CN1168651A - 生产叠层板的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种生产叠层板(10)的方法包括下列步骤：用加热炉(1)加热一条连续带状的金属板(2)，将热塑性树脂膜片(3)叠加在金属板的至少一个表面上，将这两者加压并使它们移动通过一对叠层辊(4和5)之间，从而使膜片(3)热粘结到金属板(2)上，其中，从一对叠层辊(4和5)之间出来的叠层板(10)被一偏移辊(6)在横向上推动致使叠层板的移动方向朝向与膜片(3)接触的叠层辊(4)偏移。本发明还公开这种方法使用的设备(A)。

Description

生产叠层板的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种叠层板的制造方法和制造设备，更具体点说涉及一种叠层板的制造方法，其中热塑性树脂膜片被迫接触并压粘在加热的金属板上，还涉及一种实现该制造方法的制造设备。
背景技术
图4示出一种公知的叠层方法，其中在炉内加热的金属板101被安排与热塑性树脂膜片102接触，并且金属板101和树脂膜片102一起被一对叠层辊(压辊)103和104加压，而膜片102受到金属板101的热，部分被熔化，就粘结在金属板101上(例如见日本专利公报平4-201237号)。在这种叠层方法中，膜片102熔化部的厚度(熔化层的厚度)和膜片102对金属板101的粘结强度能够通过诸如金属板101的加热温度、从炉子到叠层辊103和104的距离、金属板101的移动速率、和膜片102的熔化温度等条件的选定而被控制到某种程度。
在上述传统的方法中，例如图5所示，当用叠层辊103和104(见图4)将膜片压向金属板101而叠加定向树脂膜片时，金属板101的高温便通过膜片102被传送到低温的叠层辊103上。而当高温使膜片102形成一个熔化层5时，致使被压拢的金属板101和膜片102粘结在一起。在两个叠层辊103和104之间通过后，金属板101不再被压，并且膜片表面不再被冷却，于是来自金属板的温度被传送到整个膜片上，该温度控制着膜片定向层106的定向。因此，当金属板101和膜片102的移动速率增加时，金属板的温度应被降低，以便控制定向层的定向，因为这时叠层辊的冷却效果不能充分发挥。由于这个理由，因此难于用传统的叠层方法来完成高速叠层。
在另一方面，在进行高速叠层时作为一种增加熔化层的方法，可以将金属板101加热到较高的温度。但在这种情况下，由于叠层辊的冷却并没有充分起作用，因此熔化层可在整个膜片内形成，这样便会降低膜片的强度。另外，当这种全部熔化的膜片被设置在制成罐的内侧，并且包装物被包装并贮存在其内时，由于这层膜片很易被外面的冲击裂开，因此常会使包装的包装物变质。
本发明的第一目的是要解决传统方法存在的问题并且提供一种叠层板的制造方法，其中叠层板的粘结可增强，而这充分增强的粘结甚至能在高速叠层时得到。本发明的第二目的是要提供一种适用于这种制造方法的制造设备。
说明概述
本发明的叠层板的制造方法的特征在于包括下列步骤：加热一块连续的金属板；使热塑性树脂膜片与金属板的至少一面接触；使金属板和热塑性树脂膜片两者一起通过一对叠层辊并被它们加压，这样来将热塑性树脂膜片热粘结在金属板上。其特征还在于：叠层板在通过叠层辊后还被在横向上推向一侧，使它的移动方向向两个叠层辊中的一个偏移。并且本发明的特征还在于：叠层板的移动方向向一个与热塑性树脂膜片接触的叠层辊偏移。
本发明的叠层板的制造设备的特征在于，有一加热装置用来加热金属板，有一供应装置用来供应要叠加到加热金属板的至少一个侧面上的热塑性树脂膜片，有一对叠层辊用来对金属板和热塑性树脂膜片加压，还有一个偏移辊用来将已经通过一对叠层辊的叠层板推向其中一个叠层辊的一侧从而使叠层板从原来的移动方向向横向偏移。
本发明的设备可另外具有一个导辊以便用来使叠层板被偏移辊偏移过的移动方向返回到原来的移动方向。
该设备还可具有一个安排在与叠层板的移动方向成横向的方向上可以移动的偏移辊。
另外，该设备可有效地设置一个压力辊以便当通过叠层辊之间的叠层板推向其中一个叠层辊时增加叠层辊与叠层板之间的接触力。
当叠层板在通过一对叠层辊之后被推向其中一个叠层辊的一侧时，叠层板就以一定的角度卷绕在一个叠层辊上。在行经相应于该角度的距离时，叠层板由于其自身的张力具有一些夹持强度地与该叠层辊接触，其时叠层板就被冷却。因此，金属板能选用较高的初始温度，以致在该移动期内能获得较厚的熔化层。这样，热塑性树脂膜片和金属板就能较牢靠地由在该移动期内所施加的压力粘合在一起。
由于本制造设备设有偏移辊可使通过一对叠层辊的叠层板偏移其移动方向，因此可以在偏移移动方向时不对叠层板的移动造成任何阻力。此外，本设备设置的、使偏移的移动方向返回到原来的方向的导辊能容易地被结合在传统的叠层板的制造线上。另外，本设备设置的偏移辊可移动地被安排在与叠层板原来的移动方向成横向的方向上，因此可以根据原材料的种类和叠层板的移动速率来得到熔化层的最佳厚度使膜片的粘结强度提高而可防止膜片剥落。
附图的简要说明
图1为一概略的前视图，其中示出本发明的叠层板用的制造设备的一个例子。
图2为图1的一个部分的横剖面。
图3(a)为一关系线图，其中示出按照本发明的膜片与叠层辊接触的时间与膜片熔化层的厚度之间的关系；图3(b)为一关系线图，其中示出熔化层的厚度与膜片的粘结强度之间的关系。
图4为一概略的前视图，其中示出传统的制造设备的一个例子。
图5为图4的一个部分的横剖面。
图6为一概略的前视图，其中示出本发明的制造设备的另一个例子。
本发明的最佳实施例
接下来将结合每一张图对本发明的叠层板用的制造方法和制造设备作较详细的说明。
图1为一概略的前视图，其中示出本发明的叠层板用的制造设备的一个例子。
图2为图1的一个部分的横剖面。
图3(a)为一关系线图，其中示出按照本发明的膜片与叠层辊接触的时间与膜片熔化层的厚度之间的关系；图3(b)为一关系线图，其中示出熔化层的厚度与膜片的粘结强度之间的关系。
图4为一概略的前视图，其中示出传统的制造设备的一个例子。
图5为图4的一个部分的横剖面。
图6为一概略的前视图，其中示出本发明的制造设备的另一个例子。
在图1所示的叠层板用的制造设备A中，标号1为一炉子，金属板2连续地通过其内并被加热，一对叠层辊4和5被布置在炉子1的下方以便对膜片3加压并使它粘结在来自炉2的金属板2上。在叠层辊4和5的下方离开一个短的距离设有一个偏移辊6，它可以旋转并可在箭头P1和P2所示方向移动。另外在偏移辊6的下方布置着一个可旋转的导辊7。叠层辊4和5、偏移辊6及导辊7的旋转轴线都互相平行。含有淬火液的淬火槽8被布置在导辊7的下方。
制造设备A’是在上述这种设备A上加设夹持辊9以便用来将叠层板10抵压在叠层辊4上。压力辊8可旋转并且其轴线与叠层辊4平行。
作为炉子1，可以采用传统上公知的如高频加热炉(dielectricheating even)。其他加热装置如加热辊或感应加热线圈也可采用来替代炉子1。一对叠层辊4和5是现有技术中公知的，它们用作压辊以便夹紧并挤压在它们之间通过的金属板2和膜片3。通常，叠层辊4和5都同步地各自在相反的方向(箭头S1和S2)上旋转以便驱使叠层板10向下移动。这两叠层辊之间的距离是可以调节的并且旋转速率也都可被控制。
偏移辊6的两端都可旋转地被轴承(未示出)支承着，并且每一轴承都可用控制气缸或类似物使它们在箭头P1和P2的方向上同步移动。轴承的位置通常是根据预定的叠层条件调节好的，但它们也可在进行叠层操作时进行调节。轴承被安排得可在一个与叠层板表面垂直的方向上作直线的往复移动。但它们也可被安排成环绕一个位于其轴线的下方(或上方)且与其轴线平行的轴线Q旋转。那就是说，轴承可沿圆弧移动如图中的虚线所示。
导辊7的两端被轴承(未示出)支承着，每一个轴承都固定在机架或类似物上。导辊所被布置的位置与叠层辊4和5的切线N相切。虽然没有示出，但可说明的是，从淬火槽8中取出的叠层板10是用另一对压送辊被向下驱动的。因此，在叠层板10上造成张力，这样位于叠层辊4和5及导辊7之间的叠层板10便可有合适的张力在其上起作用。
如上所述构造的制造设备的使用步骤如下。首先，使从图上未示出的供应装置取出的两幅膜片3和3与通过炉子1后的金属板的两个侧面接触，然后使这三件一起通过叠层辊4和5。接下来使这样形成的叠层板10移到偏移辊6的左侧，该偏移辊6如图1所示位于切线N的左侧，随后叠层板10再被移到导辊7的右侧，从而使移动方向返回到原来的移动方向。偏移辊的偏移距离可根据成形条件等合适地加以调节。另外，叠层板10被向下导引到淬火槽8内。
如上所述，由于从叠层辊4和5出来的叠层板10行经一个曲折的路线，叠层板10以一预定的卷绕角(接触角)θ卷绕在一个叠层辊4上。在图1中当偏移辊6向左侧偏移时接触角θ变大，而当偏移辊6向右侧偏移时接触角θ变小。当偏移距离变成“0”时，叠层板被笔直向下导引，此时卷绕角变成“0”。
使叠层板10以一预定的卷绕角卷绕在一个叠层辊4上，从而可使由叠层板10的张力产生的压力在膜片3和金属板2之间起作用以增加叠层板的冷却时间。另外在没有图6所示的压力辊时，可施加一个较大的压力，它可提高冷却效果。
因为冷却时间增加是由于在膜片3和金属板2之间起作用的压力的增加，所以这个压力不仅影响到与一个叠层辊4接触的膜片3而且还影响到与金属板2另一侧面接触的膜片3a如图2中虚线所示。压力越大，接触叠层辊的时间越长，热传导的总量也就增加得越多。因此由于冷却时间增加，金属板2的初始温度便可提高，从而在与金属板2接触侧的熔化层11的厚度W能够增加。膜片3与叠层辊4的接触时间“t”和熔化层11的厚度W两者之间基本上是成正比的关系如图3a所示。
当熔化层P1增厚时，在冷却后膜片3对金属板2的粘结就增强。它们之间基本上也是成正比的关系如图3b所示。除了熔化层的增厚以外，膜片3紧压在金属板2上的时间的增加也可影响膜片3使其粘结得到改善。
在上述例子中，膜片在成形时粘结的增强是在叠层速率与传统方法所用速率相同的条件下进行说明的。反过来说，如果粘结强度只是一般地如同传统制造方法所得到的那样，那么叠层就可用比传统高的速率进行。另外，膜片卷绕在叠层辊上可使紧接叠层后叠层板10与叠层辊4有较长的时间接触，从而能够充分地得到叠层辊的冷却效果。因此，即使从炉中出来的金属板2被加热到较高的温度，膜片3也不会整个被熔化；未熔层能够可靠地保留在外面。因此，即使叠层是在高速下进行，仍能得到具有足够厚度的熔化层11，这样来增强膜片在成形时的粘结。在这种情况下，膜片在未熔层内的取向性就被减少。在熔化层11和略微定向层12之间还插入取向性逐渐减少的一层。
接下来，将给出具体的例子和对比例并说明本发明的制造方法的效果。
(例1至3)
一幅厚度为25μm的双轴线取向的聚酯热塑性树脂膜片用热叠加在一条厚度为0.2mm用作制罐坯料的电镀铬钢带(TFS)上，采用图1所示的制造设备。钢带在正要进入一对叠层辊之前的温度约为225℃，而自然地被冷却的叠层辊的温度约为150℃。在例1、2和3中，叠层板的移动速率分别为100、200和400m/分。在所有这些例子中，叠层板在叠层辊上的卷绕角均为20°。
这样得出的叠层板被制成直径为65mm、高为100mm的杯状，进行可拉深性试验。在所有这些例子中没有一个发生膜片开裂，而在每一个例子中要剥落膜片都需要4.0到5.6N/10mm的剥皮力(膜片在成形时的粘结强度)。用双折射率测得的膜片的原始取向性约为0.09，而在被叠加的膜片内，熔化层的双折射率为0.01，厚度约为5到15μm，略微取向层的双折射率约为0.058，厚度约为10到20μm，而中间插入层的双折射率为0.01到0.05，厚度约为3μm。
(对比例1到3)
对比例1、2和3的叠层操作是在与上述例子相同的条件(叠层板的移动速率分别为100、200和400m/分)下完成的，不同的是叠层板并没有卷绕在叠层辊上而是笔直向下移动。当对比例3的叠层板与上述例子基本相同地被制成杯状进行试验时膜片部分地引起开裂。对比例2和3虽然没有发生膜片开裂，但膜片的剥皮力(在成形时的粘结强度)分别为4.0和2.9N/10mm。熔化层的双折射率为0.01，厚度约为0到5μm，略微取向层的双折射率约为0.058，厚度约为20到25μm，而中间插入层的双折射率为0.01到0.05，厚度约为3μm。试验结果在表1和2中示出。
                        表1
例子
    编号   移动速率m/分 熔化层厚度μm 取向层厚度μm   粘结强度N/10mm
    123     100200400     1595     101620     5.64.84.0
                    表2对比例
    编号   移动速率m/分 熔化层厚度μm 取向层厚度μm   粘结强度N/10mm
    123     100200400     52.50     2022.525     4.02.90.5
从上面所示的结果显然可见，按照本发明的制造方法，叠层板即使在100～400m/分的高速下进行制造，仍然能够得到良好的膜片对金属板的粘结强度及在成形时难以剥落的性能。
工业实用性
如上所述，按照本发明的制造方法，能够提高膜片对金属板的粘结强度，该强度并不因为叠层操作在高速下完成而减少。按照本发明的制造设备可容易地实现上述的制造方法。概要
一种生产叠层板(10)的方法包括下列步骤：用加热炉(1)加热一条连续带状的金属板(2)，将热塑性树脂膜片(3)叠加在金属板的至少一个表面上，将这两者加压并使它们移动通过一对叠层辊(4和5)之间，从而使膜片(3)热粘结到金属板(2)上，其中，从一对叠层辊(4和5)之间出来的叠层板(10)被一偏移辊(6)在横向上推动致使叠层板的移动方向朝向与膜片(3)接触的叠层辊(4)偏移。本发明还公开这种方法使用的设备(A)。

Claims (6)

1.一种叠层板的制造方法，包括下列步骤：
加热一块连续的金属板；
使热塑性树脂膜片叠加在金属板的至少一个表面上；及
使金属板和热塑性树脂膜片两者一起通过一对叠层辊并被它们加压，从而将所说膜片热粘结在所说金属板上，
其特征为，所说叠层板在从所说一对叠层辊中出来后还被在横向上推向一侧，使它的移动方向向所说叠层辊中的一个偏移。
2.按照权利要求1的制造方法，其特征为，所说叠层板被推向与所述膜片接触的一个所述叠层辊的一侧。
3.一种叠层板的制造设备，包括：
加热金属板用的装置；
将要叠层的热塑性树脂膜片供应到所说加热金属板的至少一个表面上的装置；
用来对所说金属板和所说热塑性树脂膜片加压的一对叠层辊；及
一个偏移辊，用来在横向上推动通过一对叠层辊出来的叠层板使其移动方向向其中一个叠层辊偏移。
4.按照权利要求3的制造设备，还包括一个导辊，以便用来使被所说偏移辊偏移的所说叠层板的所说移动方向返回到所说叠层板原来的移动方向。
5.按照权利要求3或4的制造设备，其特征为，所说偏移辊被可移动地安排在与所说叠层板的所说原来的移动方向成横向的方向上。
6.按照权利要求3至5中的任一项的制造设备，还包括一个压力辊以便当所说叠层板通过所说叠层辊出来而被推向其中一个所说叠层辊的一侧时，用来增加所说叠层辊与所说叠层板之间的接触力。
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