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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen
von laminiertem Material, das mit einem thermoplastischen Harz beschichtet
ist, und auf eine Vorrichtung zum Herstellen eines solchen laminierten
Materials, und insbesondere auf ein Verfahren zum Herstellen von
laminiertem Material, welches verwendet wird als ein Material für Dosen,
Baumaterial, Material für
eine Fahrzeuginnenverkleidung, Material für elektrische Anwendungen, Material
für Möbel und
dergleichen, und auf eine Vorrichtung zum Herstellen eines solchen
laminierten Materials.
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Um
ein Metallblech, welches ein Substrat bildet, mit einer Korrosionsbeständigkeit
zu versehen, ist herkömmlicherweise
ein laminiertes Material allgemein bekannt, welches durch Laminieren
einer Harzfolie auf ein Metallblech gebildet wird.
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Als
ein Verfahren zum Herstellen eines solchen laminierten Materials,
ist ein Verfahren bekannt, welches eine Materialschicht auf einer
Oberfläche des
Substrats aufbringt, die hergestellt wird durch Dispergieren von
auf Epoxydharz basierendem Duroplastharz, auf Phenolharz basierendem
Duroplastharz, auf Acrylharz basierendem Duroplastharz, auf Polyesterharz
basierendem Duroplastharz in einem Lösungsmittel, ein Verfahren,
welches eine vorgeformte Folie, wie eine auf Polyester basierende
Folie, eine auf Olefinharz basierende Folie, eine auf Polyamid basierende
Folie, unter Verwenden eines auf Isocyanat basierenden Haftmittels,
eines auf Epoxyd basierenden Haftmittels oder eines auf Phenol basierenden
Haftmittels und dergleichen, auf ein Substrat laminiert.
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Ferner
ist ebenfalls ein Verfahren bekannt, in welchem ein Substrat und
ein thermoplastisches Harz laminiert werden, indem die Wärmehaftfähigkeit des
thermoplastischen Harzes genutzt wird. Als ein solches Verfahren
ist ein Verfahren bekannt, welches eine vorgeformte Folie aus thermoplastischem
Polyester an einem Metallblech durch Wärme anhaftet, oder ein Verfahren,
welches eine Harzfolie aus extrudiertem thermoplastischem Polyesterharz
durch Wärme
an ein Substrat anhaftet.
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Neben
diesen Verfahren sind als Verfahren, welches die Harzfolie aus dem
extrudierten thermoplastischen Harz durch Wärme an das Substrat anhaftet,
folgende Techniken offenbart.
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Zum
Beispiel ist in der internationalen Patentveröffentlichung 503378/1999 ein
Verfahren bekannt, welches Harz auf beide Oberflächen eines Metallstreifens
beschichtet, während
das Harz extrudiert wird und Folien gebildet werden. In dem Verfahren
wird der Metallstreifen aus zum Beispiel einer Aluminiumlegierung
durch einen vorläufigen
Konditionierer, durch zwei Sätze
von Extrusionsdüsen,
eine Nachheizmaschine und ein Kühlsystem
hindurchbewegt, wodurch die beiden Oberflächen des Streifens mit Überzügen aus
einem dünnen
Polyestermaterial beschichtet werden. In einer in 1 gezeigten
Vorrichtung der Beschreibung dieser Veröffentlichung werden dünne Folien
aus Polyester, welche aus den Düsen
extrudiert werden, durch erste Rollen (Streckrollen) gestreckt,
um dünn
gemacht zu werden, durch zweite Rollen (Rollkontaktrollen) gekühlt und
unter Verwendung von dritten Rollen (Laminierrollen) unter Druck
an dem erwärmten
Metallstreifen angehaftet.
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Ferner
offenbart die
japanische offengelegte Patentveröffentlichung
138315/1998 ein Verfahren zum Herstellen eines laminiertem
Harz/Metall-Materials. In einem solchen Verfahren, welches einen Harzüberzug bzw.
eine solche Folie auf wenigstens einer der Oberflächen eines
Metallsubstrats bildet, und zwar entlang eines Weges des Metallsubstrats, sind
eine Region, in welcher das Metallsubstrat erwärmt wird, eine Düse, welche
thermoplastisches Harz in Folienform zuführt, ein Paar heiße Laminierrollen,
welche das thermoplastische Harz an wenigstens einer der Oberflächen des
Metallsubstrats anhaften lassen, und eine Abschreckeinrichtung zum Abschrecken
des geformten Laminatmaterials angeordnet. Ferner wird die Harzfolie
aus thermoplastischem Harz, welche von der Düse zugeführt wird, durch warme Laminatrollen,
die mit der Harzfolie korrespondieren, abgestützt und transportiert, so dass die
Harzfolie in eine Klemmposi tion zwischen den warmen Laminatrollen
gebracht wird, wodurch die dünne
Folie aus thermoplastischem Harz durch die warmen Laminatrollen
durch Schmelzen an wenigstens einer der Oberflächen des erhitzten Metallsubstrats
angehaftet wird.
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Ferner
schlagen die
japanische offengelegte Patentveröffentlichung
80935/1995 und die
japanische
offengelegte Patentveröffentlichung 80936/1995 und
dergleichen das folgende Verfahren als ein Verfahren vor, welches
ein laminiertes Metallblech durch Beschichten von Harzfolien, die
aus T-Düsen
extrudiert werden, auf das Metallblech herstellt. Das heißt, in dem
Herstellungsverfahren des laminierten Metallblechs wird zum Zeitpunkt,
an welchem das geschmolzene thermoplastische Harz durch ein Paar
Walzen und von der T-Düse
zu einer Grenzfläche
auf einer Oberseite des Metallblechs und einer der beiden Rollen
herunter fließen
darf, das Metallblech derart vorgeheizt, dass die Vorheiztemperatur
eines zentralen Bereichs des Metallblechs höher eingestellt ist, als die
Vorheiztemperatur von Endbereichen des Metallblechs, und anschließend darf
das geschmolzene thermoplastische Harz fließen, derart, dass das thermoplastische
Harz auf einer Oberfläche
des Metallblechs temporär
aufgebracht wird und an dieser anhaftet, und die Endbereiche der
geformten thermoplastischen Harzfolie werden entfernt, und dann
werden wenigstens die Endbereiche des erhaltenen, mit thermoplastischem Harz
beschichteten Metallblechs wieder erhitzt.
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Wenn
jedoch die Harzfolie aus der T-Düse unter
Verwendung eines solchen Verfahrens extrudiert wird, sind beide
Endbereiche (Seitenabschnitte) der Harzfolie im Verlauf der Verfestigung
durch Abkühlen
zusammengezogen, so dass ein sogenanntes Sickenbildungsphänomen, welches
beide Endbereiche der Harzfolie dick macht, aufzutreten pflegt,
wodurch ein nach Verfestigung durch Kühlung erhaltener Laminierfilm
zu einem Laminierfilm wird, dessen Dicke an beiden Endbereichen
(Seitenabschnitten) in Breitenrichtung dicker wird als die Dicke
von den anderen Bereichen. Wenn der Laminierfilm, welcher derartig
dicke Seitenabschnitte hat, direkt auf das Substrat laminiert wird,
wird ein laminiertes Material, dessen Substrat mit dem Laminierfilm
mit unterschiedlicher Dicke in Breitenrichtung beschichtet ist, gebildet.
Demgemäß werden üblicherweise
nach Verfestigung durch Abkühlen
die Seitenabschnitte um etwa 30 bis 50 mm abgeschnitten (zugerichtet), und
danach wird das laminierte Material durch eine Wickelmaschine aufgewickelt.
Dann werden der Laminierfilm mit der gleichförmigen Dicke und das Substrat
laminiert.
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Ferner
ist es in dem Verfahren, das offenbart ist in der oben erwähnten
japanischen offengelegten Patentveröffentlichung
80935/1995 , der
japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung
80936/1995 und dergleichen, notwendig, die Seitenabschnitte
zusammen mit dem Substrat nach der Laminierung abzuschneiden und
zu entfernen, und die zugerichteten Seitenabschnitte bilden Verbundmaterialien
aus Seitenabschnitten und Substrat, so dass dies auch zu einer Steigerung
eines Problems führt
im Hinblick auf die Entsorgung von Schrottabfällen.
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Die
US 3,356,556 zeigt ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Beschichten eines sich bewegenden Substrats
mit einem extrudierten thermoplastischen Material, wobei das Verfahren
die Schritte umfasst, das thermoplastische Material in Form einer Folie
zu extrudieren, die Folie entlang eines Weges zu lenken, die Folie
in Längsrichtung
mittels wenigstens eines Drahtes aufzuteilen, der in dem Weg der Folie
angeordnet ist, die aufgeteilte Folie nach unten auf das Substrat
zu ziehen und den Schritt, die aufgeteilte Folie auf das Substrat
zu laminieren.
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Bei
der Herstellung von laminiertem Material, welches als Dosenmaterial
verwendet wird, benötigt die
Dosenbildung ferner einen kräftigen
Arbeitsgang, so dass auch ein technisches Problem entsteht, dass ein
dünner
Laminierfilm fest an dem Substrat, wie einem Metallblech, angehaftet
sein muss und gleichzeitig die gleichförmige Dicke gewährleistet.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen
von laminiertem Material zu schaffen, welches Seitenstreifen einer Harzfolie
entfernen kann, die aus einer Extrudiermaschine extrudiert wird,
die Harzfolie direkt auf das Substrat laminieren kann und auch die
Entsorgung von Endabschnitten des laminierten Materials nach der
Laminierung unnötig
werden lassen kann, und eine Herstellungsvorrichtung zu schaffen,
welche in einem solchen Herstellungsverfahren verwendet werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren der Erfindung nach Anspruch 1 und
durch eine Vorrichtung der Erfindung nach Anspruch 4 gelöst. Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Das
Verfahren der Erfindung zum Herstellen von mit Harz laminiertem
Material kann das Erweichen von Metall durch Erwärmung und die thermische Modifikation
und thermische Oxidation von Harz so weit wie möglich verhindern und zeigt
die bemerkenswert gute Haftfähigkeit
der Harzfolie an einem Substrat, während gleichzeitig eine gleichförmige Dicke
der Laminierfolie bei hoher Produktivität und hoher Produktausbeute
sicherstellt.
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Ferner
kann in dem Verfahren der Erfindung zum Herstellen von laminiertem
Material das geformte Laminierte Material in der Bearbeitung in
großem Maße widerstehen,
wie beispielweise einem Tiefziehvorgang, einem Biege- und Streckvorgang,
einem Bügelvorgang
und der geformte Körper
zeigt nach der Bearbeitung eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit,
wodurch es möglich
wird, ein Verfahren zum Herstellen eines laminierten Materials zu
schaffen, das sich für
das Aufbringen auf ein Dosenmaterial brauchbar ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Bearbeitung des Endbereichs des laminierten Materials
nach der Laminierung nicht mehr erforderlich, wodurch das laminierte
Material unter Verwendung der einfachen Herstellungsschritte hergestellt
werden kann, da die Längsränder der
aus der Extrudiermaschine extrudierten Harzfolie entfernt und direkt an
das Substrat laminiert werden können.
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Das
gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellte laminierte Material ermöglicht, dass der dünne Laminierfilm
mit einer gleichförmigen
Dicke fest an das Substrat angehaftet werden kann, wie beispielsweise
an ein Metallblech oder dergleichen. Demgemäß kann das laminierte Material,
wenn das laminierte Material für
die Applikation von Dosen verwendet wird, der formgebenden Bearbeitung
unter großen
Kräften
bei der Formgebung der Dosen widerstehen.
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Ferner
können
das laminierte Material, welches mit den Endbereichen der Laminierfolie
und dem Substrat ordentlich ausgerichtet ist, effizient in einem
Schritt hergestellt werden, so dass die Laminierfolie mit einer
beliebigen Breite auf dem Substrat ausgebildet werden kann.
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Noch
darüber
hinaus hat das Herstellungsverfahren selbst dann, wenn gleichzeitig
eine beidseitige Laminierung durchgeführt wird, einen Freiheitsgrad
dahingehend, dass die Breiten der Laminierharze auf der jeweiligen
Vorder- und Rückseite separat
bestimmt werden kann.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend in Verbindung den
anhängenden
Zeichnungen erläutert,
in welchen:
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1 eine
schematische Ansicht ist, welche ein Verfahren zum Herstellen von
laminiertem Material zeigt, welches nicht Teil der vorliegenden
Erfindung ist;
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2 eine
erläuternde
Ansicht zum Darstellen einer seitlichen Sickenbildung einer Harzfolie,
die aus einer T-Düse
extrudiert wird;
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3 eine
schematische Ansicht, die eine Vorrichtung zum Herstellen von laminiertem
Material unter Verwendung des Verfahrens zum Herstellen von laminiertem
Material zeigt, welches nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist;
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4 eine
schematische erläuternde
Ansicht zum Erklären
der Gesamtheit einer Laserstrahlvorrichtung ist;
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5 eine
schematische erläuternde
Ansicht zum Erklären
der Gesamtheit einer Laserstrahlvorrichtung ist;
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6 eine
schematische Ansicht ist, welche die Anordnung von Vorlaufrollen
zeigt;
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7 eine
erläuternde
Ansicht ist, welche einen schlitzartigen Rinnenbereich zeigt, der
in der Vorrolle ausgebildet ist;
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8 eine
schematische Ansicht zum Erklären
einer Laminierrolle mit gestuften Bereichen ist;
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9 eine
schematische erläuternde
Ansicht zum Erklären
eines Falles ist, in welchem die Abtrennung von Längsstreifen
unter Verwendung der Vorläufer rolle
durchgeführt
wird; und
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10 eine
schematische erläuternde
Ansicht zum Erklären
eines Falles ist, in welchem Laminierfolien auf beide Flächen eines
Substrats laminiert werden.
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In
dem Verfahren zum Herstellen von laminiertem Material, welches nicht
Teil der vorliegenden Erfindung ist, wie in 1 gezeigt,
wird geschmolzenes thermoplastisches Harz aus einer T-Düse 2 in Folienform
extrudiert, so dass dieses eine Harzfolie 1 bildet, wobei
Längsstreifen
(Sickenabschnitte) 12 der Harzfolie 1 an Schneidpositionen 25 abgeschnitten werden,
die vor einer Position liegen, an welcher eine Laminierung der extrudierten
Harzfolie 1 durchgeführt
wird, und zwar bevor die Harzfolie 1 auf ein Substrat 3 unter
Verwendung von Laminierrollen 6a, 6b laminiert
wird, wodurch eine Laminierfolie 10 mit einem abgeflachten
Bereich 11 von festgelegter Breite gebildet wird, und wobei
die Laminierfolie 10 auf das Substrat 3 laminiert
wird, wodurch das laminierte Material 7, welches die Laminierfolie 10 mit
einer gleichförmigen
Laminierdicke auf das Substrat 3 laminiert, erhalten werden
kann.
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Wie
in 2 gezeigt, neigt die Harzfolie 1, welche
aus der T-Düse 2 in
geschmolzener Form extrudiert wird, wie oben erwähnt, dazu, ein sogenanntes
Sicken-Phänomen
zu erzeugen, bei welchem beide Endbereiche (Randstreifen 12)
der Harzfolie 1 im Verlauf der durch Kühlung erfolgten Verfestigung
zusammengezogen werden. Wenn dieses Phänomen auftritt, haben beide
Endbereiche (Randstreifen 12) der gekühlten und verfestigten Laminierfolie 10 in
der Breitenrichtung eine Dicke, die größer ist als eine Dicke des
abgeflachten Bereichs 11, welcher in dem Zentralbereich
der Laminierfolie in der Breitenrichtung vorhanden ist und die im
Wesentlichen festgelegte Dicke aufweist. Ferner erstrecken sich
beide Endbereiche in Längsrichtung
der Laminierfolie 10.
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Wie
in 1 ist, werden die Randstreifen 12 der
Harzfolie 1, deren Dicke aufgrund der Erzeugung des Sicken-Phänomens stärker ist,
vor der Laminierung an Schneidpositionen 25 abgeschnitten,
wodurch ein Laminierfilm 10 gebildet wird, der nur den abgeflachten
Bereich 11 aufweist. Dann wird, bevor die Laminierfolie 10 vollständig abgekühlt und
verfestigt ist, die Laminierfolie 10 auf das vorgeheizte
Substrat 3 laminiert. Da die Harztemperatur an beiden Endbereichen
der Laminierfolie 10 nach dem Schneiden bereits in gewissem
Maße abgesenkt
worden ist, wird ferner eine Zunahme der Dicke an beiden Endbereichen
aufgrund des Phänomens
der Sickenbildung nicht mehr erzeugt. Die gleichförmige Kontraktionskraft
in der Breitenrichtung bleibt in der Laminierfolie 10 in
gewissem Maße
erhalten, so dass dann die Schnittöffnungen 27 breiter
gemacht werden, wodurch keine Dickenabschnitte an beiden Endbereichen
der Laminierfolie 10 gebildet werden und die Wiederanhaftung
der Laminierfolie 10 an den Längsstreifen 12 kann
verhindert werden.
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3 zeigt
eine generelle Ansicht einer Vorrichtung X zum Herstellen von laminiertem
Material, welches in dem Verfahren zum Herstellen von laminiertem
Material verwendet wird, welches nicht Teil der vorliegenden Erfindung
ist.
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In 3 umfasst
die Vorrichtung X zum Herstellen eines Laminierten Materials eine
Heizeinrichtung 4, welche das Substrat 3 vorheizt,
die T-Düse 2, welche
geschmolzenes Kunstharz als Harzfolie 11 extrudiert, eine
Schneideinrichtung 50, welche die Harzfolie 1,
die aus der T-Düse 2 extrudiert
worden ist an der Schneidposition 25 vor der Laminierung schneidet,
um so die Laminierfolie 10 zu bilden, Laminierrollen 6a, 6b,
welche die extrudierte Harzfolie 1 durch Wärmeadhäsion an
das Substrat 3 anhaften, und eine Kühleinrichtung 8, welche
das geformte laminierte Material 7 abschreckt.
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[Substrat]
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Ein
Metallsubstrat wird vorzugsweise als das in der vorliegenden Erfindung
verwendete Substrat 3 benutzt. Zum Beispiel kann ein Metallmaterial,
welches verwendet werden kann als Dosenmaterial für ein Behältnis, wie
eine Getränkedose,
Material zur Konstruktion, wie Dach-, Wand-, Unterteilungs- und dergleichen
-Material für
den Innenraum in einem Kraftfahrzeug, als Material für eine elektrische
Anwendung, als Material für
Möbel,
als das Substrat 3 verwendet werden. Zum Beispiel können verschiedene
Arten von Oberflächen
behandelten Stahlblechen verwendet werden. Unter verschiedenen Arten
von Oberflächen
behandelten Stahlblechen werden ein zinnfreies Stahlblech, ein galvanisiertes
Stahlblech, ein Stahlblech mit einer plattierten Legierung auf Zinkbasis,
ein mit Zinn plattiertes Stahlblech, ein mit einer Zinnlegierung
plattiertes Stahl blech, ein mit Aluminium plattiertes Stahlblech,
ein mit einer Aluminiumlegierung plattiertes Stahlblech, ein mit
Aluminium laminiertes Stahlblech, ein Edelstahlblech und dergleichen
benannt. Ferner können
auch leichte Metallbleche als das Substrat 3 verwendet
werden. Unter den leichten Metallblechen wird ein Aluminiummetallblech
vorzugsweise als das Substrat 3 verwendet. Ferner können Folien
der oben erwähnten
Metallsubstrate vorzugsweise verwendet werden. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht auf die oben beispielhaft genannten Materialien
beschränkt.
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Ein
bevorzugtes Beispiel für
Oberflächen
behandeltes Stahlblech ist ein Stahlblech, das elektrolytischer
Chromsäure
behandelt wurde, und ist speziell ein solches Blech mit 10 bis 200
mg/m2 einer Metall-Chromschicht und einer
1 bis 50 mg/m2 (Metall-Chrom-Umwandlung) einer
Chromoxidschicht. Dieses mit einer elektrolytischen Chromsäure behandeltes
Stahlblech zeigt die ausgezeichnete Haftung eines Laminierharzes
und die ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit.
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Als
weiteres Beispiel für
das Oberflächen
behandelte Stahlblech wird ein Zinnblech mit einer Zinnplattierungsmenge
von 0,6 bis 11,2 g/m2 genannt. Es wird vorgezogen,
dass eine Chromsäurebehandlung
oder Chromsäure/Phosphatisierungsbehandlung
an der Oberfläche
des Zinnbleches erfolgt, derart, dass die Chrommenge durch Metall/Chrom-Konversion 1 bis
30 mg/m2 beträgt.
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Als
leichtes Metallblech kann ein reines Aluminiumblech, ein Blech aus
Aluminiumlegierung und dergleichen verwendet werden. Das Blech aus
Aluminiumlegierung, welches die ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
und die ausgezeichnete Bearbeitbarkeit zeigt, hat die Zusammensetzung
bestehend aus Mn: 0,2 bis 1,5 Gew.%, Mg: 0,8 bis 5 Gew.%, Zn: 0,25
bis 0,3 Gew.%, Cu; 0,16 bis 0,26 Gew.% und Al als Ausgleich.
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Es
wird auch vorgezogen, dass eine Chromsäurebehandlung oder Chromsäure/Phosphatisierungsbehandlung
an der Oberfläche
des Leichtmetallblechs erfolgt, derart, dass die Chrommenge durch
Metal/Chrom-Konversion 20 bis 300 mg/m2 beträgt.
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Obwohl
die Dicke des Metallsubstrats in Abhängigkeit von den Metallarten
oder der Verwendung oder der Größen der
laminierten Materialien verschieden sein kann, ist es vorzuziehen,
dass das Metallsubstrat die Dicke von 1,10 bis 0,50 mm hat.
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Noch
weiter vorzuziehen ist, dass das Metallsubstrat die Dicke von 0,10
bis 0,30 mm hat, wenn das Metallsubstrat das Oberflächen behandelte Stahlblech
ist und die Dicke von 0,18 bis 0,40 mm hat, wenn das Metallsubstrat
das Leichtmetallblech ist.
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Eine
Haftmittelschicht kann vor der Laminierung auf dem Metallsubstrat
ausgebildet werden.
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Die
Haftmittelschicht kann vorzugsweise ein Haftmittel sein, welches
die ausgezeichnete Haftfähigkeit
sowohl bezüglich
des Metallsubstrats als auch der Laminierfolie zeigt.
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Als
typisches Haftmittel, welches die ausgezeichnete Haftung an der
Laminierfolie und die ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
zeigt, können ein
auf Phenolexpoxyd basierendes Haftmittel, welches aus Phenolaldehyd
des Resoltyps gebildet wird, das aus verschiedenen Phenolen und
Formaldehyd abgeleitet wird, und ein Bisphenolepoxydharz verwendet
werden.
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Das
typische Haftmittel ist insbesondere ein Haftmittel, welches Phenolharz
und Epoxydharz in einem Gewichtsverhältnis von 50:50 bis 5:95, insbesondere
in einem Gewichtsverhältnis
von 40:60 bis 10:90 enthält.
Es wird vorgezogen, dass die Haftmittelschicht im Allgemeinen eine
Dicke von 0,3 bis 5 μm hat.
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[Heizeinrichtung]
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Nachfolgend
wird die Heizeinrichtung 4, welche als Mittel zum Vorheizen
des Substrats 3 verwendet wird, erläutert.
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Als
Heizeinrichtung 4 können
zum Beispiel Einrichtungen, wie die elektrische Heizung, die Hochfrequenz-Induktionsheizung,
die Infrarotstrahlenheizung, die Hochofenhei zung, die Rollenheizung
und dergleichen verwendet werden. Die vorliegende Erfindung ist
jedoch nicht auf die oben beispielhaft angegebenen Heizeinrichtungen
beschränkt.
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Beim
Vorheizen des Substrats 3 unter Verwendung der Heizeinrichtung 4 wird
unter der Annahme eines Schmelzpunktes für das thermoplastische Harz
als Tm vorgezogen, das Metallsubstrat auf eine Temperatur von (Tm –80°C) bis (Tm
+50°C) vorzuheizen,
und es wird insbesondere vorgezogen, das Metallsubstrat auf eine
Temperatur von (Tm –50°C) bis (Tm
+ 30°C)
vorzuheizen. Wenn die Vorheiztemperatur geringer ist als der oben
erwähnte
Bereich, wird es schwierig, die ausreichende Haftfestigung zwischen
dem Metall und der Harzschicht sicherzustellen, wenn dagegen die
Vorheiztemperatur höher ist
als der oben erwähnte
Bereich, kann das Metallsubstrat möglicherweise erweicht werden.
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[T-Düse]
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Als
die T-Düse 2,
welche zum Extrudieren des thermoplastischen Materials genutzt wird,
kann jegliche Düse,
welche im Allgemeinen bei der Extrusion von Harz verwendet wird,
wie eine Manteldüse, eine
Fischschwanzdüse,
eine gerade Verteilerdüse oder
dergleichen, verwendet werden. Das thermoplastische Harz wird erhitzt
und in einer Extrudiermaschine bei einer Temperatur gemischt, die
nicht geringer ist als der Schmelzpunkt des thermoplastischen Harzes,
und wird dann die T-Düse
extrudiert.
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Es
kann möglich
sein, die Laminierfolie als eine Laminierfolie aus mehreren Schichten
zu extrudieren. In diesem Fall werden Extrudiermaschinen, deren
Anzahl der Anzahl von Harzen entspricht, welche die Laminierfolien
bilden, verwendet und wird die Harzfolie unter Verwendung einer
T-Düse
zum Bilden einer mehrlagigen Folie extrudiert. Die Breite der T-Düse ist im
Allgemeinen in einem Bereich von 0,3 bis 2 mm eingestellt. Wenn
jedoch die extrudierte Harzfolie 1 als Dosenmaterial oder
dergleichen verwendet wird, so dass die Folie 1 laminiert
werden soll, nachdem sie in Längsrichtung
gestreckt wurde, um eine dünne
Folie mit einer Dicke von etwa einigen um bis etwa 50 um zu bilden,
wird vorgezogen, die Breite der T-Düse innerhalb von 0,3 bis 0,8
mm einzustellen, um die stabile Laminierung durchzuführen, indem
das Streckverhältnis
auf einen Wert von nicht mehr als einem vorbestimmten Wert beschränkt wird.
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Es
ist notwendig, die Länge
der T-Düse
(Extrudierbreite der Harzfolie 1) derart zu bestimmen, dass
die Breite des abgeflachten Bereichs 11 breiter wird als
die notwendige Breite eines Produkts, wobei gleichzeitig eine Sickenmenge
und die Breite der dicken Bereiche (Längsstreifen 12), die
an beiden Enden der Folie aufgrund des Phänomens der Sickenbildung gebildet
werden, berücksichtigt
wird.
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[Thermoplastisches Harz]
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Das
thermoplastische Harz, welches aus der T-Düse gemäß der vorliegenden Erfindung
extrudiert wird, ist nicht speziell beschränkt, vorausgesetzt, dass das
thermoplastische Harz extrudierbar ist und eine Folien-Formfähigkeit
hat. Zum Beispiel können als
das thermoplastische Harz verwendet werden jegliches Polyolefin,
das wahlfrei gebildet wird aus α-Olefin-
oder Block-Copolymer, wie Polyethylen geringer Dichte, Polyethylen
hoher Dichte, Polypropylen, Poly1-Buten, Po1y4-Methyl-1-Penten oder
Ethylen, Propylen, 1-Buten, 4-Methyl-1-Pentin, Ethylenvinylverbindung-Copolymer,
wie Ethylenvinylacetat-Copolymer, Ethylenvinylalkohol-Copolymer,
Ethylenvinylchlorid-Copolymer,
auf Styrol basiertes Harz, wie Polystyrol, Acrylnitrilstyrol-Copolymer,
ABS, α-Methylstyrol-Styrol-Copolymer,
eine chemische Verbindung mit Polyvinyl, wie Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid,
Vinylchlorid-Vinyliden-Copolymer, Polymethylacrylat, Polymethylmethacrylat,
Polyamid, wie Nylon 6, Nylon 6-6, Nylon 6-10, Nylon 11, Nylon 12,
thermoplastisches Polyester, wie Polyethylen-Terephthalat, Polybutylen-Terephthalat,
Polycarbonat, Polyphenylenoxid oder ein Gemisch aus diesen Verbindungen.
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Als
das speziell bevorzugte thermoplastische Harz vom Gesichtspunkt
der Formfähigkeit,
der Korrosionsbeständigkeit
und dergleichen aus, werden ein thermoplastisches Polyester, das
Copolymer-Polyester oder ein Gemisch aus diesen Harzen und ein laminierter
Körper
aus diesen Harzen benannt. Unter diesen Harzen, wird das Polyester,
welches hauptsächlich
aus Ethylenterephthalateinheiten gebildet wird, vorzugsweise verwendet.
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Wenn
das Polyester als Rohmaterial verwendet wird, wird, obwohl Polyethylen-Terephthalat an sich
verwendet werden kann, vorgezogen, die Copolymer-Estereinheiten
zusätzlich
zu dem Ethylenterephthalat in das Polyester einzubauen. Dies erfolgt deshalb,
weil die Einführung
von Copolymer-Estereinheiten die Kristallisierung der Laminierfolie
verringern kann und dies ist vom Gesichtspunkt der Schockbeständigkeit
und der Formfähigkeit
des laminierten Materials erwünscht.
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Ferner
wird auch vorgezogen, das Copolymer-Polyester zu verwenden, welches
die Ethylenterephthalateinheiten als Hauptkomponente und eine kleine
Menge weitere Estereinheiten enthält und einen Schmelzpunkt von
210 bis 252°C
hat.
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Im
Allgemeinen wird in dem Copolymer-Polyester vorgezogen, das nicht
weniger als 70 mol% und insbesondere nicht weniger als 75 mol% einer
dibasischen Säurekomponente
gebildet wird, 70 mol% und insbesondere nicht weniger als 75 mol%
einer Diolkomponente aus Ethylenglycol gebildet wird und 1 bis 30
mol% und insbesondere 5 bis 25 mol% einer dibasischen Komponente
und/oder Diolkomponente aus einer anderen dibasischen Säurekomponente als
Terephthalinsäure
und/oder einer anderen Diolkomponente als Ethylenglycol gebildet
wird.
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Als
die andere dibasische Säure
als die Terephthalinsäure
können
eine Art oder eine Kombination von zwei oder mehr Arten von aromatischen
Dicarboxylsäuren,
wie Isophthalinsäure,
Phthalinsäure
oder Naphthalendicarboxylsäure,
alizyklische Dicarboxylsäure,
wie Cyclohexandicarboxylsäure,
und aliphatische Dicarboxylsäure,
wie Succinsäure,
Adipinsäure oder
Sebarinsäure,
oder Dodecandioinsäure
genannt werden. Als die andere Diolkomponente als das Ethylenglycol
können
eine Art oder eine Kombination von zwei oder mehr Arten von Propylenglycol, 1,4-butandiol,
Diethylenglycol, 1,6-hexylenglycol, Cyclohexandimethanol und ein
Ethylenoxidaddukt aus Bisphenol A genannt werden.
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Im
Hinblick auf die Kombination dieser Co-Monomere ist notwendig, den
Schmelzpunkt des Co-Polymer-Polyesters in dem oben genannten Bereich
einzustellen.
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Ferner
ist es auch möglich,
ein polyfunktionales Co-Monomer, wie eine Trimellinsäure, Pyromellinsäure, Pentaerythritol
in Kombination mit der oben erwähnten
Kombination eines Copolymers zu verwenden.
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Um
das Polyesterharz in die Lage zu versetzen, ein Molekulargewicht
zu haben, das ausreicht, um die Folie zu bilden, wird vorgezogen,
die spezifische Viskosität
(I.V.) des Polyesterharzes in einem Bereich von 0,55 bis 1,9 dl/g
und vorzugsweise in einem Bereich von 0,65 bis 1,4 dl/g festzulegen.
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Zum
Beispiel kann es möglich
sein, ein Aminoharz oder Epoxydharz in das oben erwähnte thermoplastische
Harz zum Beispiel zusätzlich
zu einem Alterungshemmer, einem Modifikator und einem Pigment bedarfsweise
hinzuzumischen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf
die oben erwähnten
beispielhaften Materialien und Mittel.
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Um
das Metallsubstrat zu kaschieren oder die Übertragung einer Falten mindernden
Kraft auf das Metallsubstrat zum Zeitpunkt des Ziehens und Zurückziehens
zu Formgebungszwecken zu erleichtern, kann die Laminierfolie einen
anorganischen Füllstoff
(Pigment) enthalten.
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Ferner
kann ein Antiblockiermittel, wie amorphes Siliziumdioxid, verschiedene
Arten von Mitteln zur Verhinderung einer elektrischen Aufladung,
ein Schmiermittel, ein Mittel zur Verhinderung eine Oxidation, ein
Absorptionsmittel für
ultraviolette Strahlen und dergleichen, in die Laminierfolie eingemischt werden.
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Als
anorganischer Füllstoff
können
genannt werden ein anorganisches weißes Pigment, wie Titandioxid
des Rutyl-Typs oder Anatase-Typs, Zice-Blume oder Weißglanz,
ein Weißmacher,
wie Bariumoxide, absetzbare Schwefelsäurebaryte, Kalziumcarbonat,
Gips, absetzbare Kieselerde, Aerosol, Talk, gebackner oder ungebackener
Ton, Bariumcarbonat, Aluminiumoxid-Weiß, synthetischer oder natürlicher
Glimmer, synthetisches Kalziumsilikat oder Magnesiumcarbonat, ein
schwarzes Pigment, wie Russschwarz, oder Magnetit, ein rotes Pigment,
wie rotes Eisenoxid, ein gelbes Pigment, wie Schel lackfirnis, und
ein blaues Pigment, wie Ultramarinblau oder Kobaltblau.
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Es
wird vorgezogen, dass der anorganische Füllstoff in das thermoplastische
Harz mit einer Rate von 10 bis 500 Gew.% pro 100 Gew.% Harz und
insbesondere mit einer Rate von 10 bis 300 Gew.% pro 100 Gew.% Harz
eingemischt wird.
-
Die
aus dem unerwähnten
thermoplastischen Harz gebildete Folie kann entweder eine einlagige
Folie oder eine mehrlagige Folie sein. Eine mehrlagige Folie wird
gebildet unter Verwendung einer T-Düse zum Bilden einer mehrlagigen
Folie.
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[Schneideinrichtung]
-
Wie
in 1 gezeigt ist, wird die Harzfolie 1, welche
aus der T-Düse 2 extrudiert
worden ist, durch die Schneideinrichtung 50 an Schneidpositionen 25 geschnitten
und in die Laminierfolie 10 mit dem abgeflachten Bereich 11 und
den Seitenstreifen 12 mit einer großen Dicke separiert.
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Als
Schneideinrichtung 50 können
zum Beispiel verschiedene Einrichtungen verwendet werden, einschließlich physikalische
Einrichtungen, wie Einrichtungen, welche unter Verwendung von Messern Schnitte
in der Harzfolie 1 ausbilden, oder Einrichtungen, welche
einen Wasserstrahl auf die Harzfolie 1 sprühen, Einrichtungen
zum Schmelzen von Harz durch ein lokales Erhitzen der Harzfolie 1 unter
Verwendung eines eng fokussierten Heißgebläses oder einer Flamme eines
Heizbrenners, Einrichtungen zum Ausbilden von Schnitten durch In-Kontakt-Bringen
von Heizleitungen einer elektrischen Heizung mit der Harzfolie 1,
Einrichtungen zum Bilden von Schnitten unter Verwendung eines Ultraschallschneiders, Einrichtungen
zum Abgeben von Laserstrahlen.
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Die
Laserstrahlen können
jedoch punktförmig
auf die Harzfolie 1 in kontaktfreier Weise fokussiert werden,
so dass der auf das Harz ausgeübte Einfluss
extrem gering ist, wodurch es wünschenswert
ist, die Laserstrahlen zu verwenden.
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Wenn
die Laserstrahlen verwendet werden, wird, auch wenn die Art derselben
nicht speziell definiert ist, ein CO2 Laser
vom Gesichtspunkt der Kompaktheit, vom Preis und dergleichen der
Vorrichtung vorgezogen.
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Der
CO2 Laser hat die Wellenlänge von
10,6 μm,
was nahe am Absorptionsband (5 μm)
des thermoplastischen Harzes liegt und somit zeigt der CO2 Laser die günstige Wärmeabsorptionseffizienz. Obwohl
ein YAG-Laser verwendet werden kann, ist es mit diesem das Problem,
dass die Vorrichtung groß wird.
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Die
Schneidpositionen 25, an welchen die aus der T-Düse 2 extrudierten
Seitenstreifen 12 der Harzfolie 1 geschnitten
werden, muss derart bestimmt werden, dass die Seitenstreifen 12 vor
der Laminierung geschnitten werden können, wenn die Temperatur der
Harzfolie 1 noch hoch ist.
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Wie
vorher erwähnt,
wird im Allgemeinen, wenn die Harzfolie extrudiert wird, wahrscheinlich das
Sicken-Phänomen
erzeugt. Das Sicken-Phänomen
ist ein Übergangszustand,
in welchem das lokale Verdicken der Harzfolie 1 an beiden
längsseitigen Endbereichen
und die Kontraktion, welche die gesamte Länge in Breitenrichtung verändert, auf
dem Weg von einem Schmelzzustand bei hoher Temperatur, unmittelbar
nachdem die Harzfolie 1 aus der T-Düse 2 extrudiert wird,
hin zu einem Zustand, in welchem die Temperatur vermindert ist und
die Harzfolie 1 verfestigt wird, erzeugt. Bei einem solchen
Sicken-Phänomen
neigt die Verdickung beider Endbereiche dazu, unmittelbar unterhalb
der T-Düse 2 direkt
nach der Extrusion aufzutreten. Im Vergleich zur Veränderung
der Länge
in Breitenrichtung neigt die Verdickung im Hochtemperaturzustand
aufzutreten.
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Durch
Schneiden der Längsstreifen 12 der Harzfolie 1 in
der Mitte des Fortschrittes des Sicken-Phänomens vor der Laminierung,
wie dies in 1 gezeigt ist, kann die Breite
der Schnittöffnungen 27 weiter
gemacht werden, indem sich der Kontraktionseffekt der Harzfolie 1 in
der Breitenrichtung zunutze gemacht wird, so dass die Harzfolie 1 mit weniger
Energie geschnitten werden kann, und gleichzeitig kann ein besonders
vorteilhafter Effekt erhalten werden, der darin besteht, dass das
Wiedervereinigen des abge flachten Bereichs 11 und der Längsstreifen 12 verhindert
werden kann. Demgemäß reicht
es aus, dass die Schneidpositionen 25 im Verlauf des Auftretens
des Sicken-Phänomens eingestellt
werden, nachdem die Harzfolie 1 aus der T-Düse 2 extrudiert
worden ist und bevor die Harzfolie 1 in den Spaltbereich
zwischen den Laminierrollen 6a, 6b eingeführt wird.
Es ist jedoch besonders vorzuziehen, das Schneiden der Harzfolie 1 in
einem Zustand durchzuführen,
in welchem nur die oben erwähnte
Kontraktionskraft in der Breitenrichtung in der Harzfolie 1 verbleibt,
und zwar von dem Gesichtspunkt aus, den Aufweitungseffekt der Öffnung nach dem
Schneiden zu erhalten und die weitere lokale Verdickung beider Endbereiche
der Laminierfolie 12 nach dem Schneiden zu verhindern.
Obwohl dies später
erläutert
werden wird, kann der Schneidvorgang direkt oberhalb der Vorläuferrolle 5 durchgeführt werden,
wenn die Vorläuferrolle 5 vorgesehen wird.
-
Die
Seitenstreifen 12 der Harzfolie 1, welche abgeschnitten
werden und unnötig
werden, können unter
Verwendung geeigneter Mittel, wie einer Saugeinrichtung, einer Wickeleinrichtung
oder einer Abblaseinrichtung, entfernt werden.
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Bevor
die Laminierung der Harzfolie 1 auf das Substrat 3 erfolgt,
werden hier die Seitenstreifen 12 der Harzfolie 1 geschnitten
und gleichzeitig wird der abgeflachte Bereich 11 geschnitten,
so dass dieser eine Mehrzahl von Streifen aus Laminierfolien 10 bildet,
und danach kann eine Mehrzahl von Streifen der geschnittenen Laminierfolien 10 auf
das Substrat 1 Laminiert werden. In diesem Falle kann das
laminierte Material 7, welches durch Laminieren einer Mehrzahl
von Laminierfolien 10 gebildet wird, welche in Längsrichtung
des Substrats 3 voneinander in Abstand liegen, gebildet
werden.
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Nachfolgend
wird hier in Verbindung mit 4 und 5 die
Kurzfassung einer Laserstrahleinrichtung 50 erläutert, wenn
CO2 Laserstrahlen als Schneideinrichtung 50 verwendet
werden.
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4 ist
eine Draufsicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem die Laserstrahleinrichtung 50 auf
der Laminierrolle 6a montiert ist, und die Harzfolie 1 durch
die Laserstrahleinrichtung 50 geschnitten wird. 5 ist
eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in 4.
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In 4 und 5 haben
von einem Laser-Oszillator 51 in Schwingung versetzte Laserstrahlen 52 eine
Richtung, die in axialer Richtung der Laminierrolle 6a durch
einen Reflektionsspiegel 53 gekrümmt ist, und werden zu einem
Laserstrahl-Führungsteil 54 geführt. Dann
werden die Laserstrahlen 52 durch einen Reflektionsspiegel 55 in
Richtung auf die Harzfolie 1 umgelenkt, welcher auf einem
distalen Ende des Laserstrahl-Führungsteils 54 angebracht ist,
und gelangen durch eine fokussierende Linse (Brennweite veränderbar
in wahlfreier Weise), und werden die fokussierten Laserstrahlen
von einem Laser-Strahlungsteil 56 auf die Schneidposition
abgestrahlt.
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Der
Laser-Strahlungsteil 56 ist neigungsverstellbar in einer
Aufwärts-
und Abwärtsrichtung,
in Richtung eines Pfeils B (siehe 5), vorgesehen, so
dass der Bestrahlungswinkel der Laserstrahlen in einer Aufwärts- und
Abwärtsrichtung
entlang der Fließrichtung
der Harzfolie 1 verändert
werden.
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Ferner
hat der Laserstrahl-Führungsteil 54 eine
in Längsrichtung
teleskopartige Ausbildung, derart, dass die Länge des Laserstrahl-Führungsteils 54 verändert werden
kann. Das heißt,
der Laser-Bestrahlungsteil 56, der auf einem distalen Ende
des Laserstrahl-Führungsteils 54 montiert
ist, kann in der axialen Richtung der Laminierrolle 6a bewegt
werden. Demgemäß kann die
Laserstrahl-Bestrahlungsposition auch in der Breitenrichtung der
Harzfolie 1 verändert
werden, so dass zusammen mit der oben erwähnten Neigungsbewegung des
Laser-Bestrahlungsteils 56 die Schneidposition 25 in
der Aufwärts- und
Abwärtsrichtung
sowie in der Richtung nach links und nach rechts frei eingestellt
werden. Ferner kann die Schneidposition 25 durch die automatische
Manipulation von außen
bewegt werden.
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Obwohl
die Schneideinrichtung 50 mit Bezug auf eine Seite der
Harzfolie 1 in 4 und 5 dargestellt
ist, ist die Schneideinrichtung 50 auch an dem gegenüberliegenden
Endbereich der Harzfolie angeordnet, um den gegenüberliegenden
Endbereich zu schneiden, so dass beide Endbereiche der Harzfolie 1 geschnitten
werden.
-
Wenn
ferner die Vorläuferrolle 5,
welche hiernach erläutert
werden wird, vorgesehen ist, wird vorgezogen, die Schneideinrichtung 50 an
den Schneidpositionen 25 unmittelbar hinter der Harzfolie 1,
welche so präpariert
ist, dass sie aus der Vorläuferrolle 5 ausfließt, eingesetzt
ist.
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[Vorläuferrolle]
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist, wie in 6 gezeigt ist, die Vorläuferrolle 5 genau
unter der T-Düse 2 angeordnet,
so dass die Harzfolie 1, welche aus der T-Düse 2 extrudiert
wird, durch die Vorläuferrolle 5 temporär aufgenommen
werden kann, und danach zu den Laminierrollen 6a, 6b,
transportiert werden kann.
-
Das
heißt,
zwischen der T-Düse
und den Laminierrollen 6a, 6b ist die Vorläuferrolle 5,
welche temporär
die durch Extrudieren des geschmolzenen Harzes gebildete Harzfolie 1 über eine
volle Breite derselben aufnehmen kann, unabhängig von den Laminierrollen 6a, 6b angeordnet.
-
Mit
dem Bereitstellen der Vorläuferrolle 5 wird
es möglich,
zwei betriebliche Auswirkungen zu erhalten, welche einander gegenüberstehen,
das heißt,
die schnelle Abkühlung,
um die Harzfolie 1 zu stabilisieren, und das Halten der
hohen Temperatur, um die Haftfestigkeit zu gewährleisten.
-
Demgemäß kann der
Auswahlbereich der Harze, welche für die Extrusion verwendbar
sind, erweitert werden, so dass die Harze in dem breiten Bereich
auf das Substrat laminiert werden können.
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Obwohl 6 den
Fall zeigt, in welchem die Vorläuferrolle 5 an
einer Seite des Substrats 3 angeordnet ist, wenn Laminierfolien
auf beide Seiten des Substrats 3 laminiert werden, wird
vorgezogen, die Vorläuferrollen
an beiden Seiten des Substrats 1 anzuordnen.
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In
der vorliegenden Erfindung kann als die Vorläuferrolle 5 eine Metallrolle
verwendet werden, deren gesamte Oberfläche mit einer Chromplattierung
verspiegelt ist.
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Anstelle
der Metallrolle kann eine Vorläuferrolle
verwendet werden, welche eine Wärme
isolierende Gummischicht auf ihrer gesamten Oberfläche aufweist.
An der gesamten Oberfläche
der Gummischicht kann eine Röhre,
welche aus einem inerten Harz hergestellt ist, wie beispielsweise
Fluorharz, durch Adhäsion
aufgetragen sein. Zudem kann auch eine Vorläuferrolle verwendet werden,
welche eine Wärme
isolierende Keramikschicht auf der gesamten Oberfläche der
Rolle bildet.
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Wie
in 7 gezeigt ist, wird vorgezogen, dass die schlitzartigen
Rillenbereiche 26 in der in der vorliegenden Erfindung
verwendeten Vorläuferrolle 5 an
Positionen ausgebildet sind, die etwas näher zur Innenseite von beiden
axialen Endbereichen der Vorläuferrolle 5 aus
gebildet sind.
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Von
der aus der T-Düse 2 extrudierten
Harzfolie 1 werden die Seitenstreifen 12 abgeschnitten, indem
Positionen als die durch x angegebenen Schneidpositionen 25 eingestellt
werden, die oberhalb von Bereichen der Vorläuferrolle 5 angeordnet sind,
an welchen die schlitzartigen Rillenbereiche 26 ausgebildet
sind. Da die schlitzartigen Rillenbereiche 26 unterhalb
der Schneidpositionen 25 ausgebildet sind, wird es möglich, zu
verhindern, dass die Vorläuferrolle 5 durch
die Schneideinrichtung 50 beschädigt wird.
-
Ferner
kann die Harzfolie 1 auf der Vorläuferrolle 5 sicher
in den abgeflachten Bereich 11 und die Seitenstreifen 12 unterteilt
werden, da der abgeflachte Bereich 11, der durch das Schneiden
der Harzfolie 1 erhalten wird, durch den zentralen Bereich
der Vorläuferrolle 5 gehalten
wird.
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Es
wird vorgezogen, dass die Tiefe der schlitzartigen Rillenbereiche 26 der
Vorläuferrolle
5 im Allgemeinen auf etwa 0,1 bis 3 mm eingestellt wird. Ferner
wird vorgezogen, dass der Pitch der Rillen in der axialen Richtung
auf 1 bis 10 mm eingestellt wird.
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[Laminierrollen]
-
In
der vorliegenden Erfindung wird vorgezogen, dass die Laminierrollen
6a,
6b die
gleiche Form haben und aus dem gleichen Material wie die in der
japanischen offengelegten Patentveröffentlichung 100006/1999 beschriebenen
Laminierrollen gebildet sind.
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Es
wird vorgezogen, dass die Laminierrollen aus Rollen mit elastischem
Körper
gebildet sind, deren Oberflächen
aus elastischen Körpern
gebildet sind. Das heißt,
mit der Verwendung der Rollen mit elastischem Körper kann das Absenken der
Temperatur aufgrund der Wärmekonduktion
verhindert werden. Gleichzeitig kann eine fixierte Spaltbreite (Breite in
der Rollen-Umfangsrichtung) dauerhaft zwischen dem geformten laminierten
Material und den Rollen ausgebildet werden, indem die Kissenwirkung
und die Elastizität
der Rollen mit elastischem Körper
genutzt wird. Diese Sicherstellung der fixierten Spaltbreite ist
effektiv brauchbar zum Verbessern der Adhäsion zwischen dem Substrat 3 und
Laminierfolie 1.
-
Ferner
wird mit der Verwendung der Rollen mit elastischem Körper die
durch die Rollen erzeugte Druckkraft gleichmäßig auf die gesamte Breite
des Substrats 3 übertragen,
so dass das laminierte Material 7 mit der Dicke der Laminierfolie 10,
die gleichmäßig in der
breiten Richtung eingestellt ist, und der Haftstärke der Laminierfolie 10,
die in der breiten Richtung im Wesentlichen konstant eingestellt
ist, gebildet werden.
-
Wenn
die Rolle mit elastischem Körper
als die Vorläuferrolle
oder die Laminierrolle verwendet wird, wird vorgezogen, dass der
elastische Körper (Gummi),
welcher die Rolle mit elastischem Körper bildet, aus einem Gummi
gebildet wird, das die ausgezeichnete Gießform-Lösefähigkeit und ausgezeichnete
Hitzebeständigkeit
aufweist. Obwohl Silikongummi (Q) und Fluorgummi (FKM) als solche Gummis
benannt werden, ist das Fluorgummi besonders vorzuziehen. Wenn ferner
die Fluorgummiröhre mit
der Wärme-Kontraktionsfähigkeit
verwendet wird, wird vorgezogen, vom Gesichtspunkt der Haftfähigkeit
zwischen dem Gummi und der Fluorharzröhre aus das Silikongummi zu
verwenden.
-
Das
Fluorharzgummi zeigt im Allgemeinen die Hitzebeständigkeit.
Als typische Beispiele können benannt
werden auf Fluorvinyliden basierendes Fluorgummi, auf Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen basierendes
Fluorgummi, auf Tetrafluorethylen-Perfluormethylvinyliden basierendes
Fluorgummi, auf Fluorsilikon basierendes Fluorgummi und auf Fluorphosphazen
basierendes Fluorgummi benannt werden. Es ist unnötig zu sagen,
dass das Fluorgummi nicht auf solche Beispiele beschränkt ist.
-
Als
das Silikongummi kann ein Silikongummi verwendet werden, welches
Polydimethylsiloxan, Polymethylenphenylsiloxan, Polydiphenylsiloxan
oder dergleichen als Bestandteilseinheiten enthält.
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Diese
Gummis werden zusammen mit einem Verstärkungsmittel oder einem Füllstoff,
wie Russschwarz oder weißer
Kohlenstoff, verwendet, wenn dies notwendig ist.
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Es
wird vorgezogen, dass die Härte
des verwendeten elastischen Körpers
(JIS) im Allgemeinen innerhalb von 50° bis 90° und insbesondere innerhalb
von 60° bis
90° liegt
und die Dicke der elastischen Körperschicht
in dem Bereich von 1 bis 30 mm eingestellt ist.
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[Gestufter Bereich der Laminierrolle]
-
Um
Bereiche der Laminierrollen 6e, 6b, welche mit
den abgeschnittenen Seitenstreifen 12 korrespondieren,
so zu gestalten, dass diese die Seitenstreifen 12 sicher
halten, wird vorgezogen, gestufte Bereiche 16 auf beiden
Endbereichen der Laminierrolle 6a, 6b auszubilden,
welche einen etwas kleineren Durchmesser haben als der Durchmesser
der Laminierrolle.
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Aufgrund
der Bildung der gestuften Bereiche 16, wird es möglich, dass
nur der abgeflachte Bereich 11 der Harzfolie 1 auf
das Substrat 3 laminiert wird, so dass die abgeschnittenen
Seitenstreifen 12 in den gestuften Bereichen 16 transportiert
werden können, wodurch
die Seitenstreifen 12 sicher abgetrennt und entfernt werden
können.
-
Das
heißt, 8 zeigt
ein Bespiel der Gestaltung der Laminierrollen 6a, 6b,
welche in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die Laminierrollen 6a, 6b haben
Bereiche 21 mit großem Durchmesser
an axial zentralen Bereichen derselben und Bereiche 22 mit
kleinem Durchmesser an den beiden axialen Endbereichen 22.
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Mit
der Verwendung der mit den abgestuften Bereichen 16 versehenen
Laminierrollen wird es möglich,
dass die Bereiche 22 mit kleinem Durchmesser der Laminierrollen
die Seitenstreifen 12 der ausgeschnittenen Harzfolie 1 aufnehmen
und der Bereich 21 mit großem Durchmesser den abgeflachten
Bereich 11 der Harzfolie 1 aufnimmt. Demgemäß können die
Vorschubrichtungen der Laminierfolie 10 und der Seitenstreifen 12 nach
dem Abschneiden einander unterschiedlich sein, so dass die Abtrennung
der Seitenstreifen 12 sicher durchgeführt werden kann und die Laminierung
des abgeflachten Bereichs 11 sicher durchgeführt werden
kann. Ferner kann die Entfernung der Seitenstreifen 12 sicher durchgeführt werden,
wenn die Harzfolien 1 auf beide Oberflächen des Substrats 3 laminiert
werden, wie dies in 10 gezeigt ist, indem die jeweiligen
Bereiche 22 mit kleinem Durchmesser jeweilige Seitenstreifen 12 aufnehmen,
wobei gleichzeitig verhindert wird, dass die Seitenstreifen 12 und
die Laminierfolie 10 aneinander anhaften.
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Obwohl
der Stufenunterschied zwischen dem Bereich 21 mit großem Durchmesser
(Durchmesser: D1) und dem Bereich 22 mit kleinem Durchmesser
(Durchmesser: D2), das heißt
(D1-D2)/2 in Abhängigkeit
von dem Durchmesser D1 der Laminierrolle und der Dicke der Harzfolie 1,
insbesondere der Dicke der Seitenstreifen 12, unterschiedlich
ausfallen kann, um ein zuverlässiges
Halten der Seitenstreifen 12 zu gewährleisten, wird vorgezogen,
dass der Stufenunterschied in einem Bereich von 0,05 bis 50 mm eingestellt
wird. Es wird noch mehr vorgezogen, dass der Stufenunterschied innerhalb
von 5 bis 20 mm eingestellt wird.
-
Das
heißt,
wenn der Stufenunterschied geringer als die oben. erwähnten 0,05
mm ist, wird es schwierig, die Seitenstreifen 12 von der
Laminierfolie 10 abzutrennen, und es existiert die hohe
Wahrscheinlichkeit, dass die Querschnitte der Längsstreifen 12, welche
bereits abgetrennt sind, sich wieder mit korrespondierenden Querschnitten
der Laminierfolie 10 vereinigen.
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Andererseits
wird, wenn der Stufenunterschied die oben erwähnten 50 mm übersteigt,
die Kraft auf die Schneidbereiche 25 in einer instabilen Richtung
aufgebracht, und somit wird es schwierig, die scharfen Schnittränder der
Laminierfolie 10 zu erhalten.
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Obwohl
die Oberflächengestaltung
der gestuften Bereiche 16 nicht in besonderer Weise beschränkt wird,
wird im Allgemeinen vorgezogen, dass die Oberflächen der gestuften Bereiche 16 eine
raue Oberfläche
haben.
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Ferner
wird vorgezogen, die gestuften Bereiche 16 mit Metalloberflächen zu
versehen, um eine wirksame Abkühlung
und Verfestigung (temperaturgesteuerte Kühlung wird vorgezogen) der
Seitenstreifen 12 durchzuführen.
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Ferner
können
anstelle der gestuften Bereiche Sauglöcher an beiden Endbereichen
der Laminierrolle ausgebildet sein und können die geschnittenen Seitenstreifen 12 durch
dieses Sauglöcher
angesaugt werden, wodurch die geschnittenen Seitenstreifen von der
Laminierfolie 10 abgetrennt werden.
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Ferner
können
durch ein einfaches Verwenden oder durch Kombinieren des Luftgebläses mit beiden
Endbereichen der Laminierrolle, um so die Seitenstreifen 12 zu
pressen, mit der Wirkung, die Seitenstreifen 12 an beiden
Endbereichen der Laminierrolle unter Verwendung von statischer Spannung anzuziehen,
die geschnittenen Seitenstreifen 12 separiert werden.
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Wenn
die Vorläuferrolle 5 vorgesehen
ist, wie in 9 gezeigt, kann die oben erwähnte Separierungswirkung
der Seitenstreifen 12 auch unter Verwendung der Vorläuferrolle 5 durchgeführt werden.
In diesem Falle wird die Entfernung der Seitenstreifen 12 durch
die Laminierrolle 6a nicht mehr notwendig.
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Obwohl
die Laminierrollen 6a, 6b durch Laminierrollen
gebildet werden können,
die eine Funktion zum Kühlen
des laminierten Materials haben, können warme Laminier rollen in
der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
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„Warm" ist ein Konzept,
welches zu einer Zwischenzone zwischen „Kalt" und „Heiß" gehört
und höher
als Raumtemperatur und niedriger als ein Schmelzpunkt eines thermoplastischen
Harzes ist.
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Durch
Halten der Temperatur der Laminierrollen in der warmen Zone kann
der schnelle Wärmeübergang
zwischen den Rollen und dem Harz, welches mit den Rollen in Kontakt
gebracht wird, unterdrückt
werden, so dass die Wärme,
die das vorgeheizte Substrat 3 aufweist, und die Wärme, die
das geschmolzene und extrudierte Harz aufweist, effektiv für die Wärmeadhäsion verwendet
werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird vorgezogen, um das das Auftreten von Kniffen auf
der Laminierfolie 10 zu verhindern und die Haftung zwischen
dem Substrat 3 und der Laminierfolie 10 zu verbessern,
vorgezogen, Polyester als geschmolzenes thermoplastisches Harz zu
verwenden und die Temperatur (T2°C)
der Laminierfolie 10, welche auf dem abgeflachten Bereich 11 durch
Zuschneiden der Harzfolie 1 ausgebildet ist, auf einer
höheren
Temperatur als der Glasübergangstemperatur
(Tg) von Polyester zu halten.
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Wenn
die Temperatur (T2) niedriger als der oben erwähnte Bereich wird, treten die
Kniffe auf der Laminierfolie 10 auf, so dass die Haftung
der Laminierfolie 10 an dem Substrat 3 ferner
vermindert werden kann.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird vorgezogen, dass die Oberflächentemperatur der Laminierrollen 6a, 6b (genauer
gesagt, der Bereiche 21 mit großem Durchmesser) auf eine Temperatur
eingestellt, die höher
als die Raumtemperatur und niedriger als ein Schmelzpunkt (Tm) des
thermoplastischen Harzes ist, insbesondere auf 50°C bis (zum SchmelzpunktTM des thermoplastischen Harzes –30°C).
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Die
Steuerung der Oberflächentemperatur der
Laminierrollen kann so durchgeführt
werden, dass ein flüssiges
Medium eine gegebene Temperatur annehmen kann, um durch die Rollen
hindurch zu gelangen, oder indem Aufnahmerollen, deren Temperatur
gesteuert wird, in Kontakt mit den Laminierrollen gebracht werden,
oder durch Aneignen eines anderen Verfahrens.
-
Ferner
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Verbessern der Haftung zwischen den Laminierfolien 10 und
dem Substrat 3 vorgezogen, dass das Substrat 3 in
Richtung im Wesentlichen senkrecht zur einer Linie, welche die Zentren
eines Paares von Laminierrollen verbindet, zugeführt.
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Wenn
das Substrat 3 nicht in der senkrechten Richtung zugeführt wird,
aber in schräger
Richtung, wird das Substrat 3 mit den Laminierrollen an anderen
Positionen als den Spaltbereichen in Kontakt gebracht, und somit
wird die Temperatur des Substrats 3 gesenkt und wird die
Haftung zwischen den Laminierfolien 10 und dem Substrat 3 gesenkt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird vorgezogen, die Laminierfolie 10 auf das
Substrat 3 zu laminieren, während gleichzeitig die Umfangsgeschwindigkeit
der Laminierrollen 6a, 6b auf einer Geschwindigkeit
gehalten wird, welche um das 10 bis 150-fache größer ist als die Extrusionsgeschwindigkeit
des thermoplastischen Harzes aus der T-Düse 2, und insbesondere
um das 20 bis 130-fache größer ist als
die Extrusionsgeschwindigkeit des thermoplastischen Harzes.
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Durch
Einstellen der Umfangsgeschwindigkeit der Laminierrollen 6a, 6b in
dem oben erwähnten Bereich
können
die Einstellungsunregelmäßigkeiten der
Lippenbreite oder dergleichen der T-Düse 2 eingestellt werden,
so dass die Laminierfolie 10 mit einer gleichmäßigeren Dicke gebildet werden
kann, was eine stabilere Laminierung ermöglicht. Wenn die Umfangsgeschwindigkeit
der Laminierrollen 6a, 6b auf einen Wert eingestellt
ist, welcher den oben erwähnten
Bereich übersteigt,
wachst die Gefahr eines Reißens
der Laminierfolie 10, und somit ist ein solches Einstellen
der Umfangsgeschwindigkeit nicht erwünscht.
-
Wenn
ferner die Umfangsgeschwindigkeit der Laminierrollen 6a, 6b auf
einen Wert eingestellt wird, welcher niedriger ist als der oben
erwähnte
Bereich, ist nicht nur nicht mehr die stabile Laminierung gewährleistet,
sondern es wird zudem unmöglich,
die Laminierfolie 10 mit der ausreichend dünnen Dicke auszubilden.
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Als
eine Applikation an Materialien für Dosen wird vom Gesichtspunkt
einer Dosen-Verformbarkeit und
den Dosen-Merkmalen vorgezogen, dass das Verhältnis (tM/tR) zwischen der
Dicke (tM) des Metallsubstrats 3 und der Dicke (tR) der
Laminierfolie 10 pro einer Oberfläche auf 2 bis 150 eingestellt.
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Um
ferner die Folienhaftung zwischen dem Metallsubstrat 3 und
der Laminierfolie 10 zu erhalten, wird vorgezogen, die
Kontaktbreite an den Spaltbereichen der Laminierrollen 6a, 6b in
einem Bereich von 1 bis 50 mm einzustellen.
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Wenn
die Spaltbreite kleiner ist als der oben erwähnte Bereich, ist es unmöglich, die
ausreichende Kontaktzeit im Hinblick auf die Laminierrollen 6a, 6b zu
gewährleisten,
und somit leiden die Laminierfolien 10 an Haftmangel.
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Wenn
andererseits die Spaltbreite größer ist als
der oben erwähnte
Bereich, wird es schwierig, den Spaltdruck zu erhöhen und
somit wird das laminierte Material 7 während des Spaltdurchgangs übermäßig abgekühlt und
somit kann die Haftstärke
dadurch vermindert werden. Demgemäß ist es erwünscht, den
Spaltdruck in einem Bereich von 1 bis 100 kgf·cm2 einzustellen.
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Um
die oben erwähnte
Spaltbreite zu gewährleisten,
ist es auch vorzuziehen, dass wenigstens eine der Laminierrollen
aus einer elastischen Körperrolle
ausgebildet ist.
-
Mit
Bezug auf das laminierte Material nach Beendigung der Wärmehaftung
wird es vorgezogen, das laminierte Material unter Verwendung einer
Kühleinrichtung 8 nach
der Laminierung schnell abzukühlen
oder abzuschrecken, um die Kristallisierung und die thermische Zersetzung
zu verhindern.
-
Das
Abschrecken kann durch Blasen kalter Luft auf das laminierte Material,
durch Sprühen
von kaltem Wasser auf das laminierte Material, durch Eintauchen
des laminierten Materials in Kühlwasser oder
Bringen des laminierten Materials in Kontakt mit den Kühlrollen
oder dergleichen durchgeführt
werden.
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht nur auf die Bildung der Laminierfolie 10 auf
einer Oberfläche des
Metallsubstrats 3 anwendbar, sondern auch auf die Laminierung
der Laminierfolien 10 auf beide Oberflächen des Metallsubstrats 3.
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Das
heißt,
wie in 10 gezeigt ist, wird ein vorgeheiztes
Substrat 3 in der Richtung im Wesentlichen senkrecht zu
einer Linie, welche die Zentren eines Paares von Laminierrollen 6a, 6b verbindet,
und ein Paar von T-Düsen 2a, 2b ist
im Wesentlichen symmetrisch in Bezug zu der Anordnung des Substrats 3 angeordnet.
Aufgrund einer solchen Konstitution werden die Laminierfolien 10 auf
beide Oberflächen
des Substrats 3 laminiert und wird das geformte laminierte
Material 7 durch die Kühleinrichtung 8 abgeschreckt.
In diesem Falle kann es, wie in Verbindung mit 6 beschrieben
wurde, möglich
sein, in Paar Vorläuferrollen
unterhalb der T-Düsen 2a, 2b und
vor den Laminierrollen 6a, 6b vorzusehen, so dass
die Vorläuferrollen
mit einem Paar von T-Düsen 2a, 2b korrespondieren.
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Obwohl
das laminierte Material 7 in der oben erwähnten Weise
erhalten wird, kann das erhaltene Laminierte Material aufgewickelt
und bedarfsweise aufbewahrt werden.
-
[Experiment]
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Die
vorliegende Erfindung wird in weiterem Detail in Verbindung einem
folgenden Experiment erläutert.
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Die
Harzfolie 1 aus Isophthalin-Copolymer-Polyethylenterephthalat
(PET/IA) mit einem Schmelzpunkt von 220°C wurde auf eine Temperatur von
220°C aus
der T-Düse 2 extrudiert.
Die Harzfolie 1 wurde auf der Vorläuferrolle 5 extrudiert,
welche zwischen der T-Düse 2 und
den Laminierrollen 6a, 6b angeordnet ist. Im Verlauf
der Sickenbildung vor Laminierung wurden die Seitenstreifen 12 unter
Verwendung der CO2 Laser abgeschnitten,
um so die Laminierfolie 10 mit einer Breite auszubilden,
welche um 1 mm an beiden Endbereichen schmaler als eine Breite des
Substrats 3 ist. Dann wurde die Laminierfolie 10 in
die Laminierrollen 6a, 6b eingesetzt, um so die
Laminierfolie 10 auf das Substrat 3 aus TFS zu
laminieren, welches mit einer Geschwindigkeit von 100 m pro Minute
auf 245°C
vorgeheizt wurde, und danach wurde das laminierte Material einem
Abschreckungsschritt ausgesetzt, indem es einen Wasserschauer erhielt
und auf diese Weise das Harz beschichtete Laminatmaterial 7 hergestellt
wurde.
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In
dem oben erwähnten
Herstellungsprozess wurde das Substrat 3 in der Richtung
im Wesentlichen senkrecht zu einer Linie vorgeschoben, welche die
Zentren eines Paares von Laminierrollen 6a, 6b verbindet
und zur Laminierung dient. Als Ergebnis wurde die Laminierfolie
mit der gleichförmigen
Dicke erhalten, und die Dickenwindung wurde ohne Verschiebung des
laminierten Materials zum Zeitpunkt des Aufwickelns möglich.
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Mit
Bezug auf das in der oben erwähnten Weise
erhaltene laminierte Material 7 wurden Schnitte unter Verwendung
eines im Handel erhältlichen Schneidegerätes Schnitte
in einem Gittermuster mit einer Fläche durchgeführt, die
sich 20 mm in der Längsrichtung
sowie in der Querrichtung erstreckt, derart, dass jeder Querschnitt
eine Größe von 2 × 2 mm aufweist.
Dann wurde ein Scotch-Markenband mit der Breite von 25 mm (hergestellt
durch Sumitomo 3M Ltd.) an dem laminierten Material 7 angehaftet.
Danach wurde das Band abgezogen, und es wurde ein Abziehtest durchgeführt, um
die Haftfestigkeit des Bandes zu testen. Daraus ergab sich, dass
die Abziehrate günstig
war, das heißt,
nicht mehr als 10% betrug.
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Ferner
wurde ein auf Wachs basierendes Schmiermittel auf das laminierte
Material aufgebracht, wurde eine kreisförmige Scheibe mit einem Durchmesser
von 150 mmφ gestanzt
und ein Formgebungstest durchgeführt,
in welchem das laminierte Material in einem Behälter mit einem Durchmesser von
52 mmφ gezogen
wurde, durchgeführt.
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Daraus
ergibt sich, dass ein Versagen eines solchen Abziehvorgangs auch
nicht in dem Formgebungstest auftritt, so dass das laminierte Material
erhalten wurde, welches günstige
Ergebnisse in allen Eigenschaften zeigt.