Proceso para producir un sustrato metálico recubierto con polímero.

Proceso para producir un sustrato metálico recubierto con polímero que comprende las etapas de:

- proporcionar una tira de metal como un sustrato;

- proporcionar una película polimérica para recubrir sobre el sustrato;

- opcionalmente proporcionar una capa de adhesión para promover la adhesión entre el sustrato y la película polimérica; en donde la película polimérica que consiste en una o más capas se produce por:

- fundir una mezcla adecuada de gránulos poliméricos en uno o más extrusores;

- pasar el polímero fundido a través de uno o más troqueles o calandrias para formar la película polimérica que consiste en dichas una o más capas;

- enfriar la película polimérica extrudida para formar una película polimérica sólida;

- recortar los bordes de la película polimérica extrudida;

- reducir el grosor de la película polimérica sólida mediante el estiramiento de la película polimérica sólida en una unidad de estiramiento al ejercer una fuerza de estiramiento sólo en la dirección longitudinal;

- recortar opcionalmente los bordes de la película polimérica estirada;

- laminar la película polimérica estirada sobre el sustrato para producir un sustrato recubierto con polímero;

- poscalentar el sustrato recubierto con polímero para reducir la orientación y la cristalinidad de la película polimérica;

- enfriar, preferentemente enfriar rápido, el sustrato recubierto con polímero poscalentado.

Proceso para producir un sustrato metálico recubierto con polímero

Esta invención se relaciona con un proceso para producir un sustrato metálico recubierto con polímero y un sustrato de tira de metal proporcionado con un recubrimiento polimérico.

En la industria del envasado el uso de sustratos recubiertos con polímero se está volviendo más y más común en la producción de latas. El sustrato recubierto con polímero puede producirse al extrudir una película polimérica fundida directamente sobre el sustrato metálico o mediante la producción de una película polimérica termoplástica que se lamina posteriormente, como una película sólida, sobre un sustrato metálico en una etapa del proceso de laminación integrada o separada.

La laminación se realiza usualmente mediante la conducción de la película polimérica y el sustrato a través de una línea de agarre de laminación formada por dos o más rodillos que prensan el recubrimiento sobre la tira metálica. Una adhesión adecuada entre la película polimérica y el sustrato se logra mediante el sellado térmico de la película de recubrimiento polimérica sobre el sustrato metálico, en donde la película y/o el sustrato pueden calentarse para promover el sellado térmico, o mediante el uso de un promotor de adhesión (líquido) que se aplica a la película de recubrimiento polimérica y/o el sustrato antes de la etapa de laminación y que se cura posteriormente para obtener el efecto adhesivo.

En dependencia de la naturaleza del polímero termoplástlco que se usa, la velocidad del sustrato a través del proceso de extrusión es limitada. Por ejemplo, para los pollésteres termoplástlcos, que se usan comúnmente en los laminados de polímero-metal, las velocidades de extrusión se limitan a aproximadamente 150 a 250 m/min, en dependencia de la línea específica y el polímero. EP1019248 describe un proceso de extrusión en donde las velocidades de línea se limitan a la velocidad cuando la película colada de PET alcanza los límites superiores de extrusión. El límite se experimenta por los bordes inestables y las Inestabilidades de flujo. Un proceso de laminación de película separado permite mayores velocidades de procesamiento, pero la capacidad de procesamiento y el éxito de la etapa de laminación es fuertemente dependiente de las propiedades mecánicas y físicas de la película. Las películas extrudidas a partir de pollésteres termoplásticos tales como PET son mecánicamente muy débiles y no pueden usarse en un proceso de laminación de película a una velocidad comerclalmente viable. Además, las películas coladas de poliéster son susceptibles al 'envejecimiento físico', que tiende a degradar aún más las propiedades mecánicas y características de manejo cuando la película colada se almacena. Por estas razones las películas de poliéster para su laminación sobre sustratos metálicos suelen estirarse biaxialmente para alcanzar el nivel necesario de resistencia mecánica y estabilidad. Sin embargo, la fabricación de películas de poliéster estiradas biaxlalmente requiere un equipo complejo y a gran escala con gastos de capital excesivos y, debido a la escala del proceso, no permite fácilmente cambios en, por ejemplo, la composición de la película polimérica. Además, debido a que las películas estiradas biaxialmente son propensas a encogerse tras el calentamiento, las mismas necesitan recocerse o fijarse con calor antes de la laminación, lo que deja a la película estirada final altamente cristalina. Esto es desfavorable con respecto a la adhesión entre la película polimérica y el sustrato metálico, y limita fuertemente la capacidad de formación del sustrato recubierto con polímero.

EP0312304 describe un proceso en el cual una película polimérica se lamina sobre el sustrato de acero. Un poscalentamlento después de la laminación se aplica para producir un recubrimiento esencialmente amorfo. El producto descrito se basa en una película colada orientada biaxialmente o en una película colada simple. La película orientada biaxialmente tiene las desventajas que se describieron anteriormente. El uso de una película colada simple es mecánicamente débil y tiene características de manejo de la trama pobres que puede deteriorarse aún más por el envejecimiento físico.

Es un objetivo de esta Invención proporcionar un proceso alternativo para producir una película polimérica para producir sustratos metálicos recubierto de polímero.

Además es un objetivo de esta Invención proporcionar un proceso para producir un sustrato recubierto con polímero a alta velocidad.

Además es un objetivo de esta Invención proporcionar un proceso para producir un sustrato recubierto con polímero a alta velocidad que requiere un gasto de capital menor.

Además es un objetivo de esta Invención proporcionar un proceso para producir un sustrato recubierto con polímero en donde el polímero permite el uso de cantidades inferiores de estabilizadores, agentes antibloqueo o compuestos similares.

Uno o más de estos objetivos se alcanzan mediante un proceso para producir un sustrato metálico recubierto con polímero que comprende las etapas de:

- proporcionar una tira de metal como un sustrato;

- proporcionar una película polimérica para recubrir sobre el sustrato;

- opcionalmente proporcionar una capa de adhesión para promover la adhesión entre el sustrato y la película polimérica;

en donde la película polimérica que consiste en una o más capas se produce por:

- fundir una mezcla adecuada de gránulos poliméricos en uno o más extrusores;

- pasar el polímero fundido a través de uno o más troqueles o calandrias para formar la película polimérica que consiste en dichas una o más capas;

- enfriar la película polimérica extrudida para formar una película polimérica sólida;

- recortar los bordes de la película polimérica extrudida;

- reducir el grosor de la película polimérica sólida mediante el estiramiento de la película polimérica sólida al ejercer una fuerza de estiramiento sólo en la dirección longitudinal;

- recortar opcionalmente los bordes de la película polimérica estirada;

- laminar la película polimérica estirada sobre el sustrato para producir un sustrato recubierto con polímero;

- poscalentar el sustrato recubierto con polímero para reducir la orientación y la cristalinidad de la película polimérica;

- enfriar, preferentemente enfriar rápido, el sustrato recubierto con polímero poscalentado.

La película polimérica estirada puede producirse en un proceso de dos etapas (extrusión de la película y estiramiento hechos por separado) o en un proceso integrado (extrusión de la película combinado con estiramiento). En el proceso de extrusión, una película polimérica fundida que consiste en una o más capas se produce mediante la fusión de una mezcla adecuada del polímero, por ejemplo en la forma de gránulos, en uno o más extrusores y al pasar el polímero fundido a través de un troquel de extrusión, usualmente un troquel plano. La película polimérica fundida se solidifica, por ejemplo, mediante su colada sobre un rodillo enfriado, o en el caso de un proceso de calandria, entre dos o más rodillos. La película es entonces esencialmente amorfa y no orientada. Cuando la película contiene más de una capa, que pueden obtenerse, por ejemplo, mediante coextrusión, una de las capas exteriores funcionará como una denominada capa de adhesión, que tiene una composición tal que creará una mejor unión al metal que las otras capas. Después de la colada, los bordes gruesos de la la película resultante del 'cuello' se recortan. El material recortado puede realimentarse en uno de los extrusores, opcionalmente después del reprocesamiento intermedio, para limitar las pérdidas materiales y optimizar la eficiencia de los costos. La película colada y recortada o bien se bobina sobre un carrete o se traspasa directamente al rodillo de alimentación de la unidad de estiramiento.

En el proceso de estiramiento, la película polimérica sólida se alimenta a través de una unidad de estiramiento adecuada. Esta unidad de estiramiento puede comprender una serie de rodillos. En primer lugar, la película se calienta, por ejemplo, mediante uno o más rodillos de calentamiento, hasta una temperatura adecuada para el estiramiento. La película pasa entonces a los rodillos de alimentación que establecen la velocidad de entrada para el proceso de estiramiento (ventrada). La película pasa posteriormente a los rodillos de estiramiento que funcionan a una velocidad mayor que los rodillos de alimentación (vsai¡da>) para llevar a cabo el proceso de estiramiento. La distancia entre los rodillos de... [Seguir leyendo]

1. Proceso para producir un sustrato metálico recubierto con polímero que comprende las etapas de:

- proporcionar una tira de metal como un sustrato;

- proporcionar una película polimérica para recubrir sobre el sustrato;

- opcionalmente proporcionar una capa de adhesión para promover la adhesión entre el sustrato y la película polimérica;

en donde la película polimérica que consiste en una o más capas se produce por:

- fundir una mezcla adecuada de gránulos poliméricos en uno o más extrusores;

- pasar el polímero fundido a través de uno o más troqueles o calandrias para formar la película polimérica que consiste en dichas una o más capas;

- enfriar la película polimérica extrudlda para formar una película polimérica sólida;

- recortar los bordes de la película polimérica extrudida;

- reducir el grosor de la película polimérica sólida mediante el estiramiento de la película polimérica sólida en una unidad de estiramiento al ejercer una fuerza de estiramiento sólo en la dirección longitudinal;

- recortar opcionalmente los bordes de la película polimérica estirada;

- laminar la película polimérica estirada sobre el sustrato para producir un sustrato recubierto con polímero;

- poscalentar el sustrato recubierto con polímero para reducir la orientación y la cristalinidad de la película polimérica;

- enfriar, preferentemente enfriar rápido, el sustrato recubierto con polímero poscalentado.

2. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la película polimérica sólida se enrolla sobre un carrete antes de alimentarse al rodillo de alimentación de la unidad de estiramiento.

3. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, en donde la película polimérica sólida se alimenta directamente al rodillo de alimentación de la unidad de estiramiento.

4. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la relación entre el ancho de la película sólida después de la etapa de estiramiento en la unidad de estiramiento y el ancho de la película sólida antes de la etapa de estiramiento en la unidad de estiramiento (WR) es al menos 0,7 y a lo sumo 1.

5. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el índice de estiramiento está entre 3 y 12, preferentemente al menos 4 y/o a lo sumo 6.

6. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la presión de laminación en la etapa de laminación está entre 0,1 MPa y 10 MPa, preferentemente al menos 0,5 y/o a lo sumo 2,5 MPa.

7. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el material recortado resultante del recorte de los bordes de la película polimérica extrudida y/o la película polimérica estirada se realimenta en uno o más de los extrusores después del reprocesamiento intermedio del material recortado o Inmediatamente después del recorte.

8. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la película estirada longitudinalmente comprende o consiste en uno o más de un polímero del grupo de polímeros que consiste en:

- los pollcondensados, tales como los poliésteres, los copoliésteres o las poliamldas

- los polímeros de vlnllo no cristalizables, tales como el poliestireno, el poliacrilato, PVC o PVDC o

- los polímeros de polladición cristalizables, tales como las poliolefinas.

9. Proceso de conformidad con la reivindicación «8», en donde la película estirada longitudinalmente comprende o consiste en tereftalato de polietileno, tereftalato de polietileno modificado con IPA, tereftalato de polietileno modificado con CHDM, tereftalato de pollbutileno, naftalato de polietileno, o copolímeros o mezclas de los mismos.