KR20190004783A - 상승된 온도 어닐링을 갖는 라미네이트된 캔 엔드 스톡 - Google Patents

상승된 온도 어닐링을 갖는 라미네이트된 캔 엔드 스톡 Download PDF

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KR20190004783A
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피터 스판
하인리히 프린츠호른
니콜라스 체. 캄프
디렌 부파트랄 루파렐리아
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노벨리스 인크.
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Abstract

개선된 알루미늄 캔 엔드 스톡 (CES)이 개시된다. CES는 아세트산 테스트에서 낮은 페더링, 낮은 블러싱 및 고 성능을 나타내는 라미네이트된, 비정질 중합체 코팅을 포함한다. 라미네이트된 금속 스트립(102)은 안쪽을 마주하는 측면상에 라미네이트된 중합체 코팅(124) 및 바깥쪽을 마주하는 측면상에 래커칠된 코팅을 포함할 수 있다. 타일 CES는 라미네이트된 금속 스트립(102) 상에 어닐링 공정을 수행함으로써 형성되고, 금속 스트립은 중합체가 비정질이 되기에 충분한 지속기간동안 중합체의 융점 초과의 어닐링 온도로 상승된다. 일부 경우들에서, 금속 스트립에 라미네이트된 중합체 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 필름이다.

Description

상승된 온도 어닐링을 갖는 라미네이트된 캔 엔드 스톡
본 개시는 전반적으로 금속 가공에 관한 것이고, 보다 상세하게는 금속 스트립을 라미네이팅하고 전처리하는 것에 관한 것이다.
알루미늄 음료 캔과 같은 특정 금속 제품은 금속과 그 내용물 사이에 중합체 코팅과 같은 보호 층을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 음료수 캔은 흔히 음료수 금속과 그 내부에 함유된 음료 사이에 충분한 보호를 제공해야만 하는데 소다들 및 콜라와 같은 센(harsh) 음료로 인한 금속의 손상을 피하고 뿐만 아니라 변색이나 맛의 변화와 같은 음료수에 대한 바람직하지 않은 영향을 피하기 위함이다.
보호 층의 기본 특성에 관해서는 보호 층에 요구되는 요건이 종종 존재한다. 다양한 요건들을 충족시키는 라미네이트된 금속 제품을 생산하는 것이 바람직할 수 있다. 어떤 경우에는 금속 제품을 래커 칠하기보다는 금속 제품을 라미네이트하는 것이 바람직할 수 있다.
예를 들어, 음료 캔에 사용되는 특정 캔 엔드 스톡 (CES : can end stock)은 페더링(feathering)의 최대량보다 적고 블러싱(blushing)의 최대량보다 적은 보호 층을 가져야 만할 수 있다. 페더링은 특별히 음료 캔을 오픈할 때 생성된 오리피스와 같은 금속의 파단시 보호 층의 신장(elongation) 및 박리를 나타낼 수 있다. 블러싱은 보호 층의 변색을 나타낼 수 있는데, 이 변색은 특정 매체들에 코팅된 금속이 고온에 노출될 때, 예를 들어 저온 살균 또는 멸균 공정 동안에 발생할 수 있다. 저온 살균 공정 동안에 변색되지 않는 것이 바람직할 수 있다. 일부 경우들에서, 보호 층은 아세트산 테스트와 같은 산성 테스트를 견뎌야만 한다. 코팅된 금속 스트립은 이들 및 다른 요건들 중 하나 이상을 준수해야 하는 것이 요구될 수 있다.
중합체로 라미네이트된 금속 시트들이 희망하는 요건들을 충족시키는 것을 보장하기 위해, 사전성형 재료 및 처리 공정의 선택에 특정 제한들이 부과되어야 한다고 주장되어 왔다. 이들 제한들은 중합체 선택의 제한, 에러에 대한 작은 윈도우들로 엄격한 온도 조절 및 다른 이런 제한들을 포함할 수 있다.
U.S. 5,582,319은 중합체 필름 코팅된 금속 시트를 생산하기 위한 공정을 설명하고, 비정질 중합체의 사용은 너무 탄성이 있고, 캔 오픈시에 너무 많은 페더링을 생성할 수 있기 때문에 그리고 예를 들어, 저온 살균 동안에 중합체의 결정화 메커니즘에 기인하여 너무 블러싱이 되기 쉽기 때문에 바람직하지 않다고 기술하고 있다. 설명된 공정은 저온 살균 후 페더링 및 블러싱과 같은 CES 요건들의 준수를 달성하기 위해 메인 중합체 층의 융점 아래로 어닐링 공정 온도를 유지하는 것을 포함한다. 추가적으로, '319 특허에 개시된 알루미늄 합금은 AA5182에 대한 표준 산업 합금의 외부에 해당하는 낮은 범위의 Mg 함량을 가지며, 이는 결국 제품 특성에 영향을 미친다.
희망하는 요건들을 충족시키거나 또는 넘어서는 것이 가능한 라미네이트된 금속 제품을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 비정질 중합체를 사용하는 이 라미네이트된 금속 제품을 생산하는 것이 바람직할 수 있다.
용어 실시예 및 같은 용어들은 모든 본 개시의 내용들 및 상기 아래의 청구항들의 전부를 광범위하게 지칭하도록 의도된다. 이들 용어들을 포함한 서술들은 본 출원에서 설명된 주제를 제한하지 않는 것으로 또는 이하의 청구항들의 의미 또는 범위를 제한하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에 커버된 본 개시의 실시예들은 이러한 요약이 아닌, 청구항들에 의해 정의된다. 이러한 요약은 본 개시의 다양한 양상들의 상위 수준의 개요이며 이하에서의 상세한 설명 섹션에서 추가로 설명되는 개념들 중 일부를 소개한다. 본 요약은 청구된 주제의 주요 또는 필수적 특징들을 식별하도록 의도되지 않으며, 청구된 주제의 범위를 결정하기 위해 별개로 사용되도록 의도되지 않는다. 주제는 본 개시의 전체 명세서, 임의의 또는 모든 도면들 및 각각의 청구항의 적절한 부분들에 대한 참조에 의해 이해되어야 한다.
본 개시의 실시예들은 캔 엔드 스톡(can end stock)를 준비하기 위한 방법들이고 : 금속스트립을 250℃ 미만의 제 1 온도로 사전-가열하는 단계(pre- heating); 라미네이트된 금속 스트립을 생산하기 위해 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 중합체 필름을 라미네이팅하는 단계로서, 상기 중합체 필름의 주 성분은 상기 제 1 온도보다 더 높은 용융 온도를 갖는, 상기 라미네이팅하는 단계; 및 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링 온도에서 어닐링하는 단계로서, 상기 어닐링 온도는 상기 중합체 필름의 용융 온도보다 더 높은, 상기 어닐링하는 단계를 포함한다.
일부 경우들에서, 상기 금속 스트립은 알루미늄 스트립, 예컨대 AA5182 알루미늄 합금이다. 일부 경우들에서, 상기 방법은 상기 금속 스트립에 변환 코팅(conversion coating)을 도포하는 단계를 더 포함하고, 상기 금속 스트립의 상기 제 1 측면에 상기 중합체 필름을 라미네이팅하는 단계는 상기 중합체 필름을 상기 변환 코팅에 라미네이팅하는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 중합체 필름을 라미네이팅하는 단계는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 상기 금속 스트립에 라미네이팅하는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 방법은 상기 금속 스트립의 제 2 측면에 래커 또는 다른 중합체 필름의 층을 도포하는 단계를 더 포함하고, 상기 금속 스트립의 제 1 측면은 상기 금속 스트립으로부터 형성된 캔 엔드(can end)의 안쪽을 마주하는 측면(interior-facing side)에 해당하고, 상기 금속 스트립의 제 2 측면은 상기 금속 스트립으로 형성된 캔 엔드의 바깥쪽을 마주하는 측면(exterior-facing side)에 해당한다. 일부 경우들에서, 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링하는 단계는 상기 금속 스트립의 표면 텍스쳐로 상기 중합체 필름을 용융시키기에 충분한 지속기간동안 상기 중합체 필름의 온도를 상승시키는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링하는 단계는 상기 중합체 필름의 온도를 적어도 250℃까지 상승시키는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링하는 단계는 상기 중합체 필름의 온도를 적어도 265℃까지 상승시키는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링하는 단계는 상기 중합체 필름의 온도를 적어도 280℃까지 상승시키는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 방법은 중합체 필름이 비정질로 있는 것을 보장하기 위해 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링 한 후에 상기 라미네이트된 금속 스트립을 냉각시키는 단계를 더 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 방법은 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링 한 후에 상기 라미네이트된 금속 스트립에 윤활유를 도포하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 상기 방법은 테스트된 성능에 기초하여 복수의 변환 층 파라미터 후보들로부터 변환 층 파라미터를 선택하는 단계 및 상기 중합체 필름을 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 라미네이팅하기 전에 상기 변환 층 파라미터에 따라 상기 금속 스트립에 변환 층을 도포하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 상기 테스트된 성능은 블러싱 성능이다.
본 개시의 실시예들은 변환 층 파라미터를 결정하기 위한 방법들이고 : 복수의 변환 층 파라미터 후보들을 결정하는 단계; 상기 복수의 변환 층 파라미터 후보들의 각각에 대하여, 앞서 언급한 방법들에 따라 캔 엔드 스톡 샘플을 준비하는 단계; 상기 캔 엔드 스톡 샘플들의 각각에 대하여 블러싱 성능을 평가하는 단계; 및 상기 평가된 블러싱 성능에 기초하여 상기 복수의 변환 층 파라미터 후보들로부터 변환 층 파라미터를 선택하는 단계를 포함한다.
일부 경우들에서, 상기 방법들은 상기 중합체 필름을 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 라미네이팅하기 전에 상기 금속 스트립의 표면 조도(surface roughness)를 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 상기 표면 조도를 조절하는 단계는 상기 중합체 필름의 컨택 층의 두께보다 낮은 값으로 상기 표면 조도의 높이를 감소시키는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 중합체 필름을 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 라미네이팅하는 단계는 : 중공 금속 코어를 둘러싸는 압축 가능한 층을 갖는 도포 롤러를 이용하여 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 붙여서 상기 중합체 필름을 압축하는 단계; 및 상기 압축 가능한 층의 온도를 제어하기 위해 상기 중공 금속 코어에 유체를 통과시키는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 방법들은 상기 중합체 필름을 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 라미네이팅하기 전에 상기 압축 가능한 층을 사전 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 상기 중공 금속 코어에 상기 유체를 통과시키는 단계는 상기 유체를 냉각시켜 상기 압축 가능한 층의 내부 표면과 상기 압축 가능한 층의 외부 표면 사이에 열 구배를 유도하도록 상기 압축 가능한 층의 내부 표면으로부터 열을 추출하는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 유체를 냉각시키는 단계는 상기 압축 가능한 층의 내부 표면의 내부 온도를 최대 셋포인트(setpoint) 미만으로 그리고 상기 압축 가능한 층의 외부 표면의 외부 온도를 최소 셋포인트 초과로 유지하지에 충분하게 상기 유체의 온도를 감소시키는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 방법들은 상기 압축 가능한 층의 온도를 결정하는 단계; 및 상기 압축 가능한 층의 온도에 기초하여 상기 유체의 온도 또는 체적 유량을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 상기 앞서 언급한 방법들에 따라 준비된 캔 엔드 스톡 제품들을 포함한다. 본 개시의 실시예들은 본체(body piece) 및 엔드 캡을 포함하는 음료수 캔을 포함하고, 상기 엔드 캡은 앞서 언급한 방법들에 따라 준비된 캔 엔드 스톡으로 형성된다.
본 개시의 실시예들은 시스템을 포함하고, 금속 스트립을 수용하고 상기 금속 스트립을 사전 가열 온도로 사전 가열하기 위한 사전 가열 퍼니스(furnace); 상기 사전 가열 온도에서 상기 금속 스트립을 수용하고 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 중합체 필름을 도포하기 위해 상기 사전 가열 퍼니스의 다운스트림에 위치된 라미네이션 시스템으로서, 상기 사전 가열 온도는 상기 중합체 필름의 주 성분의 용융 온도 미만인, 상기 라미네이션 시스템; 및 라미네이트된 금속 스트립을 수용하고 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링 온도로 가열하기 위해 상기 라미네이션 시스템의 다운스트림에 위치된 어닐링 퍼니스로서, 상기 어닐링 온도는 상기 중합체 필름의 주 성분의 용융 온도 보다 더 큰, 상기 어닐링 퍼니스를 포함한다.
일부 경우들에서, 상기 금속 스트립은 알루미늄 스트립, 예컨대 AA5182 알루미늄 합금이다. 일부 경우들에서, 상기 시스템은 변환 코팅을 상기 금속 스트립에 도포하기 위한 변환 코팅 도포 시스템을 더 포함하고, 상기 라미네이션 시스템은 상기 중합체 필름을 상기 변환 코팅에 도포하도록 구성된다. 일부 경우들에서, 상기 라미네이션 시스템은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 서플라이에 결합된다. 일부 경우들에서, 상기 시스템은 래커의 층을 상기 금속 스트립의 제 2 측면에 도포하기 위한 래커 도포 시스템을 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 라미네이션 시스템은 상기 제 1 측면에 반대인 상기 금속 스트립의 제 2 측면에 추가의 중합체 필름을 도포하도록 구성된다. 일부 경우들에서, 상기 어닐링 퍼니스는 상기 금속 스트립의 표면 텍스쳐로 상기 중합체 필름을 용융시키기에 충분한 지속기간동안 상기 중합체 필름의 온도를 상승시키기에 충분한 길이를 갖는다. 일부 경우들에서, 상기 어닐링 퍼니스는 상기 중합체 필름의 온도를 적어도 250℃까지 상승시키기에 충분한 열을 제공하도록 구성된다. 일부 경우들에서, 상기 어닐링 퍼니스는 상기 중합체 필름의 온도를 적어도 265℃까지 상승시키기에 충분한 열을 제공하도록 구성된다. 일부 경우들에서, 상기 어닐링 퍼니스는 상기 중합체 필름의 온도를 적어도 280℃까지 상승시키기에 충분한 열을 제공하도록 구성된다. 일부 경우들에서, 상기 시스템은 테스트된 성능에 기초하여 복수의 변환 층 파라미터 후보들에서 선택된 변환 층 파라미터에 따라 상기 금속 스트립에 변환 층을 도포하기 위한 변환 층 도포용 도구(applicator)를 더 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 시스템은 상기 금속 스트립의 표면 조도를 조절하기 위한 표면 조도 조절기를 더 포함하고, 상기 표면 조도 조절기는 상기 라미네이션 시스템의 업스트림에 위치된다. 일부 경우들에서, 상기 표면 조도 조절기는 상기 중합체 필름의 컨택 층의 두께보다 낮은 값으로 상기 표면 조도의 높이를 감소시키도록 구성된다. 일부 경우들에서, 상기 라미네이션 시스템은 : 중공 금속 코어를 둘러싸는 압축 가능한 층을 포함하는 도포 롤러; 및 상기 압축 가능한 층의 온도를 제어하기 위해 상기 중공 금속 코어의 통로에 냉각제를 제공하기 위한 냉각제 소스를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 시스템은 상기 압축 가능한 층을 사전 가열하기 위해 상기 압축 가능한 층에 인접하여 위치된 외부 히터를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 라미네이션 시스템은 상기 압축 가능한 층의 내부 표면 및 상기 압축 가능한 층의 외부 표면에 걸친 온도 구배를 유지하기 위해 상기 냉각제 소스에 의해 제공되는 상기 냉각제의 체적 유량 또는 온도를 조절하기 위한 상기 냉각제 소스에 결합된 제어기를 더 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 라미네이션 시스템은 상기 압축 가능한 층의 온도와 관련된 온도 신호를 제공하기 위해 상기 제어기에 결합된 온도 센서를 더 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 라미네이션 시스템은 모델을 수용하는 데이터 저장소를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 모델에 기초하여 상기 냉각제 소스를 제어하도록 상기 데이터 저장소에 결합된다. 일부 경우들에서, 상기 라미네이션 시스템은 상기 압축 가능한 층의 내부 표면의 내부 온도를 최대 셋포인트 미만으로 유지하고 그리고 상기 압축 가능한 층의 외부 표면의 외부 온도를 최소 셋포인트 초과로 유지하기 위해 상기 냉각제 소스에 의해 제공되는 상기 냉각제의 체적 유량 또는 온도를 조절하기 위한 상기 냉각제 소스에 결합된 제어기를 더 포함한다.
본 개시의 실시예들은 금속을 라미네이팅하기 위한 방법을 포함하고, 중공 금속 코어를 둘러싸는 압축 가능한 층을 갖는 도포 롤러를 이용하여 사전 가열된 금속 스트립의 제 1 측면에 붙여서 중합체 필름을 압축하는 단계; 및 상기 압축 가능한 층의 온도를 제어하기 위해 상기 중공 금속 코어에 유체를 통과시키는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 방법들은 상기 중합체 필름을 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 라미네이팅하기 전에 상기 압축 가능한 층을 사전 가열하는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 압축 가능한 층을 사전 가열하는 단계는 상기 중공 금속 코어에 가열된 유체를 통과시키는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 압축 가능한 층을 사전 가열하는 단계는 상기 압축 가능한 층을 외부에서 가열하는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 중공 금속 코어에 상기 유체를 통과시키는 단계는 상기 유체를 냉각시켜 상기 압축 가능한 층의 내부 표면과 상기 압축 가능한 층의 외부 표면 사이에 열 구배를 유도하도록 상기 압축 가능한 층의 내부 표면으로부터 열을 추출하는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 유체를 냉각시키는 단계는 상기 압축 가능한 층의 내부 표면의 내부 온도를 최대 셋포인트(setpoint) 미만으로 그리고 상기 압축 가능한 층의 외부 표면의 외부 온도를 최소 셋포인트 초과로 유지하기에 충분하게 상기 유체의 온도를 감소시키는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 방법들은 상기 압축 가능한 층의 온도를 결정하는 단계; 및 상기 압축 가능한 층의 온도에 기초하여 상기 유체의 온도 또는 체적 유량을 조절하는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 압축 가능한 층의 온도를 결정하는 단계는 온도 센서로부터 상기 압축 가능한 층의 온도 측정값을 수신하는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 압축 가능한 층의 온도를 결정하는 단계는 온도 센서로부터 상기 압축 가능한 층 근처의 엘리먼트의 온도 측정값을 수신하는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 압축 가능한 층의 온도를 결정하는 단계는 모델을 액세스하는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 방법들은 상기 사전 가열된 금속 스트립의 라인 속도에서의 변화를 감지하는 단계; 및 상기 라인 속도에서의 변화에 기초하여 상기 유체의 온도 또는 체적 유량을 조절하는 단계를 포함한다.
본 명세서는 이하의 첨부된 도면을 참조하며, 상이한 도면들에서 유사한 도면 번호들의 사용은 같거나 유사한 컴포넌트들을 예시하기 위한 것이다.
도 1은 본 개시의 특정 측면에 따른 캔 엔드 스톡 (CES)을 준비하기 위한 시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1의 캔 엔드 스톡의 확대 측면도이다.
도 3a는 본 개시의 특정 측면들에 따른 캔 엔드 스톡의 시트(sheet)이다.
도 3b는 본 개시의 특정 측면들에 따른 절단된 후의 도 3a의 캔 엔드 스톡의 시트를 도시한다.
도 3c는 본 개시의 특정 측면들에 따른 도 3a의 캔 엔드 스톡의 시트로부터 생산된 캔 엔드 블랭크(blank)들의 세트를 도시한다.
도 3d는 본 개시의 특정 측면들에 따른 도 3c에서의 캔 엔드 블랭크로부터 형성된 캔 엔드를 포함하는 음료수 캔을 도시한다.
도 4는 본 개시의 특정 측면에 따른 캔 엔드 스톡의 섹션의 다수의 층을 도시하는 등축 단면도이다.
도 5는 본 개시의 특정 측면에 따른 금속 스트립을 라미네이트하기 위한 공정을 도시하는 플로우 차트이다.
도 6은 페더링을 나타내는 캔 엔드의 개구부를 도시하는 부분 평면도이다.
도 7은 본 개시의 특정 측면에 따른 페더링을 나타내지 않은 캔 엔드의 개구부를 도시하는 부분 평면도이다.
도 8은 본 개시의 특정 측면에 따른 라미네이션 시스템의 개략도이다.
도 9는 본 개시의 특정 측면에 따른 라미네이트된 금속 스트립을 위한 바람직한 변환 층 특성들을 결정하기 위한 공정을 도시하는 플로우 차트이다.
도 10은 본 개시의 특정 측면에 따른 금속 스트립 위에 필름이 라미네이트된 금속 스트립의 일부의 크게 확대된 부분 단면도이다.
도 11은 본 개시의 특정 측면에 따른 라미네이션 시스템의 부분 측 단면도이다.
도 12는 본 개시의 특정 측면에 따른 라미네이션 시스템의 도포 롤러(application roller)용 제어 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 13은 본 개시의 특정 측면에 따른 라미네이션 시스템의 도포 롤러의 회전축으로부터 방사상 거리의 함수로서 온도를 도시하는 플랏이다.
도 14는 본 개시의 특정 측면에 따른 라미네이션 공정 동안 도포 롤의 온도를 제어하기 위한 공정을 도시하는 플로우 차트이다.
도 15는 본 개시의 특정 측면에 따라 프로세싱되고 테스트된 라미네이트된 알루미늄 금속의 샘플들의 세트 (1500)를 도시하는 그래픽 매트릭스이다.
본 개시의 특정 측면 및 특징은 아세트산 테스트에서 낮은 페더링, 낮은 블러싱 및 고 성능을 나타내는 라미네이트된 비정질 중합체 코팅을 갖는 알루미늄 캔 엔드 스톡 (CES : can end stock)에 관한 것이다. 라미네이트된 금속 스트립은 안쪽을 마주하는 측면(interior-facing side) (예를 들어, 제품 측면)에 라미네이트된 중합체 코팅 및 바깥쪽을 마주하는 측면(exterior-facing side) (예를 들어, 소비자 측면)에 래커 코팅을 포함할 수 있다. 공정은 베어(bare) 금속 스트립을 중합체 필름의 중합체 주성분의 융점 미만의 온도로 가열하는 단계, 결정질 중합체를 스트립의 안쪽을 마주하는 측면에 도포하는 단계 및 결합된 스트립 및 중합체를 중합체의 융점 초과의 어닐링 온도로 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 금속 스트립에 라미네이트된 중합체 필름은 연속적인 생산 라인으로부터의 비정질 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 필름과 같은 2 축 방향으로 배향된 중합체 일 수 있다. 중합체 필름은 어닐링 공정 동안에 비정질로 될 수 있다. 중합체 필름은 단지 주성분 (예를 들어, PET 층)만을 포함할 수 있거나 주성분 및 하나 이상의 보조 성분 (예를 들어, 접착제 층)을 포함할 수 있다. 본 출원에서 사용되는, 중합체 또는 중합체 필름의 용융 온도는 달리 명시하지 않는 한 주성분의 용융 온도를 나타낸다.
상당한 시험 및 실험을 통해, 아세트산 테스트에서 낮은 페더링 (예를 들어, 특정 고객 사양에 정의된 개방 단부들에 스코어라인(scoreline) 주위로 0.8mm 이하의 돌출 코팅(overhanging coating)), 낮은 블러싱, 및 고성능을 갖는 라미네이트된 캔 엔드 스톡을 생산하는 기술들이 발견되었다. 이들 기술들은 결합된 스트립 및 중합체를 어닐링 온도 (T2)까지 가열하기 전에 제 1 온도 (T1)로 가열된 금속 스트립에 중합체를 도포하는 단계를 포함할 수 있으며, T1은 중합체의 용융 온도 (Tm) 미만이고 T2는 Tm를 초과한다. 일부 경우들에서, T2는 250℃, 255℃, 257℃, 260℃, 265℃, 270℃, 275℃ 또는 280℃ 이상이다. 일부 경우들에서, 중합체의 용융 온도보다 높은 온도에서 일어나는 어닐링은 내산성 테스트(acid resistance test)에서 증가된 성능을 제공하기에 충분한 접착력을 향상시킬 수 있다. 필름의 융점보다 높은 온도에서 어닐링하는 동안, 필름은 금속 스트립의 지형으로 흘러 들어가서 기계적 본딩을 통해 금속 스트립과 필름 사이의 접착력을 향상시킨다.
필름이 주어진 칼라 또는 흑백 (greyness)을 갖는 일부 경우들에서, 저온 살균 후 블러싱 성능은 온도 T2에서 프로세싱 한 후 중합체의 비정질 상태에 의해 손상되지 않는다.
일부 경우들에서, 금속 스트립은 두개의 측면들 상에 라미네이트될 수 있다. 일부 경우들에서, 금속 스트립은 일 측면상에 라미네이트되고, 반대 측면상에 래커칠(lacquer)될 수 있다. 예를 들어, 금속 스트립은 안쪽을 마주하는 측면 상에 라미네이트될 수 있고, 바깥쪽을 마주하는 측면 상에 래커칠 될 수 있지만, 다른 구성이 사용될 수 있다. 이 하이브리드 라미네이트된/ 래커칠된 금속 스트립은 PET 라미네이트의 사용을 통해 캔 엔드 스톡의 내부에 개선된 기능 성능을 제공하면서 동시에 래커칠을 사용하여 캔 엔드 스톡의 외부에 높은 외관 성능을 유지할 수 있으며, 이는 저온 살균동안에 블러싱되기 쉽지 않을 수 있다. 일부 경우들에서, PET 필름은 저온 살균 동안 변화하지 않는 약간의 착색을 필름에 제공하는 첨가제들을 포함할 수 있다.
일부 경우들에서, 라미네이트된 금속 스톡은 라미네이션 공정에서 어닐링 공정 (예를 들어, 어닐링 퍼니스(annealing furnace))으로 직접 전달된다. 일부 경우들에서, 라미네이트된 금속 스톡은 라미네이션 공정에서 래커 도포 시스템으로 직접 전달되고 그런다음 어닐링 공정 (예를 들어, 어닐링 퍼니스)로 전달된다.
시험 및 실험을 통해, 비정질 필름은 필름과 금속 스트립 사이의 접착력이 제어 될 수 있을 때 개선된 페더링 성능을 제공할 수 있음이 발견되었다. 시험 및 실험은 어닐링 온도 (예를 들어, 더 높은 어닐링 온도는 어느 지점까지 개선된 접착력으로 이어질 수 있다)를 제어하고, 기판 특성 (예를 들어, 텍스쳐링 및 화학물질) 및 필름 화학물질을 제어함으로써 접착력이 제어할 수 있음을 보여주었다.
전통적인 라미네이트된 금속 스트립은 종종 3% 아세트산 테스트에서 열악하게 스코어링 되었다. 그러나, 시험 및 실험을 통해, 중합체의 융점보다 높은 온도에서 어닐링된 라미네이트들이 3% 아세트산 테스트에서보다 양호하게 수행되는 것으로 밝혀졌다. 본 출원에서 사용되는 3% 아세트산 테스트는 약 100℃에서 30 분 동안 희석된 산성 매질에 대한 코팅의 내성을 평가하는 단계를 포함할 수 있다. 테스트는 샘플들에 교차 해치된 마킹들을 자르고 샘플들을 약 100℃에서 30분 동안 3% 아세트산 용액에 두었다가 샘플들이 제거한 후 냉각시킨 다음 추가의 교차 절단 세트가 각각의 샘플에 수행되고 접착 테이프는 전- 및 후 - 산 수조(acid bath) 교차 해치된 영역들 위에 놓여지고 약 60°의 각도로 0.5 내지 1 초 동안 꾸준히 테이프를 제거한다. 테스트 결과 (예를 들어, 박리의 유무 및 세기에 기초하여)는 금속 스트립이 원하는 사양에 따라 수락할만한지 또는 수락할 수 없는지를 결정하는 데 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 본 출원에 개시된 어닐링되고, 라미네이트된 캔 엔드 스톡은 박리없이 3% 아세트산 테스트를 통과한다. 일부 경우들에서, 본 출원에 개시된 어닐링된, 라미네이트된 캔 엔드 스톡은 표준의 래커칠 캔 엔드 스톡보다 3% 아세트산 테스트 (예를 들어, 박리 없이 또는 낮은 박리)에서 보다 유리한 결과들을 획득하였다.
이들 예시적인 예들은 본 출원에서 논의된 일반적인 주제에 대해 독자들에게 소개하기 위해 제공되며 개시된 개념의 범위를 제한하려는 것은 아니다. 이하의 섹션들은 도면을 참조하여 다양한 부가적인 특징 및 예들을 설명하며, 도면들에서 동일한 참조 부호는 동일한 엘리먼트를 나타내며, 방향 설명은 예시적인 실시예를 설명하기 위해 사용되지만 예시적인 실시예와 같이 본 개시를 제한하는 데 사용되어서는 안 된다. 본 출원에 예시들에 포함된 엘리먼트들은 축척에 맞지 도시되지 않을 수 있다.
일부 경우들에서, 본 개시의 측면들 및 특징들은 다른 유형의 알루미늄이 사용될 수 있지만 알루미늄 AA5182에 특별히 유용하다.
도 1 은 본 개시의 특정 측면에 따른 캔 엔드 스톡 (CES)을 준비하기 위한 시스템(100)의 개략도이다. 금속 스트립 (102)은 금속 스트립 (102)를 사전 가열 온도 (T1)까지 가열하는 사전 가열 퍼니스 (112)로 통과된다. 사전 가열 온도 T1 은 금속 스트립 (102)에 라미네이트될 중합체 필름 (124)의 용융 온도보다 훨씬 낮다. 일부 경우들에서, 사전 가열 온도 T1은 250℃, 240℃, 220℃, 200℃, 190℃, 180℃, 170℃ 및 150℃ 이하이다. 일부 경우들에서, 사전 가열 온도 T1은 120℃ 및 250℃의 범위 내에, 170℃ 및 240℃ 또는 190℃ 및 220℃의 범위 내에 있다. 사전 가열된 금속 스트립 (104)은 라미네이션 시스템 (114)으로 전달될 수 있다. 사전 가열된 금속 스트립 (104)으로서의 금속 스트립 (102)은 금속 스트립 (102)의 일 측면에 중합체 필름 (124)을 도포하는 라미네이션 시스템 (114)을 통과한다. 일부 경우들에서, 중합체 필름이 금속 스트립 (102)의 양쪽 측면들에 도포될 수 있다. 라미네이션 시스템 (114)은 중합체 필름 (124)을 금속 스트립 (102)에 라미네이팅하기 위한 임의의 적절한 시스템일 수 있다. 라미네이트된 금속 스트립 (106)은 금속 스트립 (102)을 중합체 필름 (124)과 결합시키는 라미네이션 시스템 (114)을 빠져 나간다.
일부 경우들에서, 라미네이트된 금속 스트립 (106)은 래커 도포 시스템 (118)으로 전달된다. 래커 (120)는 래커 도포 시스템 (118)에 의해 금속 스트립 (102)에 도포된다. 래커 도포 시스템 (118)은 래커 (120)를 금속 스트립 (102)에 도포하기 위한 임의의 적절한 시스템일 수 있다. 래커 도포 시스템 (118)은 금속 스트립 (102)상에 래커 (120)를 가열 또는 경화시키기 위한 오븐(oven)을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 래커 도포 시스템 (118)은 라미네이션 시스템 (114)의 다운 스트림 (예를 들어, 그 뒤에)이다. 일부 경우들에서, 래커 도포 시스템 (118)은 어닐링 퍼니스 (116)의 업스트림 (예를 들어, 그 앞에) 이다. 일부 경우들에서, 래커 도포 시스템 (118)은 라미네이션 시스템 (114) 또는 사전 가열 퍼니스 (112)의 업스트림이다. 일부 경우들에서, 래커 도포 시스템 (118)은 라미네이션 시스템 (114) 및 어닐링 퍼니스 (116) 양쪽의 다운스트림이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 래커 도포 시스템 (118)은 라미네이션 시스템 (114)과 어닐링 퍼니스 (116) 사이에 위치된다. 라미네이트된, 래커칠된 금속 스트립 (108)은 래커 도포 시스템 (118)을 빠져 나갈 수 있다.
업스트림 래커 도포 시스템 (118)이 사용될 때, 라미네이트된, 래커칠된 금속 스트립 (108)은 어닐링 퍼니스 (116)로 전달될 수 있다. 래커 도포 시스템 (118)이 라미네이션 시스템 (114)과 어닐링 퍼니스 (116) 사이에서 사용되지 않는 일부 경우들에서, 라미네이트된 금속 스트립 (106)은 어닐링 퍼니스로 전달될 수 있다.
어닐링 퍼니스 (116)는 라미네이션 시스템 (114) 및 옵션으로 래커 도포 시스템 (118)의 다운 스트림 (예를 들어, 그 뒤에)에 위치될 수 있다. 일부 경우들에서, 어닐링 퍼니스 (116)는 래커 도포 시스템 (118)의 바로 다운스트림에 위치되어, 래커 도포 시스템 (118)을 빠져 나온 래커칠된 라미네이트된 금속 스트립 (108)이 다른 기계류 또는 시스템들을 통과하거나 접촉하게 되기 전에 어닐링 퍼니스 (116)로 전달된다.
어닐링 퍼니스 (116)는 래커칠된, 라미네이트된 금속 스트립 (108)의 온도를 어닐링 온도 (T2)까지 상승시킨다. 어닐링 온도 T2는 중합체 필름 (124)의 용융 온도 (Tm) 보다 더 높다. 일부 경우들에서, T2는 250℃, 255℃, 257℃, 260℃, 265℃, 270℃, 275℃ 또는 280℃ 이상이다. 따라서, 어닐링 공정 동안에, 중합체 필름 (124)은 금속 스트립 (102)의 기계적 피쳐 (예를 들어, 표면 텍스쳐들)로 흐를 수 있고 비정질이 될 수 있다. 래커칠된, 라미네이트된 금속 스트립 (108)은 금속 스트립 (102)의 어닐링 및 중합체 필름 (124)의 원하는 접착력을 포함하여, 래커칠된, 라미네이트된 금속 스트립 (108)에 원하는 특성을 첨가하기에 충분한 길이의 어닐링 퍼니스 (116)에서의 지속기간을 소비한다. 어닐링 퍼니스 (116) 내의 지속기간은 금속 스트립의 속도 및 퍼니스의 길이에 기반될 수 있다. 일부 경우들에서, 지속기간은 대략 2 초 내지 대략 30 초, 대략 9 초 내지 대략 15 초, 대략 10 초 내지 대략 14 초, 또는 대략 12 초의 범위내 일 수 있다. 일부 경우들에서, 지속기간은 어닐링 퍼니스 (116)내에서의 온도 변화들을 보상하기 위해 필요할 때 조절될 수 있다(예를 들어, 금속 스트립 속도를 조절함으로써).
어닐링 퍼니스 (116)를 빠져 나온 후에, 캔 엔드 스톡 (110) (예를 들어, 어닐링된, 래커칠된 및 라미네이트된 금속 스트립)은 예컨대, 다량의 담금질 액체에서 또는 캔 엔드 스톡 (110)에 냉각제의 도포를 통하여 옵션으로 담금질될 수 있다. 캔 엔드 스톡 (110)은 어닐링 퍼니스 (116)를 빠져 나간 직후, 비정질 중합체의 실질적인 재결정을 피하기에 충분한 속도로 담금질 또는 다른 방식으로 냉각될 수 있다. 일부 경우들에서, 캔 엔드 스톡 (110)은 대략 30 초, 25 초, 20 초, 15 초, 10 초, 5 초, 또는 2 초 또는 그 미만의 희망하는 지속기간내에서 대략 150℃ 미만으로 냉각된다. 일부 경우들에서, 캔 엔드 스톡 (110)은 대략 2 내지 15 초의 지속기간내에서 대략 150℃ 미만으로 냉각된다. 실질적인 재결정을 피함으로써 중합체의 블러싱을 피할 수 있다. 재결정되는 중합체의 재결정이 가능한 부분의 30%, 25%, 20% 또는 15% 이하의 중량 분율(weight fraction)을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 형성된 결정들이 대략 100 nm 이하인 것이 더욱 바람직할 수 있다.
일부 경우들에서, 시스템 (100)에 의해 생산된 캔 엔드 스톡 (110)은 도면들 1 및 2에 도시된 바와 같이 래커 층 (120)이 제 1 측면에 도포되고 라미네이트된 중합체 필름 층(124)이 제 2 측면에 도포된 금속 스트립 (102)을 포함할 수 있다. 캔 엔드 스톡 (110)의 금속 스트립 (102)은 어닐링 될 수 있고, 중합체 필름 (124)이 금속 스트립(102)의 표면 텍스쳐로 용융되고 비정질이 되는 것을 허용하는 충분한 지속기간동안 중합체 필름 (124)의 용융 온도 보다 높은 온도로 가열되기 전에 금속 스트립에 라미네이트된 결정질 중합체 필름 (124)을 포함할 수 있다. 본 출원에서 사용되는, 중합체 필름 (124)이 금속 스트립 (102)의 표면 텍스쳐 내로 용융되는 것을 허용하기에 충분한 지속기간은 금속 스트립 (102)에 충분히 부착되는 중합체 필름 (124)에 의해 평가될 수 있어서 저온 살균 후에 0.8 mm 이하, 0.7 mm 이하, 0.6 mm 이하, 또는 0.5 mm 이하의 개방 단부들 상의 스코어라인 둘레에 돌출 코팅으로 귀결될 수 있다.
본 출원에서 설명된 것처럼, 캔 엔드에 대한 표준 페더링 테스트는 약 75℃에서 30 분 동안 탈 이온수 수조에 캔 엔드를 침지하는 단계(immersing), 냉각된 탈 이온수에서 린스하고 캔 엔드를 실온으로 되돌리는 단계(returning), 그런 다음 캔 엔드의 엔드 탭(end tab)을 바로 오픈하는 단계를 포함할 수 있다. 페더링이 스코어링된 패널 또는 주입 홀 개구(pour hole opening)상에서 측정되고 관측될 수 있다. 일부 경우들에서, 페더링 테스트는 평평한 금속 시트 예컨대, 평평한 캔 엔드 스톡의 시트 상에서 수행할 수 있다. 이런 경우에, 페더링 테스트는 샘플을 80℃의 탈염수에 40 분 동안 침지하는 단계, 그 후 샘플이 실온으로 냉각되는 것이 허용된 후에, 샘플이 절단될 수 있고, 금속 스트립은 스트립을 절단 부분으로부터 멀어지는 방향으로 당김으로써 분리될 수 있다. 다른 페더링 테스트가 사용될 수 있다.
일부 예들에서, 280℃의 온도에서 어닐링된 라미네이트된 금속 스트립은 0.28의 표준 편차로 0.41mm의 평균 페더링의 양을 제공하지만, 반면에, 265℃의 온도에서 어닐링된 라미네이트된 금속 스트립은 0.69의 표준 편차로 1.08 mm의 평균 페더링의 양을 제공한다. 실험을 통해, 페더링 및 박리의 개선은 중합체 필름의 용융 온도 이상의 예컨대, 250℃ 이상의 온도에서 상당할 수 있음이 입증되었다. 이러한 페더링의 양은 개방된 캔 엔드의 오리피스를 따라 어떤 표시된 위치에 위치될 수 있다. 실험을 통해 필름의 페더링의 양은 제품의 절단, 성형 및 스탬핑 툴 디자인에 의존하는 것이 입증되었다.
일부 경우들에서, 금속 스트립 (102)은 사전 가열 퍼니스 (112) 또는 라미네이션 시스템 (114)에 유입되기 전에 사전-도포된, 이하에서 보다 상세하게 설명될, 하나 이상의 변환 층(conversion layer)들을 포함할 수 있다.
일부 경우들에서, 어닐링 퍼니스 (116)를 빠져 나간 후에 윤활유가 캔 엔드 스톡 (110)에 추가로 도포될 수 있다.
도 2는 도 1의 캔 엔드 스톡(110)의 확대 측면도이다. 캔 엔드 스톡 (110)은 래커 층 (120)과 라미네이트된 중합체 필름 (124) 사이에 샌드위치된 금속 스트립 (102)을 포함한다.
일부 경우들에서, 증강된 접착력 및 블러싱 성능을 제공하는 알루미늄을 제조하기 위해, 하나 이상의 변환 층들 (202)이 베어 알루미늄 상에 도포될 수 있다. 일부 경우들에서, 이 층 (202)은 크롬(III) 및 포스페이트(phosphate)의 성분들을 포함할 수 있다. 이 층 (202)은 아세트산 테스트에서 증강된 접착력, 저온 살균 후 낮은 블러싱 및 우수한 부식 성능을 제공할 수 있다. 일부 경우들에서, 금속 스트립 (102)은 래커층 (120) 및 라미네이트된 중합체 필름 (124) 중 하나 또는 둘 모두의 사이에 위치된 하나 이상의 변환 층들 (202)을 포함할 수 있다. 변환 층들 (202)의 특성들은 도 9와 관련하여 더 상세히 설명되는 바와 같이 저온 살균 후 최적의 블러싱을 제공하도록 선택될 수 있다.
도면들 3a-3d는 생산의 다양한 단계에서의 캔 엔드 스톡 (302)의 부등각 투영 도시들이다. 일부 경우들에서, 캔 엔드 스톡 (302)은 본 출원에 설명된 라미네이트된 비정질 중합체 및 래커를 포함하는 본 출원에 설명된 캔 엔드 스톡이다.
도 3a는 본 개시의 특정 측면들에 따른 캔 엔드 스톡(302)의 시트(sheet)이다. 캔 엔드 스톡 (302)의 시트는 도 1에 도시된 캔 엔드 스톡 (110) 일 수 있거나 유사한 캔 엔드 스톡일 수 있다. 도 3b는 캔 엔드 스톡이 절단된 후의 도 3a의 캔 엔드 스톡(302)의 시트를 도시한다. 캔 엔드 스톡 (302)의 시트는 다이 커팅, 펀칭 또는 다른 방식으로 절단되어 도 3c에 도시된 캔 엔드 블랭크(can end blank) (306)를 생산할 수 있다. 도 3c는 도 3a의 캔 엔드 스톡의 시트로부터 생산된 캔 엔드 블랭크 (306)의 세트를 도시한다. 도 3d는 도 3c에서의 캔 엔드 블랭크(306)로부터 형성된 캔 엔드(308)를 포함하는 음료수 캔(310)을 도시한다.
캔 엔드 (308)는 바깥쪽을 마주하는 측면 (예를 들어, 도 3d에 가시적인) 및 안쪽을 마주하는 측면 (예를 들어, 음료수 캔 (310)의 내부를 마주하는)을 포함한다. 본 출원에서 설명된 것처럼, 캔 엔드 (308)는 라미네이트된 중합체 필름이 안쪽을 마주하는 측면 상에 존재하면서 래커 층이 바깥쪽을 마주하는 측면 상에 존재하도록 형성 될 수 있지만, 그러나 반드시 그럴 필요는 없다.
도 4는 본 개시의 특정 측면에 따른 캔 엔드 스톡(400)의 섹션의 다수의 층을 도시하는 등축 단면도이다. 캔 엔드 스톡 (400)은 금속 층 (404), 예컨대 래커 (402)의 층, 및 중합체 필름 (406)의 층에 의해 둘러싸인 알루미늄을 포함할 수 있다. 캔 엔드 스톡 (400)은 도 1의 캔 엔드 스톡(110)일 수 있다.
도 5는 본 개시의 특정 측면에 따른 캔 엔드 스톡을 제조하기 위한 공정(500)을 도시하는 플로우 차트이다. 블록 (502)에서, 금속 스트립이 제공된다. 블록 (503)의 옵션 블록에서, 도 10를 참고로 하여 이하에 설명되는 것과 같이 금속 스트립의 표면 조도(surface roughness)는 증가될 수 있다. 금속 스트립은 캔 엔드 스톡을 형성하는데 적절한 알루미늄 스트립일 수 있다. 블록 (504)에서, 금속 스트립은 사전 가열 온도 T1으로 사전 가열된다. 블록 (506)에서, 금속 스트립은 PET 중합체 필름으로 라미네이트된다. 블록 (508)에서, 라미네이트된 금속 스트립은 어닐링 온도 T2에서 어닐링되고, 여기서 어닐링 온도 T2는 PET 중합체 필름의 용융 온도보다 더 높다. 블록 (510)에서, 어닐링된 금속 스트립은 옵션으로 담금질된다. 블록 (512)에서, 금속 스트립의 한쪽 또는 양쪽 측면들에 윤활유가 옵션으로 도포될 수 있다.
도 6은 캔 엔드 스톡(602)를 도시하는 부분 평면도이다. 캔 엔드 스톡 (602)은 본 개시의 특정 측면에 따른 어닐링되지 않은 중합체 필름 (606)의 층을 포함한다. 캔 엔드 스톡 (602)은 스코어 라인 (604)을 따라서 분리되었다. 중합체 필름 (606)은 스코어 라인 (604)을 지나서 페더링되는 것을 볼 수 있다. 도 6의 캔 엔드 스톡 (602)은 열악한 페더링을 갖는 것으로 간주될 수 있다.
도 7은 본 개시의 특정 측면에 따른 캔 엔드 스톡 (702)을 도시하는 부분 평면도이다. 캔 엔드 스톡 (702)은 도 3의 캔 엔드 스톡(302)와 같은 본 개시의 특정 측면에 따른 어닐링되지 않은 중합체 필름의 층을 포함한다. 캔 엔드 스톡 (702)은 스코어 라인 (704)을 따라서 분리되었다. 중합체 필름은 스코어 라인 (704)을 지나서 페더링되지 않았다. 도 7의 캔 엔드 스톡 (702)은 페더링이 없거나 또는 양호한 페더링 (예를 들어, 0.8mm 이하의 페더링)을 갖는 것으로 간주될 수 있다.
도 8은 본 개시의 특정 측면에 따른 라미네이션 시스템(814)의 개략도이다. 라미네이션 시스템 (814)은 도 1의 라미네이션 시스템 (114) 또는 다른 라미네이션 시스템일 수 있다. 도 8에 도시된 특정 엘리먼트들은 단지 예시적인 목적을 위해 과장된 스케일로 도시된다.
라미네이션 시스템 (814)은 사전 가열된 금속 스트립 (804)이 통과 할 수 있는 한 쌍의 롤러들 (852)을 포함할 수 있다. 사전 가열된 금속 스트립 (804)은 예컨대, 도 1의 사전 가열 퍼니스 (112)에 의해 사전 가열된 금속 스트립 (802)을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 사전 가열된 금속 스트립 (804)은 하나 이상의 변환 층들 (803)을 포함한다.
롤러 (852)를 통과 할 때, 중합체 필름 (824)은 사전 가열된 금속 스트립 (804)에 대해 가압되어 라미네이트된 금속 스트립 (806)을 생산할 수 있다. 일부 경우들에서, 단일 라미네이션 시스템 (814)은 제 2 중합체 필름을 중합체 필름 (824)으로부터 사전 가열된 금속 스트립 (804)의 반대 측면에 도포하기 위한 추가 세트의 롤러들을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 롤러들(852)는 제 2 중합체 필름을 중합체 필름 (824)으로부터 사전 가열된 금속 스트립 (804)의 반대 측면에 추가적으로 도포할 수 있다.
도 9는 본 개시의 특정 측면에 따른 라미네이트된 금속 스트립을 위한 바람직한 변환 층 특성들을 결정하기 위한 공정(900)를 도시하는 플로우 차트이다. CES 재료와 같은 특정 제품의 블러싱은 전통적으로 재료의 래커 층에 성능 저하 또는 결함과 관련이 있다. 변환 층의 특성들은 블러싱 성능과 관련하여 고려되지 않았다. 변환 층들은 일반적으로 나노미터 스케일상의 두께를 가지며, 이는 일반적으로 래커층 또는 박막층보다 10 배 또는 그 이상 보다 더 얇다. 그러나, 예기치 않게, 변환 층의 특성들은 라미네이트된 필름 층 (예를 들어, 라미네이트된 PET 필름)을 갖는 금속 제품 (예를 들어, 알루미늄 CES 재료)의 블러싱 특성에 현저하고 제어 가능한 영향을 제공할 수 있다는 것이 발견되었다. 금속 제품은 임의의 적절한 금속 제품, 예컨대 상기에 개시된 라미네이트된 금속 스트립들일 수 있다. 변환 층의 특성 (예를 들어, 화학적 성질, 두께 또는 텍스쳐)은 변환 층에 도포된 필름 층의 블러싱 성능에 현저한 영향을 미친다. 라미네이트된 필름 층을 갖는 금속 제품의 블러싱 성능은 래커칠된 금속 제품들과 관련된 표준 블러싱과는 다른 메커니즘의 결과이다. 더구나, 라미네이트된 필름 층을 갖는 금속 제품을 어닐링하는 것은 래커칠된 금속 제품들과 관련된 표준 블러싱 (blushing)과 다른 메커니즘을 통해 블러싱 성능에 추가로 영향을 미칠수 있다. 후속 어닐링의 유무에 관계없이 라미네이트된 필름 층을 갖는 금속 제품들의 블러싱 성능은 변환 층 특성들의 조작을 통해 제어될 수 있다는 것이 발견되었다. 공정 (900)는 기판들 (예를 들어, 알루미늄 금속 스트립), 필름들 (예를 들어, PET 필름) 및 공정 단계들 (예를 들어, 라미네이션 후(post-lamination) 어닐링)의 주어진 조합에 대해 상이한 변환 층 파라미터 후보의 블러싱 성능을 테스트하는 데 사용될 수 있어서 특정 사용 케이스 (예를 들어, 기판들, 필름들 및 공정 단계들의 조합)에 대한 최적의 변환 층 파라미터(들)이 대량 생산 전에 선택될 수 있다.
블록 (902)에서, 하나 이상의 변환 층 파라미터 후보들이 결정될 수 있다. 변환 층 파라미터는 변환 층 또는 그것의 도포 공정의 임의의 적절한 파라미터, 예컨대 변환 층의 유형, 변환 층의 깊이, 변환 층의 도포 공정의 파라미터들 (예를 들어, 변환 용액들의 유형, 도포 시간, 처리 온도, 건조 시간, 또는 도포 두께), 또는 다른 이런 파라미터들일 수 있다. 변환 층의 하나 이상의 파라미터를 변화시키는 것은 상이한 특성을 갖는 변환 층으로 귀결될 수 있다. 일부 경우들에서, 하나 이상의 변환 층 파라미터 후보들을 결정하는 것은 상이한 특성들 (예를 들면, 두께, 텍스쳐, 화학적 마크업 또는 다른 특성들)을 갖는 변환 층들의 세트로 귀결되는 상이한 특성들을 갖는 변환 용액의 세트를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 변환 재료의 세트는 상이한 농도의 크롬산, 인산 및 하이드로 플루오르 산을 사용하는 크롬 포스페이트 변환 용액을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 하나 이상의 변환 층 파라미터 후보들을 결정하는 것은 상이한 두께들을 갖는 변환 층들의 세트로 귀결되는 파라미터들의 세트를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 블록 (902)에서 단일 파라미터 후보가 결정될 것이고, 공정 (900)은 이하에서 더 상세히 설명되는, 옵션 블록 (916)에서 새로운 변환 층 파라미터 후보를 결정함으로써 다수의 파라미터를 또한 테스트할 수 있다. 일부 경우들에서, 블록 (902)에서 변환 층 파라미터 후보들을 결정하는 것은 원하는 결과들을 생성할 가능성이 있는 미리 결정된 파라미터 세트를 액세스하는 것을 포함할 수 있다.
블록 (904)에서, 하나 이상의 변환 층들이 원하는 변환 층 파라미터 후보들에 따라 하나 이상의 금속 스트립의 표면 (들)에 도포된다. 일부 경우들에서, 변환 층들은 연속 금속 스트립 또는 개별 금속 블랭크에 도포될 수 있다. 일부 경우들에서, 모든 변환 층들은 단일 금속 스트립 또는 금속 블랭크의 다른 위치들에 도포될 수 있지만, 그러나 다른 경우에는 각각의 금속 스트립 또는 금속 블랭크는 단일 변환 층으로 처리된다.
금속 스트립 또는 블랭크의 표면에 변환 층을 도포하는 단계는 변환 층이 형성되는 것을 허용하기 위해 표면을 탈지하는 것 (예를 들어, 하이드로플루오르 산의 도포를 통해), 표면을 건조하는 것, 변환 재료(예를 들어, 수계 용액 중의 크롬계 변환 재료)의 습윤 필름을 도포하는 것 (예를 들어, 롤 코팅 또는 다른 적절한 메커니즘에 의해), 표면을 건조시키는 것을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 단일 금속 스트립 또는 금속 블랭크상에서 다수의 변환 층을 테스트될 때, 단일 금속 스트립 또는 금속 블랭크 표면의 하나 또는 여러 치수에 걸쳐 변환 층 도포 공정의 파라미터들이 조작될 수 있다. 예를 들어, 습윤 필름의 두께는 금속 스트립 또는 금속 블랭크의 표면에 걸친 수평 거리에 대해 조정될 수 있어서 상이한 수평 위치들에서 금속 스트립 또는 금속 블랭크의 다양한 섹션들이 상이한 변환 층 특성들을 가질 것이다. 다른 예에서, 단일 금속 스트립 또는 금속 블랭크의 상이한 위치들에 상이한 변환 용액이 도포될 수 있다.
블록 (906)에서, 중합체 필름은 변환 층을 갖는 금속 스트립 또는 금속 블랭크의 표면에 도포될 수 있다. 중합체 필름은 도면들 1, 5 및 8을 참고로 하여 포함되는 상기에서 설명된 것과 같은 임의의 적절한 방식으로 도포될 수 있다.
옵션의 블록 (908)에서, 도면들 1 및 5에 참고를 포함하여, 상기에서 설명된 것과 같은, 하나 이상의 라미네이트된 금속 스트립들 또는 금속 블랭크들이 어닐링될 수 있다.
블록 (910)에서, 하나 이상의 라미네이트된 금속 스트립 또는 금속 블랭크상에서 저온 살균 공정이 수행될 수 있다. 일부 경우들에서, 저온 살균 유사 방법이 수행될 수 있고, 이는 저온 살균과는 다른 공정을 수행하는 것을 포함할 수 있지만, 표준 저온 살균 공정과 유사한 블러싱 효과를 생성하도록 디자인될 수 있다. 일부 경우들에서, 멸균 공정이 저온 살균 공정 대신에 발생할 수 있다. 일부 경우들에서, 하나 이상의 라미네이트된 금속 스트립 또는 금속 블랭크의 블러싱을 잠재적으로 도출할 수 있는 다른 공정이 저온 살균 공정 대신 수행될 수 있다. 일 예에서, 하나 이상의 라미네이트된 금속 스트립 또는 금속 블랭크는 원하는 지속기간 (예를 들어, 저온 살균에 적절한 지속기간 동안) 동안 원하는 온도 (예를 들어, 저온 살균에 적절한 온도)로 가열된 물에 놓일 수 있다.
블록 (912)에서, 하나 이상의 라미네이트된 금속 스트립 또는 금속 블랭크 각각은 블러싱 성능에 대해 테스트될 수 있다. 블러싱 테스팅은 금속 스트립 또는 금속 블랭크 표면의 블러싱 특성들에 대한 주관적 또는 객관적 특성들을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 객관적인 특성 분석은 카메라, 광 센서 또는 다른 적절한 센서를 사용하여 블러싱의 측정을 취하는 것을 포함할 수 있다. 일 예로서, 주관적인 특성 분석은 개인이 금속 스트립 또는 금속 블랭크 표면의 육안 검사를 수행하고, 명확한 블러싱 성능을 순위 매김(rank)하도록 하는 것을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 블록 (910)에서 처리된 샘플 (예를 들어, 저온 살균)은 블록 (910)에서 가열된 물에 잠입된 샘플과 동일한 지속기간 동안 실온에서 물에 잠입된 샘플과 비교되어, 블록 (910)에서 프로세스에 기인하는 블러싱의 양을 결정할 수 있다.
다수의 변환 층 파라미터 후보들이 블록 (904)에서 선택되었을 때, 블록 (912)에서의 테스팅은 다수의 샘플의 블러싱 특성들을 테스트하는 것을 포함할 수 있다. 블록 (914)에서, 블록 (912)에서 테스트된 블러싱 특성들에 기초하여 하나 이상의 원하는 변환 층 파라미터가 선택될 수 있다. 예를 들어, 테스트된 모든 변환 층 파라미터 후보들 중에서, 가장 잘 수행되는 샘플 (예를 들어, 가장 적은 블러싱의 양을 보여주는 샘플)의 변환 층 파라미터가 원하는 변환 층 파라미터들로 선택될 수 있다.
일부 경우들에서, 블록 (912)에서 블러싱 특성을 테스트 한 후에, 블록 (916)에서 하나 이상의 새로운 변환 층 파라미터 후보들이 결정될 수 있다. 하나 이상의 새로운 변환 층 파라미터 후보들은 블록 (904, 906, 908 및 910)에서 새로운 변환 층 (들)을 갖는 하나 이상의 새로운 샘플들을 준비하고 테스트하는데 사용될 수 있다. 블록 (904, 906, 908 및 910)의 다수의 반복들이 수행 될 때 (예를 들어, 블록 (916)이 수행 될 때), 블록 (914)에서 하나 이상의 원하는 변환 층 파라미터를 선택하는 것은 블록 (912)의 현재 반복의 결과들을 블록 (912)의 이전 반복에 기인한 결과에 비교하는 것을 포함할 수 있다.
블록 (914)에서 선택된 변환 층 파라미터 (들)는 대량 생산에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상이한 변환 층 파라미터 후보들이 그것의 성분들의 상이한 농도를 갖는 크롬 - 포스페이트 변환 용액을 사용하는 것을 포함하는 경우, 블록 (914)에서 선택된 특정 변환 용액은 최종 라미네이트된 제품 (예를 들어, 라미네이트된 캔 엔드 스톡)을 대량 생산하기 위한 공정 라인에 제공될 수 있다.
공정(900)은 도 15에 대하여 추가로 상세하게 설명된다.
도 10은 본 개시의 특정 측면에 따른 금속 스트립 위에 라미네이트된 필름 (1004)을 갖는 금속 스트립 (1002)의 부분의 크게 확대된 부분 단면도이다. 도 10에 도시된 특정 엘리먼트들은 단지 예시적인 목적을 위해 과장된 스케일로 도시된다. 금속 스트립 또는 금속 블랭크는 표면 조도(surface roughness)를 갖는 표면을 가질 수 있다. PET 필름과 같은 필름이 금속 스트립 또는 금속 블랭크의 표면에 부착하는 능력은 금속의 표면 조도에 영향을 미칠 수 있다. 표면 조도는 라미네이션 동안 금속에 대한 필름의 접착력 뿐만 아니라 최종 제품의 수명 동안 금속에 대한 필름의 진행중인 접착력에도 영향을 미칠 수 있다. 접착력은 상기에서 개시된 바와 같이 다양한 방식들로 결정될 수 있다. PET 필름들의 조도는 CES에 사용되는 금속 스트립의 표준 표면 조도보다 훨씬 더 낮아서 라미네이션 공정에서 즉각적인 컨택 면적을 증가시키는 더 낮은 조도는 유익할 것이라고 추측될 수 있다. 그러나, 예기치 않게 금속 표면의 낮은 조도는 라미네이트된 금속 제품의 접착력 관련 특성들의 일부에 해로운 것으로 결정되었다. 따라서, 최소 임계 조도 이상의 조도를 갖는 금속 표면들은 필름 라미네이션 도포에 바람직할 수 있다. 일부 경우들에서, 금속 표면이 최대 임계 조도 이하의 조도를 갖는 것이 또한 바람직할 수 있다.
금속 스트립 (1002)은 금속 표면의 언덕(hill) 및 골(valley)의 존재에 의해 정의되는 표면 조도 (1006)를 가질 수 있다. 더 낮은 표면 조도 (1006)는 금속의 표면에서 적거나 덜 강렬한 언덕 및 골, 따라서 금속의 더 매끄러운 표면에 의해 정의될 수 있다. 추가적으로, 표면 조도 (1006)는 금속의 표면의 최저 골들과 최고 언덕 사이의 높이 (1008) (예를 들어, 금속 표면의 국부적인 영역 내에서)에 의해 정의될 수 있다. 금속 스트립 (1002)은 표면 상에 변환 층 (1010)을 가질 수 있다. 변환 층 (1010)은 일반적으로 금속 스트립 (1002)의 표면 조도 (1006)에 현저하거나 또는 상당한 영향을 미치지 않을 정도로 충분히 작을 수 있다.
필름 (1004) (예를 들어, PET 필름)은 도면들 1, 5 및 8을 참고로 하여 본 출원에 설명된 바와 같은 금속 스트립 (1002)에 도포될 수 있다. 필름 (1004)은 다중층 필름 일 수 있고, 적어도 제 1 층 (1012) 및 컨택 층 (1014) (예를 들어, 고온 메이트(hot mate) 층)을 포함 할 수 있지만, 그러나 필름 (1004)은 추가 층들을 포함할 수 있다. 컨택 층 (1014)은 금속 스트립 (1002)의 표면과 직접 컨택하는 층일 수 있다. 컨택 층 (1014)은 제 1 층 (1012)의 융점보다 낮은 융점을 가질 수 있다. 라미네이션 공정 동안, 라미네이션 공정으로부터의 열 및/또는 압력은 제 1 층 (1012)이 전혀 녹지 않는 경우 제 1 층 (1012) 이전에 컨택 층 (1014)을 용융하게 할 수 있고, 컨택 층 (1014)은 금속 스트립 (1002)의 표면 토폴로지로 용융될 수 있다. 컨택 층 (1014)은 두께 (1016)를 가질 수 있다. 컨택 층 (1014)의 두께 (1016)는 표면 조도 (1006)의 높이 (1008) 이상일 수 있다. 만약 컨택 층 (1014)이 너무 얇은 두께 (1016)를 갖는 다면, 보이드(void)는 컨택 층 (1014) 위에 지지되는 제 1 층 (1012)으로부터 큰 언덕에 의해 분리되고, 골로 용융되는 컨택 층 (1014)으로부터 형성될 수 있다. 컨택 층 (1014)은 높이 (1008)보다 적어도 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50% 또는 55% 더 큰 두께(1016)을 가질 수 있다. 컨택 층 (1014)은 1 마이크론 또는 1 마이크론의 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 10%, 15% 또는 20% 내의 두께를 가질 수 있다. 표면 조도 (1006)의 높이 (1008)는 1 마이크론 미만, 0.9 마이크론 미만, 0.8 마이크론 미만 또는 0.7 마이크론 미만일 수 있다. 일부 경우들에서, 표면 조도 (1006)의 높이 (1008)는 적어도 0.25 마이크론, 0.5 마이크론 또는 0.6 마이크론 일 수 있다.
일부 경우들에서, 금속 스트립은 라미네이트되기 전에 그것의 표면 조도를 증가 시키도록 처리될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 시스템 (100)은 라미네이션 이전에 금속의 표면 조도를 측정 및/또는 증가시키기 위해 라미네이팅 시스템 (114)의 업스트림에 추가의 거칠게 하는(roughening) 장치를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 라미네이트될 금속 스트립은 원하는 표면 조도를 첨가하도록 디자인된 롤을 사용하여 압연될 수 있다.
도 11은 본 개시의 특정 측면에 따른 라미네이션 시스템(1114)의 부분 측 단면도이다. 라미네이션 시스템 (1114)은 도 1의 라미네이션 시스템 (114) 또는 다른 라미네이션 시스템일 수 있다. 도 11에 도시된 특정 엘리먼트들은 단지 예시적인 목적을 위해 과장된 스케일로 도시된다.
라미네이션 시스템 (1114)은 지지 롤러(backing roller) (1152)로부터 금속 스트립 (1102)에 대향하는 도포 롤러(application roller) (1150)를 포함할 수 있다. 사전 가열된 금속 스트립 (1104)은 도포 롤러 (1150)와 지지 롤러 (1152) 사이에 형성된 갭을 통과할 수 있다. 사전 가열된 금속 스트립 (1104)은 예컨대, 도 1의 사전 가열 퍼니스 (112)에 의해 사전 가열된 금속 스트립 (1102)을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 사전 가열된 금속 스트립 (1104)은 하나 이상의 변환 층들 (1103)을 포함한다.
도포 롤러 (1150)를 통과 할 때, 중합체 필름 (1124)은 사전 가열된 금속 스트립 (1104)에 대해 가압되어 라미네이트된 금속 스트립 (1106)을 생산할 수 있다. 일부 경우들에서, 단일 라미네이션 시스템 (1114)은 제 2 중합체 필름을 중합체 필름 (1124)으로부터 사전 가열된 금속 스트립 (1104)의 반대 측면에 도포하기 위한 추가 세트의 롤러들을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 지지 롤러(1152)는 제 2 중합체 필름을 중합체 필름 (1124)으로부터 사전 가열된 금속 스트립 (1104)의 반대 측면에 동시에 도포하기 위한 추가의 도포 롤러로 대체될 수 있다.
도포 롤러 (1150)는 금속 코어 (1156)를 둘러싸는 압축 가능한 층 (1154) (예를 들어, 고무 코팅)을 포함할 수 있다. 압축 가능한 층 (1154)은 코어 (1156)에 (예를 들어, 접착제를 통해) 접착되거나 또는 기계적으로 고정될 수 있다. 금속 코어 (1156)는 스틸과 같은 임의의 적절한 금속으로 제조될 수 있다. 압축 가능한 층 (1154)은 폼(foam) 또는 고무와 같은 임의의 적합한 압축 가능한 재료로 제조될 수 있다. 일부 경우들에서, 압축 가능한 층 (1154)은 다른 두께가 사용될 수 있지만, 2cm의 두께 또는 2cm의 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 10%, 15% 또는 20% 내의 두께를 가진다. 압축 가능한 층 (1154)의 압축 정도는 원하는 라미네이션 결과를 달성하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 압축 가능한 층 (1154)을 위해 선택된 고무의 유형은 경질 고무, 연질 고무 또는 이들 사이의 임의의 고무를 포함할 수 있다.
압축 가능한 층 (1154)은 포획된 공기의 존재없이 금속 스트립 (1102)의 표면에 중합체 필름 (1124)을 도포하는 것에 도움이 될 수 있다. 작은 양의 포획된 공기조차도 라미네이션-후 어닐링과 같은 후속 공정 동안에 블리스터(blister)를 야기할 수 있다. 예를 들어, 라미네이션-후 어닐링 동안, 포획된 공기는 필름으로부터 분출되어 필름을 파열시킬 수 있다. 포획 된 공기 및 블리스터는 라미네이트된 제품의 다른 특성들 중에서도 접착력 및 블러싱에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 포획된 공기 및/또는 블리스터의 존재는 바람직하지 못한 제품으로 귀결될 수 있다.
일부 경우들에서, 도포 롤러 (1150)는 압축 가능한 층 (1154)의 온도를 제어하기 위한 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가압력들이 해제되거나 금속 코어 (1156)에 대한 그것의 접착력이 상실될 때 그 반발력에 대한 능력을 상실하여 미끄러지는 것과 같이 압축 가능한 층 (1154)이 너무 뜨거워서 성과가 기대에 미치지 못미치지 않도록 보장하기 위해 압축 가능한 층 (1154)으로부터 열이 추출될 수 있다. 예를 들어, 고무 압축 가능한 층 (1154)은 만약 금속 코어 (1156)에서 압축 가능한 층 (1154)의 온도 (예를 들어, 접착제가 위치 될 수 있는)가 120℃를 이상의 온도와 같은 충분히 높은 온도에 도달하면 금속 코어 (1156)로부터 라미네이트될 수 있다. 일부 경우들에서, 압축 가능한 층 (1154)은 압축 가능한 층 (1154)의 외부 표면에 냉각제 유체 (예를 들어, 차가운 공기)의 도포 또는 압축 가능한 층 (1154)의 외부 표면과 접촉하는 냉각된 롤과의 직접 전도를 통해 외부에서 냉각될 수 있다.
그러나, 압축 가능한 층 (1154)을 내부적으로 냉각시키는 것은 예상치 못한 장점들을 가질 수 있다는 것이 발견되었다. 압축 가능한 층 (1154)은 냉각제를 도포 롤러 (1150)의 중공 금속 코어 (1156) 내의 통로 (1158)를 통과시킴으로써 내부적으로 냉각될 수 있다. 공기 및 물과 같은 유체를 포함하는 임의의 적절한 냉각제가 사용될 수 있다. 냉각제는 임의의 적절한 펌핑 소스를 사용하여 펌핑될 수 있다. 냉각제는 열 교환기들을 통과하여 온도를 제어할 수 있다. 냉각제는 주변 실온보다 높거나 낮을 수 있고, 압축 가능한 층 (1154)의 온도보다 높거나 낮을 수 있고, 사전 가열된 금속 스트립(1104)의 온도보다 높거나 낮을 수 있는 원하는 온도에서 통로 (1158)를 통과하도록 디자인될 수 있다. 따라서, 냉각제는 압축 가능한 층 (1154)의 온도를 증가 또는 감소 시키도록 작용할 수 있다. 중공 금속 코어 (1156)가 압축 가능한 층 (1154)의 온도 제어를 제공하는데 사용될 때, 코어 (1156)는 높은 열 전도도를 갖는 재료로 제조될 수 있다. 압축 가능한 층 (1154)은 높거나 낮은 열 전도도를 갖도록 선택될 수 있지만, 그러나 높은 열 전도도 없이 압축 가능한 층 (1154)을 사용할 때 개선된 결과가 획득될 수 있다.
일부 경우들에서, 가열된 냉각제는 압축 가능한 층 (1154)이 충분히 뜨겁게 되어 중합체 필름 (1124)의 컨택 층이 용융되거나 사전 가열된 금속 스트립 (1104)에 대해 압축되어 컨택 층이 금속 스트립 (1104)의 언덕 및 골로 용융되는 것을 허용하는 반 용융되도록 라미네이션 공정 전에 압축 가능한 층 (1154)을 가열하기 위해 통로 (1158)를 통과될 수 있다. 일부 경우들에서, 압축 가능한 층 (1154)으로부터 열을 제거하기 위해 라미네이션 공정 동안 냉각된 냉각제 (예를 들어, 사전 가열된 금속 스트립 (1104)의 온도 미만)가 통로 (1158)를 통과할 수 있다. 압축 가능한 층 (1154)은 라미네이션 공정의 환경 (예를 들어, 사전 가열된 금속 스트립 (1104)으로부터의 열) 및 라미네이션 닙(nip) (예를 들어, 도포 롤러 (1150)와 지지 롤러 (1152))에 의해 연속적으로 가열되기 때문에, 압축 가능한 층 (1154)의 외부 표면은 고온을 향하여 끌어 당겨진다. 그러나, 압축 가능한 층 (1154)의 내부 표면은 중공 금속 코어 (1156) 및 이를 통과하는 냉각제와의 전도를 통해 냉각된다. 따라서, 중공 금속 코어 (1156)의 사용은 압축 가능한 층 (1154)의 내부 표면이 그것의 외부 표면에서 더 높은 온도를 가짐에도 불구하고 적절한 온도 (예를 들어, 압축 가능한 층 (1154)의 박리를 피하기 위해)로 유지되는 것을 보장할 수 있다. 따라서, 방사상의 온도 구배가 압축 가능한 층 (1154)에 유도된다.
더구나, 압축 가능한 층 (1154)을 적절한 열 전도도를 갖는 재료로 형성하고 중공 금속 코어 (1156)의 사용을 통해 압축 가능한 층 (1154)을 내부적으로 냉각시킴으로써, 압축 가능한 층 (1154)의 외부 표면의 온도는 금속 코어 (1156)로부터 박리되는 내부 표면의 위험없이 더 높은 온도에서 유지될 수 있다.
압축 가능한 층 (1154)을 보다 높은 온도 (예를 들어, 내부 냉각이 사용되지 않는 경우보다 높은 온도)에서 운용시키는 이 능력은 많은 장점들을 갖는다. 압축 가능한 층 (1154)의 외부 표면의 더 높은 온도는 금속 스트립 (1102)이 더 낮은 정도로 사전 가열되도록 하여, 따라서 에너지를 절약할 수 있다. 예를 들어, 압축 가능한 층 (1154)의 외부 표면의 더 높은 온도는 중합체 필름 (1124)의 컨택 층을 용융 시키는데 사용될 수 있어서, 중합체 필름 (1124)의 컨택 층을 용융시키기 위해 사전 가열된 금속 스트립 (1104)으로부터 열에 많이 의존할 필요가 없다. 추가적으로, 압축 가능한 층 (1154)의 외부 표면의 더 큰 온도 윈도우를 지지함으로써 가능해지는 금속 스트립 (1102)을 사전 가열하기 위해 이용 가능한 온도의 더 큰 윈도우를 갖는 능력은 추가적인 업스트림 및 다운스트림 공정들이 라미네이팅 시스템 (1114)과 같은 라미네이팅 시스템으로 가공하기에 보다 용이하게 조절되는 것을 허용한다.
예를 들어, 다운스트림 공정은 약 200℃에서 금속 스트립을 필요로 할 수 있다. 보통은, 내부 냉각 압축 가능한 층 (1154)이 없으면, 압축 가능한 층의 외부 온도는 약 70℃ 이하로 유지되며, 따라서 금속 스트립은 약 220℃로 사전 가열되어야 할 필요가 있다. 따라서, 사전 가열된 금속 스트립은 다운스트림 공정에 유입되기 전에 냉각 될 필요가 있다. 그러나, 내부 냉각된 압축 가능한 층 (1154)이 사용될 때, 압축 가능한 층의 외부 온도는 약 90℃로 설정 될 수 있고, 따라서 금속 스트립 (1102)은 약 200℃로 사전 가열될 수 있어, 금속 스트립(1102)이 다운스트림 공정을 훨씬 더 신속하고 훨씬 더 높은 전체적인 효율을 갖는 것을 허용한다.
추가적으로, 압축 가능한 층 (1154)의 외부 표면이 더 높은 온도에 도달하는 것을 허용하는 것은 라미네이션 시스템 (1114)이 더 빠른 속도로 작동하는 것을 허용하여, 잠재적으로 전체 공정 라인이 더 빠른 속도에서 동작하는 것을 허용한다.
도 12는 본 개시의 특정 측면에 따른 라미네이션 시스템의 도포 롤러 (1208)를 위한 제어 시스템 (1200)을 도시한 개략도이다. 도포 롤러 (1208)는 도 11의 도포 롤러 (1150)일 수 있다. 제어 시스템 (1200)은 임의의 적절한 제어기 또는 프로세서 일 수 있는 제어기 (1202)를 포함할 수 있다. 제어기 (1202)는 프로그래밍 지시들, 수집된 데이터, 모델들, 예견된 데이터, 프리셋 및 다른 정보를 저장하기 위한 데이터 저장소 (1204)에 결합될 수 있다. 제어기 (1202)는 도포 롤러 (1208)를 통해 냉각제를 공급 및/또는 순환시키기 위한 냉각제 소스 (1206)에 결합될 수 있다. 제어기 (1202)는 냉각제 소스 (2106)에 냉각 또는 가열량을 원하는 레벨로 조절하도록 냉각제 소스 (2106)에 명령 신호들을 송신할 수 있다. 명령 신호는 냉각제 소스 (2106)가 냉각제의 체적 유량, 냉각제의 온도, 또는 냉각제의 다른 특성들 또는 도포 롤러 (1208)를 통한 그것의 흐름을 조정하게 할 수 있다. 냉각제는 냉각제 소스 (1206)와 도포 롤러 (1208) 사이의 도관들 (1212, 1214)을 통해 라우팅될 수 있다. 냉각제 소스 (1206)는 가압 소스 (예를 들어, 펌프), 열 교환기, 옵션의 스토리지 탱크 및 냉각제 또는 도포 롤러 (1208)를 통한 그것의 흐름의 제어를 제공하기 위한 임의의 다른 적절한 엘리먼트들 포함할 수 있다.
제어기 (1202)는 하나 이상의 온도 센서 (1210)를 포함하는 하나 이상의 센서들에 결합될 수 있다. 온도 센서 (1210)는 도포 롤러 (1208)와 관련된 온도를 측정하기 위해 도포 롤러 (1208) 내에, 이와 인접하게, 근접하여 또는 이격되어 위치될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서는 내부 냉각제 온도, 금속 코어의 온도, 압축 가능한 층의 내부 표면 온도 또는 압축 가능한 층의 외부 표면 온도를 측정할 수 있다. 컨택 및 비컨택 온도 센서를 포함하는 임의의 적절한 온도 센서 (1210)가 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 온도 센서 (1210)는 도포 롤러 (1208)에 인접한 엘리먼트 (예를 들어, 중합체 필름, 금속 스트립 또는 다른 엘리먼트)의 온도를 측정하여 도포 롤러 (1208)의 온도를 추정할 수 있다. 온도 센서 (1210)로부터의 신호들은 제어기 (1202)가 도포 롤러 (1208)의 원하는 동작을 보장하는 것을 돕기 위해 (예를 들어, 압축 가능한 층의 내부 표면의 충분히 낮은 온도 또는 압축 가능한 층의 외부 표면의 충분히 높은 온도를 보장하기 위해) 제어기(1202)에 피드백을 제공할 수 있다.
일부 경우들에서, 제어기 (1202)는 냉각제 소스 (1206)에 가열된 냉각제를 도포 롤러 (1208)를 통해 펌핑하도록 명령할 수 있어서 도포 롤러 (1208)의 압축 가능한 층의 외부 표면의 온도를 최소의 원하는 온도로 증가 시킬 수 있다. 제어기 (1202)는 라미네이션 공정 동안 (예를 들어, 훨씬 더 뜨겁게 사전 가열된 금속 스트립이 도포 롤러 (1208) 내로 열을 전도할 때) 압축 가능한 층의 외부 표면의 온도를 원하는 범위 내로 유지하도록 냉각된 냉각제를 펌핑할 수 있다. “냉각된 냉각제”는 사전 가열된 금속 스트립보다 더 차갑지만 그러나 주변의 실온보다 여전히 따뜻할 수 있다. 일부 경우들에서, 제어기 (1202)는 도포 롤러 (1208)를 통해 가열된 냉각제를 펌핑하는 대신에 또는 그에 추가하여 도포 롤러 (1208)를 사전 가열하도록 옵션의 외부 히터 (1216)를 제어할 수 있다.
일부 경우들에서, 제어기 (1202)는 온도 센서 (들) (1210) 및/또는 다른 센서들로부터의 피드백에 기초하여 동작할 수 있다. 일부 경우들에서, 제어기 (1202)는 온도 센서 (들) (1210) 및/또는 다른 센서들과 같은 센서들 대신에 또는 이에 추가하여 데이터 저장소 (1204) (예를 들어, 열적 모델)에 저장된 모델에 기초하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 제어기 (1202)는 라인 속도가 증가할 때마다 도포 롤 (1208)에 제공되는 냉각량을 자동으로 증가시킬 수 있다.
도 13은 본 개시의 특정 측면에 따른 라미네이션 시스템의 도포 롤러의 회전축으로부터의 방사상 거리의 함수로서 온도를 도시하는 플랏 (1300)이다. 도포 롤러는 도 11의 도포 롤러 (1150)일 수 있다. 플랏은 도포 롤러의 회전축 (예를 들어, 중심)으로부터의 다양한 방사상 거리에서의 온도 커브 (1302)를 도시한다. 커브(1302) 및 도시된 존들을 포함하여 플랏 (1300) 및 그것의 엘리먼트들은 축척에 맞게 도시되지 않고 단위 없이 설명 목적으로 도시된다. 도포 롤러의 중심으로부터 바깥쪽으로 방향을 따라, 도포 롤러는 냉각제 존, 금속 코어 존 및 고무 코팅 존을 포함할 수 있다. 필름은 동일한 방향을 따라 필름이 제 1 층과 컨택 층을 포함하도록 도포 롤러에 인접하여 위치될 수 있다. 필름은 금속 스트립에 맞닿아 압축될 수 있다.
사전 가열된 금속 스트립은 온도(1304) (예를 들어, 200℃)에서 제공될 수 있다. 그러나, 냉각제는 사전 가열된 금속 스트립보다 실질적으로 더 낮은 온도 (1306)로 제공될 수 있다. 따라서, 온도 구배가 커브 (1302)에 의해 근사된, 냉각제와 금속 스트립 사이에 존재한다. 냉각제 (1306)는 내부 표면 (1310)의 온도를 온도 (1306)쪽으로 끌어 내리려는 시도로 압축 가능한 층의 내부 표면 (1310)으로부터 열을 흡수할 것이다. 동시에, 사전 가열된 금속 스트립의 더 높은 온도 (1304)는 필름을 통해 전도될 것이고, 압축 가능한 층의 외부 표면 (1312)의 온도를 상승 시키려고 할 것이다. 따라서, 내부 표면 (1310)과 외부 표면 (1312) 사이의 온도 갭 (1308)을 정의하는 압축 가능한 층 내에 온도 구배가 존재한다. 이 온도 갭 (1308)은 압축 가능한 층에 대해 바람직한 열전도도를 갖는 재료를 선택함으로써 제어될 수 있다. 이 온도 갭 (1308)은 냉각제 (1306)의 온도 (1306) 및 사전 가열된 금속 스트립의 온도 (1305)를 조정함으로써 추가로 제어될 수 있다. 온도 갭 (1308)은 내부 표면 (1310)의 온도가 최대 셋포인트(setpoint) (1314) 미만으로 유지되도록 (예를 들어, 박리 또는 다른 고장의 위험이 수용할 수 없을 정도로 높은 최대 온도, 예컨대, 압축 가능한 층을 금속 코어에 접착하기 위해 사용되는 접착제의 용융 온도) 그리고 외부 표면 (1312)의 온도가 최소 셋포인트 (1316) (예를 들어, 라미네이션 동안 중합체 필름의 컨택 층의 적절한 용융을 보장하기 위한 최소 온도) 초과로 유지되도록 제어될 수 있다.
도 14는 본 개시의 특정 측면에 따른 라미네이션 공정 동안 도포 롤의 온도를 제어하기 위한 공정 (1400)을 도시한 플로우 차트이다. 공정 (1400)은 도 11의 도포 롤러 (1150) 및 라미네이션 시스템 (1114)을 사용할 수 있다. 옵션의 블록 (1402)에서, 도포 롤의 압축 가능한 층이 사전 가열될 수 있다. 본 출원에서 설명된 것처럼, 압축 가능한 층은 가열된 냉각 유체 및/또는 외부 히터를 사용하여 사전 가열될 수 있다. 다른 메커니즘들이 압축 가능한 층 (예를 들어, 금속 코어내에 내장된 저항성 히터들)을 사전 가열하기 위해 사용될 수 있다.
블록 (1404)에서, 가압력들이 사전 가열된 금속 스트립과 도포 롤 사이에 인가된다. 가압력들은 중합체 필름을 금속 스트립에 견고하게 부착시키기 위해 인가될 수 있다.
블록 (1406)에서, 압축 가능한 층의 표면과 관련된 온도가 결정될 수 있다. 온도는 압축 가능한 층의 내부 표면 또는 외부 표면의 온도를 포함할 수 있다. 온도를 결정하는 단계는 압축 가능한 층의 온도를 직접 측정하거나, 인접한 엘리먼트의 온도를 측정하고, 압축 가능한 층의 온도를 추정하거나, 또는 다른 센서로부터의 입력이 있거나 없는 모델을 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 블록 (1408)에서, 냉각제 소스의 파라미터들은 블록 (1406)에서 결정된 온도에 기초하여 조절될 수 있다. 냉각제 소스의 파라미터는 블록 (1410)에서 도포 롤을 통과하는 냉각제로부터 압축 가능한 층에 제공되는 냉각 또는 가열의 양을 조절할 수 있다. 냉각제 소스의 파라미터는 압력 소스, 밸브, 열 교환기 및 다른 이런 파라미터들과 관련된 파라미터를 포함할 수 있다. 냉각제 소스의 파라미터를 조정하는 것은 다른 특징들 중 냉각제의 체적 유량 또는 온도가 변화하는 것으로 귀결될 수 있다.
블록 (1410)에서, 냉각제는 도포 롤을 통과한다. 냉각제는 블록 (1408)에서 설정된 파라미터에 따라 또는 미리 설정된 파라미터에 따라 통과될 수 있다. 냉각제를 도포 롤에 통과시키는 것은 도포 롤에서 온도 구배를 유도하는 것을 포함할 수 있다. 온도 구배는 압축 가능한 층의 내부 표면의 온도가 최대 셋포인트 미만으로 유지되고 압축 가능한 층의 외부 표면의 온도가 최소 셋포인트 초과로 유지되도록 유도될 수 있다.
연속적인 라미네이션 동안, 냉각제는 블록 (1404)에서 가압력이 도포 롤과 사전 가열된 금속 스트립 사이에 인가되는 동안 블록 (1410)에서 도포 롤을 통해 연속적으로 흐를 수 있다. 연속적인 라미네이션 동안, 압축 가능한 층의 표면의 온도는 블록 (1408)에서 냉각제 소스의 파라미터의 연속적인 또는 반복적인 조정을 제공하기 위해 블록 (1406)에서 연속적으로 또는 반복적으로 결정될 수 있다.
일부 경우들에서, 추론 또는 모델이 냉각제 소스에 대한 적절한 파라미터를 결정하는데 사용되는 경우, 블록 (1406)없이, 공정 (1400)이 수행될 수 있다.
일부 경우들에서, 도 11 내지 도 14를 참고로 하여 설명된 시스템 및 방법은 금속 스트립에 필름의 라미네이션을 고속으로 그리고 공기 포집 또는 블리스터링(blistering)의 위험을 크게 감소시켜 가능하게 할 수 있다. 일부 경우들에서, 이러한 시스템 및 방법은 특정 바람직한 결과를 산출하기 위해 공기 포집 또는 블리스터링의 양을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 낮은 열전도도 또는 거친 표면이 바람직한 특정 용도에 대하여 증가된 공기 포집 또는 블리스터링이 더 바람직할 수 있다. 일부 경우들에서, 이들 시스템 및 방법은 라미네이트된 금속 스트립이 어닐링 될 때 바람직하게 사용될 수 있지만, 그러나 이들 시스템 및 방법은 또한 그 후에 어닐링되지 않은 라미네이트된 금속 스트립을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
도 15는 본 개시의 특정 측면에 따라 프로세스되고 테스트된 라미네이트된 알루미늄 금속의 샘플들의 세트 (1500)를 도시하는 그래픽 매트릭스이다. 세트 (1500)는 사용된 전처리 방법 (예를 들어, 공정 (900)에 따라 도포된 변환 층)에 따라 수직으로 배열되고 그리고 사용된 어닐링 온도 (예를 들어, 공정(500)의 블록 (508)에서 T2)에 따라 수평으로 배열된다. 도 15에 도시된 바와 같이, 샘플들을 테스트하고 비교하는 것은, 전처리 방법(들) 및 어닐링 온도(들)의 어떤 조합이 바람직한 결과들을 생성하는지의 결정을 알아낼 수 있다. 상이한 전처리 및 어닐링과는 별개로, 세트 (1500)의 각각의 샘플들은 동일한 유형의 필름으로 라미네이트된 알루미늄 시트를 포함한다.
세트 (1500)의 각각의 샘플들은 산성 수조 테스트 및 박리 테스트를 포함하는 유사한 테스트 절차들의 결과를 표시한다. 산성 수조 테스트의 경우, 각각의 샘플의 대략 하단 2/3는 100℃에서 30 분 동안 3% 아세트산 수조에 담근다. 어느 정도의 블러싱은 각각의 샘플에서 볼 수 있으며, 일부 샘플들은 다른 샘플보다 많거나 또는 작은 블러싱을 갖는다. 블러싱의 레벨은 육안 검사에 따라 1-10의 스케일로 스코어링 되었고, 스코어 7 은 경계선이 바람직하고, 스코어 10 점은 최상의 성능 (예를 들어, 최소 블러싱)이었다. 박리 테스트에 대해, 알루미늄 금속 스트립보다 큰 경도 (예를 들어, 알루미늄 그 자체보다 더 크고 및/또는 금속 스트립의 변환 층보다 더 큰)를 갖는 재료로 다양한 방향으로 각각의 샘플이 스크래치(scratch)되었다. 일반적으로, 박리 테스트는 대각선 스크래치 패턴 및 수직 - 수평 스크래치 패턴을 포함한다. 박리의 존재 및 박리량의 결정은 각각의 샘플에 대해 기록되었다. 박리의 존재는 특히 수직 - 수평 스크래치 패턴에서 쉽게 볼 수 있다. 박리량은 육안 검사에 기초하여 결정될 수 있다.
샘플 (1502, 1504, 1506, 1508, 1510)을 포함하는 샘플의 제 1 열은 모두 실레인계 (예를 들어, 실리콘 테트라하이드라이드계) 전처리를 사용하여 전처리되었다. 샘플 (1512, 1514, 1516, 1518 및 1520)을 포함하는 샘플들의 두 번째 행은 모두 크롬 -III 계 (예를 들어, 삼이산화 크롬(chromium sesquioxide)계) 전처리를 사용하여 사전 처리되었다. 샘플(1522, 1524, 1526, 1528 및 1530)을 포함하는 샘플의 세 번째 행은 모두 티타늄/지르코늄 계 전처리를 사용하여 사전 처리되었다.
샘플 (1502, 1512, 1522)를 포함하는 샘플의 제 1 열은 모두 라미네이션 후 어닐링없이 (예를 들어, 공정 (500)의 블록 (508)을 수행하지 않고) 준비되었다. 샘플 (1504, 1514, 1524)를 포함하는 샘플의 제 2 열은 라미네이션 후 245℃에서 모두 어닐링되었다 (예를 들어, 공정 (500)의 블록 (508)에서 T2 = 245℃).샘플 (1506, 1516, 1526)를 포함하는 샘플의 제 3 열은 라미네이션 후 250℃에서 모두 어닐링되었다 (예를 들어, 공정 (500)의 블록 (508)에서 T2 = 250℃).샘플 (1508, 1518, 1528)를 포함하는 샘플의 제 4 열은 라미네이션 후 275℃에서 모두 어닐링되었다 (예를 들어, 공정 (500)의 블록 (508)에서 T2 = 275℃).샘플 (1510, 1520, 1530)를 포함하는 샘플의 제 5 열은 라미네이션 후 290℃에서 모두 어닐링되었다 (예를 들어, 공정 (500)의 블록 (508)에서 T2 = 290℃).
도 15에서 나타낸 바와 같이, 라미네이션 이후에, 275℃ 이상, 예컨대 250℃ 초과의 온도에서 어닐링된 샘플 (1508, 1510, 1518, 1520, 1528, 1530)은, 박리 테스트에서 테스트 후 외관상 필름이 거의 또는 전혀 박리가 없이 잘 수행되었다. 박리량은 어닐링이 없거나 250℃ 이하의 어닐링 온도로는 실질적으로 더 나빠졌다.
세트 (1500)의 샘플의 블러싱 성능은 도 15에서 볼 수 있고 및/또는 10이 가장 우수한 1-10의 스케일에서 다음과 같이 정량화될 수 있다. 샘플 (1502, 1504, 1506, 1508, 1510)은 개별적으로 4, 4, 5, 1 및 1의 블러싱 값을 가질 수 있다. 샘플 (1512, 1514, 1516, 1518, 1520)은 개별적으로 9, 9, 8, 1 및 1의 블러싱 값을 가질 수 있다. 샘플들 (1522, 1524, 1526, 1528, 130)은 개별적으로 4, 4, 6, 1 및 1의 블러싱 값을 가질 수 있다. 주목할 것은 블러싱 성능은 각각의 샘플의 대략 하단 2/3는 임의의 산 테스트나 유사한 조건에 노출되지 않았거나 산성 시험된 샘플들과 유사한 조건들 (예를 들어, 시간 및 온도) 하에서 중성 수조(예를 들어, 탈 이온수 수조)에 노출된 알루미늄 금속의 샘플 또는 부분과 비교하여 특성화할 수 있다. 예를 들어, 샘플 (1530)의 상단 1/3과 하단 2/3 사이의 색상의 차이는 미약하지만, 샘플 (1530)의 블러싱 성능은 알루미늄 금속의 미처리 재료와 비교할 때 1로 특징지어 질 수 있다.
예시된 실시예들을 포함하는 실시예들의 앞에서의 설명은 단지 예시 및 설명의 목적을 위해 제공되었고; 개시된 정확한 형태들에 제한되거나 또는 망라된 것으로 의도되지 않는다. 다양한 수정예들, 개작들 및 그것의 이용은 당해 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 연속적인 공정 라인에서 움직이는 금속 스트립들을 참고로 하여 설명되었지만, 측면들 본 개시의 측면들은 정지상태 금속 블랭크들 상에 사용 가능할 수 있다.
아래에 사용되는, 일련의 예들에 대한 임의의 언급은 각각의 해당 예제들을 택일적으로 언급하는 것으로 이해되어야 한다 (예를 들어, “예제들 1-4은” “예들 1, 2, 3, 또는 4”로서 이해되어야 한다).
예제 1은 캔 엔드 스톡(can end stock)를 준비하기 위한 방법이고 : 금속스트립을 250℃ 미만의 제 1 온도로 사전-가열하는 단계(pre- heating); 라미네이트된 금속 스트립을 생산하기 위해 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 중합체 필름을 라미네이팅하는 단계로서, 상기 중합체 필름의 주 성분은 상기 제 1 온도 보다 더 높은 용융 온도를 갖는, 상기 라미네이팅하는 단계; 및 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링 온도에서 어닐링하는 단계로서, 상기 어닐링 온도는 상기 중합체 필름의 용융 온도보다 더 높은, 상기 어닐링하는 단계를 포함한다.
예제 2는 예제 1의 방법에 있어서, 상기 금속 스트립은 알루미늄 스트립이다.
예제 3은 예제 1 또는 2의 방법에 있어서, 상기 금속 스트립은 AA5182 알루미늄 합금이다.
예제 4는 예제 1 내지 3의 방법에 있어서, 상기 금속 스트립에 변환 코팅(conversion coating)을 도포하는 단계를 더 포함하고, 상기 금속 스트립의 상기 제 1 측면에 상기 중합체 필름을 라미네이팅하는 단계는 상기 중합체 필름을 상기 변환 코팅에 라미네이팅하는 단계를 포함한다.
예제 5는 예제 1 내지 4의 방법에 있어서, 상기 중합체 필름을 라미네이팅하는 단계는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 상기 금속 스트립에 라미네이팅하는 단계를 포함한다.
예제 6은 예제 1 내지 5의 방법에 있어서, 상기 금속 스트립의 제 2 측면에 래커 또는 다른 중합체 필름의 층을 도포하는 단계를 더 포함하고, 상기 금속 스트립의 제 1 측면은 상기 금속 스트립으로부터 형성된 캔 엔드(can end)의 안쪽을 마주하는 측면(interior-facing side)에 해당하고, 상기 금속 스트립의 제 2 측면은 상기 금속 스트립으로 형성된 캔 엔드의 바깥쪽을 마주하는 측면(exterior-facing side)에 해당한다.
예제 7은 예제 1 내지 6의 방법에 있어서, 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링하는 단계는 상기 금속 스트립의 표면 텍스쳐로 상기 중합체 필름을 용융시키기에 충분한 지속기간동안 상기 중합체 필름의 온도를 상승시키는 단계를 포함한다.
예제 8은 예제 1 내지 7의 방법에 있어서, 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링하는 단계는 상기 중합체 필름의 온도를 적어도 250℃까지 상승시키는 단계를 포함한다.
예제 9는 예제 1 내지 8의 방법에 있어서, 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링하는 단계는 상기 중합체 필름의 온도를 적어도 265℃까지 상승시키는 단계를 포함한다.
예제 10은 예제 1 내지 9의 방법에 있어서, 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링하는 단계는 상기 중합체 필름의 온도를 적어도 280℃까지 상승시키는 단계를 포함한다.
예제 11은 예제 1 내지 10의 방법에 있어서, 중합체 필름이 비정질로 있는 것을 보장하기 위해 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링 한 후에 상기 라미네이트된 금속 스트립을 냉각시키는 단계를 더 포함한다.
예제 12는 예제 1 내지 11의 방법에 있어서, 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링 한 후에 상기 라미네이트된 금속 스트립에 윤활유를 도포하는 단계를 더 포함한다.
예제 13은 예제 1 내지 12의 방법에 있어서, 테스트된 성능에 기초하여 복수의 변환 층 파라미터 후보들로부터 변환 층 파라미터를 선택하는 단계; 및 상기 중합체 필름을 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 라미네이팅하기 전에 상기 변환 층 파라미터에 따라 상기 금속 스트립에 변환 층을 도포하는 단계를 더 포함한다.
예제 14는 예제 13의 방법에 있어서, 상기 테스트된 성능은 블러싱 성능이다.
예제 15는 변환 층 파라미터를 결정하기 위한 방법이고 : 복수의 변환 층 파라미터 후보들을 결정하는 단계; 상기 복수의 변환 층 파라미터 후보들의 각각에 대하여, 예제들 1 내지 14의 방법에 따라 캔 엔드 스톡 샘플을 준비하는 단계; 상기 캔 엔드 스톡 샘플들의 각각에 대하여 블러싱 성능을 평가하는 단계; 및 상기 평가된 블러싱 성능에 기초하여 상기 복수의 변환 층 파라미터 후보들로부터 변환 층 파라미터를 선택하는 단계를 포함한다.
예제 16은 예제 1 내지 15의 방법에 있어서, 상기 중합체 필름을 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 라미네이팅하기 전에 상기 금속 스트립의 표면 조도(surface roughness)를 조절하는 단계를 더 포함한다.
예제 17은 예제 16의 방법에 있어서, 상기 표면 조도를 조절하는 단계는 상기 중합체 필름의 컨택 층의 두께보다 낮은 값으로 상기 표면 조도의 높이를 감소시키는 단계를 포함한다.
예제 18은 예제 1 내지 17의 방법에 있어서, 상기 중합체 필름을 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 라미네이팅하는 단계는 : 중공 금속 코어를 둘러싸는 압축 가능한 층을 갖는 도포 롤러를 이용하여 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 붙여서 상기 중합체 필름을 압축하는 단계; 및 상기 압축 가능한 층의 온도를 제어하기 위해 상기 중공 금속 코어에 유체를 통과시키는 단계를 포함한다.
예제 19는 예제 18의 방법에 있어서, 상기 중합체 필름을 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 라미네이팅하기 전에 상기 압축 가능한 층을 사전 가열하는 단계를 더 포함한다.
예제 20은 예제들 18 또는 19의 방법에 있어서, 상기 중공 금속 코어에 상기 유체를 통과시키는 단계는 상기 유체를 냉각시켜 상기 압축 가능한 층의 내부 표면과 상기 압축 가능한 층의 외부 표면 사이에 열 구배를 유도하도록 상기 압축 가능한 층의 내부 표면으로부터 열을 추출하는 단계를 포함한다.
예제 21은 예제 20의 방법에 있어서, 상기 유체를 냉각시키는 단계는 상기 압축 가능한 층의 내부 표면의 내부 온도를 최대 셋포인트(setpoint) 미만으로 그리고 상기 압축 가능한 층의 외부 표면의 외부 온도를 최소 셋포인트 초과로 유지하기에 충분하게 상기 유체의 온도를 감소시키는 단계를 포함한다.
예제 22는 예제 18 내지 21의 방법에 있어서, 상기 압축 가능한 층의 온도를 결정하는 단계; 및 상기 압축 가능한 층의 온도에 기초하여 상기 유체의 온도 또는 체적 유량을 조절하는 단계를 더 포함한다.
예제 23은 예제들 1 내지 22의 방법에 따라 준비된 캔 엔드 스톡 제품이다.
예제 24는 본체(body piece) 및 엔드 캡을 포함하는 음료수 캔이고, 상기 엔드 캡은 예제들 1 내지 22의 방법에 따라 준비된 캔 엔드 스톡으로 형성된다.
예제 25는 시스템이고 : 금속 스트립을 수용하고 상기 금속 스트립을 사전 가열 온도로 사전 가열하기 위한 사전 가열 퍼니스(furnace); 상기 사전 가열 온도에서 상기 금속 스트립을 수용하고 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 중합체 필름을 도포하기 위해 상기 사전 가열 퍼니스의 다운스트림에 위치된 라미네이션 시스템으로서, 상기 사전 가열 온도는 상기 중합체 필름의 주 성분의 용융 온도 미만인, 상기 라미네이션 시스템; 및 라미네이트된 금속 스트립을 수용하고 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링 온도로 가열하기 위해 상기 라미네이션 시스템의 다운스트림에 위치된 어닐링 퍼니스로서, 상기 어닐링 온도는 상기 중합체 필름의 주 성분의 용융 온도 보다 더 큰, 상기 어닐링 퍼니스를 포함한다.
예제 26은 예제 25의 시스템에 있어서, 상기 금속 스트립은 알루미늄 스트립이다.
예제 27은 예제들 25 또는 26의 시스템에 있어서, 상기 금속 스트립은 AA5182 알루미늄 합금이다.
예제 28은 예제들 25 내지 27의 시스템에 있어서, 변환 코팅을 상기 금속 스트립에 도포하기 위한 변환 코팅 도포 시스템을 더 포함하고, 상기 라미네이션 시스템은 상기 중합체 필름을 상기 변환 코팅에 도포하도록 구성된다.
예제 29는 예제들 25 내지 28의 시스템에 있어서, 상기 라미네이션 시스템은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 서플라이에 결합된다.
예제 30은 예제들 25 내지 29의 시스템에 있어서, 래커의 층을 상기 금속 스트립의 제 2 측면에 도포하기 위한 래커 도포 시스템을 더 포함한다.
예제 31은 예제들 25 내지 30의 시스템에 있어서, 상기 라미네이션 시스템은 상기 제 1 측면에 반대인 상기 금속 스트립의 제 2 측면에 추가의 중합체 필름을 도포하도록 구성된다.
예제 32는 예제들 25 내지 31의 시스템에 있어서, 상기 어닐링 퍼니스는 상기 금속 스트립의 표면 텍스쳐로 상기 중합체 필름을 용융시키기에 충분한 지속기간동안 상기 중합체 필름의 온도를 상승시키기에 충분한 길이를 갖는다.
예제 33은 예제들 25 내지 32의 시스템에 있어서, 상기 어닐링 퍼니스는 상기 중합체 필름의 온도를 적어도 250℃까지 상승시키기에 충분한 열을 제공하도록 구성된다.
예제 34는 예제들 25 내지 33의 시스템에 있어서, 상기 어닐링 퍼니스는 상기 중합체 필름의 온도를 적어도 265℃까지 상승시키기에 충분한 열을 제공하도록 구성된다.
예제 35는 예제들 25 내지 34의 시스템에 있어서, 상기 어닐링 퍼니스는 상기 중합체 필름의 온도를 적어도 280℃까지 상승시키기에 충분한 열을 제공하도록 구성된다.
예제 36은 예제들 25 내지 35의 시스템에 있어서, 테스트된 성능에 기초하여 복수의 변환 층 파라미터 후보들에서 선택된 변환 층 파라미터에 따라 상기 금속 스트립에 변환 층을 도포하기 위한 변환 층 도포용 도구(applicator)를 더 포함한다.
예제 37은 예제들 25 내지 36의 시스템에 있어서, 상기 금속 스트립의 표면 조도를 조절하기 위한 표면 조도 조절기를 더 포함하고, 상기 표면 조도 조절기는 상기 라미네이션 시스템의 업스트림에 위치된다.
예제 38은 예제 37의 시스템에 있어서, 상기 표면 조도 조절기는 상기 중합체 필름의 컨택 층의 두께보다 낮은 값으로 상기 표면 조도의 높이를 감소시키도록 구성된다.
예제 39는 예제들 25 내지 38의 시스템이고, 상기 라미네이션 시스템은 : 중공 금속 코어를 둘러싸는 압축 가능한 층을 포함하는 도포 롤러; 및 상기 압축 가능한 층의 온도를 제어하기 위해 상기 중공 금속 코어의 통로에 냉각제를 제공하기 위한 냉각제 소스를 포함한다.
예제 40은 예제 39의 시스템에 있어서, 상기 압축 가능한 층을 사전 가열하기 위해 상기 압축 가능한 층에 인접하여 위치된 외부 히터를 더 포함하다.
예제 41은 예제들 39 내지 40의 시스템에 있어서, 상기 라미네이션 시스템은 상기 압축 가능한 층의 내부 표면 및 상기 압축 가능한 층의 외부 표면에 걸친 온도 구배를 유지하기 위해 상기 냉각제 소스에 의해 제공되는 상기 냉각제의 체적 유량 또는 온도를 조절하기 위한 상기 냉각제 소스에 결합된 제어기를 더 포함한다.
예제 42는 예제 41의 시스템에 있어서, 상기 라미네이션 시스템은 상기 압축 가능한 층의 온도와 관련된 온도 신호를 제공하기 위해 상기 제어기에 결합된 온도 센서를 더 포함한다.
예제 43은 예제들 41 또는 42의 시스템에 있어서, 상기 라미네이션 시스템은 모델을 수용하는 데이터 저장소를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 모델에 기초하여 상기 냉각제 소스를 제어하도록 상기 데이터 저장소에 결합된다.
예제 44는 예제들 39 내지 43의 시스템에 있어서, 상기 라미네이션 시스템은 상기 압축 가능한 층의 내부 표면의 내부 온도를 최대 셋포인트 미만으로 유지하고 그리고 상기 압축 가능한 층의 외부 표면의 외부 온도를 최소 셋포인트 초과로 유지하기 위해 상기 냉각제 소스에 의해 제공되는 상기 냉각제의 체적 유량 또는 온도를 조절하기 위한 상기 냉각제 소스에 결합된 제어기를 더 포함한다.
예제 45는 금속을 라미네이팅하기 위한 방법이고 : 중공 금속 코어를 둘러싸는 압축 가능한 층을 갖는 도포 롤러를 이용하여 사전 가열된 금속 스트립의 제 1 측면에 붙여서 중합체 필름을 압축하는 단계; 및 상기 압축 가능한 층의 온도를 제어하기 위해 상기 중공 금속 코어에 유체를 통과시키는 단계를 포함한다.
예제 46는 예제 45의 방법에 있어서, 상기 중합체 필름을 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 라미네이팅하기 전에 상기 압축 가능한 층을 사전 가열하는 단계를 더 포함한다.
예제 47은 예제 46의 방법에 있어서, 상기 압축 가능한 층을 사전 가열하는 단계는 상기 중공 금속 코어에 가열된 유체를 통과시키는 단계를 포함한다.
예제 48은 예제들 46 또는 47의 방법에 있어서, 상기 압축 가능한 층을 사전 가열하는 단계는 상기 압축 가능한 층을 외부에서 가열하는 단계를 포함한다.
예제 49는 예제들 45 내지 48의 방법에 있어서, 상기 중공 금속 코어에 상기 유체를 통과시키는 단계는 상기 유체를 냉각시켜 상기 압축 가능한 층의 내부 표면과 상기 압축 가능한 층의 외부 표면 사이에 열 구배를 유도하도록 상기 압축 가능한 층의 내부 표면으로부터 열을 추출하는 단계를 포함한다.
예제 50은 예제들 45 내지 49의 방법에 있어서, 상기 유체를 냉각시키는 단계는 상기 압축 가능한 층의 내부 표면의 내부 온도를 최대 셋포인트(setpoint) 미만으로 그리고 상기 압축 가능한 층의 외부 표면의 외부 온도를 최소 셋포인트 초과로 유지하기에 충분하게 상기 유체의 온도를 감소시키는 단계를 포함한다.
예제 51은 예제들 45 내지 50의 방법에 있어서, 상기 압축 가능한 층의 온도를 결정하는 단계; 및 상기 압축 가능한 층의 온도에 기초하여 상기 유체의 온도 또는 체적 유량을 조절하는 단계를 더 포함한다.
예제 52는 예제 51의 방법에 있어서, 상기 압축 가능한 층의 온도를 결정하는 단계는 온도 센서로부터 상기 압축 가능한 층의 온도 측정값을 수신하는 단계를 포함한다.
예제 53은 예제들 51 또는 52의 방법에 있어서, 상기 압축 가능한 층의 온도를 결정하는 단계는 온도 센서로부터 상기 압축 가능한 층의 근처의 엘리먼트의 온도 측정값을 수신하는 단계를 포함한다.
예제 54는 예제들 51 내지 53의 방법에 있어서, 상기 압축 가능한 층의 온도를 결정하는 단계는 모델을 액세스하는 단계를 포함한다.
예제 55는 예제들 45 내지 54의 방법에 있어서, 상기 사전 가열된 금속 스트립의 라인 속도에서의 변화를 감지하는 단계; 및 상기 라인 속도에서의 변화에 기초하여 상기 유체의 온도 또는 체적 유량을 조절하는 단계를 더 포함한다.

Claims (55)

  1. 캔 엔드 스톡(can end stock)을 준비하기 위한 방법에 있어서,
    금속스트립을 250℃미만의 제 1 온도로 사전 가열하는 단계(pre- heating);
    라미네이트된 금속 스트립을 생산하기 위해 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 중합체 필름을 라미네이팅하는 단계로서, 상기 중합체 필름의 주 성분은 상기 제 1 온도보다 더 높은 용융 온도를 갖는, 상기 라미네이팅하는 단계(laminating); 및
    상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링 온도에서 어닐링하는 단계로서, 상기 어닐링 온도는 상기 중합체 필름의 용융 온도보다 더 높은, 상기 어닐링하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 금속 스트립은 알루미늄 스트립인, 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 금속 스트립은 AA5182 알루미늄 합금인, 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 금속 스트립에 변환 코팅(conversion coating)을 도포하는 단계를 더 포함하고, 상기 금속 스트립의 상기 제 1 측면에 상기 중합체 필름을 라미네이팅하는 단계는 상기 중합체 필름을 상기 변환 코팅에 라미네이팅하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 중합체 필름을 라미네이팅하는 단계는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 상기 금속 스트립에 라미네이팅하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 금속 스트립의 제 2 측면에 래커(lacquer) 또는 다른 중합체 필름의 층을 도포하는 단계를 더 포함하고, 상기 금속 스트립의 제 1 측면은 상기 금속 스트립으로부터 형성된 캔 엔드(can end)의 안쪽을 마주하는 측면(interior-facing side)에 해당하고, 상기 금속 스트립의 제 2 측면은 상기 금속 스트립으로 형성된 캔 엔드의 바깥쪽을 마주하는 측면(exterior-facing side)에 해당하는, 방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링하는 단계는 상기 금속 스트립의 표면 텍스쳐(surface texture)로 상기 중합체 필름을 용융시키기에 충분한 지속기간(duration)동안 상기 중합체 필름의 온도를 상승시키는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링하는 단계는 상기 중합체 필름의 온도를 적어도 250℃까지 상승시키는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링하는 단계는 상기 중합체 필름의 온도를 적어도 265℃까지 상승시키는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링하는 단계는 상기 중합체 필름의 온도를 적어도 280℃까지 상승시키는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 중합체 필름이 비정질로 있는 것을 보장하기 위해 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링 한 후에 상기 라미네이트된 금속 스트립을 냉각시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링 한 후에 상기 라미네이트된 금속 스트립에 윤활유를 도포하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 청구항 1에 있어서,
    테스트된 성능에 기초하여 복수의 변환 층 파라미터 후보들로부터 변환 층 파라미터를 선택하는 단계; 및
    상기 중합체 필름을 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 라미네이팅하기 전에 상기 변환 층 파라미터에 따라 상기 금속 스트립에 변환 층을 도포하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 테스트된 성능은 블러싱(blushing) 성능인, 방법.
  15. 변환 층 파라미터를 결정하기 위한 방법에 있어서,
    복수의 변환 층 파라미터 후보들을 결정하는 단계;
    상기 복수의 변환 층 파라미터 후보들 각각에 대하여, 청구항 1의 방법에 따라 캔 엔드 스톡 샘플을 준비하는 단계;
    상기 캔 엔드 스톡 샘플들의 각각에 대하여 블러싱 성능을 평가하는 단계; 및
    상기 평가된 블러싱 성능에 기초하여 상기 복수의 변환 층 파라미터 후보들로부터 변환 층 파라미터를 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 중합체 필름을 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 라미네이팅하기 전에 상기 금속 스트립의 표면 조도(surface roughness)를 조절하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 표면 조도를 조절하는 단계는 상기 중합체 필름의 컨택 층의 두께보다 낮은 값으로 상기 표면 조도의 높이를 감소시키는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 청구항 1에 있어서, 상기 중합체 필름을 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 라미네이팅하는 단계는 :
    중공 금속 코어를 둘러싸는 압축 가능한 층을 갖는 도포 롤러를 이용하여 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 붙여서 상기 중합체 필름을 압축하는 단계; 및
    상기 압축 가능한 층의 온도를 제어하기 위해 상기 중공 금속 코어에 유체를 통과시키는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 중합체 필름을 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 라미네이팅하기 전에 상기 압축 가능한 층을 사전 가열하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  20. 청구항 18에 있어서, 상기 중공 금속 코어에 상기 유체를 통과시키는 단계는 상기 유체를 냉각시켜 상기 압축 가능한 층의 내부 표면과 상기 압축 가능한 층의 외부 표면 사이에 열 구배(thermal gradient)를 유도하도록 상기 압축 가능한 층의 내부 표면으로부터 열을 추출하는 단계를 포함하는, 방법.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 유체를 냉각시키는 단계는 상기 압축 가능한 층의 내부 표면의 내부 온도를 최대 셋포인트(setpoint) 미만으로 그리고 상기 압축 가능한 층의 외부 표면의 외부 온도를 최소 셋포인트 초과로 유지하기에 충분하게 상기 유체의 온도를 감소시키는 단계를 포함하는, 방법.
  22. 청구항 18에 있어서,
    상기 압축 가능한 층의 온도를 결정하는 단계; 및
    상기 압축 가능한 층의 온도에 기초하여 상기 유체의 온도 또는 체적 유량을 조절하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  23. 청구항 1의 방법에 따라 준비된 캔 엔드 스톡 제품.
  24. 본체(body piece) 및 엔드 캡을 포함하는 음료수 캔에 있어서, 상기 엔드 캡은 청구항 1의 방법에 따라 준비된 캔 엔드 스톡으로 형성되는, 음료수 캔.
  25. 시스템에 있어서,
    금속 스트립을 수용하고 상기 금속 스트립을 사전 가열 온도로 사전 가열하기 위한 사전 가열 퍼니스(furnace);
    상기 사전 가열 온도에서 상기 금속 스트립을 수용하고, 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 중합체 필름을 도포하기 위해 상기 사전 가열 퍼니스의 다운스트림(downstream)에 위치된 라미네이션 시스템으로서, 상기 사전 가열 온도는 상기 중합체 필름의 주 성분의 용융 온도 미만인, 상기 라미네이션 시스템; 및
    라미네이트된 금속 스트립을 수용하고, 상기 라미네이트된 금속 스트립을 어닐링 온도로 가열하기 위해 상기 라미네이션 시스템의 다운스트림에 위치된 어닐링 퍼니스로서, 상기 어닐링 온도는 상기 중합체 필름의 주 성분의 용융 온도 보다 더 큰, 상기 어닐링 퍼니스를 포함하는, 시스템.
  26. 청구항 25에 있어서, 상기 금속 스트립은 알루미늄 스트립인, 시스템.
  27. 청구항 25에 있어서, 상기 금속 스트립은 AA5182 알루미늄 합금인, 시스템.
  28. 청구항 25에 있어서, 변환 코팅을 상기 금속 스트립에 도포하기 위한 변환 코팅 도포 시스템을 더 포함하고, 상기 라미네이션 시스템은 상기 중합체 필름을 상기 변환 코팅에 도포하도록 구성된, 시스템.
  29. 청구항 25에 있어서, 상기 라미네이션 시스템은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 서플라이에 결합된, 시스템.
  30. 청구항 25에 있어서, 래커의 층을 상기 금속 스트립의 제 2 측면에 도포하기 위한 래커 도포 시스템을 더 포함하는, 시스템.
  31. 청구항 25에 있어서, 상기 라미네이션 시스템은 상기 제 1 측면에 반대인 상기 금속 스트립의 제 2 측면에 추가의 중합체 필름을 도포하도록 구성된, 시스템.
  32. 청구항 25에 있어서, 상기 어닐링 퍼니스는 상기 금속 스트립의 표면 텍스쳐로 상기 중합체 필름을 용융시키기에 충분한 지속기간동안 상기 중합체 필름의 온도를 상승시키기에 충분한 길이를 갖는, 시스템.
  33. 청구항 25에 있어서, 상기 어닐링 퍼니스는 상기 중합체 필름의 온도를 적어도 250℃까지 상승시키기에 충분한 열을 제공하도록 구성된, 시스템.
  34. 청구항 25에 있어서, 상기 어닐링 퍼니스는 상기 중합체 필름의 온도를 적어도 265℃까지 상승시키기에 충분한 열을 제공하도록 구성된, 시스템.
  35. 청구항 25에 있어서, 상기 어닐링 퍼니스는 상기 중합체 필름의 온도를 적어도 280℃까지 상승시키기에 충분한 열을 제공하도록 구성된, 시스템.
  36. 청구항 25에 있어서, 테스트된 성능에 기초하여 복수의 변환 층 파라미터 후보들에서 선택된 변환 층 파라미터에 따라 상기 금속 스트립에 변환 층을 도포하기 위한 변환 층 도포용 도구(applicator)를 더 포함하는, 시스템.
  37. 청구항 25에 있어서, 상기 금속 스트립의 표면 조도를 조절하기 위한 표면 조도 조절기를 더 포함하고, 상기 표면 조도 조절기는 상기 라미네이션 시스템의 업스트림(upstream)에 위치되는, 시스템.
  38. 청구항 37에 있어서, 상기 표면 조도 조절기는 상기 중합체 필름의 컨택 층의 두께보다 낮은 값으로 상기 표면 조도의 높이를 감소시키도록 구성된, 시스템.
  39. 청구항 25에 있어서, 상기 라미네이션 시스템은 :
    중공 금속 코어를 둘러싸는 압축 가능한 층을 포함하는 도포 롤러; 및
    상기 압축 가능한 층의 온도를 제어하기 위해 상기 중공 금속 코어의 통로에 냉각제를 제공하기 위한 냉각제 소스를 포함하는, 시스템.
  40. 청구항 39에 있어서,
    상기 압축 가능한 층을 사전 가열하기 위해 상기 압축 가능한 층에 인접하여 위치된 외부 히터를 더 포함하는, 시스템.
  41. 청구항 39에 있어서, 상기 라미네이션 시스템은 상기 압축 가능한 층의 내부 표면 및 상기 압축 가능한 층의 외부 표면에 걸친 온도 구배를 유지하기 위해 상기 냉각제 소스에 의해 제공되는 상기 냉각제의 체적 유량 또는 온도를 조절하기 위한 상기 냉각제 소스에 결합된 제어기를 더 포함하는, 시스템.
  42. 청구항 41에 있어서, 상기 라미네이션 시스템은 상기 압축 가능한 층의 온도와 관련된 온도 신호를 제공하기 위해 상기 제어기에 결합된 온도 센서를 더 포함하는, 시스템.
  43. 청구항 41에 있어서, 상기 라미네이션 시스템은 모델을 수용하는 데이터 저장소를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 모델에 기초하여 상기 냉각제 소스를 제어하도록 상기 데이터 저장소에 결합된, 시스템.
  44. 청구항 39에 있어서, 상기 라미네이션 시스템은 상기 압축 가능한 층의 내부 표면의 내부 온도를 최대 셋포인트 미만으로 유지하고 그리고 상기 압축 가능한 층의 외부 표면의 외부 온도를 최소 셋포인트 초과로 유지하기 위해 상기 냉각제 소스에 의해 제공되는 상기 냉각제의 체적 유량 또는 온도를 조절하기 위한 상기 냉각제 소스에 결합된 제어기를 더 포함하는, 시스템.
  45. 금속을 라미네이트시키기 위한 방법에 있어서,
    중공 금속 코어를 둘러싸는 압축 가능한 층을 갖는 도포 롤러를 이용하여 사전 가열된 금속 스트립의 제 1 측면에 붙여서 중합체 필름을 압축하는 단계; 및
    상기 압축 가능한 층의 온도를 제어하기 위해 상기 중공 금속 코어에 유체를 통과시키는 단계를 포함하는, 방법.
  46. 청구항 45에 있어서,
    상기 중합체 필름을 상기 금속 스트립의 제 1 측면에 라미네이팅하기 전에 상기 압축 가능한 층을 사전 가열하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  47. 청구항 46에 있어서, 상기 압축 가능한 층을 사전 가열하는 단계는 상기 중공 금속 코어에 가열된 유체를 통과시키는 단계를 포함하는, 방법.
  48. 청구항 46에 있어서, 상기 압축 가능한 층을 사전 가열하는 단계는 상기 압축 가능한 층을 외부에서 가열하는 단계를 포함하는, 방법.
  49. 청구항 45에 있어서, 상기 중공 금속 코어에 상기 유체를 통과시키는 단계는 상기 유체를 냉각시켜 상기 압축 가능한 층의 내부 표면과 상기 압축 가능한 층의 외부 표면 사이에 열 구배를 유도하도록 상기 압축 가능한 층의 내부 표면으로부터 열을 추출하는 단계를 포함하는, 방법.
  50. 청구항 49에 있어서, 상기 유체를 냉각시키는 단계는 상기 압축 가능한 층의 내부 표면의 내부 온도를 최대 셋포인트(setpoint) 미만으로 그리고 상기 압축 가능한 층의 외부 표면의 외부 온도를 최소 셋포인트 초과로 유지하기에 충분하게 상기 유체의 온도를 감소시키는 단계를 포함하는, 방법.
  51. 청구항 45에 있어서,
    상기 압축 가능한 층의 온도를 결정하는 단계; 및
    상기 압축 가능한 층의 온도에 기초하여 상기 유체의 온도 또는 체적 유량을 조절하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  52. 청구항 51에 있어서, 상기 압축 가능한 층의 온도를 결정하는 단계는 온도 센서로부터 상기 압축 가능한 층의 온도 측정값을 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  53. 청구항 51에 있어서, 상기 압축 가능한 층의 온도를 결정하는 단계는 온도 센서로부터 상기 압축 가능한 층 근처에 엘리먼트의 온도 측정값을 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  54. 청구항 51에 있어서, 상기 압축 가능한 층의 온도를 결정하는 단계는 모델을 액세스하는 단계를 포함하는, 방법.
  55. 청구항 45에 있어서,
    상기 사전 가열된 금속 스트립의 라인 속도에서의 변화를 감지하는 단계; 및
    상기 라인 속도에서의 변화에 기초하여 상기 유체의 온도 또는 체적 유량을 조절하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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