CS283790A2 - Laminate and method of its manufacture - Google Patents

Description

1 PV 2824-90

Vynález se týká laminátu^ z kovového plechu nebo folie apolyesterového filmu,a způsobu výroby takov^o laminátu a dutých nádob tažených z laminátů.

Souvislý evropský patentový spis stejného přihlašovate-le č. /patentová přihláška č. 0312304/ popisuje lamináty z kovového plechu a polyesterového filmu pro použi-tí při výrobě plechovek tvářených hlubokým tažením a žehlenímstěn. V tomto spise je popsán způsob laminování při němž setermoplastický film z lineárního polyesteru laminuje na po-vrch horkého kovového plechu průchodem mezi válci'. V popsa-ném způsobu laminování se kov nejprve zahřívá na teplotu do-statečnou pro dosažení alespoň částečné adheze a zcela těs-ného dotyku polyesteru s kovem při průchodu mezi válci. Vý-sledný lanát se potom dále ohřívá na teplotu nad bodem tánípolyesteru a po té se prudce ochlazuje ve vodě. Způsob dovo-luje laminování v orientovaném nebo neorientovaném stavu bezohledu na to, jsou-li jednovrstvé nebo jde-li o současné vy-tlačování dvou polyesterů.

Autoři pozorovali, že zatímco způsob laminování popsa-ný v evropském patentovém spise č. /patentová při- hláška EP-A1-0312304/ může umožnit získání laminátů hliníkua polyesterového filmu v amorfní formě, přičemž polyesterovéfilmy nižší molekulové váhy se někdy lámou během tažení la-minátu do tvarní duté nádoby jako je mělká plechovka. Místozlomu těchto polyesterových filmů je na prstencovité části 2 obloukovitého průřezu, která tvoří přechod dna plechovky dojejí postranní stěny.

Zlom. je v typickém případě ve formě trhliny, která pro-bíhá podél prstencovité části a napříč vzhledem k tažným si-lám, vznikajícím v axiálním směru, když razník vstupuje doma trice pro tažení pohárku. Osadí-li se tažený pohárek na ra-zník a je-li protlačován jednou nebo více matricemi pro žeh-lení stěny, potom se trhlina nebo zlom v polyesterovém filmu,v typickém případě několik mikronů široká, podstatně rozšiřu-je a ochranné vlastnosti povlaku jsou ztraceny.

Americký patentový spis 4 272 475 popisuje použití poly-esterové pryskyřice o molekulové váze 12,000 až 20,000 provýrobu plošného předvýrobku a následné tvarování tvarovýchvýrobků jako je helma. Nebere v úvahu, že polyesterové prys-kyřice; degradují z hlediska molekulové váhy jak při vytlačo-vání tak i při prudkém ochlazování vodou v roztaveném stavu.Bez pečlivého řízení těchto procesů molekulová váha klesá apokles může být výrazný z okolo 25,000 v pryskyřici na hod-notu pod 9,000 ve formě povlaku po tepelném laminování a vod-ním chlazení. Při molekulových vahách pod hodnotu okolo13,000 jsou polyestery křehké a netváří se úspěšně v tažnémlisu. Volba polyesterové pryskyřice pouze molekulovou vahoupodle amerického patentového spisu e. 4 272 475 je nedosta-tečná pro získání laminátu polyesterového filmu a plechu te-pelným laminováním, vhodným pro tažení pohárkovitého tvaru. 3

Americký patentový spis 4 272 475 uvádí, že je možnétvářet předměty z krystalického polyesterového výchozíhoplošného útvaru, ale autoři zjistili, že krystalinita v po-lyesterovém povlaku vytváří laminát nevhodný pro hluboké ta-žení a žehlení stěn do podoby nádob ve tvaru plechovek.

Pro určení molekulové váhy různých polyesterových filmůbyla použita chromátografie pronikání gelu při srovnání spolyesťyrenovými vzorky před a po laminování na hliníkovýpodklad. Při vyvozování závěrů z pohárků tažených z laminá-tů se ukázalo zřejmým, že polyestery vyšší molekulové váhyodolávají tvorbě trhlin během hlubokotažných procesů.

Podstatou vynálezu je laminátplechu nebo folie z hli-níku nebo hliníkové slitiny^af£ilmu z lineárního polyesteru,který se vyznačuje tím, že polyester je ve formě amorfníhopovlaku a má molekulovou váhu nejméně 14,000 při měřeníchromatografií pronikání gelu.

Ve výhodném provedení má polyesterový film laminátuvnitřní viskozitu od 0,4 do 1,0 při měření chromatografiípronikání gelu.

Lamináty podle vynálezu se obzvláště hodí pro taženído pohárkovitých nádob, které mohou být v případě potřebyupravovány žehlením stěn pro zvýšení délky postranní stěnypohárkovité nádoby.

Plech nebo folie z hliníku nebo z hliníkové slitiny mů-že být obchodně čistý hliník nebo alternativně slitina jako 4 je slitina mangan/hořčík/hliník č. 3004 nebo 3104 ve stavu vy-tvrzení například H19, která se používá pro tělesa plechovek,nebo alternativně slitina hliníku a hořčíku jako slitinač. 5182 která se používá pro konce plechovek. Alternativní hliníková slitiny/nebo konce plechovek zahrnují slitinu 5045 ne-bo slitinu 5182. Plech nebo folie mohou mít v případě potřebyvrstvu přírodního oxidu nebo pasivační vrstvu nebo s výhodoupovrchovou úpravu ve formě fosforečnanu chromitého u něhožjsou známy průmyslové pochody pasivačního zpracování nebo al-ternativně ve formě anodicky oxidovaného oxidu, jako je oxidkyseliny fosforečné vytvořený anodickou oxidací.

V jednoduchých provedeních má laminát povlak polyesterovéhofilmu zvolený z materiálů odpovídajících všeobecnému vzorciX Γ z / \ o - o - E, - c - ( -0-b2 - ) A_J- (!) kde R1 je dvojmocná uhlovodíková skupina u níž nejméně 60 molo/o sestává z p-fenylenových skupin, Rg Úe úvojmocná uhlovo-díková skupina u níž nejméně 60 mol o/o sestává z -C2H^- sku-pin s A=1, přičemž tato látka je aplikována jako film na ko-vový podklad. Filu může být litý film nebo alternativně filmorientovaný tažením nebo foukaný film. V jednom provedení vynálezu je s výhodou polyesterový film jednovrstvý film s bodem tání v rozmezí od 200°C do 260°C. Přídavný diol jako je polyester může být dietylengly- kol. Film může být orientovaný, orientovaný a krystalický, 5 litý neorientovaný nebo foukaný. Je-li orientovaný, orientacefilmu bude v typickém, případě získána tažením ve stroji a vpříčných směrech v typických případech na troj až čtyřnásobekpo lití. Obsah krystalické složky ve filmu je v typickém pří-padě 5 až 50 %, V jiném provedení je polyesterový film aplikován jakosoučasně vytlačovaný film obsahující vrstvu polyesteru jako jepolyetylen-tereftalát a vrstvu kopolymemího polyesteru s niž-ším bodem tání a vyšším obsahem výchozích monomerů, volenéhov typickém případě ze skupiny sestávající z kopolymemího po-lyesteru etylenglykolu a kyseliny tereftalové a kyseliny izo-ftalové; kyseliny tereftalové a etylenglykolu a dietylengly-kolu; a kyseliny tereftalové a etylenglykolu a cyklohexan-dimetanolu, přičemž zvolený polyester slouží jako pojidlo po-lyetylen-tereftalátu k podkladu z hliníku nebo z hliníkovéslitiny.

Vnější polyesterová vrstva může být orientovaná nebo ne-orientovaná a krystalická, když je ve formě filmu, avšak ježádoucí, je-li vrstva kopolymemího polyesteru amorfní.

Dosažení této žádoucí amorfní povahy v polyesterové vrst-vě, je-li tato vrstva přítomna, je možné řízením teplot připochodech, v níž se ovládá teplota filmu.

Celý polyesterový povlak po laminování musí být v amorf- ním stavu. Zařízení pro dosahování tohoto stavu je popsáno v evropském patentovém spisu č. /patentová přihláška 6 č. EP-A1-0312304/.

Vynález se dále vztahuje na způsob laminování hliníkunebo hliníkové slitiny ve formě plechu nebo folie na polyes-terový film vlivem tepla a tlaku, který se vyznačuje tím, žese použije polyesterový film mající molekulovou váhu nejméně14,000, film se laminuje na plech nebo folii při teplotě TIpro přilnutí filmu k plechu nebo folii, načež se laminát dá-le zahřívá na teplotu T2 nad bodem tání krystalů polyesteru,načež se laminát řízeně ochladí v suchém stavu na teplotu T3před tím, než se. rychle ochladí ve vodě tak, že molekulováváha polyesterové vrstvy je nejméně 14,000.

Skutečné hodnoty teplot T1 ,T2 a T3 závisí na vlastnos-tech zvoleného polyesteru a stavu kovového povrchu, avšakteplota T1 bude nad bodem tání polyesteru, což je v typickémpřípadě nad okolo 280°C pro vysoce orientovaný krystalickýpolyetylen-tereftalátový jednovrstvý film tající při teplotě2oO°C nebo mezi 140°C a 280°C pro současně vytlačovaný vyso-ce orientovaný polyetylentereftalátový film obsahující vhodněformulované vrstvy kopolymemího polyesteru. Teplota T2 bu-de v typickém případě v rozmezí od 10°C do 80°C nad bodem tá-ní vnějšího polyesteru, t.j. 240°C až 330°C a teplota T3 bu-de v typickém případě nad 200°C pro zabránění krystalizacepolyesteru a zajištění vzájemné přiměřené interakce polyes-teru a kovového povrchu, avšak pod hodnotou 300°C. TeplotyT2 a T3 jsou měřeny pyrometrem v typickém případě měřícím 7 vysílanou sálavou složku o vlnové délce okolo 7 až 8 mikro-metrů.

Ve výhodných provedeních způsobu je polyesterový film aplikován na obou stranách plechu nebo folie z hliníkového ple-chu nebo slitiny buč jako jediná vrstva polyesteru nebo jakoprodukt současného vytlačování dvou polyesterových vrstev.Vrstva kopolymemího polyesteru s nižším bodem tání se aplikuje na hlavní povrchy kovu pro zajištění přilnutí filmu na kovV tomto případě se teplota Tl vztahuje na vlastnosti vrstvykopolymemího polyesteru, která je s výhodou amorfní.

Vynalez je blíže vysvětlen v následujícím popise na pří-kladech provedení s odvoláním na připojené výkresy ve kterýchznázorňuje obr.lA zvětšený řez laminátem hliníkové slitiny apolyesterového filmu, obr.lB zvětšený řez laminátem povrchověupravené hliníkové slitiny a polyesterového filmu, obr.2schematický řez lisovacím nástrojem pro úpravu předvýrobku apro tažení pohárku, ukazující otevřenou a uzavřenou polohu,obr.3 skicu pohárku se znázorněním zlomu polyesterového fil-mu, obr.4 skicu pohárku ukazující umístění zlomu polyestero-vého filmu, obr.4 řez plechovnou s žehlenými stěnami, obr.6schéma laminačního zařízení použitého pro výrobu laminátu zobr.lA nebo 1B, obr.6 grafické vyjádření průběhu teploty ma-teriálů laminátu podél zařízení z obr.5 a obr.7 alternativníuspořádání zařízení s dvojicí přep/adových truhlíků.

Na obr.lA obsahuje laminát první polymemí film _T_ z po- 8 lyesteru, jako je polyetylén-tereftalát /PET/, v typickém přípádě tlouštky 10 mikrometrů, mezilehlé vrstvy 2 z kopolymer-ního polyesteru, v typickém případě 2 mikrometry tlusté, vrstvy J z hliníkové slitiny jako je hliníková slitina č. 3004tlouštky v typickém případě 300 mikrometrů, druhé mezilehlévrstvy 4 kopolymerního polyesteru podobné tlouštky jako jeprvní mezilehlá vrstva, a druhého polymemího filmu 5 z poly-etylén, tereftalátu /PET/ podobné tlouštky jako má první po-lymerní film. Vrstva J z hliníku je znázorněna jako vrstva spovrchovými úpravami .6,7, které jsou žádoucí. Je-li použita, může být povrchová úprava směsný fosforečnan chromitý neboalternativně anodický oxid jako je oxid kyseliny fosforečnévytvořený anodickou oxidací.

Mezilehlé vrstvy 2 a 4 z kopolymerního polyesteru mohoubýt z kopolymerního polyesteru izoftalát-tereftalát-etylen-glykolu nebo alternativně z tereftalát-etylen-glykol-diety-lenglykolu vamorfním stavu. Mezilehlé vrstvy 2 a 4 kopoly-memího polyesteru nejsou vždy potřebné.

Je-li požadováno, mohou být první a druhé filmy 1_,Ji pig-mentovány kysličníkem titaničitým a mohou mít v případě po-třeby tlouštku nejméně 25 mikrometrů.

Na obr.lB obsahuje laminát první polyesterový film J_, v typickém případě tlouštky 8 až 12 mikrometrů, vrstvu 3 z hliníkové slitiny jako č.3004 tlouštky v typickém případě 300 mikrometrů, druhou polyesterovou vrstvu 5 v typickém pří- 9 pádě podobnou vrstvě 1. nebo odlišné tlouštky nebo pigmentova-nou například oxidem titaničitým. Vrstva J z hliníku je zná-zorněna jako vrstva mající vrstvy 2 a 4 povrchové úpravy,v typickém případě směsného fosforečnanu chromitého nebo ano-dického oxidu v typickém případě odvozeného anodickou oxidacív kyselině fosforečné. Vrstvy povrchové úpravy mají v typic-kém případě tlouštkové rozmezí 10 až 100 nanometrů.

Lamináty z obr.lA a 1B se používají pro výrobu nádob ta-žením mezi razníkem a matricí znázorněnými na obr.2. Na obr.2obsahuje předlisovací a tažný nástroj stříhací prstenec 11,držák 12 předvýrobku, razník 13 a matrici 1 4» Razník 13 mápoloměr* R zaoblení hlavy v typickém případě 3 mm, avšak jemožno použít hodnot v rozmezí 2 až 6 mm. Z pravé strany obr.2je patrné, že při přechodu razníku 13 do matrice 14 je zadníokraj pohárku omezován tlakem vyvíjeným držákem 12 předvý-robku, působícím proti hornímu líci matrice. Pohyb razníku13 do matrice 14 tedy vyvíjí tažnou sílu na prstenec 19 pohá-rkového materiálu v zaoblení razníku.

Obr.3 ukazuje pohárek 34 mm vysoký a 90 mm široký, zho-tovený z předvýrobku o průměru 140 mm, a to nástrojem z obr. 2. Vyvíjením vhodného zatížení držáku předvýrobku a zvolenímvhodné mezery mezi razníkem a mat^ricí se pohárku dodá dnovástěna 16 a postranní stěna 17« které mají v podstatě stejnoutlouštku t, při tlouštce předvýrobku například 345 mikromet-rů. Zjistili jsme však, že lamináty hliníkových folií a póly- esterových filmů relativně malé molekulové váhy mají sklon ktvorbě trhlin polyesterového filmu v prstenci obloukovitéhoprůřezu J_5, který připojuje postranní stěnu 17 ke dnové stě-ně 16. V následující tabulce je tato trhlina označena jakoZRP /zlom radiusu pohárku/, přičemž na obr.3 je znázorněnajedna taková trhlina F obíhající okolo prstence jako v typic-kém případě podélná štěrbina šířky 10 mikrometrů.

Obr".4 ukazuje, že postranní stěna 17 pohárku z obr.3 mů-že být protlačena matricí razníkem pro prodlužování a zten-čování postranní stěny 17Á. Zatímco kov a polyester z postran-ní stěny zůstávají netknuté, jakákoli trhlina na radiusu stě-ny pohárku se zvětšuje a pohárek s žehlenou stěnou je nepři-jatelný z hlediska použití. V následující tabulce je uvedena náchylnost různých la-minátů ke vzniku trhlinek při tvorbě pohárku, přičemž se po-suzuje počáteční molekulová váha filmu, molekulová váha polaminování a kvalita vytvořených pohárků. 11

TABULKA I

Vlastnosti hliníku s polyesterovým povlakem

Příklad Polyesterový film Laminovaný plyester Vlastnosti Typ Molekulová váha Struktura Molekulová váha Tvárnost 1 BO 17890 -1230 amorfní 1O78O±51O vel.ZRP 2 BO 17880 ±1 230 amorfní 12410±1120 vel.ZRP 3 BO 17890 ±1230 amorfní 1253O±81O malý ZRP 4 BO 17890 -1230 amorfní 14590±580 žádný ZRP 5 BO 17890 ±1230 amorfní 16320±840 žádný ZRP 6 7 C1 C2 27950 ±1220 amorfní amorfní 22390±680 žádný ZRP vel.ZRP 8 BO 17890 ±1230 X amorfní 17800±800 žádný ZRPšpatná adhe 9 BO 17890 -1230 amorfní 1792O±93O žádný ZRP 10 B01 20500 ±1230 amorfní 19730±1380 žádný ZRP 11 BO2 20760 ±610 amorfní 20030±630 žádný ZRP

Poznámky 1, Film typu BO představuje dvouose orientovaný film z PET,zhotovený současným vytlačováním, obsahující12 mikrometrů krystalinického orientovanéhoPET a 3 mikrony amorfního polyesteru

Cl představuje litý film z PET, zhotovovaný sou-časným vytlačováním, obsahující 20 mikrometrůneorientovaného PET a 5 mikrometrů kopolymer-ního polyesteru, přičemž oba polyestery jsouamorfní 12 B01 představuje, dvouose orientovaný polyeste-rový jednovrstvý film tlouštky 12,5 mikro-metrů o bodu tání 235°C a krystalinitě> 35% B02 představuje dvouose orientovaný polyeste-rový jednovrstvý film, tlouštky 13 mikro-metrů, a bodem tání 235°C a krystalinitou< 10 % C2 představuje litý polykarbonátový film zho-tovovaný současným vytlačováním, obsahující1 5 mikrometrů polykarbonátu a 1 5 mikrometrůkopolymemího polyesteru kyseliny terefta-lové, etylenglykolu a cyklohexanedimetano-lu. 2. Tvárnost - ZRP: Zlom radiusu pohárku působící závažnou va-du povlaku dolní části postranní stěny.

Adheze: Přítomnost delaminace z ostřižené nádo-by o obsahu 12 tekutých uncí DWI /přibliž-ně 0 65 mm x 130 mm výška/ se stěnou tl.0,190 mmpři praní.

Analýzy molekulových vah polyesterových filmů a lamino-vaných povlaků, zjištěných chromátografií pronikání gelu /GPC/,sestavené do výše uvedené tabulky ukazují, že chování lamino-vaného povlaku během tažení pohárku má vztah k jeho molekulo-vé váze. 13 Z příkladů uvedených v tabulce I vyvozujeme následujícízávěry: Příklady 1 a 2 ukazují velký zlom spojený s nízkoumolekulovou vahou filmu v laminovaných povlacích. Příklad 3ukazuje střední zlom a příklad 4 a 5 žádný zlom povlaku, a^opři stejném výchozím filmu. Rozdíly v redukci molekulové váhyvyplývají z podmínek laminování, ne přímo z T2, ale z kombi-nace teploty T2 a podmínek prudkého ochlazení. Příklad 6znázorňuje, alternativní typ polyesterové pryskyřice a výrobnítechnologie filmu, poskytující vyšší molekulovou váhu filmu. Přiklaď. 7 ukazuje, že tento úkaz se neomezuje na poly-ester. Film na bázi amorfního polykarbonátu ukazuje stejnýtyp křehkého lomu.

Srovnatelné příklady 1,8 a 9 ukazují samostatný znak, ato řízení procesu a jeho vztah k teplotě povlaku. Z příkladů1 až 5 a jejich teploty žíhání T2 by bylo možno usoudit, žeudržení molekulové váhy je možno dosáhnout snížením teplotyT2. Toto bylo provedeno v příkladě 8, avšak mělo to za násle-dek špatnou adhezi povlaku na tvarovanou nádobu. Srovnatelnýpřikladl 9 si podržel vysokou teplotu T2 jako v příkladě 1,ale laminát byl ochlazen na T3 proudem vzduchu bezprostředněpřed pečlivým rychlým ochlazením ve vodě, kdy však vodě neby-lo umožněno kontaktovat horlký laminát před hlavním pochodemrychlého ochlazení. Příklad 6 demonstruje, že vysoká molekulová váha filmu posky- tne vyšší molekulovou váhu polyeaterového povlaku, za podmiň- 14 ky, že teploty T2,T3 a rychlé ochlazování jsou pod řádnou kon-trolou. Vysoké molekulové váhy jsou výhodné, ale může být ob-tížné jich dosáhnout na některých zařízeních pro výrobu fnmu,přičemž pryskyřice s vysokou molekulovou vahou jsou dražší^ Příklady 11 a 12 znázorňují použití jednovrstvých poly-esterových. filmů různých krystalinit: pro vytváření amorfhíchpovlaků s přiměřenými molekulovými vahami^ Při výrobě vzorků z příkladu 2 na tvářecím nástroji pod-le obr.2 se zjistilo, že rozsah zlomu na pohárkovém radiusuzávisí na zatížení držáku předvýrobku, přičemž se vycházeloz fixního rozměru radiusu 3 mm. Zatížení držáku předvýrobkupřítlačnou silou zanáší setrvačnost do tváření laminátu přinárazu razníku, kdy je laminát současně přidržován na matricidržákem předvýrobku. Molekulová váha povlaku řídí jeho odol-nost proti nárazu a křehkosti, ale u kritických hodnot odol-nosti proti nárazu je rozhodující pro rozsah zlomu v povlakumíra tvarování na zaoblení hlavy razníku nebo hodnota tohotoradiusu zaoblení.

Autoři zjistili, že zlom radiusu pohárku je křehký lompovlaku při vlivu jeho molekulové váhy.

Polyesterové povlaky vyžadují molekulovou váhu nejméněpřibližně 14,000 pro přiměřenou tvarovatelnost při 100 rá-zech za minutu v tažném lisu pomocí razníku s poloměrem zaob-lení hlavy 3 mm. Typické polyesterové filmy, které jsou natrhu k dispozici, mají molekulovou váhu větší než 14,000 a 15 v typickém případě přibližně 18,000 až 20,000. Tepelné lami-nování spojené s prudkým ochlazením vodou může zmenšit mole-kulovou váhu polyesteru. Tepelná degradace polyesteru je dob-ře známá, ale je všeobecně menší složkou v degradaci při tep-lotách /T2/ až do přibližně 320°C v suchém PET, když je dobavystavení této teplotě pod 2 sekundy typické u procesového 6asu spojeného s průmyslově proveditelnou tepelnou laminací.

Hlavní mechanismus degradace polyesteru je hydrolytický,vyžadující přítomnost vody nad bodem tání polyesteru a zejmé-na je-li T3 větší než okolo 300°C;

Obr.5 ukazuje schematicky zařízení pro výrobu laminátukovového plechu nebo folie a polyesterového filmu. Zařízeníobsahuje první ohřívač 20., kterým kov 21 prochází, aby se za-hřál. Kov potom prochází ke dvojici svěrných válců 22.23. naníž vlivy tepla a tlaku kombinují film 24 ke kovu pro vytvá-ření laminátu. Teplota kovu a filmu na svěrných válcích jeoznačena jako teplota T1 na obr.6, na němž je. graficky vyne-sena teplota laminátu v polohách podél zařízení pro polyeste-rový film podle příkladu 10 v tabulce I.

Průchod svěmými válci 22,23 chladí laminát, který potomprochází druhým ohřívačem 25 pro zvyšování teploty laminátuna teplotu T2 nad bodem tání filmu. Po průchodu druhým ohří-vačem se laminát chladí nuceným proudem vzduchu z dmychadel26.27. která zmenšují teplotu laminátu při jeho současném udržovúní v suchém stavu. Typická rychlost suchého chlazení je.' 16 okolo 50°C za sekundu.

Ochlazený suchý laminát se po té prudce ochlazuje ponoře-ním do žlabu 28 s vodou, která padá s laminátem, pro vyvolánírychlého ochlazení /při typické rychlosti chlazení v rozmezí50° až 200°C za sekundu/. Laminát se ponořuje do sběrné nádrže29 z níž se chladicí voda znovu recirkuluje přes výměník tep-la 35 do žlabu 28.

Bylo zjištěno, že přesné podmínky rychlého ochlazení po-vlečeného kovu jsou rozhodující. Chladne-li polyester pomalu,krystalizuje a ztrácí tvárnost. Jestliže voda vejde do stykus roztaveným, polyesterem před tím, než je polyester podrobenrychlému ochlazení, vzájemně působí s polyesterem a vyvolávápokles jeho molekulové váhy hydrolytickým procesem.

Teplota laminování T2 musí být dostatečně vysoká k tomu, aby se polyester roztavil, takže vylučuje jakoukoli krystali- nitu nebo orientaci v povlaku a dovoluje, aby rozsah vzájemnék interakace mezi polyesterem a kovem vytvořil dostatečnou ploš-nou adhezi umožňující tvarování laminátu do tržně použitel-ných nádob na nápoje. V typickém případě bude teplota T2 10°Caž 80°C nad bodem tání polyesteru nebo okolo 240 až 330°C proto, aby byla dosažena dostatečná adheze mezi povlakem stěnynádoby a kovem stěny nádoby. Hliníková nádoba na nápoj propraktické použití bude mít žehlenou postranní stěnu tlouštky0,109 mm, vytvořenou z výchozí tlouštky materiálu z hliníkovéslitiny č. 3004 o tlouštce 0,3 mm, který má v typickém přípa- 17 dě vhodný povrchový konverzní povlak vytvořený například! ano-dickou oxidací kyselinou fosforečnou nebo na bázi forsforeč-nanu chromitého. Při těchto hodnotách teploty T2 je třeba kontrolovatkontakt mezi horkým laminátem a vodou. Toho může být dosaže-no ochlazením laminátu vzduchem z teploty T2 na teplotu T3bezprostředně před rychlým ochlazením vodou, takže se celýpásek rovnoměrně ochladí. Ochlazení na teplotu T3 by mělo dovolit, aby po dostatečnou dobu navzájem na sebe působil, poly-ester- s kovem při teplotě okolo teploty T2 pro zajištění ad-heze. Rychlost ochlazování z teploty T2 na teplotu T3 musíbýt taková, aby se zabránilo krystalizaci, t.j. v typickémpřípadě přibližně 50°C za sekundu, přičemž teplota T3 jeideálně nad přibližně 200°C.

Jestliže je teplota T2 příliš vysoká, v typickém přípa-dě nad okolo 330°C, polyester degraduje kombinovaným tepel-ným a hydrolytickým mechanismem, pravděpodobně při účastivody původně přítomné v polyesterovém filmu. Výsledek můžebýt dvojí: 1/ Molekulová váha poklesne pod 14,000, jestliže byla mole-kulová váha filmu příliš nízká. Tomu lze předejít tím, že sezvýší kolekulová váha filmu volbou polyesterové pryskyřicea podmínkami vytlačování. Taková opatření mohou zmenšit vru-bování polymeru ve vnějším povlaku během tvorby nádoby pro-tahováním matricí. 18 2./ Hliníková slitina 3004 měkne při hodnotách teploty T2 nad.okolo 230°C a toto měknutí zmenšuje pevnost základny nádoby.Volba rozdílné slitiny, která neměkne při zvolené teplotě T2je výhodná a možná, protože polyesterové povlaky oddělujíhliník od žehlicích matric, a brání odebírání, kvůli jehož pře-konání byla slitina 3004 zvolena. Je možné použít vyššíchpevnostních verzí slitiny 3004 s. například vyššími obsahy mě-di a hořčíku. Změknutí kovu při laminování uvede tažné vlast-nosti kovu do režimu, kde je tvarovatelnost přijatelná a vsoučasné době se stabilizují tepelné vlastnosti kovu, takžepo tváření nádoby, takže normální vypalování potisku a suši-cí operace nesníží pevnost kovu. Výsledkem je výroba pevnějšínádoby s povlakem polymeru než je běžně vyrobená nádoba prodanou tlouštku plechu.

Teploty T2 musí klesat v pásmu nastaveném na nižší stra-ně potřebou dosáhnout adheze a na vyšší straně degradací ma-teriálu. I v rámci tohfcto uspokojivého pásma je však zapotře-bí řídit vzájemnou interakci mezi horkým laminátem a vodoupro rychlé ochlazování. Z toho vyplývá výhoda chlazení nateplotu T3 před rychlým ochlazováním.

Diagram znázorněný na obr.6 je typický pro teploty vzni- kající v zařízení během laminování jednoduchého polyestero- vého filmu na hliníkový podklad. V diagramu je znázorněno, že teplota T1 se nachází nad bodem tání polyesteru. Jestliže však je laminován dvouvrstvý film vnějšího polyesteru a vnitř- 19 ní vrstvy kopolymeru na hliníkový podklad, bude teplota T1nad bodem, měknutí vnitřního kopolymemího polyesteru ale mů-že být pod bodem tání vnější polyesterové vrstvy.

Obr.7 znázorňuje modifikované zařízení, v němž laminátprochází mezi dmychadly 26,.27 a potom mezi dvěma přepadovýmitruhlíky ve formě dlouhých skříní plných vody, z nichž vychází plynulý proud vychlazené vody přes celý jejich průřez prosmáčení laminátu tím, že voda vytéká ve směru šipek a je ve-dena spolu s laminátem do sběrné nádrže 29« Voda je čerpánačerpadly 32.33 příslušnými chladiči ďo každého přepadovéhotruhlíku 30*31« Oddělování proudu chladivá na každé stranělaminátu umožňuje řízené chlazení polymemího filmu na každéstraně kovového podkladu. Směrování vzduchového proudu s la-minátem do oblasti chlazení vodou může napomáhat udržovatlinii chlazení vodou a zabraňovat kontaktu vody s roztavenýmpolyesterem před hlavní čarou rychlého; ochlazování vodou.

Claims (8)

1. 20 PATENTOVÉ NÁROKY 1 · Laminát blechu nebo folie z hliníku nebo hliníkové slitiny^ aýfilmu z lineárního polyesteru vyznačený tím, žepolyester je ve formě amorfního povlaku a má molekulovou vá-hu nejméně 14,000 při měření chromatografií pronikání gelu.
2. 2. Laminát podle bodu 1 vyznačený tím, že polyester jepopsán obecným vzorcem -I - H, - c - f- o - K2)-yJ· (I) kde. A je celé číslo, R^ je dvojmocná uhlovodíková skupina uníž nejméně 50 mol % sestává z p-fenylenových skupin, Rg jedvojmocná uhlovodíková skupina u níž nejméně 60 mol % sestá-vá z -C H - skupin s A=1· 3· Laminát podle bodu 1 nebo 2 vyznačený tím, že hliní-ková slitina je slitina č. 3004 nebo slitina č. 3104 neboslitina č. 5945 nebo slitina č. 5182. 4· Laminát podle kteréhokoli z předchozích bodů vyznače-ný tím, že hliníková slitina má povrchovou úpravu zvolenou zfosforečnanu chromítého nebo oxidu získaného anodickou oxida-ci jako oxidu získaného anodickou oxidací kyselinou fosforeč-nou.
3. 5. Laminát podle kteréhokoli z předchozích bodů vyznače-ný tím, že polyester je ve formě filmu z polyetylen-terefta-látu. > Ό ZJ O o O CD -< t_ > m >' T— m ! 4 I O to o o o g e* CTÍ o 21 ný tím, že polyester je ve formě foukaného filmu, litého filmunebo alternativně ve formě litého a následně orientovaného fil-mu.
4. 7. Laminát podle kteréhokoli z předchozích bodů vyznače-ný tím, že; polyester jě ve; formě současně vytlačovaného filmupro obsahování vrstvy polyetylentereftalátu a vrstvy kopolymer-ního polyesteru zvoleného ze: skupiny obsahující kopolymemípolyester etylenglykolu a kyseliny tereftalové a kyseliny te-reftalové; kyseliny tereftalové a etylenglykolu a dietylengly-koluf a kyseliny tereftalové a etylenglykolu a cyklohexan-di-metanolu, přičemž tento kopolymemí polyester adhezně spojujekovový podklad s vnější polyesterovou vrstvou.
5. 8. Laminát podle bodu 7 vyznačený tím, že vnější vrstvapolyesteru je polyetylen-tereftalát v amorfním stavu a vrst-va kopolymemího polyesteru je amorfní;
6. 9. Laminát podle kteréhokoli z předchozích bodů vyznače-ný tím, že polyester je ve formě dvouose orientovaného filmus bodem tání v rozmezí od 200°C do 260°C.
7. 10. Laminát podle kteréhokoli z předchozích bodů tváře- ný ta žením do pohárkovité nádoby nebo tvářený tažením anásledným žehlením stěny do hlubší nádoby; . u -

   11 · ZpůsoDuaminovánl hliníkového plechu nebo folie nafilm z polyesteru vlivem tepla a tlaku, přičemž film a plechnebo folie se laminují při teplotě T1 pro přilnutí filmu kplechu nebo folii, načež se laminát dále zahřívá na teplotu 22 T2 nad bodem tání krystalů polyesteru, načež se laminát řízeně chladí v suchém stavu na teplotu T3 před tím, než se rychle ochladí ve vodě;tak, že molekulová váha polyesterové vrstvy je nejméně 14,000.
8. 12. Způsob podle bodu 11 vyznačený tím, že polyesterovýfilm se současně laminuje na obou hlavních površích hliníko-vého plechu nebo folie. 59 400/5v Zastupuje: Dr.O.SvorčíkJ JUDr. Oukar SVOSK K