專利名稱：用于涂敷金屬條的方法和設備及其制備的制作方法
技術領域：
本發明涉及到用于將聚合物涂層涂敷到金屬條上的方法和設備，具體地說，本發明涉及到用來自擠壓機和擠壓模的熱塑樹脂涂敷鋁條的兩側的方法，所說的擠壓機和擠壓模定位成能將熱塑樹脂涂到鋁條的相反兩側上。本發明的產品是諸如鋁之類的金屬條，該金屬條在其兩側上帶有薄聚合物涂層并且有多種應用，但該金屬條特別適合用于諸如罐封和罐體之類的包裝應用。
周知在金屬片或金屬條的一側或兩側上涂敷熱塑樹脂可以改善金屬材料的抗腐蝕性、可模塑性、外觀或其它性質。可以用諸如輥涂、反輥涂、噴涂、電涂、粉末涂敷以及層疊之類多種方法來涂敷所說的涂層。涂敷后的金屬條可用于諸如內罐和罐封、箔盒、有蓋的存儲裝置、儀表、電子設備、建筑物、宇航或機動車身板之類的應用。
Heyes等人的美國專利5093208號公開了用于形成分層金屬板的方法，其中，將預制的熱塑聚酯薄膜緊貼到金屬板的一個或兩個表面上以便以非晶態的形式將該薄膜粘合于金屬板上。將未涂敷的金屬板加熱至聚酯薄膜熔點以上的溫度，并且，在加壓狀態下將所述薄膜涂敷到金屬板上以形成一種層疊材料。然后，將這種層疊材料加熱至所述薄膜熔點以上以促使所述塑材薄膜粘合到金屬上，并且，迅速地使層疊材料淬冷至聚酯的玻璃轉變點以下的溫度以形成非晶態的聚酯。所說的淬冷是通過使前述層疊材料穿過一水幕而進行的。
以Taiyo鋼鐵公司名義申請的歐洲專利申請書0067060號公開了一種通過直接將熱塑樹脂擠壓到金屬板的受熱表面上來生產涂敷金屬板的方法。依照該專利申請書，在不將樹脂形成為獨立薄膜的情況下，將熔融的樹脂從擠壓模中直接涂到金屬板上。薄膜的厚度可小于50微米，最好降至35到5微米。所述專利申請書指出由于略去了形成獨立薄膜這一步驟，所以，會減少生產涂敷金屬的成本。用作金屬表面涂層的適當熱塑樹脂包括聚烯烴、聚丙烯樹脂、聚酯、聚酰胺、聚氯乙烯以及上述公開的專利說明書中所列舉的多種其它樹脂。可以按照由相同或不同樹脂構成的單層或多層的方式來涂敷所說的樹脂。上述專利申請書公開了將樹脂僅涂到金屬條的一側上。
需要有一種改進型的方法以便將薄的聚合物涂層涂敷到適用于諸如包裝之類應用的金屬條的兩側上。需要有這樣一種方法，它可以將聚合物緊緊地粘合于或熔接于金屬條，從而，所述聚合物不會在隨后形成金屬條或使用由該金屬條制成的產品時出現脫層。
本發明提供了這樣一種方法，它用于將熱塑聚合物樹脂涂到金屬條的兩側上以便形成適用于包裝和其它應用的涂敷金屬條。
因此，本發明的目的是提供一種將聚酯樹脂粘合到金屬條兩側上的改進型方法。
參照以下說明及與說明有關的附圖可以更完全地了解和理解本發明的上述和其它目的及優點。
圖1是本發明系統的一個實施例的概略側剖圖；圖2是本發明另一實施例的一部分的概略側剖圖；圖3和圖4是本發明又一實施例的概略側剖圖；圖5是放大的圖4中金屬條和擠壓模的局部剖面圖，它示出了將樹脂涂到金屬條上；圖6至圖14是本發明其它實施例的概略側剖圖。


了這樣的系統，該系統用于在金屬條從第一卷繞架移至第二卷繞架上時涂敷該金屬條的兩側，金屬被涂敷后會卷繞在第二卷繞架上。具體參照圖1，鋁合金條10從卷繞架12上展開、繞張力輥14移動、在輥16上垂直向上移動、然后從輥16向下移經涂敷設備。支撐輥18用于使金屬條10在移過支承輥16時保持于扁平狀態。
當金屬條10從輥16向下移動時，加熱器20先將該金屬條加熱至接近或高于要涂到金屬條上的聚合物的熔點的溫度。在圖1所示的實施例中，所述加熱器是一感應加熱器，但也可以單獨或以組合的方式使用其它諸如火焰處理、紅外線、等離子體和/或電暈放電之類的加熱器或預調節器。可以以串列(一邊一個)的方式或僅在一側使用火焰加熱器以提高效率(提高粘合與加熱效率)。還可以使用因諸如滾軋或熱處理之類先前工序而仍保持為熱的卷繞架12，以便減少甚至消除用加熱器20來加熱的需要。根據多種因素主要是根據要涂到金屬條上的具體聚合物的不同，在涂敷熱塑材料之前將金屬加熱至的溫度典型地在約121°～260℃(250°～500°F)的范圍內。
提供了兩個獨立的擠壓涂敷系統21和31，它們用于將諸如聚酯樹脂之類的熱塑聚合物薄條涂到加熱后的金屬條的兩個表面上。系統21、31均設在感應加熱器20的正下方。擠壓涂敷系統21、23各包括一擠壓機，它用于經由帶有狹窄出口狹槽的壓片模22、23來提供熔融的聚合物擠出物，以形成穿過三輥組件的擠出物薄條24、34。另外，也可由一個擠壓機通過傳遞管或其它歧管向擠壓模供料。
系統21、31的第一輥26、36是定位和壓延輥，它們保持在這樣的溫度，該溫度有助于聚合物擠出物膠合或粘合于所述壓延輥的拋光表面上。按著所使用的樹脂的不同，用于上述目的溫度典型地在約120°至180℃(248°-356°F)范圍內。輥26、36的表面速度基本上要比離開模22、32的擠壓物的速度快，從而能將該聚合物壓延至減少了的厚度。壓延速度與擠出物速度的典型速率比在5∶1至40∶1的范圍內。來自擠壓機的樹脂一般約為0.127-0.635mm(0.005-0.025英寸)并且被壓延至約0.0076-0.038mm(0.0003-0.0015英寸)的減少了的厚度。
第二輥28、38要比第一個輥涼并設計成通過該第二輥與擠出物之間的輥壓接觸而對擠出物進行研磨和冷卻。第二輥28、38還將擠出物傳遞至第三輥，第三輥是涂敷器輥。第三輥30、40用彈簧、液壓裝置、氣動裝置或類似裝置有拉伸負荷并且最好具有彈性(諸如抗高溫彈性體之類)的外表面或輥緣，以便將半冷卻的擠出物壓到加熱后的金屬條10上。所述兩個擠壓裝置的第三輥30、40逆著彼此的壓力或力支承著金屬條10的相反兩側，因此，可以在第三輥30、40的壓力下使半冷卻的擠出物24、34緊貼在金屬條上。
涂敷后的金屬條11繼續垂直向下移過或移經第二加熱器42，此加熱器特別是在金屬與塑料之間的界面處將金屬或塑料或者將金屬和塑料均勻地加熱至這樣的溫度，該溫度在基本上不降低或不會對金屬條或金屬條上塑料涂層的所需性質產生不利影響的情況下使聚合物粘合于金屬條。所述預定溫度取決于要作為涂層涂敷的特定聚合物材料，大約在200°至260℃(392-500°F)的范圍內。第二加熱器42最好是一感應式加熱器，它在本技術中是周知的。另外，加熱器42可以是熱對流爐或紅外加熱器。
一旦離開第二加熱器42并且在沿垂直向下方向繼續移動的同時，涂敷后的金屬條11會被水簾44、水幕或其它適當的冷卻裝置迅速冷卻。這種冷卻必須使前述復合結構的溫度降至足夠低的溫度，以便在不會對涂層或金屬產生不利影響的情況下使涂敷后的金屬條繞輥轉向。在用聚酯樹脂涂敷諸如合金3004即金屬罐板材之類鋁合金的最佳方法中，最好使復合結構在接觸到輥48之前冷卻至約40℃(104°F)以下。在這一最佳實施例中，冷卻進行得足夠快，從而鋁合金上的聚酯涂層會以基本上為非晶態的形式固化。實現這一點的冷卻速度取決于所說的聚酯。通過控制流過涂敷后金屬條的冷卻水流的溫度和體積變化率，可以控制所說的冷卻速度。
在圖1所示的實施例中，涂敷后的金屬條在涂層干燥之前移過諸如水槽之類的槽46并且在該槽相反的兩端繞過輥48和50。所述水槽可實現前述冷卻過程。
涂敷后的金屬條11最好從水槽46垂直向上移經一干燥系統52，以便在重新卷繞之前從金屬條上除去殘余的水氣。干燥系統52一般可包括暖風機。然后，復合金屬條經過輥54、56和58移至重繞器60。上述干燥系統可包括未示出的收集器以適應帶卷變化或條卷變化并且還包括用于在涂敷了金屬之后校平該金屬的裝置。上述系統還最好包括未示出的修整器，這些修整器用于修整涂敷后金屬條11的邊緣或除指延伸超過金屬邊緣的任何聚合物。所述修整器可以沿諸如緊位于將聚合物樹脂涂到金屬條上之后、噴霧冷卻器之后或干燥系統之后之類的金屬條路徑定位于不同位置。
根據鋁條所要有的用途的不同，本發明所涂敷的鋁條可由多種合金構成并有不同的硬度。某些適于構成罐封和罐體的典型鋁合金包括中等硬度的其中包括H-14、H-19和H-39硬度的鋁協會(AluminumAssociation)合金5042、5182和3004。所說的金屬條一般為0.1778-0.356mm(0.007至0.014英寸)厚。
依照本發明，可用諸如聚酯之類多種熱塑聚合物來涂敷鋁條，而鋁條則設計成用于諸如罐或罐封之類的包裝。最佳的聚酯樹脂是這種類型的高熔融粘度(HMV)樹脂，它已經用于涂敷金屬烤盤、液體的箔包裝以及隔熱的箔包裝。E.I Du Pont de Nemours Company(杜邦公司)出售的SELARPT8307 HMV共聚物樹脂就是適于在本發明中使用的高效聚合物樹脂。這種共聚物還可以與諸如有約0.72IV以上內粘度的瓶裝等級聚酯之類其它熱塑聚酯相混合。例如，Hoescht-Celanese出售的SELARPT8307 HMV共聚物與T89PET的混合物可為按本發明涂敷的用于制造諸如飲料罐用的罐封之類產品的鋁條提供有所改進的性能。適用于這種應用的其它熱塑聚合物包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺(尼龍)、聚酰亞胺、聚碳酸酯以及聚氯乙烯(PVC)等。
圖2示出了實施本發明的系統的另一實施例的一部分。在該系統中，當金屬條70最好垂直向上而不是象在圖1中那樣垂直向下移動時，涂敷該金屬條的兩側。金屬條70繞過進給輥72并從該輥垂直向上地移過諸如感應加熱系統之類的預加熱器74。然后，金屬條移經一可選的火焰處理器76并在相對的擠壓系統78、80之間移過以便涂敷金屬條的兩側。火焰處理器能提高金屬條對樹脂涂層粘合的接收性。
圖2中的擠壓涂敷系統78、80除每一個均僅包括兩個輥而不是象在圖1中那樣包括三個輥以外均與圖1中的系統相似。定位和壓延輥82、84的表面速度比聚合物離開擠壓模90、92的速度快若干倍，以便如在圖1的系統中那樣壓延并使擠出物變薄。比輥82、84涼的輥86、88接收來自輥82、84的擠出物并且將該擠出物涂到金屬條70上。
金屬條70在兩側已被涂敷之后會繼續垂直向上移進絕熱箱94，此箱包含有一冷卻與轉向輥96，它用于冷卻金屬條并且將該金屬條改為垂直向下的方向。箱94最好是絕熱的，以便能在金屬條移過冷卻與轉向輥96時對該金屬條進行精確的溫度控制。輥96最好具有至少約三英尺的外緣直徑。該輥的大直徑可以使因彎曲效應引起的金屬應力最小化。用輥外緣97與內緣95之間的環形箱93內的流體91來控制輥96和金屬條71的溫度。環形箱93最好未被填滿以便使慣性效應最小化(提供粘性阻尼)并能進行速度控制和跟蹤。
涂敷后的復合條71從轉向與冷卻輥96垂直向下移過后加熱器98，該后加熱器98將復合條加熱至約204-260℃(400-500°F)以便如在圖1的實施例中那樣增強諸如聚酯樹脂之類聚合物對金屬條的粘合性。加熱器98可以是通常的感應加熱器、熱對流爐或紅外加熱器。復合條71從加熱器98經由未示出的冷卻或淬冷裝置移至第二冷卻與轉向輥99并從該輥移至一未示出的重繞輥。輥99在結構與尺寸上與所說的輥96相類似。
圖3是本發明又一實施例的概略圖，其中，經過凈化的處于正常狀態的室溫薄板材料100從一展開器102上展開并向上填加到壓延輥組件104上，壓延輥組件104包括輥103和一位于此處理組件頂部的可選支撐輥105。包括有未示出的收集器以適應展開器102上的卷的變化。
金屬條100從壓延輥組件104沿垂直且向下的方向移動并最好相對垂直線傾斜30-45度。這種傾斜有利于下游的擠壓涂敷和機械布置。金屬條100經過預加熱106，在該預加熱處，會產生一感應場以便將金屬均勻地加熱至這樣的溫度，該溫度會在不顯著降低或不對預定金屬性質產生不利影響的情況下提高粘合到金屬條上的聚合物的在下游處的“原始剝離”強度。正如本文所使用的那樣，“原始剝離”強度是指聚合物以足夠的維持力粘合于金屬條，從而在后續的處理過程中聚合物不會脫離金屬條。上述預定溫度在涂敷聚酯時應在約204°-260℃(400-500°F)最好在約215°-246℃(425°-475°F)的范圍內。
經預加熱后的金屬條100沿向下傾斜的方向繼續并且經過一可選的火焰表面處理器108。該火焰處理器可以使預加熱后的金屬的表面還原，以消除、最大限度地減少或增加氧化層，從而增加以后要涂到金屬條上的聚合物的粘合力。
然后，加熱和處理過的金屬條100進入兩個擠壓涂敷站中的第一個。一未示出的擠壓機以熔融方式使PET聚合物或其它熱塑樹脂增塑并將其傳給一壓片模110，該模垂直定位或相對垂直線傾斜地定位并且具有一狹窄的出口槽。此槽設置成能向擠壓機產生反壓力，從而使擠出物112擴展至至少與金屬條100同寬的寬度。上述狹槽按諸如聚合物樹脂的特性和厚度，擠壓機和金屬條的相對速度及壓片模的形狀、擠出物薄膜的形狀等因素之類的若干因素而具有小于金屬條100的寬度的寬度。擠出物112被壓延進輥組114以便使厚度降至可涂至金屬條上的最終厚度。根據擠出的聚合物的不同，壓延厚度比應為約10-25∶1。
雙輥組件114設置成經由這兩個輥的中心線的平面相對水平線傾斜約30度。“內側”或轉向輥116最好有由抗高溫彈性體制成的彈性表面并且在內部和/或外部受到冷卻以便使所述彈性體的退化達到最小。
外側或壓力輥118是鍍鉻的鋼并經過了拋光且最好保持在低于約150°F或66℃(就聚酯而言)的溫度，此溫度低于熔融聚合物的“粘著”溫度，而所述“粘著”溫度則會在將聚合物涂到金屬條材料上時將線性壓力施加給聚合物。這就會增強聚合物對金屬100的粘合力并改進表面外觀。輥116、118的表面速度約比擠出物離開擠壓模110的速度快10倍，從而將聚合物壓延到金屬條100上達預定的厚度，此厚度約.00762mm至0.02032mm(0.3-0.8密耳)并且最好約為0.01016mm(0.4密耳)雙輥組件114按適當的“初始剝離”強度涂敷金屬條100的第一側，以便在后續處理過程中阻止聚合物與金屬相分離。
此后，涂敷了一側的金屬條100離開組件114并在包有彈性體的輥116上(因第二擠壓站的最佳定位)轉向約60度，從而使金屬條相對垂直線向下傾斜30-45度(相對進入第一組件的入口位置約60度)。經預加熱并涂敷了一側的金屬條100沿傾斜30-45度且向下的方向繼續，通過一可選的第二(可能是較大的)火焰或其它類型增溫加熱器120，在此，對預加熱的金屬的表面進行處理以消除/最大限度地減少第二表面上的氧化物并提高聚合物的粘合力，同時提供任何所需的溫度“升高”以獲得最佳的粘結狀態。
然后，預加熱和預處理過的金屬條101進入所述兩個擠壓涂敷站中的第二個，以便涂敷未由第一涂敷站涂敷的金屬條另一側。就第二擠壓機而言，擠壓機性能要求、結構和處理過程均與第一擠壓機相同。來自擠壓模124的熔融擠出物122進入雙輥組件126的輥隙，所述雙輥組件具有這樣的結構，其中，經過輥128、130的中心線的平面相對水平線傾斜約30-45度(相對第一組件114的中心線位置傾斜45-60度)。
輥128、130的幾何形狀、結構、性能和功能與第一組件114的相同。將擠出物122涂到預加熱后的金屬條101的第二側上以便如以上對第一側所說明的那樣形成適當的“初始剝離”強度。此后，涂敷了兩側的金屬條103離開組件126并在所述包有橡膠的輥上最好轉向約45-90度，以相對感應粘合加熱器132沿向下的方向按與垂直線成約30-45度實現最佳定位。
已涂敷的金屬條103沿傾斜和向下的方向繼續并且經過最好是感應加熱器的第二加熱器132，以便將金屬/塑料界面均勻地加熱至這樣的溫度，該溫度能在基本上不降低或不對預定金屬性能或塑料產生不利影響的情況下使塑料粘合于金屬條。所述溫度最好約400-550°F(204-228℃)并且就聚酯而言最好為約425-475°F(215-246℃)。
一旦離開了感應加熱器132并且在沿傾斜且向下的方向繼續時，噴嘴134(或其它適當的裝置)會將所述復合結構冷卻至足夠低的溫度，從而在不會對復合材料的最終使用性能要求產生不利影響的情況下繞輥136轉向。半冷卻的復合物103轉向并經過一水平的水槽138以完成冷卻過程。
在復合物103離開水槽138之后使用一干燥系統140以便在重繞之前除掉多余的水分。進行校平以消除金屬條100在所說的輥上轉向或粘合而產生的應力。然后，重繞器142重新卷繞完成后的材料103。可以使用未示出的收集器以適應重繞器142上的帶卷變化和條卷變化。
圖4和圖5說明了本發明的又一實施例，其中，金屬條150在涂敷過程中垂直向上移動，并且，擠壓模152、154直接將熔融的樹脂涂到金屬條相反的兩側上。圖4的系統包括一展開器156，金屬條150從該展開器上向上移經一感應預加熱器158，然后在兩個擠壓模152、154之間移過。模152、154由未示出的通常擠壓機供料。
圖5是模152、154在將擠出物160、162直接涂到金屬條150上時的放大圖。該模的模口定位于靠近金屬條的位置處，因此，從該模中排出的擠出物的力會作用于金屬條。該模定位在距金屬條約5至20mm的范圍內并且最好距金屬條小于10mm。金屬條150移動比從模中出的擠出物移動速度快約10-20倍，因此，通過在擠出物上牽拉金屬條，擠出物就會被壓延并且厚度會減小。擠出物在金屬條的各表面上厚度處于0.0127至0.0508mm(0.0005-0.002英寸)的范圍內。
模152、154最好在金屬條150的相反表面處彼此直接相對，因此，來自金屬條相反兩側的擠出物的壓力會集中到模之間的金屬條上。熔融的聚合物幾乎在擠出物離開所說的模之后立即與金屬條的表面作緊密接觸，因此，聚合物在涂到金屬條之前不會冷卻或收縮。這就有助于確保將均勻的樹脂涂層涂敷到金屬條的兩面上。
涂敷后的金屬條151最好從擠壓模152、154移經一感應式后加熱器164，此加熱器將復合條加熱至聚酯樹脂的熔點以上，以增強樹脂對復合條的粘合力。然后，復合條被未示出的裝置快速冷卻并經過輥166和168移至一重繞器170。
圖6至圖14示出了本發明的其它實施例，它們用于涂敷諸如鋁、鋼、銅、金屬片或類似材料之類的條形金屬的兩個表面。這些實施例均包括用于預熱金屬條的裝置、包括有模和涂敷輥的第一和第二擠壓涂敷設備、用于在涂敷了金屬條兩側表面之后隨后加熱該金屬條的裝置以及用于冷卻金屬條的裝置。所述系統還以可選擇的方式包括在所述第一與第二涂敷設備之間用來重新加熱金屬條的裝置。所述系統均包括一個或多個用于將聚合物擠出物提供給所述模具的擠壓機。所述系統內的第一和第二擠壓涂敷設備均包括一鑄塑輥，它與聚合物擠出物條相接觸以使之緊貼在金屬條上；以及，一支撐輥，它支承著條形金屬并且提供用于將條形金屬與聚合物條擠壓到一起的輥隙以便將聚合物粘合到金屬條的表面上。上述系統以可選擇的方式包括一支承輥，它用于一個或兩個支撐輥以便支承上述支撐輥并有助于冷卻該支撐輥。
所述系統內的預加熱器，重新加熱器和后加熱器可以有諸如感應、火焰、紅外、輻射、電子、礦物燃料、熱對流爐、加熱輥或這些裝置的任意組合之類的多種形式。還可以按卷狀形式或從對金屬條作前處理開始就預熱該金屬條以補充或取代預熱裝置。加熱器的最佳形式是TFX感應加熱器，它可從英格蘭Poole的Davy Mckee(Poole)公司買到。
上述系統中的模具定位在距各對輥之間的模具間隙約4-12英寸(10.2-30.5cm)范圍內最好是約6-8英寸或15.2-20.3cm范圍內(取決于模具和輥的大小)。擠壓后的聚合物條最好在輥隙處基本上同時與金屬條及鑄塑輥相接觸或者剛好在輥隙之前與金屬條相接觸。另外，擠壓后的聚合物條可在進入輥隙之前與鑄塑輥接觸若干旋轉角度。鑄塑輥在輥隙之前的這種接觸不應超過該輥的諸如0-25°之類的旋轉角度，以便在聚合物于輥隙處接觸到金屬條之前最大限度地減少對聚合物的冷卻。
擠壓后的聚合物條約為0.005至0.030英尺(0.127-0.254mm)厚并且最好被金屬條及所說的輥向下壓延，以減小聚合物條的厚度。壓延比在約1∶1至200∶1的范圍內并且最好約為10∶1至40∶1。正如本文中所使用的那樣，壓延比是指聚合物條在被擠壓時的厚度與聚合物條在被涂到條形金屬上時的厚度之比。壓延比一般取決于所述模具的擠壓比與所涂敷的條形金屬的速度之間的差值。例如，20∶1的壓延比一般是指金屬條正以比聚合物條離開模腔的速度快約20倍的速度移動。用于壓延擠壓后聚合物條并使之變薄的技術在本技術中是周知的。
對某些系統來說，最好在成對的輥前面提供輔助裝置以便將擠壓后的聚合物條定位或涂到條形金屬的表面上。輔助定位裝置可包括氣刀、靜電裝置以及真空定位裝置等。聚合物條可鑄塑成完全位于條形金屬上或者鑄塑成比所述金屬寬，然后加以修整以除掉多余的涂層。
對大多數應用來說，鑄塑輥最好是硬金屬輥，它具有鍍鉻、氧化鉻、氧化鋁或其它硬金屬的輥表面。這種輥表面可以是拖光的或者是有紋理的。鑄塑輥最好能被冷卻至聚合物粘著或軟化點以下的溫度，因此，聚合物不會粘到該輥上。對大多數應用來說，所述支撐輥最好具有彈性外表面部分，它由硅橡膠、聚氨酯、諸如VITON或KEL-F之類的三氟氯乙烯聚合物、諸如TEFLON之類的碳氟四氟乙烯聚合物或其它耐高溫的合成橡膠或彈性材料或者這些材料的組合構成。VITON、KEL-F和TEFLON均為杜邦公司(E.I Du Pont de NemoursCompany)的商標。這種彈性材料的外表面最好有約75-85肖氏A級硬度的硬度計級硬度(Durometer hardness)。對某些應用來說，應在諸如天然或合成橡膠之類更具彈性的材料上帶有諸如TEFLON、VITON或KEL-F之類的硬表面，以提供耐磨表面和適當的可壓縮性。鑄塑輥和支撐輥均應有在約2-20均方根值(rms)范圍內的較平滑表面。對某些應用而言，鑄塑輥還可以如就支撐輥所作說明那樣具有一耐高溫的硬合成橡膠表面。
當條形金屬和聚合物條移經鑄塑輥和支撐輥的輥隙時，鑄塑輥和支撐輥均會緊貼在條形金屬和聚合物條上，從而將聚合物條貼合于條形金屬。彼此對向地擠壓所說的輥會使金屬條緊貼到支撐輥上的彈性材料并有助于確保聚合物條在輥隙的整個范圍內以接觸無間隙的方式緊貼于金屬條。輥隙兩端的力會因輥未對齊或金屬條厚度的微小變化以及輥光潔度等而略有改變但必須沒有不適當的輥壓力空白。將輥擠到一起會擠壓支撐輥和/或鑄塑輥上的彈性材料，從而沿輥的長度在輥隙處形成一接觸帶，據信這可以調節在找平由金屬條的不平性構成的起伏時的誤差并且使聚合物條的力更均勻地分布在金屬條上以便有更好的涂敷均勻性和粘合性。用于提供壓力以使輥彼此貼合并用于調節或調整所說的力的設備本技術中是周知的且包括氣壓和液壓缸、千斤頂和起重器，它們作用于所說的輥。
本發明所涂敷的聚合物涂層可以是如以上參照圖1所述那樣的多種樹脂中的任何一種。所述樹脂最好是其中不帶有會揮發的溶劑的基本為100％的聚合物。可將相同或不同的樹脂涂到金屬條的相反兩側上，并且，一側或兩側的涂層可包含顏料或其它添加劑。所述條形金屬最好是中等硬度的鋁合金，它如以上參照圖1所述那樣具有約0.007至0.014英寸(0.1778-0.3556mm)的厚度，但該條形金屬也可以是諸如鋼或銅或疊片之類的其它金屬。所述條形金屬最好是經過預凈化的并且通過陽極化處理或熱對流涂敷(最好是非鉻涂層)或表面糙化而經過預處理，以改進性能并提高聚合物涂層對金屬條的粘合性。例如，可以用磷酸鈦或磷酸鋯處理、硅酸鹽處理或BETZ METCHEM熱對流涂敷來凈化和處理鋁條。BETZ METCHEM是賓州Horsham的Betz實驗公司的注冊商標。還可以將有機涂層或保護層預先涂到金層條的一側或兩側上，以便促使聚合物粘合于金屬條。
在上述系統的操作過程中，金屬條按在約300-1500英尺/分(fpm)或約90-450米/分(mpm)且最好在約600-1200fpm(180-360mpm)范圍內的速度移經所述系統。較高的速度會明顯地提高生產率并且還會減少金屬處在高溫下的時間(駐留時間)。較短的駐留時間有時對最大限度地減小金屬性能下降是最佳的。
參照圖6，涂敷系統被說明為包括一輥172，金屬條174經過該輥，從而被填加至并經過諸如感應加熱器之類的預加熱裝置173，此加熱裝置根據金屬條的金屬和硬度，涂敷后金屬條的預定性質以及要涂敷的聚合物質因素將金屬條加熱至約250-550°F(121-288℃)范圍內的溫度。就要用供包裝應用中的涂敷金屬條使用的聚酯樹脂加以涂敷的鋁條而言，更佳的預熱范圍約為400至550°F(204-288℃)。預熱溫度以及重新加熱和后加熱溫度不必太高以致于對條形金屬或該金屬上的聚合物涂層的預定性質產生不利影響。
用兩個擠壓模176、178和兩對輥180、182及184、186來順序地涂敷經預熱的金屬條174的兩相反表面。一個或兩個未示出的擠壓機將熔融的聚合物樹脂提供給擠壓模176、178。所述樹脂在提供給模176，178時可具有約350至650°F(177-343℃)范圍的溫度，并且，所述擠壓模最好由電阻裝置加熱以便將樹脂保持在上述預定溫度。擠壓模176、178具有細長且狹窄的模腔，其長度大致等于正在涂敷的金屬條174的寬度，約為10-85英寸(25.4-215.9cm)或更多。上述模腔的長度最好與金屬條174的寬度相同或者比金屬條174的寬度寬，因此，從各模中擠出的聚合物條會完全覆蓋住金屬條。所述模腔長且窄以便能擠出薄的聚合物條。所述模腔可達0.030英寸(0.762mm)，最好在約0.005至0.015英寸(0.127-0.381mm)的范圍內。所述擠壓模一般是通常的擠壓模并且可從多個經銷商處買到。模176和178排出薄的聚合物條188和190，它們被成對輥180、182和184、186涂到金屬條174的相反兩側上。
在第一對輥中，輥182是鑄塑輥，它與從模176中排出的聚合物條188相接觸，輥180是支撐輥，它將金屬條174支承在鑄塑輥上。如上所述，鑄塑輥182最好是硬金屬輥，支撐輥180最好具有彈性的外部輥表面或輥緣，例如其上帶有硅橡膠外層。輥180、182最好由在它們中循環的諸如水之類冷卻劑所冷卻。鑄塑輥被冷卻至低于約150°F(66℃)，因此，聚合物條不會粘附于該輥。支撐輥180最好從內部和/或外部冷卻，以最大限度地減少對該輥的彈性層的熱損傷。以可選擇的方式提供有支承輥181以支承著支撐輥180并有助于對支撐輥加以冷卻。
如圖所示，輥180、182平行地定位，它們的軸線并排地位于一基本上水平的平面內，因此，金屬條174和聚合物條188可向下填加進輥隙內并經由輥隙的底部離開。金屬條174在離開支撐輥的外表面移向再加熱器192之前會隨所述表面繞約0至120°的弧。條形金屬174上的聚合物條188最好與鑄塑輥182作最少的接觸，以便最大限度地減少輥對聚合物條的可能粘著或輥對聚合物條的負作用。這種接觸的最小化特別適用于聚酯樹脂，而就聚丙烯樹脂而言，鑄塑輥對樹脂的較多接觸和較強的冷卻是附合要求的(見圖14)。用約每線性英寸50-300磅(pli)或約9.0-537kg/cm最好約120-180pli(21.5-32.2kg/cm)更好為約150pli(26.9kg/cm)的力沿輥隙的長度將輥180、182擠壓在一起。這個力會使支撐輥180的可彈性壓縮的外部略有變形或受影響，以便確保在有輥作用于金屬條的力的情況下輥隙的整個長度上沒有間隙，并且，所說的力是一種消除或調節由片狀材料的起伏或不平構成的非準直性的手段。但是，這個力不會降低所述聚合物或材料的規格。如前所述，將可壓縮層擠壓到支撐輥180上會在輥隙處形成輥180、182與金屬條174相接觸的狹窄接觸帶。依照將輥擠壓到一起的力的大小以及支承輥180的彈性和其它因素，典型的接觸帶約1/4至1英寸(0.64-2.54cm)寬、通常約為3/4英寸(1.9cm)寬。
在涂敷了金屬條174的一面之后，例如用感應加熱器192或類似裝置有選擇地對該金屬條再度加熱。可根據所涂敷的聚合物將金屬條再加熱至約250至550°F(120-288℃)范圍內的溫度，對聚酯涂層來說，最好將金屬條再加熱至約400至550°F(204-288℃)。對某些應用和某些聚酯來說，在涂敷金屬條174的另一表面之前不必再加熱該金屬條。
金屬條174從再加熱器192移至第二擠壓模178和成對輥184、186及可選的冷卻輥187，它們用于將第二聚合物條190涂敷到金屬條的與被第一聚合物條188所涂敷的表面相反的那個側面上。從第一輥隙的出口到第二輥隙的距離最好較短，以便當所述金屬在兩個輥隙之間移動時控制該金屬的熱損失。第二個模178和第二對輥184、186除了輥是反轉的以外均與第一個模176和成對輥180、182相類似，第二鑄塑輥位于來自第一鑄塑輥的金屬條的另一側，所說的輥的軸線處于不同的平面，并且，第二個模178處于不同的方向。為使金屬條174沿一基本平直于線經過第二個模的間隙，經由輥184、186軸線的平面基本上垂直地移經所述模間隙的金屬條的平面并與垂直線成一定的角度。所以，除了支撐輥186外部的彈性材料的彈性變形所產生的狹窄接觸帶以外，金屬條174與輥184、186有最少的接觸。如前所述，對某些聚酯樹脂而言輥184、186與金屬條174上聚合物的這種最少接觸據信有助于提高涂敷后的最終產品的質量和性能。對諸如聚丙烯之類其它聚合物來說，最好在涂敷后的金屬條離開所說的輥之前基本上用輥卷繞和冷卻該聚合物。
同第一組輥一樣，第二組輥184、186必須用足夠的力緊貼在金屬條174和聚合物條上，以便確保聚合物條190在輥隙的整個寬度上都緊貼個于金屬條。第二組輥184、186之間的力應在約50-300pli(9.0-53.7kg/cm)并且最好約為120-180(21.5-32.2kg/cm)。
在用聚合物條188、190涂敷了金屬條174的兩側或表面之后，經完全涂敷的金屬條移經后加熱器194和用于冷卻涂敷后金屬的系統。盡管對本發明來說不是必要的，但是，據信應在聚合物已因冷卻而固化時使涂敷后的金屬條與輥或位于涂敷輥184、186之間的其它機械裝置作最少的接觸。例如，金屬條174最好從輥184、186沿基本上平直的線移經后加熱器194和未示出的用于至少局部地將金屬條冷卻至至少在涂于金屬條上的聚合物的熔點以下溫度的裝置。通過這種方式，可在聚合物固化之前防止用輥或類似裝置與金屬條上的聚合物相接觸，并且，輥或類似裝置不可能對涂層產生不利影響。
后加熱器194最好是感應加熱器、紅外加熱器、熱對流爐或它們中兩種或三種的組合，這可以將片狀的樹脂快速加熱至至少約為軟化溫度、最好加熱至聚合物的熔點以上。重要的是，這種加熱不能太高以致于會對條形金屬或涂在該金屬條上的聚合物的性質產生顯著的不良影響。將聚合物加熱至至少約為其熔點會使該聚合物流動，從而修復任何缺陷和/或使金屬條上的不平涂層變得平滑。
在業已對金屬條進行了后加熱之后，使該金屬條快速冷卻以便使涂層固化成基本上為非晶態的形式。首先應該用空氣或其它氣體將金屬條局部地冷卻至聚合物的熔點以下，然后用水簾或水槽淬冷所述局部冷卻了的金屬條。用空氣局部冷卻金屬條據信可以將水對仍處于熔融狀態的聚合物的可能不利影響減至最小，正如本文所使用的那樣，“快速冷卻”是指涂敷后的金屬條在以約300-1500fpm移動最好以約600-1200fpm移動的同時離開后加熱器之后迅速地冷卻聚合物涂層。冷卻或淬冷裝置定位在距后加熱器幾英尺例如約5-50英尺的范圍內，因此，在涂敷后的金屬條離開后加熱器之后，聚合物涂層較佳地是被固化了不超過約10秒、更佳地是不超過約一秒。
在業已冷卻了金屬條之后，通過修整邊緣、縱切、校平、卷繞到卷繞架上而對金屬條作進一步處理或者在重新卷繞或不重新卷繞的情況下將金屬條制成諸如罐封或罐體之類的成品。
圖7示出了另一種系統，它除了上部成對輥202、204定位成輥軸線設置在垂直于穿過輥隙的金屬條196的平面內以外均與圖6所示的系統相類似。可增加未示出的冷卻輥以有助于對輥202、208和212進行冷卻。在這一系統中，金屬條與支撐輥有最少的接觸，所以，從金屬條到支撐輥有較少的熱傳導并且對支撐輥202的彈性外部有較少的熱損傷。這還意味著會對條形金屬有較少的冷卻，從而能在涂敷金屬條的另一側之前免除任何對金屬條加溫或再加熱的需求。如果需要再加熱，一側被涂敷了的金屬條具有被輥208所轉向了的方向并經過增溫加熱器210。然后，金屬條的另一側被模216和輥212、214所涂敷。此后，按類似于以上參照圖6所述的方式對完全涂敷了的金屬條進行后加熱和冷卻/淬冷。
圖8說明了本發明的再一個實施例，它除了以下的不同外均與圖6的實施例相類似下部涂敷站中的輥218、220以并排的方式水平設置，這兩個輥的軸線處于一基本上水平的平面內并且金屬條222隨支撐輥210旋轉約90°，此后，金屬條移至未示的后加熱 和冷卻裝置。圖8還用虛線示出了金屬條在離開下部涂敷站內的輥隙之后行進的若干條可選路徑。
圖9說明了本發明的還一實施例，它具有條形金屬230經過預加熱器231的基本上為垂直的方向、第一組輥232、增溫加熱器234以及第二組輥236。兩次涂敷的金屬條從第二組輥移經未示出的后加熱器和未示出的冷卻系統。如果空間允許，后加熱器最好以垂直成一行的方式定位在所述兩個涂敷輥的下方，并且，金屬條最好在與一轉向輥接觸之前被冷卻至聚合物的熔點之下。這種冷卻至聚合物的熔點之下的工作可由空氣冷卻進行，此后，金屬條去經受諸如水淬之類的流體淬冷。
圖10示出了本發明的還一個實施例，其中，金屬條240在兩個擠壓模242、244及成對的輥之間基本上水平地通過。在該系統中，金屬條240繞支撐輥246轉向，而支撐輥246則與鑄塑輥248形成了輥隙。擠壓模242在輥隙的上方擠出要在緊貼且粘合于金屬條之前被壓延并減少厚度的薄聚合物條250。如在前述系統中那樣冷卻鑄塑輥248和支撐輥246。
金屬條240從支撐輥246水平地移經一可選擇的增溫加熱器252，然后繞過另一個支撐輥254，該支撐輥254與鑄塑輥256形成了一輥隙。擠壓模244擠出第二聚合物條258，該聚合物條在輥254，256間的輥隙處被壓延以減少厚度并緊貼在金屬條240上。最好如在第一對輥內那樣冷卻輥254、256。然后，被涂敷兩次的金屬條移經后加熱器260，再移經冷卻器/淬冷系統262，以形成可重卷繞到卷繞架264上的或作進一步處理的最終產品。
圖11示出了用于涂敷金屬條264的又一實施例，其中，金屬條在轉向輥265上移過并移經預加熱器266，而且，基本上同時將聚合物條268、270涂敷到金屬條的相反兩側上。本系統中的擠壓模272、274擠出聚合物條268、270，它們被鑄塑輥276，278壓延進輥隙并緊貼在金屬條的相反兩側上。如果不是鑄塑輥276、278中的兩個，則其中至少一個最好有諸如TEFLON、VITON、KEL-F、彈性體之類的可壓縮外層，以確保在輥隙的整個長度上有連續的粘合力。所述系統最好包括冷卻輥280、282以便有助于冷卻鑄塑輥276、278并延長這些鑄塑輥的壽命。所述系統還包括一后加熱器284以及諸如水簾286之類與以上附圖中所示的相似的淬冷裝置。
圖12示出了本發明的再一個實施例，其中，諸如鋁條290之類的條形材料移過轉向輥292、移經預加熱器294并且在上部鑄塑輥300與上部支撐輥302之間移動，從而第一側面上被從上部模296中擠出的聚合物條298所涂敷。鑄塑輥最好是拋光的鋼輥，并且，支撐輥最好具有可壓縮的外層。最好包括一上部冷卻輥303以延長支撐輥302上的可壓縮材料的壽命。涂敷了一側的金屬條最好從輥300、302之間的輥隙移經一加熱器304，以重新加熱或提高金屬條的溫度，從而用下部擠壓模310擠出的第二聚合物條312涂敷金屬條的另一側。一下部鑄塑輥308和支撐輥306將聚合物條312緊貼在金屬條上，以使聚合物條粘合于金屬條。下部鑄塑輥308最好是拋光的鋼輥，下部支撐輥306具有諸如TEFLON、VITON或KEL-F、彈性體之類的可壓縮外表面。可以同上部輥組一樣有選擇地包括一下部冷卻輥314。在涂敷了第二聚合物條之后，兩側均被涂敷了的金屬條被加熱器316后加熱至聚合物的熔點以上，然后被水簾318快速冷卻。
圖13示出了本發明的又一實施例，其中，當金屬條材料320在通常為“S”形的路徑內移過系統時，可按順序地涂敷該金屬條的相反兩側。在這一系統中，金屬條320移過轉向輥322，移經預加熱器324并在鑄塑輥330與支撐輥332之間移動，以便將來自模328的第一聚合物條326粘合于金屬條的一側。最好包括一冷卻輥348以延長支撐輥上可壓縮材料的壽命。在這一系統中，鑄塑輥330與支撐輥332的位置能使條形金屬320根據該條形金屬相對經過所述兩個輥的軸線的平面行進的方向部分地卷繞到所述輥上約45-90°度。
在接收到第一涂層之后，金屬條320最好被轉向輥336所轉向并移經一加熱器338以增高金屬條的溫度，然后，由鑄塑輥344、支撐輥346、冷卻輥348以及將聚合物條342擠進輥隙的擠壓模340將涂層涂敷到金屬條的另一側上。輥344、346相對金屬條320的行進方向的位置與上部涂敷站相類似，因此，金屬條在移經下部涂敷站時也會部分地卷繞在所說的輥上。兩側均帶有涂層的金屬條320最好從下部涂敷站被后加熱至聚合物的熔點以上，然后被快速冷卻以使金屬條上的聚合物固化。
圖14示出了本發明的另一個實施例，它特別適用于將聚丙烯涂層涂敷到鋁條材料的兩側上。在這一系統中，條形金屬352在轉向輥354上移過、向下以與垂直線成約30-60°角的方式移經預加熱器356并且移進支撐輥358與鑄塑/冷鑄輥360之間的輥隙，以便將來自模362的聚合物條364涂到金屬條上。在這一系統中，條形金屬352部分地卷繞在鑄塑/冷鑄輥360上以使該輥能冷卻金屬條上的聚合物，從而確保所述聚合物特別是聚丙烯材料會剝離于所說的輥但會留在金屬條上。可以使用一牽引輥370以便如圖所示那樣使金屬條352隨動于鑄塑/冷鑄輥360。鑄塑/冷鑄輥最好在內部冷卻并且具有諸如約3-6英尺(0.91-1.83米)之類的較大直徑，以便能充分地冷卻金屬條及該金屬條上的聚合物。支撐輥最好具有可壓縮的外層并且最好在內部和/或外部受到冷卻。
金屬條352從上部涂敷站移過轉向輥372、移經一加熱器374，以便由基本上與上部涂敷站相同的下部涂敷站將第二涂層涂敷到金屬條上。下部涂敷站包括一擠壓模382、一支撐輥376、一鑄塑/冷鑄輥378以及一牽引輥384，它們用于將諸如聚丙烯之類聚合物條涂敷到金屬條上。然后，來自牽引輥384的涂敷了兩次的金屬條最好同本文所述的其它系統一樣被后加熱和快速冷卻。
對某些應用或本發明來說，金屬條相反兩側上的涂層可以是不同的聚合物并且可以有不同的厚度。例如，一個表面上的涂層是高熔融粘度的聚酯和瓶裝級別的聚酯的混合體，另一個表面上的涂層則可以是聚乙烯或乙烯基樹脂。一個或兩個表面上的涂層中還可以包括顏料或染色材料。
按照本發明涂敷條形金屬以用于諸如制造罐體或罐封之類的包裝應用需要將涂層緊密地粘合于金屬條。將所述金屬條用于包裝應用還需要涂層的表面是光滑和平滑的。所述表面應具有最少的諸如凸起或表面缺陷之類的瑕疵。金屬的諸如抗拉強度、抗屈強度、延伸率。可成形性以及耐蝕性之類的機械性能也應該是最好的。所述涂層還必須是撓性的，因此，在把金屬條加工成諸如罐體、罐封或其它成品之類的最終成品時，所說的涂層不會斷裂或脫層。用于包裝應用的涂層還要相當的薄，例如約半個密耳，并且，該涂層的厚度應基本上是均勻的。
在實施本發明時，金屬條通過成對輥、后加熱裝置以及冷卻/淬冷系統的路徑在涂敷后金屬條的質量中扮演著重要的角色。具體地說，在涂層被冷卻至至少為涂層中聚合物的熔點或軟化點以下之前，應使金屬條上的涂層與輥的接觸達到最少。對某些系統來說，應該在后加熱之后水淬之前用空氣將涂敷后的金屬條冷卻降至聚合物的熔點以下。這種空氣冷卻可以最大限度地減少淬冷時水對熔融涂層的可能的不利影響。
按本發明涂敷的鋁條與按先有技術方法涂敷或層疊的金屬條相比有多種優點。一個重要的優點是所述涂層會緊密粘合或粘著于金屬基層的兩側，并且，在將金屬條制成諸如壓延或壓延及壓平的罐體，罐封或者汽車裝飾或儀表之類的制品時，所述涂層不會剝離或脫層。還可以按比先有技術的金屬條有更少的成本來制成所說的金屬條。這是因為，本發明省略了使得由先有技術層壓到金屬條上的薄膜成形、卷繞和展開等二次加工。
所以，可以看出，本發明提供了一種用于將熱塑涂層涂到金屬條兩側上的改進型連續過程以及一種按這種方式形成的改進型金屬條。盡管已說明了用于實施本發明的某些交替模式，但是，應該清楚，后附的權利要求包含了所有屬于本發明精神之內的模式和實施例。例如，在涂層接近熔點或在熔點之上時，用一拋光的接觸輥來研磨金屬條上的涂層，而所說的涂敷后金屬條則在后加熱后且在冷卻了涂層之前從前述接觸輥上經過。按著本文所包含的說明，可以看出其它處理方法。
權利要求
1.一種用于擠壓涂敷金屬條以生產涂敷金屬條的方法，該方法包括提供約為0.007至0.014英寸(0.1778-0.356mm)厚的金屬條；將所述金屬條加熱至至少約400°F(204℃)，但不加熱得太高以致于對該金屬條的預定性質產生不利影響；將聚合物樹脂擠壓到上述加熱后的金屬條的兩側上以形成至少部分地粘合于該金屬條上的涂層，該涂層具有在約0.0003英寸至0.0015英寸(0.0076-0.038mm)范圍內的厚度；將上述涂敷后的金屬條加熱至至少為前述樹脂的玻璃轉換點(glass tramsition point)，但不加熱得太高以致于對該金屬條的預定性質產生不利影響，從而，所述樹脂會粘合于前述金屬條；以及將上述涂敷后的金屬條冷卻至低于約104°F(40℃)以便以基本上為非晶態的方式固化所說的樹脂。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在前述條形金屬離開第一對輥之后進入第二對輥之前加熱該條形金屬。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在前述金屬條離開所說的第二組輥之后，將該金屬條加熱至至少約為所述聚合物條的玻璃轉換點。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在前述金屬條離開所說的第二組輥之后，將該金屬條加熱至至少為所述聚合物的熔點。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一種聚合物條中的聚合物是聚酯。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述兩種聚合物條中的聚合物基本上都不包含溶劑。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物條是100％的聚合物材料。
8.如權利要求3所述的方法，其特征在于，將前述涂敷后的條形金屬快速冷卻至低于約150°F(66℃)以固化所說的聚合物。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，快速冷卻前述涂敷后的條形金屬以便以基本上為非晶態的方式固化該條形金屬的兩個表面上的聚合物。
10.如權利要求1所述的過程，其特征在于，所述第一聚合物條是與第二聚合物條相同的合成物。
11.如權利要求1所述的過程，其特征在于，所述第一聚合物條是與第二聚合物條不同的合成物。
12.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物條中的至少一個包含有顏料。
13.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述條形金屬是鋁合金。
14.如權利要求1所述的方法，其特征在于，將所述聚合物條壓延至約為0.0001至0.005英寸范圍內的厚度。
15.如權利要求1所述的方法，其特征在于，將所述聚合物條壓延至約為0.0002至0.002英寸范圍內的厚度。
16.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬條向下移動經過前述第一與第二對輥之間的輥隙。
17.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一對輥的軸線基本上是水平的，所述金屬條按與水平線成約30°-70°范圍內的角度向下移動以進入第一對輥之間的輥隙并且按與聚合物條移進該對輥的方向成約60°至140°范圍內的角度沿向下的方向離開第一對輥。
18.如權利要求17所述的方法，其特征在于，所述金屬條按與水平線成約45°的角進入第一對輥，并按與水線成約45°的角離該第一對輥。
19.如權利要求17所述的方法，其特征在于，所述金屬條在一基本上為平直的路徑內從第一對輥移至并移過第二對輥中的輥。
20.如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述第二對輥中的輥的軸線設置在這樣的平面內，該平面與所述金屬條移經第二對輥的平面成約90°的角。
21.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬條基本上垂直向下地移經上述第一與第二組輥之間的輥隙。
22.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在金屬條離開第二對輥之后并且在金屬條上的涂層與任何輥或其它機械裝置相接觸之前迅速地進行所說的冷卻。
23.如權利要求22所述的方法，其特征在于，在冷卻所述涂敷后金屬條之前將其加熱至至少為前述聚合物的熔點。
24.如權利要求1所述的方法，其特征在于，壓延所述第一和第二聚合物條以便按約1∶1至200∶1的壓延比(draw ratio)來減少它們的厚度。
25.如權利要求24所述的方法，其特征在于，所述壓延比在約10∶1至40∶1的范圍內。
26.如權利要求25所述的方法，其特征在于，所述壓延比約為25∶1。
27.如權利要求24所述的方法，其特征在于，所述聚合物條中的一條在厚度上比另一條減少的多。
28.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物條中的至少一個包括高熔融粘度的樹脂。
29.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物條中的至少一個包括高熔融粘度的聚酯樹脂與瓶裝級別(bottle grade)的聚對酞酸乙二酯樹脂的混合物。
30.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述條形金屬包括中等硬度的厚度在約0.007至0.014范圍內的鋁合金。
31.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述條形金屬在涂上聚合物條以前經過凈化和處理。
32.如權利要求31所述的方法，其特征在于，用對流涂層(conversion coating)來處理所說的金屬條。
33.一種具有薄聚合物涂層的鋁條，所述涂層通過權利要求1所述的方法緊密地粘合在該鋁條的兩面上。
34.如權利要求33所述的鋁條，其特征在于，所述鋁條的至少一個表面上的聚合物包括高熔融粘度的聚酯。
35.如權利要求33所述的鋁條，其特征在于，所述鋁條的至少一個表面上的聚合物包括高熔融粘度的聚酯與瓶裝級別的聚酯的混合物。
36.用于將聚合物涂敷到金屬條兩側的設備，該設備包括用于對金屬條進行預熱的裝置；第一和第二對輥，每對輥均包括一鑄塑輥和一支撐輥，它們構成了金屬條和聚合物條從中移過以便將聚合物條粘合于金屬條的輥隙；至少一個擠壓機；第一和第二擠壓模，它們用于擠壓出厚度小于約0.030英尺的聚合物條；用于在金屬條移過上述第一和第二對輥之后對該金屬條進行后加熱并使聚合物條粘合到金屬條兩側的裝置；以及用于在金屬條被后加熱之后快速冷卻該金屬條的裝置。
37.如權利要求36所述的設備，其特征在于，該設備包括用于在所述金屬條移過前述第一對輥與第二對輥之間時對該金屬條重新加熱的裝置。
38.如權利要求36所述的設備，其特征在于，所述每一對輥中的支撐輥均帶有可壓縮材料作為該輥的外部部分。
全文摘要
用于擠壓涂敷金屬條(10)兩側的方法與設備。諸如鋁合金條之類的金屬條(10)移經一預調節器(20),兩個擠壓模(22、32),一后加熱器(42)以及一冷卻系統(44)。金屬條(10)的兩側涂有熱塑聚合物構成的薄涂層。涂敷后的金屬條(11)可用于諸如罐和罐封之類的容器以及汽車、儀表、航空、建筑和電子器件。
文檔編號B05D3/02GK1181029SQ95197807
公開日1998年5月6日 申請日期1995年4月12日 優先權日1995年4月12日
發明者托馬斯·L·利文德斯基, 羅伯特·B·拉森, 文森特·J·唐納德, 羅伊·B·施泰德列, 唐·A·阿姆菲爾德, 保羅·H·富尼耶, 小約翰·B·卡普絲泰, 杰弗里·B·佩齊克 申請人:美國鋁公司