生产层压材料的方法和设备技术

生产包括带状金属和聚合物膜的层压制品的方法，包括： 将金属带加热到高于聚合物膜的初期粘接点的第一温度Ｔ↓［１］； 使金属和膜在夹辊间通过使聚合物膜贴到已预热的金属上； 将金属层压制品再加热至第二温度Ｔ↓［２］使膜与金属板互相作用并粘接到金属板上；和， 快速均匀地冷却层压品； 其间层压夹辊施加大于１５ｋＮ／米的夹紧力。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生产被层压的金属板或金属带的方法和设备，具体地说涉及将聚合物膜层压到金属带上的热层压方法。GB—1324952公开了聚丙烯膜热层压到金属带或板上，例如用于赋予金属板以耐腐蚀性的过程。EP-0312303公开了将复合聚酯膜同时层压到金属带各主要表面上的方法；EP-0312302还给出了将聚酯膜层压到金属的一侧，而同时将聚烯烃或含聚酰胺膜层压到金属带另一侧的方法。使一种或多种聚合物膜贴至第一温度或层压温度T1的金属带上即可实现同时层压，当金属带和聚合物膜经过层压辊隙时此温度T1不会破坏聚合物膜的外表面。但对此金属温度有限制，因为过热会使聚合物膜粘在层压夹辊上。这就是所说的“咬模(Pick-Up)”。聚酯膜在工业层压速度下特别会遇到微气泡问题。这些缺陷虽然并未被认为会影响PET膜的完整性.但是它们对膜的外观有影响并因此影响其销售的前景。提高层压温度可避免这种微气泡现象，但这样可能引起膜在层压辊上粘接或咬模。聚丙烯膜的咬模更为明显，在高于仅180℃的层压温度T1时就开始出现咬模。具体取决于膜的标准规格。当将聚丙烯薄膜层压到金属板的一侧，而同时将聚酯，如PET层压到金属板的另一侧时，层压温度仅为180℃时即出现聚丙烯的咬模，但PET膜的微气泡现象在低于180℃时就已出现。当金属板的表面粗糙度较高时，在聚合物膜下形成微气泡的趋向特别明显。这种趋向随所用膜的规格和类型改变。据认为这是由于在膜下夹存有空气，特别是当金属板有高的表面粗糙度时更是如此，因此产生气泡。因此需要一种不导致聚合物膜的微气泡现象和聚合物在层压辊上的咬模现象的层压方法。本专利技术提供一种生产包括带状金属和聚合物膜的层压制品的方法，包括下列步骤将金属带加热到高于聚合物膜的初期粘接点的第一温度T1；使金属和膜在夹辊间通过使聚合物膜贴到已预热的金属上；将金属层压制品再加热至第二温度T2使膜与金属板互相作用并粘接到金属板上；和，快速均匀地冷却层压制品其间层压夹辊施加大于15KN/m的夹紧力(nip force)。如EP-0312302和EP-0312303所述，以前的工业层压方法使用的层压夹紧力最高达12.5kN/m。当聚合物膜是聚酯膜，特别是加有颜料的聚酯膜时，如同本专利技术的一样，采用更高的夹紧力有特别明显的优点，这是由于现已发现这种力可以减少和/或消除这种当工业层压速度大于或等于30米/分钟时在聚酯膜下出现的微气泡。一般使用的是15μm厚的透明聚酯膜和25μm厚的添加有颜料的聚酯膜，但是高于或低于这些值在工业层压速度下都会出现微气泡。由于以前采用的线速度较低，故微气泡问题以前并不明显。此外，所使用的庞大而昂贵的重型设备限制了夹紧力。微气泡可能是由于金属板和聚合物膜之间缺乏紧密接触而引起并可通过施加更高的夹紧力而减缓。层压辊隙优选包括一个绝热辊和一个导热辊。一般绝热辊涂有橡胶，而导热辊是金属的，最好是钢制的。也可以冷却导热辊，例如可通过使空气吹到辊上或使水以直接或曲折方式流过辊。以前，两个层压夹辊都涂有橡胶，结果，当聚丙烯薄膜在高于180℃的温度T1层压时，薄膜在辊上出现咬模。聚丙烯薄膜厚度一般小于约100μm。出现咬模现象的层压制品的质量不能被接受。当使用导热辊，特别是在要层压聚丙烯(当使用聚丙烯时)的金属板一侧使用导热辊时，惊奇地发现层压温度可最高达220℃而不出现咬模。层压夹辊最好施加至少25kN/m的力。夹紧力即层压力通常为40kN/m，但也可最高达到或超过125kN/m。当生产速度提高时，这是有利的。夹紧力最好由气动装置施加到两个辊上，当然当施加的载荷大于40kN/m时，液压装置可能更具优越性。第一温度即层压温度T1可最高达到220℃。在一个优选实施方案中，有两种聚合物膜贴到金属带上，金属带的每一主要表面或侧面贴一种，例如，在金属带的一侧可以是聚酯膜，另一侧是聚丙烯膜。熔点较低的聚合物膜一侧优选使用导热辊。在这样的例子中，在层压辊中金属带的聚丙烯一侧使用导热辊，在聚酯膜一侧使用传统的涂有橡胶的辊。在另一实施方案中，在金属带的一侧可使用聚丙烯流延薄膜，另一侧可使用聚丙烯取向薄膜。由于聚丙烯流延薄膜在聚丙烯取向薄膜层压必需的温度下易于粘在层压辊上，所以此前还不能结合使用聚丙烯流延薄膜和聚丙烯取向薄膜。因此，在本实施例中，导热辊用于金属带的聚丙烯流延薄膜一侧，而绝热的传统的涂有橡胶的辊用于聚丙烯取向薄膜一侧。根据本专利技术的另一方面，提供了生产包括粘到金属基材上的聚合物膜的层压材料的设备，所述设备包括将金属带和聚合物膜送到层压辊隙的进料装置；将金属带加热至第一温度T1使聚合物膜与金属带初步粘接的加热装置；监测温度T1的传感器将夹紧力调整到至少为15kN/m的调节装置；将所得的层压制品再加热到第二温度T2使膜与金属带互相作用并粘接到金属带上的再加热装置，和快速均匀冷却所得的层压产品的骤冷装置。调节装置最好包括气动装置或液压装置，但是，如果不要求精确的负载量，可以使用更简单的偏压装置，如压缩或拉伸状态的弹簧。根据本专利技术的另一方面，提供了一种生产包括第一聚合物膜、带状金属和第二聚合物膜的层压制品的方法，包括下列步骤将金属带加热至高于聚合物膜初期粘接点的第一温度T1；使金属和薄膜在夹辊间通过从而使聚合物膜贴到已预热的金属上，第一薄膜在金属带的一侧，而第二薄膜在金属带的另一侧将金属层压制品再加热至第二温度T2使膜与金属板相互作用并粘接到金属板上；快速均匀地冷却层压制品其中第一薄膜的软化点低于第二薄膜的软化点，夹辊的温度不同，第一薄膜一侧的夹辊的温度低于第二薄膜一侧夹辊的温度。温度更低的辊可以是导热辊，如涂有铬层的钢或不锈钢制的，温度更高的辊可为绝热辊。或者两个辊都可以用空气或冷却液有效冷却。空气可以“吹到”辊上，或者冷却液可以直接或以曲折的方式流过辊。因此可在比通常用于层压不同软化点的膜的温度高的温度下进行层压而不会出现一种膜的咬模。因此，对于PET/金属/聚丙烯层压制品用高层压温度而不出现聚丙烯的咬模或PET的微气泡。在一更优选的实施方案中，上述方法可以与我们共同未决的专利申请UK9306140所述的热/冷区域结合使用。现在仅通过实施例参照附图说明生产层压金属带的方法的优选实施方案，其中图1说明将两种聚合物膜层压到金属基材上的设备。图2是空气冷却装置的断面图。图3是用涂有橡胶表面的夹辊时，表面粗糙度与层压夹辊夹紧力的关系图。图4是表面粗糙度与层压速度的关系图，表明用一个钢制的和一个涂有橡胶的夹辊时，0.3×806mm钢带的速度-温度关系。图5是0.23×795mm钢带的与图3类似的图。图6是0.17×795mm钢带的与图3类似的图。图7是光洁度与层压速度的关系图，表示0.3×806mm钢带的速度-温度关系。图8是0.23×795mm钢带的与图6类似的图。图9是0.17×795mm钢带的与图6和图7类似的图。从图1可看出，此设备包括第一辊10，第二辊20和第三辊30。第一辊10上有钢带15绕过，第二辊、第三辊上分别有聚合物膜带25，35绕过。夹辊40，45将钢带15和聚合物膜带25，35同时带入层压辊隙50，骤冷装置60按EP-B-0319309将所得的层压制品70浸没在大量的冷却液内。预加热器100位于辊10和夹辊40，45之间，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：P·M·纽康，M·J·罗兰，H·星，A·C·特列戈德，
申请(专利权)人：卡瑙德金属箱公开有限公司，
类型：发明
国别省市：