PT101150A

PT101150A - Polimero plastico para utilizacao como material de junta e taca de montagem conjunta

Info

Publication number: PT101150A
Application number: PT101150A
Authority: PT
Inventors: Robert Henry Abplanalp; Charles S Radtke; Timothy O'toole
Original assignee: Precision Valve Corp
Priority date: 1991-12-26
Filing date: 1992-12-22
Publication date: 1994-06-30
Also published as: TW245666B; EP0618848A4; ZA929464B; CN1078423A; CA2130352A1; MX9207246A; EP0618848A1; AU3420193A; GB9225688D0; GB2262742A; WO1993012901A1

Description

74 638 11578.167 Μ. C ν .} </' &

MEMÓRIA DESCRITIVA

Antecedentes do Invento

Os recipientes de distribuição de aerossóis têm grande utilização na embalagem de materiais fluidos, que incluem uma variedade de produtos tanto líquidos como em partículas em pó. Tais recipientes são munidos com um orifício de descarga controlado por válvula e funcionam por acção de um propulsor volátil, que está confinado dentro do recipiente conjuntamente com o produto a ser distribuído. Devido ao propulsor ter uma pressão de vapor apreciável à temperatura ambiente, o produto no recipiente fechado é mantido sob uma pressão superior à pressão atmosférica.

Uma unidade de aerossol típica compreende um recipiente cilíndrico oco que é fechado hermeticamente numa extremidade e está munido com uma abertura na sua extremidade oposta para receber um conjunto de válvula de distribuição. Um fecho, vulgarmente referido como uma taça de montagem, serve como fecho ao recipiente e como um suporte para o conjunto de válvula. Tipicamente, a taça de montagem compreende uma porção de pedestal para montar a unidade de válvula, uma porção de painel que se prolonga a partir da porção de pedestal, uma porção de saia pendendo da periferia do painel, e uma porção de canal anular que se prolonga para fora da saia. Quando a taça de montagem é colocada na posição de vedação no recipiente, o canal é posicionado sobre o rebordo que circunda a abertura do recipiente e a porção inferior da saia adjacente ao canal é alargada ou cravada para fora contra o lado inferior do rebordo. Para assegurar uma vedação adequada entre o fecho e o recipiente, a taça está munida com uma junta no canal, ou predominantemente no canal, da taça.

Nas patentes U.s N2s 4 546 525 ("a patente /525”) e 4 547 948 ("a patente #948"), é descrito um novo sistema de taça de montagem com junta, que inclui um novo processo e aparelho em que o material de junta é disposto na taça de montagem na 2- ' ν' 74 638 11578.167 posição preferida para efectuar uma vedação entre a taça de montagem e o rebordo de recipiente, numa forma excepcionalmente rápida e eficaz para formar taças de montagem com junta que têm características de vedação excelentes. Em geral, o processo de invento das patentes '525 e '948 compreende passar uma manga de material de junta sobre um mandril compressível; posicionando e alinhando inicialmente a saia da taça de montagem e a extremidade contígua do mandril de modo que a manga do material de junta possa passar para a saia, tendo o dito mandril porções fixas e móveis relativamente umas às outras e ao seu movimento de aproximação e afastamento da taça de montagem; pressionando a porção móvel do mandril de suporte do material de junta no sentido da taça de montagem, de modo que o material de junta passe para a saia da taça; obrigando a porção móvel do mandril a retrair-se para a sua posição inicial, cortando a manga num ponto entre a taça de montagem e o mandril para deixar uma tira de material de junta; e subsequentemente, avançando a taça de montagem até uma estação onde a tira do material de junta é apertada adicionalmente para a saia da taça de montagem, pelo que, a tira do material de junta não se prolonga para além da saia da taça de montagem. Subsequentemente, a junta é avançada para a ultima posição desejada parcialmente dentro do canal da taça de montagem. As patentes '525 e '948 são aqui incorporadas por referência. 0 tubo de pesca do recipiente é usualmente ligeiramente mais comprido do que a altura do recipiente para assegurar que a sua extremidade é posicionada no fundo do recipiente. Como mostrado na Figura 1, quando a taça de montagem é posicionada no rebordo do recipiente, o tubo de pesca fica ligeiramente encurvado. Isto pode proporcionar uma força dirigida para cima que pode deslocar a taça de montagem do rebordo do recipiente, interferindo com a cravação adequada. Para assegurar que a taça de montagem seja mantida sobre o rebordo do recipiente antes da cravação, são criadas saliências em redor da saia da taça de montagem que estão por baixo do rebordo do recipiente quando a taça de montagem está em posição. Tais saliências 14a são também mostradas na Figura 1. A força proporcionada pelo tubo de pesca

74 638 11578.167 encurvado é geralmente insuficiente para ultrapassar a força de retenção proporcionada pelas saliências. As saliências são formadas por uma ferramenta colocada em redor do pedestal da taça de montagem, gue força para fora determinadas secções da saia da taça.

Nos Estados Unidos, os recipientes de aerossóis são tipicamente cheios pelo processo de enchimento por baixo da tampa. Primeiro, o produto a ser distribuído é depositado dentro do recipiente. Depois uma taça de montagem, gue inclui a válvula e o tubo de pesca, é colocada sobre o recipiente de modo que o rebordo do recipiente esteja dentro do canal da taça de montagem. A cabeça de enchimento de uma máquina de enchimento por baixo da tampa, rodeia depois o topo do recipiente, criando uma vedação estanque ao ar. 0 ar é em seguida evacuado do recipiente. A sucção criada durante a evacuação levanta a taça de montagem do rebordo do recipiente, em seguida é forçado o propulsor para dentro da abertura do recipiente por baixo da taça de montagem e a taça de montagem é reposicionada e cravada no rebordo do recipiente. Durante o processo de enchimento, a sucção durante a evacuação ou a força do propulsor durante o enchimento pode deslocar a junta da sua posição dentro do canal da taça de montagem, impedindo uma vedação adequada na cravação. Em alguns casos, a junta pode ser completamente deslocada pelo propulsor que enche o recipiente forçando a junta para dentro do recipiente. Isto é referido como uma junta "soprada1!.

Os deslocamentos da junta são mais comuns com o polietileno de baixa densidade ("LDPE") utilizado vulgarmente para formar tais juntas. A troca do LDPE por polietileno de alta densidade ("HDPE") resulta numa vedação menos eficaz porque o HDPE não é suficientemente resiliente para se conformar adequadamente ao metal da taça de montagem.

Adicionalmente, vários processos de formação de juntas são utilizados na arte, produzindo juntas de espessuras variadas. Esta variação na espessura de jTinta, entre os vários sistemas de junta, complicava mais devido à parte de canal das taças de

74 638 11578.167 montagem fabricadas pelas fábricas de conjuntos de válvulas e aos rebordos anulares dos recipientes de aerossóis fabricados pelas fábricas de recipientes terem variações nominais que estão dentro dos limites do controlo de qualidade, produzirem muitas vezes uma vedação defeituosa num produto de aerossol acabado, que pode passar despercebida até ser descoberta finalmente pelo consumidor.

Por este facto vários processos têm sido testados para manter a junta na sua posição correcta para a vedação. Por exemplo, na patente U.S. Na 4,559,198, da requerente, do presente invento, deformações por compressão anular ou radial formam nervuras que melhoram a resistência da junta à deslocação durante o enchimento por baixo da tampa ou são reposicionadas na taça de montagem, quando a junta regressa à sua posição inicial. Na patente U.K. N° 6B 2,206,650, também da requerente do invento, descreve-se um adesivo térmico que faz aderir a junta à sua posição final parcialmente dentro do canal da taça de montagem.

No pedido U.S. Na de Série 07/552,299, apresentado em 18 de Julho de 1990 e também da requerente do presente invento, descreve-se uma junta de múltiplas camadas compreendendo uma camada média de um material plástico mais rígido e camadas interior e exterior de material plástico mais mole adjacentes à camada média de ambos os lados. A camada média é preferivelmente de HDPE enquanto que as camadas interior e exterior são preferivelmente de LLDPE. Uma tal junta, embora produza resultados superiores, requer passos adicionais de fabrico, aumentando o custo e o tempo envolvidos no fabrico e posicionamento da junta. A vedação entre a taça de montagem e o recipiente de aerossol permanece como fonte de preocupação tanto para as fábricas de conjuntos de válvulas como para as fabricas de enchimento uma vez que ela deve ser capaz de permanecer hermética por um período de vários anos. Adicionalmente a vedação entre a taça de montagem e o recipiente do aerossol deve 74 638 11578.167

fJ

-5- ser de baixo custo para que os produtos em aerossol possam ser competitivos com os outros produtos não aerossóis no mercado.

Sumário do Invento

Num aspecto do presente invento, descreve-se um polímero plástico, tendo um módulo de flexão, secante a 1 %, de pelo menos cerca de 10 153 kPa, quando medido pelo processo ASTM D 790, e uma dureza não superior a cerca de 60 Shore D, quando medida pelo processo ASTM D 2240. È preferido um módulo de flexão de pelo menos cerca de 13 053 kPa e uma dureza entre cerca de 53-56. É também preferido que a junta seja do tipo junta de manga e que o polímero seja um termoplástico.

Noutro aspecto do invento, uma junta para vedar o canal duma taça de montagem a um rebordo de um recipiente compreende uma mistura de um material plástico mais rígido e um material plástico mais mole, que respeite os limites do módulo de flexão e de dureza descritos acima. Tal como acima, a junta é de preferência uma junta do tipo manga e os materiais plásticos são termoplásticos.

Numa concretização preferida do invento, o material de junta compreende uma mistura de polietileno de alta densidade ("HDPE") e polietileno de baixa densidade linear ("LLDPE"). 0 HDPE preferido constitui cerca de 43% em peso da junta e o LLDPE preferido constitui cerca de 57% em peso da junta.

Em certas aplicações, é também preferido incluir uma camada de adesivo térmico na superfície do material de junta que vai estar em contacto com a taça de montagem.

Um aspecto adicional do invento contempla uma taça de montagem com junta, compreendendo um painel, uma saia integrada na periferia do painel e pendendo do mesmo, sendo a saia alargada para fora de modo a formar um canal anular para receber um rebordo de recipiente que define uma abertura de recipiente; e uma junta disposta parcialmente dentro do canal da taça de Λ Λ

74 638 11578.167 montagem e parcialmente ao longo da saia da taça de montagem em que o material de junta é como descrito acima. Em certas aplicações pode ser preferido colar a junta à taça de montagem por meio de uma camada de adesivo térmico. Nas concretizações preferidas do invento, a posição da junta na taça de montagem deve obedecer a certos requisitos críticos.

Num aspecto adicional do invento descrevem-se valores óptimos e gamas de variação para as dimensões críticas da posição da junta na taça de montagem.

Descrição das Figuras À Figura 1 é uma vista em corte transversal de uma taça de montagem com junta de acordo com o presente invento; a Figura la é uma vista em corte transversal do canal da taça de montagem com junta da Figura 1 cravada num rebordo de recipiente? a Figura 2 é uma vista em corte transversal de uma porção de uma junta antes da mesma ter sido avançada para o canal de uma taça de montagem; e a Figura 3 é uma vista em corte transversal de uma porção do punção preferido para uso no fabrico da taça de montagem com junta do presente invento.

Descrição do Invento , A Figura 1 mostra uma taça de montagem de válvula de aerossol com junta do presente invento, indicada geralmente por 10, que assenta num rebordo 12 de um recipiente de aerossol (não representado). A Figura la mostra a porção de canal 20 da taça de montagem com junta 10 cravada no rebordo de recipiente 12. A taça de montagem tem uma porção de pedestal 14 pendente do bordo interior de uma porção de painel 16. Uma saia 18 pende do ,·'Ό 74 638 11578.167

/ -7- bordo exterior da porção de painel 16 oposta à porção de pedestal 14 e é concêntrica à mesma. A porção de topo da saia 18 é curvada para uma porção de canal anular 20 que termina numa porção de bordo 22. A porção de canal 20, a porção de bordo 22 e a saia 18 formam um receptor convexo anular para receber o rebordo 12 do recipiente de aerossol como mostrado. A junta 24 do invento é posicionada parcialmente no interior do canal 20 da taça de montagem 10. A junta 24 tem uma primeira porção 24a em contacto com a porção do canal 20 da taça de montagem 10. A junta 24 tem também uma segunda porção 24b em contacto com a saia 18 da taça de montagem 10. Também estão representadas cavidades 26 que retêm a junta 24 e a taça de montagem 10 no rebordo de recipiente antes de se proceder ao enchimento por baixo da tampa. Essas cavidades são descritas com mais pormenor no pedido U.S. Na de Série--------, apresentado no mesmo dia que o presente pedido e da mesma requerente. O pedido U.S. Ns de Série--------, é aqui incorporado por referência. A taça de montagem 10 é preferivelmente uma taça de montagem normalizada para uso numa abertura normalizada de 25,4 mm de um recipiente de aerossol. 0 raio "r" do rebordo 12 do recipiente tem 1,524 mm. As gamas óptimas de variação para certas dimensões críticas da posição da junta 24, na taça de montagem 10, foram verificadas e são um dos aspectos do presente invento. Numa tal taça normalizada, o comprimento da junta "L-l" medido desde o centro do canal 20 da taça de montagem até à extremidade da segunda porção 24b é preferivelmente pelo menos de 3,081 mm e é mais preferivelmente cerca de 4,445 mm. L-l está representado na Figura 1. Verificou-se que para uma vedação óptima é necessário ter material vedante na região entre a saia 18 e o rebordo de recipiente 12 próximo do número "IS" na Figura la. Estes comprimentos preferidos asseguram que a segunda porção 24b do material de junta 24 seja posicionada correctamente ao longo da saia 18 da taça de montagem 10, para que exista material vedante nesta região crítica. Se o raio r do rebordo de recipiente 12 for maior do que 1,524 mm polegadas será necessário um comprimento L-l maior. Se o raio r for menor do que 1,524 mm então um comprimento L-l menor será aceitável.

74 638 11578.167 -8 O material de junta 24 deve ser posicionado suficientemente dentro do canal 20 da taça de montagem, de modo gue o diâmetro "d" do alargamento da junta, medido na extremidade na primeira porção 24a da junta 24, através do centro da taça de montagem 10, como mostrado na Figura l, seja de preferência maior do gue 27,94 mm. È mais preferivelmente cerca de 30,48 mm. Um tal diâmetro de alargamento coloca a extremidade da primeira porção 24a da junta 24 aproximadamente na posição de 10:00 horas dentro do receptor convexo anular. Tal colocação da junta apresenta resistência melhorada ao seu desalojamento a partir do canal 20 da taça de montagem 10.

Para se atingir o diâmetro de alargamento preferido, o comprimento "L-2" do material de junta, após ter sido cortado da manga (como descrito nas patentes '525 e #948), referido como o seu 'Comprimento de corte", deve estar entre cerca de 6,35 e 7,239 mm. Ver Figura 2. A junta 20 tem de preferência uma espessura entre 0,33-0,41 mm. É mais preferida a espessura de 0,36 mm.

Embora seja preferido utilizar estas dimensões com o material de junta preferido e descrito abaixo, estas dimensões podem melhorar o desempenho de gualguer material de junta numa taça de montagem normalizada. Adicionalmente, as dimensões e o posicionamento óptimos da junta podem melhorar a vedação em juntas, sem ser de tipo manga, aplicadas por processos diferentes do processo preferido agui descrito. 0 material de junta 24 do invento é um polímero plástico, tendo um módulo de flexão, secante a 1%, de pelo menos 10 153 kPa, guando medido pelo processo AS TM D 790, e uma dureza não superior a 60 Shore D, guando medida pelo processo ASTM D 2240. Este material tem uma rigidez suficiente para manter a junta em posição, parcialmente dentro do canal 20 da taça de montagem, e é suficientemente mole para proporcionar uma vedação adeguada entre o canal 20 da taça de montagem 10 e o rebordo de recipiente 12, guando cravado. De preferência o módulo de flexão -9- -9- 74 638 11578.167 é de pelo menos medidos acima. C- ...... cerca de 13 053 e a dureza é 56 ou menos como

Se o material de junta estiver na forma preferida de uma junta em forma de manga, então o plástico é preferivelmente um polímero termoplástico. As juntas de manga são preferivelmente posicionadas de acordo com o processo descrito nas patentes '525 e '948, e no pedido U.S. Na de série --------. Os termoplásticos são preferidos para o uso em juntas de manga, pois eles amolecem guando aquecidos, facilitando a sua colocação no canal da taça de montagem, e endurecem durante o arrefecimento, retendo a sua forma de acordo com o canal da taça.

Os materiais termoplásticos apropriados incluem polietilenos, polipropilenos, outros compostos poliolefínicos tais como copolímeros de acetato de etilvinilo CEVA"), copolímeros de álcool de etilvinilo, copolímeros de polipropileno e etileno, e polietileno modificado por elastómeros tal como borracha. Além destes também podem ser usados poliuretanas, poliésteres, ionómeros, policarbonatos e algumas poliamidas tal como o nilão 11. O tipo particular de plástico escolhido deve ser resistente quimicamente ao produto e ao propulsor no recipiente, e pode, portanto, variar dependendo da aplicação. O plástico necessita também de ter resistência suficiente a tensões ambientais para poder suportar as forças de pressão e de compressão a que estão sujeitas as juntas de aerossóis. É preferida a resistência à rotura por tensão ambiental, medida por D 1693, de pelo menos 400 horas. O plástico necessita também de ser resistente a um fluxo frio.

Acredita-se que o DEHD 1796 ("DEHD"), um polietileno disponível na Union Carbide, pode proporcionar um desempenho satisfatório. O DEHD é um material corrente utilizado pela Union Carbide para produzir outros plásticos, tal como o DHDA 2463, também disponível na Union Carbide. Os dados das propriedades típicas do DEHD são os seguintes: -10- 74 638 11578.167

ÍfiL ÁV' .Λ*- .

DEHD

Propriedades

Processo de Teste

Valor Típico

Resistência à tracção (rotura) MPa D 638 20,7 Alongamento final, % D 638 >800 Módulo de Flexão, MPa D 790 690 Resistência à tracção (cedência) MPa D 638 19,0 Temperatura de fragilização, °C D 746 < -95 índice de fusão, g/10 minutos D 1238 0,6 Temperatura de deflexão a 0,46 MPa, °C D 648 60 Temperatura de amolecimento Vicat, °C D 1525 118 Massa volúmica aparente, g/cm3 D 1895 0,56-0,59 Massa volúmica a 23 °C g/cm3 (composto) D 1505 0,939 Resistência à rotura por tensão ambiental 10 lgap, F20, horas (ASTM D 1693 cond. B) D 1693 >2000 Dureza, Shore "D" D 2240 56 Coeficiente térmico de expansão linear mm/°C (-30°C a +30°C) D 895 1,20 X 10 Impacto de Izod, (J/m) entalhe 23“C D 258 123 Ponto de fusão, °C 126,3 Ponto de cristalização, °C 112,8 A junta pode também compreender uma mistura de um primeiro material plástico, proporcionando rigidez suficiente para que a junta se mantenha em posição, parcialmente dentro do canal 20 da taça de montagem 10, e um material plástico mais mole proporcionando suficiente moleza de modo a proporcionar uma vedação de confiança entre o canal 20 da taça de montagem 10 e o 74 638 11578.167 y"> //,/ C.._* -11- rebordo de recipiente 12, quando cravados, de modo que a mistura tenha um módulo de flexão, secante a 1 %, de pelo menos cerca de 10 153 kPa, quando medido pelo processo ASTM D 790, e de preferência de pelo menos cerca de 13 053 kPa. A mistura tem uma dureza não superior a cerca de 60 Shore D, quando medida pelo processo ASTM D 2240 e de preferência 56 ou menos. Geralmente o material mais rígido terá uma densidade superior ao material mais mole. Tal como acima, se a junta é a junta de manga preferida, os polímeros que formam a junta são preferivelmente termoplásticos. A mistura necessita de ter resistência suficiente a tensões ambientais para poder suportar as forças de pressão e de compressão a que estão sujeitas as juntas de recipientes de aerossóis. Tal como acima, é preferido uma resistência à rotura por tensão ambiental de, pelo menos, 400 horas. 0 plástico deve também ser resistente a um fluxo frio.

Os materiais rígidos apropriados incluem HDPE, outros polietilenos rígidos tal como o LLDPE de peso molecular apropriado, poliamidas, policarbonatos, polipropilenos, poliésteres, acrilonitrilo-butadieno-estirenos ("ABS"), ou acetilos. O módulo de flexão do material rígido é superior a 10 153 kPa quando medido pelo processo descrito acima, e é de preferência superior a 13 053 kPa. Materiais moles apropriados incluem alguns polietilenos e outras poliolefinas, copolímero de acrilato de etilenoetilo, poliésteres, poliuretanas e a maioria de outros elastómeros termoplásticos. A dureza dos materiais moles é inferior a 60 quando medida pelo processo descrito acima, e é de preferência inferior a 56.

Os plásticos escolhidos devem ser compatíveis de modo a formarem uma mistura homogénea. Os materiais escolhidos devem também ser resistentes quimicamente ao produto e ao propulsor e, portanto, podem variar consoante a aplicação. Misturas apropriadas incluem misturas de HDPE e LLDPE ou LDPE, ou polietileno e polipropileno.

As quantidades relativas dos materiais plásticos mais moles e mais rígidos, combinados para formarem a mistura com as -12- -12- /Τ> / -// . 7 f / . 74 638 11578.167 características referidas acima, dependem das suas moleza e rigidez. Por exemplo, se o material mole e material rígido estão, cada um deles, perto dos valores desejados de dureza e módulo de flexão, podem-se utilizar misturas de entre cerca de 60% de um e 40% do outro para produzir misturas com as características de dureza e módulo de flexão descritas acima. Se cada um ou ambos os valores de dureza e módulo de flexão de cada material estiverem longe do valor desejado, podem ser necessárias quantidades maiores de um material para produzir uma mistura com os valores desejados. Por exemplo, podem ser utilizadas misturas de cerca de 60%-70% de um dos materiais com cerca de 30%-40% do outro, cerca de 70%-80% de um com 30%-20% do outro ou ainda misturas com mais de 80% de um com menos de 20% do outro. O material mais rígido preferido é HDPE tendo um módulo de flexão de pelo menos cerca de 20 306 kPa. É ainda mais preferido um módulo de flexão mais elevado, o HDPE preferido é Altaven1® 6200B, disponível na Plastics Del Logo, C.A. Venezuela.

Preferivelmente, o LLPDE tem uma dureza não superior a cerca de 55 e mais preferivelmente não superior a cerca de 50. O LLDPE preferido é o DNDA - 7340 Natural 7 ("DNDA-7340"), disponível na Union Carbide. Os dados das propriedades típicas para o HDPE e para o LLDPE são os seguintes: (segue Quadro) /•V.; _ .....-/¾.¾¾ 11578.167

J -13- ...... ' ·

Altaven*® 6200B

Processo Processo Valor Propriedades Covenin ASTM Típico índice de fusão 1552 D 1238 0,40 g/10 min Massa Volómica - D 1505 0,0958 g/cm3 Tensão de cedência 1357 D 638 280 kg/cm2 Resistência à tracção na rotura 1357 D 638 320 kg/cm2 Alongamento na rotura 1357 D 638 > 500% Resistência de impacto de Izod 822 D 256 12 kg.cm/cm Resistência à rotura sob tensão ambiental — D 693 > 400 horas Módulo de flexão secante a 1% D 790 145 000 Dureza DNDA-7340 D 2240 ~66 Processo Valor Propriedades de Teste Típico índice de fusão D 1238 0,8 g/10 min Massa volúmica D 1505 0,920 g/cm3 Módulo de flexão secante a 1% D 638 234 MPa Resistência à tracção D 638 15,5 MPa Alongamento final D 638 500 % Tira dobrada Resistência à rotura, horas, F 100% "Igepal" 10% "Igepal D1693 > 500 > 500 Temperatura de fragilização D 746 abaixo de -100 Resistência à dobragem, na de ciclos até à rotura processo UCC 140 000 Velocidade mínima de corte na fractura por fusão s-1 processo UCC 4 000 Dureza D 2240 - 45 74 638 11578.167 -14-

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Com os HDPE e LLDPE preferidos, descritos acima, são preferidas misturas dentro da gama de cerca de 62%-52% de LLDPE e cerca de 38%-48% de HDPE. A mistura que é usada correntemente tem 57% em peso de DNDA-7340 e 43% de Altaven1® 6200B.

Alternativamente, pode ser endurecido um material mole tal como o LLDPE, aumentando o seu módulo de flexão pela adição de material de enchimento ou fibras inorgânicos. Fibras de vidro, pequenas pérolas de vidro, talco ou carbonato de cálcio são alguns dos aditivos apropriados. Podem ser necessários agentes de ligação para ligarem os materiais de enchimento inorgânicos ao material de base orgânico como é sabido na arte.

Em certas aplicações, tal como quando o gás propulsor é introduzido no recipiente a alta pressão depois de o produto ter sido introduzido, é preferível utilizar um adesivo para melhor segurar a junta do invento na taça de montagem. Se a junta é do tipo manga, aplicada de acordo com o processo descrito nas patentes '525 e '948, é ainda preferido utilizar um adesivo térmico. 0 adesivo térmico impede a junta de se ligar prematuramente à taça de montagem, impedindo o seu avanço para a sua posição final parcialmente dentro do canal 20 da taça de montagem 10. o aquecimento da taça de montagem, antes de se proceder ao avanço final da junta no processo de colocação da junta, funde o adesivo térmico, activando o adesivo. Depois de a junta ter sido avançada e a taça de montagem afastada da fonte de calor, a temperatura da taça de montagem baixa para a temperatura ambiente e o adesivo térmico liga a junta à taça de montagem.

Preferivelmente o adesivo é uma mistura de cerca de 64,67% de terpolímero ácido Escor Exxon ATX 325 ("ATX 325"), cerca de 35,67% DNDA-7340 e 0,66% de corante azul seco PB 3962 de H. Kohnstamm. 0 corante azul é adicionado para permitir a inspecção visual da junta de manga, para determinar se o adesivo está distribuído uniformemente. Por outro lado, também melhora a identificação da junta na taça de montagem. A camada de adesivo térmico tem, de preferência, cerca de 0,019 mm de espessura. Os 74 638 11578.167 J/r..... -15- dados das propriedades típicas para o ATX 325 são os seguintes: ATX 325

Propriedades

Processo AS TM

Valores índice de fusão g/10 min D 1238 (E) 20 Número ácido Processo Exxon 45 mg de KOH/g de polímero

Massa volúmica g/cm3 D 792 0f942

Resistência à tracção, MPa D 638 8

Alongamento % D 638 1800 (amostras moldadas por compressão tipo IV, veloc. transv. da cabeça 5,1 cm/ /min) Módulo de flexão, MPa Tensão de impacto, kJ/m2 @ 23 °C -40 °C Dureza, Shore D Ponto de fusão DSC, °c Ponto de amolecimento Vicat eC, carga de 200g D 790 9 D 1822 (S) 735 535 D 2240 21 D 3417 65 D 1525 (veloc. B) 60

Para formar a junta preferida do invento foram adicionados cerca de 57% em peso de LLDPE DNDA-7340 e cerca de 43% em peso de HDPE AltavenMR 6200B a um misturador Banbury 1D com uma capacidade de 13,59 kg e misturados durante cerca de 2,5 minutos. Um tal misturador está disponível, por exemplo, na Farrel Machinery. A operação de mistura começou à temperatura ambiente e atingiu os 193,3-204,40C no fim do período de mistura. A mistura foi então transportada para um extrusor Farrel de 11,43 cm e pré-aquecida a cerca de 204,4-215,5°C. A mistura foi descarregada do extrusor a um ritmo de cerca de 75,5 g/s para uma calha de arrefecimento e para um peletizador Strand Cumberland disponível na Cumberland, Inc. A mistura peletizada foi pósteriormente convertida numa junta de manga por extrusão 74 638 11578.167

. -**·£* -16- como é sabido na arte. A junta de manga deve ser inspeccionada visualmente para assegurar que a sua espessura é uniforme. As áreas mais finas da junta podem interferir com a integridade da vedação, provocando o deslocamento da junta antes da cravação, ou fugas.

Para formar o adesivo térmico preferido, foram adicionados cerca de 64,67% em peso de ATX 325, cerca de 35,67% em peso de LLPDE DNDA-7340 e 0,55% em peso de corante azul PB 3962 de H. Kohnstamm no misturador Banbury e misturados durante 2 minutos, até 148,9-160°G. A mistura foi então transportada para um extrusor e extrusada a um ritmo de cerca de 75,5 g/s a uma temperatura entre 148,9-160eC. Em seguida foi peletizada como acima. 0 adesivo térmico e a junta de manga foram extrusados em conjunto numa ferramenta onde as camadas foram unidas, como é sabido na arte. 0 material de junta tinha aproximadamente a espessura de 0,355 mm, enquanto que a camada de adesivo térmica que estava localizada na superfície interior do material de junta da manga tinha aproximadamente a espessura de 0,019 mm. A junta de manga deve ser inspeccionada visualmente para determinar se o adesivo térmico foi distribuído uniformemente. A junta do invento é posicionada preferivelmente na taça de montagem como descrito geralmente nas patentes '525 e '948. Utiliza-se um máquina de montagem de taças de montagem de estação única em vez da máquina de montagem de seis estações mostrada na figura 3 da patente '948. Verificou-se que o material de junta de manga pode ser colocado numa única taça de montagem e com maior precisão do que se o material de junta de manga for sequencialmente posicionado em seis taças de montagem. Adicionalmente utilizam-se temperaturas superiores às descritas nestas patentes.

Utiliza-se para a taça de montagem uma temperatura de pelo menos cerca de 65,6°C e preferivelmente de cerca de 76,70C medida na calha de alimentação a cerca de 30,48 cm de distância da estação de puncionamento, a menos de um segundo antes do posicionamento final da junta no interior do canal da taça de 47 Ο 74 638 11578.167 -17- c

// ti montagem. Este é um ponto conveniente para medir a temperatura. Crê-se que a temperatura da taça de montagem esteja 11,1-16,6°C mais alta enquanto a junta avança para a sua posição final na taça de montagem. A 76,7oC a flexibilidade adicional da junta, assim como a liquefação originada pela fusão do adesivo térmico, facilitam o avanço da junta para o interior do canal da taça. A temperaturas superiores a junta pode degradar-se e tornar-se demasiado mole. No entanto, misturas com maior percentagem de HDPE podem tolerar temperaturas superiores. É preferível um punção 30 de uma só peça para avançar a junta 24 para dentro do canal 20 da taça de montagem. 0 punção inclui, de preferência, um prolongamento 30a para engatar na extremidade da primeira porção 24a da junta 24 enquanto esta avança para dentro do canal 20 da taça de montagem 10, como mostrado na figura 3. o prolongamento 30a assegura que a junta avança para a sua posição preferida, no interior do canal 20 da taça, produzindo o alargamento de junta preferido d, como mostrado na figura 1. Existe um ressalto 34 para engatar no topo da segunda porção 24b da junta 24 e para avançar a junta para a sua posição final. O punção inclui ainda uma série de pontas 32 formadas por pinos 32a encaixados à pressão no punção 30. Estas pontas formam as cavidades 26 representadas na figura 1 e descritas com mais pormenor no pedido U.S. Na de Série--------.

No pedido U.S. Na de Série--------descrevem-se mais pormenores referentes ao processo e ao punção preferido utilizado no fabrico da taça de montagem com junta do presente invento.

Testes comparativos da junta, de acordo com as concretizações preferidas do presente invento, com juntas convencionais de LLDPE mostraram que a junta do presente invento é mais resistente ao defeito de junta soprada e tem um desempenho mais consistente. As forças aplicadas a uma junta no canal da taça de montagem, durante o enchimento por baixo da tampa, foram simuladas utilizando um dispositivo de bancada, compreendendo um acessório com a forma de um rebordo de recipiente posicionado dentro de uma câmara hermética. A taça de montagem foi colocada no acessório e foi pressionada por um -18- -18- ,ϋφ 74 638 11578.167 vedante de tampa carregado por pressão de um cilindro de ar, com uma força ajustável. O ar foi bombeado para a câmara com a pressão desejada. Quando a pressão na câmara se tornou superior à força exercida pelo cilindro de ar e vedante de tampa na taça de montagem, a taça de montagem elevou-se. Fez-se então passar ar por entre ò canal da taça de montagem e o acessório, para além da junta, enquanto que se forçou o gás propulsor para dentro do recipiente através do canal, durante o enchimento por baixo da tampa.

Consideram-se 12 juntas como sendo uma amostra de teste representativa. Determinou-se a pressão máxima à qual nenhuma das doze juntas de teste falhou ("PI") e a pressão mínima à qual todas as doze juntas de teste falharam (,,P2H). Considera-se uma falha uma junta soprada. Uma pressão PI mais elevada é sinal duma melhor resistência ao defeito de junta soprada, enquanto que uma diferença menor entre PI e P2 é sinal de um desempenho consistente do produto. Fez-se variar a pressão do vedante de tampa, de modo que, se as 12 juntas não passassem o teste, reduzia-se a pressão. Se as 12 juntas passassem, aumentava-se a pressão até se determinar Pl. A seguir a pressão era aumentada até todas as 12 juntas falharem. Pl e P2 podem ser convertidas em forças de carga, multiplicando os valores de pressão do cilindro de ar, que proporcionam a força contra o vedante de tampa, por 80,63 cm2 que é a área aproximada do cilindro.

Para juntas de LLPDE, fixadas à taça de montagem pelo adesivo térmico descrito atrás, a uma pressão de enchimento de 4,137 MPa, Pl = 96,5 kPa (778,4 N) e P2 = 193,1 kPa (1556,8 N). A uma pressão de enchimento de 5,516 MPa, Pl = 68,9 kPa (556 N) e P2 = 165,5 kPa (1334,4 N).

Para juntas de 43% de Altaven^® 6200B e e 57% de DNDA-7340, fixadas à taça de montagem pelo adesivo térmico descrito atrás, a uma pressão de enchimento de 4,137 MPa, tanto Pl como P2 = 193,1 kPa (1556,8 N). A uma pressão de enchimento de 5,516 MPa, Pl = 179,26 kPa (1445,6 N) e P2 = 193,1 kPa (1556,8 N). (/)1 74 638 11578.167 -19-

Estes resultados demonstram que o material de junta do presente invento é de longe superior às juntas convencionais de LLDPE na resistência ao defeito de junta soprada e em consistência de desempenho.

Testes comparativos variando o comprimento de corte da junta, que afecta o diâmetro do alargamento de junta no interior do canal da taça de montagem, demonstraram que os resultados melhoraram com o aumento do comprimento de corte. Para juntas com uma altura de 5,715 mm, constituídas inteiramente por LLDPE e fixadas à taça de montagem pelo adesivo térmico descrito atrás, a uma pressão de enchimento de 4,137 MPa, PI = 68,9 kPa (556 N) e P2 = 193,1 kPa (1556,8 N). A uma pressão de enchimento de 5,516 MPa, PI = 55,16 kPa (444,8 N) e P2 = 179,26 kPa (1445,6 N). A uma altura de 6,35 mm, com todas as outras variáveis iguais ao caso anterior, a uma pressão de enchimento de 4,137 MPa, PI = 96,5 kPa (778,4 N) e P2 = 193,1 kPa (1556,8 N). A uma pressão de enchimento de 5,516 MPa, Pl = 68,9 kPa (556 N) e P2 = 165,5 kPa (1334,4 N). A uma altura de 6,98 mm, com todas as outras variáveis iguais ao caso anterior, a uma pressão de enchimento de 4,137 MPa, Pl = 96,5 kPa (778,4 N) e P2 = 193,1 kPa (1556,8 N). A uma pressão de enchimento de 5,516 MPa, Pl = 82,7 kPa (667,2 N) e P2 = 124,1 kPa (1000,8 N).

Testes comparativos, variando o desenho do punção, deram melhores resultados para um punção de uma única peça, incluindo um prolongamento 30a para engatar na junta, como representado na figura 3, do que para um punção de duas peças. Para uma junta de LLPDE com um comprimento de corte de 6,858 mm fixada à taça de montagem pelo adesivo térmico descrito atrás e uma temperatura de taça de 67,8"C, aplicada com um punção de duas peças, a uma pressão de enchimento de 4,137 MPa, Pl = 96,5 kPa (778,4 N) e P2 = 193,1 kPa (1556,8 N). A uma pressão de enchimento de 5,516 MPa, Pl = 82,7 kPa (667,2 N) e P2 = 124,1 kPa (1000,8 N). -20 74 638 11578.167

Com o punção de uma única peça da figura 3, com todas as outras variáveis iguais, a uma pressão de enchimento de 4,137 MPa, PI = 110,3 kPa (889,6 N) e P2 = 179,3 kPa (1445,6 N). A uma pressão de enchimento de 5,516 MPa, PI = 96,5 kPa (778,4 N) e P2 - 165,5 kPa (1334,4 N).

As caracteristicas preferidas do material, do adesivo térmico, do comprimento de corte e do desenho do punção demonstraram, cada uma delas, melhor resistência à deslocação e consistência de desempenho. Tomadas juntas, as caracteristicas preferidas produzem uma taça de montagem com junta de qualidade superior.

Lisboa, 2Z EZ. 1992

Por PRECISION VALVE CORPORATION =0 AGENTE 0FICIAL=

Claims

74 638 11578.167 A r AÀ /'V y // - -1- REIVINDICAÇÕES 1 - Polímero plástico para utilização como material de junta para vedação de um canal de uma taça de montagem num rebordo de um recipiente, caracterizado por ter um módulo de flexão, secante a 1%, de pelo menos cerca de 10 153 kPa (70 000 psi), guando medido pelo processo ASTM D 790 e uma dureza não superior a cerca de 60 Shore D, guando medida pelo processo ASTM D 2240.
2 - Polímero plástico de acordo com a reivindicação l, caracterizado por ter um módulo de flexão superior a cerca de 13 053 kPa (90 000 psi).
3 - Polímero plástico de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por ter uma dureza de cerca de 56 ou menor.
4 - Polímero plástico de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizado por o polímero ser um termoplástico.
5 - Polímero plástico de acordo com as reivindicações l ou 4, caracterizado por a junta tem um comprimento de corte de cerca de 6,350 a 7,239 mm.
6 - Polímero plástico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda uma camada de adesivo térmico.
7 - Polímero termoplástico para utilização como material de junta de manga para vedação de um canal de uma taça de montagem num rebordo de um recipiente, caracterizado por ter um módulo de flexão, secante a 1%, de pelo menos cerca de 10 153 kPa (70 000 psi), guando medido pelo processo ASTM D 790 e uma dureza não superior a cerca de 60 Shore D, guando medida pelo processo ASTM D 2240.
8 - Polímero termoplástico de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por ter um módulo de flexão superior a cerca de 13 053 kPa (90 000 psi).

74 638 11578.167
9 - Polímero termoplástico de acordo com as reivindicações 7 ou 8, caracterizado por ter uma dureza de cerca de 56 ou menor.
10 - Material de junta de acordo com a reivindicação 7# caracterizado por ser escolhido do grupo consistindo em polietile-nos, polipropilenos, compostos poliolefínicos, copolímeros de acetato de etilvinilo (EVA), copolímeros de álcool de etilviní-lico, copolímeros de polipropileno e etileno, polietileno modificado por elastómeros, poliamidas, nilão 11, poliuretanos, poliésteres, ionómeros e policarbonatos.
11 - Material de junta para vedação de um canal de uma taça de montagem num rebordo de um recipiente, caracterizado por compreender uma mistura de um primeiro material plástico e um segundo material plástico, misturados numa proporção tal gue a mistura tem um módulo de flexão, secante a 1%, de pelo menos cerca de 10 153 kPa (70 000 psi), quando medido pelo processo ASTM D 790 e uma dureza não superior a cerca de 60 Shore D, guando medida pelo processo ASTM D 2240.
12 - Material de junta de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o primeiro material ser escolhido do grupo consistindo em HDPE (polietileno de alta densidade), polietile-nos rígidos, policarbonatos, polipropilenos, poliésteres, acri-lonitrilobutadienoestirenos ("ABS"), e acetilos, e o segundo material plástico ser escolhido do grupo consistindo em polieti-lenos moles, poliolefinas moles, copolímero de etileno e acrila-to de etilo, poliésteres, poliuretanas e elastómeros termoplásticos .
13 - Material de junta para vedação de um canal de uma taça de montagem num rebordo de um recipiente, caracterizado por compreender uma mistura de polietileno de alta densidade e polietileno de baixa densidade linear, tendo o material de junta um módulo de flexão, secante a 1%, de pelo menos cerca de (10 153 kPa) (70 000 psi), quando medido pelo processo astm d 790 e uma dureza não superior a cerca de 60 Shore D, quando medida 74 638 ' :. 11578.167 i ·· Cs :· -3- pelo processo ASTM D 2240.
14 - Material de junta de acordo com as reivindicações 11 ou 13, caracterizado por ter um módulo de flexão superior a 13 053 kPa (90 000 psi).
15 - Material de junta de acordo com as reivindicações 11 ou 13, caracterizado por ter uma dureza de cerca de 56 ou menor.
16 - Material de junta de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o polietileno de alta densidade estar numa gama de 38% a 48% em peso e o material de polietileno de baixa densidade linear estar na gama de cerca de 52% a 62% em peso.
17 - Material de junta de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o polietileno de alta densidade ser cerca de 43% em peso da junta e o polietileno de baixa densidade linear ser cerca de 57% em peso da junta.
18 - Material de junta de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender ainda uma camada de adesivo térmico.
19 - Material de junta de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por a junta ter um comprimento de corte de 6,350 a 7,239 mm.
20 - Taça de montagem com junta caracterizada por compreender um painel, uma saia integrada e pendente da periferia do painel, abrindo a saia para fora, de modo a formar um canal anular para receber um rebordo de recipiente, que define uma abertura de recipiente; e um material junta disposto parcialmente dentro do canal da taça de montagem e parcialmente ao longo da saia da taça de montagem, compreendendo a junta um polímero plástico, tendo um módulo de flexão, secante a 1%, de pelo menos cerca de (10 153 kPa) (70 000 psi), quando medido pelo processo ASTM D 790 e uma dureza não superior a cerca de 60 Shore D, quando medida pelo processo ASTM D 2240. -4- 74 638 11578.167 !/·/- C _ c'!
21 - Taça de montagem com junta de acordo com a reivindicação 20, caracterizada por a junta ter um módulo de flexão superior a 13 053 kPa (90 ooo psi).
22 - Taça de montagem com junta de acordo com as reivindicações 20 ou 21, caracterizada por o material junta ter uma dureza de cerca de 56 ou menor.
23 - Taça de montagem com junta, caracterizada por compreender um painel, uma saia integrada e pendente da periferia do painel, abrindo a saia para fora, de modo a formar um canal anular para receber um rebordo de recipiente, que define uma abertura de recipiente; e um material junta disposto parcialmente dentro do canal da taça de montagem e parcialmente ao longo da saia da taça de montagem, compreendendo a junta uma mistura de um primeiro material termosplástico e um segundo material termoplástico, tendo o primeiro material um módulo de flexão superior ao segundo, e sendo um segundo material menos duro do que o primeiro, sendo o primeiro e segundo materiais misturados numa proporção tal que a mistura tenha um módulo de flexão, secante a 1%, de pelo menos cerca de 10 153 kPa (70 000 psi), quando medido pelo processo ASTM D 790 e uma dureza não superior a cerca de 60 Shore D, quando medida pelo processo ASTM D 2240.
24 - Taça de montagem com junta de acordo com a reivindicação 23, caracterizada por o primeiro material ser polietileno de alta densidade e o segundo material ser polietileno de baixa densidade linear.
25 - Taça de montagem com junta de acordo com a reivindicação 24, caracterizada por o primeiro material estar numa gama de 38% a 48% em peso e o material de polietileno de baixa densidade linear estar na gama de cerca de 52% a 62% em peso.
26 - Taça de montagem com junta de acordo com a reivindicação 24, caracterizada por o polietileno de alta densidade ser cerca de 43% em peso da junta e o polietileno de baixa densidade linear ser cerca de 57% em peso da junta. 74 638 11578.167

-5-
27 - Taça de montagem com junta de acordo com a reivindicação 23, caracterizada por compreender ainda uma camada de adesivo térmico entre a junta e a taça de montagem.
28 - Taça de montagem com junta de acordo com a reivindicação 23, caracterizada por a junta ter um comprimento de corte de cerca de 6,350 a 7,239 mm.
29 - Taça de montagem com junta de acordo com a reivindicação 23, caracterizada por a junta ser feita aderir à taça de montagem por meio de um adesivo térmico.
30 - Material de junta para vedação de um canal de uma taça de montagem num rebordo de um recipiente, caracterizado por compreender uma mistura de um primeiro material plástico, tendo rigidez suficiente para manter a junta em posição, parcialmente dentro do canal da taça de montagem e um segundo material plástico, sendo suficientemente mole para proporcionar a vedação.
31 - Junta para vedação de um canal de uma taça de montagem num rebordo de um recipiente, caracterizada por compreender uma mistura de um material termoplástico mais rígido e um material termoplástico mais mole.
32 - Junta para vedação de um canal de uma taça de montagem normalizada num rebordo de um recipiente normalizado, caracterizada por a junta ter um comprimento de corte de cerca de 6,350 a 7,239 mm.
33 - Taça de montagem normalizada caracterizada por compreender um painel, uma saia integrada e pendente da periferia do painel, abrindo a saia para fora, de modo a formar um canal anular para receber um rebordo de recipiente, que define uma abertura de recipiente, tendo o canal anular um centro e tendo um material de junta uma primeira porção parcialmente disposta dentro do canal da taça de montagem e uma segunda porção parcialmente disposta ao longo da saia da taça de montagem, tendo 6- 74 638 11578.167 cada uma das primeira e segunda porções uma extremidade, tendo a junta um comprimento, guando medido a partir do centro do canal anular da taça de montagem até uma extremidade da junta ao longo da saia da taça de montagem, de pelo menos 3,810 mm.
34 - Taça de montagem com junta de acordo com a reivindicação 33, caracterizada por o comprimento da junta ser cerca de 4,445 mm.
35 - Taça de montagem com junta de acordo com as reivindicações 33 ou 34, caracterizada por o diâmetro da junta, guando medido na extremidade da primeira porção da junta através de um centro da taça de montagem ser, pelo menos, cerca de 27,940 mm.
36 - Taça de montagem com junta de acordo com as reivindicações 33 ou 34, caracterizada por um diâmetro da junta, guando medido na extremidade da primeira porção da junta através de um centro da taça de montagem ser, pelo menos, cerca de 29,972 mm.
37 - Taça de montagem com junta de acordo com as reivindicações 33 ou 34, caracterizada por o diâmetro da junta, guando medido na extremidade da primeira porção da junta através de um centro da taça de montagem ser, pelo menos, cerca de 28,448 mm.
38 - Taça de montagem com junta de acordo com as reivindicações 33 ou 34, caracterizada por a extremidade da primeira porção da junta estar a cerca da posição das 10 horas dentro do do canal anular da taça de montagem.
39 - Taça de montagem com junta, caracterizada por compreender um painel, uma saia integrada e pendente da periferia do painel, abrindo a saia para fora, de modo a formar um canal anular para receber um rebordo de recipiente, gue define uma abertura de recipiente, tendo o canal anular um centro e tendo um material de junta uma primeira porção parcialmente disposta dentro do canal da taça de montagem e uma segunda porção parcialmente disposta ao longo da saia da taça de montagem, tendo cada uma das primeira e segunda porções uma extremidade, tendo a -7- 74 638 11578.167 junta um comprimento, quando medido a partir do centro do canal anular da taça de montagem até uma extremidade da junta ao longo da saia da taça de montagem, de pelo menos 3,810 mm e tendo um diâmetro da junta, quando medido na extremidade da primeira porção através de um centro da taça de montagem de cerca de 28,448 mm. Lisboa, 22. CZZ. 1992 Por PRECISION VALVE CORPORATION =0 AGENTE OFICIAL=