PL191296B1

PL191296B1 - Sposób powlekania metalowego podłoża termoplastycznym materiałem powłokowym

Info

Publication number: PL191296B1
Application number: PL336898A
Authority: PL
Inventors: Petrus Cornelis Jozef Beentjes; Veenen Willem Jan Van
Original assignee: Corus Staal Bv
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1998-05-14
Publication date: 2006-04-28
Also published as: US6458235B1; EP1021300B1; DE69810503T2; CN1260748A; KR100544783B1; AU8434598A; KR20010012786A; BR9809449A; AU720985B2; CN1075445C; CA2290671C; CA2290671A1; PL336898A1; ID24515A; RU2203349C2; DE69810503D1; EP1021300A1; WO1998052750A1; NL1006109C2

Abstract

1. Sposób powlekania metalowego pod lo za termoplasty- cznym materia lem pow lokowym, znamienny tym, ze wst ep- nie podgrzewa si e pod lo ze (1) do temperatury wynosz acej tu z przed powlekaniem od 70°C i 150°C, korzystnie od 100°C do 130°C dla pow loki zawieraj acej polipropylen, a od 80°C do 110°C dla pow loki zawieraj acej polietylen, na pierwszym stanowisku do powlekania (4), wyciska si e wspó lbie znie sto- piony arkusz (6) zawieraj acy warstw e z poliolefiny wierzchni a i przywieraj ac a, powleka si e powierzchni e pod lo za (1) stopio- nym wyci sni etym arkuszem (6) poprzez doci sni ecie go do powierzchni pod lo za (1), w obecno sci ozonu, korzystnie w ilo sci 8 mg na m 2 , zmodyfikowan a tym ozonem warstw a przywieraj ac a uzyskuj ac pod lo ze powleczone jednostronnie (9), transportuje si e pod lo ze powleczone jednostronnie (9) na drugie stanowisko do powlekania (10) podgrzewa si e pod lo ze powleczone jednostronnie (9) do temperatury wynosz acej tu z przed powlekaniem od 70°C do 130°C, korzystnie od 80°C do 120°C, dla na lo zonego ju z arkusza (6) z polipropylenu i od 80°C do 110°C dla na lo zonego ju z arkusza (6) z polietylenu na drugim stanowisku do powlekania (10) powleka si e niepowle- czon a powierzchni e pod lo za powleczonego jednostronnie (9) stopionym wyci sni etym arkuszem (6) poprzez doci sni ecie go w obecno sci ozonu korzystnie w ilo sci 8 mg na m 2 do niepowleczonej powierzchni pod lo za powleczonego jedno- stronnie (9) uzyskuj ac pod lo ze ....... PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób powlekania metalowego podłoża termoplastycznym materiałem powłokowym.

W niniejszym zgłoszeniu, materiały termoplastyczne są rozumiane także jako oznaczają ce tworzywa sztuczne, które składają się zasadniczo z termoplastów, a ponadto z dodatków, które są dodane w celu uzyskania pewnych właściwości.

Powlekanie metalicznych podłóż warstwami tworzywa sztucznego jest znane w praktyce i odpowiednie, zwłaszcza tam gdzie zastosowany metal ma być chroniony przed warunkami atmosferycznymi, ogólnie korozyjnymi, albo tam gdzie środowisko ma być zabezpieczone przed niepożądanym działaniem metalu, albo tam gdzie należy unikać obu wspomnianych powyżej działań, tak jak w przypadku opakowań. Na przykład pewne puszki na żywność były od dawna wytwarzane ze stali ocynkowanej, nazywanej także blachą białą, zabezpieczonej z jednej strony warstwą tworzywa sztucznego w celu zapobiegania dostawaniu się metalu do żywności oraz rdzewieniu pojawiającemu się w rezultacie korozyjnego oddziaływania żywności oraz z drugiej strony, aby zachować dobry wygląd opakowania przez wystarczająco długi czas.

Te warstwy powłokowe, które zwykle są organiczne, są generalnie nakładane poprzez lakierowanie. Może być konieczne nakładanie innych warstw powłokowych od wewnątrz i z zewnątrz wieka. Warstwa powłokowa znajdująca się wewnątrz musi po pierwsze zapewniać dobre zabezpieczenie przed korozją od strony odpowiedniego produktu, który ma być zakonserwowany i zapakowany, podczas gdy na zewnątrz ważny jest wygląd, na przykład połysk i kolor, oraz odporność mechaniczna.

Etap obróbki maszynowej podczas wytwarzania opakowania, taki jak składanie korpusu i wieka w przypadku puszki do ż ywności albo do napoju, może spowodować na przykład narzucenia warstwie powłokowej bardziej szczegółowych wymagań. Ważne jest, aby warstwa powłokowa na zewnątrz była zarówno odporna na zadrapania jak i łatwo odkształcalna tak, aby wytrzymywała operację składania bez uszkodzeń.

W celu nałożenia organicznej powłoki zewnętrznej, niezależnie od lakierowania częściowo wykończonego opakowania, można sobie także wyobrazić wykonywanie powłoki na wcześniejszym etapie w łańcuchu produkcyjnym w postaci procesu powlekania walcowego, na przykład lakierowania walcowego, powlekania błoną foliową (co jest nazywane także laminowaniem walcowym), podczas którego na podłoże jest nakładana błona z tworzywa sztucznego, oraz powlekania przez wyciskanie, co jest postacią powlekania błoną, podczas którego błona nie jest skądś dostarczana, ale, jak to już robiono, jest wytwarzana poprzez wyciskanie w punkcie, który jest powlekany, i jest nakładana na podłoże.

Każdy sposób powlekania ma swoje wady wynikające z natury materiału powłokowego albo z natury sposobu powlekania. Jest jasne, że z lakierowaniem jest związana wada odparowywania rozpuszczalników, co jest nawet bardzo dużą wadą jeśli rozpuszczalniki zawierają LSO (= lotne składniki organiczne), co ma miejsce w wielu przypadkach.

Powlekanie błoną nie jest ogólnie uważane za osiągalną ekonomicznie alternatywę. Wytwarzanie błony, jej zwijanie, transport i ponowne rozwijanie powoduje, po zsumowaniu, powstanie alternatywy, która nie jest konkurencyjna dla lakierowania.

Proces powlekania przez wyciskanie jako sposób nakładania jest atrakcyjny, ponieważ nie posiada on wspomnianej powyżej wady ekonomicznej, ale jest on trudny do wykonywania w przypadku pewnych kombinacji. Dotyczy to głównie jednostronnych albo dwustronnych powłok z poliolefinami. Wspomniane poliolefiny nie posiadają wrodzonych właściwości, które są konieczne do dobrego przywierania do podłoża metalowego. Z tego powodu wybierane są zwykle poliolefinowe warstwy powłokowe, które są wyposażone w zmodyfikowaną warstwę przywierającą. Wspomniana warstwa przywierająca składa się więc z poliolefin zmodyfikowanych za pomocą grup kwasu karboksylowego albo grup bezwodnikowych. Odpowiednie warstwy przywierające bazujące na poliolefinach mogą być wytwarzane na przykład poprzez kopolimeryzację propylenu albo etylenu albo kombinacji ostatnich dwóch z α-nienasyconymi kwasami karboksylowymi, β-nienasyconymi kwasami karboksylowymi, asocjowanymi bezwodnikami, albo asocjowanymi estrami albo pół-estrami. Ich przykładami są kwas akrylowy, kwas metakrylowy, kwas krotonowy, kwas cynamonowy, kwas maleinowy, kwas fumarowy i tym podobne. Procentowa zawartość wagowa takich modyfikujących monomerów wynosi normalnie pomiędzy 1 i 15%.

PL 191 296 B1

Takie monomery wspomagające przywieranie są zdolne do spojenia się z powierzchnią podłoża, ale tylko jeśli poliolefinowa warstwa przywierająca ma przez pewien czas temperaturę powyżej temperatury topnienia, w wyniku czego staje się możliwa dyfuzja monomerów wspomagających przywieranie poprzez poliolefiny do powierzchni podłoża i monomer wspomagający przywieranie może chemicznie i fizycznie reagować z powierzchnią podłoża. Okazało się niemożliwe spowodowanie przywierania wystarczającego do dalszego transportu produktu na linii za pomocą wyciskania poliolefiny wyposażonej w monomery wspomagające przywieranie na podłoże metalowe, które jest doprowadzone do temperatury niższej od temperatury topnienia odpowiedniej poliolefiny. Zamiast tego, błona przechodzi do chłodzonego wewnętrznie metalowego walca dociskającego, który dociska warstwę powłokową do podłoża, i błona jest nawijana na walec dociskający. Wstępne podgrzanie pasa metalu do temperatury powyżej temperatury topnienia poliolefiny jest oczywiście bardzo łatwe. Powoduje to przywieranie zmodyfikowanej poliolefinowej warstwy powłokowej do pasa metalu. Jednak jeśli druga strona pasa także ma być powleczona i nie dzieje się to w tym samym czasie co powlekanie wspomnianej powyżej strony, to pojawia się taki problem, że warstwa powłokowa na wspomnianej powyżej stronie jest uszkadzana podczas etapu powlekania drugiej strony, ponieważ temperatura produktu jest, mimo wszystko, wyższa od temperatury topnienia poliolefinowej warstwy powłokowej. W rezultacie warstwa powłokowa kontaktuje się ze stalowym walcem dociskającym w stanie stopionym czyli bardzo niestabilnym i jest uszkadzana.

Odnośnie do modyfikacji błony z tworzywa sztucznego, takiej jak na przykład za pomocą utleniania powierzchni poprzez obróbkę koronową, wyciskania w bardzo wysokiej temperaturze albo obróbki płomieniowej, należy zaznaczyć, że sposoby te nie są ogólnie łatwo wykonalne dla wykonywanej na miejscu modyfikacji stopionego, bardzo cienkiego arkusza tworzywa sztucznego. Obróbka koronowa zapewnia wytwarzanie ładunków elektrostatycznych, w wyniku czego stopiony arkusz jest odpychany od instalacji koronowej i obróbka traci swoją skuteczność. W przypadku wyciskania poliolefin w bardzo wysokiej temperaturze, wolna powierzchnia warstwy powłokowej się utlenia, powodując zwiększenie oddziaływania materiału opakowania na smak produktu, którym jest ono napełnione; obróbce płomieniowej towarzyszy strumień gazu, który odpycha stopiony arkusz tworzywa sztucznego i dodatkowo powoduje powstanie dość duż ej iloś ci ciepł a dookoł a wylotu dyszy.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu powlekania taniego i prostego.

Sposób powlekania metalowego podłoża termoplastycznym materiałem powłokowym według wynalazku charakteryzuje się tym, że wstępnie podgrzewa się podłoże do temperatury wynoszącej tuż przed powlekaniem od 70°C i 150°C, korzystnie od 100°C do 130°C dla powłoki zawierającej polipropylen, a od 80°C do 110°C dla powłoki zawierającej polietylen, na pierwszym stanowisku do powlekania, wyciska się współbieżnie stopiony arkusz zawierający warstwę z poliolefiny wierzchnią i przywierającą, powleka się powierzchnię podłoża stopionym wyciśniętym arkuszem poprzez dociśnięcie go w obecnoś ci ozonu, korzystnie w iloś ci 8 mg na m² zmodyfikowaną tym ozonem warstwą przywieraj ą cą do powierzchni podłoża uzyskując podłoże powleczone jednostronnie transportuje się podłoże powleczone jednostronnie na drugie stanowisko do powlekania podgrzewa się podłoże powleczone jednostronnie do temperatury wynoszącej tuż przed powlekaniem od 70°C do 130°C, korzystnie od 80°C do 120°C, dla nałożonego już arkusza z polipropylenu i od 80°C do 110°C dla nałożonego już arkusza z polietylenu na drugim stanowisku do powlekania powleka się niepowleczoną powierzchnię podłoża powleczonego jednostronnie stopionym wyciśniętym arkuszem poprzez dociśnięcie go w obecności ozonu korzystnie w ilości 8 mg na m² do niepowleczonej powierzchni podło ża powleczonego jednostronnie uzyskując podłoże powleczone dwustronnie podgrzewa się podłoże powleczone dwustronnie do temperatury wyższej od temperatury topnienia nałożonej poliolefiny, korzystnie od 150°C do 280°C a następnie chłodzi się podłoże powleczone dwustronnie.

Sposób powlekania metalowego podłoża termoplastycznym materiałem powłokowym według wynalazku charakteryzuje się tym, że wstępnie podgrzewa się podłoże do temperatury wynoszącej tuż przed powlekaniem od 70°C do 150°C, a korzystnie od 100°C do 130°C, na pierwszym stanowisku do powlekania wyciska się stopiony arkusz z poliestru zawierający co najmniej jedną warstwę z poliestru, powleka się podłoże stopionym arkuszem z poliestru dociskając go do powierzchni podłoża i uzyskując podłoże powleczone jednostronnie transportuje się podłoże powleczone jednostronnie na drugie stanowisko do powlekania podgrzewa się podłoże powleczone jednostronnie do temperatury wynoszącej tuż przed powlekaniem od 70°C do 130°C, korzystnie od 90°C do 120°C, na drugim stanowisku do powlekania wyciska się współbieżnie stopiony arkusz zawierający warstwy z poliolefiny wierzchnią i przywierają c ą , powleka się niepowleczoną powierzchnię podł o ż a powleczonego jednostronnie

PL 191 296 B1 stopionym wyciśniętym arkuszem poprzez dociśnięcie go, w obecności ozonu, korzystnie w ilości 8 mg na m² zmodyfikowaną tym ozonem warstwą przywierającą do niepowleczonej powierzchni podłoża powleczonego jednostronnie uzyskując podłoże powleczone dwustronnie podgrzewa się podłoże powleczone dwustronnie do temperatury wyższej od temperatury topnienia nałożonej poliolefiny, korzystnie od 150°C i 280°C, a następnie chłodzi się podłoże powleczone dwustronnie.

Niespodziewanie okazało się, że modyfikacja może być w rzeczywistości pomyślnie wykonywana poprzez wykorzystanie bardzo małej ilości ozonu, który utlenia powierzchnię arkusza stopionej poliolefiny w taki sposób, że pewne przywieranie do podłoża, które ma nadaną wstępnie temperaturę niższą niż temperatura topnienia poliolefiny, ma miejsce nawet w zacisku laminującym. Przy spajaniu na miejscu okazało się odpowiednie, aby warstwa powłokowa podążała za podłożem, a w rezultacie nie za chłodzonym wewnętrznie walcem, do sekcji późniejszego podgrzewania, gdzie ma miejsce dalsze ulepszenie przywierania poprzez podgrzanie do temperatury powyżej temperatury topnienia poliolefiny, po czym następuje dyfuzja grup wspomagających przywieranie do powierzchni podłoża i dalsze reakcje chemiczne albo fizyczne.

Okazało się ponadto, że kopolimeryzacja propylenu z etylenem powoduje to, że ulepszone jest oddziaływanie ozonu, w wyniku czego początkowe przywieranie warstwy powłokowej do podłoża się polepsza.

W wyniku odpowiedniej obróbki chłodzącej, na przyk ład korzystnie poprzez ostudzenie w wodzie, termoplastyczna warstwa powłokowa pozostaje na tyle bezpostaciowa na ile jest to możliwe w przypadku warstwy powłokowej z poliestru, albo zwłaszcza monokrystaliczna w przypadku warstwy powłokowej z poliolefiny. Wytworzone w ten sposób powleczone podłoże jest zdolne do wytrzymania odkształceń, na przykład powstałych w rezultacie składania. Faktycznie dochodzi znowu do pewnego stopnia rekrystalizacja, w wyniku podgrzewania w późniejszym czasie, na przykład podczas sterylizacji; jednak nie jest to wtedy wadą ale przeciwnie - zaletą. W wyniku rekrystalizacji zwiększa się krystaliczność i, w rezultacie, twardość warstwy powłokowej.

Korzystne może być dodanie do materiału termoplastycznego LDPE, korzystnie 5-20% wagowych. Powoduje to lepszą obrabialność stopionego arkusza z ulepszonym początkowym przywieraniem po obróbce ozonowej.

Według wynalazku, uzyskuje się metalowe podłoże powleczone materiałem termoplastycznym, w którym grubość podłoża wynosi 0,05-0,30 mm, a grubość termoplastycznej warstwy powłokowej wynosi 3-50 μm.

Warstwa tworzywa sztucznego jest nakładana, na przykład za pomocą wyciskarki, za pomocą, której można także nakładać system wielowarstwowy.

Poliolefiny takie jak PP i PE są nakładane na metalowe podłoże 1 w postaci stopionej, na przykład tak jak pokazano na fig. 1 przedstawiającej urządzenie do nakładania warstwy tworzywa sztucznego na metalowe podłoże. Odległość wylotu dyszy od zacisku pomiędzy dwoma walcami wynosi pomiędzy 4 i 25 cm, a korzystnie pomiędzy 8 i 20 cm. Taki sposób nakładania jest możliwy dla tworzyw sztucznych posiadających dość małą wytrzymałość w stanie stopionym, takich jak poliestry, tylko przy małym stosunku rozciągnięcia, to znaczy przy małej prędkości pasa.

Ozon koncentruje się pomiędzy arkuszem 6 stopionym i podłożem 1. Otwór wylotowy z systemu nakładania jest skierowany w kierunku stopionego arkusza 6. W wyniku niezwykle małej koniecznej ilości gazu nie zakłóca się pasa stopionego arkusza 6.

W wyniku zastosowania sposobu nakładania i w połączeniu z obróbką cieplną korzystne jest, kiedy tylko jest to możliwe, aby grubość podłoża 1 i warstwy powłokowej znajdowały się w określonych zakresach.

Korzystnie grubość termoplastycznej warstwy powłokowej zmienia się w zakresie od 3 do 20 μm. Stopiony arkusz 1 jest już cienki i w wyniku odpowiedniej prędkości dostarczania w połączeniu z odpowiednią prędkością podłoża, może być jeszcze cieńszy do określonego zakresu w wyniku rozciągania jednoosiowego. Z punktu widzenia zużycia materiału, pożądana jest tak cienka warstwa tworzywa sztucznego jak to jest tylko możliwe. Jednak z funkcjonalnego punktu widzenia można stosować, w zależności od zastosowania, dolny limit większy niż 3 μm. Metalowe podłoże 1 może zasadniczo zawierać żelazo, na przykład może być stalą. Jest to tani i atrakcyjny materiał, który można ponownie wykorzystać (możliwość odzysku). Ponadto, podłoże 1 zasadniczo zawierające żelazo może być łatwo podgrzane za pomocą indukcji, a temperatury stosowane w niniejszym sposobie nie mają żadnego znacznego wpływu na mechaniczne właściwości podłoża 1. W celu dobrego przywierania odpowiednia jest stal opakowaniowa typu ECCS.

PL 191 296 B1

Stal opakowaniowa powleczona materiałem termoplastycznym zawierającym zasadniczo PP jest, na przykład, szczególnie odpowiednia dla tak zwanych zastosowań pokrywowych. Z wyników testów przeprowadzonych na puszkach przechowywanych w klimatyzowanych pomieszczeniach, wykonanych z materiału według wynalazku i napełnionych żywnością, wynika, że dla materiału pokrywy będącego stalą opakowaniową według wynalazku wyposażoną w warstwę powłokową z PP osiągnięto bardzo dobre wyniki. Materiał wykonany w ten sposób okazuje się posiadać zarówno dobrą odporność na korozję jak i na zadrapania tak, że ta sama warstwa może być zastosowana zarówno wewnątrz jak i na zewnątrz puszki na żywność, to znaczy jako dwustronna na materiale początkowym. Powleczony materiał może być także bez trudności obrabiany w ujawniony sposób.

Przykład wykonania 1

Nakładanie arkusza 6 z PP po obu stronach podłoża 1 przebiega na przykład następująco. Poddane wcześniej chromowaniu galwanicznemu podłoże 1 stalowe (ECCS = stal, chromowane elektrolitycznie) jest wstępnie podgrzewane w piecu 2 do 130°C.

Podgrzane podłoże 1 jest doprowadzane do pierwszego stanowiska do powlekania 4 i na tym pierwszym stanowisku do powlekania 4 przechodzi przez zacisk powlekający utworzony przez gumowy walec podporowy 7 i wypolerowany chłodzony walec dociskający 8.

W tym zacisku na podło że 1 jest nakładany arkusz 6 ze stopionego PP. Arkusz 6 na szerokość od 10 do 40 mm większą niż szerokość podłoża 1. Arkusz 6 jest utworzony z warstwy przywierającej stykającej się z podłożem i z warstwy wierzchniej grubszej od warstwy przywierającej. Arkusz 6 jest nakładany na podłoże 1 przy pomocy pierwszego stanowiska do powlekania 4 zawierającego dwie wyciskarki, przy czym wychodzące z nich strumienie tworzyw sztucznych są łączone w głowicy do wyciskania współbieżnego.

Pewna ilość ozonu jest kierowana na stopiony arkusz 6, tak nisko jak to jest możliwe, tuż przed zaciskiem tak, że zawartość procentowa, dopiero co powstałej powierzchni jest w tym punkcie maksymalna. Odpowiednia ilość to 8 mg ozonu na m2. Utworzony laminat ECCS i PP jest chłodzony tylko na długości styku zacisku przez wypolerowany chłodzący walec dociskający 8 tak, że nałożony arkusz 6 PP przyjmuje chropowatość walca dociskającego 8, ale temperatura laminatu spada tylko o niewielką wartość. Utlenianie poliolefinowej powierzchni stykającej się ze stalowym podłożem 1 zapewnia, że arkusz 6 przywiera do stalowego podłoża 1 wystarczająco, aby mógł oderwać się od chłodzonego wewnętrznie walca dociskającego 8, następnie podłoże powleczone jednostronnie 9 jest doprowadzane do temperatury 120°C w piecu 13 i jest doprowadzane do drugiego stanowiska do powlekania 10.

Na drugim stanowisku do powlekania 10 na niepowleczoną stronę podłoża powleczonego jednostronnie 9 jest nakładany poliolefinowy arkusz 6 tworzywa sztucznego, w sposób opisany powyżej i tak samo w obecności ozonu. Nadal w tej samej sekcji podło że powleczone dwustronnie 11 jest następnie podgrzewane za pomocą ogrzewania indukcyjnego do temperatury pomiędzy 150°C i 280°C, a korzystnie pomiędzy 180°C i 225°C, utrzymywane w tej temperaturze przez 0,5 do 20 sekund, a następnie gwałtownie chłodzone w zbiorniku wodnym. Potem nastę puje osuszanie za pomocą walców wyżymających albo gorącego powietrza.

Po nałożeniu arkuszy 6 tworzywa sztucznego na obie strony i zmaksymalizowaniu przywierania, nadmiar tworzywa sztucznego jest usuwany z obu krawędzi podłoża powleczonego dwustronnie 11 za pomocą odpowiedniej techniki cięcia, takiej jak cięcie za pomocą lasera albo za pomocą strumienia wody. Na koniec podłoże powleczone dwustronnie 11 jest nawijane albo cięte na płyty.

Ze stali opakowaniowej powleczonej we wspomniany powyżej sposób wytwarzane są w tradycyjny sposób na przykład pokrywy. Pokrywy te są następnie wyposażane w zwykły sposób w odpowiedni składnik. Nałożony składnik jest następnie osuszany w piecu konwekcyjnym w takich warunkach, że pokrywa osiąga temperaturę 110 do 150°C, a korzystnie 110 do 120°C. Pokrywy wykonane w ten sposób zachowują się lepiej niż pokrywy wykonane z ECCS posiadające taką samą grubość i taką samą jakość oraz wyposaż one po obu stronach w warstwę lakieru w iloś ci 5 g/m².

Przykład wykonania nr 2

Wygląda on tak jak przykład wykonania nr 1, ale w tym przypadku na pierwszym stanowisku do powlekania 4, na jedną stronę podłoża 1 jest nakładany arkusz 6 z poliestru i jest otrzymywane podłoże powleczone jednostronnie 9, a następnie, na drugim stanowisku do powlekania 10 na niepowleczoną stronę podłoża powleczonego jednostronnie 9 jest nakładany arkusz 6 z polipropylenu składającego się z homopolimerowej warstwy przywierającej i homopolimerowej warstwy wierzchniej. Jest to wykonywane następująco.

PL 191 296 B1

Poddane wcześniej chromowaniu galwanicznemu podłoże 1 stalowe (ECCS = stal chromowana elektrolitycznie) jest wstępnie podgrzewana w piecu 2 do 130°C.

Podgrzane podłoże 1 jest doprowadzone do pierwszego stanowiska do powlekania 4 i na tym pierwszym stanowisku do powlekania 4 przechodzi przez zacisk powlekający utworzony przez gumowy walec podporowy 7 i wypolerowany chłodzony walec dociskający 8. W tym zacisku na podłoże 1 jest nakładany arkusz 6 ze stopionego poliestru. Arkusz 6 ma szerokość od 10 do 40 mm większą niż szerokość podłoża 1. Arkusz 6 jest nakładany na podłoże 1 przy pomocy pierwszego stanowiska do powlekania 4 zawierającego dwie wyciskarki, przy czym wychodzące z nich strumienie tworzyw sztucznych są łączone w głowicy do wyciskania współbieżnego.

Utworzony laminat ECCS i PP jest chłodzony tylko na długości styku zacisku przez wypolerowany chłodzący walec dociskający 8 tak, że nałożony arkusz PP przyjmuje chropowatość chłodzącego walca dociskającego 8, ale temperatura laminatu spada tylko o niewielką wartość.

W ten sposób uzyskuje się podłoże powleczone jednostronnie 9.

To podłoże powleczone jednostronnie 9 jest doprowadzone do temperatury 120°C w piecu 13. Na drugim stanowisku do powlekania 10 na niepowleczoną stronę podłoża powleczonego jednostronnie 9 jest nakładany arkusz 6 ze stopionego PP. Arkusz 6 składa się z warstwy przywierającej, która kontaktuje się z podłożem i z warstwy wierzchniej. Warstwa wierzchnia jest grubsza niż warstwa przywierająca. Ozon w ilości wynoszącej 8 mg na m² jest kierowany na stopiony arkusz 6 tak nisko jak to jest możliwe tuż przed zaciskiem, tak, że zawartość procentowa, dopiero co powstałej powierzchni jest w tym punkcie maksymalna.

Utlenianie poliolefinowej warstwy przywierającej stykającej się ze stalowym podłożem 1 zapewnia to, że arkusz 6 przywiera do stalowego podłoża 1 wystarczająco tak, aby mógł oderwać się od chłodzonego wewnętrznie walca dociskającego 8.

W tej samej sekcji podłoże powleczone dwustronnie 11 jest następnie podgrzewane za pomocą ogrzewania indukcyjnego do temperatury pomiędzy 150°C i 280°C, a korzystnie pomiędzy 210°C i 265°C, utrzymywane w tej temperaturze przez 0,5 do 20 sekund, a następnie gwałtownie chłodzone w zbiorniku wodnym.

Potem następuje osuszanie za pomocą walców wyżymających albo gorącego powietrza, a po nałożeniu warstw tworzywa sztucznego na obie strony uzyskane jest podłoże powleczone dwustronnie 11 i po zmaksymalizowaniu przywierania, nadmiar tworzywa sztucznego jest usuwany z obu krawędzi podłoża powleczonego dwustronnie 11 za pomocą odpowiedniej techniki cięcia, takiej jak cięcie za pomocą lasera albo za pomocą strumienia wody, na koniec podłoże powleczone dwustronnie 11 jest nawijane albo cięte na płyty.

Przykład wykonania nr 3

Zamiast homopolimerowej warstwy przywierającej wybrana została kopolimerowa warstwa przywierająca, która także zawiera pewną zawartość procentową PE. W dokładnie tych samych warunkach przywieranie okazuje się być bardzo pewne i całkowicie odpowiednie dla dalszej obróbki zaraz za zaciskiem.

Przykład porównawczy nr 1

Wygląda tak jak przykład wykonania nr 1, ale bez ozonu.

Okazało się, że po nałożeniu w zacisku stopionego arkusza 6, wewnętrznie chłodzone stalowe walce dociskające 8 odciągają poliolefinowy arkusz 6 od podłoża 1, niezależnie od szorstkości wspomnianych walców 8, w wyniku czego pomiędzy podłoże 1 i arkusz 6 dostaje się powietrze, nawet jeśli początkowy odcinek arkusz 6 jest bezpiecznie przyklejony do podłoża 1 za pomocą taśmy. W wyniku tej penetracji powietrzem, w piecu do późniejszego podgrzewania wytwarzany jest bardzo nierówny wyrób, który nie może być obrabiany.

Przykład porównawczy nr 2

Wygląda tak jak przykład nr 1, ale temperatura wstępnego podgrzewania podłoża 1 wynosi teraz 200°C, a generator ozonu jest wyłączony.

W zależności od grubości stopionego arkusza 6, przywiera on lepiej lub gorzej do podłoża 1 za pierwszym stanowiskiem do powlekania 4. Grubość stopionego arkusza 6 poniżej 10 mikrometrów bardzo gwałtownie krzepnie na wewnętrznie chłodzonym walcu dociskającym 8, w wyniku czego dyfuzja grup wspomagających przywieranie dość szybko się zatrzymuje i przywieranie jest hamowane. Jednak na drugim stanowisku powlekania 10 temperatura podłoża powleczonego jednostronnie 9 nadal wynosi 150°C, a poliolefinowy arkusz 6 już nałożony na pierwszym stanowisku do powlekania 4 jest uszkadzany. W rezultacie wytwarzany jest bardzo nierówny wyrób.

PL 191 296 B1

Wynalazek zostanie teraz wyjaśniony bardziej szczegółowo w odniesieniu do rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do wykonywania sposobu według wynalazku.

Na fig. 1 numer 1 oznacza metalowe podłoże typu pasowego, które przechodzi, na przykład, przez piec indukcyjny 2.

Podłoże 1, które opuszcza piec 2, na przykład pionowo, przechodzi dookoła walca odchylającego 3 do pierwszego stanowiska do powlekania 4, które zawiera wyciskarkę, generator ozonu 5, walec dociskający 8, na przykład stalowy, oraz walec podporowy 7, korzystnie wyposażony w warstwę gumową. Wylot z generatora ozonu 5 jest korzystnie umieszczony tak blisko jak to jest możliwe rejonu, w którym podłoże 1 i arkusz 6 wychodzący z wyciskarki łączą się ze sobą , tuż przed zaciskiem pomię dzy walcem podporowym 7 i walcem dociskającym 8.

Po przejściu przez pierwsze stanowisko do powlekania 4 wytworzone jest jednostronnie powleczone podłoże 9, które przechodzi, ewentualnie poprzez piec 13, do drugiego stanowiska do powlekania 10. Stanowisko to zawiera drugie urządzenie wyciskające, drugi generator ozonu 5, oraz walec podporowy 7 i walec dociskający 8.

Po drugim powlekaniu, podłoże powleczone dwustronnie 11 opuszcza urządzenie poprzez piec 12.

Urządzenie wyciskające jest odpowiednie do wyciskania arkusza 6 z poliolefiny, na przykład z PP albo PE, wyposażonego w warstwę przywierającą z poliestru. Urządzenie wyciskające korzystnie zawiera urządzenie wyciskające dla poliolefin oraz wykorzystywane jest jedno dla poliestru i jednego wybranego materiału. Urządzenie wyciskające drugiego stanowiska do powlekania 10 jest odpowiednie dla poliolefin. Możliwa jest zamiana lokalizacji stanowisk do powlekania pierwszego 4 i drugiego 10 między sobą.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób powlekania metalowego podłoża termoplastycznym materiałem powłokowym, znamienny tym, że wstępnie podgrzewa się podłoże (1) do temperatury wynoszącej tuż przed powlekaniem od 70°C i 150°C, korzystnie od 100°C do 130°C dla powłoki zawierającej polipropylen, a od 80°C do 110°C dla powłoki zawierającej polietylen, na pierwszym stanowisku do powlekania (4), wyciska się współbieżnie stopiony arkusz (6) zawierający warstwę z poliolefiny wierzchnią i przywierającą, powleka się powierzchnię podłoża (1) stopionym wyciśniętym arkuszem (6) poprzez dociśnięcie go do powierzchni podłoża (1), w obecności ozonu, korzystnie w ilości 8 mg na m², zmodyfikowaną tym ozonem warstwą przywierającą uzyskując podłoże powleczone jednostronnie (9), transportuje się podłoże powleczone jednostronnie (9) na drugie stanowisko do powlekania (10) podgrzewa się podłoże powleczone jednostronnie (9) do temperatury wynoszącej tuż przed powlekaniem od 70°C do 130°C, korzystnie od 80°C do 120°C, dla nałożonego już arkusza (6) z polipropylenu i od 80°C do 110°C dla nałożonego już arkusza (6) z polietylenu na drugim stanowisku do powlekania (10) powleka się niepowleczoną powierzchnię podłoża powleczonego jednostronnie (9) stopionym wyciśniętym arkuszem (6) poprzez dociśnięcie go w obecności ozonu korzystnie w ilości 8 mg na m² do niepowleczonej powierzchni podłoża powleczonego jednostronnie (9) uzyskując podłoże powleczone dwustronnie (11), podgrzewa się podłoże powleczone dwustronnie (11) do temperatury wyższej od temperatury topnienia nałożonej poliolefiny, korzystnie od 150°C do 280°C, a następnie chłodzi się podłoże powleczone dwustronnie (11).
2. Sposób powlekania metalowego podłoża termoplastycznym materiałem powłokowym, znamienny tym, że wstępnie podgrzewa się podłoże (1) do temperatury wynoszącej tuż przed powlekaniem od 70°C do 150°C, a korzystnie od 100°C do 130°C, na pierwszym stanowisku do powlekania (4) wyciska się stopiony arkusz (6) z poliestru zawierający, co najmniej jedną warstwę z poliestru, powleka się podłoże (1) stopionym arkuszem (6) z poliestru dociskając go do powierzchni podłoża (1) i uzyskując podłoże powleczone jednostronnie (9) transportuje się podłoże powleczone jednostronnie (9) na drugie stanowisko do powlekania (10) podgrzewa się podłoże powleczone jednostronnie (9) do temperatury wynoszącej tuż przed powlekaniem od 70°C do 130°C, korzystnie od 90°C do 120°C, na drugim stanowisku do powlekania (10) wyciska się współbieżnie stopiony arkusz (6) zawierający warstwy z poliolefiny wierzchnią i przywierającą, powleka się niepowleczoną powierzchnię podłoża powleczonego jednostronnie (9) stopionym wyciśniętym arkuszem (6) poprzez dociśnięcie go do niepowleczonej powierzchni podłoża powleczonego jednostronnie (9), w obecności ozonu, korzystnie w ilości 8 mg na m² zmodyfikowaną tym ozonem warstwą przywierają cą do niepowleczonej po8

PL 191 296 B1 wierzchni podłoża powleczonego jednostronnie (9) uzyskując podłoże powleczone dwustronnie (11) podgrzewa się podłoże powleczone dwustronnie (11) do temperatury wyższej od temperatury topnienia nałożonej poliolefiny, korzystnie od 150°C i 280°C, a następnie chłodzi się podłoże powleczone dwustronnie (11).