CN1103282C - 层压金属板的制造设备 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种层压金属板的制造设备，该设备即使在200m/分以上的高速层压也没有气泡，生产性很好。为此在本发明中，在利用层压滚筒2将树脂薄膜3层压于金属板1的一侧或两侧的设备上，对应于从卷材薄膜6向层压滚筒2供给薄膜3，将赋予薄膜3以张力的支持滚筒设置在树脂薄膜3的层压滚筒2接触侧。上述的支持滚筒从层压滚筒2与卷材薄膜连接的直线突出地设置。在将层压速度定为V(m/分)，将层压滚筒2与设置其前的支持滚筒5之间的树脂薄膜3的长度定为L(m)时，将支持滚筒5设置于层压滚筒2之前，使得L×V≤600。
Description
本发明涉及可高速生产层压金属板的制造设备，该设备可以减少高速层压时产生的气泡。
在饮料罐、食品罐等容器领域，代替现有的电镀钢板和在铝板上喷漆的材料，开始使用将树脂薄膜层压于金属板的层压金属板。制造这些层压金属板的方法已为众所周知(例如特开平4-201237号专利公报等)，与喷漆罐相比，不使用溶剂及不使用烤漆用的烘箱方面是其优点。
用于容器用途的层压金属板被要求的项目变多，例如具有在加工时耐冲压加工、深冲加工、减薄拉深加工等的薄膜的粘着性；并且在加工时金属板的表面形状不变化以使树脂薄膜难以受伤。而在层压金属板上产生大量的气泡会带来以下不良效果，即，使树脂薄膜与金属板的粘着力下降；易于发生表面凹凸、加工时表面易于受伤；层压金属板的表面外观变化等；因此，在层压金属板的制造时要努力防止夹进气泡。
目前层压金属板的需求增加，为提高生产率，就必须提高层压速度。但是简单地提高层压速度时，就会产生大量的气泡，实际情形是因气泡的产生而限制了层压的速度。
本发明即是为了克服上述的实际情况而提出的，其目的在于，提供即使在200m/分以上的高速层压时也没有气泡的、生产率高的层压金属板的制造设备。
为此，本发明的层压金属板的制造设备的特征在于，在树脂薄膜的层压滚筒的接触侧设置赋予薄膜张力的支持滚筒且在从卷材薄膜向层压滚筒供给薄膜过程中，该支持滚筒从连接层压滚筒与卷材薄膜的直线位置突出。
另外，在树脂薄膜的金属板的接触侧设置赋予薄膜张力的支持滚筒，使其从连接层压滚筒与卷材薄膜的直线位置突出。
并且，也可以使支持滚筒从连接层压滚筒与卷材薄膜的直线处突出那样，将赋予薄膜张力的支持滚筒设置在树脂薄膜的层压滚筒接触侧，然后与上述的突出侧相反地、将另一支持滚筒设置在树脂薄膜的金属板接触侧，或者首先设置在树脂薄膜的金属板接触侧，然后最好与上述突出侧相反地，将另一支持滚筒设置在树脂薄膜的层压滚筒接触侧。
本发明的层压金属板的制造设备，其特征在于，设层压速度为V(m/分)，层压滚筒与紧靠层压滚筒的支持滚筒之间树脂薄膜的长度为L(m)地、使L×V≤600地，将支持滚筒设置在层压滚筒的旁边。
图1是表示与本发明相关的进行层压金属板制造的装置的一个实施例概略图。图2是与本发明相关的进行层压金属板制造的装置的另一实施例的概略图。图3表示的是进行层压金属板制造的装置的比较例的概略图。图4表示的是层压速度与气泡面积率的关系的示意图。
依据本发明的层压金属板的制造设备，在利用1组层压滚筒将树脂薄膜3层压于被加热的金属板1的一面或两面，制造层压金属板4的设备中，设置向层压滚筒2供给树脂薄膜3时赋予薄膜张力使其突出的支持滚筒5。据此，在高速层压时，向层压滚筒2供给的树脂薄膜没有皱纹，且层压滚筒2上的树脂薄膜也就没有皱纹。高速层压时的层压前的树脂薄膜的皱纹是气泡增加的原因。去掉该皱纹就可以减少层压金属板4的气泡。以下参照图1详细说明本发明。
在图1中，金属板1使用镀铬钢板(无锡薄钢板)、镀锡钢板等电镀钢板、铝板等，一般地这些金属板的厚度为0.1～0.3mm。
树脂薄膜3使用以聚酯树脂(聚对苯二甲酸乙二酯，聚对苯二甲酸丁烯等)、聚烯烃系树脂(聚乙烯、聚丙烯等)、聚酰酸树脂(6，6尼龙等)、聚碳酸酯树脂等为主要成分的单层或2层以上的薄膜。上述树脂薄膜3可以予先涂上以环氧树脂等为主要成分的粘着剂。用于容器用金属板的一般的树脂薄膜的厚度为5～50μm。
层压滚筒2的材料使用在金属滚筒上被覆上氟橡胶、硅酮橡胶等的覆橡胶滚筒。
支持滚筒5除了与层压滚筒2同样构造的在金属滚筒上被覆氟橡胶、硅酮橡胶等的覆橡胶滚筒以外，还可以使用镀铬等的金属滚筒。
接着按照顺序说明层压金属板的制造方法。首先将电镀钢板或铝板等的金属板1加热到树脂开始溶融的温度以上，为得到稳定的树脂薄膜的溶融层，通常加热到比开始溶融温度高5～50℃。在树脂薄膜上涂着粘着剂时，将金属板加热到粘着剂充分软化的温度以上。这时的加热设备使用感应加热装置或者电阻加热装置。
向如上述加热了的金属板1的一侧或者两侧供给树脂薄膜3，再利用层压滚筒2进行压接，金属板及树脂薄膜使用卷材状卷绕的材料，一边连续地从卷材放开金属板和树脂薄膜，一边供给层压滚筒2。将供给的树脂薄膜利用一组层压滚筒2层压在金属板上。层压后的层压金属板接着在水等液体中冷却。
在工业上制造层压金属板的设备中，因为树脂薄膜比金属板薄，所以将树脂薄膜拉至层压滚筒时产生皱纹。如果带有皱纹的树脂薄膜来到层压滚筒上。因为层压滚筒表面是没有光滑性的橡胶，所以树脂薄膜的皱纹被固定。于是，在树脂皱纹很多的情况下，制成带有皱纹的层压金属板，而完全没有商品价值。为此，在进行层压时，要选择薄膜形状良好的，调整加于树脂薄膜的张力，使其不产生大的皱纹。但是，因为某种程度的树脂薄膜的皱纹进入层压滚筒的瞬间可以校正，所以，只要不在层压金属板的树脂薄膜上产生皱纹，在层压前产生的树脂薄膜皱纹不被人们所重视。但是据详细的调查结果表明，如果层压滚筒上的树脂薄膜产生皱纹，层压金属板上就容易进入气泡。尤其是高速层压时气泡产生的格外多。
树脂薄膜的皱纹对高速层压时气泡的产生带来怎样的影响，现在只能推测，一般如下推测观察层压金属板的气泡形态的结果。即具有层压金属板4的气泡主要发生在金属板1的表面凹凸的凹部；金属板前进方向的气泡的大小达到10～数百μm。若从这些情况进行推测，气泡是在树脂薄膜2进入到层压滚筒夹持部内，最长在数十μm以内、溶融软化的树脂没能完全填埋金属板表面的凹凸的情况下产生的。在树脂薄膜有皱纹时，可以认为在树脂紧密进入夹持部内的阶段皱纹变没了，在此之前树脂薄膜与金属板没有充分接触。为此溶融的树脂难以填埋金属板表面的凹凸，结果，气泡很容易进入。
接着说明实际上去掉树脂薄膜3的皱纹的方法。为除去层压滚筒2上的树脂薄膜的皱纹，只要除去到达层压滚筒之前的树脂薄膜的皱纹就可以了，如果向层压滚筒供给没有皱纹的树脂薄膜，在层压滚筒上就不会重新产生皱纹。为此在接触层压滚筒之前就必须除去树脂薄膜的皱纹。研究除去树脂薄膜的皱纹的结果，对应从卷材薄膜向层压滚筒供应薄膜，从连接层压滚筒与卷材薄膜的直线向上位置侧突出地(参照图1)设置赋予薄膜以张力的支持滚筒是有效的。据同样的考虑方法，即使向下侧突出也可以。
一旦向上侧或者向下侧突出，然后，向与先前突出的一侧相反的方向突出地设置另一个赋予薄膜以张力的支持滚筒也是有效的。
另外，通过缩短各支持滚筒之间的树脂薄膜的长度，可以除去皱纹。但是如果设置多个支持滚筒5A、5B，考虑到层压生产线的空间和各支持滚筒的维修则是不实用的。为此进一步进行研讨，得到的结论是设置运送薄膜的两个支持滚筒5A、5B，如果缩短层压滚筒2与其前面的支持滚筒5A之间的树脂薄膜的长度L(m)，就可以除去层压滚筒前面的树脂薄膜的大部分皱纹。最好在设备上尽可能地缩短树脂薄膜的长度L。考虑到对应于层压的速度V(m/分)气泡量增加，提高层压速度V(m/分)，就必须缩短树脂薄膜的长度L。
图4表示的是层压速度V(m/分)与支持滚筒(5A)到层压滚筒之间的树脂薄膜的长度L(m)的适当范围。图4中气泡面积率取8％以下时为良好(原因后述)、用O标记表示。超过8％时为不适当、用X标记表示。图中斜线的范围是层压速度V与树脂薄膜长度L的适当范围，在以L×V≤600为条件所示的范围之内。如果层压速度V与树脂薄膜的长度L在L×V≤600的范围内可以制造出气泡量被容许的层压板。
层压滚筒前面的支持滚筒5A无论是如图1所示的树脂薄膜与金属板接触的一侧，或是如图2所示树脂薄膜与层压滚筒接触的一侧，从其中的任何一侧进行与树脂薄膜的接触，效果是同样的。在薄膜上涂粘着剂，粘着剂有可能粘上支持滚筒时，设置在薄膜的层压滚筒接触的一侧。在本发明中最好沿薄膜前进方向设置2个以上的支持滚筒，用于对树脂薄膜沿宽度方向付加均匀的张力。如果有2个支持滚筒5A、5B，可以在其之间对树脂薄膜沿宽度方向付加均匀的张力。
如上所述，为了向层压滚筒2运送树脂薄膜3，设置两个以上的支持滚筒5A、5B，且缩短层压滚筒2与其前面的支持滚筒5A之间的间隔，利用缩短其间的树脂薄膜的长度可以在层压滚筒之前除去物理性产生的树脂薄膜的皱纹。其结果可以减少树脂薄膜的气泡。如果满足层压滚筒2与其前面的支持滚筒5A之间树脂薄膜的长度L(m)相对于层压速度V(m/分)是L×V≤600的关系，就可以制造出气泡量在实用上没有问题的层压金属板。
以下说明本发明的实施例
(实施例1～3)
金属板1使用厚度为0.2mm、宽度为1000mm的镀铬钢板(TFS、无锡薄钢板)。这时镀铬钢板的粗糙度为Ra0.2μm、Rmax2.2μm。树脂薄膜使用厚度为25μm、宽度为1000mm的聚对苯二甲酸乙二酯的单层薄膜，在金属板1的两面进行层压。在层压滚筒2使用覆盖硅硐胶的滚筒。支持滚筒5A、5B的配置按照图1表示地配置，使用表面镀铬的金属滚筒。将层压滚筒2与其前面的支持滚筒5A之间的树脂薄膜的长度取为1.5m。将层压速度V取为400、300、200m/分。
(实施例4～6)
将层压滚筒2与其前面的支持滚筒5A之间的树脂薄膜的长度L取为0.5m。其他条件与实施例1相同，将层压速度分别定为400、300、200m/分。
(实施例7～9)
如图2所示将层压滚筒2前面的支持滚筒5A从金属板侧接触树脂薄膜，将树脂薄膜的长度L取为0.1m。其它条件与实施例1相同，将层压速度分别定为400、300、200m/分。
(比较例1～3)
支持滚筒5A、5B如图1所示地设置，将层压滚筒与支持滚筒之间的树脂薄膜的长度取为3.0m。其它条件与实施例1相同，将层压速度分别定为400、300、250m/分。
(比较例4)
如图3所示不使用支持滚筒，从卷材状的薄膜6直接供给层压滚筒2。将这时的层压滚筒到薄膜卷材的树脂薄膜的长度L(m)取为1.5m，层压速度取为400m，其它条件与实施例1相同。
在以上的条件下，利用超音波显微镜观察层压后的层压金属板的气泡。这次测定的气泡面积率是观察金属板的1mm×1mm的范围，利用气泡所占的面积比例合算出来的。
被容许的层压金属板的气泡面积率以气泡为原因的表面凹凸在深冲加工时被削减，其削减以刚变得明显为界限。具体地，如果以拉深比2.5深冲加工层压金属板时，气泡面积率是8％以下，罐壁的薄膜的削减不明显。为此将气泡的限度定为面积率为8％。
向层压时的层压滚筒供给的树脂薄膜的皱纹利用眼睛进行人观察。
接着分别说明结果。如果观察实施例1至3的结果可知，层压滚筒2到支持滚筒5A的薄膜的长度L越短，向层压滚筒供给的薄膜的皱纹就减少。气泡面积率也就降低。实施例1至9的所有的层压速度V与树脂长度L都满足L×V≤600的条件，气泡面积率也都是实用上没有问题的8％以下。与此对应，比较例1～3不满足L×V≤600的关系式，层压滚筒前面的树脂薄膜的皱纹多，层压金属板的气泡面积率也在8％以上，达到在实用上不能使用的气泡量。
比较例4是完全不使用支持滚筒的情况，这时供给层压滚筒的树脂薄膜的皱纹多、层压金属板的气泡面积率达到25％之多。所以可知支持滚筒是必须的。
将以上的结果如下整理在表中。
表1
| 树脂薄膜长度L(m) | 层压速度V(m/分) | 关系式V×L(值) | 薄膜皱纹发生状况(目测) | 气泡面积率(％) | |
| 实施例1 | 1.5 | 400 | 600 | 少 | 7 |
| 实施例2 | 1.5 | 300 | 450 | 少 | 5 |
| 实施例3 | 1.5 | 200 | 300 | 少 | 4 |
| 实施例4 | 0.5 | 400 | 200 | 少 | 4 |
| 实施例5 | 0.5 | 300 | 150 | 少 | 3％以下 |
| 实施例6 | 0.5 | 200 | 100 | 少 | 3％以下 |
| 实施例7 | 0.1 | 400 | 40 | 没有 | 3％以下 |
| 实施例8 | 0.1 | 300 | 30 | 没有 | 3％以下 |
| 实施例9 | 0.1 | 200 | 20 | 没有 | 3％以下 |
| 比较例1 | 3.0 | 400 | 1200 | 多 | 15 |
| 比较例2 | 3.0 | 300 | 900 | 多 | 11 |
| 比较例3 | 3.0 | 250 | 750 | 多 | 9 |
| 比较例4 | 没有支持滚筒 | 400 | - | 非常多 | 25 |
利用本发明，在制造容器用的层压金属板时可以除去供给层压滚筒的树脂薄膜的皱纹，可以减少层压金属板的气泡。其结果可以进行层压金属板的高速生产。
Claims (4)
1.一种层压金属板的制造设备，利用层压滚筒将树脂薄膜层压于金属板的一侧或两侧，其特征在于，从卷材薄膜向层压滚筒供给薄膜过程中，对薄膜赋予张力的支持滚筒设在树脂薄膜的层压滚筒接触侧，且从层压滚筒与卷材薄膜连接的直线位置突出，设层压速度为V(m/分)，层压滚筒与紧靠其设置的支持滚筒之间的树脂薄膜的长度为L(m)，则支持滚筒的设置满足L×V≤600。
2.一种层压金属板的制造设备，利用层压滚筒将树脂薄膜层压于金属板的一侧或两侧，其特征在于，从卷材薄膜向层压滚筒供给薄膜过程中，对薄膜赋予张力的支持滚筒设置于树脂薄膜的金属板接触侧，且从层压滚筒与卷材薄膜连接的直线位置突出，设层压速度为V(m/分)，层压滚筒与紧靠其设置的支持滚筒之间的树脂薄膜的长度为L(m)，则支持滚筒的设置满足L×V≤600。
3.一种层压金属板的制造设备，利用层压滚筒将树脂薄膜层压于金属板的一侧或两侧，其特征在于，从卷材薄膜向层压滚筒供给薄膜过程中，对薄膜赋予张力的支持滚筒设置于树脂薄膜的层压滚筒接触侧，且从层压滚筒与卷材薄膜连接的直线位置突出，并且此后，与上述突出一侧反向地，在树脂薄膜的金属板接触侧设置支持滚筒，设层压速度为V(m/分)，层压滚筒与紧靠其设置的支持滚筒之间的树脂薄膜的长度为L(m)，则支持滚筒的设置满足L×V≤600。
4.一种层压金属板的制造设备，利用层压滚筒将树脂薄膜层压于金属板的一侧或两侧，其特征在于，从卷材薄膜向层压滚筒供给薄膜过程中，对薄膜赋予张力的支持滚筒设置于树脂薄膜的金属板接触侧，且从层压滚筒与卷材薄膜连接的直线位置突出，并且此后，与上述突出一侧反向地，在树脂薄膜的层压滚筒接触侧设置支持滚筒，设层压速度为V(m/分)，层压滚筒与紧靠其设置的支持滚筒之间的树脂薄膜的长度为L(m)，则支持滚筒的设置满足L×V≤600。
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