RU2149102C1

RU2149102C1 - Method and device for coating of metal strip and articles made of strip

Info

Publication number: RU2149102C1
Application number: RU97118414A
Authority: RU
Inventors: Томас Л. ЛЕВЕНДАСКИ; Роберт Б. ЛАРСЕН; Винсент Дж. ДОУНАРД; Рой Б. СТЕЙДЛИ; Дон А. АРМФИЛД; Поль Х. ФУРНЬЕ; Джон Б. КЭПЬЮСТЕЙ (младший); Джеффри Б. ПЕЗИК
Original assignee: Алюминум Компани оф Америка
Priority date: 1995-04-13
Filing date: 1995-04-12
Publication date: 2000-05-20
Also published as: AU2384495A; HK1008506A1; DE69524787T2; JPH11503378A; DE69524787D1; JP3913777B2; NZ284655A; AU719592B2

Abstract

FIELD: methods of extrusion coating of metal strips. SUBSTANCE: method includes use of metal strip about from 0.1778 to 0.356 mm thick; heating of strip up to temperature of at least about 204 C, but not too high to avoid impairing of required properties of metal strip; extrusion of polymer resin to one side and the same or some other polymer resin to other side of hot metal strip to form coating which is at least partially bound with metal strip, each coating has thickness from 7.6 to 38 mcm; heating of coated metal strip to temperature equal at least temperature of resin vitrification but not high to avoid harmful effect on desired properties of metal strip, and to ensure binding of resin to metal strip; cooling of coated metal strip down to 40 C to allow resin to solidify in mainly noncrystalline form. The device for coating of metal strip and articles made of metal strip are also described. EFFECT: simplified and low cost price process. 11 cl, 14 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для нанесения полимерного покрытия на полосу металла и, в частности к способу покрытия обеих сторон алюминиевой полосы термопластичной смолой из экструдеров и экструзионных головок, которые расположены таким образом, чтобы наносить термопластичную смолу на противоположную сторону полосы. Продуктом этого изобретения является полоса металла, такого как алюминий, который имеет тонкое полимерное покрытие на обеих сторонах листа и используется во многих отраслях, но особенно хорошо приспособлен для использования в производстве упаковок, таких как торцы и корпус консервных банок. The present invention relates to a method and apparatus for applying a polymer coating to a metal strip and, in particular, to a method for coating both sides of an aluminum strip with a thermoplastic resin from extruders and extrusion heads that are arranged so as to apply a thermoplastic resin to the opposite side of the strip. The product of this invention is a strip of metal, such as aluminum, which has a thin polymer coating on both sides of the sheet and is used in many industries, but is particularly well suited for use in packaging such as cans and cans.

Известно, что покрытие металлических листов или полос термопластичной смолой с одной или обеих сторон улучшает коррозионную стойкость, формуемость, внешний вид или другие свойства материала. Покрытие может быть нанесено с помощью множества процессов, таких как валковое покрытие, реверсивное валковое покрытие, распыление, электропокрытие, порошковое покрытие и ламинирование. Покрытые полосы могут применяться во многих отраслях, таких как торцы и корпус консервных банок, мешки из фольги, как сырье для крышек, в бытовой электронике, электрических устройствах, строительстве, воздушном пространстве или в кузове автомобиля. It is known that coating metal sheets or strips with thermoplastic resin on one or both sides improves the corrosion resistance, formability, appearance or other properties of the material. The coating can be applied by a variety of processes, such as roll coating, reversible roll coating, spraying, electrocoating, powder coating and lamination. Coated strips can be used in many industries, such as the ends and body of cans, foil bags, as raw materials for lids, in consumer electronics, electrical devices, construction, airspace or in the car body.

В патенте США N 5093208 (Хейес и другие) раскрыт способ формирования ламинированных металлических листов, в которых предварительная отливка термопластичной полиэфирной пленки прессуется на одной или обеих поверхностях металлического листа, чтобы закрепить эту некристаллическую пленку на листе. Непокрытый лист металла нагревают до температуры выше точки плавления полиэфирной пленки, и пленку наносят на лист под давлением, получая слоистый материал. Затем этот слоистый материал нагревают выше точки плавления пленки для упрочнения связи пластиковой пленки с металлом и быстро охлаждают до температуры ниже точки стеклования полиэфира, получая некристаллический полиэфир. Закаливание ламината осуществляют путем пропускания материала через водяную завесу. US Pat. No. 5,093,208 to Hayes et al. Discloses a method for forming laminated metal sheets in which a pre-cast of a thermoplastic polyester film is pressed onto one or both surfaces of a metal sheet to secure this non-crystalline film to the sheet. The uncoated sheet of metal is heated to a temperature above the melting point of the polyester film, and the film is applied to the sheet under pressure to obtain a layered material. This laminate is then heated above the melting point of the film to strengthen the bond of the plastic film with the metal and is rapidly cooled to a temperature below the glass transition point of the polyester to form a non-crystalline polyester. The hardening of the laminate is carried out by passing the material through a water curtain.

В заявке на Европатент 0067060 фирмы Тайе Стил Лтд. описан способ получения покрытой металлической пластины путем непосредственной экструзии термопластичной смолы на нагретую поверхность пластины. В соответствии с этой патентной заявкой расплавленную смолу наносят непосредственно из головки экструдера на металлическую пластину без формования смолы в независимую пленку. Толщина пленки может быть меньше чем 50 мкм и предпочтительно от 35 до 5 мкм. В этой патентной заявке утверждается, что затраты на получение покрытого металла снижаются, поскольку исключается стадия формования независимой пленки. Подходящие термопластичные смолы, используемые для покрытия металлических поверхностей, включают полиолефины, акриловые смолы, полиамиды, поливинилхлориды и многие другие смолы, которые перечислены в этой опубликованной заявке на патент. Покрытие из смолы может быть или монослойным, или многослойным из одной или нескольких различных смол. В этой патентной заявке описано нанесение смолы только на одну сторону металлической полосы. In the application for Europatent 0067060 firm Thaye Steel Ltd. A method for producing a coated metal plate by directly extruding a thermoplastic resin onto a heated surface of a plate is described. In accordance with this patent application, molten resin is applied directly from the extruder head to a metal plate without forming the resin into an independent film. The film thickness may be less than 50 microns and preferably from 35 to 5 microns. This patent application claims that the cost of producing coated metal is reduced since the step of forming an independent film is eliminated. Suitable thermoplastic resins used to coat metal surfaces include polyolefins, acrylic resins, polyamides, polyvinyl chlorides and many other resins that are listed in this published patent application. The resin coating can be either monolayer or multilayer from one or more different resins. This patent application discloses applying resin to only one side of a metal strip.

Желательно разработать усовершенствованный способ нанесения тонкого полимерного покрытия на обе стороны металлической полосы, пригодной для использования в такой области применения, как упаковка. Желателен способ получения плотного сцепления или сварки полимера с металлической полосой с тем, чтобы полимер не мог отслаиваться при последующем формовании полосы или при использовании продуктов, полученных из этой полосы. It is desirable to develop an improved method for applying a thin polymer coating on both sides of a metal strip suitable for use in an application such as packaging. A method of obtaining tight adhesion or welding of the polymer with a metal strip is desirable so that the polymer cannot peel off during subsequent molding of the strip or when using products obtained from this strip.

Это изобретение раскрывает способ покрытия обеих сторон металлической полосы термопластичной полимерной смолой с получением покрытой полосы, которую можно использовать для упаковки или в других областях применения. This invention discloses a method for coating both sides of a metal strip with a thermoplastic polymer resin to produce a coated strip that can be used for packaging or other applications.

Соответственно целью настоящего изобретения является разработка усовершенствованного способа закрепления полиэфирной смолы на обеих сторонах металлической полосы. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved method for securing a polyester resin on both sides of a metal strip.

Указанная выше и другие цели, и преимущества этого изобретения можно будет полностью понять и оценить, обращаясь к следующему описанию и прилагаемым к нему чертежам. The above and other objectives and advantages of this invention can be fully understood and appreciated by referring to the following description and the accompanying drawings.

Фиг. 1 представляет собой схематический вид сбоку одного варианта воплощения этого изобретения. FIG. 1 is a schematic side view of one embodiment of this invention.

Фиг. 2 представляет собой схематический вид сбоку узла другого варианта воплощения этого изобретения. FIG. 2 is a schematic side view of a node of another embodiment of this invention.

Фиг. 3 и 4 представляют собой схематические виды сбоку дополнительных вариантов воплощения этого изобретения. FIG. 3 and 4 are schematic side views of further embodiments of this invention.

Фиг. 5 представляет собой вид с частичным вырезом полосы и головок экструдера фиг. 4 со значительным увеличением, чтобы продемонстрировать нанесение смолы на полосу. FIG. 5 is a partially cutaway view of the strip and extruder heads of FIG. 4 with a significant increase to demonstrate the application of resin to the strip.

Фиг. 6-14 представляют собой схематические виды сбоку дополнительных вариантов воплощения этого изобретения. FIG. 6-14 are schematic side views of further embodiments of this invention.

Прилагаемые к описанию чертежи иллюстрируют системы покрытия обеих сторон металлической полосы, когда она направляется от первой катушки на вторую катушку, на которую полоса наматывается после покрытия смолой. Обращаясь конкретно к фиг. 1, видно, что полоса 10 алюминиевого сплава разматывается с катушки 12, передвигается вокруг натягивающих роликов 14, подается вертикально наверх через ролик 16 и затем вниз от ролика 16 через устройство для покрытия. Подпорный ролик 18 может использоваться для поддержания металлической полосы 10 в плоскостном состоянии, когда она движется через поддерживающий ролик 16. The accompanying drawings illustrate the coating systems on both sides of a metal strip when it is guided from a first coil to a second coil onto which the strip is wound after being coated with resin. Referring specifically to FIG. 1, it is seen that the strip 10 of aluminum alloy is unwound from the reel 12, moves around the tensioning rollers 14, is fed vertically upward through the roller 16 and then downward from the roller 16 through the coating device. The backup roller 18 can be used to maintain the metal strip 10 in a planar state as it moves through the support roller 16.

Когда полоса 10 движется вниз от ролика 16, сначала она нагревается нагревателем 20 до температуры, близкой или превышающей точку плавления полимера, который будет наноситься на полосу. В варианте воплощения изобретения, иллюстрируемом на фиг. 1, нагревателем является индукционный нагреватель, однако также могут применяться другие нагреватели или предварительные кондиционеры, такие как пламенная обработка, инфракрасное излучение, плазма и/или коронный разряд, или индивидуально, или в сочетании. Пламенные нагреватели могут использоваться в паре (по одному на каждой стороне) или на одной стороне, только для улучшения эксплуатационного режима (улучшение связывания, а также нагревания). Типичная температура, до которой металл нагревается до нанесения термопластичного материала, находится в интервале приблизительно от 121 до 260^oC в зависимости от ряда факторов, главным образом от типа полимера, который будет наноситься на полосу.When the strip 10 moves downward from the roller 16, it is first heated by the heater 20 to a temperature close to or above the melting point of the polymer to be applied to the strip. In the embodiment of the invention illustrated in FIG. 1, the heater is an induction heater, however, other heaters or pre-conditioners, such as flame treatment, infrared radiation, plasma and / or corona discharge, either individually or in combination, can also be used. Flame heaters can be used in pairs (one on each side) or on one side, only to improve the operating mode (improved bonding, as well as heating). The typical temperature to which the metal is heated before applying the thermoplastic material is in the range of about 121 to 260 ^° C., depending on a number of factors, mainly on the type of polymer to be applied to the strip.

Предусмотрены две раздельные системы экструзионного покрытия 21 и 31 для нанесения тонких слоев термопластичного полимера, такого как термопластичная смола, к двум поверхностям нагретой заготовки. Системы 21, 31 расположены непосредственно ниже индукционного нагревателя 20. Каждая из систем экструзионного покрытия 21 и 31 включает экструдер для подачи расплавленного полимерного экструдата через пластинчатые головки 22, 32, имеющие узкую выходную щель для получения тонких слоев экструдата 24, 34, которые проходят через трехроликовый блок. Альтернативно один экструдер может запитывать обе экструзионные головки через транспортные трубки или другой коллектор. Two separate extrusion coating systems 21 and 31 are provided for applying thin layers of a thermoplastic polymer, such as a thermoplastic resin, to two surfaces of a heated preform. Systems 21, 31 are located directly below the induction heater 20. Each of the extrusion coating systems 21 and 31 includes an extruder for feeding the molten polymer extrudate through plate heads 22, 32 having a narrow exit slit to produce thin layers of extrudate 24, 34 that pass through a three-roll block. Alternatively, one extruder can feed both extrusion heads through transport tubes or another manifold.

Первые ролики 26, 36 системы 21, 31 являются шарнирными и раскатывающими роликами, температура которых поддерживается на таком уровне, который способствует прилипанию или сцеплению полимерного экструдата к полированной поверхности ролика. Для такой цели типичная температура находится в интервале приблизительно от 120 до 180^oC в зависимости от используемой смолы. Скорость вращения поверхности роликов 26, 36 существенно больше скорости экструдата, выходящего из головок 22, 32, таким образом, полимер раскатывается до пониженной толщины. Типичные отношения скорости раскатывания к скорости экструдата изменяются в интервале примерно от 5:1 до 40:1. Слой смолы из экструдера обычно имеет толщину приблизительно от 0.127 до 0.635 мм, причем он раскатывается до меньшей толщины, приблизительно от 0.0076 до 0.038 мм.The first rollers 26, 36 of the system 21, 31 are articulated and rolling rollers, the temperature of which is maintained at a level that promotes the adhesion or adhesion of the polymer extrudate to the polished surface of the roller. For this purpose, a typical temperature is in the range of about 120 to 180 ^° C., depending on the resin used. The surface rotation speed of the rollers 26, 36 is significantly greater than the speed of the extrudate emerging from the heads 22, 32, thus, the polymer is rolled to a reduced thickness. Typical ratios of rolling speed to extrudate speed range from about 5: 1 to 40: 1. The resin layer of the extruder typically has a thickness of from about 0.127 to 0.635 mm, and it rolls to a smaller thickness, from about 0.0076 to 0.038 mm.

Вторые ролики 28, 38 холоднее, чем первые ролики, причем они предназначены для полирования и охлаждения экструдата за счет вращательного контакта между роликами и экструдатом. Вторые ролики 28, 38 также переносят экструдат к третьим роликам, которые представляют собой накладные ролики. Третьи ролики 30, 40 могут быть нагружены силой натяжения, используя пружины, гидравлические или пневматические устройства и т.п., и предпочтительно имеют эластичные (такие как из эластомеров с высокой термостойкостью) внешние поверхности или роликовые оболочки для того, чтобы прижимать полуохлажденные экструдаты к нагретой металлической заготовке или полосе 10. Третьи ролики 30, 40 двух экструзионных блоков поддерживают противоположные стороны полосы 10 от действия давления или силы (уравновешивают друг друга) с тем, чтобы можно было прижимать полуохлажденные экструдаты 24, 34 к полосе под давлением каждого третьего ролика 30, 40. The second rollers 28, 38 are colder than the first rollers, and they are designed to polish and cool the extrudate due to rotational contact between the rollers and the extrudate. The second rollers 28, 38 also transfer the extrudate to the third rollers, which are overhead rollers. The third rollers 30, 40 can be loaded with tension using springs, hydraulic or pneumatic devices and the like, and preferably have elastic (such as high temperature resistant elastomers) outer surfaces or roller shells in order to press the semi-cooled extrudates against heated metal billet or strip 10. Third rollers 30, 40 of two extrusion blocks support opposite sides of strip 10 from pressure or force (balance each other) so that it can be pressed s poluohlazhdennye extrudates 24, 34 to the pressurized band of each of the third roller 30, 40.

Покрытая полоса металла 11 продолжает свое движение вертикально вниз, мимо или сквозь второй нагреватель 42, который равномерно нагревает металл или пластик, или металл с пластиком, особенно их поверхность раздела, до температуры, при которой завершится связывание полимера с металлической полосой без существенного снижения или иначе вредного воздействия на желательные свойства металлической полосы или пластикового покрытия на ней. Желательная температура будет зависеть от конкретного полимерного материала, который наносится в виде покрытия, однако находится где-то в интервале приблизительно от 200 до 260^oC. Второй нагреватель 42 предпочтительно является нагревателем индукционного типа, который хорошо известен из уровня техники. Альтернативно нагреватель 42 может быть конвекционной печью или инфракрасным нагревателем.The coated strip of metal 11 continues its movement vertically downward, past or through the second heater 42, which evenly heats the metal or plastic, or metal with plastic, especially their interface, to a temperature at which the polymer will bind to the metal strip without significant reduction or otherwise harmful effects on the desired properties of the metal strip or plastic coating on it. The desired temperature will depend on the particular polymer material that is applied in the form of a coating, but is somewhere in the range of about 200 to 260 ^° C. The second heater 42 is preferably an induction type heater, which is well known in the art. Alternatively, the heater 42 may be a convection oven or an infrared heater.

После выхода из второго нагревателя 42, продолжая движение вертикально вниз, покрытая полоса 11 быстро охлаждается водяной струей 44, водяной завесой или другим подходящим охлаждающим средством. Такое охлаждение должно снижать температуру композитной структуры до такого достаточно низкого уровня, чтобы обеспечить вращение покрытой полосы вокруг роликов без вредного воздействия на металл или покрытие. В предпочтительном способе покрытия алюминиевый сплав, такой как сплав 3004, может покрываться полиэфирной смолой, причем композитная структура предпочтительно охлаждается приблизительно ниже 40^oC до контактирования с роликом 48. В таком предпочтительном варианте воплощения охлаждение происходит достаточно быстро, чтобы полиэфирное покрытие отвердевало в существенно некристаллическом состоянии. Необходимая для этого скорость охлаждения будет зависеть от типа полиэфира. Эта скорость охлаждения может регулироваться посредством контроля температуры и объемной скорости потока охлаждающей воды, подаваемой на покрытую полосу.After exiting the second heater 42, continuing to move vertically downward, the coated strip 11 is rapidly cooled by a water stream 44, a water curtain or other suitable cooling means. Such cooling should lower the temperature of the composite structure to a level sufficiently low to allow the coated strip to rotate around the rollers without adversely affecting the metal or coating. In a preferred coating method, the aluminum alloy, such as 3004, can be coated with a polyester resin, the composite structure being preferably cooled below about 40 ^° C. before being contacted with roller 48. In this preferred embodiment, cooling is quick enough for the polyester coating to solidify in substantially non-crystalline condition. The cooling rate required for this will depend on the type of polyester. This cooling rate can be controlled by controlling the temperature and volumetric flow rate of the cooling water supplied to the coated strip.

В варианте воплощения, иллюстрируемом на фиг.1, покрытая полоса двигается сквозь ванну 46, такую как водяная баня, и вокруг роликов 48 и 50 на противоположных концах ванны до высушивания покрытия. Водяная ванна завершает процесс охлаждения. In the embodiment illustrated in FIG. 1, the coated strip moves through a bath 46, such as a water bath, and around the rollers 48 and 50 at opposite ends of the bath until the coating is dried. A water bath completes the cooling process.

После водяной ванны 46 покрытая полоса 11 предпочтительно движется вертикально вверх сквозь систему сушки 52, в которой удаляется остаточная влага из полосы до ее повторной намотки. Обычно система сушки 52 может включать обдуватели теплым воздухом. Затем композитная полоса движется через ролики 54, 56 и 58 и поступает на устройство намотки 60. Эта система может включать накопители (не показаны), чтобы приспособиться к замене роликов или катушек, и также может включать устройство для выравнивания металла после его покрытия. After the water bath 46, the coated strip 11 preferably moves vertically upward through the drying system 52, in which residual moisture is removed from the strip prior to being rewound. Typically, the drying system 52 may include warm air blowers. The composite strip then moves through the rollers 54, 56 and 58 and enters the winding device 60. This system may include drives (not shown) to adapt to the replacement of the rollers or coils, and may also include a device for leveling the metal after coating.

Предпочтительно, эта система включает резальные машины (не показаны) для обрезки кромок покрытой металлической перегородки 11 или для удаления полимера, который выступает за кромки металла. Эти резальные машины могут быть расположены в различных местах на пути движения полосы, например, сразу после нанесения полимерной смолы на полосу, после охлаждения распылением или после системы сушки. Preferably, this system includes cutting machines (not shown) for trimming the edges of the coated metal partition 11 or for removing polymer that protrudes beyond the edges of the metal. These cutting machines can be located in various places along the path of the strip, for example, immediately after applying polymer resin to the strip, after spray cooling or after the drying system.

Алюминиевая полоса, которая покрывается способом этого изобретения, может быть произведена из любого сплава и отпушенного сплава в зависимости от области применения этой полосы. Некоторые типичные алюминиевые сплавы, которые пригодны для формования корпуса и краев консервных банок, включают сплавы Алюминиевой ассоциации 5042, 5182 и 3004 с промежуточным или жестким режимом отпуска, включая (среди других) отпущенные сплавы Н-14, Н-19 и Н-39. Обычно полоса металла имеет толщину от 0.1778 до 0.356 мм. The aluminum strip that is coated by the method of this invention can be made from any alloy and tempered alloy, depending on the application of this strip. Some typical aluminum alloys that are suitable for forming the body and edges of cans include Aluminum Association alloys 5042, 5182 and 3004 with intermediate or hard tempering, including (among others) tempered alloys H-14, H-19 and H-39. Typically, a metal strip has a thickness of 0.1778 to 0.356 mm.

В соответствии с этим изобретением можно использовать разнообразные термопластичные полимеры, такие как полиэфиры, для покрытия алюминиевой полосы, которая предназначается для использования в упаковке, такой как корпуса и края консервных банок. Предпочтительной полиэфирной смолой является смола с высокой вязкостью расплава (Эйч-Эм-Ви) такого типа, который до сих пор применяется для покрытия металлических лотков, используемых в хлебопекарне, фольговой упаковке жидкостей и фольговой упаковке, уплотняющейся при нагреве. Примером высококачественной полиэфирной смолы, пригодной для использования в этом изобретении, является сополимерная смола СЕЛАР^®, Пи-Ти-8307 (Йч-Эм-Ви, поставляемая фирмой И-Ай Дюпон де Немурз Компани). Такой сополимер также можно смешивать с другими термопластичными полиэфирами, такими как полиэфиры для производства бутылок, имеющих характеристическую вязкость (ХВ) примерно 0.72 ХВ и выше. Например, смесь сополимера СЕЛАР^®, Пи-Ти-8307 Эйч-Эм-Ви с полиэтилентерефталатом Ти-89, поставляемым фирмой Хехст-Селанез, может обеспечить улучшенные характеристики для алюминиевой полосы, покрытой в соответствии с этим изобретением, используемой в производстве таких продуктов, как края консервных банок для напитков. Другие термопластичные полимеры, пригодные для использования в таком нанесении, включают полипропилен, полиэтилен, полиамиды (найлоны), полиимиды, поликарбонаты, поливинилхлорид (ПВХ) и другие.In accordance with this invention, a variety of thermoplastic polymers, such as polyesters, can be used to coat an aluminum strip that is intended for use in packaging such as cases and edges of cans. A preferred polyester resin is a high melt viscosity resin (HME) of the type that is still used to coat metal trays used in bakeries, liquid foil packaging and heat seal foil packaging. An example of a high-quality polyester resin suitable for use in this invention is a copolymer resin SELAR ^®, P-T-8307 (dv-Em-Bu, available from I-Ai DuPont de Nemurz Company). Such a copolymer can also be mixed with other thermoplastic polyesters, such as polyesters for the manufacture of bottles having an intrinsic viscosity (IV) of about 0.72 IV and higher. For example, a mixture of a CELAR ^® copolymer, P-Ti-8307 HM-V, and T-89 polyethylene terephthalate, supplied by Hoechst-Selanes, can provide improved performance for the aluminum strip coated in accordance with this invention used in the manufacture of such products. like the edges of cans for drinks. Other thermoplastic polymers suitable for use in such an application include polypropylene, polyethylene, polyamides (nylons), polyimides, polycarbonates, polyvinyl chloride (PVC) and others.

На фиг. 2 показана часть альтернативного варианта системы для осуществления настоящего изобретения. В этой системе металлическая полоса 70 покрывается с обеих сторон, когда эта полоса предпочтительно движется вертикально вверх, вместо движения вертикально вниз, как на фиг. 1. Металлическая полоса 70 движется вокруг подающего ролика 72 и от него вертикально вверх через подогреватель 74, такой как индукционная система нагрева. Затем полоса движется через необязательное устройство обработки пламенем 76 и проходит между противоположными экструзионными системами 78, 80 для покрытия обеих сторон полосы. Устройство обработки пламенем улучшает приемистость полосы к связыванию с полимерным покрытием. In FIG. 2 shows part of an alternative embodiment of a system for implementing the present invention. In this system, a metal strip 70 is coated on both sides when the strip preferably moves vertically upward, instead of vertically downward, as in FIG. 1. The metal strip 70 moves around and away from the feed roller 72 through a heater 74, such as an induction heating system. The strip then moves through an optional flame treatment device 76 and passes between opposed extrusion systems 78, 80 to cover both sides of the strip. The flame treatment device improves the responsiveness of the strip to binding to the polymer coating.

Экструзионные системы 78, 80 покрытия на фиг. 2 аналогичны системе на фиг. 1, за исключением того, что каждая система 78 или 80 включает только два ролика, а не три ролика, как на фиг. 1. Поверхностная скорость вращения шарнирного и вытягивающего роликов 82, 84 в несколько раз превышает скорость выхода полимера из головок экструдера 90, 92 с тем, чтобы вытягивать и утоньшать экструдат, как в системе фиг. 1. Ролики 86, 88, которые холоднее роликов 82, 84, принимают экструдат с роликов 82, 84 и наносят экструдат на полосу 70. The extrusion systems 78, 80 of the coating in FIG. 2 are similar to the system of FIG. 1, except that each system 78 or 80 includes only two rollers, and not three rollers, as in FIG. 1. The surface speed of rotation of the articulated and pulling rollers 82, 84 is several times higher than the rate of exit of the polymer from the heads of the extruder 90, 92 in order to stretch and thin the extrudate, as in the system of FIG. 1. Rollers 86, 88, which are colder than rollers 82, 84, receive the extrudate from rollers 82, 84 and apply the extrudate to strip 70.

После того как полоса 70 покрывается с обеих сторон, она продолжает двигаться вертикально вверх в изолированную камеру 94, которая содержит охлаждающий и вращающий ролик 96 для охлаждения полосы и смены направления ее движения вертикально вниз. Предпочтительно эта камера 94 изолирована для тщательного регулирования температуры полосы, когда она движется над охлаждающим и вращающим роликом 96. Предпочтительно, ролик 96 имеет внешний диаметр оболочки по меньшей мере приблизительно три фута (92 см). Такой большой диаметр ролика минимизирует напряжение металла за счет кривизны ролика. Температура ролика 96 и полосы 71 регулируется жидкостью 91 в кольцевой камере 93 между внешней 97 и внутренней 95 оболочками ролика. Предпочтительно, объем кольцевой камеры 93 заполнен не полностью, чтобы минимизировать действие инерции (обеспечивает вязкую амортизацию) и обеспечить контроль скорости и выдерживание направления. After the strip 70 is coated on both sides, it continues to move vertically upward into the insulated chamber 94, which contains a cooling and rotating roller 96 for cooling the strip and changing its direction of movement vertically downward. Preferably, this chamber 94 is insulated to carefully control the temperature of the strip as it moves over the cooling and rotating roller 96. Preferably, the roller 96 has an outer shell diameter of at least about three feet (92 cm). Such a large diameter of the roller minimizes the stress of the metal due to the curvature of the roller. The temperature of the roller 96 and the strip 71 is regulated by the liquid 91 in the annular chamber 93 between the outer 97 and the inner 95 shell of the roller. Preferably, the volume of the annular chamber 93 is not completely filled to minimize the effect of inertia (provides viscous damping) and to provide speed control and direction keeping.

Покрытая композитная полоса 71 движется вертикально вниз от охлаждающего и вращающего ролика 96 через вторичный нагреватель 98, который нагревает композитную полосу приблизительно до 204- 260^oC, чтобы усилить связывание полимера, такого как полиэфирная смола, с полосой, как в воплощении фиг. 1. Нагреватель 98 может быть традиционным индукционным нагревателем, конвекционной печью или инфракрасным нагревателем. Композитная полоса 71 движется из нагревателя 98 через не показанное устройство охлаждения или закалки ко второму охлаждающему и вращающему ролику 99 и от него к наматывающему ролику (не показан). По конструкции и размерам ролик 99 аналогичен описанному выше ролику 96.The coated composite strip 71 moves vertically downward from the cooling and rotating roller 96 through a secondary heater 98, which heats the composite strip to approximately 204-260 ^° C to enhance the bonding of a polymer, such as a polyester resin, to the strip, as in the embodiment of FIG. 1. Heater 98 may be a conventional induction heater, convection oven, or infrared heater. The composite strip 71 moves from the heater 98 through a cooling or quenching device (not shown) to the second cooling and rotating roller 99 and from there to the winding roller (not shown). In design and dimensions, the roller 99 is similar to the roller 96 described above.

Фиг.3 представляет собой схему другого варианта воплощения этого изобретения, в котором очищенная кондиционированная при комнатной температуре листовая заготовка 100 разматывается с катушки 102 и подается вверх на устройство вытягивающего ролика 104, состоящего из ролика 103 и необязательного подпорного ролика 105 на верху блока обработки. Могут быть добавлены накопители (не показаны) для приспособления к замене катушек на разматывающем устройстве 102. FIG. 3 is a diagram of another embodiment of this invention in which a cleaned room-temperature conditioned sheet blank 100 is unwound from a reel 102 and fed upward to a draw roller apparatus 104 consisting of a roll 103 and an optional backup roll 105 at the top of the processing unit. Accumulators (not shown) may be added to accommodate the replacement of coils on the unwinder 102.

От устройства вытягивающего ролика 104 заготовка 100 движется в направлении вертикально вниз и предпочтительно отклоняется примерно на 30-45 градусов от вертикали. Такое отклонение облегчает последующее экструзионное покрытие и расположение оборудования. Заготовка 100 проходит сквозь подогреватель 106, в котором генерируется индукционное поле для равномерного нагревания металла до температуры, при которой увеличивается прочность к "новому отслаиванию" полимера, связанного с полосой, без существенного вредного воздействия на желательные свойства металла. Используемый здесь термин прочность к "новому отслаиванию" означает, что полимер присоединяется к металлической полосе с достаточным фиксирующим усилием, чтобы полимер не отслаивался от полосы при последующей обработке. При нанесении полиэфира желательная температура должна находиться в интервале приблизительно 204-260^oC и предпочтительно приблизительно от 215 до 246^oC.From the draw roller device 104, the workpiece 100 moves vertically downward and preferably deviates about 30-45 degrees from the vertical. This deviation facilitates subsequent extrusion coating and equipment layout. The workpiece 100 passes through a heater 106, in which an induction field is generated to uniformly heat the metal to a temperature at which the resistance to “new peeling” of the polymer associated with the strip is increased without significantly adversely affecting the desired properties of the metal. As used herein, the term “new peel strength” means that the polymer adheres to the metal strip with sufficient holding force so that the polymer does not peel from the strip during subsequent processing. When applying the polyester, the desired temperature should be in the range of about 204-260 ^o C and preferably from about 215 to 246 ^o C.

Подогретая заготовка 100 движется вниз в наклонном направлении и проходит через необязательный узел 108 пламенной обработки поверхности. Этот узел пламенной обработки может восстанавливать поверхность подогретого металла, удаляя, минимизируя или усиливая оксиды, и, тем самым, усиливается адгезия полимера, который в последующем наносится на металл. The heated preform 100 moves downward in an oblique direction and passes through an optional flame treatment unit 108. This flame treatment unit can restore the surface of the heated metal, removing, minimizing or enhancing oxides, and thereby the adhesion of the polymer, which is subsequently applied to the metal, is enhanced.

Затем нагретая и обработанная заготовка 100 поступает в первый из двух пунктов экструзионного покрытия. В экструдере (не показан) полиэтилентерефталат или другая термопластичная смола пластифицируется в расплаве и поступает через листовую головку 110, которая расположена или вертикально, или наклонно к вертикали и которая имеет узкую выходную щель. Эта щель предназначена для создания противодавления в экструдере, что позволяет распределять экструдат 112 по ширине, по меньшей мере равной ширине полосы 100. Щель может иметь ширину меньше ширины полосы 100 в зависимости от нескольких факторов, таких как природа и толщина слоя полимерной смолы, относительных скоростей экструдера и металлической полосы и формы головки, формы пленки экструдата и других факторов. Экструдат 112 вытягивается в роликовом блоке 114, чтобы уменьшить его толщину до окончательной толщины пленки для нанесения на заготовку. В зависимости от экструдируемого полимера это отношение толщин при вытягивании должно быть приблизительно 10-25:1. Then, the heated and processed billet 100 enters the first of two extrusion coating stations. In an extruder (not shown), polyethylene terephthalate or other thermoplastic resin plasticizes in the melt and flows through a sheet head 110, which is either vertically or inclined vertically and which has a narrow exit slit. This slot is designed to create back pressure in the extruder, which allows the extrudate 112 to be distributed over a width at least equal to a strip width of 100. The slot may have a width less than a strip width of 100 depending on several factors, such as the nature and thickness of the polymer resin layer, relative speeds extruder and metal strip and the shape of the head, the shape of the film of the extrudate and other factors. The extrudate 112 is pulled in the roller block 114 to reduce its thickness to the final film thickness for application to the workpiece. Depending on the extrudable polymer, this stretch thickness ratio should be approximately 10-25: 1.

Двухроликовый блок 114 расположен таким образом, чтобы плоскость, проходящая через центральную ось роликов, отклонялась приблизительно на 30 градусов от горизонтали. Предпочтительно, "внутренний" или вращающий ролик 116 имеет эластичную поверхность, выполненную из эластомера с высокой термической стойкостью, причем он охлаждается изнутри и/или снаружи, чтобы минимизировать разложение эластомера. The two-roller unit 114 is positioned so that the plane passing through the central axis of the rollers deviates approximately 30 degrees from the horizontal. Preferably, the “inner” or rotary roller 116 has an elastic surface made of an elastomer with high thermal resistance, and it is cooled internally and / or externally to minimize decomposition of the elastomer.

Внешний или нагнетающий ролик 118 покрыт хромированной сталью, отполирован, причем он предпочтительно выдерживается при температуре ниже 66^oC (для полиэфира), которая ниже точки "прилипания" расплавленного полимера, передающего давление в линии полимеру, когда он наносится на материал полосы. Это увеличивает адгезию полимера к металлу 100, а также улучшает внешний вид поверхности. Скорость поверхности роликов 116, 118 примерно в 10 раз больше, чем скорость выхода экструдата из экструзионной головки, таким образом, полимер вытягивается на заготовку 100, имея желательную толщину в интервале приблизительно от 0.00762 до 0.02032 мм и предпочтительно около 0.01016 мм. Двухроликовый блок 114 покрывает первую сторону заготовки 100 при соответствующей прочности к "новому отслаиванию", чтобы избежать отделения полимера от металла при последующей обработке.The external or injection roller 118 is coated with chrome steel, polished, and it is preferably maintained at a temperature below 66 ^° C (for polyester), which is below the “sticking” point of the molten polymer transferring pressure in the line to the polymer when it is applied to the strip material. This increases the adhesion of the polymer to the metal 100, and also improves the appearance of the surface. The surface speed of the rollers 116, 118 is approximately 10 times greater than the exit speed of the extrudate from the extrusion head, thus the polymer is drawn onto the workpiece 100 having a desired thickness in the range of about 0.00762 to 0.02032 mm and preferably about 0.01016 mm. The two-roller unit 114 covers the first side of the workpiece 100 with the corresponding “new peeling” strength to avoid separation of the polymer from the metal during subsequent processing.

Затем заготовка 101, покрытая с одной стороны, покидает блок 114 и поворачивает приблизительно на 60 градусов (в результате предпочтительного расположения второго устройства экструзии) над роликом 116, покрытым эластомером, отклоняя заготовку вниз на 30-45 градусов от вертикали (примерно на 60 градусов от направления входа в первый блок). Подогретая и покрытая с одной стороны заготовка 101 движется вниз под наклоном 30-45 градусов и может проходить через необязательный второй (и, возможно, более крупный) форсированный нагреватель 120 пламенного или другого типа, в котором поверхность подогретого металла обрабатывается с целью удаления/минимизации оксидов на второй поверхности и усиления адгезии полимера, а также для обеспечения любой "форсированной" температуры, необходимой для достижения оптимальных условий связывания. Then, the blank 101, coated on one side, leaves the block 114 and rotates approximately 60 degrees (as a result of the preferred location of the second extrusion device) above the elastomer coated roller 116, deflecting the blank 30 to 45 degrees from the vertical (about 60 degrees from direction of entry into the first block). Heated and coated on one side of the workpiece 101 moves downward at an angle of 30-45 degrees and can pass through an optional second (and possibly larger) forced heater 120 of a flame or other type, in which the surface of the heated metal is processed to remove / minimize oxides on the second surface and to enhance the adhesion of the polymer, as well as to ensure any "forced" temperature necessary to achieve optimal binding conditions.

Подогретая и предварительно обработанная заготовка поступает на второй из двух блоков экструзионного покрытия для того, чтобы покрыть противоположную сторону заготовки, которая не была покрыта в первом блоке экструзионного покрытия. Требования к характеристикам экструдера, компоновке и процессу во втором экструдере идентичны таковым для первого экструдера. Расплавленный экструдат 122 из экструзионной головки 124 проходит в зазор двухроликового блока 126, расположенного таким образом, чтобы плоскость, проходящая через центральную ось роликов 128, 130, отклонялась приблизительно на 30-45 градусов от горизонтали (45-60 градусов от положения центральной оси первого блока 114). The heated and pre-processed preform is fed to the second of two extrusion coating units in order to cover the opposite side of the preform, which was not coated in the first extrusion coating unit. The requirements for the characteristics of the extruder, the layout and the process in the second extruder are identical to those for the first extruder. The molten extrudate 122 from the extrusion head 124 extends into the gap of the two-roller block 126, located so that the plane passing through the central axis of the rollers 128, 130 deviates approximately 30-45 degrees from the horizontal (45-60 degrees from the position of the central axis of the first block 114).

Геометрия, компоновка, характеристики и функции роликов 128, 130 идентичны таковым для первого блока 114. Вторую сторону подогретой заготовки 101 покрывают экструдатом 122, получая соответствующую прочность к "новому отслаиванию", как описано выше для первой стороны. Затем покрытая с обеих сторон заготовка 103 покидает блок 126 и предпочтительно поворачивается приблизительно на 45-90 градусов над роликом, покрытым эластомером, для достижения предпочтительного расположения в индукционном связывающем нагревателе 132 примерно на 30-45 градусов от вертикали в направлении движения вниз. The geometry, layout, characteristics and functions of the rollers 128, 130 are identical to those of the first block 114. The second side of the heated billet 101 is coated with extrudate 122, obtaining the corresponding “new peeling” strength, as described above for the first side. Then, the blank 103 coated on both sides leaves the block 126 and preferably rotates approximately 45-90 degrees above the elastomer coated roller to achieve a preferred location in the induction coupling heater 132 about 30-45 degrees from the vertical in the downward direction.

Свежепокрытая заготовка 103 движется вниз под наклоном и проходит через второй нагреватель 132, предпочтительно индукционный нагреватель, чтобы равномерно нагреть поверхность раздела металл/пластик до температуры, при которой завершится связывание пластика с металлической заготовкой без существенного ухудшения или иначе вредного воздействия на желаемые свойства металла или пластика. Предпочтительно, эта температура составляет приблизительно 204-228^oC и предпочтительно около 215-246^oC для полиэфира.The freshly coated preform 103 slopes downward and passes through a second heater 132, preferably an induction heater, to uniformly heat the metal / plastic interface to a temperature at which the binding of the plastic to the metal preform is completed without significant deterioration or otherwise detrimental effect on the desired properties of the metal or plastic . Preferably, this temperature is about 204-228 ^o C and preferably about 215-246 ^o C for polyester.

При выходе из индукционного нагревателя 132, продолжая движение вниз под наклоном, композитная структура охлаждается с помощью распыляющих форсунок 134 (или других подходящих устройств) до достаточно низкой температуры, при которой ее можно вращать вокруг ролика 136 без существенного вредного воздействия на окончательные эксплуатационные свойства композитного материала. Наполовину охлажденный композит 103 поворачивается и проходит сквозь горизонтальную водяную ванну 138 для завершения процесса охлаждения. When leaving the induction heater 132, while continuing to move downhill, the composite structure is cooled by spray nozzles 134 (or other suitable devices) to a sufficiently low temperature at which it can be rotated around the roller 136 without significant adverse effect on the final performance properties of the composite material . The semi-cooled composite 103 rotates and passes through a horizontal water bath 138 to complete the cooling process.

После выхода композита 103 из ванны 138 применяется система осушки 140 для удаления остаточной влаги до наматывания композита. Выравнивание материала осуществляют с целью удаления напряжений, возникших при вращении или изгибе металлической полосы над роликами. Затем окончательный материал 103 поступает на устройство намотки 142. Могут использоваться накопители (не показаны), чтобы приспособиться к замене роликов или катушек в устройстве намотки 142. After the composite 103 exits the bath 138, a drying system 140 is applied to remove residual moisture prior to winding the composite. The alignment of the material is carried out in order to remove stresses arising from the rotation or bending of the metal strip above the rollers. Then, the final material 103 is supplied to the winding device 142. Storage rings (not shown) can be used to adapt to replacing the rollers or coils in the winding device 142.

Фиг. 4 и 5 иллюстрируют дополнительный вариант воплощения этого изобретения, в котором металлическая полоса 150 движется вертикально вверх в ходе процесса покрытия и в котором расплавленная смола наносится из головок экструдера 152, 154 непосредственно на противоположные стороны полосы. На фиг. 4 система включает размоточное устройство 156, из которого полоса 150 движется вверх через индукционный подогреватель 158 и затем проходит между двумя головками экструдера 152, 154. Эти головки 152, 154 запитываются из традиционного экструдера (не показан). FIG. 4 and 5 illustrate a further embodiment of this invention in which the metal strip 150 moves vertically upward during the coating process and in which the molten resin is applied from the extruder heads 152, 154 directly to opposite sides of the strip. In FIG. 4, the system includes an unwinding device 156, from which the strip 150 moves upward through the induction heater 158 and then passes between the two heads of the extruder 152, 154. These heads 152, 154 are fed from a conventional extruder (not shown).

Фиг. 5 представляет собой вид головок экструдера 152, 154 (со значительным увеличением), демонстрирующий нанесение экструдата 160, 162 непосредственно на металлическую полосу 150. Диафрагмы головок расположены близко к полосе с тем, чтобы усилие экструдата, выходящего из головок, было приложено к полосе. Эти головки расположены на расстоянии примерно от 5 до 20 мм от полосы и предпочтительно менее 10 мм от полосы. Металлическая полоса 150 передвигается приблизительно в 10-20 раз быстрее, чем экструдат, выходяший из головок 152, 154, таким образом, экструдат вытягивается и толщина его слоя уменьшается за счет вытягивания полосой. Слой экструдата может иметь толщину в интервале от 0.0127 до 0.0508 мм на каждой поверхности полосы. FIG. 5 is a view of the extruder heads 152, 154 (with a significant increase) showing the application of the extrudate 160, 162 directly onto the metal strip 150. The diaphragms of the heads are located close to the strip so that the force of the extrudate exiting the heads is applied to the strip. These heads are located at a distance of about 5 to 20 mm from the strip and preferably less than 10 mm from the strip. The metal strip 150 moves about 10-20 times faster than the extrudate exiting the heads 152, 154, so the extrudate is stretched and its layer thickness decreases due to the stretching of the strip. The extrudate layer may have a thickness in the range from 0.0127 to 0.0508 mm on each surface of the strip.

Предпочтительно головки 152, 154 направлены противоположно друг другу на противоположные поверхности полосы 150. Таким образом, давление экструдата на противоположные стороны полосы будет центрировать полосу между головок. Расплавленный полимер ударяется о поверхность металлической полосы почти сразу же после выхода экструдата из головок, так что полимер не охлаждается или не загибается внутрь до нанесения на полосу. Это помогает обеспечить нанесение однородного покрытия смолы на обе поверхности полосы. Preferably, the heads 152, 154 are directed opposite each other on opposite surfaces of the strip 150. Thus, the pressure of the extrudate on opposite sides of the strip will center the strip between the heads. The molten polymer hits the surface of the metal strip almost immediately after the extrudate leaves the heads, so that the polymer does not cool or bend inward before being applied to the strip. This helps ensure a uniform coating of the resin on both surfaces of the strip.

Покрытая полоса 151 из головок экструдера 152, 154 предпочтительно движется сквозь последующий нагреватель индукционного типа 164, который нагревает композитную полосу выше точки плавления полиэфирной смолы, для того чтобы усилить связывание смолы с полосой. Затем композитная полоса быстро охлаждается в устройстве (не показано) и направляется через ролики 166 и 168 в намоточную катушку 170. The coated strip 151 from the heads of the extruder 152, 154 preferably moves through a subsequent induction type heater 164, which heats the composite strip above the melting point of the polyester resin in order to enhance the binding of the resin to the strip. Then the composite strip is rapidly cooled in a device (not shown) and sent through rollers 166 and 168 to the winding coil 170.

Фиг. 6-14 демонстрируют альтерантивные варианты воплощения этого изобретения для покрытия обеих поверхностей полосы металла, такого как алюминий, сталь, медь, металлоламинаты и т.п. Все эти варианты воплощения включают средства для подогрева металлической полосы, первое и второе устройства экструзионного покрытия, включающие головки и наносящие ролики, средство для последующего нагрева полосы, покрытой с обеих сторон, и средство охлаждения полосы. Кроме того, эти системы необязательно могут включать средство повторного нагрева полосы между первым и вторым устройствами покрытия. Все эти системы включают экструдер или экструдеры для подачи полимерного экструдата в головки. Как первое, так и второе устройства экструзионного покрытия в этих системах включают отливочные ролики, которые контактируют со слоем полимерного экструдата, напрессовывая ее на металлическую полосу, и подпорный ролик, который поддерживает полосу металла и обеспечивает зазор между роликами для совместного сжатия полосы металла и слоя полимера и присоединения полимера к поверхности полосы. Эти системы необязательно могут включать поддерживающий ролик для одного или обоих подпорных роликов, который способствует их охлаждению. FIG. 6-14 show alternative embodiments of this invention for coating both surfaces of a strip of metal such as aluminum, steel, copper, metal laminates, and the like. All of these embodiments include means for heating the metal strip, first and second extrusion coating devices including heads and application rollers, means for subsequently heating the strip coated on both sides, and means for cooling the strip. In addition, these systems may optionally include means for re-heating the strip between the first and second coating devices. All of these systems include an extruder or extruders for feeding the polymer extrudate to the heads. Both the first and second extrusion coating devices in these systems include casting rollers that contact the polymer extrudate layer, pressing it onto a metal strip, and a backup roller that supports the metal strip and provides clearance between the rollers to compress the metal strip and the polymer layer together and attaching the polymer to the surface of the strip. These systems may optionally include a support roller for one or both of the backup rollers, which helps to cool them.

Подогреватель, повторные и последующие нагреватели в этих системах могут иметь разнообразные формы, такие как индукционные, пламенные, инфракрасные, радиантные, электрические, конвекционные печи на ископаемом топливе, нагревающие вальцы или любая комбинация таких устройств. Кроме того, полосу можно подогревать в скрученном виде или от предшествующей обработки полосы до либо дополнения, либо замещения подогревательного устройства. Предпочтительным видом нагревателя является индукционный нагреватель TFX^®, поставляемый фирмой Дэйви Макки Лтд., Пул, Англия.The heater, re-heaters and subsequent heaters in these systems can take a variety of forms, such as induction, flame, infrared, radiant, electric, fossil-fuel convection ovens, heating rollers, or any combination of such devices. In addition, the strip can be heated in a twisted form or from the previous processing of the strip to either supplement or replace the heating device. A preferred form of the heater is an induction heater TFX ^®, available from Davy McKee Ltd.., Poole, England.

В этой системе головки расположены на расстоянии примерно от 10.2 до 30.5 см и более предпочтительно примерно в 15.2-20.3 см (в зависимости от размеров головки и ролика) от зазора между каждой парой роликов. Экструдированный слой полимера предпочтительно контактирует с металлической полосой и отливочным роликом практически одновременно в зазоре между роликами или контактирует с металлической полосой непосредственно выше этого зазора. Альтернативно экструдированный слой может контактировать с отливочным роликом за несколько градусов вращения до входа в зазор между роликами. Такой контакт с отливочным роликом до входа в зазор между роликами не должен быть больше, чем несколько градусов вращения ролика, например, примерно 0-25^o, чтобы минимизировать охлаждение полимера до его контакта с металлической полосой в зазоре между роликами.In this system, the heads are located at a distance of about 10.2 to 30.5 cm, and more preferably about 15.2-20.3 cm (depending on the size of the head and the roller) from the gap between each pair of rollers. The extruded polymer layer is preferably in contact with the metal strip and the casting roller almost simultaneously in the gap between the rollers or in contact with the metal strip directly above this gap. Alternatively, the extruded layer may contact the casting roller several degrees of rotation before entering the gap between the rollers. Such contact with the casting roller before entering the gap between the rollers should not be more than a few degrees of rotation of the roller, for example, about 0-25 ^o , in order to minimize the cooling of the polymer before it contacts the metal strip in the gap between the rollers.

Экструдированный слой полимера может иметь толщину приблизительно от 0.127 до 0.254 мм и предпочтительно вытягивается вниз металлической полосой и роликами с уменьшением толщины этого слоя. Это относительное вытягивание может составлять примерно от 1:1 до 200:1 и более предпочтительно примерно от 10:1 до 40:1. Используемый здесь термин "относительное вытягивание" означает отношение толщины экструдированного слоя к толщине слоя, нанесенного на металлическую полосу. Обычно относительное вытягивание определяется разностью между скоростью экструзии из головок и скоростью движения покрываемой металлической полосы. Например, относительное вытягивание 20:1 обычно означает, что полоса передвигается приблизительно в 20 раз быстрее, чем экструдат, выходящий из отверстия головки. Из области техники хорошо известны методики вытягивания и утончения экструдированного слоя полимера. The extruded polymer layer may have a thickness of from about 0.127 to 0.254 mm and is preferably stretched down by a metal strip and rollers with a decrease in the thickness of this layer. This relative stretch may be from about 1: 1 to 200: 1, and more preferably from about 10: 1 to 40: 1. As used herein, the term “relative stretch” means the ratio of the thickness of the extruded layer to the thickness of the layer deposited on the metal strip. Typically, relative elongation is determined by the difference between the rate of extrusion from the heads and the speed of movement of the coated metal strip. For example, a relative stretch of 20: 1 usually means that the strip moves about 20 times faster than the extrudate coming out of the hole in the head. Techniques for drawing and thinning an extruded polymer layer are well known in the art.

Для некоторых систем может быть желательным предоставление дополнительных средств до роликовой пары для прижимания или нанесения экструдированного слоя к поверхности металлической полосы. Эти дополнительные прижимные средства могут включать пневматические ножницы, электростатические устройства и вакуумные прижимные средства, а также другие. Слои могут отливаться полностью на металлическую полосу или могут отливаться шире полосы с последующим обрезанием избыточного покрытия. For some systems, it may be desirable to provide additional means to the roller pair for pressing or applying the extruded layer to the surface of the metal strip. These additional clamping means may include pneumatic scissors, electrostatic devices and vacuum clamping means, as well as others. The layers may be cast entirely onto a metal strip or may be cast wider than the strip, followed by cutting off the excess coating.

Для большинства областей применения отливочный ролик предпочтительно сделан из твердого металла, имеющего покрытие из хрома, оксида хрома, оксида алюминия или другого твердого металла на поверхности этого ролика. Такие поверхности вращения могут быть отполированы или текстурированы. Предпочтительно, отливочный ролик охлаждается ниже точки прилипания или размягчения полимера для того, чтобы полимер не прилипал к этому ролику. Предпочтительно, для большинства применений подпорный ролик имеет эластичную внешнюю поверхность, сделанную из силиконового каучука, полиуретана, хлортрифторэтиленовых полимеров, таких как ВИТОН^® или КЕЛ-ЭФ^®, тетрафторэтиленовых и фторуглеродных полимеров, таких как Тефлон^®, или другого синтетического каучука, или эластомерного материала с высокой термической стойкостью, или сочетания таких материалов. ВИТОН^®,КЕЛ-Эф^® и Тефлон^® представляют собой торговые марки фирмы И-Ай Дюпон де Немур Компани. Внешняя поверхность такого эластомерного материала предпочтительно имеет твердость, измеренную дюрометром, приблизительно 75-85 по шкале Шора А. Для некоторых областей применения может быть желательным иметь твердую поверхность, такую как из эластомеров ВИТОН^®,КЕЛ-Эф^® или Тефлон^®, поверх более эластичного материала, такого как природный или синтетический каучук, для обеспечения износостойкой поверхности и соответствующей сжимаемости. Как отливочный, так и подпорный ролик должны иметь относительно гладкую поверхность в интервале примерно от 2 до 20 среднеквадратичного значения. Для некоторых областей применения альтернативно отливочный ролик может иметь поверхность, выполненную из жесткого синтетического каучука с высокой термической стойкостью, как описано для подпорного ролика.For most applications, the casting roller is preferably made of a solid metal having a coating of chromium, chromium oxide, aluminum oxide or other solid metal on the surface of this roller. Such surfaces of revolution may be polished or textured. Preferably, the casting roller is cooled below the point of adhesion or softening of the polymer so that the polymer does not adhere to this roller. Preferably, for most applications, the backup roller has an elastic outer surface made of silicone rubber, polyurethane, chlorotrifluoroethylene polymers such as VITON ^® or KEL-EF ^® , tetrafluoroethylene and fluorocarbon polymers such as Teflon ^® , or other synthetic rubber or elastomeric material with high thermal resistance, or a combination of such materials. VITON ^® , KEL-Ef ^® and Teflon ^® are trademarks of II DuPont de Nemour Company. The outer surface of such an elastomeric material preferably has a hardness measured by a durometer of approximately 75-85 according to the Shore A. For some applications, it may be desirable to have a hard surface, such as VITON ^® , KEL-Ef ^® or Teflon ^® elastomers, on top of a more elastic material, such as natural or synthetic rubber, to provide a wear-resistant surface and adequate compressibility. Both the casting and the retaining roller should have a relatively smooth surface in the range of about 2 to about 20 rms. For some applications, the alternative casting roller may have a surface made of hard synthetic rubber with high thermal resistance, as described for the backup roller.

Отливочный и подпорный ролики сжимаются относительно металлической полосы и слоя полимера, когда полоса и слой движутся сквозь межроликовый зазор для того, чтобы этот слой прилип к полосе. При прижимании роликов относительно друг друга металлическая полоса обжимается относительно эластичного материала на подпорном ролике, причем это обеспечивает уверенность в том, что полимерный слой напрессовался к металлической полосе по всему сечению межроликового зазора без просвета в области контакта. Усилие поперек межроликового зазора может незначительно изменяться из-за несоосности роликов или небольших изменений толщины полосы, причем ролик прирабатывается к прочим деталям, но он не должен иметь промежутков несоответствующего вращающего усилия. Совместное прижимание роликов сжимает эластомерный материал на подпорном и/или отливочном ролике с образованием полосы контакта в межроликовом зазоре по длине ролика, что, как полагают, согласует любые несоответствия расположения роликов и плоскости металлической полосы и обеспечивает более равномерное распределение усилия полимерной пленки относительно металлической полосы для улучшения однородности покрытия и его связывания. Из области техники хорошо известны устройства, обеспечивающие усилие сжатия роликов относительно друг друга и регулирования или коррекции усилия, которые включают пневматический и гидравлический барабаны, зажимы и винты, действующие на ролики. The casting and retaining rollers are compressed relative to the metal strip and the polymer layer when the strip and layer move through the inter-roll gap so that this layer adheres to the strip. When the rollers are pressed relative to each other, the metal strip is crimped relative to the elastic material on the retaining roller, and this ensures that the polymer layer is pressed onto the metal strip over the entire cross-section of the roller gap without a gap in the contact area. The force across the gap between the rollers may vary slightly due to misalignment of the rollers or small changes in the strip thickness, the roller being run in to other parts, but it should not have gaps of inappropriate rotational force. Joint pressing of the rollers compresses the elastomeric material on the retaining and / or casting rollers with the formation of a contact strip in the inter-roll gap along the length of the roller, which is believed to coordinate any inconsistencies in the location of the rollers and the plane of the metal strip and provides a more uniform distribution of the polymer film force relative to the metal strip for improving the uniformity of the coating and its binding. Devices are known in the art for compressing the rollers against each other and for adjusting or correcting the forces, which include pneumatic and hydraulic drums, clamps and screws acting on the rollers.

Полимерные покрытия, наносимые в соответствии с этим изобретением, могут представлять собой любую из множества смол, которые описаны выше в связи с фиг. 1. Предпочтительно эти смолы представляют собой практически 100%-ный полимер без растворителя или с небольшим количеством растворителя, который может испаряться. Такие же или другие смолы могут наноситься на противоположные стороны металлической полосы, причем одно или оба покрытия могут содержать пигмент или другую добавку. Предпочтительно, металлическая полоса представляет собой алюминиевый сплав с промежуточным или жестким отпуском, имеющий толщину примерно от 0.1778 до 0.3556 мм, как описано выше в связи с фиг. 1, но также может быть произведена из других металлов, таких как сталь, или медь, или ламинаты. Предпочтительно полосу предварительно очищают, причем она может быть предварительно обработана анодным или конверсионным покрытием (предпочтительно не хромовым), или ее поверхности придают шероховатость, чтобы улучшить эксплуатационные свойства и прилипание полимерного покрытия к полосе. Например, алюминиевая полоса может быть очищена и обработана фосфатом титана или циркония, силикатом или конверсионными покрытиями Бетц Метхем^®. Последняя представляет собой зарегистрированную торговую марку фирмы Бетц Лэбораториз Инк., Хоршам, шт. Пенсильвания. Кроме того, эта полоса может быть предварительно покрыта с одной или обеих сторон органическими покрытиями или отделками, чтобы усилить связывание полимера с полосой.The polymer coatings applied in accordance with this invention may be any of a variety of resins, which are described above in connection with FIG. 1. Preferably, these resins are substantially 100% solvent-free or with a small amount of solvent that can evaporate. The same or different resins may be applied to opposite sides of the metal strip, one or both of the coatings may contain a pigment or other additive. Preferably, the metal strip is an aluminum alloy with an intermediate or hard tempering having a thickness of from about 0.1778 to 0.3556 mm, as described above in connection with FIG. 1, but can also be made from other metals, such as steel, or copper, or laminates. Preferably, the strip is pre-cleaned, whereby it can be pre-treated with an anode or conversion coating (preferably non-chrome), or its surface is roughened to improve the performance and adhesion of the polymer coating to the strip. For example, an aluminum strip can be cleaned and treated with titanium or zirconium phosphate, silicate or Betz Metham ^® conversion coatings. The latter is a registered trademark of Betz Laboratories Inc., Horsham, pc. Pennsylvania. In addition, this strip can be precoated on one or both sides with organic coatings or finishes to enhance the binding of the polymer to the strip.

При эксплуатации этих систем металлическая полоса движется со скоростью в интервале примерно от 300 до 1500 фут/мин или примерно от 90 до 450 м/мин. Очевидно, что при повышенных скоростях увеличивается производительность, а также уменьшается интервал времени (время пребывания), в течение которого металл находится при повышенной температуре. Для минимизации ухудшения свойств металла иногда предпочитают использовать меньшие времена пребывания. When operating these systems, the metal strip moves at a speed in the range of about 300 to 1,500 ft / min or about 90 to 450 m / min. Obviously, at higher speeds, productivity increases, and the time interval (residence time) during which the metal is at elevated temperature also decreases. To minimize the deterioration of the properties of the metal, it is sometimes preferred to use shorter residence times.

Обратимся теперь к фиг. 6, иллюстрирующей систему покрытия, включающую ролик 172, через который перемещается металлическая полоса 174, поступающая в устройство подогрева 173, такое как индукционный нагреватель, который нагревает полосу до температуры в интервале от 121 до 288^oC в зависимости от вида металла и отпуска полосы, желательных свойств полосы после покрытия и наносимого полимера, а также других факторов. Для алюминиевой полосы, покрываемой полиэфирной смолой, для использования покрытой полосы в производстве упаковки, более предпочтительный интервал температур подогрева составляет приблизительно от 204 до 288^oC. Температура подогрева, а также температура повторного и последующего нагрева, не должна быть настолько высокой, чтобы неблагоприятно влиять на желаемые свойства металлической полосы или полимерных покрытий на полосе.Turning now to FIG. 6 illustrating a coating system including a roller 172 through which a metal strip 174 is passed to a heating device 173, such as an induction heater, which heats the strip to a temperature in the range of 121 to 288 ^° C. depending on the type of metal and strip tempering, the desired properties of the strip after coating and the applied polymer, as well as other factors. For an aluminum strip coated with a polyester resin, for using the coated strip in packaging production, a more preferable range of heating temperatures is from about 204 to 288 ^° C. The heating temperature, as well as the temperature of the re-heating and subsequent heating, should not be so high as to adversely affect on the desired properties of the metal strip or polymer coatings on the strip.

Подогретую полосу 174 последовательно покрывают с противоположных сторон, используя две экструзионные головки 176, 178 и две пары роликов 180, 182 и 184, 186. Расплавленная полимерная смола поступает в экструзионные головки 176, 178 из одного или двух экструдеров (не показаны). Когда смола поступает в головки 176, 178, она может иметь температуру в интервале примерно от 177 до 343^oC, причем для поддержания желаемой температуры смолы головки предпочтительно обогревают устройством электросопротивления. Экструзионные головки 176, 178 имеют удлиненные, узкие отверстия, длина которых приблизительно соответствует ширине покрываемой полосы 174, которая может составлять от 254 до 2159 мм или более. Предпочтительно, длина отверстия в головке по меньшей мере соответствует или превышает ширину полосы 174 так, чтобы слой полимерного экструдата из каждой головки мог полностью покрыть полосу. Отверстия в головке являются длинными и узкими для того, чтобы получить тонкий слой экструдата. Отверстия в головке могут иметь размер до 0.762 мм и предпочтительно в интервале примерно от 0.127 до 0.381 мм. Головки обычно являются традиционными, причем они являются доступными от множества поставщиков. Головки 176, 178 выдают тонкие слои экструдата 188 и 189, которые наносятся на противоположные стороны полосы 174 парами роликов 180, 182 и 184, 186.The heated strip 174 is sequentially coated on opposite sides using two extrusion heads 176, 178 and two pairs of rollers 180, 182 and 184, 186. The molten polymer resin enters the extrusion heads 176, 178 from one or two extruders (not shown). When the resin enters the heads 176, 178, it may have a temperature in the range of about 177 to 343 ^° C., and the heads are preferably heated by an electrical resistor to maintain the desired temperature. The extrusion heads 176, 178 have elongated, narrow holes, the length of which approximately corresponds to the width of the coated strip 174, which can be from 254 to 2159 mm or more. Preferably, the length of the hole in the die is at least equal to or greater than the width of the strip 174 so that a layer of polymer extrudate from each die can completely cover the strip. The holes in the head are long and narrow in order to obtain a thin layer of extrudate. The holes in the head can have a size of up to 0.762 mm, and preferably in the range of about 0.127 to 0.381 mm. The heads are usually traditional, and they are available from a variety of suppliers. The heads 176, 178 produce thin layers of extrudate 188 and 189, which are deposited on opposite sides of the strip 174 by pairs of rollers 180, 182 and 184, 186.

В первой паре ролик 182 является отливочным роликом, который контактирует со слоем полимера 188, выходящим из головки 176, а ролик 180 является подпорным, поддерживающим полосу 174 относительно отливочного ролика. Как указано выше, отливочный ролик 182 предпочтительно выполнен из твердого металла, а подпорный ролик 180 предпочтительно имеет эластичную внешнюю поверхность или оболочку, такую как оболочку из силиконового каучука. Предпочтительно, оба ролика 180, 182 охлаждаются таким охлаждающим агентом, как вода, которая циркулирует сквозь ролик. Отливочный ролик охлаждается до температуры ниже 66^oC так, чтобы слой полимера не прилипал к нему. Подпорный ролик 180 предпочтительно охлаждается изнутри и/или снаружи, чтобы минимизировать вредное термическое воздействие на эластичное покрытие ролика. Может быть предусмотрен необязательный поддерживающий ролик для поддержки подпорного ролика 180 и его лучшего охлаждения.In the first pair, the roller 182 is a casting roller that contacts a layer of polymer 188 exiting the head 176, and the roller 180 is a retainer supporting the strip 174 relative to the casting roller. As indicated above, the casting roller 182 is preferably made of solid metal, and the backup roller 180 preferably has an elastic outer surface or shell, such as a shell of silicone rubber. Preferably, both rollers 180, 182 are cooled by a cooling agent such as water that circulates through the roller. The casting roller is cooled to a temperature below 66 ^o C so that the polymer layer does not adhere to it. The backup roller 180 is preferably cooled internally and / or externally to minimize harmful thermal effects on the elastic coating of the roller. An optional support roller may be provided to support the backup roller 180 and better cooling thereof.

Как видно, оси роликов 180, 182 могут быть параллельными, ролики располагаются рядом, существенно в горизонтальной плоскости так, чтобы металлическую полосу 174 и слой полимера 188 можно было подавать вниз, в зазор между роликами, и выводить снизу межроликового зазора. Полоса 174 может следовать за поворотом внешней поверхности подпорного ролика по дуге примерно на 0-120 градусов, прежде чем полоса покинет поверхность ролика, направляясь в повторный нагреватель 192. Слой полимера 188 на металлической полосе 174 предпочтительно имеет минимальный контакт с отливочным роликом 182 для того, чтобы минимизировать возможное прилипание или вредное воздействие ролика на полимер. Эта минимизация контакта особенно применима для полиэфирных смол, тогда как для полипропиленовых смол желателен больший контакт и более эффективное охлаждение смолы отливочным роликом (см. фиг.14). Ролики 180, 182 прижимаются друг к другу с усилием примерно 9.0-53.7 кг/см, предпочтительно примерно 21.5-32.2 кг/см и более предпочтительно примерно 26.9 кг/см по длине межроликового зазора. Это усилие приводит к эластичному сжатию внешней части подпорного ролика 180, которая слегка деформируется или вдавливается, обеспечивая отсутствие разрыва в действии усилия роликов относительно металлической полосы поперек всей длины межроликового зазора и обеспечивая критерий приспособления к несоосности роликов или непланарности листового материала. Однако это усилие не снижает толщину полимера или материала. Как указано выше, это сжатие сжимаемого слоя на подпорном ролике 180 образует узкую зону контакта между роликами 180, 182 и полосой 174 в межроликовом зазоре. В зависимости от величины усилия сжимающего ролики вместе, и эластичности опорного ролика 180, и других факторов типичная зона контакта может иметь ширину приблизительно от 6.4 до 25.4 мм и обычно примерно 19 мм. As can be seen, the axes of the rollers 180, 182 can be parallel, the rollers are located nearby, essentially in a horizontal plane, so that the metal strip 174 and the polymer layer 188 can be fed down into the gap between the rollers and brought out from below the inter-roller gap. The strip 174 may follow the rotation of the outer surface of the retaining roller in an arc of about 0-120 degrees before the strip leaves the surface of the roller, heading to the re-heater 192. The polymer layer 188 on the metal strip 174 preferably has minimal contact with the casting roller 182 so that to minimize possible sticking or harmful effects of the roller on the polymer. This minimization of contact is particularly applicable to polyester resins, while for polypropylene resins greater contact and more efficient cooling of the resin by the casting roller is desired (see FIG. 14). The rollers 180, 182 are pressed against each other with a force of about 9.0-53.7 kg / cm, preferably about 21.5-32.2 kg / cm, and more preferably about 26.9 kg / cm along the length of the inter-roll gap. This force leads to elastic compression of the outer part of the backup roller 180, which is slightly deformed or pressed in, ensuring that there is no rupture in the force of the rollers relative to the metal strip across the entire length of the inter-roll gap and providing a criterion for adaptation to misalignment of the rollers or non-planar sheet material. However, this force does not reduce the thickness of the polymer or material. As indicated above, this compression of the compressible layer on the retaining roller 180 forms a narrow contact zone between the rollers 180, 182 and the strip 174 in the inter-roll gap. Depending on the magnitude of the force of the compressing rollers together, and the elasticity of the support roller 180, and other factors, a typical contact area may have a width of about 6.4 to 25.4 mm and usually about 19 mm.

После покрытия полосы 174 с одной стороны ее можно необязательно нагреть повторно, например, в индукционном нагревателе 192 и т.п. Здесь полоса может быть нагрета до температуры в интервале примерно от 120 до 288^oC в зависимости от наносимого полимера и более предпочтительно примерно от 204 до 288^oC для полиэфирных покрытий. Для некоторых областей применения и некоторых полимеров повторный нагрев полосы до ее покрытия с противоположной стороны может быть необязательным.After coating the strip 174 on one side, it may optionally be reheated, for example, in an induction heater 192 and the like. Here, the strip can be heated to a temperature in the range of from about 120 to 288 ^° C. depending on the polymer applied, and more preferably from about 204 to 288 ^° C. for polyester coatings. For some applications and some polymers, reheating the strip to the opposite side of the strip may not be necessary.

Полоса 174 из повторного нагревателя 192 движется во вторую экструзионную головку 178, вторую пару роликов 184, 186 и необязательный охлаждающий ролик 187 для второго слоя полимера 190, который наносится на противоположную сторону полосы, не покрытую полимером 188. Расстояние от выхода из первого зазора во второй зазор предпочтительно выдерживают коротким, чтобы контролировать потери тепла металлом, когда он перемещается между двумя межроликовыми зазорами. Вторая головка 178 и вторая пара роликов 184, 186 аналогичны первой головке 176 и первой паре роликов 180, 182 за исключением того, что эти ролики являются обращенными, причем второй отливочный ролик находится на противоположной стороне от первого отливочного ролика, оси роликов находятся в другой плоскости, и вторая головка 178 имеет другую ориентацию. Для того чтобы полоса 174 проходила практически по прямой линии сквозь второй межроликовый зазор, плоскость, проходящая через оси роликов 184, 186, практически перпендикулярна плоскости полосы, двигающейся сквозь второй межроликовый зазор, и под углом к вертикали. Поэтому полоса 174 имеет минимальный контакт с роликами 184, 186 за исключением узкой полосы контакта, полученной за счет упругой деформации эластичного материала на внешней части подпорного ролика 186. Как указано выше, полагают, что эта минимизация контакта роликов 184, 186 с полимером на полосе 174 является полезной для улучшения качества и эксплуатационных характеристик конечного покрытого продукта для некоторых полиэфирных смол. Для других полимеров, таких как полипропилен, желателен значительный контакт с роликом и охлаждение полимера прежде, чем покрытая полоса покинет ролик. The strip 174 from the re-heater 192 moves to the second extrusion head 178, the second pair of rollers 184, 186 and an optional cooling roller 187 for the second layer of polymer 190, which is applied to the opposite side of the strip not covered by polymer 188. The distance from the exit from the first gap to the second the gap is preferably kept short to control the heat loss of the metal as it moves between the two inter-roll gaps. The second head 178 and the second pair of rollers 184, 186 are similar to the first head 176 and the first pair of rollers 180, 182 except that these rollers are facing, with the second casting roller located on the opposite side from the first casting roller, the axes of the rollers are in a different plane , and the second head 178 has a different orientation. In order for the strip 174 to pass almost in a straight line through the second inter-roller gap, the plane passing through the axis of the rollers 184, 186 is almost perpendicular to the plane of the strip moving through the second inter-roller gap and at an angle to the vertical. Therefore, the strip 174 has minimal contact with the rollers 184, 186 with the exception of a narrow contact strip obtained by elastic deformation of the elastic material on the outer part of the backup roller 186. As indicated above, this minimization of the contact of the rollers 184, 186 with the polymer on the strip 174 is believed to be is useful for improving the quality and performance of the final coated product for some polyester resins. For other polymers, such as polypropylene, significant contact with the roller and cooling of the polymer before the coated strip leaves the roller is desirable.

Как и в первом блоке роликов, второй блок роликов 184, 186 должен прижиматься относительно металлической полосы 174 и слоя полимера с достаточным усилием, чтобы гарантировать плотность прессования слоя полимера 190 на полосе поперек всей ширины межроликового зазора. Усилие между вторым блоком роликов 184, 186 должно быть в интервале примерно 9.0-53.7 кг/см и предпочтительно примерно 21.5-32.2 кг/см. As in the first roller block, the second roller block 184, 186 must be pressed against the metal strip 174 and the polymer layer with sufficient force to guarantee the tightness of the pressing of the polymer layer 190 on the strip across the entire width of the inter-roll gap. The force between the second block of rollers 184, 186 should be in the range of about 9.0-53.7 kg / cm and preferably about 21.5-32.2 kg / cm.

После покрытия полосы 174 с обеих сторон или поверхностей пленкой полимера 188, 190 полностью покрытая полоса проходит сквозь последующий нагреватель 194 и через систему охлаждения покрытой полосы. Хотя это не существенно для изобретения, полагают, что желательно минимизировать контакт покрытой полосы с роликами или другими механическими устройствами между покрывающими роликами 184, 186 и системой охлаждения полимера для его отвердевания. Например, желательно, чтобы полоса 174 проходила практически по прямой линии от роликов 184, 186 через последующий нагреватель 194 и через средство (не показано) по меньшей мере частичного охлаждения полосы по меньшей мере ниже температуры плавления полимерного покрытия на полосе. Таким образом, избегают контакта полимера на полосе с роликами или т.п. до затвердевания полимера, причем маловероятно, чтобы ролики и т.п. оказывали вредное воздействие на полимер. After coating the strip 174 on both sides or surfaces with a polymer film 188, 190, the fully coated strip passes through the subsequent heater 194 and through the cooling system of the coated strip. Although not essential to the invention, it is believed that it is desirable to minimize the contact of the coated strip with rollers or other mechanical devices between the coating rollers 184, 186 and the polymer cooling system for curing it. For example, it is desirable that the strip 174 extend substantially in a straight line from the rollers 184, 186 through a subsequent heater 194 and through means (not shown) for at least partially cooling the strip at least below the melting temperature of the polymer coating on the strip. Thus, contact of the polymer in the strip with the rollers or the like is avoided. before the polymer solidifies, it is unlikely that the rollers, etc. had a harmful effect on the polymer.

Последующий нагреватель 194 предпочтительно является индукционным нагревателем, инфракрасным нагревателем, конвекционной печью или сочетанием из двух или всех трех устройств, которые могут быстро нагреть смолу на листе по меньшей мере примерно до температуры размягчения и предпочтительно выше температуры плавления полимера. Важно, чтобы такой нагрев не был настолько интенсивным, чтобы оказать существенно вредное воздействие на свойства металла в полосе или полимерного покрытия на полосе. Нагревание полимера по меньшей мере примерно до температуры плавления может быть желательным, чтобы вызвать течение полимера, и, тем самым, устраняются любые пятна и/или сглаживаются любые неровности покрытия полимера на полосе. Subsequent heater 194 is preferably an induction heater, infrared heater, convection oven, or a combination of two or all three devices that can quickly heat the resin on the sheet to at least about the softening temperature and preferably above the melting temperature of the polymer. It is important that such heating is not so intense as to have a substantially detrimental effect on the properties of the metal in the strip or the polymer coating in the strip. Heating the polymer to at least about the melting point may be desirable to cause the polymer to flow, and thereby eliminate any stains and / or smooth out any irregularities in the polymer coating on the strip.

После того, как полоса прошла последующий нагреватель, ее быстро охлаждают, чтобы покрытие затвердело практически в некристаллической форме. Может быть желательным сначала частично охладить полосу воздухом или другим газом ниже температуры плавления полимера и затем закалить частично охлажденную полосу струями воды или в водяной ванне. Полагают, что частичное охлаждение полосы воздухом минимизирует вредное воздействие, которое может вызвать вода на полимер, находящийся в расплавленном состоянии. Используемый здесь термин "быстрое охлаждение" означает, что полимерное покрытие охлаждается сразу после выхода покрытой полосы из последующего нагревателя, когда полоса движется со скоростью примерно 90-450 м/мин и предпочтительно примерно 180-360 м/мин. Блок охлаждения или закалки располагается на расстоянии нескольких метров, например, приблизительно в 1.5-15 м от последующего нагревателя, так что полимерное покрытие предпочтительно отвердевает примерно меньше чем за 10 с и более предпочтительно меньше чем за 1 с после выхода покрытой полосы из последующего нагревателя. After the strip has passed the subsequent heater, it is quickly cooled so that the coating hardens in almost non-crystalline form. It may be desirable to first partially cool the strip with air or another gas below the melting temperature of the polymer and then quench the partially cooled strip with water jets or in a water bath. It is believed that partial cooling of the strip with air minimizes the harmful effects that water can cause on the polymer in the molten state. The term “quick cooling” as used herein means that the polymer coating cools immediately after the coated strip leaves the subsequent heater when the strip moves at a speed of about 90-450 m / min and preferably about 180-360 m / min. The cooling or quenching unit is located at a distance of several meters, for example, approximately 1.5-15 m from the subsequent heater, so that the polymer coating preferably cures in less than 10 seconds and more preferably less than 1 second after the coated strip exits the subsequent heater.

После охлаждения полосы она может быть подвергнута последующей обработке, такой как обрезка концов, продольная нарезка, выравнивание, намотка на катушку, или из нее производят такие продукты, как корпус и края консервных банок с намоткой или без намотки. After cooling the strip, it can be subjected to further processing, such as trimming, longitudinal cutting, leveling, winding on a reel, or products such as the case and the edges of cans with or without winding are produced from it.

На фиг. 7 показана альтернативная система, аналогичная системе, показанной на фиг. 6, за исключением того, что верхняя пара роликов 202, 204 расположена таким образом, что плоскость их осей перпендикулярна плоскости полосы 196, проходящей через межроликовый зазор. Охлаждающие ролики (не показаны) могут быть добавлены, чтобы способствовать охлаждению роликов 202, 208 и 212. В этой системе существует минимальный контакт полосы с подпорным роликом, так что снижается перенос тепла от полосы к подпорному ролику и вредное термическое воздействие на эластичную часть подпорного ролика 202. Это также означает меньшее охлаждение металлической полосы, что может исключать любую необходимость форсировать повторный нагрев полосы до ее покрытия с обратной стороны. Если желательно повторное нагревание, то полоса, покрытая с одной стороны, движется в другом направлении, разворачиваясь на ролике 208, и проходит сквозь форсированный нагреватель 210. Затем обратную сторону полосы покрывают с помощью экструзионной головки 216 и роликов 212, 214. Полностью покрытую полосу затем дополнительно нагревают и охлаждают/закаливают таким же образом, как описано выше в связи с фиг.6. In FIG. 7 shows an alternative system similar to the system shown in FIG. 6, except that the upper pair of rollers 202, 204 is positioned so that the plane of their axes is perpendicular to the plane of the strip 196 passing through the inter-roll gap. Cooling rollers (not shown) can be added to help cool the rollers 202, 208 and 212. In this system, there is minimal contact between the strip and the retaining roller, so that heat transfer from the strip to the retaining roller and harmful thermal effects on the elastic part of the retaining roller are reduced. 202. This also means less cooling of the metal strip, which may eliminate any need to force the strip to reheat until it is coated on the reverse side. If reheating is desired, then the strip coated on one side moves in the other direction, turning on the roller 208, and passes through the forced heater 210. Then, the back side of the strip is covered with an extrusion head 216 and rollers 212, 214. The fully coated strip is then additionally heated and cooled / quenched in the same manner as described above in connection with Fig.6.

Фиг. 8 иллюстрирует альтернативный вариант воплощения этого изобретения, который подобен варианту на фиг. 6, за исключением того, что ролики 218, 220 в нижнем блоке покрытия расположены горизонтально рядом, причем плоскость их осей является существенно горизонтальной, а полоса 222 сопровождает подпорный ролик 210 при его вращении примерно на 90 градусов, после чего полоса направляется в устройства последующего нагревания и охлаждения (не показаны). Кроме того, на фиг. 8 показаны пунктиром несколько альтернативных направлений движения полосы 222 после выхода из межроликового зазора в нижнем блоке заливки. FIG. 8 illustrates an alternative embodiment of this invention, which is similar to the embodiment of FIG. 6, except that the rollers 218, 220 in the lower coating unit are arranged horizontally side by side, the plane of their axes being substantially horizontal, and the strip 222 accompanying the backup roller 210 when it rotates about 90 degrees, after which the strip is sent to the subsequent heating devices and cooling (not shown). In addition, in FIG. Figure 8 shows in dashed lines several alternative directions of movement of the strip 222 after exiting the inter-roll gap in the lower casting block.

Фиг.9 иллюстрирует другой вариант воплощения этого изобретения с практически вертикальным направлением движения металлической полосы 230 сквозь подогреватель 231, первый блок роликов 232, форсированный нагреватель 234 и второй блок роликов 236. Из второго блока роликов дважды покрытая полоса проходит сквозь последующий нагреватель (не показан) и систему охлаждения (не показана). Если имеется достаточно места, предпочтительно. Последующий нагреватель располагается вертикально на одной линии ниже двух покрывающих роликов, причем полосу предпочтительно охлаждают ниже температуры плавления полимера до контактирования с поворотным роликом. Такое охлаждение ниже температуры плавления полимера может быть осуществлено воздушным охлаждением, после чего полосу разворачивают, чтобы она прошла сквозь закалку жидкостью, такую как закалка водой. 9 illustrates another embodiment of this invention with a substantially vertical direction of movement of the metal strip 230 through the heater 231, the first roller block 232, the forced heater 234 and the second roller block 236. From the second roller block, a double-coated strip passes through a subsequent heater (not shown) and a cooling system (not shown). If there is enough space, preferably. The subsequent heater is positioned vertically in one line below the two coating rollers, the strip being preferably cooled below the melting temperature of the polymer before contacting the rotary roller. Such cooling below the polymer melting point can be carried out by air cooling, after which the strip is turned so that it passes through quenching with a liquid, such as quenching with water.

На фиг. 10 продемонстрирован другой вариант воплощения этого изобретения, в котором металлическая полоса 240 движется практически горизонтально между двумя экструзионными головками 242, 244 и парой роликов. В этой системе полоса 240 разворачивается вокруг подпорного ролика 246, который образует межроликовый зазор с отливочным роликом 248. Экструзионная головка 242 выпускает тонкий слой полимера 250 выше межроликового зазора, чтобы вытянуть и снизить толщину этого слоя до его напрессовки и закрепления на полосе. Как отливочный ролик 248, так и подпорный ролик 246 охлаждаются, как и в описанных выше системах. In FIG. 10 illustrates another embodiment of this invention in which a metal strip 240 moves substantially horizontally between two extrusion heads 242, 244 and a pair of rollers. In this system, strip 240 is wound around a backup roller 246, which forms an inter-roller gap with casting roller 248. The extrusion head 242 releases a thin layer of polymer 250 above the inter-roller gap to stretch and reduce the thickness of this layer before it is pressed and secured to the strip. Both casting roller 248 and retaining roller 246 are cooled, as in the systems described above.

От подпорного ролика 246 полоса 240 движется горизонтально сквозь необязательный форсированный нагреватель 252 и затем вокруг подпорного ролика 254, который образует межроликовый зазор с отливочным роликом 256. Экструзионная головка 244 выпускает второй слой полимера 258, который вытягивают, чтобы снизить толщину этого слоя и напрессовать на полосу 240 в зазоре между роликами 254 и 256. Оба ролика 254 и 256 предпочтительно охлаждают, как и первую пару роликов. Затем дважды покрытая полоса направляется сквозь последующий нагреватель 260 и в охлаждающую/закаливающую систему 262, получая конечный продукт, который можно намотать на катушку 264 или подвергнуть дальнейшей обработке. From the backup roller 246, the strip 240 moves horizontally through an optional forced heater 252 and then around the backup roller 254, which forms an inter-roller gap with the casting roller 256. The extrusion head 244 releases a second polymer layer 258, which is stretched to reduce the thickness of this layer and press onto the strip 240 in the gap between the rollers 254 and 256. Both rollers 254 and 256 are preferably cooled, like the first pair of rollers. Then, the double-coated strip is guided through the subsequent heater 260 and into the cooling / quenching system 262, obtaining a final product that can be wound on a coil 264 or subjected to further processing.

Фиг. 11 иллюстрирует другой вариант покрытия металлической полосы 264, в котором полоса проходит вокруг поворотного ролика 265 в подогреватель 266 и в котором слой полимера 268, 270 наносится практически одновременно на противоположные концы полосы. Экструзионные головки 272 и 274 в этой системе выпускают слои полимера 268 и 270, которые вытягиваются отливочными роликами 276, 278 в межроликовое пространство и напрессовываются на противоположные стороны металлической полосы. По меньшей мере один, если не оба отливочных ролика 276, 278, предпочтительно имеют сжимающийся внешний слой из таких эластомеров, как ВИТОН^®,КЕЛ-Эф^® и Тефлон^®, для того, чтобы обеспечить непрерывное связывающее усилие поперек всей длины межроликового зазора. Эта система предпочтительно включает охлаждающие ролики 280, 282, способствующие охлаждению отливочных роликов 276, 278 и увеличению их срока службы. Кроме того, система включает последующий нагреватель 284 и закалочное устройство 286, такое как опрыскивание водой, аналогичное показанному на предыдущих чертежах.FIG. 11 illustrates another embodiment of a coating of a metal strip 264 in which a strip extends around a pivot roller 265 into a heater 266 and in which a polymer layer 268, 270 is applied almost simultaneously to opposite ends of the strip. Extrusion heads 272 and 274 in this system release polymer layers 268 and 270, which are pulled by casting rollers 276, 278 into the inter-roll space and pressed onto opposite sides of the metal strip. At least one, if not both the casting rollers 276, 278 preferably have an outer layer of a compressible elastomer such as VITON ^®, Kel-Eph ^® and Teflon ^®, in order to ensure continuity in binding force across the entire length mezhrolikovogo gap. This system preferably includes cooling rollers 280, 282, which help to cool the casting rollers 276, 278 and increase their service life. In addition, the system includes a subsequent heater 284 and a quenching device 286, such as spraying with water, similar to that shown in the previous drawings.

Дополнительный вариант воплощения изобретения показан на фиг. 12, в котором материал полосы, такой как алюминиевая полоса 290, проходит вокруг поворотного ролика 292, через подогреватель 294 и между верхним отливочным роликом 300 и верхним подпорным роликом 302 для того, чтобы его первая сторона была покрыта слоем полимера 298, который выходит из верхней экструзионной головки 296. Предпочтительно, отливочный ролик является отполированным стальным валиком, а подпорный ролик предпочтительно имеет сжимаемый внешний слой. Предпочтительно, имеется верхний охлаждающий ролик 303 для увеличения срока службы сжимаемого материала на подпорном ролике 302. Из межроликового зазора между роликами 300 и 302 покрытая с одной стороны полоса предпочтительно проходит сквозь нагреватель 304 для форсированного нагрева полосы для покрытия ее обратной стороны вторым слоем полимера 312, который выходит из нижней экструзионной головки 310. Нижний отливочный ролик 308 и подпорный ролик 306 прижимают слой 312 к полосе, чтобы он закрепился на полосе. Предпочтительно, нижний отливочный ролик 308 является отполированным стальным валиком, а нижний подпорный ролик 306 имеет сжимаемый внешний слой из таких эластомеров, как ВИТОН^®,КЕЛ-Эф^® или Тефлон^®. Необязательно может быть добавлен нижний охлаждающий ролик 314, как в верхнем блоке роликов. После нанесения второго слоя полимера покрытую с обеих сторон полосу предпочтительно подвергают последующему нагреванию выше температуры плавления полимера с помощью нагревателя 316 и затем быстро охлаждают струями воды 318.A further embodiment of the invention is shown in FIG. 12, in which a strip material, such as an aluminum strip 290, extends around a pivot roller 292, through a heater 294 and between an upper casting roller 300 and an upper retaining roller 302 so that its first side is coated with a layer of polymer 298 that exits the upper extrusion head 296. Preferably, the casting roller is a polished steel roller, and the backup roller preferably has a compressible outer layer. Preferably, there is an upper cooling roller 303 for increasing the life of the compressible material on the backup roller 302. From the inter-roll gap between the rollers 300 and 302, the strip coated on one side preferably passes through the heater 304 to force the strip to cover its back with a second polymer layer 312, which emerges from the lower extrusion head 310. The lower casting roller 308 and the backup roller 306 press the layer 312 against the strip so that it is secured to the strip. Preferably, the lower roller 308 Finish is polished steel roller and the lower roller 306 has a retaining outer layer of a compressible elastomer such as VITON ^®, Kel-Eph ^® or Teflon ^®. Optionally, a lower cooling roller 314 may be added, as in the upper roller block. After applying the second polymer layer, the strip coated on both sides is preferably subjected to subsequent heating above the melting temperature of the polymer with a heater 316 and then rapidly cooled with water jets 318.

Дополнительный вариант воплощения изобретения показан на фиг. 13, в котором материал металлической полосы 320 последовательно покрывается с противоположных сторон, когда полоса проходит через систему, обычно зигзагом "S". В этой системе металлическая полоса 320 проходит вокруг поворотного ролика 322, через подогреватель 324 и между отливочным роликом 330 и подпорным роликом 332 для того, чтобы первая сторона полосы была покрыта первым слоем полимера 326 из головки 328. Предпочтительно, имеется охлаждающий ролик 348 для увеличения срока службы сжимаемого материала на подпорном ролике. В этой системе отливочный ролик 330 и подпорный ролик 332 имеют такое расположение, что металлическая полоса 320 охватывает часть пути вокруг роликов, приблизительно 45-90 градусов вращения роликов в зависимости от направления движения полосы относительно плоскости, проходящей через оси этих двух роликов. A further embodiment of the invention is shown in FIG. 13, in which the material of the metal strip 320 is sequentially coated on opposite sides when the strip passes through a system, typically a zigzag “S”. In this system, a metal strip 320 extends around the pivot roller 322, through the heater 324 and between the casting roller 330 and the backup roller 332 so that the first side of the strip is covered with a first layer of polymer 326 from the head 328. Preferably, a cooling roller 348 is provided to extend the life compressible material service on the backup roller. In this system, the casting roller 330 and the retaining roller 332 are arranged such that the metal strip 320 covers part of the path around the rollers, approximately 45-90 degrees of rotation of the rollers, depending on the direction of movement of the strip relative to the plane passing through the axes of these two rollers.

После получения первого покрытия металлическая полоса 320 предпочтительно меняет направление движения за счет поворотного ролика 336 и проходит сквозь нагреватель 338 для быстрого повышения температуры полосы с последующим нанесением покрытия на противоположную сторону полосы с помощью отливочного ролика 344, подпорного ролика 346, охлаждающего ролика 348 и экструзионной головки 340, из которой слой полимера 342 выходит в межроликовый зазор. Положение роликов 344, 346 относительно направления движения полосы 320 такое же, как в верхнем блоке покрытия, так что полоса также охватывает часть пути вокруг роликов, когда полоса проходит через нижний блок покрытия. Из нижнего блока покрытия покрытая с обеих сторон полоса 320 предпочтительно подвергается последующему нагреванию выше температуры плавления полимера (или полимеров) и затем быстро охлаждается, чтобы отвердить полимер на полосе. After the first coating is obtained, the metal strip 320 preferably changes direction due to the swivel roller 336 and passes through the heater 338 to quickly increase the temperature of the strip, followed by coating the opposite side of the strip with a casting roller 344, a backup roller 346, a cooling roller 348 and an extrusion head 340, from which the polymer layer 342 extends into the inter-roller gap. The position of the rollers 344, 346 relative to the direction of movement of the strip 320 is the same as in the upper block of the coating, so that the strip also covers part of the path around the rollers when the strip passes through the lower block of the coating. From the lower coating unit, a strip 320 coated on both sides is preferably subjected to subsequent heating above the melting temperature of the polymer (or polymers) and then rapidly cooled to solidify the polymer in the strip.

На фиг. 14 показан дополнительный вариант воплощения изобретения, который особенно пригоден для нанесения полипропиленового покрытия на обе стороны материала алюминиевой полосы. В этой системе металлическая полоса 352 проходит вокруг поворотного ролика 354, вниз под углом примерно 30-60 градусов к вертикали, через подогреватель 356 и в межроликовый зазор между подпорным роликом 358 и отливочным/охлаждающим роликом 360 для слоя полимера 364 из головки 362, который наносится на полосу. В этой системе металлическая полоса 352 охватывает часть пути вокруг отливочного/охлаждающего ролика 360, чтобы ролик охлаждал полимер на полосе и чтобы обеспечить отставание полимера, и особенно полипропиленового материала, от ролика и удерживание его на металлической полосе. Может применяться отводящий ролик 370, заставляющий полосу 352 следовать за отливочным/охлаждающим роликом 360, как показано. Этот отливочный/охлаждающий ролик предпочтительно охлаждается изнутри и имеет относительно большой диаметр, например, около 0.91-1.83 м, чтобы в достаточной степени охладить полосу и полимер на ней. Подпорный ролик предпочтительно имеет сжимающийся внешний слой и предпочтительно охлаждается изнутри и/или снаружи. In FIG. 14 shows an additional embodiment of the invention that is particularly suitable for applying a polypropylene coating to both sides of an aluminum strip material. In this system, a metal strip 352 extends around the pivoting roller 354, downward at an angle of about 30-60 degrees to the vertical, through the heater 356 and into the inter-roll gap between the retaining roller 358 and the casting / cooling roller 360 for the polymer layer 364 from the head 362 that is applied on the strip. In this system, the metal strip 352 covers part of the path around the casting / cooling roller 360 so that the roller cools the polymer in the strip and to ensure that the polymer, and especially the polypropylene material, lags from the roller and keeps it on the metal strip. An exhaust roller 370 may be used, causing the strip 352 to follow the casting / cooling roller 360, as shown. This casting / cooling roller is preferably internally cooled and has a relatively large diameter, for example, about 0.91-1.83 m, in order to sufficiently cool the strip and the polymer therein. The backup roller preferably has a compressible outer layer and is preferably cooled internally and / or externally.

Из верхнего блока покрытия полоса 352 перемещается над поворотным роликом 372, проходит сквозь нагреватель 374, чтобы получить второе нанесенное покрытие в нижнем блоке покрытия, который практически такой же, что и верхний блок покрытия. Нижний блок покрытия включает экструзионную головку 382, подпорный ролик 376, отливочно/охлаждающий ролик 378 и отводящий ролик 384 для нанесения слоя полимера, такого как полипропилен, на металлическую полосу. Дважды покрытая полоса от отводящего ролика 384 затем предпочтительно подвергается последующему нагреванию и быстро охлаждается, как в других описанных выше системах. From the upper coating unit, the strip 352 moves over the rotary roller 372, passes through the heater 374 to obtain a second coating in the lower coating unit, which is almost the same as the upper coating unit. The lower coating unit includes an extrusion die 382, a backup roller 376, a casting / cooling roller 378, and a discharge roller 384 for applying a polymer layer, such as polypropylene, to the metal strip. The double-coated strip from the discharge roller 384 is then preferably subjected to subsequent heating and rapidly cooled, as in the other systems described above.

Для некоторых областей применения этого изобретения на противоположных сторонах металлической полосы могут быть различные полимеры, которые могут иметь различную толщину покрытия. Например, покрытие на одной поверхности может состоять из смеси полиэфира с высокой вязкостью в расплаве и полиэфира "бутылочного" сорта, а покрытие на другой поверхности может быть из полиэтилена или виниловой смолы. Покрытие на одной или обеих сторонах также может включать пигмент или окрашивающий материал. For some applications of this invention, there may be different polymers on opposite sides of the metal strip, which may have different coating thicknesses. For example, a coating on one surface may consist of a mixture of high melt viscosity polyester and “bottle” polyester, and the coating on another surface may be polyethylene or vinyl resin. The coating on one or both sides may also include a pigment or coloring material.

В соответствии с этим изобретением для покрытия металлической полосы для использования в производстве упаковки, как, например, в производстве корпусов и краев консервных банок, требуются покрытия, которые плотно связаны с металлической полосой. Кроме того, для использования этой полосы в производстве упаковки требуется, чтобы поверхность покрытия была гладкой и блестящей. Поверхности должны иметь минимум нерегулярностей, таких как тиснение или пятнистость поверхности. Также желательно, чтобы механические свойства металла, такие как прочность на растяжение, предел текучести, удлинение, формуемость и коррозионная стойкость, имели максимальные значения. Кроме того, покрытия должны быть гибкими так, чтобы они не растрескивались или не отслаивались при переработке полосы в конечный продукт, такой как корпус и края консервных банок или другие продукты. Покрытия для производства упаковок также являются весьма тонкими, имея толщину примерно 0.5 мил (12.7 мкм), причем они должны иметь практически равномерную толщину. In accordance with this invention, coatings that are tightly bonded to the metal strip are required to cover a metal strip for use in packaging production, such as in the manufacture of cases and edges of cans. In addition, the use of this strip in the packaging industry requires that the surface of the coating be smooth and shiny. Surfaces should have a minimum of irregularities, such as embossing or spotting of the surface. It is also desirable that the mechanical properties of the metal, such as tensile strength, yield strength, elongation, formability, and corrosion resistance, have maximum values. In addition, coatings must be flexible so that they do not crack or peel when the strip is processed into a final product, such as the case and edges of cans or other products. Coatings for packaging production are also very thin, having a thickness of about 0.5 mils (12.7 μm), and they should have an almost uniform thickness.

При практическом осуществлении этого изобретения длина пути металлической полосы через роликовую пару, устройство последующего нагревания и систему охлаждения/закалки имеет важное значение для качества покрытой полосы. В частности, желательно минимизировать контакт покрытия на полосе с роликами до того, как покрытие не охладится по меньшей мере ниже температуры плавления и, возможно, температуры размягчения полимера в покрытии. Для некоторых систем желательно после дополнительного нагрева охлаждать покрытую полосу воздухом ниже температуры плавления полимера до закалки водой. Такое воздушное охлаждение минимизирует возможные вредные воздействия закаливающей воды на расплавленное покрытие. In the practical implementation of this invention, the path length of a metal strip through a roller pair, a post-heating device and a cooling / quenching system is important for the quality of the coated strip. In particular, it is desirable to minimize the contact of the coating on the strip with the rollers before the coating is cooled at least below the melting temperature and possibly the softening temperature of the polymer in the coating. For some systems, it is desirable, after additional heating, to cool the coated strip with air below the melting temperature of the polymer before quenching with water. Such air cooling minimizes the possible harmful effects of quenching water on the molten coating.

Алюминиевая полоса, покрытая в соответствии с настоящим изобретением, обладает многими преимуществами по сравнению с полосой, которая была покрыта или ламинирована в соответствии со способами уровня техники. Одно важное преимущество состоит в том, что это покрытие плотно сцеплено или связано с обеими сторонами металлического субстрата и не обдирается или не отслаивается, когда полоса формуется в такие продукты, как раскатанные или раскатанные и покрытые железом корпуса и края консервных банок или декоративная отделка для автомобилей или бытовой электроники. Кроме того, эта полоса может производиться с меньшими затратами, чем полоса уровня техники, поскольку в этом изобретении исключены вторичные процессы формования, свертывания и развертывания пленок, которые ламинируют полосу по методикам уровня техники. An aluminum strip coated in accordance with the present invention has many advantages over a strip that has been coated or laminated in accordance with prior art methods. One important advantage is that the coating is tightly bonded or bonded to both sides of the metal substrate and does not peel or peel when the strip is molded into products such as rolled or rolled and iron-coated bodies and edges of cans or car decoration or consumer electronics. In addition, this strip can be produced at a lower cost than the strip of the prior art, since this invention eliminates the secondary processes of forming, rolling and unrolling films that laminate the strip according to the methods of the prior art.

Следовательно, ясно, что это изобретение обеспечивает усовершенствованный непрерывный способ покрытия обеих сторон металлической полосы термопластичным покрытием и улучшенную полосу, которая при этом получается. Хотя были описаны некоторые альтернативные способы практического осуществления изобретения, будет очевидно, что прилагаемая формула изобретения имеет в виду защитить все процессы и варианты воплощения, которые охвачены общим замыслом изобретения. Например, покрытие или покрытия на металлической полосе могут быть отполированы, когда температура покрытия близка или превышает точку плавления, с помощью полированного легкого валика, сверху которого проходит покрытая полоса после дополнительного нагревания и до охлаждения покрытия. Другие альтернативные обработки могут быть очевидными в связи с описанием этой заявки. Therefore, it is clear that this invention provides an improved continuous method for coating both sides of a metal strip with a thermoplastic coating and an improved strip which is obtained in this way. Although some alternative methods for practicing the invention have been described, it will be apparent that the appended claims are intended to protect all processes and embodiments that are encompassed by the general concept of the invention. For example, a coating or coatings on a metal strip can be polished when the coating temperature is close to or exceeds the melting point, using a polished light roller, on top of which passes the coated strip after additional heating and before cooling of the coating. Other alternative treatments may be apparent in connection with the description of this application.

Claims

1. The method of extrusion coating a metal strip to obtain a coated metal strip, comprising providing a metal strip with a thickness of approximately 0.1778-0.356 mm, heating the metal strip to a temperature of 121-288 ^° C so as not to adversely affect the desired properties of the metal strip, extrusion a polymer resin on one side of the same or another polymer resin on the other side of the heated metal strip to form a coating that is at least partially bonded to the metal strip, moreover, each such coating has a thickness in the range of about 7.6 - 38 μm, heating the coated metal strip to a temperature of 121 - 288 ^° C so as not to adversely affect the desired properties of the metal strip and that the resin binds to the metal strip, and cooling the coated metal bands to a temperature below about 40 ^{° C.} so that the resin solidifies in a substantially non-crystalline form.

2. The method according to claim 1, in which the metal strip is passed through the gap between the first pair of rollers, and then through the gap between the second pair of rollers, each pair of rollers contains casting rollers and retaining rollers, and the polymer resin is extruded onto each casting roller for feeding the extruded resin on a metal strip, wherein a) the metal strip is heated after it leaves the first pair of rollers and before entering the second pair of rollers, b) the metal strip is heated to a temperature at least equal to the glass transition temperature the specified polymer layer, after the strip leaves the second pair of rollers, and / or c) the metal strip is heated to a temperature at least equal to the melting temperature of the specified polymer, after the strip leaves the second pair of rollers.

3. The method according to claim 1 or 2, in which a) at least one of the polymer coatings is a polyester, b) there is practically no solvent in the polymer of both coatings, c) the polymer of both coatings is 100% polymer material, e) at least one of the polymer coatings comprises a high melt viscosity resin; and / or e) at least one of the polymer coatings comprises a mixture of high melt viscosity polyester resin and bottle grade polyethylene terephthalate.

4. The method according to claim 1, in which the extruded polymers are stretched a) to a thickness in the range of 2.5 to 125 μm or to a thickness in the range of 5 to 50 μm, b) reduce their thickness in a stretching ratio from 1: 1 to 1: 200, or in a stretching ratio of 10: 1 to 40: 1, or in a stretching ratio of 25: 1, and / or c) so that one of the extrudable polymers is reduced in thickness more than the other.

5. The method according to claim 1, in which the metal strip a) is an aluminum alloy, b) comprises an aluminum alloy having an interval of approximately 0.178-0.356 μm in thickness in the intermediate hard mode, c) the metal strip is cleaned and treated before it is coated with polymers , and / or g) the metal strip is treated with a conversion coating.

6. The method according to claim 2, in which these rollers are positioned so that a) the strip is advanced downward through the gaps between the first and second pair of rollers, b) the axes of the first pair of rollers are substantially horizontal, the strip is moved downward at an angle to the horizontal in the interval approximately 30 - 70 ^o , introduced into the gap between the first pair of rollers and removed from there downward at an angle to the direction of movement of the strip in the rollers in the range of approximately 60 - 140 ^o , c) the strip enters the first pair of rollers at an angle to the horizontal of approximately 45 ^o and exits from there n At an angle of approximately 45 ^° to the horizontal, d) the strip is moved almost in a straight line from the first pair of rollers and through the rollers in the second pair of rollers, e) the axes of the second pair of rollers are located in a plane that is at an angle of approximately 90 ^° to the plane of movement of the indicated strips through a second pair of rollers, or e) a metal strip is advanced substantially vertically downward through a gap between the first and second pairs of rollers.

7. The method according to claim 2, in which cooling is performed after the coated strip exits the second pair of rollers and until the coated strip contacts any roller or other mechanical devices.

8. The method according to claim 7, in which the coated metal strip is heated to a temperature at least equal to the melting temperature of the polymer before cooling.

9. An aluminum strip having thin polymer coatings firmly bonded to both of its sides, which is obtained by the method according to one of the preceding paragraphs.

10. A device for coating both sides of a metal strip with a polymer, comprising means for heating the metal strip, a first and second pair of rollers, each of which includes a casting roller and a backup roller, which form a gap for the metal strip and the polymer layer that pass through this gap, applying a polymer to a strip, at least one extruder, a first and second extrusion die for extruding a polymer layer with a thickness of less than about 0.76 mm, a means for further heating the metal strip after it has passed through the first and second pair of rollers and has deposited polymer layers on both sides, a means for quickly cooling the strip after its additional heating.

11. The device of claim 10, which includes means for rotary heating of the specified strip when it passes between the first pair of rollers and the second pair of rollers, and / or in which the specified backup roller in each pair of rollers has a compressible material on the outer part of the roller.