[发明专利]生产层压材料的方法和设备

说明书

本发明涉及生产包括单面或双面都层压有一种或多种聚合物膜的金属板的层压材料的方法和设备。

US-A-3679513描述了一种在预设定的加热周期中将聚乙烯膜贴到钢质基材上的方法。钢质基材用铬/氧化铬涂层，并进行预加热，以软化将在夹辊之间贴到基材两面上的聚乙烯膜。然后将得到的层压材料再加热并保温5-240秒。然后进行迅速冷却，具体为首先通过吹空气将层压材料的温度降低到低于聚乙烯膜的软化点，最后用水喷洒。在快的线速度并无工业重要性的情况，US-A-3679513建议在静止的空气中冷却。

US-A-3679513的迅速和静止的空气冷却方法都导致聚合物膜至少部分结晶。特别是已发现从高温经吹空气冷却到低于约180℃，或喷淋急冷时会导致涂层出现斑点。这些冷却方法仅能够在空气或喷淋触及到涂层的地方冷却，因此只能发生局部冷却并产生杂斑形的部分结晶的涂层。当层压材料需要制成制品，如罐或罐盖时，尤其要避免结晶。对于聚丙烯膜，该结晶是指α-形结晶(不是近晶形)。

EP-B-0312309旨在解决US-A-3679513的若干问题，并描述了一种将聚丙烯膜层压到金属基材上的方法。产生的层压材料再加热到聚丙烯的熔点以上，然后通过将连续冷却的水浸没过层压材料进行均匀快速的急冷，其中冷却水从层压材料流到收集槽。如此迅速且均匀的冷却防止聚丙烯成为α-形的结晶，并的确得到了基本为近晶形的聚丙烯。这一结晶形式在成型时不易分解。

在线速度较低时在层压过程开始阶段之后出现的问题，是当层压材料离开再加热区而还未急冷之前发生冷却时会导致再结晶，结于聚丙烯来说就是形成α-形结晶。这种再结晶过程在US-A-3679513所建议的在静止空气中冷却时也会出现。

因此，本发明旨在提供一种避免部分结晶和出现不连续的方法和设备。

根据本发明，提供一种生产聚合物/金属层压材料的方法，包括将金属片和聚合物膜片送入层压辊隙中；加热金属片到高于聚合物膜的初期粘合点的第一温度T1，使膜与金属片产生紧密接触；再加热得到的层压材料到第二温度T2，使膜与金属片之间相互作用并结合到金属片上；在其整个宽度上加热和/或冷却层压材料，使膜和金属片之间产生结合；和迅速并均匀地急冷层压材料，其中层压材料在第三温度T3进入急冷阶段。

在加热和/或冷却层压材料时产生结合的时间优选至少为1秒钟。因此加热和/或冷却步骤确保层压材料以基本上为T3的温度进入急冷阶段，而不管其线速度如何。

已发现层压材料在接近急冷之前的温度T3对于保证聚合物膜，即涂层，保持无定型状态，对于聚丙烯来说即保持基本上为近晶状态，是至关重要的。不同类型的聚合物膜需要特定的温度T3，不管线速度如何，优选该温度在±15℃的允许偏差内。

优选通过在低线速度下加热层压材料和在高线速度下冷却层压材料来达到温度T3的精确控制。加热可以通过红外阵列、热空气或感应加热器进行，冷却可以通过一个或多个风扇吹动空气通过包括嘴、缝或孔阵列的冷却装置进行。加热器和冷却装置都优选至少在层压材料的整个宽度上沿伸，并且可在层压材料的两面设置。当两面都施加聚合物膜时，优选在层压材料的两面都设置加热器和冷却装置。

加热和/或冷却优选使用一列加热器和冷却装置，加热器和冷却装置交替分布在一列上。已发现这些交替的列对于急冷之前确保精确温度条件T3特别有利。

加热器优选设置在距层压材料20到100mm之间的位置，但如果需要，可以移到在此范围之外的离层压材料更近或更远的范围。加热器特别优选的位置是距层压材料50mm。冷却嘴等一般设置在比加热器更接近层压材料的位置，例如比加热器近约10mm。

在一个特别优选的实施方案中，该方法进一步包括监测温度T3并调节供给加热器和/或风扇的电力以保持温度T3在30℃的可接受范围之内(即±15℃)，而不管线速度如何。

在另一个实施方案中，该方法也可以包括循环暖空气。循环也可以包括进一步加热将要吹到层压材料上的空气。冷却也可以包括吹冷的新鲜空气或暖热新鲜的空气，并将该暖热的空气吹到层压材料上。通常需要排气扇以排出不再循环的空气。