專利名稱：層壓金屬片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及層壓金屬片以及生產(chǎn)這種層壓金屬片的方法。
使聚合物材料在金屬帶之類的金屬片上進行層壓成形乃是一種周知的得到普遍確認(rèn)的技術(shù)。這樣獲得的層壓件具有多方面的應(yīng)用，包括以之來制造沖拔和薄壁拉深的罐(也稱作為DWI罐)。
已知可用鋼或鋁覆以聚烯烴涂層來作為制備DWI罐的坯料。這類材料例如見于美國專利4096815號與英國專利2003415號中所描述的，而就我們所知，這種材料尚未獲得商品化應(yīng)用。
已了解到，聚烯烴涂層并不能象熱塑性聚酯那樣成形。聚酯涂層對鋼與鋁的層壓結(jié)構(gòu)，例如有英國專利號2123746與2164899所作的描述。但是，這些專利強調(diào)，為了使罐殼獲得足夠的壽命，必須在聚酯涂層中保持著一定的雙軸性定向。本發(fā)明人等認(rèn)識到，以上專利中所述的這類層壓件，是不能經(jīng)受制備深沖拔的或DWI罐時不使聚酯涂層發(fā)生嚴(yán)重碎裂之成形操作要求的。英國專利2123746或2164899號所述在這種涂層中保持定向的作法，使涂層在斷裂值下的延伸率限制到超出DWI罐成形作業(yè)所要求的相當(dāng)?shù)偷臄?shù)值。因而，這樣的層壓件是不適用來成形DWI罐的。
本發(fā)明人等得知，于金屬片上粘合一層基本上屬非結(jié)晶(或無定形)形式的熱塑性聚合物，能經(jīng)受住DWI作業(yè)和保持住合格的金屬覆蓋厚度。這樣的涂層在DWI罐的成形中優(yōu)于聚烯烴涂層，同時保持著更好的連續(xù)性與防護性。
據(jù)此，本發(fā)明在其一個方面是提供一種層壓的金屬片，此金屬片的一面或兩面上直接粘附有一層非結(jié)晶聚酯膜。
上述的非結(jié)晶聚酯(這里也稱作為無定形聚酯)經(jīng)X射線衍射(XRD)或密度測量法測定，應(yīng)該基本上是無定向的。
由X射線衍射測定結(jié)晶度的一種方法已給出在英國專利1566422號中。結(jié)晶度能據(jù)密度測量法測定如下VC＝體積分率結(jié)晶度VC＝(P-Pa)·(P-Pc)-1P＝聚酯密度Pa＝無定形聚酯密度Pc＝結(jié)晶聚酯密度上述密度測量法可以在氯化鋅/水溶液中或正庚烷/四氯化碳中，用密度柱進行。
一般，此種非結(jié)晶聚酯為一種聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。PET材料的特性粘度，按照于鄰氯基苯酚中在25℃，5克/升濃度下測量的結(jié)果，最好是在0.5與1.1之間。
層壓至金屬上的這種非結(jié)晶聚酯膜是通過下述條件使一種含聚酯的膜層壓到金屬片上而形成的，即在層壓成形過程中要讓金屬/聚酯層壓件中的一或兩面上的聚酯膜轉(zhuǎn)變?yōu)榉墙Y(jié)晶(或無定形)形式。
最好使金屬片的各主面都載有按以上規(guī)定的非結(jié)晶聚酯膜。不過，本發(fā)明的范圍則包答，在一個主面上載有非結(jié)晶聚酯膜而在另一主面上載有不同熱塑性聚酯膜的金屬片。
上面涂敷聚合物膜的金屬襯底一般取金屬帶形式，材料通常為鋼或鋁或其合金，典型的是包裝工業(yè)中用的鋼基或鋁基制品。
上述帶的厚度范圍，典型的情況是鋼從0.05至0.4毫米，而鋁從0.02至0.4毫米;對于鋼和鋁的DWI罐來說，則一般是在0.25至0.35毫米。
鋼可用錫鍍層，最好通過常規(guī)的鉻處理法鈍化;或者可另行采用鍍鎳或鋅的未鍍錫之黑鋼板或磷化處理的未鍍錫之黑鋼板，而在磷化處理之后還再好用鉻酸鹽液漂洗。
這方面較理想的鋼成品乃是用電解法鍍有鉻的鋼(ECCS)，上面有著金屬鉻與氧化鉻的雙層結(jié)構(gòu)。對這種鋼來說，金屬鉻與氧化鉻的面密度可以在廣范圍內(nèi)變化。一般，金屬鉻的含量范圍從0.01至0.20克/平方米，而氧化鉻的從0.005至0.05克/平方米。ECCS通常是從包括含硫或含氟之催化劑的沉積系統(tǒng)中獲取的。
所用的鋁最好是那種3004型合金，它具有軋制(“滾軋”)的光潔度、或明亮的與也可用油浸的光潔度、或鉻酸鹽-磷酸鹽處理以及也可經(jīng)油浸的光潔度。舉例來說，AlocromA272便是鋁帶的一種合適的鉻酸鹽-磷酸鹽處理體系。
有多種不同類型的聚酯膜可用來制備上述的金屬聚合物層壓件。適用于制備本發(fā)明之金屬/聚合物層壓件的聚酯材料為(ⅰ)澆注的熱塑性聚酯，例如PET或PBT;
(ⅱ)具有半結(jié)晶結(jié)構(gòu)的雙軸定向的聚酯膜，典型的有雙軸定向的PET;
(ⅲ)澆注的共擠出之復(fù)合聚酯膜;
(Ⅳ)如下的一種復(fù)合的共擠出之聚酯膜，它包括(A1)軟化點低于200℃，熔點低于250℃但高于150℃的基本上為非結(jié)晶線型聚酯的內(nèi)層，與(A2)結(jié)晶度大于30%的雙軸定向之線型聚酯外層。
采用共擠出的聚酯膜時，最好使用具有較薄內(nèi)層A1與較厚外層A2的膜。
一般，外層A2是一種PET的均聚物。它的特性粘度對于雙軸定向的膜最好介于0.5至1.1之間，更好是在0.6至0.7之間;而對于澆注的膜則最好大于0.9。
較薄的內(nèi)層A1一般是一種基本上為非結(jié)晶性的線型共聚物，有80%的對苯二甲酸乙二醇酯和20%的間苯二甲酸乙二醇酯。另一方面，此內(nèi)層也可以是一種由對酞酸以及乙二醇與環(huán)己烷-二甲醇之類兩種二元醇衍生出的，基本上是非結(jié)晶的共聚多酯。
如有需要，則這種聚酯層也可以是著色的，例如采用合成石英或能給出彩色或白色外觀之顏料(如二氧化鈦)的防粘劑。對于能由這種層壓件成形的啤酒罐之外表面，以二氧化鈦來著色外層A2那是特別理想的。
這種共擠出膜的外層A2最好是PET。在內(nèi)的無定形層A1則宜用一種線型的共聚多酯，例如一種由約80%的對苯二甲酸乙二醇酯與約20%的間苯二甲酸乙二醇酯組成的無定形共聚物。對酞酸與例如乙二醇和環(huán)己烷-二甲醇兩種醇組成的共聚多酯，也適用作內(nèi)部的無定形層A1。
當(dāng)這種共擠出膜為雙軸定向時，外結(jié)晶層A2的結(jié)晶度一般為50%，但要是減弱此結(jié)晶共聚物的雙軸定向，則該結(jié)晶度可減至40%或更小。
雙軸定向膜可按以下方式形成，即在高于聚合物的玻璃轉(zhuǎn)變溫度的溫度下，按2.2至3.8倍朝前向拉伸之無定形的擠壓成形的聚合物膜，且類似地以2.2至4.2倍朝橫向拉伸這種膜。
本發(fā)明的層壓金屬片則按下述過程制備，其中包括直接在金屬片的一或兩個主面上直接粘上一層包含有聚酯的膜，此層壓成形的條件是，于層壓過程中，在金屬/聚合物層壓件上的一或兩面上的聚酯膜應(yīng)轉(zhuǎn)變成非結(jié)晶的或無定形的形式。
在制備本發(fā)明的這種金屬/聚合物層壓件的一種較佳方法中，是通過把金屬片加熱到高于聚酯膜熔點的一個溫度T1，使聚酯的單層或兩層膜粘合到金屬片上，此溫度T1需在將聚酯膜層壓到金屬片的過程中，使聚酯膜的外表面保持在其熔點之下，然后將此單層或兩層膜層壓到金屬片上，再用間接方法把層壓件重新加熱到高于聚酯膜熔點的一個溫度T2，經(jīng)在此高溫保持一段時間后，讓此聚酯涂層的金屬急冷至此種聚酯涂層樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變溫度之下。
在另一種較理想的方法中，這種一面或兩面上的聚酯膜乃是包括一內(nèi)層A1與一外層A2的復(fù)合膜，而這樣的復(fù)合聚酯膜則是同時由下述過程粘合到金屬片上的，此過程包括如下步驟(ⅰ)將金屬加熱到高于聚酯內(nèi)層A1的軟化點但低于外層A2的熔點的一溫度T1;
(ⅱ)將一面或兩面上的膜層壓到金屬片上;
(ⅲ)通過間接方法重新加熱此層壓件，使金屬片達(dá)到聚酯膜或各聚酯膜熔點以上的一個溫度;
(Ⅳ)在這樣高的溫度之上保持一段時間之后，將此聚酯涂層的金屬加熱到低于聚酯涂層樹脂之玻璃轉(zhuǎn)變點下的一個溫度。
上述的復(fù)合聚酯膜最好是下述形式的共擠出的聚酯膜，包括著基本上是非結(jié)晶的線型聚酯內(nèi)層A1，此種聚酯的軟化點低于200℃，而熔點低于250℃但高于150℃，一種聚酯的外層A2，此種聚酯的熔點高于220℃，以上聚酯于鄰氯基苯酚中在25℃，5克/升濃度下測得的特性粘度是在0.5至1.1之間。這樣的金屬/聚合物層壓件最好采用感應(yīng)加熱裝置于層壓夾的下游重新加熱，但也可采用紅外加熱。
在層壓作業(yè)前金屬所應(yīng)加熱到的溫度需取決于待層壓之膜的厚度及其化學(xué)性質(zhì)。未涂層的金屬則可以采用直接的或例如感應(yīng)、紅外、熱空氣或熱輥等間接的加熱方式處理。
140℃至350℃是適用于共擠出的雙軸定向之PET膜的溫度，130℃至250℃是適用于澆注共擠出之聚酯膜的溫度，而260℃至350℃是適用于高結(jié)晶度的雙軸定向之PET單層膜的溫度;另一方面，200℃至300℃則適用于低結(jié)晶度的PET膜，而對于鑄型的PBT單層膜則需要高于180℃的溫度。
一般，于層壓夾下游用來重新加熱層壓件的溫度，對于PET在270℃之上，而對于PBT為240℃。在大規(guī)模生產(chǎn)中，通常在重新加熱作業(yè)與急冷之間只要求約2秒的停留時間。急冷是均勻與快速的，可通過把冷水幕導(dǎo)向到此層壓帶上來實現(xiàn)。為了防止聚酯結(jié)晶化，層壓件應(yīng)從190℃以上的溫度急冷;而為了防止起泡，涂層應(yīng)從低于熔點的溫度下急冷。
本發(fā)明的層壓件特別適用于成形DWI罐。從沒有有機物涂層之金屬片由常規(guī)的PWI作業(yè)來制造罐時包括以下步驟
1.潤滑鍍錫的金屬片或鋁片;
2.由此金屬片切割下一圓盤材料;
3.將此圓盤置于一圓形模具上，并用一圓柱形坯件夾持環(huán)使其就位;
4.將一沖頭推過此模具，同時用上述坯件夾持環(huán)控制金屬片的運動;
5.迫使沖頭通過模具，直到整個金屬片通過模具，而由此金屬片形成一淺的杯形件，然后撤除沖頭;
6.將此杯狀件轉(zhuǎn)移至一直徑等于所需容器直徑的沖頭;
7.重新沖拔此杯狀件，并迫使上述沖頭與此杯狀件通過一組內(nèi)徑逐漸變小的同心環(huán)，而使沖頭與模具間的間隙小于杯狀件的料厚;
8.將杯狀件的壁部壓薄并拉長;
9.約束住已成形的罐同時撤除沖頭;
10.從罐壁頂部修整去余料;
11.洗罐以除去潤滑劑，而在鋁片情形需腐蝕除去金屬屑;
12.將罐漂洗與干燥。
一般在洗滌后，鋁質(zhì)飲料罐可進行下述作業(yè);
13.對表面進行化學(xué)處理;
14.于輸送機爐子中漂洗并干燥;
15.在外部涂上底膜;
16.固化此底膜;
17.敷貼印刷裝飾;
18.固化此裝飾;
19.涂敷內(nèi)涂層(用噴涂法);
20.固化此內(nèi)涂層;
21.對罐進行頸縮與翻邊處理，使頸徑減至可與端蓋匹配的值，并形成一供二重卷邊用的凸緣。
另一方面，要是應(yīng)用了經(jīng)選擇的外部底膜，則可用英國專利2101530、2145971、2141382、2010529、2141972與2147264號中所述的那種升華印刷法，來取代常規(guī)的印刷法。在底膜固化后，將含有可升華之染料的紙標(biāo)簽裹繞到罐上，并在此紙的搭接部分用少量的粘合劑固定住。使此罐通過高于染料升華點的溫度的一座爐子，不需采用溶劑而進行轉(zhuǎn)印。這種紙標(biāo)簽可通過空氣噴射使之剝離，留下具有優(yōu)異印刷質(zhì)量的印有商標(biāo)之罐。這是一種無溶劑的印刷法，基本上不會有大氣排放物。
據(jù)本發(fā)明層壓材料制成的DWI罐，在其成形后可用傳統(tǒng)的溶劑基的印油進行裝飾與印刷。
熱固性聚酯涂層會迅速接受已升華的染料，而由紙標(biāo)簽轉(zhuǎn)移染料到DWI罐上的方法則已工業(yè)化。發(fā)明人等業(yè)已發(fā)現(xiàn)，在金屬片上的熱塑性聚酯涂層會接受升華的染料。但是，由紙標(biāo)簽來獲得高質(zhì)量的裝飾僅僅在PET涂層中保持有定向時才可成功。要是這種涂層是無定形的，則會由于它或是在層壓過程中熔化，或是由于它是從非取向的膜獲得，而使紙標(biāo)簽在升華階段粘連到涂層上，以致?lián)p壞裝飾。
由紙標(biāo)簽進行升華時，是在紙與涂層間形成緊密接觸，并加熱到160℃以上而通常是高達(dá)220℃的溫度。在上述條件下，無定向的PET在其玻璃轉(zhuǎn)變點(Tg)之上是相當(dāng)軟的，并將粘合到紙上。要是此涂層至少是它的外部保持雙軸定向，則紙標(biāo)簽在升華過程中就不會粘連到聚酯上。此外部的有定向的材料在與紙標(biāo)簽接觸時的熱行為得到了改進，而且在染料升華過程中不會遇到它的有影響的玻璃轉(zhuǎn)變溫度。
上面描繪的染料轉(zhuǎn)移到無定形涂層中的問題，似乎不可能使得無定形聚酯涂層之DWI罐上的染料升華。令人驚奇的是，我們已然發(fā)現(xiàn)，據(jù)本發(fā)明無定形聚酯涂層的層壓件所形成的DWI罐，能夠用標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)簽與升華條件通過升華來成功地進行裝飾。
貼標(biāo)簽時最好應(yīng)略加變動，要避免使標(biāo)簽與罐底有約2毫米的接觸(如附圖中的圖7a中以“d”所指明的)。要是遵循上述方法，紙就不會粘連或接合到涂層上。一般地說，聚酯的無定形涂層在它的Tg之上是會與紙粘連的。但是，這種罐的成形作業(yè)則將定向引入到本發(fā)明層壓件的聚酯涂層內(nèi)，內(nèi)而提高了有效的Tg。引入的定向量即使在罐壁的上部也是較少的，而且對于內(nèi)外涂層又很不相同，這樣，出奇的是，此種有益的效應(yīng)能如此顯著地阻止了紙的粘連。
本發(fā)明所述的層壓件能夠出色地加工成DWI罐，同時保持著優(yōu)越的涂層整體性與粘合性。此外，這種涂層的罐能夠用常規(guī)的印刷方法或通過染料升華法來裝飾。
本發(fā)明的層壓件還能用于制造其它包裝部件，特別是非壓熱處理的包裝部件。其它一些這類部件的典型例子是飲料產(chǎn)品用的多級沖拔罐，例如由0.21毫米的ECCS(強度為350牛頓/平方毫米)制造的，54毫米直徑×70毫米高的罐;
劃線的易開口之飲料罐端部，例如65毫米直徑之鋼或鋁的端部;
橢圓罐的整體頸的橢圓端部;
涂料罐端部件，例如環(huán)、端部與蓋;
氣溶膠的端部件，例如錐形體與拱形頂蓋。
本發(fā)明的主要優(yōu)點是能切實可行地消除所有的溶劑排放物，因而改進了環(huán)境保護;
可用小型漂洗機代替大型的洗罐機，節(jié)省了洗滌試劑的成本;
由于削減了為完成這種罐所需通過爐子的次數(shù)而降低了能耗;
改進了外底的保護;
改進了復(fù)合底的輪廓;
能夠不用制罐時所需的潤滑劑;
能夠減少工廠設(shè)備的尺寸與成本，同時降低操作勞務(wù)費用;
外部的印刷質(zhì)料優(yōu)越。
在整個這份說明書中，特性粘度是在5克/升濃度的鄰氯基苯酚溶液中于25℃下測定的。
現(xiàn)在參看附圖，對照下述例子，且僅僅以舉例方式來進一步詳述本發(fā)明，在附圖中

圖1與2示意地表明了適用于實行本發(fā)明之方法的設(shè)備;
圖3示明通過本發(fā)明之層壓件截取的一個剖面，其中包括有層壓到金屬帶M的單層聚合物膜A;
圖4表明通過類似于圖3的層壓件截取的一個剖面，但具有層壓到金屬帶M上的復(fù)合多層聚合物膜A;
圖5表明通過類似于圖4的層壓件截取的一個剖面，但包含有層壓到金屬帶M相對側(cè)上熱塑性聚合物的另一種膜B;
圖6表明由本發(fā)明之層壓件形成的罐端;
圖7a與7b分別表明由本發(fā)明之層壓件形成的DWI罐與多級沖拔罐。
例1至例13于圖1或2所示意表明的設(shè)備中，通過層壓方法制備了聚合物/金屬/聚合物層壓件。經(jīng)紅外或感應(yīng)加熱，通過加熱器1將金屬板予熱到一適當(dāng)?shù)臏囟萒1。此溫度T1通常在140至150℃的范圍內(nèi)。聚酯膜A與B由送料輥1與4送入，層壓到介于層壓輥6、8間的已預(yù)熱的金屬片之兩相對側(cè)面上，此種層壓輥的直徑一般為100至400毫米。層壓成形通常是在層壓輥間應(yīng)用200～400牛頓/米的夾力來進行的。
在這里的層壓夾中，于金屬片與聚合物膜間確立了緊密、均勻與無皺折的接觸。在層壓輥的下游，形成的層壓件最好用感應(yīng)加熱器或通過紅外加熱，使之加熱到聚合物膜A可與之相互作用且與金屬片牢牢粘合的一個層壓溫度T2。此溫度T2通常對于PBT在220至270℃的范圍內(nèi)，對于PET在260至300℃范圍內(nèi)。此金屬/聚合物夾層件在溫度T2或低于T2的一個溫度下，保持一段通常不超過2秒的短暫時間，然后用水快速而均勻地急冷到低于膜中聚酯之玻璃轉(zhuǎn)變點之下的一個溫度，此溫度對PET來說例如約為80℃。可以用任何常規(guī)的方式來進行這種急冷，但一般能按下述方式進行，即讓此層壓件通過圖1所示的水槽12，或通過圖1與圖2所示的急冷水幕14。
通常，最好采用圖1所示的按垂直方式進行層壓的方法。金屬帶通過層壓階段的垂直運動常可允許采用較高的急冷速率，同時能給出更好和更均一的急冷效果。
圖1還示明了據(jù)此圖設(shè)備所闡明的方法中可能出現(xiàn)的典型溫度分布。
根據(jù)表Ⅰ中給出的材料，由紅外或感應(yīng)加熱予熱金屬帶，使金屬帶與聚合物膜通入一對夾輥，并使金屬帶的兩立面同時與聚合物膜進行層壓，這樣便制成了層壓件。將這樣制備的層壓件由紅外或感應(yīng)裝置重新加熱，于200℃以上保持兩秒鐘，然后用冷水快速與均勻地急冷。
表Ⅰ層壓件類型
表Ⅱ列出了若干例子，表明由在層壓階段前采用不同的金屬溫度T1和在層壓階段后采用各種重新加熱溫度T2下，所制備的這種層壓件求得的有關(guān)結(jié)果。
表Ⅱ
表Ⅰ的注釋PET復(fù)合膜一類型Ⅰ共擠出的鑄塑PET復(fù)合膜，它具有(ⅰ)內(nèi)層，是對酞酸與乙二醇和環(huán)己烷-二甲醇的一種共聚多脂;
(ⅱ)外層，是一種特性粘度大于0.9的PET均聚物。
PET復(fù)合膜一類型Ⅱ同于PET復(fù)合膜一類型Ⅰ，但在外層中另加有TiO2顏料。
PET復(fù)合膜一類型Ⅲ共擠出的雙軸定向的PET復(fù)合膜，它具有(ⅰ)內(nèi)層，為對酞酸和異鈦酸與乙二醇的共聚物;
(ⅱ)外層，為特性粘度約在0.6至0.7的一種PET均聚物。
PET單層膜特性粘度約為0.6至0.7的共擠出之雙軸定向的單層膜。
PBT單層膜鑄塑的PBT單層膜。
PP復(fù)合膜一類型Ⅰ鑄塑的共擠出之聚丙烯復(fù)合膜，它具有(ⅰ)馬來酸酐接枝改性之聚丙烯的內(nèi)層;
(ⅱ)聚丙烯的外層。
PP復(fù)合膜一類型Ⅱ同于PP復(fù)合膜一類型Ⅰ，但另有由TiO2與合成石英著色的外層。
Al3004合金有過鉻酸鹽-磷酸鹽表面處理的鋁合金3004(AlocromA272)。
Al3004合金-軋制的光潔度冷軋后未清洗與未處理的鋁合金3004。
表Ⅱ中述及的層壓件可成形性，是根據(jù)層壓件按以下兩個階段經(jīng)沖拔和薄壁拉深處理后之涂層的覆蓋厚度來評定。
階段Ⅰ從此層壓件沖拔出一杯狀件(高35毫米，直徑86毫米)，再經(jīng)適當(dāng)?shù)臐櫥幚?
階段Ⅱ經(jīng)再沖拔和薄壁拉伸而形成罐體(直徑65毫米，高130毫米)。
成形后，罐于水中漂洗;然后干燥。
評定涂層覆蓋厚度時，是將它浸沒于酸化硫酸銅中2分鐘并目視檢驗銅的沉淀物，或者根據(jù)采用氯化鈉溶液的“搪瓷檢定”技術(shù)，電壓為6.3伏而測量電流為毫安級。
由X射線衍射測定了層壓溫度對聚酯涂層結(jié)構(gòu)與層壓件成形性的影響。在這種測量方法中，是將膜或?qū)訅杭糜谝籜射線衍射儀中。當(dāng)平整的樣品暴露在基本上是單色的X射線束下時，用合適的探測器測量了計數(shù)率。此樣品與探測器相對于X射線束成一直線轉(zhuǎn)動，保持著這樣的幾何結(jié)構(gòu)，使得與通常粉末衍射掃描中的情形相同，讓樣品與X射線束間角度(θ)以及X射線束與探測器間的角度保持比值1∶2。這種數(shù)據(jù)給出了有關(guān)平行于樣品表面之平面的信息。
在雙軸定向的PET中，(1，0，0)面在θ＝13°給出了高的計數(shù)率，但在無定形PET中則沒有峰值。層壓件與膜的θ＝13°峰值高度比與此層壓件中所保持的定向有關(guān)。我們的結(jié)果是作為θ＝13°時峰值高度的比值與層壓之PET涂層峰值高度而給出的。
根據(jù)英國專利2123746中的原理進行層壓而保持定向的層壓材料B(見例4)，它的成形性很差，在制罐中會使金屬開裂或使涂層嚴(yán)重碎裂。但當(dāng)對層壓材料B進行處理，消除其定向與結(jié)晶性時，如例3所示，則它就具有良好的成形性并在成形后給出優(yōu)良的防護性。
類似地，雙軸定向的共擠出之層壓材料C與J要是為無定形時，同樣能給出良好的成形性，而要是在此層壓件中保持定向，則成形性就很差(將例5與例6，例13與例14進行對比)。
鑄塑的未取向的PET或PBT涂層，在它們經(jīng)層壓時能有效地產(chǎn)生一種無定向的而不是結(jié)晶性的條件。結(jié)晶的條件例如可通過從重新加熱的階段緩慢冷卻下來而產(chǎn)生。
例11與12表明，據(jù)英國專利2003415所述的那種聚丙烯材料形成的層壓件，顯示出很差的成形性。這類層壓件已發(fā)現(xiàn)在罐的形成作業(yè)中導(dǎo)致金屬斷裂。
聚酯涂層的重新取向程齲梢醞ü煅橛燒庵植閶辜肜 中之條件制的DWI罐來加以評定。取得的結(jié)果如下樣品的測定部位XRD(θ＝13°)峰值罐底-內(nèi)涂層＜50罐底-外涂層＜50罐壁上端-內(nèi)涂層100罐壁上端-外涂層450這些XRD數(shù)據(jù)肯定了此種層壓片具有了無定形涂層，而且表明上部的罐部略有定向，且對于罐的外涂層尤其如此。
罐壁外涂層的下部2毫米則未受到罐成形時的顯著影響，而基本上保持為無定形的。
由例1至例13之層壓件形成的DWI罐的外壁，已用常規(guī)的染料升華工藝裝飾。獲得的裝飾質(zhì)量，當(dāng)標(biāo)簽不與罐壁下部2毫米處即圖7a的區(qū)域“d”接觸時，可以看出是很優(yōu)良的。
權(quán)利要求
1.一種層壓的金屬片，在它的一或兩個主面上直接粘合上了一層非結(jié)晶的聚酯膜。
2.如權(quán)利要求1所述的層壓金屬片，其中的金屬是鋼或其合金、鋁或其合金、鋁涂層的鋼、鉻涂層的鋼、鍍鎳或鋅的鋼、或以鉻酸或磷酸進行化學(xué)或電解處理的鋼。
3.如權(quán)利要求2所述的層壓金屬片，其中的金屬片是具有金屬鉻與鉻的氧化物雙層結(jié)構(gòu)的，用電解方法鍍鉻的鋼(ECCS)。
4.如權(quán)利要求2所述的層壓金屬片，其中的金屬片是鋁3004型合金。
5.如以上任一項權(quán)利要求所述的層壓金屬片，其中的非結(jié)晶聚酯是聚對苯二甲酸乙二醇酯。
6.如以上任一項權(quán)利要求所述的層壓金屬片，其中的非結(jié)晶聚酯是聚對苯二甲酸丁二醇酯。
7.如以上任一項權(quán)利要求所述的層壓金屬片，其中有另一按照權(quán)利要求1、5與6所規(guī)定的非結(jié)晶聚酯膜粘合到金屬片的另一主面。
8.權(quán)利要求1至7中任一項所述的層壓金屬片在沖拔和薄壁拉伸法下制得的一種沖拔和薄壁拉伸的罐。
9.按上述任一項權(quán)利要求所規(guī)定的層壓金屬片之制造方法，此方法包括在金屬片一或兩個主面上粘合一層包含聚酯的膜，而進行此層壓的條件要使得，在層壓過程中，此金屬/聚合物層壓件中的這一或這些膜要轉(zhuǎn)變?yōu)榉墙Y(jié)晶的或無定形的形式。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中的一面或兩面上的聚酯膜為單層膜，而且是在將金屬片加熱到高于此聚酯膜熔點的一個溫度T1下粘合到此金屬片上的，此溫度T1要使得在聚酯膜層壓到金屬片的過程中，聚酯膜的外表面仍處于其熔點之下時才將此種膜層壓到金屬片上，并通過間接方法將層壓件重新加熱到高于聚酯膜熔點的一個溫度T2，在此高溫保持一段時間后，迅速將此已為聚合物涂層的金屬急冷至此聚酯涂層樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變點之下。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中的聚酯膜為包括一內(nèi)層A1與外層A2的一面或兩面上的復(fù)合膜，而這些復(fù)合聚酯膜是依下述過程同時粘合到金屬片上的，此過程包括(ⅰ)將金屬片加熱到高于聚酯內(nèi)層A1之軟化點但低于外層A2之熔點的一個溫度T1;(ⅱ)將這一或這些膜層壓到金屬片上;(ⅲ)由間接方式重新加熱此層壓件，使金屬片達(dá)到一個高于這一或這些聚酯膜的溫度;(Ⅳ)在上述高溫下保持一段時間后，將此聚酯涂層的金屬急冷至此聚酯涂層樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變點之下。
12.如權(quán)利要求10或11所述的方法，其中用來使層壓件在層壓后重新加熱的溫度是從200至300℃。
13.如權(quán)利要求10、11或12所述的方法，其中用于重新加熱層壓件的間接方式乃是一種感應(yīng)加熱方式。
14.如權(quán)利要求9、10、12與13任一項所述的方法，其中的這種或各種聚酯膜乃是一種鑄塑的熱塑性聚酯。
15.如權(quán)利要求14所述的一種方法，其中的鑄塑熱塑性聚酯是聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚對苯二甲酸丁二醇酯。
16.如權(quán)利要求9、10、12與13任一項所述的方法，其中的這種或各種聚脂膜料是具有半結(jié)晶結(jié)構(gòu)的雙軸定向的聚酯。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中的雙軸定向聚酯乃是一種雙軸定向的聚對苯二甲酸乙二醇酯。
18.如權(quán)利要求11至13中任一項所述的方法，其中的這種或各種聚酯膜乃是一種共擠出的鑄塑復(fù)合聚酯膜。
19.如權(quán)利要求11至13中任一項所述的方法，其中的這種或各各種聚酯膜乃是如下的一種復(fù)合的共擠出之聚酯膜，它包括內(nèi)層A1，是軟化點低于200℃而熔點低于250℃但高于150℃的一種基本上為非結(jié)晶的線型聚酯;外層A2，為結(jié)晶度大于30%的雙軸定向的線型聚酯。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中內(nèi)層A1的線性聚酯是對苯二甲酸乙二醇酯與間苯二甲酸乙二醇酯的一種無定形共聚物，或由對酞酸與兩種二元醇形成的一種共聚物。
21.如權(quán)利要求19或20所述的一種方法，其中的外層A2是雙軸定向的聚對苯二甲酸乙二醇酯。
全文摘要
一種層壓的金屬片，此金屬片在其至少一側(cè)主面上粘合有一層非結(jié)晶的聚酯，以及一種制造它的方法。此種層壓金屬片特別適用于成型沖拔和薄壁拉伸的(DWI)罐。這種層壓件也適用來形成其它非壓熱處理的包裝部件。
文檔編號B29K67/00GK1032765SQ8810707
公開日1989年5月10日 申請日期1988年10月12日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月15日
發(fā)明者彼得·約翰·海伊斯, 尼古拉斯·約翰·米德爾頓 申請人:皮爾金頓公司