define en la reivindicación 12 y en las reivindicaciones que dependen de ella. Como se utiliza en el presente documento, un CES es un producto metálico laminado (por ejemplo, una tira de aleación de aluminio laminada) que es susceptible de ser cortado y conformado en un extremo de una lata (por ejemplo, un extremo de tapa abre fácil, un extremo de tapa que se abre tirando, o similares). Un CES incluye un recubrimiento de polímero adherido que exhibe poco difuminado y alta resistencia en varios ensayos con ácidos. El poco difuminado y la resistencia a los ensayos con ácidos se logra al incorporar una película de un promotor de la adhesión tipo copolímero a una aleación de aluminio antes de la laminación, como se describe a continuación.
Se ha determinado que una película de polímero (por ejemplo, PET) adherida tiene en primer lugar que ser separada por pelado (por ejemplo, deslaminada) de una aleación de aluminio para permitir que esa porción de película deslaminada se estire o se alargue, proporcionando de esta manera difuminado. La longitud de las secciones difuminadas que se extiende sobre el borde del aluminio llega a ser función de la longitud pelada de la película de polímero (por ejemplo, PET) y su alargamiento en el punto de rotura. Por consiguiente, se ha encontrado que la adhesión potenciada puede reducir la deslaminación de la película del aluminio, limitando de esta manera la cantidad de película disponible para alargamiento, lo que a su vez reduce la cantidad de difuminado.
Además, el difuminado puede permitir la deslaminación de la película de polímero adherida provocada por agua de un líquido almacenado dentro de un recipiente creado a partir de la aleación de aluminio (por ejemplo, una lata de aluminio para bebidas). Una película difuminada puede permitir que el agua (por ejemplo, agua líquida almacenada en la lata, o vapor de agua presente en la lata) se propague entre el metal del extremo de la lata y la película laminada. Este ingreso de agua puede deslaminar significativamente la película laminada. En algunos casos, la deslaminación puede ser acelerada por líquidos carbonatados y/o presurizados.
Definiciones y descripciones
Se pretende que los términos y expresiones “ invención”, "la invención", "esta invención” y “ la presente invención” utilizados en el presente documento se refieran ampliamente a toda la materia objeto de esta solicitud de patente y las reivindicaciones especificadas más adelante. Se debe entender que las declaraciones que contienen estos términos no limitan la materia objeto descrita en el presente documento ni limitan el significado o alcance de las reivindicaciones de la patente especificadas más adelante.
En esta descripción, se hace referencia a aleaciones identificadas por designaciones de la industria del aluminio, tales como “serie” o “5xxx”. Para una comprensión del sistema de designación de números más comúnmente utilizado para nombrar e identificar el aluminio y sus aleaciones, véase “ International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys” o “Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot”, ambos publicados por la Asociación del Aluminio.
Como se utilizan en el presente documento, las expresiones tales como “producto de metal fundido”, “producto fundido”, “producto de aleación de aluminio fundido” y similares son intercambiables y se refieren a un producto producido por fundición por enfriamiento directo (que incluye la cofundición por enfriamiento directo) o fundición semicontinua, fundición continua (que incluye, por ejemplo, el uso de un fundidor de doble banda, un fundidor de doble rodillo, un fundidor de doble bloque, o cualquier otro fundidor continuo), fundición electromagnética, fundición superior caliente, o cualquier otro método de fundición.
Como se utiliza en el presente documento, el significado de "uno", "una", “el” o "la" incluye referencias singulares y plurales salvo que el contexto dicte claramente lo contrario.
Como se utiliza en el presente documento, el significado de “temperatura ambiente” puede incluir una temperatura de aproximadamente 15 °C a aproximadamente 30 °C, por ejemplo aproximadamente 15 °C, aproximadamente 16 °C, aproximadamente 17 °C, aproximadamente 18 °C, aproximadamente 19 °C, aproximadamente 20 °C aproximadamente 21 °C, aproximadamente 22 °C, aproximadamente 23 °C, aproximadamente 24 °C aproximadamente 25 °C, aproximadamente 26 °C, aproximadamente 27 °C, aproximadamente 28 °C aproximadamente 29 °C o aproximadamente 30 °C. Como se utiliza en el presente documento, el significado de “condiciones ambientales” puede incluir temperaturas de aproximadamente temperatura ambiente, humedad relativa de aproximadamente 20% a aproximadamente 100% y presión barométrica de aproximadamente 975 milibares (mbares) a aproximadamente 1050 mbares. Por ejemplo, la humedad relativa puede ser de aproximadamente 20%, aproximadamente 21%, aproximadamente 22%, aproximadamente 23%, aproximadamente 24%, aproximadamente 25%, aproximadamente 26%, aproximadamente 27%, aproximadamente 28%, aproximadamente 29%, aproximadamente 30%, aproximadamente 31%, aproximadamente 32%, aproximadamente 33%, aproximadamente 34%, aproximadamente 35%, aproximadamente 36%, aproximadamente 37%, aproximadamente 38%, aproximadamente 39%, aproximadamente 40%, aproximadamente 41%, aproximadamente 42%, aproximadamente 43%, aproximadamente 44%, aproximadamente 45%, aproximadamente 46%, aproximadamente 47%, aproximadamente 48%, aproximadamente 49%, aproximadamente 50%, aproximadamente 51%, aproximadamente 52%, aproximadamente 53%, aproximadamente 54%, aproximadamente 55%, aproximadamente 56%, aproximadamente 57%, aproximadamente 58%, aproximadamente 59%, aproximadamente 60%, aproximadamente 61%, aproximadamente 62%, aproximadamente 63%, aproximadamente 64%, aproximadamente 65%, aproximadamente 66%, aproximadamente 67%, aproximadamente 68%, aproximadamente 69%, aproximadamente 70%, aproximadamente 71%, aproximadamente 72%, aproximadamente 73%, aproximadamente 74%, aproximadamente 75%, aproximadamente 76%, aproximadamente 77%, aproximadamente 78%, aproximadamente 79%, aproximadamente 80%, aproximadamente 81%, aproximadamente 82%, aproximadamente 83%, aproximadamente 84%, aproximadamente 85%, aproximadamente 86%, aproximadamente 87%, aproximadamente 88%, aproximadamente 89%, aproximadamente 90%, aproximadamente 91%, aproximadamente 92%, aproximadamente 93%, aproximadamente 94%, aproximadamente 95%, aproximadamente 96%, aproximadamente 97%, aproximadamente 98%, aproximadamente 99%, aproximadamente 100%, o cualquier valor intermedio. Por ejemplo, la presión barométrica puede ser de aproximadamente 975 mbares, aproximadamente 980 mbares, aproximadamente 985 mbares, aproximadamente 990 mbares, aproximadamente 995 mbares, aproximadamente 1000 mbares, aproximadamente 1005 mbares, aproximadamente 1010 mbares, aproximadamente 1015 mbares, aproximadamente 1020 mbares, aproximadamente 1025 mbares, aproximadamente 1030 mbares, aproximadamente 1035 mbares, aproximadamente 1040 mbares, aproximadamente 1045 mbares, aproximadamente 1050 mbares, o cualquier valor intermedio.
Se debe entender que todos los intervalos descritos en el presente documento abarcan todos y cada uno de los puntos finales y todos y cada uno de los subintervalos subsumidos en los mismos. Por ejemplo, se debe considerar que un intervalo establecido de “1 a 10 ” incluye todos y cada uno de los subintervalos entre (e incluyendo) el valor mínimo de 1 y el valor máximo de 10 ; es decir, todos los subintervalos que comienzan con un valor mínimo de 1 o más, por ejemplo, 1 a 6,1, y terminan con un valor máximo de 10 o menos, por ejemplo, 5,5 a 10.
Como se utiliza en el presente documento, el término cristalino puede incluir una estructura monocristalina, una estructura policristalina, una estructura semicristalina y/o cualquier combinación de las mismas.
Como se utiliza en el presente documento, el término polímero incluye homopolímeros y copolímeros. Homopolímero se refiere a un polímero derivado de un monómero polimerizable individual. Copolímero se refiere a un polímero derivado de dos o más monómeros polimerizables.
Como se utiliza en el presente documento, la sensibilidad al agua se refiere a un material que se ve fácilmente afectado por el agua. Por ejemplo, la sensibilidad al agua de una película laminada se refiere a una deslaminación si un adhesivo o promotor de la adhesión entre la película laminada y el sustrato se expone al agua.
Material para extremos de latas tratado con un promotor de la adhesión
Ciertos aspectos y características de la presente descripción se refieren al material del extremo de una lata de aluminio (CES). El CES, como se utiliza en el presente documento, se refiere a una aleación de aluminio que se puede conformar en una forma que sirva como cierre para una lata de aluminio. El cierre puede incluir un orificio marcado que un consumidor puede romper para formar una abertura en el extremo de la lata para recuperar cualquier producto almacenado dentro de la lata. Ciertos aspectos y características de la presente descripción se refieren a un CES recubierto con un promotor de la adhesión y laminado con un recubrimiento de polímero que exhibe un difuminado muy bajo debido a la adhesión potenciada a la aleación de aluminio proporcionada por el promotor de la adhesión. El CES laminado (es decir, la tira metálica de aleación de aluminio) incluye una capa de conversión y el recubrimiento de polímero adherido, opcionalmente sobre un lado que da hacia el interior (por ejemplo, el lado del producto).
El producto de material para extremos de latas descrito en el presente documento incluye una tira de metal que tiene un primer lado y un segundo lado. El primer lado incluye una capa de promotor de la adhesión acoplada a una capa de película de polímero y en donde el primer lado incluye además una capa de conversión dispuesta opuesta a la capa promotora de la adhesión de la película polimérica y en donde el promotor de la adhesión es un copolímero de ácido vinilfosfónico-ácido carboxílico. La capa de promotor de la adhesión incluye un promotor de la adhesión, que es un copolímero, como se describe adicionalmente más adelante.
El promotor de la adhesión es un copolímero de ácido vinilfosfónico-ácido carboxílico. El peso molecular promedio en peso (Mw) del copolímero puede estar entre aproximadamente 50 gramos por mol (g/mol) y aproximadamente 500.000 g/mol. Por ejemplo, el Mw puede ser de aproximadamente 20.000 g/mol a aproximadamente 400.000 g/mol; de aproximadamente 30.000 g/mol a aproximadamente 300.000 g/mol; o de aproximadamente 40.000 g/mol a aproximadamente 100.000 g/mol, o cualquier valor intermedio. Por ejemplo, el Mw puede ser 50 g/mol, 100 g/mol, 200 g/mol, 300 g/mol, 400 g/mol, 500 g/mol, 600 g/mol, 700 g/mol, 800 g/mol, 900 g/mol, 1.000 g/mol, 2.000 g/mol, 3.000 g/mol, 4.000 g/mol, 5.000 g/mol, 6.000 g/mol, 7.000 g/mol, 8.000 g/mol, 9.000 g/mol, 10.000 g/mol, 20.000 g/mol, 30.000 g/mol, 40.000 g/mol, 50.000 g/mol, 60.000 g/mol, 70.000 g/mol, 80.000 g/mol, 90.000 g/mol, 100.000 g/mol, 110.000 g/mol, 120.000 g/mol, 130.000 g/mol, 140.000 g/mol, 150.000 g/mol, 160.000 g/mol, 170.000 g/mol, 180.000 g/mol, 190.000 g/mol, 200.000 g/mol, 210.000 g/mol, 220.000 g/mol, 230.000 g/mol, 240.000 g/mol, 250.000 g/mol, 260.000 g/mol, 270.000 g/mol, 280.000 g/mol, 290.000 g/mol, 300.000 g/mol, 310.000 g/mol, 320.000 g/mol, 330.000 g/mol, 340.000 g/mol, 350.000 g/mol, 360.000 g/mol, 370.000 g/mol, 380.000 g/mol, 390.000 g/mol, 400.000 g/mol, 410.000 g/mol, 420.000 g/mol, 430.000 g/mol, 440.000 g/mol, 450.000 g/mol, 460.000 g/mol, 470.000 g/mol, 480.000 g/mol, 490.000 g/mol o 500.000 g/mol.
En algunos ejemplos no limitantes, el promotor de la adhesión tipo copolímero puede ser un poli(ácido vinilfosfónicoco-ácido acrílico) disponible comercialmente.
La capa de película de polímero puede incluir poliésteres, resinas epoxi, poliuretanos, poliolefinas (por ejemplo, polivinilos), poliacrílicos, polimetacrílicos, poliamidas y siliconas. Las capas de película de polímero adecuadas pueden incluir, por ejemplo, capas de película de polímero que están comercialmente disponibles. Por ejemplo, la película de polímero puede incluir películas para laminación en caliente, tales como las comercialmente disponibles en Mitsubishi Polymer Film, Inc. (Greer, SC), DuPont (Wilmington, DE) y Toray Plastics (America), Inc. (North Kingstown, RI).
Opcionalmente, la capa de película de polímero puede ser un poliéster. En algunos casos no limitantes, la película de polímero puede ser una película Mitsubishi RHSL o Mitsubishi RBLS (Mitsubishi Polyester Film, Inc.), una película de poliéster MYLAR (DuPont) o una película de poliéster LUMIRROR (Toray Plastics (America), Inc.). Opcionalmente, la capa de película de polímero puede ser una capa de película de poli(tereftalato de etileno) (PET). En algunos ejemplos, la capa de película de PET incluye un polímero derivado de etilenglicol, ácido tereftálico o un compuesto que contiene tereftalato, y opcionalmente uno o más comonómeros adicionales. El uno o más comonómeros adicionales se pueden utilizar para adaptar las propiedades de la capa de película, tal como la temperatura de fusión. Los comonómeros ejemplo para uso como comonómeros adicionales pueden incluir ácido isoftálico, butilenodiol, 2-metil-1,3-propanodiol, ftalato, 1,8-naftalenodicarboxilato y 1,8-antracenodicarboxilato, por nombrar unos pocos. Opcionalmente, la capa de película de polímero incluye una película de poli(naftalato de etileno).
Opcionalmente, la capa de película de polímero puede incluir una poliamida. La poliamida puede ser cualquier macromolécula con unidades de repetición vinculadas por enlaces amida. Los ejemplos de poliamidas adecuadas incluyen, pero no se limitan a, nilones (por ejemplo, nilón 6; nilón 6,6; nilón 6,10; nilón 11; nilón 12), aramidas (por ejemplo, hexametilendiamina y ácido tereftálico), y poliftalamidas (por ejemplo, parafenilendiamina y ácido tereftálico). Las poliamidas preferidas incluyen nilón 12. En algunos aspectos, la capa de película de polímero puede consistir completamente en una poliamida. En otros aspectos donde la capa de película contiene una poliamida, la capa de película de polímero puede consistir al menos en 10% en peso de poliamida (por ejemplo, al menos 25% en peso de poliamida, al menos 30% en peso de poliamida, al menos 50% en peso de poliamida, al menos 70% en peso de poliamida, al menos 80% en peso de poliamida, al menos 85% en peso de poliamida, al menos 90% en peso de poliamida, al menos 93% en peso de poliamida, al menos 95% en peso de poliamida, al menos 96% en peso de poliamida, al menos 97% en peso de poliamida, al menos 98% en peso de poliamida, al menos 99% en peso de poliamida, al menos 99,5% en peso de poliamida o al menos 99,8% en peso de poliamida). En algunos aspectos, donde la película de polímero comprende una poliamida, la película puede comprender más de una poliamida, por ejemplo, al menos dos poliamidas o tres poliamidas.
El espesor de la capa de película de polímero que comprende una poliamida puede, en algunos aspectos, ser menos de 100 pm, por ejemplo, menos de 50 pm, menos de 30 pm, menos de 25 pm, menos de 20 pm, menos de 15 pm, o menos de 10 pm. En términos de intervalos, el espesor de la capa de película de polímero que comprende una poliamida puede, en algunos aspectos, ser de 5 pm a 100 pm, por ejemplo, de 5 pm a 50 pm, de 5 pm a 25 pm, de 5 pm a 20 pm, de 5 pm a 15 pm, o de 10 pm a 20 pm. De manera beneficiosa, las capas de película de polímero que comprenden una poliamida pueden exhibir un bajo enrojecimiento después de la pasteurización y ninguna lixiviación de los materiales de la capa.
La capa de película polimérica que comprende una poliamida se aplica con un promotor de la adhesión como se describe en el presente documento.
Los polímeros adecuados para uso como la capa de película de polímero pueden tener un Mw de los copolímeros entre aproximadamente 10.000 g/mol y aproximadamente 500.000 g/mol. Por ejemplo, el Mw puede ser de aproximadamente 20.000 g/mol a aproximadamente 400.000 g/mol; de aproximadamente 30.000 g/mol a aproximadamente 300.000 g/mol; o de aproximadamente 40.000 g/mol a aproximadamente 100.000 g/mol, o cualquier valor intermedio. Por ejemplo, el Mw puede ser 10.000 g/mol, 20.000 g/mol, 30.000 g/mol, 40.000 g/mol, 50.000 g/mol, 60.000 g/mol, 70.000 g/mol, 80.000 g/mol, 90.000 g/mol, 100.000 g/mol, 110.000 g/mol, 120.000 g/mol, 130.000 g/mol, 140.000 g/mol, 150.000 g/mol, 160.000 g/mol, 170.000 g/mol, 180.000 g/mol, 190.000 g/mol, 200.000 g/mol, 210.000 g/mol, 220.000 g/mol, 230.000 g/mol, 240.000 g/mol, 250.000 g/mol, 260.000 g/mol, 270.000 g/mol, 280.000 g/mol, 290.000 g/mol, 300.000 g/mol, 310.000 g/mol, 320.000 g/mol, 330.000 g/mol, 340.000 g/mol, 350.000 g/mol, 360.000 g/mol, 370.000 g/mol, 380.000 g/mol, 390.000 g/mol, 400.000 g/mol, 410.000 g/mol, 420.000 g/mol, 430.000 g/mol, 440.000 g/mol, 450.000 g/mol, 460.000 g/mol, 470.000 g/mol, 480.000 g/mol, 490.000 g/mol o 500.000 g/mol.
En algunos casos, la película de polímero laminada a la tira de metal puede ser un polímero biaxialmente orientado, tal como una película de poli(tereftalato de etileno) (PET) de una línea de producción continua. La película de polímero puede incluir sólo un componente principal (por ejemplo, una capa de<p>E<t>), o puede incluir un componente principal y uno o más componentes complementarios (por ejemplo, capas adhesivas).
La capa de promotor de la adhesión y la capa de película de polímero se pueden acoplar utilizando unión mecánica, fuerzas de van der Waals, interacciones polar-polar, o cualquier mecanismo adecuado iniciado por contacto íntimo entre la tira de metal, la capa de conversión y/o la capa de promotor de la adhesión y la capa de película de polímero que se va a laminar en la tira de metal.
Como se mencionó, el primer lado de la tira de metal puede incluir además una capa de conversión. La capa de conversión se puede disponer opuesta a la capa de promotor de la adhesión de la capa de película de polímero. En algunos casos, la capa de conversión puede incluir compuestos de cromo trivalente (Cr(III)) y fosfatos. En algunos casos, la capa de conversión puede incluir compuestos de titanio y circonio (Ti-Zr). La capa de conversión opcional puede proporcionar una adhesión mejorada, un enrojecimiento bajo después de la pasteurización y un buen comportamiento frente a la corrosión en un ensayo de ácido (por ejemplo, un ensayo con ácido acético o un ensayo con ácido cítrico). En algunos casos, la tira de metal puede incluir una o más capas de conversión opcionales ubicadas en un lado que da hacia el interior (por ejemplo, el lado de producto) y/o un lado que da hacia el exterior (por ejemplo, el lado de consumidor).
En algunos ejemplos, un segundo lado de la tira de metal puede incluir al menos uno de una capa de laca o una capa de polímero. Opcionalmente, el segundo lado de la tira de metal incluye tanto una capa de laca como una capa de polímero. La capa de polímero puede ser la capa de película de polímero como se describió anteriormente. La capa de polímero puede ser opcionalmente cualquier recubrimiento de polímero adecuado (por ejemplo, una pintura, un laminado, una envoltura, o una tinta).
En algunos ejemplos, el material para extremos de latas se puede conformar en un producto para extremos de latas. En algunos ejemplos adicionales, se puede hacer una marca en el producto para extremos de latas tal que la marca defina un orificio marcado que se puede abrir. El orificio marcado se puede abrir para formar una abertura en el extremo de la lata. Como se describe en el presente documento, el orificio marcado del producto para extremos de latas está desprovisto de partes difuminadas visibles de la capa de película de polímero después de que se abre el orificio.
El producto de material para extremos de latas descrito anteriormente proporciona beneficios inesperados en comparación con otros productos de material para extremos de latas debido, al menos en parte, al uso del promotor de la adhesión. El uso de un promotor de la adhesión cuando se prepara una tira metálica de aleación de aluminio laminada (es decir, una tira de metal) proporciona, por ejemplo, un comportamiento frente al difuminado mejorado. Sin limitarse por la teoría, en algunos ejemplos, el promotor de la adhesión puede humedecer la tira de metal (es decir, entrar en contacto completa y uniformemente la tira de metal). En algunos ejemplos adicionales, el promotor de la adhesión aplicado a la tira de metal se puede unir con el recubrimiento de polímero. En algunos casos, el promotor de la adhesión puede mejorar la adhesión de una película a una tira de metal más allá de los límites aceptados por la industria.
El uso combinado de una capa de conversión y un promotor de la adhesión cuando se prepara una tira de metal laminada puede proporcionar beneficios inesperados, que incluyen un mejor comportamiento frente al comportamiento frente al difuminado. En algunos ejemplos, el promotor de la adhesión puede humedecer la capa de conversión y se puede unir con el recubrimiento de polímero para promover adicionalmente la adhesión. Por ejemplo, el promotor de la adhesión puede funcionar de manera similar a un imprimador. Como tal, la unión del recubrimiento de polímero a la capa de conversión se puede reforzar por el promotor de la adhesión.
En ciertos aspectos, el mejor comportamiento frente al comportamiento frente al difuminado reduce o elimina la deslaminación de una película adherida a una tira de metal. En algunos ejemplos no limitantes, una película laminada en un producto de CES como se describe en el presente documento puede deslaminarse de, por ejemplo, un extremo de una lata cuando se abre la lata. En algunos aspectos, la apertura de una lata incluye el rasgado prescrito de la película para crear la abertura. El rasgado prescrito puede dar como resultado el difuminado como se describió anteriormente. En algunos casos, cuando se produce difuminado, el agua (por ejemplo, de un líquido almacenado en la lata, o vapor de agua del líquido almacenado en la lata) se puede propagar entre la película y la tira de metal. El ingreso de agua entre la película y la tira de metal puede romper los enlaces adhesivos formados durante el proceso de laminación descrito anteriormente, liberando la película de la tira de metal (deslaminando, por ejemplo, la película). Por consiguiente, una mejor respuesta al difuminado, como se describió anteriormente, puede eliminar la deslaminación provocada por el ingreso de agua entre la película y la tira de metal.
En algunos ejemplos no limitantes, la respuesta al difuminado se puede mejorar lo suficiente para eliminar la deslaminación mediante la optimización del peso de recubrimiento del promotor de la adhesión sobre la tira de metal. Por ejemplo, el peso de recubrimiento depositado al aplicar a la tira de metal el promotor de la adhesión a partir de una solución acuosa que contiene de aproximadamente 0,08% en peso a aproximadamente 0,45% en peso (por ejemplo, de aproximadamente 0,2% en peso a aproximadamente 0,32% en peso, de aproximadamente 0,1% en peso a aproximadamente 0,44% en peso, de aproximadamente 0,11% en peso a aproximadamente 0,43% en peso, de aproximadamente 0,12% en peso a aproximadamente 0,42% en peso, de aproximadamente 0,13% en peso a aproximadamente 0,41% en peso, de aproximadamente 0,14% en peso a aproximadamente 0,4% en peso, de aproximadamente 0,15% en peso a aproximadamente 0,39% en peso, de aproximadamente 0,16% en peso a aproximadamente 0,38% en peso, de aproximadamente 0,17% en peso a aproximadamente 0,37% en peso, de aproximadamente 0,18% en peso a aproximadamente 0,36% en peso, de aproximadamente 0,19% en peso a aproximadamente 0,35% en peso, de aproximadamente 0,2% en peso a aproximadamente 0,34% en peso, de aproximadamente 0,21% en peso a aproximadamente 0,33% en peso, de aproximadamente 0,22% en peso a aproximadamente 0,32% en peso, de aproximadamente 0,23% en peso a aproximadamente 0,31% en peso, de aproximadamente 0,24% en peso a aproximadamente 0,3% en peso, de aproximadamente 0,25% en peso a aproximadamente 0,29% en peso, o de aproximadamente 0,26% en peso a aproximadamente 0,28% en peso). El promotor de la adhesión puede eliminar la deslaminación por ingreso de agua y, por consiguiente, puede proporcionar una adhesión óptima de la película sobre la tira de metal. Por ejemplo, la deslaminación se puede eliminar al aplicar a la tira de metal el promotor de la adhesión desde una solución acuosa que contiene el promotor de la adhesión en una cantidad de aproximadamente 0,08% en peso, aproximadamente 0,09% en peso, aproximadamente 0,1% en peso, aproximadamente 0,11% en peso, aproximadamente 0,12% en peso, aproximadamente 0,13% en peso, aproximadamente 0,14% en peso, aproximadamente 0,15% en peso, aproximadamente 0,16% en peso aproximadamente 0,17% en peso, aproximadamente 0,18% en peso, aproximadamente 0,19% en peso aproximadamente 0,2% en peso, aproximadamente 0,21% en peso, aproximadamente 0,22% en peso aproximadamente 0,23% en peso, aproximadamente 0,24% en peso, aproximadamente 0,25% en peso, aproximadamente 0,26% en peso, aproximadamente 0,27% en peso, aproximadamente 0,28% en peso, aproximadamente 0,29% en peso, aproximadamente 0,3% en peso, aproximadamente 0,31% en peso, aproximadamente 0,32% en peso, aproximadamente 0,33% en peso, aproximadamente 0,34% en peso, aproximadamente 0,35% en peso, aproximadamente 0,36% en peso, aproximadamente 0,37% en peso, aproximadamente 0,38% en peso, aproximadamente 0,39% en peso, aproximadamente 0,4% en peso, aproximadamente 0,41% en peso, aproximadamente 0,42% en peso, aproximadamente 0,43% en peso, aproximadamente 0,44% en peso, o aproximadamente 0,45% en peso.
En ejemplos adicionales, de manera sorprendente, se puede utilizar un mayor peso de recubrimiento del promotor de la adhesión cuando la película se expone al agua (por ejemplo, agua de grifo, agua destilada, agua desmineralizada, o agua desionizada) durante un período de tiempo a una temperatura deseada antes de abrir la lata. El período de tiempo y la temperatura deseada son proporcionales entre sí (por ejemplo, una temperatura más alta y un tiempo más corto pueden proporcionar que se elimine la deslaminación). En algunos casos, el promotor de la adhesión se puede aplicar a una tira de metal desde una solución acuosa que contiene 0,28% en peso a aproximadamente 0,45% en peso (por ejemplo, de aproximadamente 0,29% en peso a aproximadamente 0,44% en peso, de aproximadamente 0,3% en peso a aproximadamente 0,43% en peso, de aproximadamente 0,31% en peso a aproximadamente 0,42% en peso, de aproximadamente 0,32% en peso a aproximadamente 0,41% en peso, de aproximadamente 0,33% en peso a aproximadamente 0,4% en peso, de aproximadamente 0,34% en peso a aproximadamente 0,39% en peso, de aproximadamente 0,35% en peso a aproximadamente 0,38% en peso, o de aproximadamente 0,36% en peso a aproximadamente 0,37% en peso) del promotor de la adhesión. Por ejemplo, el promotor de la adhesión se puede aplicar a una tira de metal desde una solución acuosa que contiene el promotor de la adhesión en una cantidad de 0,28% en peso, 0,29% en peso, 0,3% en peso, 0,31% en peso, 0,32% en peso, 0,33% en peso, 0,34% en peso, 0,35% en peso, 0,36% en peso, 0,37% en peso, 0,38% en peso, 0,39% en peso, 0,4% en peso, 0,41% en peso, 0,42% en peso, 0,43% en peso, 0,44% en peso, o 0,45% en peso.
Por ejemplo, aplicar el promotor de la adhesión desde una solución acuosa que contiene de aproximadamente 0,28% en peso a aproximadamente 0,45% en peso del promotor de la adhesión puede eliminar la deslaminación por entrada de agua después de la exposición al agua durante aproximadamente 24 horas a aproximadamente 120 horas a aproximadamente 8 °C, aproximadamente 24 horas a aproximadamente 120 horas a temperatura ambiente, aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 60 minutos a aproximadamente 60 °C, aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 60 minutos a 80 °C, o aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 60 minutos a 100 °C.
Por consiguiente, cuando la temperatura de almacenamiento es de aproximadamente 5 °C a aproximadamente 30 °C (por ejemplo, de aproximadamente 6 °C a aproximadamente 29 °C, de aproximadamente 7 °C a aproximadamente 28 °C, de aproximadamente 8 °C a aproximadamente 27 °C, de aproximadamente 9 °C a aproximadamente 26 °C, de aproximadamente 10 °C a aproximadamente 25 °C, de aproximadamente 11 °C a aproximadamente 24 °C, de aproximadamente 12 °C a aproximadamente 23 °C, de aproximadamente 13 °C a aproximadamente 22 °C, de aproximadamente 14 °C a aproximadamente 21 °C, de aproximadamente 15 °C a aproximadamente 20 °C, de aproximadamente 16 °C a aproximadamente 19 °C, o de aproximadamente 17 °C a aproximadamente 18 °C), almacenar una lata llena de un medio acuoso durante aproximadamente 24 horas a aproximadamente 120 horas (por ejemplo, de aproximadamente 25 horas a aproximadamente 119 horas, de aproximadamente 26 horas a aproximadamente 118 horas, de aproximadamente 27 horas a aproximadamente 117 horas, de aproximadamente 28 horas a aproximadamente 116 horas, de aproximadamente 29 horas a aproximadamente 115 horas, de aproximadamente 30 horas a aproximadamente 114 horas, de aproximadamente 31 horas a aproximadamente 113 horas, de aproximadamente 32 horas a aproximadamente 112 horas, de aproximadamente 33 horas a aproximadamente 111 horas, de aproximadamente 34 horas a aproximadamente 110 horas, de aproximadamente 35 horas a aproximadamente 109 horas, de aproximadamente 36 horas a aproximadamente 108 horas, de aproximadamente 37 horas a aproximadamente 107 horas, de aproximadamente 38 horas a aproximadamente 106 horas, de aproximadamente 39 horas a aproximadamente 105 horas, de aproximadamente 40 horas a aproximadamente 104 horas, de aproximadamente 41 horas a aproximadamente 103 horas, de aproximadamente 42 horas a aproximadamente 102 horas, de aproximadamente 41 horas a aproximadamente 101 horas, de aproximadamente 42 horas a aproximadamente 100 horas, de aproximadamente 43 horas a aproximadamente 99 horas, de aproximadamente 44 horas a aproximadamente 98 horas, de aproximadamente 45 horas a aproximadamente 97 horas, de aproximadamente 46 horas a aproximadamente 96 horas, de aproximadamente 47 horas a aproximadamente 95 horas, de aproximadamente 48 horas a aproximadamente 94 horas, de aproximadamente 49 horas a aproximadamente 93 horas, de aproximadamente 50 horas a aproximadamente 92 horas, de aproximadamente 51 horas a aproximadamente 91 horas, de aproximadamente 52 horas a aproximadamente 90 horas, de aproximadamente 53 horas a aproximadamente 89 horas, de aproximadamente 54 horas a aproximadamente 88 horas, de aproximadamente 55 horas a aproximadamente 87 horas, de aproximadamente 56 horas a aproximadamente 86 horas, de aproximadamente 57 horas a aproximadamente 85 horas, de aproximadamente 58 horas a aproximadamente 86 horas, de aproximadamente 59 horas a aproximadamente 85 horas, de aproximadamente 60 horas a aproximadamente 84 horas, de aproximadamente 61 horas a aproximadamente 83 horas, de aproximadamente 62 horas a aproximadamente 82 horas, de aproximadamente 63 horas a aproximadamente 81 horas, de aproximadamente 64 horas a aproximadamente 80 horas, de aproximadamente 65 horas a aproximadamente 79 horas, de aproximadamente 66 horas a aproximadamente 78 horas, de aproximadamente 67 horas a aproximadamente 77 horas, de aproximadamente 68 horas a aproximadamente 76 horas, de aproximadamente 69 horas a aproximadamente 75 horas, de aproximadamente 70 horas a aproximadamente 74 horas, o de aproximadamente 71 horas a aproximadamente 73 horas) puede eliminar la deslaminación por ingreso de agua entre la película y el metal después de la abertura. Por ejemplo, la temperatura de almacenamiento puede ser de aproximadamente 5 °C, 6 °C, 7 °C, 8 °C, 9 °C, 10 °C, 11 °C, 12 °C, 13 °C, 14 °C, 15 °C, 16 °C, 17 °C, 18 °C, 19 °C, 20 °C, 21 °C, 22 °C, 23 °C, 24 °C, 25 °C, 26 °C, 27 °C, 28 °C, 29 °C o 30 °C. Adicionalmente, por ejemplo, la lata llena con un medio acuoso se puede almacenar a la temperatura de almacenamiento durante aproximadamente 24 horas, 25 horas, 26 horas, 27 horas, 28 horas, 29 horas, 30 horas, 31 horas, 32 horas, 33 horas, 34 horas, 35 horas, 36 horas, 37 horas, 38 horas, 39 horas, 40 horas, 41 horas, 42 horas, 43 horas, 44 horas, 45 horas, 46 horas, 47 horas, 48 horas, 49 horas, 50 horas, 51 horas, 52 horas, 53 horas, 54 horas, 55 horas, 56 horas, 57 horas, 58 horas, 59 horas, 60 horas, 61 horas, 62 horas, 63 horas, 64 horas, 65 horas, 66 horas, 67 horas, 68 horas, 69 horas, 70 horas, 71 horas, 72 horas, 73 horas, 74 horas, 75 horas, 76 horas, 77 horas, 78 horas, 79 horas, 80 horas, 81 horas, 82 horas, 83 horas, 84 horas, 85 horas, 86 horas, 87 horas, 88 horas, 89 horas, 90 horas, 91 horas, 92 horas, 93 horas, 94 horas, 95 horas, 96 horas, 97 horas, 98 horas, 99 horas, 100 horas, 101 horas, 102 horas, 103 horas, 104 horas, 105 horas, 106 horas, 107 horas, 108 horas, 109 horas, 110 horas, 111 horas, 112 horas, 113 horas, 114 horas, 115 horas, 116 horas, 117 horas, 118 horas, 119 horas o 120 horas.
En algunos casos, cuando la temperatura de almacenamiento, o en algunos aspectos la temperatura de tratamiento térmico, es de aproximadamente 60 °C, almacenar una lata llena de un medio acuoso durante aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 60 minutos (por ejemplo, de aproximadamente 31 minutos a aproximadamente 59 minutos, de aproximadamente 32 minutos a aproximadamente 58 minutos, de aproximadamente 33 minutos a aproximadamente 57 minutos, de aproximadamente 34 minutos a aproximadamente 56 minutos, de aproximadamente 35 minutos a aproximadamente 55 minutos, de aproximadamente 36 minutos a aproximadamente 54 minutos, de aproximadamente 37 minutos a aproximadamente 53 minutos, de aproximadamente 38 minutos a aproximadamente 52 minutos, de aproximadamente 39 minutos a aproximadamente 51 minutos, de aproximadamente 40 minutos a aproximadamente 50 minutos, de aproximadamente 41 minutos a aproximadamente 49 minutos, de aproximadamente 42 minutos a aproximadamente 48 minutos, de aproximadamente 43 minutos a aproximadamente 47 minutos, o de aproximadamente 44 minutos a aproximadamente 46 minutos) puede eliminar la deslaminación del ingreso de agua entre la película y el metal después de la abertura. Por ejemplo, la lata llena con un medio acuoso se puede almacenar a aproximadamente 60 °C durante aproximadamente 30 minutos, 31 minutos, 32 minutos, 33 minutos, 34 minutos, 35 minutos, 36 minutos, 37 minutos, 38 minutos, 39 minutos, 40 minutos, 41 minutos, 42 minutos, 43 minutos, 44 minutos, 45 minutos, 46 minutos, 47 minutos, 48 minutos, 49 minutos, 50 minutos, 51 minutos, 52 minutos, 53 minutos, 54 minutos, 55 minutos, 56 minutos, 57 minutos, 58 minutos, 59 minutos o 60 minutos.
En algunos casos adicionales, cuando la temperatura de almacenamiento y/o la temperatura de tratamiento térmico es de aproximadamente 80 °C, almacenar una lata llena con un medio acuoso durante aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 60 minutos (por ejemplo, de aproximadamente 16 minutos a aproximadamente 59 minutos, de aproximadamente 17 minutos a aproximadamente 58 minutos, de aproximadamente 18 minutos a aproximadamente 57 minutos, de aproximadamente 19 minutos a aproximadamente 56 minutos, de aproximadamente 20 minutos a aproximadamente 55 minutos, de aproximadamente 21 minutos a aproximadamente 54 minutos, de aproximadamente 22 minutos a aproximadamente 53 minutos, de aproximadamente 23 minutos a aproximadamente 52 minutos, de aproximadamente 24 minutos a aproximadamente 51 minutos, de aproximadamente 25 minutos a aproximadamente 50 minutos, de aproximadamente 26 minutos a aproximadamente 49 minutos, de aproximadamente 27 minutos a aproximadamente 48 minutos, de aproximadamente 28 minutos a aproximadamente 47 minutos, de aproximadamente 29 minutos a aproximadamente 46 minutos, de aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 45 minutos, de aproximadamente 31 minutos a aproximadamente 44 minutos, de aproximadamente 32 minutos a aproximadamente 43 minutos, de aproximadamente 33 minutos a aproximadamente 42 minutos, de aproximadamente 34 minutos a aproximadamente 41 minutos, de aproximadamente 35 minutos a aproximadamente 40 minutos, de aproximadamente 36 minutos a aproximadamente 39 minutos, o de aproximadamente 37 minutos a aproximadamente 38 minutos) puede eliminar la deslaminación del ingreso de agua entre la película y el metal después de la abertura. Por ejemplo, la lata llena con un medio acuoso se puede almacenar a aproximadamente 80 °C durante aproximadamente 15 minutos, 16 minutos, 17 minutos, 18 minutos, 19 minutos, 20 minutos, 21 minutos, 22 minutos, 23 minutos, 24 minutos, 25 minutos, 26 minutos, 27 minutos, 28 minutos, 29 minutos, 30 minutos, 31 minutos, 32 minutos, 33 minutos, 34 minutos, 35 minutos, 36 minutos, 37 minutos, 38 minutos, 39 minutos, 40 minutos, 41 minutos, 42 minutos, 43 minutos, 44 minutos, 45 minutos, 46 minutos, 47 minutos, 48 minutos, 49 minutos, 50 minutos, 51 minutos, 52 minutos, 53 minutos, 54 minutos, 55 minutos, 56 minutos, 57 minutos, 58 minutos, 59 minutos o 60 minutos.
En algunos casos, cuando la temperatura de almacenamiento y/o la temperatura de tratamiento térmico es de aproximadamente 100 °C, almacenar una lata llena con un medio acuoso durante aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 60 minutos (por ejemplo, de aproximadamente 6 minutos a aproximadamente 59 minutos, de aproximadamente 7 minutos a aproximadamente 58 minutos, de aproximadamente 8 minutos a aproximadamente 57 minutos, de aproximadamente 9 minutos a aproximadamente 56 minutos, de aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 55 minutos, de aproximadamente 11 minutos a aproximadamente 54 minutos, de aproximadamente 12 minutos a aproximadamente 53 minutos, de aproximadamente 13 minutos a aproximadamente 52 minutos, de aproximadamente 14 minutos a aproximadamente 51 minutos, de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 50 minutos, de aproximadamente 16 minutos a aproximadamente 49 minutos, de aproximadamente 17 minutos a aproximadamente 48 minutos, de aproximadamente 18 minutos a aproximadamente 47 minutos, de aproximadamente 19 minutos a aproximadamente 46 minutos, de aproximadamente 20 minutos a aproximadamente 45 minutos, de aproximadamente 21 minutos a aproximadamente 44 minutos, de aproximadamente 22 minutos a aproximadamente 43 minutos, de aproximadamente 23 minutos a aproximadamente 42 minutos, de aproximadamente 24 minutos a aproximadamente 41 minutos, de aproximadamente 25 minutos a aproximadamente 40 minutos, de aproximadamente 26 minutos a aproximadamente 39 minutos, de aproximadamente 27 minutos a aproximadamente 38 minutos, de aproximadamente 28 minutos a aproximadamente 37 minutos, de aproximadamente 29 minutos a aproximadamente 36 minutos, de aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 35 minutos, de aproximadamente 31 minutos a aproximadamente 34 minutos, o de aproximadamente 32 minutos a aproximadamente 33 minutos) puede eliminar la deslaminación por ingreso de agua entre la película y el metal después de la abertura. Por ejemplo, la lata llena con un medio acuoso se puede almacenar a aproximadamente 100 °C durante aproximadamente 5 minutos, 6 minutos, 7 minutos, 8 minutos, 9 minutos, 10 minutos, 11 minutos, 12 minutos, 13 minutos, 14 minutos, 15 minutos, 16 minutos, 17 minutos, 18 minutos, 19 minutos, 20 minutos, 21 minutos, 22 minutos, 23 minutos, 24 minutos, 25 minutos, 26 minutos, 27 minutos, 28 minutos, 29 minutos, 30 minutos, 31 minutos, 32 minutos, 33 minutos, 34 minutos, 35 minutos, 36 minutos, 37 minutos, 38 minutos, 39 minutos, 40 minutos, 41 minutos, 42 minutos, 43 minutos, 44 minutos, 45 minutos, 46 minutos, 47 minutos, 48 minutos, 49 minutos, 50 minutos, 51 minutos, 52 minutos, 53 minutos, 54 minutos, 55 minutos, 56 minutos, 57 minutos, 58 minutos, 59 minutos o 60 minutos.
Proceso de fabricación
El producto de CES laminado descrito (por ejemplo, una tira de metal laminada) se puede producir utilizando un proceso como se define en la reivindicación 1 y las reivindicaciones dependientes de la misma. El proceso se puede realizar en uno o más lados de una tira de metal para dar por resultado una tira de metal que se lamina ventajosamente sobre uno o más lados. Como se describe en el presente documento, en algunos casos, el producto metálico puede incluir un lado que da hacia el producto que se lamina utilizando el proceso descrito en el presente documento y un lado que da hacia el consumidor que se laca utilizando técnicas de lacado estándar. El proceso incluye las etapas de (1) limpiar la tira de metal antes del recubrimiento, (2) pretratar la tira de metal con una capa de conversión, (3) aplicar un promotor de la adhesión a la tira de metal, y (4) laminar la tira de metal. Estas etapas se describen adicionalmente más adelante.
El proceso puede incluir limpiar la tira de metal antes del recubrimiento. En algunos casos, la tira de metal se limpia con un tratamiento con un ácido. Por ejemplo, el proceso de limpieza puede incluir un tratamiento con un ácido que comprende ácido sulfúrico (H2SO4), ácido fluorhídrico (HF), ácido fosfórico (H3PO4), ácido nítrico (HNO3), ácido clorhídrico (HCl), ácido bromhídrico (HBr), ácido perclórico (HCO4), ácido yodhídrico (HI), ácido bórico (H3BO3) y/o cualquier combinación de los mismos. En algunos casos, la tira de metal se limpia con un tratamiento alcalino (es decir, una base). Por ejemplo, el proceso de limpieza puede incluir un tratamiento alcalino que comprende hidróxido de sodio (NaOH), hidróxido de potasio (KOH), hidróxido de calcio (Ca(OH)2) o cualquier combinación de los mismos. En algunos casos, la tira de metal se limpia con un tratamiento con un compuesto orgánico alcalino (es decir, una base orgánica). Por ejemplo, el proceso de limpieza puede incluir un tratamiento con una base orgánica que comprende terc-butóxido de bario (CsH18BaO2), hidróxido de colina (C5H15NO2), dietilamina ((C2Hs)2NH), dimetilamina ((CH3)2NH), etilamina (C2H5NH2), metilamina (CH3NH2), piperidina (C5H11N) y/o una combinación de los mismos. Este tratamiento de limpieza puede reducir y/o eliminar cualquier capa de hidróxido u óxido de aluminio en la superficie de la tira de aleación de aluminio.
El proceso incluye pretratar la tira de metal con una capa de conversión. En algunos casos, esta capa de conversión puede incluir compuestos de cromo trivalente (Cr(III)) y fosfatos. En algunos casos, esta capa de conversión puede incluir compuestos de titanio y circonio (Ti-Zr). Esta capa de conversión puede proporcionar una mejor adhesión, un bajo enrojecimiento después de la pasteurización y un buen comportamiento frente a la corrosión en un ensayo con un ácido (por ejemplo, un ensayo con ácido acético o un ensayo con ácido cítrico). En algunos casos, la tira de metal puede incluir una o más capas de conversión opcionales ubicadas en un lado que da hacia el interior (por ejemplo, el lado del producto) y/o un lado que da hacia el exterior (por ejemplo, el lado del consumidor).
El proceso incluye además aplicar un promotor de la adhesión a la tira de metal. El promotor de la adhesión puede proporcionar una mejor adhesión en etapas de recubrimiento posteriores opcionales. Los promotores de la adhesión adecuados para uso en este proceso se describieron anteriormente. El promotor de la adhesión se puede aplicar por recubrimiento por inmersión, recubrimiento con barra, recubrimiento con rodillo, recubrimiento por centrifugado, recubrimiento por pulverización, recubrimiento de pantalla, recubrimiento por goteo, o cualquier otra técnica de recubrimiento adecuada. La tira de metal se pretrata con una capa de conversión se recubre adicionalmente con el promotor de la adhesión como se describió anteriormente.
El ensayo y experimentación de varias medidas tomadas para promover la adhesión de lacas (es decir, recubrimientos líquidos) a tiras metálicas de aleación de aluminio han mostrado que tales medidas no son adecuadas o efectivas en la reducción del difuminado asociado con películas de polímero laminadas sobre tiras metálicas de aleación de aluminio. Se ha encontrado que las películas de polímero requieren diferentes medidas de recubrimiento y adhesión para controlar el difuminado. Sorprendentemente, se ha encontrado que potenciar la adhesión más allá de un nivel aprobado por ensayos de adhesión estándar comunes tiene un efecto sustancial en el difuminado. Las técnicas adecuadas para producir un material laminado para extremos de latas que tiene un bajo difuminado pueden incluir aplicar un promotor de la adhesión de un copolímero a una tira de metal, en donde el copolímero promueve la adhesión de la película de polímero que se va a laminar sobre la tira de metal. Opcionalmente, el promotor de la adhesión permite que la película de polímero se aplique a una temperatura reducida. La aplicación de la película de polímero a una temperatura reducida permite que la película de polímero permanezca cristalina. Una película de polímero cristalina puede ser resistente al difuminado.
El proceso incluye además una etapa de laminación de la tira de metal recubierta con el promotor de la adhesión y opcionalmente pretratada con la capa de conversión. La etapa de laminación puede incluir calentar una película de polímero a una temperatura tal que la película de polímero sea suave y pegajosa, aplicar la película de polímero calentada a al menos un lado que da hacia el interior de la tira, y calentar la tira de metal y la película de polímero combinadas, opcionalmente a una temperatura de recocido tal que la película de polímero pueda ser al menos parcialmente viscosa y pueda humedecer el lado de la tira. En algunos ejemplos, la película de polímero puede incluir poliésteres, resinas epoxis, poliuretanos, polivinilos, poliacrílicos, poliamidas, poliolefinas y/o siliconas.
En algunos casos, la película de polímero laminada a la tira de metal puede ser un polímero biaxialmente orientado, tal como una película de poli(tereftalato de etileno) (PET) de una línea de producción continua. La película de polímero puede comprender sólo un componente principal (por ejemplo, una capa de PET), o puede comprender un componente principal y uno o más componentes complementarios (por ejemplo, capas adhesivas). La película de polímero se puede volver amorfa durante un proceso de calentamiento o recocido. Una película de polímero amorfo puede tener una baja resistencia al difuminado que indica la necesidad de un procesamiento opcional para reducir el difuminado.
En algunos casos, la tira de metal y la película de polímero se pueden calentar a una temperatura de recocido tal que la película de polímero pueda ser al menos parcialmente viscosa y humedecer el lado de la tira de metal, lo que puede mejorar la adhesión de película lo suficiente para proporcionar un mayor desempeño. Durante el recocido a temperaturas por encima de la temperatura de fusión de la película, se permite que la película fluya hacia la topografía de la tira de metal (es decir, humedece la tira de metal), incluyendo la o las capas de conversión y los promotores de la adhesión, mejorando de esta manera la adhesión entre la tira de metal y la película a través de unión mecánica, fuerzas de van der Waals, interacciones polar-polar, o cualquier mecanismo adecuado iniciado por contacto íntimo entre la tira de metal, la capa de conversión y/o la capa de promotor de la adhesión y la película de polímero que se va a laminar en la tira de metal.
En algunos casos, una tira de metal se puede laminar en dos lados. En otros casos, una tira de metal se puede laminar en un lado y lacar en un lado opuesto. Por ejemplo, una tira de metal se puede laminar en un lado que da hacia el interior y se puede lacar en un lado que da hacia el exterior, aunque se pueden utilizar otras configuraciones. Esta tira de metal híbrida laminada/lacada puede proporcionar un mejor desempeño funcional en el interior del material para extremos de latas a través del uso de la película de polímero en tanto que mantiene un alta funcionalidad cosmética en el exterior del material para extremos de latas a través del uso de una laca, que puede no ser propensa a enrojecer, tal como durante la pasteurización. En algunos casos, la película de polímero puede incluir aditivos que proporcionan una ligera coloración a la película que no cambia durante el procesamiento posterior.
En algunos casos, la tira de metal laminada se pasa directamente desde un proceso de laminación hacia un proceso de recocido (por ejemplo, hacia un horno de recocido). En algunos casos, la tira de metal laminada se pasa directamente desde un proceso de laminación hacia un sistema de aplicación de laca y a continuación hacia un proceso de recocido (por ejemplo, hacia un horno de recocido). En algunos casos, el recocido no se realiza.
A través de ensayos y experimentación, se ha encontrado que las películas de polímero pueden proporcionar un mejor comportamiento frente al comportamiento frente al difuminado cuando se puede controlar la adhesión entre la película y la tira de metal. La adhesión se puede controlar controlando la temperatura de recocido (por ejemplo, temperaturas de recocido más altas pueden conducir a una mejor adhesión, hasta cierto punto), las propiedades del sustrato (por ejemplo, texturas, energía superficial y química), y la química de la película. En algunos casos, la aplicación controlada de promotores de la adhesión, tales como un copolímero de ácido vinilfosfónico y ácido acrílico, sobre una capa de conversión de una tira de metal puede mejorar el rendimiento de adhesión y, por consiguiente, proporcionar un mejor comportamiento frente al difuminado.
En algunos ejemplos, un promotor de la adhesión puede mejorar el comportamiento frente al difuminado en aleaciones de aluminio laminadas de la serie 1xxx, aleaciones de aluminio de la serie 2xxx, aleaciones de aluminio laminadas de la serie 3xxx, aleaciones de aluminio de la serie 4xxx, aleaciones de aluminio de la serie 5xxx, aleaciones de aluminio de la serie 6xxx, aleaciones de aluminio de la serie 7xxx y aleaciones de aluminio de la serie 8xxx.
Opcionalmente, la aleación de aluminio que se describe en el presente documento puede ser una aleación de aluminio de la serie 1xxx de acuerdo con una de las siguientes designaciones de aleaciones de aluminio: AA1100, AA1100A, AA1200, AA1200A, AA1300, AA1110, AA1120, AA1230, AA1230A, AA1235, AA1435, AA1145, AA1345, AA1445, AA1150, AA1350, AA1350A, AA1450, AA1370, AA1275, AA1185, AA1285, AA1385, AA1188, AA1190, AA1290, AA1193, AA1198 o AA1199.
Opcionalmente, la aleación de aluminio que se describe en el presente documento puede ser una aleación de aluminio de la serie 2xxx de acuerdo con una de las siguientes designaciones de aleaciones de aluminio: AA2001, A2002, AA2004, AA2005, AA2006, AA2007, AA2007A, AA2007B, AA2008, AA2009, AA2010, AA2011, AA2011A, AA2111, AA2111A, AA2111B, AA2012, AA2013, AA2014, AA2014A, AA2214, AA2015, AA2016, AA2017, AA2017A, AA2117, AA2018, AA2218, AA2618, AA2618A, AA2219, AA2319, AA2419, AA2519, AA2021, AA2022, AA2023, AA2024, AA2024A, AA2124, AA2224, AA2224A, AA2324, AA2424, AA2524, AA2624, AA2724, AA2824, AA2025, AA2026, AA2027, AA2028, AA2028A, AA2028B, AA2028C, AA2029, AA2030, AA2031, AA2032, AA2034, AA2036, AA2037, AA2038, AA2039, AA2139, AA2040, AA2041, AA2044, AA2045, AA2050, AA2055, AA2056, AA2060, AA2065, AA2070, AA2076, AA2090, AA2091, AA2094, AA2095, AA2195, AA2295, AA2196, AA2296, AA2097, AA2197, AA2297, AA2397, AA2098, AA2198, AA2099 o AA2199.
Opcionalmente, la aleación de aluminio que se describe en el presente documento puede ser una aleación de aluminio de la serie 3xxx de acuerdo con una de las siguientes designaciones de aleaciones de aluminio: AA3002, AA3102, AA3003, AA3103, AA3103A, AA3103B, AA3203, AA3403, AA3004, AA3004A, AA3104, AA3204, AA3304, AA3005, AA3005A, AA3105, AA3105A, AA3105B, AA3007, AA3107, AA3207, AA3207A, AA3307, AA3009, AA3010, AA3110, AA3011, AA3012, AA3012A, AA3013, AA3014, AA3015, AA3016, AA3017, AA3019, AA3020, AA3021, AA3025, AA3026, AA3030, AA3130 o AA3065.
Opcionalmente, la aleación de aluminio que se describe en el presente documento puede ser una aleación de aluminio de la serie 4xxx de acuerdo con una de las siguientes designaciones de aleaciones de aluminio: AA4004, AA4104, AA4006, AA4007, AA4008, AA4009, AA4010, AA4013, AA4014, AA4015, AA4015A, AA4115, AA4016, AA4017, AA4018, AA4019, AA4020, AA4021, AA4026, AA4032, AA4043, AA4043A, AA4143, AA4343, AA4643, AA4943, AA4044, AA4045, AA4145, AA4145A, AA4046, AA4047, AA4047A o AA4147.
Opcionalmente, la aleación de aluminio que se describe en el presente documento puede ser una aleación de aluminio de la serie 5xxx de acuerdo con una de las siguientes designaciones de aleaciones de aluminio: AA5005, AA5005A, AA5205, AA5305, AA5505, AA5605, AA5006, AA5106, AA5010, AA5110, AA5110A, AA5210, AA5310, AA5016, AA5017, AA5018, AA5018A, AA5019, AA5019A, AA5119, AA5119A, AA5021, AA5022, AA5023, AA5024, AA5026, AA5027, AA5028, AA5040, AA5140, AA5041, AA5042, AA5043, AA5049, AA5149, AA5249, AA5349, AA5449, AA5449A, AA5050, AA5050A, AA5050C, AA5150, AA5051, AA5051A, AA5151, AA5251, AA5251A, AA5351, AA5451, AA5052, AA5252, AA5352, AA5154, AA5154A, AA5154B, AA5154C, AA5254, AA5354, AA5454, AA5554, AA5654, AA5654A, AA5754, AA5854, AA5954, AA5056, AA5356, AA5356A, AA5456, AA5456A, AA5456B, AA5556, AA5556A, AA5556B, AA5556C, AA5257, AA5457, AA5557, AA5657, AA5058, AA5059, AA5070, AA5180, AA5180A, AA5082, AA5182, AA5083, AA5183, AA5183A, AA5283, AA5283A, AA5283B, AA5383, AA5483, AA5086, AA5186, AA5087, AA5187 o AA5088.
Opcionalmente, la aleación de aluminio que se describe en el presente documento puede ser una aleación de aluminio de la serie 6xxx de acuerdo con una de las siguientes designaciones de aleaciones de aluminio: AA6101, AA6101A, AA6101B, AA6201, AA6201A, AA6401, AA6501, AA6002, AA6003, AA6103, AA6005, AA6005A, AA6005B, AA6005C, AA6105, AA6205, AA6305, AA6006, AA6106, AA6206, AA6306, AA6008, AA6009, AA6010, AA6110, AA6110A, AA6011, AA6111, AA6012, AA6012A, AA6013, AA6113, AA6014, AA6015, AA6016, AA6016A, AA6116, AA6018, AA6019, AA6020, AA6021, AA6022, AA6023, AA6024, AA6025, AA6026, AA6027, AA6028, AA6031, AA6032, AA6033, AA6040, AA6041, AA6042, AA6043, AA6151, AA6351, AA6351A, AA6451, AA6951, AA6053, AA6055, AA6056, AA6156, AA6060, AA6160, AA6260, AA6360, AA6460, AA6460B, AA6560, AA6660, AA6061, AA6061A, AA6261, AA6361, AA6162, AA6262, AA6262A, AA6063, AA6063A, AA6463, AA6463A, AA6763, A6963, AA6064, AA6064A, AA6065, AA6066, AA6068, AA6069, AA6070, AA6081, AA6181, AA6181A, AA6082, AA6082A, AA6182, AA6091 o AA6092.
Opcionalmente, la aleación de aluminio como se describe en el presente documento puede ser una aleación de aluminio de la serie 7xxx de acuerdo con una de las siguientes designaciones de aleaciones de aluminio: AA7011, AA7019, AA7020, AA7021, AA7039, AA7072, AA7075, AA7085, AA7108, AA7108A, AA7015, AA7017, AA7018, AA7019A, AA7024, AA7025, AA7028, AA7030, AA7031, AA7033, AA7035, AA7035A, AA7046, AA7046A, AA7003, AA7004, AA7005, AA7009, AA7010, AA7011, AA7012, AA7014, AA7016, AA7116, AA7122, AA7023, AA7026, AA7029, AA7129, AA7229, AA7032, AA7033, AA7034, AA7036, AA7136, AA7037, AA7040, AA7140, AA7041, AA7049, AA7049A, AA7149, AA7249, AA7349, AA7449, AA7050, AA7050A, AA7150, AA7250, AA7055, AA7155, AA7255, AA7056, AA7060, AA7064, AA7065, AA7068, AA7168, AA7175, AA7475, AA7076, AA7178, AA7278, AA7278A, AA7081, AA7181, AA7185, AA7090, AA7093, AA7095 o AA7099.
Opcionalmente, la aleación de aluminio que se describe en el presente documento puede ser una aleación de aluminio de la serie 8xxx de acuerdo con una de las siguientes designaciones de aleaciones de aluminio: AA8005, AA8006, AA8007, AA8008, AA8010, AA8011, AA8011A, AA8111, AA8211, AA8112, AA8014, AA8015, AA8016, AA8017, AA8018, AA8019, AA8021, AA8021A, AA8021B, AA8022, AA8023, AA8024, AA8025, AA8026, AA8030, AA8130, AA8040, AA8050, AA8150, AA8076, AA8076A, AA8176, AA8077, AA8177, AA8079, AA8090, AA8091 o AA8093.
En algunos casos, los aspectos y características de la presente divulgación son especialmente útiles con aleaciones de aluminio de la serie 5xxx, tales como, por ejemplo, AA5182. En algunos casos, los aspectos y características de la presente descripción son especialmente útiles con aleaciones de aluminio de la serie 3xxx, tales como, por ejemplo, AA3104 (por ejemplo, un material de cuerpo de lata de aluminio), aunque se pueden utilizar otros tipos de aluminio u otros metales. En algunos ejemplos, la aleación de aluminio es una aleación monolítica. En algunos ejemplos, la aleación de aluminio es una aleación de aluminio chapada, que tiene una capa de núcleo y una o dos capas de chapado. En algunos casos, la capa núcleo puede ser diferente de una o ambas de las capas de chapado.
En tanto que los artículos de aleaciones de aluminio se describen a lo largo del texto, los métodos y artículos se aplican a cualquier metal. En algunos ejemplos, el artículo de metal es aluminio, una aleación de aluminio, magnesio, un material basado en magnesio, titanio, un material basado en titanio, cobre, un material basado en cobre, acero, un material basado en acero, bronce, un material basado en bronce, latón, un material basado en latón, un material compuesto, una lámina utilizada en materiales compuestos, o cualquier otro metal adecuado o combinación adecuada de materiales. El artículo puede incluir materiales monolíticos, así como materiales no monolíticos tales como materiales unidos por rodillo, materiales chapados, materiales compuestos o varios otros materiales. En algunos ejemplos, el artículo de metal es una bobina de metal, una tira de metal, una placa de metal, una lámina de metal, una palanquilla de metal, un lingote de metal o similares.
Un sistema de laminación ejemplo puede incluir un par de rodillos a través de los cuales puede pasar una tira de metal precalentada. La tira de metal precalentada se puede precalentar mediante un horno de precalentamiento. Como se trató anteriormente, la tira de metal precalentada puede incluir una o más capas de conversión y una o más capas de promotor de la adhesión de copolímero.
Cuando se hace pasar a través de los rodillos, una película de polímero se puede prensar contra la tira de metal precalentada para producir una tira de metal laminada. En algunos casos, un sistema de laminación individual puede incluir conjuntos adicionales de rodillos para aplicar una segunda película de polímero a un lado opuesto de la tira de metal precalentada a partir de la primera película de polímero.
Los métodos y productos descritos en el presente documento se pueden utilizar para preparar recipientes para bebidas y alimentos (por ejemplo, latas) o cualquier otra aplicación deseada. En algunos ejemplos, los métodos y productos se pueden utilizar para preparar cuerpos de latas para bebidas. En algunos ejemplos, los métodos y productos se pueden utilizar en aplicaciones arquitectónicas, en aplicaciones de construcción o cualquier otra aplicación adecuada.
Estos ejemplos ilustrativos se proporcionan para introducir al lector en la presente materia objeto general tratada en el presente documento y no se pretende que limiten el alcance de los conceptos descritos. Las siguientes secciones describen diversas características y ejemplos adicionales con referencia a los dibujos en los cuales números similares indican elementos similares, y las descripciones direccionales se utilizan para describir las realizaciones ilustrativas pero, como las realizaciones ilustrativas, no se deben utilizar para limitar la presente descripción. Los elementos incluidos en las ilustraciones del presente documento puede que no estén dibujados a escala.
La FIG. 1 es un diagrama esquemático de un sistema 100 para preparar el material para extremos de latas (CES) de acuerdo con ciertos aspectos de la presente divulgación. Una tira 102 de metal se pasa a través de un limpiador 112 de tiras que limpia la tira y elimina o reduce cualquier capa de óxido de metal (es decir, cualquier área superficial de la tira de metal que ha reaccionado con oxígeno en el aire para formar un óxido de metal en el área superficial) o de hidróxido de metal (es decir, cualquier área superficial de la tira de metal que ha reaccionado con la humedad en el aire para formar un hidróxido de metal sobre el área superficial) sobre la superficie de la tira 102 de metal. El limpiador 112 de tiras puede incluir un suministro de ácido (por ejemplo, ácido sulfúrico y/o ácido fluorhídrico) que se puede introducir en una o más superficies de la tira 102 de metal, tal como a través de boquillas de pulverización, inmersión, u otras técnicas. Después de pasar a través del limpiador 112 de tiras, la tira 102 de metal puede ser una tira 104 de metal limpia. La tira 104 de metal limpia puede contener cantidades bajas o nulas de óxidos o hidróxidos de metal sobre una o más superficies (por ejemplo, una superficie que se va a laminar). Las cantidades bajas de óxidos o hidróxidos de metal incluyen cualquier óxido o hidróxido de metal que pueda formar una capa de óxido o hidróxido de metal en la tira 104 de metal limpia después de la limpieza y antes de cualquier proceso posterior. Por ejemplo, la capa de óxido o hidróxido de metal puede tener menos de 5 nanómetros (nm) de espesor, menos de 4 nm de espesor, menos de 3 nm de espesor, menos de 2 nm de espesor, menos de 1 nm de espesor, o menos de 0,5 nm de espesor. En algunos ejemplos, los óxidos o hidróxidos de metal no están presentes sobre la superficie que se va a laminar.
La tira 104 de metal limpia puede pasar a través de un aplicador 114 de capas de conversión. El aplicador 114 de capas de conversión pretrata la tira de metal con una capa de conversión. En algunos casos, como se mencionó anteriormente, esta capa de conversión puede incluir compuestos de cromo trivalente (Cr(III)) y fosfatos. En algunos casos, esta capa de conversión puede incluir compuestos de titanio y circonio (Ti-Zr). En algunos ejemplos, la tira de metal se calienta a una temperatura de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 120 °C después de aplicar la capa de conversión. Por ejemplo, la tira de metal se puede calentar a aproximadamente 90 °C, aproximadamente 100 °C o aproximadamente 110 °C. Cualquier técnica adecuada para aplicar una capa de conversión puede ser utilizada por el aplicador 114 de capas de conversión, tal como aplicar soluciones de conversión (por ejemplo, mediante una boquilla de pulverización, inmersión, u otras técnicas) basándose en parámetros deseados (por ejemplo, durante el número de veces deseado, a temperaturas deseadas, a espesores deseados, y/o durante tiempos de secado deseados). La tira 104 de metal limpia que sale del aplicador 114 de capas de conversión es una tira de metal con una capa 106 de conversión.
La tira de metal con una capa 106 de conversión puede entrar en un aplicador 116 de promotor de la adhesión. El aplicador 116 de promotor de la adhesión aplica el promotor de la adhesión copolímero de ácido vinilfosfónico y ácido acrílico, a uno o más lados de la tira de metal con una capa 106 de conversión (por ejemplo, el aplicador 116 de promotor de la adhesión puede incluir cualquier equipo adecuado para introducir el promotor de la adhesión en una tira 102 de metal, tales como boquillas de pulverización, un equipo de inmersión, o similares). El aplicador 116 de promotor de la adhesión puede controlar cualquier parámetro adecuado para introducir el promotor de la adhesión a la tira de metal con una capa 106 de conversión, tal como las cantidades aplicadas, el tiempo de aplicación, el espesor de aplicación (por ejemplo, de aproximadamente 3,0 pm a aproximadamente 6,0 pm, por ejemplo, aproximadamente 4,57 pm), tiempo de secado (por ejemplo, hasta aproximadamente 30 segundos, por ejemplo, durante aproximadamente 20 segundos, utilizando cualquier método de secado adecuado, tal como secado por convección o secado a temperatura ambiente), la temperatura de aplicación u otros de tales parámetros. La tira de metal limpia con una capa 106 de conversión que sale del aplicador 116 del promotor de la adhesión es una tira de metal recubierta con un promotor 108 de la adhesión. En algunos casos, la tira de metal recubierta con el promotor 108 de la adhesión puede tener una capa de promotor de la adhesión sobre al menos una superficie de la tira de metal con una capa 106 de conversión. En ciertos ejemplos, toda la tira de metal con una capa 106 de conversión se recubre con el promotor de la adhesión. La tira de metal recubierta con el promotor 108 de la adhesión se seca antes de la laminación.
La tira de metal recubierta con el promotor 108 de la adhesión se hace pasar a un sistema de laminación 118. El sistema de laminación 118 puede ser cualquier sistema adecuado para laminar una película 126 de polímero a una tira 102 de metal. La tira de metal recubierta con el promotor 108 de la adhesión se hace pasar a través de un sistema de laminación 118 que aplica una película 126 de polímero a al menos un lado de la tira de metal recubierta con el promotor 108 de la adhesión (por ejemplo, un lado que tiene el promotor de la adhesión). En algunos casos, se puede aplicar una película de polímero a ambos lados de la tira de metal recubierta con el promotor 108 de la adhesión. En algunos ejemplos, la tira de metal se calienta a una temperatura de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 280 °C antes de aplicar la película de polímero (por ejemplo, de 205 °C a 275 °C, de 210 °C a 260 °C, de 215 °C a 280 °C, de 220 °C a 279 °C, de 225 °C a 275 °C, o de 230 °C a 280 °C). Por ejemplo, la tira de metal se puede calentar a aproximadamente 200 °C, aproximadamente 201 °C, aproximadamente 202 °C, aproximadamente 203 °C, aproximadamente 204 °C, aproximadamente 205 °C, aproximadamente 206 °C, aproximadamente 207 °C, aproximadamente 208 °C, aproximadamente 209 °C, aproximadamente 210 °C, aproximadamente 211 °C, aproximadamente 212 °C, aproximadamente 213 °C, aproximadamente 214 °C, aproximadamente 215 °C, aproximadamente 216 °C, aproximadamente 217 °C, aproximadamente 218 °C, aproximadamente 219 °C, aproximadamente 220 °C, aproximadamente 221 °C, aproximadamente 222 °C, aproximadamente 223 °C, aproximadamente 224 °C, aproximadamente 225 °C, aproximadamente 226 °C, aproximadamente 227 °C, aproximadamente 228 °C, aproximadamente 229 °C, aproximadamente 240 °C, aproximadamente 235 °C, o aproximadamente 254 °C. Por ejemplo, la tira de metal se puede calentar a aproximadamente 230 °C, aproximadamente 231 °C, aproximadamente 232 °C, aproximadamente 233 °C, aproximadamente 234 °C, aproximadamente 235 °C, aproximadamente 236 °C, aproximadamente 237 °C, aproximadamente 238 °C, aproximadamente 239 °C, aproximadamente 240 °C, aproximadamente 241 °C, aproximadamente 242 °C, aproximadamente 243 °C, aproximadamente 244 °C, aproximadamente 245 °C, aproximadamente 246 °C, aproximadamente 247 °C, aproximadamente 248 °C, aproximadamente 249 °C, aproximadamente 250 °C, aproximadamente 251 °C, aproximadamente 252 °C, aproximadamente 253 °C, aproximadamente 254 °C, aproximadamente 255 °C, aproximadamente 256 °C, aproximadamente 257 °C, aproximadamente 258 °C, aproximadamente 259 °C, aproximadamente 260 °C, aproximadamente 261 °C, aproximadamente 262 °C, aproximadamente 263 °C, aproximadamente 264 °C, aproximadamente 265 °C, aproximadamente 266 °C, aproximadamente 267 °C, aproximadamente 268 °C, aproximadamente 269 °C, aproximadamente 270 °C, aproximadamente 271 °C, aproximadamente 272 °C, aproximadamente 273 °C, aproximadamente 274 °C, aproximadamente 275 °C, aproximadamente 276 °C, aproximadamente 277 °C, aproximadamente 278 °C, aproximadamente 279 °C o aproximadamente 280 °C. Del sistema 118 de laminación sale una tira 110 de metal laminada.
En algunos casos, la tira 110 de metal laminada puede hacerse pasar hacia un sistema 120 de aplicación de laca opcional. La laca 124 se aplica a la tira 110 de metal laminada mediante el sistema 120 de aplicación de laca. El sistema 120 de aplicación de laca puede ser cualquier sistema adecuado para aplicar la laca 124 a una tira 102 de metal. Un sistema 120 de aplicación de laca puede incluir un horno para calentar o curar la laca 124 sobre la tira 110 de metal laminada. En algunos casos y como se muestra en la FIG. 1, el sistema 120 de aplicación de laca es posterior (por ejemplo, después) al sistema 118 de laminación. En algunos casos, el sistema 120 de aplicación de laca está aguas arriba del sistema 118 de laminación o del aplicador 116 del promotor de la adhesión. Del sistema 120 de aplicación de laca puede salir una tira 122 de metal laminada y lacada.
La FIG. 2 es un diagrama de flujo que representa un proceso 200 para producir una tira de metal laminada. En el bloque 202, la tira de metal se puede limpiar. La limpieza de la tira de metal puede incluir un tratamiento con ácido de la tira de metal, tal como con ácido sulfúrico o fluorhídrico. La limpieza de la tira de metal puede incluir reducir y/o eliminar parcial o completamente cualquier capa de óxido o hidróxido de aluminio de la superficie de la tira de metal (por ejemplo, una tira de metal).
En el bloque 204, la tira de metal se puede pretratar con una capa de conversión. El pretratamiento de la tira de metal en el bloque 204 puede incluir introducir a la tira de metal una solución de conversión diseñada para crear una capa de conversión que tiene compuestos de cromo trivalente (Cr(III)) y fosfatos o para crear una capa de conversión que tiene compuestos de titanio y circonio (Ti-Zr).
En el bloque 206, un promotor de la adhesión se puede aplicar a la tira de metal. La aplicación del promotor de la adhesión puede incluir introducir el promotor de la adhesión a una capa de conversión de la tira de metal. El promotor de la adhesión es un copolímero de ácido vinilfosfónico y ácido acrílico como se puso de manifiesto anteriormente.
En el bloque 208, la tira de metal se puede laminar con una película de polímero tal como una película de PET. En algunos aspectos, la película de polímero puede comprender al menos una poliamida, por ejemplo, nilón 12. La laminación puede incluir aplicar la película de polímero a una superficie de la tira de metal que se recubrió con un promotor de la adhesión en el bloque 206.
Las tiras de metal laminadas tradicionales a menudo obtuvieron una puntuación deficiente en un ensayo con ácido acético al 3%. Sin embargo, las películas de polímero preparadas de acuerdo con las técnicas descritas en el presente documento se comportan mejor en un ensayo con ácido acético al 3%. Como se utiliza en el presente documento, un ensayo con ácido acético al 3% puede incluir evaluar la resistencia de un recubrimiento frente a medios de ácidos diluidos a aproximadamente 100 °C durante 30 minutos. El ensayo puede incluir cortar marcaciones de rayado cruzado en muestras con un bisturí. Los cortes pueden estar espaciados aproximadamente 3 mm entre sí y alinearse sustancialmente paralelos a las líneas laminadoras visibles en las tiras de metal laminado. Los cortes de rayado cruzado pueden estar espaciados aproximadamente 3 mm entre sí y alineados sustancialmente perpendiculares a las líneas laminadoras visibles en las tiras de metal laminadas. En algunos ejemplos adicionales, las muestras se someten adicionalmente a un ensayo adicional de adhesión de cortes transversales en donde los cortes están espaciados aproximadamente 1 mm entre sí. Para crear un corte de rayado cruzado con un espaciado de aproximadamente 1 mm entre las rayas se puede utilizar una herramienta de corte de múltiples cuchillas. El ensayo puede incluir además colocar las muestras en una solución de ácido acético al 3% a aproximadamente 100 °C durante 30 minutos, después de lo cual las muestras se separan de la solución de ácido acético al 3%, se enfrían con agua desmineralizada y se secan con un pañuelo de papel. Después de enfriarse y secarse, la cinta adhesiva se coloca sobre las regiones de rayado cruzado y se remueve constantemente en 0,5 segundos a 1 segundo en un ángulo de aproximadamente 90°. Para evaluar la pérdida de recubrimiento a lo largo de los bordes cortados y cuadrados completos se utiliza una lupa 10x. Los resultados del ensayo (basados, por ejemplo, en la presencia de e intensidad de la deslaminación) se pueden utilizar para determinar si la tira de metal laminada es aceptable o inaceptable dadas las especificaciones deseadas. En algunos casos, el material laminado para extremos de latas divulgado en el presente documento pasa los ensayos con ácido acético al 3% sin deslaminación. En algunos casos, el material para extremos de latas laminado divulgado en el presente documento obtiene resultados más favorables en los ensayos con ácido acético al 3% (por ejemplo, poca o ninguna deslaminación) que una material estándar lacado para extremos de latas.
Como se describe en el presente documento, un ensayo de difuminado estándar para un extremo de lata puede incluir sumergir un extremo de lata en un baño de agua desionizada a aproximadamente 75 °C durante treinta minutos, enjuagar el extremo de lata con agua desionizada fría para retornar el extremo de lata a temperatura ambiente y, a continuación, abrir inmediatamente el orificio marcado del extremo de lata. El difuminado se puede observar y medir en el panel marcado o en la abertura del orificio de vertido. En algunos casos, se puede realizar un ensayo de difuminado en una lámina plana de metal (a la que se hace referencia en el presente documento como un ensayo de "rasgado y pelado"), tal como una lámina plana de material para extremo de latas. En tales casos, el ensayo de rasgado y pelado puede incluir sumergir la muestra en agua desmineralizada a 80 °C durante cuarenta minutos, después de lo cual se deja que la muestra se enfríe a temperatura ambiente y la muestra se puede cortar y se puede separar una tira de metal al tirar de la tira en una dirección hacia fuera del corte. Se pueden utilizar otros ensayos de difuminado.
La FIG. 3 es una vista superior parcial que representa una pieza de material 302 para extremos de latas. El material 302 para extremos de latas incluye una capa de película 306 de polímero que no ha sido recocido. El material 302 para extremos de latas se ha separado a lo largo de una línea 304 marcada. La película 306 de polímero se puede ver difuminada más allá de la línea 304 marcada. Se puede considerar que el material 302 para extremos de latas de la FIG. 3 tiene un difuminado deficiente.
La FIG. 4 es una vista superior parcial que representa una pieza de material 402 para extremos de latas de acuerdo con ciertos aspectos de la presente divulgación. El material 402 para extremos de latas incluye una capa de película de polímero que se ha aplicado a una superficie metálica recubierta con un promotor de la adhesión de acuerdo con la presente divulgación, tal como la tira 110 de metal laminada de la FIG. 1. El material 402 para extremos de latas se ha separado a lo largo de una línea 404 marcada. La película de polímero no se ha difuminada más allá de la línea 404 marcada. Se puede considerar que el material 402 para extremos de latas de la FIG. 4 tiene un buen difuminado (por ejemplo, difuminado de menos de 0,8 mm, menos de 0,7 mm, menos de 0,6 mm, menos de 0,5 mm, menos de 0,4 mm, menos de 0,3 mm, menos de 0,2 mm o menos de 0,1 mm) o ninguno.
Los siguientes ejemplos servirán para ilustrar adicionalmente la presente invención sin, al mismo tiempo, sin embargo, constituir ninguna limitación de la misma.
Ejemplos
El difuminado describe la formación de rebabas sueltas de polímero que se extienden sobre el borde del aluminio que forma el orificio cuando se abre una lata de bebida y, por lo tanto, son visibles para el consumidor. Estas rebabas son indeseables, puesto que podrían desprenderse y contaminar la bebida y porque un consumidor entiende el difuminado como una indicación de calidad deficiente. La FIG. 3 ilustra un ejemplo de difuminado no deseado, en tanto que la FIG. 4 representa un ejemplo de difuminado deseable. Utilizando una material para extremos de latas (CES) de lámina plana se indujo el difuminado rasgando manualmente el aluminio laminado utilizando alicates y midiendo las rebabas sueltas de la película de PET que se extendían sobre el borde del aluminio rasgado (conocido como ensayo de "rasgado y pelado"). Adicionalmente, se realizaron ensayos de rasgado y pelado en paneles laminados que se sometieron a un procedimiento de pasteurización en agua desmineralizada para simular el impacto potencial de bebidas acuosas.
El análisis de la resistencia del material para extremos de latas a los agentes de simulación de alimentos es importante debido a que la aleación de aluminio recubierta se puede utilizar en latas con diversos propósitos, tales como transportar varias bebidas. La adhesión del recubrimiento se ensayó después del almacenamiento en diversos ácidos y agua en las siguientes condiciones:
(i) Ácido cítrico/retorta de ácido: Solución acuosa al 2% en peso, 30 minutos a 121 °C;
(ii) Ácido acético: Solución acuosa al 3% en volumen, 30 minutos a 100 °C; y
(iii) Pasteurización: 40 minutos a 80 °C en agua desionizada.
Se realizó un ensayo de cortes transversales para proporcionar una evaluación de la resistencia de los recubrimientos a la separación de un sustrato. El procedimiento de ensayo fue crear cortes transversales a través del recubrimiento utilizando una herramienta de cortes múltiples con cuchillas espaciadas 1 mm entre sí para obtener un patrón de cuadrados de aproximadamente 1 mm por 1 mm (véanse las FIGs. 5-7) alineados 45° a las líneas de laminación visibles en el sustrato. La adhesión del recubrimiento se evaluó eliminando cualquier recubrimiento deslaminado utilizando una cinta adhesiva. La evaluación y clasificación de los resultados del ensayo estándar se describen en la Tabla 1.
Tabla 1
Ejemplo 1
La FIG. 8 presenta los resultados del ensayo de rasgado y pelado de una tira de aleación de aluminio laminada con PET (a la que se hace referencia en la FIG. 8 como “aluminio desnudo PET”, un material que no es según la invención), una tira de aleación de aluminio pretratada con Ti-Zr (Alodine® 802N, Henkel AG & Co. KGaA, Düsseldorf, Alemania) y laminada con PET (a la que se hace referencia en la FIG. 8 como “aluminio pretratado con Ti-Zr PET”, un material que no es según la invención), una tira de aleación de aluminio pretratada con Cr(III) (Alodine® 6207) y laminada con PET (a la que se hace referencia en la FIG. 8 como “aluminio pretratado con Cr(III) PET”, un material que no es según la invención), y tiras de aleación de aluminio recubiertas con dos concentraciones diferentes de un promotor de la adhesión (1,07%, (a las que se hace referencia en la FIG. 8 como “aluminio recubierto con AP al 1,07% PET”) y 1,62%, respectivamente (a las que se hace referencia en la FIG. 8 como "aluminio recubierto con AP al 1,62% PET”)) y laminado con PET. Los pretratamientos con capa de conversión en este ejemplo se aplicaron mediante un equipo de recubrimiento de rodillo en una línea de producción comercial. Los promotores de la adhesión en este ejemplo se aplicaron mediante un equipo de recubrimiento de barra en muestras selectas. Las muestras se ensayaron antes de la pasteurización (conjunto izquierdo de barras en cada conjunto) y después de la pasteurización (conjunto derecho de barras en cada conjunto). Evidentemente, en la gráfica está la reducción del difuminado cuando el promotor de la adhesión (referido como “AP”) se incorpora en la arquitectura de laminación. El difuminado se redujo a menos de 0,5 mm cuando se potenció la adhesión de la película de PET mediante el promotor de la adhesión. En algunos casos, el difuminado se redujo en un orden completo de magnitud. En general, la incorporación de un promotor de la adhesión en la arquitectura de laminación redujo significativamente el difuminado de la película laminada a través de la mejor adhesión de la película laminada a la tira de metal.
La solución de promotor de la adhesión se preparó como sigue. Se diluyó una solución de ácido poli(vinilfosfónico-coácido acrílico) (p(VPA-AA)) con etanol desnaturalizado (EtOH) hasta una concentración de aproximadamente 0,15% en peso a aproximadamente 5,07% en peso. Por ejemplo, la solución de copolímero se puede diluir con EtOH hasta una concentración de 1,07%, 1,62%, 0,3% o 2,78%, todas en porcentaje en peso. Por ejemplo, la solución de copolímero se puede diluir con EtOH hasta una concentración de 0,15%, 0,25%, 0,35%, 0,45%, 0,55%, 0,65%, 0,75%, 0,85%, 0,95%, 1,05%, 1,15%, 1,25%, 1,35%, 1,45%, 1,55%, 1,65%, 1,75%, 1,85%, 1,95%, 2,05%, 2,15%, 2,25%, 2,35%, 2,45%, 2,55%, 2,65%, 2,75%, 2,85%, 2,95%, 3,05%, 3,15%, 3,25%, 3,35%, 3,45%, 3,55%, 3,65%, 3,75%, 3,85%, 3,95%, 4,05%, 4,15%, 4,25%, 4,35%, 4,45%, 4,55%, 4,65%, 4,75%, 4,85%, 4,95%, 5,05%, o 5,07%, todas en porcentaje en peso. En la FIG. 8, una tira de aleación de aluminio se recubrió con una solución de p(VPA-AA) que se diluyó con EtOH hasta una concentración de 1,07% y se laminó con PET, y otra tira de aleación de aluminio se recubrió con una solución de p(VPA-AA) que se diluyó con EtOH hasta una concentración de 1,62% en peso y se laminó con PET. La solución de copolímero diluido se agitó durante 5 minutos.
Ejemplo 2
Para aplicar el promotor de la adhesión se emplearon varios métodos de recubrimiento de laboratorio, que incluían recubrimiento por inmersión, recubrimiento con barra y recubrimiento con rodillo como se describe a continuación.
El recubrimiento por inmersión se realizó sumergiendo un sustrato en una solución de promotor de la adhesión durante un tiempo. El sustrato se separó de la solución de promotor de la adhesión y se creó una película húmeda en la superficie de sustrato. La película se secó dejando la película de promotor de la adhesión.
El recubrimiento con barra se realizó utilizando una barra enrollada con alambre para aplicar un recubrimiento en el sustrato. El espesor del recubrimiento se determinó por el calibre del alambre y la estanqueidad del enrollamiento. Se dejó caer una cantidad de la solución de promotor de la adhesión sobre el sustrato y la barra se arrastró sobre la solución que creaba una película húmeda. La película húmeda se secó dejando la película de promotor de la adhesión. La aplicación de la solución de promotor de la adhesión se realizó mediante recubrimiento con barra hasta un espesor nominal de película húmeda de 4,57 pm. La película se secó 20 segundos en condiciones ambientales. Secar la película en condiciones ambientales puede incluir secar la película a temperatura ambiente o sin calor adicional. La muestra recubierta con el promotor de la adhesión se laminó con PET de acuerdo con los métodos descritos en el presente documento, con una temperatura del rodillo de 200 °C. La tira de aleación de aluminio se recoció en un horno de banda a temperatura máxima del metal (PMT) de 250 °C durante 20 segundos.
El recubrimiento con rodillo se realizó haciendo pasar un sustrato sobre un rodillo empapado con la solución de promotor de la adhesión que creaba una película húmeda en el sustrato. La película de promotor de la adhesión húmeda se secó proporcionando una película de promotor de la adhesión seca. La muestra recubierta con el promotor de la adhesión se laminó con PET de acuerdo con los métodos descritos en el presente documento, con una temperatura del rodillo de 200 °C. La tira de aleación de aluminio laminada se recoció en un horno de banda a una PMT de 250 °C durante 20 segundos.
La FIG. 9 presenta los resultados del ensayo de rasgado y pelado de una tira de aleación de aluminio laminada con PET (denominada aluminio desnudo PET en la FIG. 9, un material que no es según la invención), una tira de aleación de aluminio pretratada con Ti-Zr y laminada con PET (a la que se hace referencia en la FIG. 9 como "aluminio pretratado con Ti-Zr PET", un material que no es según la invención), una tira de aleación de aluminio pretratada con Cr(III) y laminada con PET (a la que se hace referencia en la FIG. 9 como “aluminio pretratado con Cr(III) PET”, un material que no es según la invención), y tiras de aleación de aluminio recubiertas con un promotor de la adhesión y laminadas con PET (estas muestras están etiquetadas en la FIG. 9 como “baño de inmersión”, “recubrimiento con barra” y “recubrimiento con rodillo”, muestras que no son según la invención). El promotor de la adhesión en este ejemplo se aplicó a una muestra mediante recubrimiento por inmersión (al que se hace referencia en la FIG. 9 como “baño de inmersión”), a otra muestra mediante recubrimiento con barra (al que se hace referencia en la FIG. 9 como “recubrimiento con barra”), y a otra muestra mediante recubrimiento con rodillo (al que se hace referencia en la FIG.
9 como “recubrimiento con rodillo”). La concentración del promotor de la adhesión en la solución se varió con el método de aplicación para lograr pesos de recubrimiento similares sobre las muestras de tiras de metal después del secado. Las muestras se ensayaron antes de la pasteurización (conjunto izquierdo de barras en cada conjunto) y después de la pasteurización (conjunto derecho de barras en cada conjunto). Evidentemente, en la gráfica está la reducción de difuminado cuando el promotor de la adhesión se incorpora en la arquitectura de laminación. El difuminado se redujo a menos de 0,5 mm cuando se potenció la adhesión de la película de PET mediante el promotor de la adhesión. En algunos casos, el difuminado se redujo en un orden completo de magnitud cuando se incorporó un promotor de la adhesión en la arquitectura de laminación. La adhesión mejorada de la película laminada a la tira de metal proporcionó una reducción significativa del difuminado. Adicionalmente, fue evidente que el menor difuminado debido a la mejor adhesión de la película laminada a la tira de metal se logró independientemente del método utilizado para aplicar el promotor de la adhesión.
Las Tablas 2-11 sumarizan los resultados de varias arquitecturas de recubrimiento expuestas a diversas condiciones de ensayo. Todas las muestras se laminaron por último con una película de PET. En los siguientes ejemplos, los tratamientos de prelaminación no incluyeron ningún pretratamiento (es decir, aluminio desnudo); Ti-Zr; Cr (III); promotor de la adhesión poli(ácido vinilfosfónico-co-ácido acrílico) (p(VPA-AA)) en diversas concentraciones en etanol (EtOH); Ti-Zr y p(VPA-AA); y Cr(III) y p(VPA-AA). El promotor de la adhesión p(VPA-AA) se recubrió mediante recubrimiento con barra, recubrimiento por inmersión y recubrimiento con rodillo, los parámetros de los cuales se expusieron anteriormente.
Los resultados de diversas muestras que incorporaban un promotor de la adhesión aplicado mediante recubrimiento con barra en comparación a muestras no tratadas laminadas con PET, muestras pretratadas con Ti-Zr y laminadas con PET, y muestras pretratadas con Cr(III) y laminadas con PET se sumarizan en las Tablas 2 - 5.
La Tabla 2 presenta los resultados del ensayo con ácido cítrico, los parámetros del cual se expusieron anteriormente. Las calificaciones de los cortes transversales para el ensayo de cortes transversales de 3 mm, como se describió anteriormente, incluyen: “deslaminación”, que indica la pérdida de cualquier cuadrado completo del patrón de cuadrados; “deslaminación ligera", que indica cualquier desprendimiento menos grave del recubrimiento; “sin deslaminación", que indica ninguna pérdida del recubrimiento, y “fluencia por corrosión”, que indica la cantidad de corrosión que se extiende lejos del corte. Las calificaciones de cortes transversales para el ensayo de cortes transversales de 1 mm se definieron anteriormente en la Tabla 1. El ensayo de cortes transversales se realizó en tres muestras a través del ancho de la lámina 1000, en las posiciones izquierda 1010, media 1020, y derecha 1030 como se muestra en la FIG. 10.
Tabla 2. Ensayo con ácido cítrico
La Tabla 3 presenta los resultados de los cortes transversales del ensayo con ácido acético, los parámetros del cual se expusieron anteriormente.
Tabla 3. Ensayo con ácido acético
La Tabla 4 presenta los resultados de los cortes transversales y de difuminado (por ejemplo, la longitud de la película de polímero que se deslaminó de la muestra) antes de la pasteurización. Los ensayos de cortes transversales y difuminado se realizaron en tres muestras a través del ancho de la lámina 1000, en las posiciones izquierda 1010, media 1020, y derecha 1030 como se muestra en la FIG. 10.
Tabla 4. Resultados del difuminado antes de la pasteurización
La Tabla 5 presenta los resultados de los cortes transversales y del difuminado después de la pasteurización. Los ensayos de cortes transversales y difuminado se realizaron en tres muestras a través del ancho de la lámina 1000, en las posiciones izquierda 1010, media 1020, y derecha 1030 como se muestra en la FIG. 10.
Tabla 5. Resultados del difuminado después de la pasteurización
Los resultados de las diversas muestras que incorporan un promotor de la adhesión aplicado mediante recubrimiento con rollo se sumarizan en las Tablas 6 - 9. La Tabla 6 muestra los resultados de la resistencia de la laminación a un ensayo de inmersión en ácido cítrico. Los ensayos de cortes transversales se realizaron en tres muestras a través del ancho de la lámina 1000, en las posiciones izquierda 1010, media 1020, y derecha 1030 como se muestra en la FIG.
10.
Tabla 6. Ensayo con ácido cítrico
La Tabla 7 muestra los resultados de la resistencia de la laminación a un ensayo de inmersión en ácido acético. El promotor de la adhesión se aplicó mediante recubrimiento con rodillo. Los ensayos de cortes transversales se realizaron en tres muestras a través del ancho de la lámina 1000, en las posiciones izquierda 1010, media 1020 y derecha 1030 como se muestra en la FIG. 10.
Tabla 7. Ensayo en ácido acético
La Tabla 8 muestra los resultados de la resistencia de la laminación a un ensayo de difuminado antes de la pasteurización. El promotor de la adhesión se aplicó mediante recubrimiento con rodillo. Los ensayos de cortes transversales y difuminado se realizaron en tres muestras a través del ancho de la lámina 1000, en las posiciones izquierda 1010, media 1020 y derecha 1030 como se muestra en la FIG. 10.
Tabla 8. Ensayo de difuminado antes de la pasteurización
La Tabla 9 muestra los resultados de la resistencia de la laminación a un ensayo de difuminado después de la pasteurización. El promotor de la adhesión se aplicó mediante recubrimiento con rodillo. Los ensayos de cortes transversales y difuminado se realizaron en tres muestras a través del ancho de la lámina 1000, en las posiciones izquierda 1010, media 1020, y derecha 1030 como se muestra en la FIG. 10.
Tabla 9. Ensayo de difuminado después de la pasteurización
Las Tablas 10-11 sumarizan los resultados de varias arquitecturas de recubrimiento expuestas a diversas condiciones de ensayo. Todas las muestras se laminaron por último con una película de PET. En los siguientes ejemplos, los tratamientos de prelaminación incluyeron Cr(III), Ti-Zr y p(VPA-AA). Se aplicó una solución acuosa de p(VPA-AA) (por ejemplo, preparada sin etanol) con un equipo de recubrimiento comercial en una línea de pintura. Las muestras se prepararon en una línea de procesamiento comercial, realizando limpieza (por ejemplo, desengrasado), pretratamiento y laminación en una única operación.
La Tabla 10 presenta los resultados de un ensayo de difuminado y un ensayo de cortes transversales antes de la pasteurización. Los ensayos de cortes transversales y difuminado se realizaron en tres muestras a través del ancho de la lámina 1000, en las posiciones izquierda 1010, media 1020, y derecha 1030 como se muestra en la FIG. 10. Los ensayos 1-3 de las muestras de Cr(III)/laminadas con PET se realizaron en tres muestras separadas
Tabla 10. Ensayo de difuminado antes de la pasteurización
La Tabla 11 presenta los resultados de un ensayo de difuminado y un ensayo de cortes transversales después de la pasteurización. Los ensayos de cortes transversales y difuminado se realizaron en tres muestras a través del ancho de la lámina 1000, en las posiciones izquierda 1010, media 1020 y derecha 1030 como se muestra en la FIG. 10. Los ensayos 1-3 de las muestras de Cr(III)/laminado con PET se realizaron en tres muestras separadas.
Tabla 11. Ensayo de difuminado después de la pasteurización
Las Tablas 2 a 11 ilustran el efecto positivo de incorporar un promotor de la adhesión en la arquitectura de laminación de una tira metálica de aleación de aluminio. Cuando el promotor de la adhesión tipo copolímero estaba presente, las muestras exhibieron resultados altamente favorables en ensayos con un agente de simulación de alimentos (por ejemplo, ácido acético, ácido cítrico), poca a ninguna deslaminación en ensayos de cortes transversales y un difuminado significativamente menor. Las rebabas observadas fueron a menudo un orden de magnitud más pequeño que las rebabas observadas en películas ensayadas sin un promotor de la adhesión presente. De manera sorprendente, la incorporación de un promotor de la adhesión en la arquitectura de laminación de tira de metal proporcionó una mejor adhesión de la película de polímero a la tira de metal, lo que dio por resultado que el difuminado se redujera mucho más allá de los límites aceptados por la industria.
Ejemplo 3
La FIG. 11 muestra los resultados de diversas arquitecturas de recubrimiento expuestas a entornos acuosos. Todas las muestras se laminaron por último con una película de PET. En los siguientes ejemplos (no según la invención), los tratamientos de prelaminación incluyeron un promotor de la adhesión poli(ácido vinilfosfónico-co-ácido acrílico) (p(VPA-AA)) comercialmente disponible en diversas concentraciones en etanol (EtOH). El promotor de la adhesión p(VPA-AA) se recubrió mediante recubrimiento con rodillo, los parámetros del cual se expusieron anteriormente. Sin limitarse por la teoría, una película laminada en un extremo de lata puede exhibir una sensibilidad al agua durante y después de abrir la lata. Por ejemplo, un área pequeña de película difuminada puede permitir que el agua (por ejemplo, agua líquida almacenada en la lata o vapor de agua presente en la lata) se propague entre el metal del extremo de lata y la película laminada. Dicho ingreso de agua puede deslaminar significativamente la película laminada. En algunos casos, la deslaminación puede ser acelerada por líquidos carbonatados y/o líquidos presurizados.
Como se demuestra en el presente documento, la sensibilidad al agua se puede controlar controlando el peso de recubrimiento del promotor de la adhesión p(VPA-AA). La FIG. 11 contiene imágenes digitales que muestran los efectos del peso de recubrimiento de promotor de la adhesión p(VPA-AA) sobre la adhesión de la película laminada durante los ensayos en entorno acuoso. Se pretrató y laminó una tira de metal como se describió anteriormente. Se cortaron muestras de la tira de metal (por ejemplo, antes de formar un extremo de lata) a un cupón de 10 cm por 21 cm. Los cupones se colocaron en agua no carbonatada durante 10 minutos. Los cupones se cortaron en dos ubicaciones diferentes para permitir ensayar en una dirección transversal a la dirección de laminación de la tira de metal, y en una misma dirección que la dirección de laminación de la tira de metal (por ejemplo, una dirección longitudinal a la dirección de laminación de la tira de metal). Las muestras cortadas se sumergieron en agua. Una porción 1110 de la tira de metal que se soltó cuando se cortó la tira de metal se plegó en una dirección alejada del lado laminado de la tira de metal. Como se muestra en la FIG. 11, existe un peso de recubrimiento óptimo para el promotor de la adhesión p(VPA-AA) en las condiciones de ensayo. En el ejemplo de la FIG. 11, el peso de recubrimiento logrado aplicando el promotor de la adhesión p(VPA-AA) a partir de una solución acuosa que contenía hasta aproximadamente 0,45% en peso de promotor de la adhesión p(VPA-AA) proporcionó la adhesión óptima. Por consiguiente, aplicar más de aproximadamente 0,45% en peso del promotor de la adhesión p(VPA-AA) afectó negativamente la adhesión y permitió que la película laminada se deslaminara.
Las Tablas 12-15 sumarizan los resultados de los ensayos en entorno acuoso realizados en extremos de latas conformados. Se pretrató y laminó una tira de metal como se describió anteriormente, y se conformó en extremos de latas de bebidas. Los ensayos en entorno acuoso se realizaron llenando un cuerpo de lata con agua carbonatada enfriada (8 °C), cosiendo el cuerpo de lata con un extremo de latas para bebidas y almacenando la lata boca abajo (por ejemplo, el extremo de lata laminado estaba en la parte inferior) en un horno a 38 °C durante 10 minutos. Después de almacenar la lata en el horno, la lata se abrió muy lentamente en tanto que aún estaba boca abajo para proporcionar una ligera abertura tal que se liberaran la presión y una porción del líquido. Después de liberar la presión, la lata se vació cortando el cuerpo de lata y separando el extremo de lata del cuerpo de lata. A continuación, la película laminada se analizó. Cualquier deslaminación visible se indicó como un fallo. Ninguna deslaminación visible se indicó como pasa. Se evaluaron los efectos del tiempo de almacenamiento, la temperatura y la exposición a líquidos (por ejemplo, agua). Los resultados de las diversas muestras que incorporaban un promotor de la adhesión y se almacenaron durante varios tiempos a diversas temperaturas se sumarizan en la Tabla 12.
Tabla 12. Efectos del tiempo de almacenamiento y de la temperatura
Como se muestra en la Tabla 12, calentar las películas laminadas y mantener una temperatura elevada en un ambiente seco no alivia la sensibilidad al agua. Las Tablas 13 - 15 a continuación demuestran los efectos sobre la sensibilidad al agua provocados por la exposición de las películas laminadas a un entorno acuoso a diversas temperaturas y durante varios tiempos.
Los resultados de las diversas muestras que incorporaban un promotor de la adhesión y se expusieron a agua desmineralizada durante varios tiempos a diversas temperaturas se sumarizan en la Tabla 13.
Tabla 13. Efectos de la exposición al agua a varios tiempos y temperaturas
100 °C | Pasa | Pasa | Pasa | Pasa
Como se muestra en la Tabla 13, la sensibilidad al agua se puede eliminar exponiendo la película laminada al agua a una temperatura elevada (por ejemplo, al menos aproximadamente 60 °C) durante varios tiempos (por ejemplo, hasta aproximadamente una hora).
Los resultados de las diversas muestras que incorporaban un promotor de la adhesión y se expusieron a agua desionizada durante varios tiempos a diversas temperaturas se sumarizan en la Tabla 14. Las latas que incluyen las películas laminadas se sumergieron en agua desionizada almacenando las latas boca abajo.
Tabla 14. Efectos del tiempo, la temperatura y la inmersión en agua
Como se muestra en la Tabla 14, la sensibilidad al agua se puede eliminar en latas llenas de líquido almacenadas boca abajo (por ejemplo, que tienen el extremo de lata laminado en la parte inferior) durante al menos 24 horas a temperatura ambiente o en un refrigerador (por ejemplo, aproximadamente 8 °C).
Los resultados de las diversas muestras que incorporaban un promotor de la adhesión y se expusieron a agua desionizada (por ejemplo, las películas laminadas se sometieron a un entorno de agua desionizada de alta humedad almacenando las latas con el lado derecho hacia arriba) durante varios tiempos a diversas temperaturas se sumarizan en la Tabla 15.
Tabla 15. Efectos del tiempo, la temperatura y la exposición a vapor de agua
Como se muestra en la Tabla 15, la sensibilidad al agua se puede eliminar en las latas llenas de líquido almacenadas con el lado derecho hacia arriba (por ejemplo, que tienen el extremo de lata laminado en la parte superior) durante al menos 24 horas a temperatura ambiente, o al menos 72 horas en un refrigerador (por ejemplo, a aproximadamente 8 °C).
El uso de un promotor de la adhesión cuando se prepara una tira de metal laminada puede proporcionar beneficios inesperados, que incluyen un mejor comportamiento frente al difuminado. En algunos ejemplos, el promotor de la adhesión puede mejorar la adhesión de una película de polímero a una tira de metal más allá de los límites aceptables. Adicionalmente, el uso combinado de una capa de conversión y un promotor de la adhesión cuando se prepara una tira de metal laminada puede proporcionar beneficios inesperados, que incluyen un mejor comportamiento frente al difuminado. En algunos ejemplos, el uso de un promotor de la adhesión cuando se prepara una tira de metal laminada puede proporcionar un difuminado insignificante de una película de polímero amorfo aplicada a una tira de metal. Además, exponer la película de polímero amorfo a un entorno acuoso antes de abrir un orificio laminado marcado (por ejemplo, una abertura en el extremo de una lata) puede eliminar la deslaminación provocada por el agua que separa la película de polímero amorfo del metal.
Se han descrito diversas realizaciones de la invención para cumplir con los diversos objetivos de la misma. Debe reconocerse que estas realizaciones son meramente ilustrativas de los principios de la presente invención.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un proceso (200) para preparar un material (302, 402) para extremos de latas, que comprende: aplicar (206) una solución de un promotor (108) de la adhesión tipo copolímero a un primer lado de una tira (102) de metal;
secar la solución de promotor (108) de la adhesión tipo copolímero para proporcionar una película de promotor (108) de la adhesión tipo copolímero sobre el primer lado de la tira (102) de metal;
curar la película de promotor (108) de la adhesión tipo copolímero sobre el primer lado de la tira (102) de metal; laminar (208) una película (126) de polímero a la película de promotor (108) de la adhesión tipo copolímero sobre el primer lado de la tira (102) de metal para producir una tira (110) de metal laminada; y
recocer la tira (110) de metal laminada a una temperatura de recocido, y en donde el proceso (200) comprende además pretratar (204) la tira (102) de metal con una capa de conversión y en donde la solución del promotor (108) de la adhesión tipo copolímero comprende un copolímero de ácido vinilfosfónico y ácido acrílico.
2. El proceso según la reivindicación 1, en donde la tira (102) de metal es una aleación de aluminio de las series 1xxx, 2xxx, 3xxx, 4xxx, 5xxx, 6xxx, 7xxx u 8xxx.
3. El proceso según la reivindicación 1 ó 2, en donde la película (126) de polímero comprende una película de poliéster.
4. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde la película (126) de polímero comprende una película de poli(tereftalato de etileno) (PET).
5. El proceso según la reivindicación 1 ó 2, en donde la película (126) de polímero comprende al menos una poliamida, y en particular en donde la al menos una poliamida comprende nilón 12.
6. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde la aplicación (206) de la solución de promotor (108) de la adhesión tipo copolímero comprende recubrimiento con barra, recubrimiento con rodillo, recubrimiento por pulverización o recubrimiento por inmersión; y/o
en donde la solución de promotor (108) de la adhesión tipo copolímero es una solución acuosa de promotor de la adhesión tipo copolímero; y/o
en donde el secado de la solución de promotor (108) de la adhesión tipo copolímero se realiza durante hasta 30 segundos.
7. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, que además comprende:
limpiar (202) la tira (102) de metal, en donde limpiar la tira (102) de metal incluye eliminar especies de hidróxido u óxido nativas de una superficie de la tira de metal;
aplicar (204) la capa de conversión; y
curar la capa de conversión.
8. El proceso según la reivindicación 7, en donde limpiar (202) la tira (102) de metal comprende sumergir la tira (102) de metal en una mezcla de ácido sulfúrico y ácido fluorhídrico; y/o en donde la capa de conversión comprende compuestos de fosfato de cromo III o de titanio/circonio.
9. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en donde laminar (208) la película (126) de polímero comprende:
calentar la película de polímero hasta una temperatura de al menos 200 °C;
poner en contacto la película (126) de polímero con la película de promotor (108) de la adhesión tipo copolímero en el primer lado de la tira (102) de metal; y
mantener la temperatura de la película (126) de polímero durante de 1 segundo a 30 segundos.
10. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en donde el recocido de la tira (102) de metal laminada incluye elevar la temperatura de la película (126) de polímero hasta al menos 230 °C.
11. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-10, que además comprende aplicar una capa de laca u otra película de polímero a un segundo lado de la tira (102) de metal,
en donde el primer lado de la tira (102) de metal corresponde a un lado que da hacia el interior de un extremo de lata conformado a partir de la tira (102) de metal, y
en donde el segundo lado de la tira (102) de metal corresponde a un lado que da hacia el exterior de un extremo de lata conformado a partir de la tira (102) de metal.
12. Un producto de un material para extremos de latas preparado según el proceso (200) según cualquiera de las reivindicaciones 1-11, que comprende:
una tira (102) de metal que comprende un primer lado y un segundo lado, en donde al menos el primer lado comprende una capa de promotor (108) de la adhesión y una capa de película (126) de polímero acoplada a la capa de promotor (108) de la adhesión, en donde el primer lado incluye además una capa (106) de conversión dispuesta opuesta a la capa de promotor (108) de la adhesión a partir de la capa de película (126) de polímero y en donde el promotor (108) de la adhesión es un copolímero de ácido vinilfosfónico-ácido acrílico.
13. El producto de material para extremos de latas según la reivindicación 12, en donde el segundo lado comprende al menos una de una capa de laca o una capa de polímero.
14. El producto de material para extremos de latas según la reivindicación 12 ó 13, en donde el producto de material para extremos de latas comprende un orificio marcado que se puede abrir para formar una abertura en el extremo de una lata.
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