JP2006321237A - 金属帯材を被覆する方法および装置、およびその製品 - Google Patents

Abstract

【課題】金属帯材（１０）の両面に押出被覆する方法および装置の提供。
【解決手段】アルミニウム合金帯材のような金属帯材（１０）がプレコンディショナー（２０）、二つの押出型（２２，３２）、ポストヒーター（４２）および冷却装置（４４）を通って移動する。帯材（１０）の両面は熱可塑性重合体の薄い被覆でコーティングされる。被覆された金属帯材（１１）は缶および缶端部のような陽極、ならびに自動車、器具、航空宇宙飛行体、構造体および電気装置に有用である。
【選択図】図１

Description

本発明は金属帯材に重合体被覆を付与する方法および装置に係わり、特に帯材の向かい合っている両側即ち反対両側に熱可塑性樹脂を付着させるように配置された押出機および押出型によってアルミニウム帯材の両面に熱可塑性樹脂を被覆する方法に関する。本発明の製品は両面に薄い重合体被覆を有するアルミニウムのような金属帯材であり、多くの応用例を有するが、特に缶端部および缶本体のようなパッケージ（packaging）の応用例に使用するのに好適である。

金属板または金属帯材の片面または両面に熱可塑性樹脂を被覆して耐食性、成形性、外観、またはその材料の他の特性を改善することは周知である。被覆はロールコーティング、逆ロールコーティング、スプレー、エレクトロコーティング、粉末コーティングおよび積層のような各種方法で付与することができる。被覆された帯材は缶本体および缶端部、箔ポーチ、リッディング・ストック（lidding stock）、器具、電気装置、構造体、航空宇宙飛行体または自動車用の板材などの応用例に使用できる。

ヘイエス（Ｈｅｙｅｓ）氏他に付与された米国特許第５０９３２０８号（特許文献１）は、プレキャスト形成された熱可塑性ポリエステル薄膜を金属板材の片面または両面に対してプレス加工して、その薄膜を非晶形の状態で金属板材に付着させる積層金属板材の形成方法を開示している。無被覆金属板材はポリエステル薄膜の融点より高い温度まで加熱され、積層材料を形成するようにポリエステル薄膜は圧力を加えられて金属板材に付与される。その後、積層材料は薄膜の融点より高い温度まで加熱されて金属板材に対するプラスチック薄膜の結合を改善させるようになされ、そしてポリエステルのガラス転移温度より低い温度まで急冷されて非晶形ポリエステルを形成するようになされる。急冷は積層材料を水カーテンに通すことで行われる。

タイヨー・スチール・リミテッド社の名称において出願されたヨーロッパ特許出願第００６７０６０号（特許文献２）は、金属プレートの加熱した上に熱可塑性樹脂を直接に押出加工することで有被覆金属プレートを製造する方法を開示している。この特許出願によれば、溶融樹脂は、その樹脂を独立した薄膜として形成せずに、押出型から直接に金属プレートに付与される。薄膜の肉厚は５０ミクロン未満とされることができ、３５〜５ミクロンまで薄くされることが好ましい。この特許出願は、独立した薄膜の形成段階が省略されているために被覆された金属板材を製造する費用は減少されると記載している。金属表面の被覆材として使用される適当な熱可塑性樹脂には、ポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリアミド、塩化ポリビニル、および公開されたその特許出願明細書に列挙されている他の多くの樹脂が含まれる。樹脂は単一層として、あるいは同種または異種樹脂からなる複数層として被覆形成されることができる。この特許出願は金属帯材の片面だけに樹脂を付与することを開示している。

米国特許第５０９３２０８号明細書 欧州特許出願公開第００６７０６０号明細書

パッケージのような応用例に使用するのに好適な金属帯材の両面に薄い重合体被覆を付与するための改良された方法が望まれる。帯材に対する重合体の緊密な付着すなわち溶着を生じて、重合体がその後の帯材形成工程時またはその帯材から製造された製品の使用時に剥離しないようにする方法が望まれる。

本発明は、パッケージおよび他の応用例に使用するのに好適な有被覆帯材を形成するために、熱可塑性樹脂で金属帯材の両面を被覆する方法を提供する。

したがって本発明の目的は、金属帯材の両面にポリエステル樹脂を付着させる改良された方法を提供することである。

本発明の上述のおよび他の目的および利点は、以下の説明および添付図面を参照することでより完全に理解し認識するであろう。

本明細書に添付された図面は、金属帯材が第一コイルから第二コイルへ移動する際に金属帯材の両面に被覆を行う装置を示しており、金属帯材は被覆された後に第二コイル上に巻き上げられる。特に図１を参照すれば、アルミニウム合金の帯材１０がコイル１２から巻出され、緊張ローラー１４のまわりを移動し、垂直上方へ向かって移動してロール１６上をまわった後、そのロール１６から下方へ向かって移動して被覆装置に通される。金属帯材１０が支持ロール１６上を移動する際にその金属帯材を平坦状に保持するためにバックアップロール１８が使用できる。

帯材１０がロール１６から下方へ向かって移動するとき、金属帯材はまず最初に、その金属帯材に付与される重合体の融点に近い温度またはそれを超える温度にまでヒーター２０によって加熱される。図１に示される実施例では、ヒーターは誘導ヒーターであるが、火炎処理、赤外線、プラズマおよび（または）コロナ放電などの他のヒーターまたは事前調整装置（プレコンディショナ）を単独で、または組合わせて使用することもできる。火炎ヒーターは、二連装（各側に一つ）または片側のみに使用されて、性能（結合ならびに加熱）を向上させることができる。圧延または熱処理のようなそれまでの工程のために依然として高温であるコイル１２も使用することができ、これによりヒーター２０による加熱の必要性は最少限にされ、省略することすらできる。金属帯材が加熱される典型的な温度は、熱可塑性材料を付与される前で約１２１°〜２６０℃（２５０°〜５００゜Ｆ）の範囲であり、この温度は多数の要因、第一には帯材に付与されるべき特定の重合体、によって決まる。

ポリエステル樹脂のような熱可塑性重合体の薄いウェブを加熱されたウェブの両面に付与するために、二つの別個の押出被覆装置２１，３１が備えられている。この装置２１，３１は誘導ヒーター２０の直ぐ下方に配置される。この押出被覆装置２１，３１は各々が溶融重合体をシート型２２，３２に通して押出すように供給する押出機を含んでおり、シート型は薄い押出ウェブ２４，３４を形成するための狭い出口スロットを有しており、押出ウェブは３本ロールスタック（three-roll stack）を通過される。これに代えて、一つの押出機で送りパイプまたは他のマニホルドを通して両方の押出型に給送することができる。

装置２１，３１の第一ロール２６，３６は薄肉化および引延しロールであり、ロールの研磨面に重合体の押出材が粘着すなわち付着するのを促進する温度に保持される。このための典型的な温度は約１２０゜〜１８０゜Ｃ（２４８゜〜３５６゜Ｆ）の範囲であり、この温度は使用される樹脂によって決まる。ロール２６，３６の表面速度は実質的に押出されて型２２，３２を出る速度よりも速く、したがって重合体を引延して厚さを減じる。押出し速度に対する引延し速度の典型的な速度比は約５：１〜４０：１の範囲である。押出機からの樹脂は典型的には約０．１２７〜０．６３５ｍｍ（０．００５〜０．０２５インチ）の厚さであり、引延されて約０．００７６〜０．０３８ｍｍ（０．０００３〜０．００１５インチ）の厚さまで減じられる。

第二ロール２８，３８は第一ロールよりも冷えており、このロールと押出材との間の圧延接触によってその押出材を磨く、および冷却するように設計されている。第二ロール２８，３８はまた押出材を付与ロールである第三ロールへ送る。第三ロール３０，４０はばね、流体圧、空気圧などを使用して張力を負荷されており、また半冷却された押出材を加熱された金属ウェブすなわち帯材１０に押圧するために弾性（耐熱性の高いエラストマーのような）外面、すなわちロールシェルを有することが好ましい。二つの押出装置セットの第三ロール３０，４０は互いの圧力すなわち作用力に抗して帯材１０の反対両側を支持し、これにより半冷却された押出材２４，３４がこのような第三ロール３０，４０の圧力のもとで帯材に対して押圧されることができるようにしている。

被覆された金属帯材１１は垂直下方へ向けて第二ヒーター４２を通過して引き続き移動されており、第二ヒーターは、金属帯材またはそのプラスチック被覆に所望された特性を悪化させたり、そうでなければ悪影響を及ぼしたりせずに、金属帯材に対する重合体の結合が完璧となるような温度にまで、特に金属帯材およびプラスチック被覆の間の境界面における温度を高めるように、金属またはプラスチックの一方、または金属およびプラスチックの両方を一様に加熱する。所望温度は被覆として付与される特定の重合体材料によって決まるが、およそ約２００゜〜２６０゜Ｃ（３９２゜〜５００゜Ｆ）の範囲である。第二ヒーター４２はこの分野で周知の誘導式ヒーターであるのが好ましい。これに代えて、ヒーター４２は対流式の炉または赤外線ヒーターとされることができる。

第二ヒーター４２から出て垂直下方へ移動を続ける間に、被覆された帯材１１は水スプレー４４、水カーテン、または他の適当な冷却手段により急冷される。この冷却は、被覆された帯材がその被覆または金属に悪影響を与えることなくローラーをまわって転向できるようにするのに十分な低い温度にまでその複合構造体の温度を冷却しなければならない。３００４合金のようなアルミニウム合金の缶板材にポリエステル樹脂を被覆する好ましい方法において、その複合構造体はローラー４８に接触するまでに約４０゜Ｃ（１０４゜Ｆ）以下に冷却されるのが好ましい。このような好ましい実施例では、冷却はそのポリエステル被覆が実質的に非晶形で凝固されるのに十分な速さとされる。これを達成する冷却速度は、ポリエステルによって決まる。冷却速度は、被覆された帯材に対する冷却水の温度および体積流量を調整することで制御される。

図１に示した実施例においては、被覆された帯材はその被覆が乾燥される前に水浴のような浴槽４６を通り、その浴槽の向かい合った両端即ち反対両端に配置されたローラー４８，５０をまわって移動する。水浴は冷却工程を完了させる。

被覆された帯材１１は水浴槽４６から垂直上方へ向かって乾燥装置５２を通して移動され、巻上げるまでに残留水分を帯材から除去するようになされる。乾燥装置５２は典型的に温暖空気の送風機を含んでなる。複合帯材は次ぎにローラー５４，５６および５８を経て、巻上げロール６０へと移動する。この装置は図示していないがロールの変化すなわちコイルの変化を許容するためにアキュムレータを含むことができ、また被覆された後に金属帯材を平滑化する手段も含むことができる。この装置はまた、図示していないが被覆された金属ウェブ１１の縁部をトリミングする、すなわち金属ウェブの縁部を超えて突出した重合体をすべて除去するために、トリマーを含むことが好ましい。トリマーは帯材の移動路に沿う様々な位置に波長されることができ、例えば重合体樹脂が帯材に付与された直後、スプレー冷却機の後、または乾燥装置の後に配置されることができる。

本発明により被覆されるアルミニウム帯材は、その帯材の使用に応じて各種の合金および焼戻しにより作られ得る。缶端部および缶本体を形成するのに好適な幾つかの典型的なアルミニウム合金には、数ある中からＨ−１４，Ｈ−１９およびＨ−３９の焼戻しを含む中間硬度の焼戻しを行われたＡＡ５０４２合金、ＡＡ５１８２合金およびＡＡ３００４合金が含まれる。この金属帯材は典型的に０．１７７８〜０．３５６ｍｍ（０．００７〜０．０１４インチ）の厚さである。

本発明によれば、ポリエステルのような様々な熱可塑性重合体が缶本体または缶端部のようなパッケージに使用するように設計されたアルミニウム帯材を被覆するのに使用できる。好ましいポリエステル樹脂は、炉処理可能な金属トレー、液体箔パッケージおよび熱シール可能な箔パッケージを被覆するのにこれまで使用されてきた形式の高溶融粘度（ＨＭＶ）樹脂である。Ｅ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ｃｏｍｐａｎｙから販売されているＳＥＬＡＲ（登録商標）、ＰＴ８３０７ＨＭＶの共重合体樹脂が本発明で使用するのが好適な高性能のポリエステル樹脂の例である。このような共重合体は、約０．７２以上の固有粘度を有するボトル等級（bottle grade）のポリエステルのような他の熱可塑性ポリエステルと混ぜることができる。例えば、ＳＥＬＡＲ（登録商標）、ＰＴ８３０７ＨＭＶの共重合体と、Ｈｏｅｓｃｈｔ−Ｃｅｌａｎｅｓｅ社から販売されているＴ８９ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）との混合材は、飲料缶の端部のような製品の製造に使用するために、本発明によって被覆されるアルミニウム帯材の性能を改良する。この応用例において使用するのに好適な他の熱可塑性重合体には、数ある中からポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド（ナイロン）、ポリイミド、ポリカーボネートおよび塩化ポリビニル（ＰＶＣ）が含まれる。

図２は本発明を実現する装置の代替例の一部分を示している。この装置において、金属帯材７０は図１におけるように垂直下方へ移動されるのではなく、その代わりに垂直上方へ好ましく移動される際にその両面を被覆される。金属帯材７０は送込みロール７２をまわり、そのロールから誘導加熱装置のようなプレヒーター７４を通して垂直上方へ向かって移動される。その後、この帯材は任意な火炎処理装置７６を通り、帯材両面を被覆されるように反対両側に配置された押出装置７８，８０の間を通って移動される。火炎処理装置は、樹脂被覆が結合されることに対する帯材の受入れ性を向上させる。

図２の押出被覆装置７８，８０は、この押出被覆装置７８，８０の各々が図１におけるように３本のロールではなく、たった２本のロールを含んでいること以外は、図１の装置と同じである。薄肉化および引延しロール８２，８４の表面速度は、押出型９０，９２からの重合体の出口速度よりも数倍速い。ロール８２，８４よりも冷えているロール８６，８８はロール８２，８４からの押出材を受入れ、その押出材を帯材７０に付与する。

帯材７０は両面を被覆された後、引き続き垂直上方へ向かって移動して断熱室９４に進入し、この断熱室は帯材を冷却するとともに垂直下方へ向けて方向決めする冷却転向ロール９６を収容している。断熱室９４は、帯材が冷却転向ロール９６上を移動する際に正確な温度制御を行えるように断熱されていることが好ましい。ロール９６は少なくとも約９１センチメートル（３フィート）の外径を有することが好ましい。ロールの直径が大きいことは、湾曲作用による金属帯材の応力発生を最少限にする。ロール９６および帯材７１の温度は、ロール外側シェル９７と内側シェルとの間の環状室９３内の流体９１で制御される。環状室９３は慣性の影響（粘性ダンピングを与える）を最少限にするように、また速度制御およびトラッキングを可能にするように、空間容量を充満されないことが好ましい。

被覆された複合帯材７１は冷却転向ロール９６から垂直下方へ向かって移動してポストヒーターを通過し、ポストヒーターは図１の実施例のばあいと同様に複合帯材を約２０４〜２６０゜Ｃ（４００〜５００゜Ｆ）に加熱して、ポリエステル樹脂のような重合体の帯材に対する結合性を向上させる。ヒーター９８は通常の誘導ヒーター、対流炉または赤外線ヒーターとされ得る。複合帯材７１はヒーター９８から図示していない冷却すなわち急冷手段を通って第二冷却転向ロール９９へ移動し、第二冷却転向ロールから図示していない巻上げロールへ移動する。第二冷却転向ロール９９は上述で説明したロール９６とデザインおよび寸法が同じである。

図３は本発明の他の実施例の概略図であり、これにおいて清浄で、室温とされた調整済みの板材ストック（sheet stock）１００は巻出しロール１０２から巻き出されて引延しロールセット１０４へ向かって上方へ給送され、この引延しロールセットはロール１０３と、任意であるがその処理スタック（processing stack）における頂部に位置するバックアップロール１０５とを含んで構成される。図示していないがアキュムレータが巻出しロール１０２上のコイルの変化を許容するために含まれることができる。

引延しロールセット１０４からウェブ１００は垂直下方へ移動され、また垂直から約３０゜〜４５゜ほど傾斜されるのが好ましい。このような傾きは下流側での押出し被覆および加工機の配置を容易にする。ウェブ１００はプレヒーター１０６を通過し、そこでは誘導磁界が発生されて金属を、金属帯材に所望された特性を低下させたりそうでなければ悪影響を及ぼしたりせずに、金属帯材に結合された重合体の下流側における「生剥離（green peel）」強度を向上させる温度にまで、一様に加熱するようになされる。本明細書で使用される「生剥離」強度は、重合体が金属帯材に対して十分強い保持力で接着されて、この重合体が引き続く処理工程で金属帯材から剥離しないことを意味する。所望温度は約２０４゜〜２６０゜Ｃ（４００〜５００゜Ｆ）の範囲でなければならず、ポリエステルを付与するばあいは約２１５゜〜２４６゜Ｃ（４２５゜〜４７５゜Ｆ）であるのが好ましい。

予熱されたウェブ１００は下へ向かう傾斜した方向へ移動を続け、任意な火炎表面処理装置１０８を通過される。火炎処理装置は予熱された金属の表面を還元して酸化物を除去し、最少量となし、または増大させて、これによりその後に付与される重合体の接着力を高めるようにすることができる。

加熱され処理されたウェブ１００はその後に二つの押出被覆ステーションのうちの第一のステーションに進入する。図示していないが押出機がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）重合体または他の熱可塑性樹脂を溶融−可塑化して、それを垂直方向または垂直から斜めの方向のいずれかに配置されて狭い出口スリットを有するシート型１１０を通して供給する。このスリットは、押出機に背圧を発生して押出材１１２が少なくとも帯材１００の幅と同じ幅になるように拡張できるようにセットされる。スリットは、数ある中から重合体樹脂の性質および厚さ、押出機と金属帯材との相対速度および型形状、押出薄膜の形状のような幾つかの要因に応じて、帯材１００の幅より狭い幅とされることができる。押出機１１２はロールスタック１１４に引き込まれて、その厚さがウェブに付与される最終厚さにまで減少されるようになされる。引延し厚さの比は押出される重合体に応じて約１０〜２５：１でなければならない。

２本ロールスタック（two-roll stack）１１４は、ロールの中心線を通る平面が水平から約３０゜ほど傾斜するように配置される。「内側」すなわち転向ロール１１６は、耐温度性の高いエラストマーで作られた弾性面を有し、そのエラストマーの劣化を最少限に抑えるために内部および（または）外部から冷却されることが好ましい。

外側すなわち押圧ロール１１８はクロムメッキ鋼で研磨されており、約１５０゜Ｆすなわち６６゜Ｃ（ポリエステルのばあい）以下の温度に保持されるのが好ましく、この温度は重合体が帯材に付与されるときに重合体に対してライン圧力を与える溶融重合体の「粘着」温度よりは低い。このことは金属帯材１００に対する重合体の接着性を向上させ、同時に表面の見栄えも改善する。ロール１１６，１１８の表面層度は、押出型１１０から出る押出材の出口速度の約１０倍であり、これにより重合体をウェブ１００上に引延して約０．００７６２ｍｍ〜０．０２０３２ｍｍ（０．３〜０．８ミル）の範囲の所望寸法、好ましくは約０．０１０１６ｍｍ（０．４ミル）の厚さとなるようにさせる。２本ロールスタック１１４はウェブ１００の第一側に適当な「生剥離」強度を有して被覆を形成し、引き続く処理工程で重合体が金属から剥離するのを防止するようになす。

片面被覆されたウェブ１０１はスタック１１４を出て、約６０゜（第二押出ステーションの好ましい位置決めによる結果としてこうなる）ほどエラストマー被覆されたロール１１６のまわりに転向されて、ウェブの下方へ向いて垂直から３０゜〜４５゜（第一スタックに進入する状態から約６０゜）傾くようになされる。予熱された片面被覆されたウェブ１０１は３０゜〜４５゜傾いて下方へ引き続き移動して、任意な第二（多分さらに大きい）火炎ヒーターまたは他の形式のブーストヒーター（boost heater）１２０を通過されるのであり、これにおいて予熱された金属表面は第二面の酸化物を除去／最少量化するように処理されて重合体の接着性を向上させ、同時に最適結合状態を達成するためにいかなる必要温度の「ブースト」も行うようにする。

予熱され、また予熱されたウェブ１０１はその後二つの押出被覆ステーションのうちの第二のステーションへ進入して、第一被覆ステーションで被覆されたのと反対側のウェブ面を被覆するようになされる。第二押出機に関する押出機の性能条件、配置および処理工程は第一押出機と同じである。押出型１２４から出た溶融押出材１２２は２本ロールスタック１２６のニップに進入するのであり、このロールスタックはロール１２８，１３０の中心線を通る平面が水平から約３０゜〜４５゜（第一ロールスタック１１４の中心線位置から４５〜６０゜）ほど傾斜される。

ロール１２８，１３０の幾何学形状、配置、性能および機能は、第一スタック１１４のそれと同じである。予熱されたウェブ１０１の第二面は、第一面に関して上述で説明したように適当な「生剥離」強度を生じるように押出材１２２を被覆される。両面を被覆されたウェブ１０３はその後スタック１２６を出て、ゴム被覆されたロール上で約４５゜〜９０゜程転向され、これにより誘導結合ヒーター１３２にとって好ましい位置決め、すなわち下方へ向かって垂直から約３０゜〜４５゜を得る。

両面被覆されたウェブ１０３は傾斜して下方へ向かって引き続き移動し、誘導ヒーターであるのが好ましい第二ヒーター１３２を通過して、所望される金属特性またはプラスチックを実質的に悪化させたり、そうでなければ悪影響を及ぼしたりせずに、金属帯材に対する重合体の結合が完璧となるような温度にまで、金属／プラスチックの境界面を一様に加熱する。この温度は、約２０４°〜２２８゜Ｃ（４００゜〜５５０゜Ｆ）であるのが好ましく、ポリエステルのばあいは２１５゜〜２４６゜Ｃ（４２５゜〜４７５゜Ｆ）であるのが好ましい。

誘導ヒーター１３２を出て、傾斜して下方へ引き続き移動する間、スプレーノズル１３４（または他の適当装置）がこの複合構造体を冷却して、その複合構造体の最終使用の性能条件に悪影響を与えずにローラー１３６をまわって転向できるようにさせるのに十分な低い温度となす。半冷却された複合体１０３は転向され、水平な水浴槽１３８を通されて、冷却工程を完了する。

乾燥装置１４０は複合体１０３が水浴槽１３８を出た後に使用され、巻上げ前に残留水分を除去するようになす。金属帯材１００のローラーをまわる転向すなわち曲げによって発生した応力を除去するために平滑化（レベリング）が行われる。完成した材料１０３はその後巻上げローラー１４２によって巻上げられる。図示していないがアキュムレータが巻上げローラー１４２のロール変化およびコイル変化を許容するように使用されることができる。

図４および図５は本発明の他の実施例を示しており、これにおいて金属帯材１５０は被覆処理の間を垂直上方へ向かって移動し、また押出型１５２，１５４が溶融樹脂を帯材の反対両面に直接に付与する。図４の装置は巻出しローラー１５６を含み、この巻出しローラーから帯材１５０はプレヒーター１５８を通って上方へ移動し、その後二つの押出型１５２，１５４の間を移動される。これらの押出型１５２，１５４は図示していないが通常の押出機によって供給される。

図５は押出材１６０，１６２を金属帯材１５０に対して直接に付与するときの押出型１５２，１５４を示す著しく拡大された図面である。型開口は帯材に接近して位置決めされ、これにより押出型から出る押出材の力が帯材に対して付与されるようになされている。押出型は帯材から約５〜２０ｍｍの範囲内に配置され、好ましくは帯材から１０ｍｍ未満の範囲に配置される。金属帯材１５０は押出型１５２，１５４から出る押出材の移動速度より約１０〜２０倍速い速度で移動し、これにより押出材に作用する帯材の引延しによって押出材が引延されて厚さを減じるようになされる。押出材は帯材の各面にて０．０１２７〜０．０５０８ｍｍ（０．０００５〜０．００２インチ）の範囲の厚さとされ得る。

押出型１５２，１５４は帯材１５１０の反対両面上で互いに直接に対向するように配置され、これにより帯材の反対両側からの押出材の圧力が押出型の中央位置に帯材を位置づけるようになされるのが好ましい。溶融重合体は押出型から押出材が出たほぼ直後に金属帯材の表面に突き当てられ、これにより重合体が帯材に付与されるより前に冷却される、すなわち縮む（neck-in）ことがないようにされる。これは、帯材の両面に一様な樹脂被覆を付与することの保証に役立つ。

被覆された帯材１５１は押出型１５２，１５４から誘導形式のポストヒーター１６４を通って移動するのが好ましく、このポストヒーターは複合帯材をポリエステル樹脂の融点より高い温度にまで加熱して、帯材に対する樹脂の結合力を向上させるようになす。複合帯材はその後図示していない手段によって急冷され、ロール１６６，１６８を経て巻上げローラー１７０へ移動される。

図６〜図１４は、アルミニウム、鋼、銅、金属積層材などの金属帯材の両面に被覆を行うための本発明の代替実施例を示す。これらの実施例はいずれも金属帯材を予熱する手段と、押出型および付与ロールを含んでなる第一および第二の押出被覆装置と、両面に被覆を行われた後に帯材を事後加熱する手段と、帯材を冷却する手段とを含んでいる。これらの装置はまた任意であるが第一および第二被覆装置の間で帯材を再加熱するための手段を含む。この装置はいずれも押出型に対して重合体押出材を給送するための一つまたは複数の押出機を含んでいる。この装置における第一および第二押出被覆装置の各々は、金属帯材に対して重合体押出材を押圧するために重合体押出材のウェブに接触するキャスティングロールと、金属帯材を支持して金属帯材および重合体ウェブを互いに押圧し、重合体を帯材表面に付着させるための圧延ニップを形成するバックアップロールとを含む。この装置は任意ではあるが、バックアップロールを支持するとともにその冷却を助けるようにするバックアップロールの一方または両方のための支持ロールを含むことができる。

これらの装置におけるプレヒーター、再加熱ヒーターおよびポストヒーターは誘導式、火炎式、赤外線式、輻射式、電気式、化石燃料対流炉、加熱ロールのような各種の形式、またはこれらの装置の組合わせとされることができる。帯材はコイル形状のままで予熱されることができ、また帯材のそれまでの工程で予熱されてプレヒーター装置を補助するか、取って代えることができる。ヒーターの好ましい形態は英国プールのデーヴィー・マッキー（プール）リミテッドから購入できるＴＦＸ（登録商標）誘導ヒーターである。

これらの装置における押出型は、各対またはロール間の押出型ニップ（die nip）の約１０．２〜３０．５ｃｍ（４〜１２インチ）、好ましくは１５．２〜２０．３ｃｍ（６〜８インチ）（押出型およびロールの寸法によって決まる）以内に配置される。押出された重合体のウェブは、ロールニップ位置で金属帯材とキャスティングロールとに実質的に同時に接触するか、またはロールニップよりも僅かに先行して金属帯材に接触するのが好ましい。この代わりに、押出されたウェブはロールニップに進入する前に数度の回転角度でキャスティングロールに接触することができる。ロールニップの前のキャスティングロールのこのような接触は、重合体がロールニップ位置で金属帯材に接触するより前の重合体の冷却を最少限にするために、ロールの約０〜２５゜のような数度の回転を超えてはならない。

重合体の押出されたウェブは約０．１２７〜０．７６ｍｍ（０．００５〜０．０３０インチ）の厚さで、金属帯材およびロールによって下方へ向かって引延されてウェブ厚さを減少されるようになされるのが好ましい。引延し比は約１：１〜２００：１とされ、好ましくは約１０：１〜４０：１とされる。本明細書で使用される引延し比は、金属帯材に付与されるときのウェブ厚さに対する押出されたときのウェブ厚さの比を意味する。引延し比は押出型から押出される速度と、被覆される金属帯材の速度との間の差で決定される。例えば、２０：１の引延し比は一般に、帯材が押出型開口を出るときのウェブ速度よりも約２０倍速く移動することを意味する。重合体の押出されたウェブの引延しおよび薄肉化はこの分野で周知である。

幾つかの装置に関しては、金属帯材の表面に対して押出されたウェブを留付けすなわち付与するために、組ロールよりも先に補助手段を備えることが望まれる得る。留付け補助手段は、数ある中でナイフ、静電装置、および真空留付け手段を含むことができる。ウェブは金属帯材上で完全幅でキャスト形成されるか、金属帯材より広い幅にキャスト形成されて後余剰被覆を除去するようにトリミングされることができる。

ほとんどの応用例においては、キャスティングロールはクロムメッキ、クロム酸化物、アルミニウム酸化物または他の硬質金属ロール面を有する硬質金属ロールであるのが好ましい。このようなロール面は研磨されるか、織り模様を付されることができる。キャスティングロールは重合体の粘着温度すなわち軟化温度より低い温度にまで冷却されて、重合体がロールに粘着しないようになされることが好ましい。ほとんどの応用例のバックアップロールはシリコーンゴム、ポリウレタン、ＶＩＴＯＮ（登録商標）またはＫＥＬ−Ｆ（登録商標）のようなクロロトリフルオロエチレン重合体、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）のようなテトラフルオロエチレン・フルオロカーボン重合体、または他の耐熱性の高い剛性ゴムまたはエラストメリック材料、またはそれらの材料の組合わせで作られた弾性の外面部分を有することが好ましい。ＶＩＴＯＮ、ＫＥＬ−ＦまたはＴＥＦＬＯＮは、Ｅ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ｃｏｍｐａｎｙのトレードマークである。このようなエラストメリック材料の外面は約７５〜８５のショアーＡのジュロメータ硬さを有する。幾つかの応用例においては、硬い摩耗面および適当な圧縮性を与えるために、天然または合成ゴムのようなさらに弾性の材料よりも、ＶＩＴＯＮ、ＫＥＬ−ＦまたはＴＥＦＬＯＮのエラストマーのような硬い表面を有することが望まれる。キャスティングロールおよびバックアップロールのいずれも、約２〜２０の範囲の実効値（ｒｍｓ）の比較的滑らかな面を有していなければならない。幾つかの実施例では、キャスティングロールはこれに代えてバックアップロールに関して説明したように硬質で耐熱性の高い合成ゴム面を有することができる。

キャスティングロールおよびバックアップロールは金属帯材および重合体ウェブがロールニップを通って移動されるときにそれらの金属帯材および重合体ウェブに対して押圧され、これによりウェブを帯材に接着させるようになされる。ローラーどうしを互いに押圧することは、金属帯材をバックアップロール上の弾性材料に対して押圧して、重合体ウェブが接触部に隙間の全くない状態でローラーニップの全幅を横断して金属帯材に対して押圧されるのを保証するのに役立つ。ロールニップを横断するこの作用力はロールの整合不良または帯材厚さの変化、そしてロール仕上げにより非常に僅かであるが変化するが、不適当なロール力の隙間があってはならない。ロールどうしを互いに押圧することは、バックアップロールおよび（または）キャスティングロール上のエラストマー材料を圧縮して、ロール長さに沿ってロールニップにバンド状の接触面積部分を形成するようになし、これは平坦度から外れた金属帯材のロールのすべての整合誤差を許容し、良好な被覆の一様性および結合を与えるように金属帯材に対する重合体ウェブのさらに一様な力分布をあえるものと考えられる。ロールどうしを押圧するための力を与え、またその力を制御すなわち調整する装置はこの分野で周知であり、この装置には空気圧および流体圧作動シリンダ、ジャッキ、およびロールに作用するねじが含まれる。

本発明により付与される重合体被覆は、図１に関して上述で説明したように各種樹脂のいずれとされることもできる。樹脂は基本的に１００％の重合体で、揮発性の溶液はほとんどまたは全く含まれないのが好ましい。同種または異種の樹脂が帯材の反対両面に付与され、一方または両方の被覆は着色剤または他の添加剤を含有することができる。金属帯材は図１に関連して上述で説明したように約０．１７７８〜０．３５５６ｍｍ（０．００７〜０．０１４インチ）の厚さを有する中間〜硬質焼戻しのアルミニウムであるのが好ましいが、鋼または銅のような他の金属または積層材も使用できる。帯材は事前浄化されることが好ましく、また陽極酸化処理または変換コーティング（非クロムであるのが好ましい）によるような事前処理、または表面粗面化によるような事前処理を行って、性能改善および帯材に対する重合体の付着性を向上させることができる。例えば、アルミニウム帯材はチタンまたは燐酸ジルコニウム処理、シリケート処理、またはＢＥＴＺ ＭＥＴＣＨＥＭ変換コーティングで浄化され処理されることができる。ＢＥＴＺ ＭＥＴＣＨＥＭは、米国ペンシルヴァニア州ホースハムのベッツ・ラボラトリーズ・インコーポレーテッド社の登録されたトレードマークである。帯材はまた片面または両面を有機材被覆で事前被覆され、または仕上げられて、帯材に対する重合体の結合力を向上させることができる。

これらの装置の作動において、金属帯材は約９０〜４５０ｍ／分（３００〜１５００フィート／分）、好ましくは１８０〜３６０ｍ／分（６００〜１２００フィート／分）の範囲の速度で装置を通って移動される。高い速度は明らかに生産性を高め、また金属が上昇温度にある時間（滞留時間）を短縮させる。短い滞留時間はしばしば金属特性の低下を最少限に抑えるために好ましい。

図６を参照すれば、被覆装置が示されており、この装置はロール１７２を含み、そのロール上を金属帯材１７４が移動して誘導ヒーターのような予熱装置１７３へ給送されてこれを通過し、この予熱装置は帯材を数ある中でその金属および焼戻し、被覆後の帯材に望まれる特性、および付与される重合体に応じて約１２１゜〜２８８゜Ｃ（２５０゜〜５５０゜Ｆ）の範囲の温度にまで加熱するようになされている。パッケージの応用例において被覆された帯材を使用するためにポリエステル樹脂で被覆されるアルミニウム帯材に関しては、より好ましい予熱の温度範囲は約２０４〜２８８゜Ｃ（４００〜５５０゜Ｆ）である。この予熱温度ならびにポスト加熱温度は、金属帯材またはその重合体被覆の望ましい特性に悪影響を及ぼすほど高くてはいけない。

予熱された帯材１７４はその後二つの押出型１７６，１７８および二組のロール１８０，１８２および１８４，１８６によって反対両面に被覆を行われる。図示していないが二つの押出機の一方は溶融重合体樹脂を押出型１７６，１７８へ給送する。この樹脂は押出型１７６，１７８へ給送されるときに１７７゜〜３４３゜Ｃ（３５０゜〜６５０゜Ｆ）の温度を有し、押出型は樹脂を所望温度に保持するために電気抵抗手段で加熱されるのが好ましい。押出型１７６，１７８は細長く狭い型開口を有し、この開口はその長さが被覆すべき帯材１７４の幅にほぼ等しく、約２５．４〜２１５．９ｃｍ（１０〜８５インチ）とされ得る。型開口の長さは帯材１７４の幅と少なくとも同じかまたは大きい幅とされて、押出型から押出される重合体ウェブが帯材を完全にカバーできるようになされるのが好ましい。型開口は薄いウェブを押出すために長く狭い。型開口は０．７６２ｍｍ（０．０３０インチ）まで、好ましくは約０．１２７〜０．３８１ｍｍ（０．００５〜０．０１５インチ）の範囲とされ得る。押出型は一般に従来の型であり、様々な販売元から購入できる。押出型１７６，１７８は薄いウェブ１８８，１９０を押出し、このウェブはロール組１８０，１８２および１８４，１８６で帯材１７４の反対両面に対して付与される。

第一ロール組において、ロール１８２はキャスティングロールであって押出型１７６から押出された重合体のウェブ１８８に接触し、ロール１８０はバックアップロールであって帯材１７４をキャスティングロールに押当てて支持する。上述したように、キャスティングロール１８２は硬質金属ロールであるのが好ましく、バックアップロールは１８０はシリコーンゴムの外側層のような弾性の外側ロール面すなわちシェルを有するのが好ましい。ロール１８０，１８２の両方は内部を通して循環される水のような冷媒によって冷却される。キャスティングロールは約６６゜Ｃ（１５０゜Ｆ）未満の温度にまで冷却され、重合体ウェブがロールに粘着しないようにされる。バックアップロール１８０は内部および（または）外部から冷却されて、ロール上の弾性層に与える損傷を最少限に抑えるようになされている。支持ロール１８１はバックアップロール１８０を支持してその冷却を補助するために備えられる。

図示したように、ロール１８０，１８２は軸線を実質的な水平面内に並べて平行に配置されて、金属帯材１７４および重合体ウェブ１８８がロール間のニップに下方へ向かって送り込まれ、またロールニップの底部を通して出るようにすることができる。金属帯材１７４はバックアップロールの表面から離れて再加熱ヒーター１９２へ向かって移動するより前に、バックアップロールを約０〜１２０゜の円弧にわたって周回して外面に追従することができる。金属帯材１７４上の重合体ウェブ１８８は、キャスティングロール１８２に粘着したり悪影響を及ぼされることを最少限に抑えるために、キャスティングロール１８２と最少限に接触されることが好ましい。この接触を最少限にすることは、特にポリエステル樹脂に適用され得ることであり、ポリプロピレン樹脂（図１４を参照されたい）に望まれるのはキャスティングロールによって強力に接触され、強力に冷却されることである。ロール１８０，１８２はロールニップの長さに沿って約９．０〜５３．７ｋｇ／ｃｍ（５０〜３００ポンド／インチ）、好ましくは約２１．５〜３２．２ｋｇ／ｃｍ（１２０〜１８０ポンド／インチ）、さらに好ましくは約２６．９ｋｇ／ｃｍ（１５０ポンド／インチ）の力で互いに押圧される。この力は弾性的で圧縮可能なバックアップロール１８０の外側部分を僅かに変形させ、すなわち押し縮めて、ロールニップの全長に沿って金属帯材に作用するロールによる力に隙間が全くないことを保証し、ロールの整合不良または板材の平坦度の外れを許容すなわち受入れる手段を与える。しかしながらこの力は重合体または帯材のゲージ寸法を減じることはない。上述したように、バックアップロール１８０の圧縮可能な層の圧縮はロール１８０，１８２とロールニップ位置の帯材１７４との缶に狭い幅の接触面積を形成する。数ある要因の中でロールどうしを押圧する力の大きさ、および支持ロール１８０の弾性値によって、典型的な接触バンド面積部分は約０．６４〜２．５４ｃｍ（１／４〜１インチ）の幅、典型的には約１．９ｃｍ（３／４インチ）とされる。

帯材１７４が片面を被覆された後、任意ではあるが帯材は例えば誘導ヒーター１９２などで再加熱されることができる。帯材は、付与される重合体によって決まるが約１２０〜２８８゜Ｃ（２５０゜〜５５０゜Ｆ）の範囲の温度、好ましくはポリエステル被覆では約２０４゜〜２８８゜Ｃ（４００゜〜５５０゜Ｆ）に再加熱される。幾つかの応用例および幾つかの重合体に関しては、帯材１７４が反対両面に被覆される前に帯材を再加熱する必要はない。

再加熱ヒーター１９２から帯材１７４は第二押出型１７８およびロール組１８４，１８６、および任意ではあるが第一ウェブ１８８で被覆された面とは反対側の帯材の面に付与される第二重合体ウェブ１９０のための冷却ロール１８７へ向かって移動される。第一ニップから第二ニップへ至る距離は、その二つのロールニップ間を帯材が移動するときの金属からの熱損失を制御するために短くされることが好ましい。第二押出型１７８および第二ロール組１８４，１８６は第一押出型１７６およびロール組１８０，１８２と同じであるが、ロールが反対に配置され、第二キャスティングロールが第一ロールから帯材の反対側にあって、ロール軸線は別の平面内に位置し、第二押出型１７８は異なる配向とされていることが相違する。金属帯材１７４を実質的に真直線に沿って第二押出型のニップを通過させるために、ロール１８４，１８６の軸線を通る平面は、押出型ニップを通って垂直に対してある角度で移動する帯材の面に実質的に直角である。それ故に帯材１７４は、バックアップロール１８６の弾性材料で作られた外側部分の弾性変形によって形成される狭いバンド状の接触面積部分以外ではロール１８４，１８６と最少限に接触することになる。上述したように、帯材１７４の重合体に対するロール１８４，１８６の接触を最少限にすることは、幾つかのポリエステル樹脂の最終被覆製品の品質および性能を向上させるのに役立つと考えられる。ポリプロピレンのような他の重合体では、被覆された帯材がロールを離れる前に重合体のかなりロール周回および冷却の行われるのが好ましい。

第一ロール組によるように、第二ロール組１８４，１８６は金属帯材１７４および重合体ウェブに対して、重合体ウェブ１９０がロールニップの全幅に沿って帯材に対して緊密に押圧されるのを保証するほど十分な力によって押圧されねばならない。第二ロール組１８４，１８６の間の力は、約９．０〜５３．７ｋｇ／ｃｍ（５０〜３００ポンド／インチ）、好ましくは約２１．５〜３２．２ｋｇ／ｃｍ（１２０〜１８０ポンド／インチ）の範囲の力でなければならない。

帯材１７４が重合体ウェブ１８８，１９０で両面を被覆された後、完全に被覆された帯材はポストヒーター１９４を通り、被覆された帯材を冷却する装置を通って移動する。本発明の基本的なことではないが、ロールにより、または被覆ロール１８４，１８６の間の他の機械装置によって被覆された帯材の、重合体が冷却されて凝固したときの接触面積部分は最少限にすることが望まれると考えられる。例えば、帯材１７４はロール１８４，１８６からポストヒーター（post-heater）１９４を通り、帯材を少なくとも部分的に冷却して帯材上の重合体被覆の融点より少なくとも低い温度にさせる図示していない手段を通して移動されることが望ましい。このようにすれば、ロールなどによる帯材上の重合体との接触は重合体が凝固されるより前においては避けられ、被覆はロールなどによって悪影響を及ぼされることは起こりそうにない。

ポストヒーター１９４は、誘導ヒーター、赤外線ヒーター、対流炉、またはその二つまたは三つの組合わせとされることが好ましく、これらは板材上の樹脂を少なくともほぼ軟化温度にまで、好ましくは重合体の融点より高い温度にまで急速加熱できる。このような加熱は、帯材の金属または帯材上の重合体被覆の特性に大きな悪影響を及ぼす用に高い温度にまで加熱されてはならないことが重要である。少なくとも融点にまで重合体を加熱することは、重合体に流れを生じさせて、これにより帯材上の被覆の傷を修復し、および（または）一様でない箇所を滑らかにするようになすので望ましい。

帯材が事後加熱された後、急冷されて実質的に非晶形で被覆が凝固される。帯材をまず最初に空気または他のガスで部分冷却し、次ぎに部分冷却された帯材を水スプレーまたは水浴により急冷することが望まれる。空気による帯材の部分冷却は、水では溶融されたままの重合体に及ぼすであろう悪影響の可能性を最少限にすると考えられる。本明細書に使用される「急冷」は、被覆された帯材がポストヒーターを出た後、帯材が約９０〜４５０ｍ／分（３００〜１５００フィート／分）、好ましくは１８０〜３６０ｍ／分（６００〜１２００フィート／分）の速度で移動するとき、重合体被覆が冷却されることを意味する。冷却すなわち急冷ユニットはポストヒーターの１．５２４〜１５．２４ｍ（５〜５０フィート）のような数フィート内に配置され、これにより被覆された帯材がポストヒーターを出た後に重合体被覆が好ましくは約１０秒未満で凝固され、さらに好ましくは約１秒未満で凝固されるようになされる。

帯材が冷却された後、縁部のトリミング、切断、平滑化、コイルとしての巻上げの処理をさらに行われるか、巻上げて、または巻上げずに、缶端部および缶本体のような製品に作られることができる。

図７は、上側のロール対２０２，２０４がそれらのロールの軸線をロールニップを通過する帯材１９６に直角な平面内に位置されていることを除いて、図６に示した装置に類似の代替装置を示している。図示していないが冷却ロールがロール２０２，２０８，２１２の冷却を補助するために付加され得る。この装置において、バックアップロールに対する帯材の接触が最少限とされて、帯材からバックアップロールへの伝熱損が小さくなり、バックアップロールの弾性的な外側部分に対する熱的損傷が小さくなる。これはまた、金属帯材の冷却が軽減されることを意味し、これは帯材が反対面に被覆を行われる前に補助加熱または再加熱される必要性をなくす。再加熱が望まれるならば、片面被覆された帯材はロール２０８で転向され、補助ヒーター２１０を通過される。この帯材は次ぎに反対面を押出型２１６およびロール２１２，２１４によって被覆される。完全に被覆された帯材は、その後図６に関連して上述で説明したのと同様にして事後加熱され、冷却／急冷される。

図８は本発明の代替実施例を示しており、これは下側被覆ステーションのロール２１８，２２０が軸線を実質的に水平面内に位置して並んで水平に配置され、また帯材２２２がバックアップロール２１０の後で約９０゜回転され、その後図示していないポストヒーターおよび冷却装置へ向かって移動することを除いて、図６の実施例と類似している。図８はまた点線によって帯材２２２が下側キャスティングステーションのロールニップを出た後の幾つかの帯材移動路を示している。

図９は、金属帯材２３０の移動方向がプレヒーター２３１，第一ロール組２３２、補助ヒーター２３４および第二ロール組２３６を通して実質的に垂直な本発明の他の実施例を示している。第二ロール組から両面被覆された帯材は図示していないポストヒーターおよび図示していない冷却装置を通して移動される。空間的に許されるならば、ポストヒーターは２本の被覆ロールの垂直下方に直線的に配置されることが好ましく、帯材は転向ロールに接触する前に重合体の融点より低い温度にまで冷却されることが好ましい。このような重合体の融点より低い温度までの冷却は空冷で行われ、その後帯材は転向されて水冷浴のような流体による急冷部を通過される。

図１０は金属帯材２４０が押出型２４２，２４４およびロール組の間を実質的に水平に移動する本発明の他の実施例を示している。この装置では、帯材２４０はキャスティングロール２４８とロールニップを形成しているバックアップロール２４６のまわりで転向される。押出型２４２は薄い重合体ウェブ２５０をロールニップの上方で押出し、このウェブは帯材に対して押圧されて付着される前に引延されて厚さを減じるようになされる。キャスティングロール２４８およびバックアップロール２４６の両方ともこれまで説明した装置によるようにして冷却される。

バックアップロール２４６から帯材２４０は任意であるが補助ヒーター２５２を通して水平に移動し、その後キャスティングロール２５６とともにロールニップを形成している他のバックアップロール２５４のまわりを移動する。押出型２４４は重合体の第二ウェブを押出し、このウェブは引延されて厚さを減じ、またロール２５４，２５６の間のニップにおいて帯材２４０に対して押圧される。ロール２５４，２５６の両方とも第一ロール組におけるのと同様にして冷却されるのが好ましい。両面被覆された帯材はその後ポストヒーター２６０を通して移動し、その後冷却／急冷装置２６２を通して移動して最終製品を生じるようになされており、最終製品はコイルとして巻上げられるか、さらに加工処理されることができる。

図１１は帯材が転向ロール２６５をまわり、プレヒーター２６６を通して移動し、また重合体ウェブ２６８，２７０が帯材の反対両面に対して実質的に同時に付与されるようになされた金属帯材２６４を被覆する他の実施例を示している。この装置の押出型２７２，２７４は重合体ウェブ２６８，２７０を押出し、このウェブはキャスティングロール２７６，２７８で引延されてロールニップ間に送り込まれ、金属帯材の反対両面に対して押圧される。両方でないならばキャスティングロール２７６，２７８の少なくとも一方はＴＥＦＬＯＮ、ＶＩＴＯＮ、ＫＥＬ−Ｆおよびエラストマーのような圧縮可能な外側層を有して、ロールニップの全長にわたる連続した結合力を保証するようになされる。この装置は冷却ロール２８０，２８２を含んでキャスティングロール２７６，２７８の冷却を助け、キャスティングロールの寿命を延長させるようにすることが好ましい。この装置はさらにポストヒーター２８４および水スプレー２８４のような急冷手段を含んでおり、これらはこれまでの図で示したものと同様である。

アルミニウム帯材２９０のような帯材が転向ロールをまわり、プレヒーター２９４を通り、上側キャスティングロール３００と上側バックアップロール３０２との間を移動して、上側押出型２９６から押出された重合体ウェブ２９８で第一面を被覆されるようになされた本発明の他の実施例が図１２に示されている。キャスティングロールは研磨鋼ロールであるのが好ましく、バックアップロールは圧縮可能な外側層を有することが好ましい。上側冷却ロール３０３はバックアップロール３０２の圧縮可能材の寿命を延ばすために含められるのが好ましい。ロール３００，３０２の間のロールニップから片面被覆された帯材は、反対面を下側押出型３１０から押出された第二重合体ウェブ３１２で被覆するために、帯材の温度を再加熱または加熱補助されるべくヒーター３０４を通って移動する。下側キャスティングロール３０８およびバックアップロール３０６はウェブ３１２を帯材に押圧して付着させる。下側キャスティングロール３０８は研磨された鋼とされることが好ましく、下側バックアップロール３０６はＴＥＦＬＯＮ、ＶＩＴＯＮまたはＫＥＬ−Ｆおよびエラストマーのような圧縮可能な外側面を有している。下側冷却ロール３１４は任意であるが上側ロール組のばあいと同様に含められる。第二重合体ウェブを付与した後、両面被覆された帯材はヒーター３１６により重合体（一種以上）の融点（一種以上）より高い温度にまで事後加熱された後、水スプレー３１８によるようにして急冷される。

図１３には本発明のさらに他の実施例が示されており、これにおいて金属帯材３２０は装置を通して全体的に「Ｓ」字形の経路を移動する際に順次に向かい合った両面即ち反対両面を被覆される。この装置では、金属帯材３２０は転向ロール３２２をまわり、プレヒーター３２４を通り、そしてキャスティングロール３３０およびバックアップロール３３２の間を通って、押出型３２８からの第一重合体ウェブ３２６が帯材の片面に付着されるようになされる。冷却ロール３４８はバックアップロールの圧縮可能材料の寿命を延長させるために含められるのが好ましい。この装置では、キャスティングロール３３０およびバックアップロール３３２の位置は、帯材３２０がロールの回転で約４５゜〜９０゜にわたりロールのまわりを部分的に周回するようになされており、この角度は二つのロールの軸線を通る平面に対する帯材の移動方向によって決まる。

第一被覆を受取った後、金属帯材３２０は転向ロール３３６によって転向されることが好ましく、ヒーター３３８を通って帯材の温度を補助加熱するように移動され、これに続いてキャスティングロール３４４、バックアップロール３４６、冷却ロール３４８および押出型３４０によって帯材の反対面に被覆が付与されるのであり、押出型は重合体ウェブ３４２をロールニップに押入れる。帯材３２０の移動方向に対するロール３４４，３４６の位置は上側被覆ステーションと類似しており、帯材はまた下側被覆ステーションを通って移動する際にロールのまわりを部分的に周回する。下側被覆ステーションからの両面を被覆された帯材３２０は重合体（一種以上）の融点より高い温度にまで事後加熱された後、帯材上の重合体を凝固させるために急冷されることが好ましい。

図１４は本発明のさらに他の実施例を示しており、これはポリプロピレン被覆をアルミニウム帯材の両面に付与するのに特に好適な例である。この装置では、金属帯材３５２は転向ロール３５４をまわり、垂直に対して約３０゜〜６０゜の角度で下方へ向かってプレヒーター３５６を通って移動し、バックアップロール３５８とキャスティング／冷却ロール３６０との間のロールニップ内に進入して、押出型３６２からの重合体ウェブ３６４が帯材に付与されるようになされる。この装置では、金属帯材３５２はキャスティング／冷却ロール３６０を部分的に周回して帯材上の重合体が冷却されるようになし、これにより重合体、特にポリプロピレン材料がそのロールから剥離して帯材上に保持されることを保証する。取出しロール３７０が帯材３５２を図示したようにキャスティング／冷却ロール
３６０に追従させるようにするために使用されることができる。キャスティング／冷却ロールは内部から冷却されるのが好ましく、約０．９１〜１．８３ｍ（３〜６フィート）の直径のように比較的大きな径を有して、その上の帯材および重合体を十分に冷却できるようになされる。この取出しロールは圧縮可能な外側層を有しており、内部および（または）外部から冷却されるのが好ましい。

上側被覆ステーションから帯材３５２は転向ロール３７２をまわり、ヒーター３７４を通って移動して、下側被覆ステーションにより第二被覆を付与されるようになされるのであり、このステーションは基本的に上側被覆ステーションと同じである。下側被覆ステーションは押出型３８２，バックアップロール３７６、キャスティング／冷却ロール３７８、および取出しロール３８４を含み、ポリプロピレンのような重合体ウェブを帯材に付与する。取出しロール３８４からの両面を被覆された帯材は、その後、本明細書で説明した他の装置と同様に事後加熱され、急冷される。

本発明の幾つかの実施例に関しては、被覆は金属帯材の反対両面で異種重合体とされ、また異なる厚さとされることができる。例えば、片面の被覆は高溶融粘度重合体とボトル等級のポリエステルとの混合材とされ、また他面の被覆はポリエステルまたはビニル樹脂とされることができる。片面または両面の被覆は顔料すなわち着色剤を含むこともできる。

本発明による被覆金属帯材は、缶本体または缶端部を作るのに使用されるようなパッケージの応用例に使用するために、被覆が金属帯材に緊密に接着されることを必要とする。パッキング応用例に対する帯材の使用もまた、被覆表面が滑らかで光沢のあることを要求する。表面は凹凸（irregularity）が最少限で、表面汚点を浮き出すようでなければならない。金属帯材の引張り強さ、降伏強度、伸び、成形性、耐食性のような機械的性質もまた最大限であることが望まれる。被覆はまた可撓性で、帯材が缶本体、缶端部のような最終製品または他の製品に加工されるときに亀裂を発生したり剥離したりすることのないようでなければならない。パッケージ応用例の被覆はまた約０．０１２７ｍｍ（０．５ミル）の厚さのように極めて薄く、厚さも一様でなければならない。

本発明を実施するにおいて、ロール組、事後加熱装置および冷却／急冷装置を通る金属帯材の通路は、被覆された帯材の品質に重大な役割を果たす。特に、被覆が少なくとも融点より低い温度、またおそらくは被覆の重合体の軟化温度にまで冷却し終わるまでに帯材上の被覆がロールと接触するのを最少限に抑えることが望まれる。幾つかの装置では、事後加熱後に、水急冷される前に重合体の融点より低い温度まで被覆された帯材を空冷することが望まれる。この空冷は、急冷において水により溶融被覆に及ぼされる悪影響をできるだけ最少限に抑える。

本発明により被覆されたアルミニウム帯材は、従来技術の方法によって被覆されまたは積層された帯材よりも優れた多くの利点を有する。一つの重要な利点は、被覆が金属帯材の両面に対して緊密に付着すなわち結合され、帯材が延伸、または延伸およびアイロン加工した缶本体、缶端部、または自動車や飛行機の装飾トリム材のような製品に形成されるときに剥離すなわち剥がれを生じないことである。この帯材はまた従来技術の帯材よりも安価に製造できる。何故なら、本発明は、従来技術では帯材に積層されていた薄膜の成形、ローリングおよびアンローリングの二次工程を省略できるからである。

それ故に、本発明は金属帯材の両面に熱可塑性被覆をコーティングする改良された連続処理法、およびそのように形成された改良された帯材を提供することが分かる。本発明を実施するための幾つかの代替態様を説明したが、請求の範囲の欄の記載は本発明の精神に含まれるすべての態様および実施例を網羅することを意図していることは明白である。例えば、被覆が研磨されたキスロールによって溶融点に近いかそれより高い温度にされている間に、金属帯材の被覆（一つまたは複数）は研磨されることができるのであり、被覆された金属帯材は事後加熱された後で被覆が冷却される前に金属帯材ロール上を通過される。他の代替処理法は本明細書の記載に鑑みて明白となろう。

本発明の装置の一実施例の概略的な側立面図。 他の実施例の一部分の概略的な側立面図。 本発明のさらに他の実施例の概略的な側立面図 本発明のさらに他の実施例の概略的な側立面図。 帯材に対する樹脂の付与を示すために著しく拡大した図４の帯材および押出型の部分的断面図。 本発明のさらに他の実施例の概略的な側立面図 本発明のさらに他の実施例の概略的な側立面図。 本発明のさらに他の実施例の概略的な側立面図。 本発明のさらに他の実施例の概略的な側立面図。 本発明のさらに他の実施例の概略的な側立面図。 本発明のさらに他の実施例の概略的な側立面図。 本発明のさらに他の実施例の概略的な側立面図。 本発明のさらに他の実施例の概略的な側立面図。 本発明のさらに他の実施例の概略的な側立面図。

Claims (12)

1. 被覆された金属帯材を製造するために金属帯材に押出し被覆を行う方法であって、
   ０．１７７８〜０．３５６ｍｍ（０．００７〜０．０１４インチ）の範囲の厚さの金属帯材を準備する段階と、
   前記金属帯材を少なくとも１２１℃（２５０゜Ｆ）であるが、金属帯材の所望特性に悪影響を及ぼすほどには高くない温度に加熱する段階と、
   前記金属帯材に第一ロール組を通過させ、その後、第二ロール組を通過させる段階であって、各々のロール組が、キャスティングロールおよびバックアップロールを含み、それらが、前記金属帯材および重合体樹脂にその間を通過させて該重合体樹脂を前記金属帯材に接合させるためのニップを形成する段階と、
   前記金属帯材に少なくとも部分的に結合され且つ各々が０．００７６〜０．０３８ｍｍ（０．０００３〜０．００１５インチ）の範囲の厚さを有する被覆を形成するために、前記加熱された金属帯材の一方の面に重合体樹脂を押出し且つ同じ重合体樹脂をあるいは異なる重合体樹脂を該加熱された金属帯材の他の面に順次に押し出し、押し出された重合体樹脂を１：１〜２００：１の引延し比で厚さを減じられるように引延する段階とを含む方法において、
   前記キャスティングロールを重合体樹脂の軟化温度よりも低い温度に冷却する段階と、
   前記バックアップロールを冷却する段階と、
   前記一方の面への重合体樹脂の被覆後であり且つ前記他の面への重合体樹脂の被覆前に、前記金属帯材を加熱する段階と、
   前記金属帯材が前記第二ロール組を出た後、前記金属帯材を重合体樹脂の融点以上であるが、金属帯材の所望特性に悪影響を及ぼすほどには高くない温度に加熱し、それにより前記樹脂を前記金属帯材に結合させる段階と、
   前記被覆された金属帯材を４０℃（１０４゜Ｆ）より低い温度まで冷却して、非晶形に前記樹脂を凝固させる段階とを含むことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載された方法であって、重合体樹脂を各々のキャスティングロールに押し出して、該押し出した樹脂を前記金属帯材に付与することを特徴とする方法。
3. 請求項１または請求項２に記載された方法であって、
   （ａ）少なくとも一つの被覆での重合体樹脂はポリエステルであり、
   （ｂ）両方の被覆での重合体樹脂は本質的に溶剤を含んでおらず、
   （ｃ）前記重合体樹脂の被覆の少なくとも一つは顔料を含み、
   （ｄ）前記重合体樹脂の被覆の少なくとも一つは高溶融粘度樹脂を含み、および／または
   （ｅ）前記重合体樹脂の被覆の少なくとも一つは、高溶融粘度ポリエステル樹脂とボトル等級のポリエチレンテレフタレート樹脂との混合材を含むことを特徴とする方法。
4. 請求項１に記載された方法であって、押し出された重合体樹脂を、０．００２５４〜０．１２７ｍｍ（０．０００１〜０．００５インチ）の範囲あるいは０．００５０８〜０．０５０８ｍｍ（０．０００２〜０．００２インチ）の範囲の厚さに引延することを特徴とする方法。
5. 請求項１に記載された方法であって、前記押し出された重合体樹脂を、１０：１〜４０：１あるいは２５：１の引延し比で厚さを減じるように引延することを特徴とする方法。
6. 請求項１に記載された方法であって、前記押し出された重合体樹脂を、前記押し出された重合体樹脂の一つが他の重合体樹脂よりも厚さが減少するように引延することを特徴とする方法。
7. 請求項１に記載された方法であって、前記金属帯材は、
   （ａ）アルミニウム合金であり、
   （ｂ）０．１７８〜０．３５６ｍｍ（０．００７〜０．０１４インチ）の厚さで、中間〜硬質焼戻しのアルミニウム合金からなり、
   （ｃ）重合体ウェブで被覆される前に浄化され且つ処理され、および／または
   （ｄ）変換コーティングで処理されることを特徴とする方法。
8. 請求項１または請求項２に記載された方法であって、ロールは、
   （ａ）前記金属帯材が前記第一および第二のロール組の間のニップを通って下方へ移動するように、配置され、
   （ｂ）前記第一ロール組の軸線が実質的に水平であり、前記金属帯材が水平に対して３０°〜７０°の範囲の角度で下方に移動して、前記第一ロール組のロール間のニップ内に進入し、金属帯材の該ロールへの進入の方向に対し６０°〜１４０°の範囲の角度で下方に該ロールを出るように、配置され、
   （ｃ）前記金属帯材が、水平方向に対し４５°の角度で前記第一ロール組に進入し、且つ水平に対し４５°の角度で前記第一ロール組のロールから出るように、配置され、
   （ｄ）前記金属帯材が、前記第一ロール組から前記第二ロール組のロールへ実質的に真っ直ぐな通路を移動し且つ前記第二ロール組のロールを通って移動するように、配置され、
   （ｅ）前記第二ロール組のロールの軸線が、前記第二ロール組を通る前記金属帯材の移動の面に対し９０°で存在する面内に位置されるように、配置され、あるいは
   （ｆ）前記金属帯材が前記第一および第二のロール組の間のニップを通って下方へ実質的に垂直に移動するように配置されることを特徴とする方法。
9. 請求項１または請求項２に記載された方法であって、前記冷却を、被覆された金属帯材が前記第二ロール組を出た後で且つ前記金属帯材の被覆がロールあるいは他の機械的な装置に接触する前に急速におこなうことを特徴とする方法。
10. 重合体樹脂で金属帯材の両面を被覆する装置であって、
    前記金属帯材を予熱する手段と、
    前記金属帯材および重合体ウェブを通過させて該重合体ウェブを前記金属帯材に接合させるようにするニップを形成するキャスティングロールおよびバックアップロールをそれぞれ含んでいる第一および第二ロール組と、
    少なくとも一つの押出機と、
    ０．７６ｍｍ（０．０３０インチ）の厚さより薄い重合体ウェブを押出す第一および第二押出型とを含む装置において、
    前記重合体ウェブの軟化温度より低い温度に前記キャスティングロールを冷却する手段と、
    前記バックアップロールを冷却する手段と、
    前記第一ロール組と第二ロール組との間で前記金属帯材が移動するときに、前記金属帯材を加熱するための手段と、
    前記金属帯材が前記第二ロール組を出た後、前記金属帯材を前記重合体ウェブの融点以上であるが、金属帯材の所望特性に悪影響を及ぼすほどには高くない温度に加熱し、それにより前記重合体ウェブを前記金属帯材に結合させる手段と、
    前記重合体ウェブを非晶形に凝固されるために前記金属帯材を急冷する手段とを特徴とする装置。
11. 請求項１０に記載された装置であって、前記第一ロール組と第二ロール組の各々のバックアップロールがその外側ロール部分として圧縮可能材料を有することを特徴とする装置。
12. 請求項１０または請求項１１に記載された装置であって、前記第一ロール組と第二ロール組の各々のキャスティングロールのうちの１つまたは両方が、その外側ロール部分として圧縮可能材料を有することを特徴とする装置。

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