ES2714914T3 - Procedimiento de producción de una banda metálica revestida - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento de producción de una banda metálica revestida que tiene una banda metálica y un revestimiento formado sobre al menos una superficie de la banda metálica, siendo el revestimiento una parte a unir a un artículo moldeado de una composición de resina termoplástica, comprendiendo el procedimiento: mover una banda metálica; aplicar un material de revestimiento que contiene una resina de poliuretano y un 5 % en masa o más de un componente no volátil en la banda metálica en movimiento en un estado en donde una temperatura superficial de la banda metálica en movimiento es de 60 °C o inferior, conteniendo la resina de poliuretano una unidad de policarbonato; hornear el material de revestimiento aplicado sobre la banda metálica en movimiento a una temperatura en el intervalo de 80 a 250 ºC para formar un revestimiento que tiene un espesor de película de 0,3 μm o más sobre la banda metálica en movimiento; enfriar la banda metálica en movimiento que tiene el revestimiento formado sobre la misma hasta que la temperatura superficial llegue a ser de 80 °C o inferior; y enrollar la banda metálica en movimiento enfriada después de la formación del revestimiento, en el que: una relación de la unidad de policarbonato con respecto a una masa de resina total en el revestimiento es del 10 al 80 % en masa.
Description
DESCRIPCION
Procedimiento de produccion de una banda metalica revestida
Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un procedimiento para producir una tira metalica revestida que tiene una tira metalica y un revestimiento formado sobre al menos una superficie de la tira metalica, siendo el revestimiento una parte que se va a unir a un artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica.
Antecedentes de la tecnica
Las tiras metalicas, las chapas metalicas, los artfculos moldeados a presion hechos de una tira o chapa metalica, o los denominados "materiales metalicos conformados", que son artfculos moldeados formados por colada, forjado, corte, metalurgia de polvos o similares, son componentes esenciales para la produccion de diversos productos industriales, tales como automoviles. Un material compuesto producido uniendo un artfculo moldeado de una composicion de resina a un material metalico conformado es mas ligero que un componente hecho solamente de un metal y, por otro lado, es mas fuerte que un componente hecho solamente de una resina. Tales materiales compuestos se utilizan en dispositivos electronicos, tales como telefonos celulares y computadoras personales. Como se ha descrito anteriormente, se produce un material compuesto mediante la union de un artfculo moldeado de una composicion de resina a un material metalico conformado. Por lo tanto, llega a ser importante una alta adhesion entre el material metalico conformado y el artfculo moldeado de una composicion de resina, unidos entre sf En los ultimos anos, se ha propuesto un procedimiento para producir un material compuesto en el cual se pueda unir un material metalico conformado a un artfculo moldeado de una composicion de resina con una alta adhesion (vease, por ejemplo, PTL 1).
En el procedimiento para producir un material compuesto descrito en PTL 1, se provee en primer lugar un material metalico conformado revestido que tiene un material formado conformado y un revestimiento formado sobre la superficie del material metalico conformado, incluyendo el revestimiento una resina de poliuretano que contiene una unidad de policarbonato, y que tiene un espesor de la pelfcula de 0,5 pm o mas. En segundo lugar, el material metalico conformado revestido provisto se inserta en una matriz de moldeo por inyeccion, y se inyecta una composicion de resina termoplastica en la matriz de moldeo por inyeccion para unir de este modo un artfculo moldeado de la composicion de resina termoplastica a la superficie del material metalico conformado revestido. De acuerdo con esto, el material metalico conformado revestido puede unirse al artfculo moldeado de la composicion de resina termoplastica con alta adhesion en el material compuesto descrito en PTL 1. Los ejemplos de PTL 1 describen un material compuesto que tiene una chapa metalica como un material metalico conformado y se muestra que una chapa metalica revestida puede unirse a un artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica con alta adhesion.
PTL 2 desvela un procedimiento para fabricar una tira metalica de revestimiento organico como una tecnica anterior. Adicionalmente PTL 2 desvela que una tira metalica despues de cocer se enfna a 50 °C o menos, y la tira metalica se enrolla. Finalmente PTL 2 ensena que enfriando la tira metalica a 50 °C o menos, se suprime una adhesion del revestimiento a un rollo de brida posterior.
PTL 3 desvela una lamina metalica de revestimiento organico que comprende una lamina metalica y un revestimiento de un material de revestimiento a base de agua como una tecnica anterior. Adicionalmente PTL 3 ensena que el bloqueo puede producirse en el estado enrollado en una tira metalica de revestimiento organico, incluso aunque la tira metalica de revestimiento organico se enfne a 40 °C-70 °C despues de la coccion.
Lista de Citas
Bibliograffa de Patentes
PTL 1
Solicitud de Patente Japonesa Abierta al Publico N.° 2013-226796
PTL 2
JP H09299876 A
PTL 3
JP 2005349684 A
Sumario de la invencion
Problema Tecnico
En algunos casos, como un material de base para el material metalico conformado revestido como se ha descrito anteriormente, se usa una tira metalica, que necesita ser enrollada, en lugar de la chapa metalica, que no necesita ser enrollada. En tal caso, cuando se produce una tira metalica revestida (material metalico conformado revestido), es necesario realizar continuamente un pretratamiento y una formacion del revestimiento en la superficie de una tira metalica desenrollada desde un rollo, y a continuacion, enrollar la tira metalica revestida resultante. Sin embargo,
cuando se produce una tira metalica revestida de una manera como se describe en PTL 1, en algunos casos, la adhesion entre una tira metalica y un revestimiento llega a ser insatisfactoria, o se produce un fenomeno (bloqueo) de la union entre tiras metalicas revestidas adyacentes entre sf en un rollo despues del enrollado.
Un objeto de la presente invencion es proporcionar un procedimiento para producir una tira metalica revestida que tenga una tira metalica y un revestimiento formado sobre/arriba de al menos una superficie de la tira metalica, el revestimiento que es una parte que se debe unir fuertemente a un artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica, y en el cual la adherencia entre la tira metalica y el revestimiento es excelente y es menos probable que se produzca el bloqueo.
Solucion al Problema
Los presentes inventores han descubierto que el objeto anterior se puede conseguir ajustando la temperatura de una tira metalica durante la aplicacion de un material de revestimiento y la temperatura de una tira metalica revestida durante el enrollado para que caiga dentro de los intervalos predeterminados, y se lleven a cabo estudios adicionales para completar de este modo la presente invencion.
Espedficamente, la presente invencion se refiere al siguiente procedimiento de fabricacion para producir una tira metalica revestida.
[1] Un procedimiento para producir una tira metalica revestida que tiene una tira metalica y un revestimiento formado sobre al menos una superficie de la tira metalica, siendo el revestimiento una parte que va a ser unida a un artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica, incluyendo el procedimiento: mover una tira metalica; aplicar un material de revestimiento que contiene una resina de poliuretano y un 5 % en peso o mas de un componente no volatil en la tira metalica en movimiento en un estado en donde una temperatura superficial de la tira metalica en movimiento es de 60 °C o inferior, conteniendo la resina de poliuretano una unidad de policarbonato; hornear el material de revestimiento aplicado sobre la tira metalica en movimiento a una temperatura en el intervalo de 80 a 250 °C para formar un revestimiento que tiene un espesor de pelfcula de 0,3 pm o mas sobre la tira metalica en movimiento; enfriar la tira metalica en movimiento que tiene el revestimiento formado sobre ella hasta que la temperatura superficial sea 80 °C o inferior; y enrollar la tira metalica en movimiento enfriada despues de la formacion del revestimiento, en el que una relacion de la unidad de policarbonato con respecto a una masa de resina total en el revestimiento es del 10 al 80 % en masa.
[2] El procedimiento para producir una tira metalica revestida de acuerdo con [1], en el que el material de revestimiento contiene ademas un oxido o un fluoruro de un metal seleccionado del grupo que consiste en Ti, Zr, V, Mo y W, o una combinacion de los mismos.
[3] El procedimiento para producir una tira metalica revestida de acuerdo con [1] o [2], en el que el material de revestimiento contiene ademas una o mas resinas libres de unidades de policarbonato seleccionadas del grupo que consiste en una resina acnlica, una resina epoxi, una resina de uretano, una resina de poliolefina, una resina de fenol, una resina de poliester, un copolfmero de la misma y un producto modificado de la misma.
Efectos Ventajosos de la Invencion
De acuerdo con la presente invencion, puede producirse una tira metalica revestida, en la cual la adhesion entre una tira metalica y un revestimiento es excelente y es menos probable que se produzca un bloqueo, y que pueda unirse fuertemente a un artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica.
Breve descripcion de las figuras
La Figura 1 ilustra esquematicamente la constitucion de un material compuesto para la evaluacion de la resistencia de union entre una tira metalica revestida y un artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica.
Descripcion de las realizaciones
El procedimiento para producir una tira metalica revestida de acuerdo con la presente invencion es un procedimiento para producir una tira metalica revestida en la cual se forma un revestimiento que va a ser unido a un artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica, incluyendo el procedimiento las etapas de: 1) proporcionar una tira metalica y mover la tira metalica, 2) aplicar un material de revestimiento sobre la tira metalica en movimiento, 3) hornear el material de revestimiento para formar un revestimiento, y 4) enfriar la tira metalica (tira metalica revestida) que tiene el revestimiento formado sobre la misma, y enrollar la tira metalica. Tfpicamente, estas etapas se realizan continuamente.
En lo sucesivo en el presente documento, se describira cada etapa del procedimiento para producir una tira metalica revestida de acuerdo con la presente invencion.
1) Primera Etapa
En la primera etapa, se proporciona una tira metalica y se pone en movimiento. Por ejemplo, un rollo en el que se enrolla una tira metalica en la forma de bobina se coloca en una lmea de revestimiento continuo (CCL, por sus siglas
en ingles). Posteriormente, se hace funcionar la lmea de revestimiento continuo para suministrar y mover la tira metalica. La distancia y la velocidad de movimiento de la tira metalica no estan particularmente limitadas y pueden ajustarse apropiadamente de acuerdo con cada etapa descrita a continuacion. En la cuarta etapa descrita a continuacion, la tira metalica se enrolla de nuevo en la forma de un rollo o bobina en la lmea de revestimiento continuo.
[Tira Metalica]
La tira metalica es un material base que se va a recubrir que tiene una longitud grande con relacion a su anchura, y puede enrollarse en forma de un rollo o bobina. La tira metalica no esta particularmente limitada por su tipo. Los ejemplos de las tiras metalicas incluyen tiras de acero laminadas en fno, tiras de acero revestidas con zinc, tiras de acero revestidas con una aleacion de Zn-Al, tiras de acero revestidas con una aleacion de Zn-Al-Mg, tiras de acero revestidas con una aleacion de Zn-Al-Mg-Si, tiras de acero revestidas de aluminio, tiras de acero inoxidable (incluyendo tiras de acero inoxidable austemticas, martensfticas, fernticas y de fase doble de ferrita-martensita), tiras de aluminio, tiras de aleacion de aluminio, tiras de cobre y tiras de aleacion de cobre.
[Pretratamiento]
Antes de la segunda etapa, la tira metalica puede someterse a un pretratamiento. Por ejemplo, el desengrase o decapado pueden realizarse sobre la tira metalica como un pretratamiento. Estos pretratamientos pueden realizarse por un procedimiento apropiado conocido en la tecnica de acuerdo con el tipo de la tira metalica. Por ejemplo, el desengrase puede realizarse sometiendo la tira metalica en movimiento al rociado de un lfquido de tratamiento alcalino, sumergiendola en un lfquido de tratamiento alcalino, o un tratamiento electrolttico.
[Tratamiento de Conversion Qrnmica]
Antes de la segunda etapa, puede formarse una pelmula de conversion qrnmica sobre la tira metalica aplicando un lfquido de tratamiento de conversion qrnmica sobre la superficie de la tira metalica en movimiento seguido de secado. La pelmula de conversion qrnmica esta dispuesta sobre la superficie de la tira metalica, y mejora la adherencia entre la tira metalica y el revestimiento, y la resistencia a la corrosion de la tira metalica.
El tratamiento de conversion qrnmica para formar la pelmula de conversion qrnmica no esta particularmente limitado por su tipo. Los ejemplos de los tratamientos de conversion qrnmica incluyen el tratamiento de conversion de cromato, el tratamiento de conversion sin cromo y el tratamiento de fosfatacion. La cobertura de la pelmula de conversion qrnmica formada por el tratamiento de conversion qrnmica no esta particularmente limitada, siempre y cuando la cobertura caiga dentro de un intervalo eficaz para mejorar la adhesion y la resistencia a la corrosion del revestimiento. Por ejemplo, la cobertura de una pelmula de cromato puede ajustarse de manera que la cobertura logre de 5 a 100 mg/m2 en terminos de la cantidad total de Cr. La cobertura de una pelmula libre de cromo se puede ajustar de tal manera que la cobertura de una pelmula compuesta de Ti-Mo cae dentro de un intervalo de 10 a 500 mg/m2, o la cobertura de una pelmula de acido fluortndrico cae dentro de un intervalo de 3 a 100 mg/m2 en terminos de la cantidad de fluor o en terminos de la cantidad total de elementos metalicos. La cobertura de la pelmula de fosfato puede ajustarse al intervalo de 0,1 a 5 mg/m2.
La cantidad de revestimiento del lfquido de tratamiento de conversion qrnmica no esta particularmente limitada mientras una cantidad deseada de la pelmula de conversion qrnmica pueda adherirse y puede ajustarse apropiadamente de acuerdo con, por ejemplo, la viscosidad del lfquido de tratamiento de conversion qrnmica o el procedimiento para la aplicacion del lfquido de tratamiento de conversion qrnmica.
El procedimiento para aplicar el lfquido de tratamiento de conversion qrnmica no esta particularmente limitado y puede seleccionarse apropiadamente de los procedimientos conocidos en la tecnica. Los ejemplos de los procedimientos para la aplicacion incluyen los procedimientos de revestimiento por rodillos, de flujo en forma de cortina, de pulverizacion y de sumergimiento.
La condicion de secado del lfquido de tratamiento de conversion qrnmica se puede ajustar apropiadamente de acuerdo con, por ejemplo, la composicion del lfquido de tratamiento de conversion qrnmica. Por ejemplo, una tira metalica que tiene el lfquido de tratamiento de conversion qrnmica aplicado sobre la misma se transporta continuamente a un horno de secado sin lavarse con agua y se calienta hasta que la temperatura de la misma alcanza a considerarse dentro de un intervalo de 50 a 250 °C. Lo anterior puede formar una pelmula de conversion qrnmica uniforme sobre la superficie de la tira metalica.
2) Segunda Etapa
En la segunda etapa, se aplica un material de revestimiento predeterminado sobre una tira metalica que se esta moviendo en las condiciones predeterminadas.
[Material de Revestimiento]
El material de revestimiento contiene una resina de poliuretano que contiene una unidad de policarbonato como un
componente esencial, y puede contener una resina libre de unidades de policarbonato como un componente opcional. El material de revestimiento puede contener ademas un compuesto metalico descrito a continuacion, un aditivo y similares segun sea necesario. Ademas, el material de revestimiento puede contener un disolvente segun sea necesario. El disolvente no esta particularmente limitado por su tipo, siempre que el solvente sea un liquido en el cual varios componentes del material de revestimiento pueden disolverse o dispersarse uniformemente y que se evapora durante la formacion del revestimiento. El disolvente es preferentemente agua, y en este caso, el material de revestimiento es una emulsion acuosa.
La resina de poliuretano que contiene una unidad de policarbonato tiene una unidad de policarbonato en su cadena molecular. La “unidad de policarbonato” se refiere a una estructura mostrada posteriormente en la cadena molecular de la resina de poliuretano. La resina de poliuretano que contiene la unidad de policarbonato tiene un esqueleto (por ejemplo, un anillo de benceno) y un grupo funcional similar a aquellos de una resina termoplastica contenida en un articulo moldeado de una composicion de resina termoplastica descrita posteriormente. De acuerdo con esto, cuando una composicion de resina termoplastica esta unida por termocompresion a la tira metalica revestida, la resina de poliuretano que contiene la unidad de policarbonato llega a ser compatible y se une fuertemente con la composicion de resina termoplastica. Por lo tanto, la resina de poliuretano que contiene la unidad de policarbonato, contenida en el revestimiento, puede mejorar la adhesion de un articulo moldeado de la composicion de resina termoplastica al revestimiento.
La resina de poliuretano que contiene una unidad de policarbonato puede prepararse, por ejemplo, mediante las siguientes etapas. Se hace reaccionar un poliisocianato organico con un policarbonato poliol y un poliol que tiene un grupo amino terciario o un grupo carboxi para formar un prepolimero de uretano. Un poliol distinto del compuesto de policarbonato poliol, por ejemplo, un poliester poliol o un polieter poliol, se puede usar en combination hasta un grado que no comprometa los objetos de la presente invention.
El grupo amino terciario del prepolimero de uretano producido se neutraliza con un acido o es cuaternizado con un agente de cuaternizacion, seguido por el alargamiento de la cadena utilizando agua para formar de este modo una resina de poliuretano cationico que contiene una unidad de policarbonato.
Alternativamente, el grupo carboxilo del prepolimero de uretano producido se neutraliza con un compuesto basico, tal como trietilamina, trimetilamina, dietanolmonometilamina, dietiletanolamina, sosa caustica, o potasio caustico, y convertido a un carboxilato para formar de ese modo una resina de poliuretano anionica que contiene una unidad de policarbonato.
El policarbonato poliol se obtiene mediante la reaction de un compuesto de carbonato, tales como carbonato de dimetilo, carbonato de dietilo, carbonato de etileno o carbonato de propileno, con un compuesto de diol, tal como etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, neopentil glicol, metilpentanodiol, dimetilbutanodiol, butil etil propanodiol, dietilenglicol, trietilenglicol, tetraetilenglicol, 1,4-butanodiol, 1,4-cyclohexanodiol, o 1,6-hexanodiol. El policarbonato poliol puede obtenerse por el alargamiento de la cadena usando un compuesto de isocianato.
El poliisocianato organico no esta particularmente limitado por su tipo. Los ejemplos de los poliisocianatos organicos incluyen diisocianato de 2,4-tolileno, 2,6-diisocianato de tolileno, diisocianato de m-fenileno, diisocianato de pfenileno, diisocianato de 4,4’- difenilmetano, diisocianato de 2,4-difenilmetano, diisocianato de 2,2’-difenilmetano, diisocianato de 3,3’-dimetil-4,4’-bifenileno, diisocianato de 3,3’-dicloro-4,4’-bifenileno, diisocianato de 1,5-naftaleno, diisocianato de 1,5-tetrahidronaftaleno, diisocianato de tetrametileno, diisocianato de 1,6-hexametileno, diisocianato de dodecametileno, diisocianato de trimetilhexametileno, diisocianato de 1,3-ciclohexileno, diisocianato de 1,4-ciclohexileno, diisocianato de xilileno, diisocianato de tetrametilxilileno, diisocianato de xilileno hidrogenado, diisocianato de lisina, diisocianato de isoforona, y diisocianato de 4,4’-diciclohexilmetano. Estos poliisocianatos organicos pueden usarse solos o combinados.
Como se ha descrito anteriormente, el material de revestimiento puede contener ademas una resina libre de unidades de policarbonato como componente opcional. La resina libre de unidades de policarbonato mejora adicionalmente la adhesion del revestimiento a la tira metalica. La resina libre de unidades de policarbonato no esta particularmente limitada por su tipo, siempre y cuando la resina no contenga ninguna unidad de policarbonato en su cadena molecular. Se prefiere una resina libre de unidades de policarbonato que contenga un grupo polar desde el punto de vista de mejorar adicionalmente la adhesion del revestimiento a la tira metalica. Los ejemplos de los tipos de resinas libres de unidades de policarbonato incluyen resinas epoxi, resinas de poliolefina, resinas de fenol, resinas acrilicas, resinas de poliester y resinas de uretano libres de unidades de policarbonato. Estas resinas pueden usarse solas o combinadas.
Los ejemplos de los tipos de resinas epoxi incluyen resinas epoxi de bisfenol A, resinas epoxi de bisfenol F y resinas epoxi de bisfenol AD. Los ejemplos de los tipos de resinas de poliolefina incluyen resinas de polietileno y resinas de polipropileno. Los ejemplos de los tipos de las resinas fenolicas incluyen resinas de novolaca y resinas de resol. La resina de poliuretano libre de unidades de policarbonato se obtiene por copolimerizacion de un diol y un diisocianato. Los ejemplos de los tipos de los dioles incluyen dioles distintos del policarbonato diol, por ejemplo, bisfenol A, 1,6-hexanodiol y 1,5-pentanodiol. Los ejemplos de los tipos de diisocianatos incluyen diisocianatos aromaticos, diisocianatos alifaticos y diisocianatos alidclicos.
El material de revestimiento contiene la resina de poliuretano que contiene una unidad de policarbonato de manera que la relacion de la unidad de policarbonato con respecto a la masa total de la resina contenida en el revestimiento es de 10 a 80 % en masa. Cuando la relacion de la unidad de policarbonato es menor que 10 % en masa, la adhesion de un artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica al revestimiento puede llegar a ser insatisfactoria. Por otra parte, cuando la relacion de la unidad de policarbonato es de mas del 80 % en masa, la adhesion del revestimiento a una tira metalica puede llegar a ser insatisfactoria. La relacion entre la unidad de policarbonato y la masa total del revestimiento puede ser determinada por espectroscopia de resonancia magnetica nuclear (analisis de RMN) usando una muestra del revestimiento disuelta en cloroformo.
Preferentemente, el material de revestimiento contiene ademas un oxido o un fluoruro de un metal (metal de valvula) seleccionado del grupo que consiste en Ti, Zr, V, Mo y W, o una combinacion de los mismos. La dispersion del compuesto o compuestos metalicos en el revestimiento puede mejorar adicionalmente la resistencia a la corrosion de una tira metalica revestida. Particularmente, tambien se puede esperar que los fluoruros de estos metales supriman la corrosion en una zona defectuosa de la pelfcula en virtud de sus efectos auto-reparables.
El material de revestimiento puede contener ademas un fosfato metalico soluble o fosfato complejo, o fosfato metalico o fosfato complejo poco solubles. El fosfato metalico y el fosfato complejo solubles mejoran adicionalmente la resistencia a la corrosion de la tira metalica revestida por el complemento de los efectos de autorreparacion del fluoruro o fluoruros del metal (metal de la valvula) anteriormente mencionado. El fosfato metalico y el fosfato complejo poco solubles se dispersan en el revestimiento para mejorar la resistencia de la pelfcula. El fosfato metalico o fosfato complejo solubles, o fosfato metalico o fosfato complejo poco solubles son, por ejemplo, una sal de Al, Ti, Zr, Hf, Zn o similares.
El material de revestimiento puede contener ademas un aditivo, tal como un agente de corrosion qrnmica, un compuesto inorganico, un lubricante, un pigmento de color, un tinte o similar, segun sea necesario. Un agente de corrosion qrnmica mejora la adhesion del revestimiento a la tira metalica por la activacion de la superficie de la tira metalica. Los ejemplos de los tipos de agentes de corrosion qrnmica incluyen fluoruros tales como acido fluorfndrico, fluoruro de amonio, fluorocirconato de hidrogeno y fluorotitanato de hidrogeno. Un compuesto inorganico mejora la resistencia al agua por la densificacion del revestimiento. Los ejemplos de los tipos de compuestos inorganicos incluyen: soles de oxidos inorganicos tales como sflice, alumina y circonia; y fosfatos tales como fosfato de sodio, fosfato de calcio, fosfato de manganeso y fosfato de magnesio. Un lubricante puede suprimir la aparicion de desgaste en la superficie de la tira metalica revestida. Los ejemplos de los tipos de lubricantes incluyen: lubricantes organicos, tales como lubricantes a base de fluor, lubricantes basados en polietileno y lubricantes a base de estireno; y lubricantes inorganicos, tales como disulfuro de molibdeno y talco. Un pigmento de color y un colorante imparten un tono de color predeterminado al revestimiento. Los ejemplos de los tipos de pigmentos de color incluyen pigmentos inorganicos y pigmentos organicos. Los ejemplos de los tipos de colorantes incluyen los colorantes organicos.
La proporcion de un componente no volatil en el material de revestimiento es 5 % en masa o mas. Cuando la proporcion del componente no volatil en el material de revestimiento es menor que 5 % en masa, resulta diffcil formar un revestimiento con un espesor de pelfcula deseado (0.3 pm o mas), y por lo tanto, la capacidad de union entre la tira metalica y un artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica puede volverse insatisfactoria. Desde este punto de vista, la relacion del componente no volatil en el material de revestimiento es preferentemente de 5 % en masa o mas, y mas preferentemente 8 % en masa o mas.
[Procedimiento para Aplicar el Material de Revestimiento]
Una de las caractensticas del procedimiento para producir una tira metalica revestida de acuerdo con la presente invencion es la aplicacion de un material de revestimiento en un estado en donde la temperatura superficial de una tira metalica en movimiento es de 60 °C o inferior. Cuando un material de revestimiento se aplica sobre/arriba de una tira metalica en un estado en donde la temperatura superficial de la tira metalica es superior a 60 °C, el material de revestimiento aplicado sobre la tira metalica se solidifica rapidamente, de modo que un revestimiento normal con alta adhesion no puede ser formado. El procedimiento para ajustar la temperatura superficial de una tira metalica a 60 °C o menos no esta particularmente limitado. Por ejemplo, la tira metalica puede enfriarse por enfriamiento con agua, enfriamiento por radiacion, enfriamiento con aire o semejantes hasta que la temperatura superficial de la tira metalica se llega a ser de 60 °C o inferior. La longitud de la lmea de movimiento, la velocidad de avance de la tira metalica o similares, se ajustan apropiadamente. Desde el punto de vista anterior, la temperatura superficial de la tira metalica durante la aplicacion de un material de revestimiento es preferentemente 60 °C o inferior y mas preferentemente 40 °C o inferior.
La cantidad del material de revestimiento que se va a aplicar sobre la tira metalica se ajusta apropiadamente de manera que el espesor de la pelfcula de un revestimiento llegue a ser de 0,3 pm o mas, de acuerdo con, por ejemplo, la viscosidad del material de revestimiento o el procedimiento para aplicar el material de revestimiento. Cuando el espesor de la pelfcula de un revestimiento es inferior a 0,3 pm, resulta diffcil cubrir uniformemente la superficie de la tira metalica con el revestimiento. Por consiguiente, cuando se unen una tira metalica y un artfculo moldeado de la composicion de resina termoplastica, se forman huecos pequenos entre la tira metalica y el artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica y, por lo tanto, la resistencia adhesiva del artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica a la tira metalica puede volverse insatisfactoria. Por otra parte, el lfmite superior del espesor de la pelfcula del revestimiento no esta particularmente limitado, pero preferentemente es de 20 pm o menor. No se reconoce una mejora significativa del funcionamiento con el espesor de pelfcula del revestimiento de mas de 20 pm, y tambien es desventajoso en terminos de la produccion y el costo. El procedimiento para medir el espesor de la pelfcula del revestimiento no esta particularmente limitado y puede seleccionarse apropiadamente de los procedimientos conocidos en la tecnica. Los ejemplos de los procedimientos para medir el espesor de la pelfcula del revestimiento incluyen el procedimiento gravimetrico, el procedimiento de fluorescencia de rayos X y los procedimientos que usan un medidor del espesor de pelfcula infrarroja.
El procedimiento para aplicar el material de revestimiento no esta particularmente limitado y puede seleccionarse apropiadamente de los procedimientos conocidos en la tecnica. Los ejemplos de los procedimientos para aplicar el material de revestimiento incluyen los procedimientos de revestimiento por rodillos, de flujo en forma de cortina, de pulverizacion y de sumergimiento.
3) Tercera etapa
En la tercera etapa, el material de revestimiento aplicado en la segunda etapa se hornea para formar un revestimiento sobre una tira metalica en movimiento.
La temperatura de horneado del material de revestimiento esta en un intervalo de 80 a 250 °C. Cuando la temperatura de horneado es inferior a 80 °C, disminuye la adhesion entre la tira metalica y el revestimiento, y la capacidad de union entre el revestimiento y un artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica se reduce, debido a la humedad residual en el revestimiento, la fusion incompleta entre las partfculas de emulsion en el material de revestimiento, o similares. Desde este punto de vista, la temperatura de horneado del material de revestimiento es preferentemente de 8 °C o superior, y mas preferentemente de 100 °C o superior. Por otra parte, cuando la temperatura de horneado es superior a 250 °C, la polimerizacion en los componentes de revestimiento se produce excesivamente, y la capacidad de union entre el revestimiento y un artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica puede disminuir. Desde tal punto de vista, la temperatura de horneado del material de revestimiento es preferentemente de 250 °C o inferior, y mas preferentemente de 230 °C o inferior.
El procedimiento para hornear el material de revestimiento no esta particularmente limitado, y la tira metalica que tiene un material de revestimiento sobre la misma puede calentarse usando un secador o un horno. Por ejemplo, en el caso de usar un secador, es suficiente soplar aire caliente al material de revestimiento. El procedimiento para calentar mediante el horno no esta particularmente limitado y puede seleccionarse apropiadamente de los procedimientos conocidos en la tecnica. Los ejemplos de los procedimientos de calentamiento por el horno incluyen los procedimientos que utilizan un sistema de calentamiento de aire caliente, un sistema de rayos infrarrojos lejanos, un sistema de rayos infrarrojos cercanos, un sistema de calentamiento de alta frecuencia y un sistema de elemento de resistencia de calentamiento.
El tiempo de horneado del material de revestimiento no esta particularmente limitado, siempre y cuando pueda formarse un revestimiento que tenga alta adhesion a una tira metalica. El tiempo de horneado de un material de revestimiento puede ajustarse apropiadamente de acuerdo con, por ejemplo, la temperatura de horneado o el procedimiento de horneado.
4) Cuarta Etapa
En la cuarta etapa, la tira metalica (tira metalica revestida) que tiene un revestimiento formado sobre la misma se enfna y se enrolla en la forma de un rollo o bobina.
Una de las caractensticas del procedimiento para producir una tira metalica revestida de acuerdo con la presente invencion es que la temperatura superficial de la tira metalica revestida es de 800 °C o inferior durante el enrollado de la tira metalica revestida. Cuando se enrolla una tira metalica revestida mientras su temperatura superficial es superior a 80 °C, en algunos casos se produce la union (bloqueo) entre las tiras metalicas revestidas adyacentes entre sf en el estado enrollado. Desde el punto de vista anterior, la temperatura superficial de la tira metalica durante el enrollado es preferentemente de 80 °C o inferior, y mas preferentemente 60 °C o inferior.
La temperatura de la tira metalica revestida inmediatamente despues del horneado del material de revestimiento es de 80 °C o superior en la tercera etapa y, por lo tanto, la tira metalica revestida se enfna hasta que la temperatura superficial llega a ser de 80 °C o inferior en la cuarta etapa como el primer proceso. El procedimiento para enfriar la tira metalica revestida no esta particularmente limitado y, por ejemplo, la tira metalica puede enfriarse por enfriamiento con agua, enfriamiento con aire, enfriamiento por radiacion o similar. Por ejemplo, el enfriamiento con
agua se lleva a cabo sumergiendo la tira metalica revestida en agua. El enfriamiento por aire se realiza soplando aire fno a la tira metalica revestida. La tira metalica revestida enfriada para que tenga una temperatura de 80 °C o inferior se enrolla sobre un carrete.
Como se ha descrito anteriormente, se puede producir una tira metalica revestida, en la cual la adhesion entre una tira metalica y un revestimiento es excelente y es menos probable que se produzca un bloqueo, ajustando la temperatura de la tira metalica durante la aplicacion de un material de revestimiento y la temperatura de la tira metalica revestida durante el enrollado para que se considere dentro de los intervalos de temperatura predeterminados.
En la realizacion anterior, se describe un procedimiento para producir una tira metalica revestida en la cual se forma un revestimiento sobre una superficie de una tira metalica. Sin embargo, en el procedimiento para producir una tira metalica revestida de acuerdo con la presente invencion, se puede formar un revestimiento sobre ambas superficies de una tira metalica, de acuerdo con el uso. Por ejemplo, utilizando una lmea de revestimiento continuo del tipo de 2 revestimientos y de 2 horneados (CCL), despues de que se forma un revestimiento sobre una superficie de una tira metalica en el primer aparato de revestimiento, puede formarse ademas otro revestimiento sobre la otra superficie de la tira metalica en el segundo aparato de revestimiento. En este caso, un artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica va a ser unido a ambas superficies de la tira metalica revestida.
La resina termoplastica que constituye un artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica, que va a ser unido a la tira metalica revestida producida por el procedimiento de produccion anterior, no esta particularmente limitada por su tipo. Los ejemplos de los tipos de resinas termoplasticas incluyen resinas de acrilonitrilo-butadienoestireno (ABS), resinas de tereftalato de polietileno (PET), resinas de tereftalato de polibutileno (PBT), resinas de policarbonato (PC), resinas de poliamida (PA) y resinas de sulfuro de polifenileno (PPS) y sus combinaciones. Entre ellos, como se ha descrito anteriormente, se prefiere una resina termoplastica que contenga un anillo de benceno que tambien se incluye en la unidad de policarbonato, y se prefiere particularmente una resina de PBT o una resina de PPS. Ademas, la forma del artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica no esta particularmente limitada, y puede seleccionarse apropiadamente de acuerdo con su uso.
En lo sucesivo en el presente documento, el procedimiento para producir una tira metalica revestida de acuerdo con la presente invencion se describira en detalle con referencia a los Ejemplos. Sin embargo, la presente invencion no pretende ser limitada por estos Ejemplos.
Ejemplos
1. Produccion de una tira metalica revestida
(1) Provision de una tira metalica
Como materiales base que van a ser revestidos para tiras metalicas revestidas, se proporcionaron dos tipos de tiras metalicas, es decir tiras de acero inoxidable y tiras de acero revestidas con una de aleacion Zn-Al-Mg fundida.
A. Tira de acero inoxidable
Como tiras de acero inoxidable, se proporcionaron tiras de acero compuestas de SUS430 con acabado N.° 4, que tiene un espesor de 0,8 mm.
B. Laminas de acero revestidas con una aleacion de Zn-Al-Mg fundida
Como tiras de acero revestidas con una aleacion de Zn-Al-Mg fundido, se proporcionaron tiras de acero revestidas con una aleacion de Zn - 6 % en masa de Al - 3 % en masa de Mg fundida que tiene una cobertura de revestimiento de 45 mg/m2 en un lado. Las tiras de acero base fueron tiras de acero laminado en fno (SPCC) que tiene un espesor de 0,8 mm.
(2) Preparacion del material de revestimiento
Se prepararon diversos materiales de revestimiento que teman cada uno un componente no volatil en un intervalo del 4 al 60 %, por la adicion de una resina que contiene unidades de policarbonato, una resina libre de unidades de policarbonato y diversos aditivos, al agua. Cada material de revestimiento se suplemento con 0,5 % en masa de fluoruro de amonio (Morita Chemical Industries Co., Ltd.) como un agente de corrosion qrnmica, 2 % en masa de sflice coloidal (Nissan Chemical Industries, Ltd.) como un compuesto inorganico y 0,5 % en masa de acido fosforico (Kishida Chemical Co., Ltd.).
Como una resina que contiene una unidad de policarbonato, se uso una resina de poliuretano (contenido de solidos secos: 30 % en masa) que contuvo 90 % en masa de una unidad de policarbonato, que fue preparada por un fabricante de la resina como producto bajo prueba.
Como resinas libres de unidades de policarbonato, se utilizo una resina de poliuretano libre de unidades de policarbonato (HUX-232, contenido de solidos secos: 30 % en masa, ADEKA Corporation), una resina epoxfdica
(ADEKA Resin EM-0434AN), contenido de solidos secos: 30 % en masa, ADEKA Corporation), una resina de poliolefina (HARDLEN NZ-1005, contenido de solidos secos: 30 % en peso, Toyobo Co., Ltd.), y una resina de fenol (TAMANOL E-100, contenido de solidos secos: 52 % en masa, Arakawa Chemical Industries, Ltd.) (vease la tabla 1). (3) Formacion del revestimiento y enrollado de la tira metalica revestida
Se llevaron a cabo las siguientes etapas mientras que la tira metalica estaba en un estado de funcionamiento en una lmea de revestimiento continua. Cada tira metalica se desengraso mediante inmersion durante 30 segundos en una solucion alcalina acuosa de pH 12 para desengrasar (SD-270; Nippon Paint Co., Ltd.) con una temperatura de la solucion de 60 °C. Posteriormente, se dejo que la tira metalica desgrasada pase a una zona de lavado por rociado con agua para retirar los componentes alcalinos de la superficie de la tira metalica. La tira metalica limpiada se dejo pasar despues a una zona de un secador de aire caliente para el secado y se sometio a un enfriamiento por radiacion segun fuera necesario, y la temperatura superficial de la tira metalica se ajusto a una temperatura predeterminada dentro de un intervalo de 30 a 70 °C.
Se aplico un material de revestimiento a ambas superficies de la tira metalica que tuvo la temperatura de la superficie ajustada usando un aparato de revestimiento por rodillos. Posteriormente, sin limpiarse con agua, se permitio que la tira metalica que tuvo el material de revestimiento aplicado sobre la misma pase por una zona del secador de aire caliente para ajustar su temperatura superficial (temperatura de horneado) en el intervalo de 60 a 260 °C para hornear el material de revestimiento.
La tira metalica revestida se enfrio usando un soplador hasta que la temperatura superficial llego a ser de 30 a 90 °C, y posteriormente se enrollo en la forma de un rollo usando un dispositivo de enrollado de bobinas o rollos.
Con respecto a cada tira metalica revestida producida por estas etapas anteriores, en la tabla 1 se muestra el tipo de material base que se va a recubrir, la relacion de la resina que contiene la unidad de policarbonato (PC), La relacion de la resina libre de la unidad de policarbonato (PC), la relacion de la unidad de policarbonato (PC) con respecto a la masa de resina total, la relacion del componente no volatil en el material de revestimiento, la temperatura de la tira metalica inmediatamente antes de la aplicacion, la temperatura de horneado, la temperatura de enrollado, el espesor de la pelfcula de revestimiento, y la categona.
2. Evaluacion de la tira metalica revestida
(1) Evaluacion de la resistencia al bloqueo
Cada tira metalica revestida enrollada en una forma de bobina o rollo se coloco a traves de una lamina de rebobinado y el desenrollado se realizo a una velocidad de lmea de 254 cm/minuto (100 pulgadas/minuto). Sobre la base del estado de la adhesion en este momento entre las tiras metalicas revestidas adyacentes entre sf, se evaluo la resistencia al bloqueo de cada tira metalica revestida. Cada tira metalica revestida se evaluo como "buena" cuando no se reconocio la adherencia, y como "pobre" cuando se reconocio la adherencia.
(2) Evaluaciones para la adhesion del revestimiento y capacidad de union a un artfculo moldeado de la composicion de resina termoplastica
Para cada tira metalica revestida, se preparo una tira metalica revestida y un artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica para su uso en la evaluacion de la adhesion del revestimiento y la capacidad de union al artfculo moldeado de una resina termoplastica.
Se proporciono una composicion de resina de tereftalato de polietileno (PBT) (NOVADURAN 5710F40; punto de fusion: 230 °C, Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation) como la composicion de resina termoplastica. Esta composicion de resina termoplastica contiene 40 % en masa de fibra de vidrio como una carga.
La Figura 1 ilustra esquematicamente un material compuesto para su evaluacion. Como se muestra en la Figura 1, se corto una pieza de prueba de 30 mm de ancho y 100 mm de longitud desde cada tira metalica revestida. La pieza de prueba se inserto en una matriz de moldeo por inyeccion, y se inyecto una composicion de resina termoplastica en estado fundido en una cavidad de la matriz de moldeo por inyeccion. La forma de la cavidad es de 30 mm de ancho, 100 mm de longitud y 4 mm de espesor. En un extremo, en la region que tiene una anchura de 30 minutos y una longitud de 30 mm, la composicion de resina termoplastica esta en contacto con la tira metalica revestida. La inyeccion de la composicion de resina termoplastica en la cavidad es seguida de solidificacion por enfriamiento para obtener un material compuesto para su evaluacion.
Con respecto a cada material compuesto, la tira metalica revestida y el artfculo moldeado de la composicion de resina termoplastica se sometieron a traccion en las direcciones opuestas en el mismo plano a una velocidad de 100 mm/min, y se midio la resistencia a la rotura (resistencia al desprendimiento). En este momento, se observo la porcion rota para ver en donde se produjo el desprendimiento, es decir, entre la tira metalica y el revestimiento, o entre el revestimiento y el artfculo moldeado. El compuesto se evaluo como “pobre" cuando la resistencia al desprendimiento fue inferior a 1,0 kN, como “justa" cuando la resistencia al desprendimiento fue de 1,0 kN o mayor e inferior a 1,5 kN, como "buena" cuando la resistencia al desprendimiento fue de 1,5 kN o mayor y menor que 2,0 kN, y como "excelente” cuando la resistencia al desprendimiento fue de 2,0 kN o mayor. El material compuesto que tuvo la resistencia al desprendimiento de menos de 1,0 kN (pobre) se determino que va a ser inaceptable debido a su incapacidad de union para el uso practico.
(3) Resultados
Respecto a cada tira metalica revestida, en la Tabla 2 se muestran la categona, el numero de la tira metalica revestida, el resultado de la evaluacion de la resistencia al bloqueo, el resultado de la evaluacion para la resistencia al desprendimiento y la posicion del desprendimiento.
[Tabla 2]
(continuacion)
Como se muestra en la Tabla 2, el material compuesto del Ejemplo Comparativo 1 tuvo una relacion demasiado baja de la unidad de policarbonato en el revestimiento, y por lo tanto tuvo una fuerza de union insatisfactoria entre el revestimiento y el artfculo moldeado. El material compuesto de Ejemplo Comparativo 2 tuvo una relacion demasiado alta de la unidad de policarbonato en el revestimiento, y por lo tanto tuvo una adhesion insatisfactoria entre la tira metalica y el revestimiento. Cada uno de los materiales compuestos de los Ejemplos Comparativos 3 y 4 tuvieron una cantidad demasiado pequena del componente no volatil en el material de revestimiento, de modo que no pudo haberse formado un revestimiento grueso, y por lo tanto, tuvo una resistencia al desprendimiento insatisfactoria. Dado que el revestimiento fue demasiado delgado, no se podna haber confirmado una posicion del desprendimiento. En cuanto al material compuesto del Ejemplo Comparativo 5, la temperatura de la tira metalica durante la aplicacion del material de revestimiento fue demasiado alta y, por lo tanto, la adhesion entre la tira metalica y el revestimiento no fue satisfactoria. En cuanto al material compuesto del Ejemplo Comparativo 6, la temperatura durante el horneado del material de revestimiento fue demasiado baja y, por lo tanto, la adhesion entre la tira metalica y la resistencia de revestimiento y de union entre el revestimiento y el artfculo moldeado no fueron satisfactorias. En cuanto al material compuesto del Ejemplo Comparativo 7, la temperatura durante el horneado del material de revestimiento fue demasiado alta y, por lo tanto, la resistencia de union entre el revestimiento y el artfculo moldeado fue insatisfactoria. En cuanto al material compuesto del Ejemplo Comparativo 8, la temperatura de la tira metalica revestida durante el enrollado fue demasiado alta, y por lo tanto la resistencia al bloqueo no fue satisfactoria. Dado que el revestimiento en el material compuesto del Ejemplo Comparativo 9 fue demasiado delgado, la resistencia al desprendimiento fue insatisfactoria y no se pudo confirmar una posicion del desprendimiento.
Por otra parte, con respecto a cada una de las tiras metalicas revestidas de los ejemplos 1 a 9, la resistencia al bloqueo fue excelente, y ademas, la adhesion entre la tira metalica y el revestimiento, y la resistencia de union entre el revestimiento y el artfculo moldeado fueron tambien excelentes. La mayona de las posiciones del desprendimiento estuvieron dentro de los artfculos moldeados (rotura interna), pero el desprendimiento se produjo en la interfaz entre el revestimiento y el artfculo moldeado en algunos casos.
Como se puede observar a partir de los resultados anteriores, de acuerdo con el procedimiento para producir una tira metalica revestida de acuerdo con la presente invencion, se pudo proporcionar una tira metalica revestida, en la cual un revestimiento que va a ser unido fuertemente a un artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica es formado, la adhesion entre una tira metalica y el revestimiento es excelente, y es menos probable que se produzca el bloqueo.
Aplicabilidad Industrial
La tira metalica revestida producida por el procedimiento para producir una tira metalica revestida de acuerdo con la presente invencion es excelente en su capacidad de union a un artfculo moldeado de una composicion de resina
termoplastica y, por lo tanto, se usa adecuadamente en el campo de, por ejemplo, diversos dispositivos electronicos, artfculos electronicos para el consumidor, equipos medicos, carrocenas de automoviles, accesorios para automoviles y materiales de construccion.
Claims (3)
1. Un procedimiento de produccion de una banda metalica revestida que tiene una banda metalica y un revestimiento formado sobre al menos una superficie de la banda metalica, siendo el revestimiento una parte a unir a un artfculo moldeado de una composicion de resina termoplastica, comprendiendo el procedimiento:
mover una banda metalica;
aplicar un material de revestimiento que contiene una resina de poliuretano y un 5 % en masa o mas de un componente no volatil en la banda metalica en movimiento en un estado en donde una temperatura superficial de la banda metalica en movimiento es de 60 °C o inferior, conteniendo la resina de poliuretano una unidad de policarbonato;
hornear el material de revestimiento aplicado sobre la banda metalica en movimiento a una temperatura en el intervalo de 80 a 250 °C para formar un revestimiento que tiene un espesor de pelfcula de 0,3 pm o mas sobre la banda metalica en movimiento;
enfriar la banda metalica en movimiento que tiene el revestimiento formado sobre la misma hasta que la temperatura superficial llegue a ser de 80 °C o inferior; y
enrollar la banda metalica en movimiento enfriada despues de la formacion del revestimiento, en el que: una relacion de la unidad de policarbonato con respecto a una masa de resina total en el revestimiento es del 10 al 80 % en masa.
2. El procedimiento de produccion de una banda metalica revestida de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que: el material de revestimiento contiene ademas un oxido o un fluoruro de un metal seleccionado del grupo que consiste en Ti, Zr, V, Mo y W, o una combinacion de los mismos.
3. El procedimiento de produccion de una banda metalica revestida de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que:
el material de revestimiento contiene ademas una o mas resinas libres de unidades de policarbonato seleccionadas del grupo que consiste en una resina acnlica, una resina de epoxi, una resina de uretano, una resina de poliolefina, una resina de fenol, una resina de poliester, un copolfmero de la misma, y un producto modificado de la misma.
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