DE69404027T2

DE69404027T2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung laminierter werkstoffe

Info

Publication number: DE69404027T2
Application number: DE69404027T
Authority: DE
Inventors: Mark Rowland
Original assignee: Metal Box PLC
Current assignee: Crown Packaging UK Ltd
Priority date: 1993-03-25
Filing date: 1994-03-17
Publication date: 1997-10-16
Anticipated expiration: 2014-03-18
Also published as: JPH08507982A; DE69404027D1; US5695579A; EP0690785B1; AU6216094A; GB9306140D0; TW261583B; CN1123537A; CA2158860A1; KR960700894A; MY131351A; WO1994021456A1; BR9406237A; ES2104364T3; AU681120B2; ZA941618B; EP0690785A1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines laminierten Materials mit einem Metallband, das auf einer Seite oder beiden Seiten mit einem Polymerfilm oder - filmen laminiert ist. Die US-A-3679513 beschreibt ein Verfahren, um während eines vorherbestimmten Heizzyklus Polyethylenfilme auf ein Stahlsubstrat aufzubringen. Das Stahlsubstrat wird mit Chrom/Chromoxid beschichtet und so vorgewärmt, daß die Polyethylenfilme erweicht werden, die auf beide Seiten des Substrats zwischen Druckwalzen aufgebracht werden. Das sich ergebende Laminat wird dann rückerhitzt und die Temperatur während 5 bis 240 s aufrechterhalten. Eine schnelle Abkühlung findet dann zunächst durch einen erzwungenen Luftstrom statt, um die Temperatur des Laminats unter den Erweichungspunkt des Polyethylenfilms abzusenken, und schließlich durch Besprühen mit Wasser. In Anwendungsfällen, in denen hohe Fertigungsgeschwindigkeiten nicht von wirtschaftlicher Bedeutung sind, empfiehlt die US-A-3679513 die Kühlung in ruhender Luft.
Sowohl die schnelle als auch die ruhende Luftkühlung gemäß der US-A- 3679513 führen dazu, daß der Polymerfilm zumindest teilweise kristallin wird. Insbesondere hat sich herausgestellt, daß erzwungene Luftkühlung unter ungefähr 180º C oder Sprühabschreckung von einer höheren Temperatur zu einem Fleckigwerden des Überzugs führen. Diese Kühimethoden kühlen nur dort, wo die Luft oder das Sprühmedium auf den Überzug auftrifft, so daß nur eine örtliche Kühlung stattfindet und sich ein gesprenkelter, teilweiser kristalliner Überzug ergibt. Kristallinität muß insbesondere dann vermieden werden, wenn laminierte Materialien in Artikel, wie z. B. Dosen oder Deckel und Böden für Dosen, geformt werden. Im Fall eines Polypropylenfilms, bedeutet "Kristallität die α- (und nicht die smektische) Kristallinität.
Die EP-B-0 312 309 versucht die Probleme der US-A-3 679 513 zu überwinden und beschreibt ein Verfahren zur Laminierung von Polypropylenfilm auf ein Metallsubstrat. Das sich ergebende Laminat wird erneut erwärmt auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Polypropylens und dann gleichmäßig und schnell dadurch abgeschreckt, daß das Laminat mit kontinuierlich gekühltem Wasser geflutet wird. Das Wasser strömt auf dem Laminat zu einem Sammeltank. Eine solche schnelle und gleichmäßige Kühlung will verhindern, daß das Polypropylen eine α-Kristallinität hat, und führt tatsächlich zu einer im wesentlichen smektischen Form des Polypropylens. Diese Form ist bei der Verformung weniger anfällig für Verformungen.
Ein Problem, daß beim Anfahren von Laminierprozessen bei geringen Fertigungsgeschwindigkeiten auftritt, ist das, daß eine Rekristallisation oder, im Fall von Polypropylen, die Bildung einer α-Kristallinität stattfinden kann, wenn die Kühlung stattfindet, nachdem die Wiedererwärmungszone vor dem Abschrecken verlassen wurde. Diese Rekristallisation zeigt sich auch, wenn gemäß der US-A-3 679 513 in stehender Luft gekühlt wird.
Die EP-A-0 402 004 beschreibt ein Verfahren zur Laminierung von Aluminium und Polyester, bei dem das Laminat durch erzwungene Luftströmung im Anschluß an eine Wiedererwärmungstufe und vor einer schnellen Abschreckung in Wasser gekühlt wird. Um die gewünschte Polyesterstruktur in dem Laminat sicherzustellen, sollte das Laminat bei einer bestimmten Temperatur T3 in das Wasser eintreten. Diese Temperatur ändert sich jedoch entsprechend der Fertigungsgeschwindigkeit des Laminierprozesses.
Die Erfindung will deshalb ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit stellen, in denen eine teilweise Kristallinität und die Entwicklung von Diskontinuitäten vermieden sind.
Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Polymer/Metallaminats geschaffen, das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:
(a) Ein Metallband wird in einer ersten Wärmeinrichtung auf eine erste Temperatur T1 erwärmt;
(b) einem Laminier-Walzenspalt werden einerseits wenigstens ein Polymerfilmband und andererseits das Metallband zugeführt, wobei sich das Metallband auf der ersten Temperatur T1 befindet, die höher ist als der anfängliche Adhäsionspunkt des Polymerfilms, um eine innige Berührung des Films mit dem Metallband herbei zu führen;
(c) das resultierende Laminat wird in einer zweiten Wärmeinrichtung auf eine zweite Temperatur T2 erwärmt, um zu bewirken, daß der Film mit dem Metallband eine Wechselwirkung und Bindung eingeht;
(d) das Laminat wird durch eine Heiz/Kühlzone hindurch geführt, die in der Nähe des Laminats Heiz- und Kühlvorrichtungen aufweist, um das Laminat über seine Breite entsprechend der Herstellungsgeschwindig keit auf eine Auslaßtemperatur T3 zu erwärmen und/oder zu kühlen;
(e) in der Heizlkühlzone läßt man die Bindung zwischen dem Film und dem Metallband sich entwickeln;
(f) die Temperatur T3 des Laminats bei seinem Verlassen der Heizlkühlzone wird überwacht; und
(g) das Laminat wird schnell und gleichmäßig abgeschreckt, wobei das Laminat in diese Abschreckstufe unabhängig von der Herstellungsgeschwindigkeit mit der Temperatur T3 eintritt.
Vorzugsweise läßt man die Bindung sich in der Heiz/Kühlzone während wenigstes is entwickeln, während das Laminat über seine Breite erwärmt und/oder gekühlt wird. Die Heiz- und/oder Kühlzone stellt auf diese Weise sicher, daß das Laminat in die Abschreckstufe unabhängig von der Herstellungsgeschwindigkeit mit im wesentlichen der gleichen Temperatur T3 eintritt.
Es hat sich gezeigt, daß die Temperatur T3 des laminierten Materials unmittelbar vor dem Abschrecken kritisch ist um sicherzustellen, daß der Polymerfilm, d. h. der Überzug, amorph oder, im Fall von Polypropylen, in im wesentlichen smektischer Form blieb. Besondere Temperaturen T3 sind in Abhängigkeit von der Art des Polymerfilms erforderlich, und vorzugsweise hat diese Temperatur eine Toleranz von ± 15º C unab hängig von der Herstellungsgeschwindigkeit.
Eine Feinkontrolle der Temperatur T3 wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß man das Laminat bei niedrigen Herstellungsgeschwindigkeiten erwärmt und das Laminat bei höheren Fertigungsgeschwindigkeiten kühlt. Die Erwärmung kann durch Anordnungen von Infrarot-, Heißluft- oder Induktionswärmeinrichtungen geschehen und die Kühlung durch einen oder mehrere Ventilatoren, die Luft durch Kühleinrichtungen mit Düsen, Schlitzen oder Lochanordnungen blasen. Sowohl die Wärmeinrichtungen als auch die Kühleinrichtungen erstrecken sich vorzugsweise quer über zumindest die ganze Breite des Laminats und können auf beiden Seiten des Laminats vorgesehen sein. Wärmeeinrichtungen und Kühleinrichtungen auf beiden Seiten des Laminats werden bevorzugt, wenn Polymerfilme auf beide Seiten aufgebracht werden.
Vorzugsweise geschieht die Erwärmung und/oder Kühlung durch eine Säule von Wärmeeinrichtungen und Kühleinrichtungen, die sich entlang der Säule abwechseln. Diese abwechselnden Säulen haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen um sicherzustellen, daß genaue Temperaturbedingungen T3 vor dem Abschrecken eingehalten werden.
Die Wärmeinrichtungen sind vorzugsweise zwischen 20 mm und 100 mm von dem Laminat angeordnet, können aber auch zu dem Laminat hin oder von dem Laminat weg außerhalb dieses Bereichs je nach Bedarf bewegt werden. Eine bevorzugte Position der Wärmeinrichtungen von dem Laminat ist 50 mm. Die Kühldüsen usw. sind typisch dichter an dem Laminat angeordnet als die Wärmeinrichtungen, z. B. ungefähr 10 mm dichter als die Wärmeinrichtungen.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ist außerdem dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur T3 überwacht wird und daß die den Wärmeinrichtungen und/oder Ventilatoren zugeführte Leistung eingestellt wird, um die Temperatur T3 unabhängig von der Herstellungsgeschwindigkeit in einem Toleranzbereich von 300 C (d. h. ± 15º C) zu halten.
In einer anderen Ausführungsform kann das Verfahren auch die Rezirkulation warmer Luft umfassen. Die Rezirkulation kann auch die weitere Erwärmung von Luft umfassen, die auf das Laminat geblasen werden soll. Alternativ kann das Kühlen darin bestehen, daß kalte, frische Luft oder aufgewärmte frische Luft auf das Laminat geblasen wird. Normalerweise ist ein Absaugventilator vorgesehen, der Luft aus dem System austreibt, die nicht rezirkuliert werden soll.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Herstellung eines laminierten Materials, wobei ein Polymerfilm an ein Metallsubstrat gebunden wird. Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch
eine erste Wärmeinrichtung zur Erwärmung eines Metallbands auf eine erste Temperatur T1;
Mittel, um einem Laminier-Walzenspalt einerseits wenigstens ein Polymerfilmband und andererseits das Metallband zuzuführen, wobei das Me tallband sich auf der ersten Temperatur T1 befindet, die höher als der anfängliche Adhäsionspunkt des Polymerfilms ist, um eine innige Berührung des Films mit dem Metallband herbeizuführen;
eine zweite Wärmeinrichtung zur Wiedererwärmung des resultierenden Laminats auf eine zweite Temperatur T2, um zu bewirken, daß der Film mit dem Metallband eine Wechselwirkung und Bindung eingeht;
eine Heiz/Kühlzone mit in der Nähe des Laminats angeordneten Heiz- und Kühlvorrichtungen;
Abtastmittel zur Überwachung der dritten Temperatur T3 über die Breite des Laminats beim Austritt des Laminats aus der Heiz/Kühlzone; und
Mittel zur schnellen und gleichmäßigen Abschreckung des Laminats, wo bei das Laminat mit der dritten Temperatur T3 in die Abschreckmittel eintritt.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung Mittel auf, um das Metallband und die beiden Polymerfilmstreifen dem Laminier-Walzenspalt zuzuführen.
Die Heizvorrichtungen können z.B. Infrarot- oder Heißluft- oder Induktionsheizvorrichtungen sein, und bei den Kühlvorrichtungen kann es sich um einen oder mehrere Ventilatoren in Verbindung mit Düsen, Schlitzen oder Lochanordnungen über die Breite des Laminats handeln. Die Heizvorrichtungen und Düsen sind normalerweise abwechselnd in einer Säule angeordnet, wobei vorzugsweise die Düsen sich dichter an dem Laminat befinden als die Heizvorrichtungen.
Vorzugsweise weisen die Abtastmittel wenigstens ein Pyrometer auf, um die dritte Temperatur T3 zu überwachen und die den Heizvorrichtungen und dem wenigstens einen Ventilator zugeführte Leistung einzustellen. Es kann auch eine Anordnung von Pyrometern oder anderen Sensoren über die Breite des Laminats vorgesehen sein. Die dritte Temperatur T3 bleibt auf diese Weise unabhängig von der Herstellungsgeschwindigkeit im wesentlichen konstant.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Vorrichtung eine Rezirkulations-Ventilklappe aufweisen. Durch Einstellung der Ventilklappenstellung kann Frischluft oder rezirkulierte Luft durch die Düsen geblasen werden oder auch eine Mischung frischer und rezirkulierter Luft.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung zur Herstellung laminierten Materials wird jetzt lediglich als Beispiel und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein Diagramm einer Vorrichtung zur Laminierung von drei Material streifen;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Heizzone der Vorrichtung gemäß Fig. 1; und
Fig. 3 den Längsschnitt gemäß Fig. 2 mit Pfeilen, welche die Richtung der Luftströmung anzeigen.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Vorrichtung eine erste Rolle 10 aufweist über die ein Metallband 15 geführt wird, sowie zweite und dritte Rollen 20, 30, über die jeweils ein Polymerfilmband 25, 35 geführt ist. Druckwalzen 40, 45 bringen das Metallband 15 und die Polymerfilmbänder 25, 35 zusammen, und eine Abschreckvorrichtung 50 taucht das resultierende Laminat 60 in eine üppige Menge von Kühlflüssigkeit gemäß EP-B-0 319 309.
Eine Vorwärmeinrichtung 100 ist zwischen der ersten Rolle 10 und den Druckwalzen 40, 45 angeordnet und dient dazu, das Metallband 15 auf eine Temperatur T1 oberhalb des anfänglichen Adhäsionspunktes des Polymerfilms zu erwärmen, bevor das Laminieren an den Druckwalzen 40, 45 stattfindet. Eine zweite Wärmeinrichtung 110 erwärmt das Laminat 60 erneut auf eine Temperatur T2, die höher ist als die Vorwärmtemperatur T1. Eine Heiz/Kühlzone 120 befindet sich zwischen der zweiten Wärmeinrichtung 110 und der Abschreckvorrichtung 50 und dient dazu, daß Laminat entsprechend der Herstellungsgeschwindigkeit und der Laminatdicke zu erwärmen und/oder zu kühlen, um sicherzustellen, daß das Laminat 60 sich unmittelbar vor dem Abschrecken unabhängig von der Herstellungsgeschwindigkeit auf der Temperatur T3 befindet. Die Länge der Heiz/Kühlzone 120 ist derart, daß das Laminat 60 mindestens is benötigt, um bei maximaler Fertigungsgeschwindigkeit durch die Zone 120 hindurch zu laufen.
Die Abschreckvorrichtung 50 weist einen Tank 70 für eine Kühlflüssigkeit 75, eine Pumpe 80 zur Entnahme von Flüssigkeit aus dem Tank 70, einen Wärmeaustauscher 85 zur Kühlung der durch die Pumpe gelieferten Flüssigkeit und einen Trog 90 auf, der gekiihlte Fliissigkeit aus dem Wärmeaustauscher 85 aufnimmt. Das Laminat 60 durchläuft den Trog 90 und wird von Kante zu Kante vollständig von der gekühlten Flüssigkeit überflutet. Alternativ kann eine bevorzugte Ausführungsform der Abschreckvorrichtung ein Paar horizontaler Düsenstöcke aufweisen, zwischen denen das Laminat im wesentlichen senkrecht hindurch läuft, wobei Kühlflüssigkeit unter einem kleinen Winkel auf beide Seiten des Laminats auftrifft und auf diese Weise das Laminat mit einem ständig erneuerten Vorrat an gekühlter Flüssigkeit flutet.
Die Heiz/Kühlzone 120 ist in weiteren Einzelheiten in Fig. 2 gezeigt und weist eine Zone 200 auf, durch die hindurch das Laminat 60 vor dem Abschrecken läuft. Die Zone 200 besteht aus einer Säule von Düsen oder Schlitzen 210 und Heizvorrichtungen 220 auf jeder Seite des Laminats. Die Spalten sind gegenüber einander versetzt, und haben jeweils im Wechsel Düse-Heizvorrichtung-Düse- usw., wobei sich an den Enden jeder Säule eine Düse befindet, so daß eine Düse der einen Säule einer Heizvorrichtung der anderen Säule gegenüber liegt, mit Ausnahme an den En den der Säulen. Ein Pyrometer 230 überwacht die Temperatur T3 des Laminats, wenn dieses die Zone 200 verläßt. Die den Heizvorrichtungen 220 und den regelbaren Ventilatoren 240 zugeführte Leistung wird durch selbsttätige Einstellung der Leistung gesteuert, die jedem von diesen in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Pyrometers zugeführt wird. Die Ventilatoren 240 sind von variabler Drehzahl, so daß die Menge der durch Frischlufteinlässe 250 in die Zone gesaugten Frischluft eingestellt werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 sind Ventilklappen 260 vorgesehen, welche die Rezirkulation von Luft durch die Ventilatoren 240 ermöglichen. Rezirkulierte Luft strömt von jedem Ventilator 240 an einem Thermoelement 270 vorbei, das sowohl die Ventilklappenstellung als auch eine Vorwärmvorrichtung 280 einstellt, und dann durch die Vorwärmvorrichtung 280 zu den Düsen 220. Ein Auslaß 290 gestattet es, Rauchgase und überhitzte Luft aus der Zone zu entfernen.
Üblicherweise wird die maximale Breite des Laminats 60 1 m betragen, wobei sich sowohl die Heizvorrichtungen als auch die Düsen über die Kanten des Laminats hinaus erstrecken. Die Heizvorrichtungen werden sich normalerweise um mindestens 60 mm über jede Kante hinaus erstrecken und die Düsen um wenigstens 65 mm. Es ist klar, daß diese Maße sich ändern können in Abhängigkeit von der Breite des Laminats, der Verfügbarkeit besonderer Heizvorrichtungen und Düsen und der verfügbaren Breite der Metallbänder und Polymerfilmbänder.
Der Abstand des Laminatstreifens von den Heizvorrichtungen ist variabel. Typisch beträgt dieser Abstand 50 mm, und die Düsen ragen üblicherweise etwa 10 mm über die Heizvorrichtungen hinaus. Eine Änderung dieser Abstände kann man dadurch erzielen, daß die Heizvorrichtungen und/oder Düsen an einem Rahmen auf den Laminatstreifen zu oder von ihm weg bewegt werden. Grenzen dieser Abstände sind vorgegeben sowohl durch die physikalischen Bedingungen des Zonenaufbaus als auch durch die Wärmeübergangserfordernisse. Ein Bereich von 20 mm bis 100 mm für den Abstand der Heizvorrichtungen von dem Laminat wird normalerweise ausreichen.
Die Luftströmung durch die Zone 200 ist in Fig. 3 angedeutet. Frischluft wird durch die Frischlufteinlässe 250 durch die Umwälzventilatoren angesaugt. Das Thermoelement 270 überwacht die Temperatur der Luft, und die Ventilklappen 260 und Vorwärmvorrichtungen 280 werden entsprechend eingestellt. Die Luft tritt dann in eine innere Kammer 300 ein, aus der sie durch die Düsen 210 auf das Laminat 60 gelangt, während dieses durch die Zone 120 läuft.
Das Laminat 60 passiert das Zentrum einer äußeren Kammer 310, aus der Luft mittels eines regelbaren Absaugventilators (nicht gezeigt) zu dem Auslaß 290 hin entfernt werden kann. Die abzuziehende Luft kann von jedem Ende der Säulen von Heizvorrichtungen und Düsen strömen, wie dies durch die Doppelpfeile in Fig. 3 angedeutet ist.
Wenn die Ventilklappe 260 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung bewegt wird, wird warme Luft durch den Ventilator 240 rezirkuliert werden, und ihre Temperatur wird durch das Thermoelement 270 überwacht. Das Thermoelement 270 kann dazu benutzt werden, die Vorwärmvorrichtung 280 zu schalten und/oder die Position der Ventilklappe 260 einzustellen.
Das Laminat läuft gemäß Fig. 2 und 3 von oben nach unten, und seine Temperatur T3 wird durch das Pyrometer 230 überwacht, wenn es die Zone verläßt. Die erforderliche Temperatur T3 ändert sich in Abhängigkeit von den verwendeten Polymerfilmbändern, wird aber im wesentlichen konstant gehalten sowohl bei Anlaufgeschwindigkeit als auch dann, wenn die Herstellungsgeschwindigkeit auf ihr Maximum gesteigert wird.
Die Durchlaufdauer des Laminats durch die Heiz/Kühlzone beträgt normalerweise wenigstens is bei der maximalen Herstellungsgeschwindigkeit, aber eine wichtige Forderung an die Zone ist, daß sie einen weiten Bereich von Herstellungsgeschwindigkeiten von 8 m/min bis 80 m/min oder mehr 8 m/min ist eine typische Anlaufgeschwindigkeit, und bei einer derart geringen Herstellungsgeschwindigkeit ist es wesentlich, daß das Laminat geheizt werden kann, um eine Rekristallisation der Überzüge oder des Überzugs zu vermeiden oder die Rückkehr eines Polypropylen films von der smektischen zur α-Form und sicherzustellen, daß die dritte Temperatur T3 auf ± 150 C von ihrem erforderlichen Wert gehalten wird.
Wenn sich die Herstellungsgeschwindigkeit nach der Anlaufphase erhöht, wird die Menge der einzuleitenden Wärme abnehmen, bis es erforderlich wird, die Leistungszufuhr zu den Heizvorrichtungen 200 zu reduzieren und/oder die Ventilklappen 260 so einzustellen, daß kühle Frischluft durch die Ventilatoren in die Heiz/Kühlzone 120 gefördert wird, um das Laminat zu kühlen.
Die Dicke des Laminats hat auch einen Einfluß auf das erforderliche Heizen und/oder Kühlen, um die gewünschte Temperatur T3 innerhalb einer Toleranz von ± 150 C zu erzielen.
Man sieht also, daß eine Anzahl Variabler in der Heiz/Kühlzone eine Rolle spielen, wobei spezielle Einstellungen in den nachfolgenden Beispielen angegeben sind.

Beispiel 1

Ein Metallband von 0,2 mm Dicke wurde vorgewärmt, und ein 15 µm dicker PET-Film wurde in den Druckwalzen auf die eine Seite des Metallbands und ein 40 µm dicker Polypropylenfilm auf die andere Seite aufgebracht, so daß eine anfängliche Adhäsion der Filme an dem Metallband eintrat. Das resultierende Laminat wurde wieder erwärmt auf eine Temperatur T2 von 255º C, bei der es sich um die Maximale während des Laminierprozesses von dem Laminat erreichte Temperatur handelt. Das Laminat trat dann in die Heiz/Kühlzone ein, und die Heizvorrichtungen und/oder Ventilatoren wurden so eingestellt, daß das Laminat erste Berührung mit dem Abschreckwasser bei einer Temperatur T3 von 215º C machte. Die Länge der Heiz/Kühlzone war derart bemessen, daß die Laufdauer von dem Auslaß der Wiedererwärmungsstufe zur Abschreckstufe bei der maximalen Herstellungsgeschwindigkeit 25 betrug.
Bei einer Anlaufgeschwindigkeit von 8 m/min wurde in der Heiz/Kühlzone die maximale Heizleistung von ungefähr 30 bis 40 kW angewendet, sobald das Metallband und die Filme sich bewegten. Die Ventilatoren wurden mit minimaler Leistung angeschaltet, um Trägheitseffekte auszuschalten, sobald bei Erhöhung der Herstellungsgeschwindigkeit eine Kühlung erforderlich wurde. Der Absaugventilator lief ebenso bei minimaler Leistung, um eine Unterkühlung des Laminats durch Abluft bei geringen Herstellungsgeschwindigkeiten zu vermeiden.
Als dann die Herstellungsgeschwindigkeit erhöht wurde, wurde T3 überwacht und die Heizleistung automatisch reduziert, bis nur noch geringe oder eine Heizung mehr erforderlich war, und dann wurde die Ventilatorgeschwindigkeit in dem nötigen Umfang erhöht, um diejenige Kühlung zur Verfügung zu stellen, die zur Konstanthaltung von T3 erforderlich war. Die Absaugventilatorgeschwindigkeit wurde ebenfalls erhöht, um Abgase schneller austreiben zu können.
Eine Feinkontrolle der Heizvorrichtungen und Ventilatoren stellte sicher, daß die Temperatur T3 für das Laminat dieses Beispiels bei Fertigungsgeschwindigkeiten von 8 m/min bis 80 m/min bei ungefähr 215º C blieb.

Beispiel 2

Ein Metallband von 0,17 mm Dicke wurde vorgewärmt, und ein 20 µm dicker Polypropylenfilm wurde in den Druckwalzen auf eine Seite des Metallbandes aufgebracht und ein 40 µm dicker Polypropylenfilm auf die andere Seite, so daß die anfängliche Adhäsion der Filme an dem Metallband stattfand. Das resultierende Laminat wurde auf eine Temperatur T2 von 230º C wieder erwärmt. In der Heiz/Kühlzone wurden die Heizvorrichtungen und/oder die Ventilatoren automatisch eingestellt, so daß das Laminat das Abschreckwasser zuerst bei einer Temperatur T3 von 200º C berührte.
Für dieses Beispiel wurde bei der Anfahrgeschwindigkeit von 8 m/min die volle Heizleitung von 20 bis 30 kW angewandt und bei sich steigernder Herstellungsgeschwindigkeit reduziert. Das Heizen und/oder Kühlen wurde auotmatisch wie in Beispiel 1 eingestellt, so daß sichergestellt war, daß die Temperatur T3 für Herstellungsgeschwindigkeiten von 8 m/min bis 80 m/min bei etwa 200º C blieb.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Polymer/Metallaminats,

gekennzeichnet durch folgende Schritte:

(a) Ein Metallband (15) wird in einer ersten Wärmeinrichtung (100) auf eine erste Temperatur T1 erwärmt;

(b) einem Walzenspalt (40,45) werden einerseits wenigstens ein Polymerfilmband (25,35) und andererseits das Metallband (15) zugeführt, wobei sich das Metallband auf der ersten Temperatur T1 befindet, die höher ist als der anfängliche Adhäsionspunkt des Polymerfilms, um eine innige Berührung des Films mit dem Metalband herbei zuführen;

(c) das resultierende Laminat (60) wird in einer zweiten Wärmeinrichtung (110) auf eine zweite Temperatur T2 erwärmt, um zu bewirken, daß der Film mit dem Metallband eine Wechselwirkung und Bindung eingeht;

(d) das Laminat wird durch eine Heiz/Kühlzone (120) hindurchgeführt, die in der Nähe des Laminats Heiz- und Kühlvorrichtungen aufweist, um das Laminat über seine Breite entsprechend der Herstellungsgeschwindigkeit auf eine Auslaßtemperatur T3 zu erwärmen und/oder zu kühlen;

(e) in der Heiz/Kühlzone läßt man die Bindung zwischen dem Film und dem Metallband sich entwickeln;

(f) die Temperatur T3 des Laminats bei seinem Verlassen der Heiz/Kühlzone wird überwacht; und

(g) das Laminat wird schnell und gleichmäßig abgeschreckt, wobei das Laminat in diese Abschreckstufe (50) unabhängig von der Herstellungsgeschwindigkeit mit der Temperatur T3 eintritt

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß man die Bindung sich in der Heiz/Kühlzone (120) während wenigstens is entwickeln läßt, während das Laminat über seine Breite erwärmt und/oder gekühlt wird

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß beide Seiten des Laminats erwärmt und/oder gekühlt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch Anordnungen von Infrarot-, Heißluft- oder Induktionsheizvorrichtungen und die Kühlung durch einen oder mehrere Ventilatoren vorgenommen werden, welche Ventilatoren Luft durch Düsen, Schlitze oder Anordnungen von Löchern aufweisende Kühlvorrichtungen blasen.

5. Verfahren nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß außerdem erwärmte Luft rezirkuliert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet, daß außerdem der Abstand der Heiz- und/oder Kühlvorrichtungen von dem Laminat eingestellt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Heizvorrichtungen von dem Laminat auf zwischen 20 mm und 100 mm eingestellt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtungen dichter an dem Laminat angeordnet werden als die Heizvorrichtungen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, daß außerdem die Temperatur T3 überwacht wird, daß die den Heizvorrichtungen und/oder den Ventilatoren zugeführte Leistung eingestellt wird, und daß die Temperatur T3 unabhängig von der Herstellungsgeschwindigkeit in einem Toleranzbereich von 30º C (d.h. ± 15º C) gehalten wird.

Vorrichtung zur Herstellung eines laminierten Materials, wobei ein Polymerfilm an ein Metallsubstrat gebunden wird, und wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch:

Eine erste Wärmeinrichtung (100) zur Erwärmung eines Metallbands (15) auf eine erste Temperatur T1;

Mittel, um einem Laminierspalt (40,45) einerseits wenigstens ein Polymerfilmband (25,35) und andererseits das Metallband (15) zuzuführen, wobei das Metallband sich auf der ersten Temperatur T1 befindet, die höher als der anfängliche Adhäsionspunkt des Polymerfilms ist, um eine innige Berührung des Films mit dem Metallband herbeizuführen;

eine zweite Wärmeinrichtung (110) zur Erwärmung des resultierenden Laminats (60) auf eine zweite Temperatur T2, um zu bewirken, daß der Film mit dem Metallband eine Wechselwirkung und Bindung eingeht;

eine Heiz/Kühlzone (120) mit in der Nähe des Laminats angeordneten Heiz- und Kühlvorrichtungen;

Abtastmittel zur Überwachung einer dritten Temperatur T3 über die Breite des Laminats beim Austritt des Laminats aus der Heiz/Kühlzone; und

Mittel (50) zur schnellen und gleichmäßigen Abschreckung des Laminats, wobei das Laminat mit der dritten Temperatur T3 in die Abschreckmittel eintritt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastmittel wenigstens ein Pyrometer aufweisen, um die dritte Temperatur T3 zu überwachen und die den Heiz- und/oder Kühlvorrichtungen zugeführte Leistung einzustellen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11,

dadurch gekennzeichnet, daß außerdem wenigstens eine Ventilklappe (260) für die Rezirkulation vorgesehen ist.