制造聚合物涂覆的金属带材的方法和由此制造的聚合物涂覆的金属带材技术

本发明专利技术涉及一种在涂覆生产线中制造层压材料的方法，该方法包括如下步骤：‑提供金属带材(1)；‑将金属带材预热到至少100℃的温度(2)；‑通过将第一热塑性聚合物涂层(3a)附着(4a,4b)在带材的一个主表面上并且将第二热塑性聚合物涂层(3b)附着在带材的另一个主表面上来制造层压材料，其中第一热塑性聚合物涂层包含熔点低于200℃的聚合物或由其组成；‑在后热步骤中在非氧化性气氛(7)中将层压材料加热(6)到至少第二聚合物涂层中的一种或多种聚合物的熔点，并且至少220℃；‑将层压材料快速冷却或淬火(8)至低于50℃的温度。本发明专利技术还涉及由此制造的聚合物涂覆的金属带材，或由此制造的罐。

Method for manufacturing polymer coated metal strip and polymer coated metal strip produced therefrom

The invention relates to a method for manufacturing laminated materials in a coating production line. The method comprises the following steps: (1) providing a metal strip; (2) preheating a metal strip to a temperature of at least 100 C; (4) attaching (4a, 4b) to a main surface of the strip by attaching (3a) the first thermoplastic polymer coating (4b) and agglomerating the second thermoplastic material. Compound coatings (3b) are attached to another main surface of the strip to produce laminated materials, in which the first thermoplastic polymer coatings consist of or consist of polymers with melting point below 200 degrees C; 108 The melting point of the laminated material shall be at least 220 C; 108 The invention also relates to a polymer coated metal strip or a tank manufactured therefrom.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造聚合物涂覆的金属带材的方法和由此制造的聚合物涂覆的金属带材本专利技术涉及一种制造聚合物涂覆的金属带材的方法和由此制造的聚合物涂覆的金属带材。在包装工业中，聚合物涂覆基材的使用在罐的生产中变得越来越普遍。可以通过如下方式来制造聚合物涂覆的基材：将熔融聚合物膜直接挤出到金属基材上，或者制造热塑性聚合物膜，随后在整合或独立的层压工艺步骤中将所述热塑性聚合物膜作为固体膜层压到金属基材上。通常通过将聚合物膜和基材引导穿过由两个或更多个辊形成的层压辊隙(nip)来进行层压，从而将涂层压到金属带材上。作为替代，也可以使用诸如挤出涂覆或者流延成膜与层压的组合的方法。在这些方法中，经常需要在施加该涂层之后对热塑性聚合物涂层实施后热处理或退火处理(在此上下文中统称为后热)。优选地，在最高熔点聚合物的熔点以上进行这种后热处理，以完全熔化热塑性涂层。通过完全熔化，实现了聚合物与金属基材之间的优异附着，并且可以获得聚合物-金属层压材料的其它有利性质，例如可成形性和外形美观。然而，在热处理期间，可能发生涂层材料的热降解，这导致不合意的涂层性能(例如阻挡性能、附着性、可成形性和外观)的损失。在此上下文中，在一个或两个主表面上具有聚合物涂层的金属带材被称为层压材料(laminate)。EP0312302-A1公开了一种方法，其中对金属带材在一侧上涂覆热塑性聚酯涂层，在另一侧涂覆热塑性聚烯烃涂层。经常用于金属涂层的众所周知的热塑性聚酯涂覆材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯，其熔点为约260℃。这种涂层的后热处理典型涉及270-300℃范围内的温度。另一方面，聚烯烃如聚乙烯或聚丙烯的热稳定性限制于约250℃，即便在短的暴露时间下也是如此。因此，聚酯涂层所需的后热处理温度导致聚烯烃涂层的过度降解。本专利技术的一个目的是提供一种制造金属带材的方法，该金属带材在两侧上涂覆有热塑性聚合物涂层，该方法包括后热(post-heat)处理以实现最终产品的优异附着性、可成形性和外观，同时最小化聚合物涂层的热降解程度。本专利技术的另一个目的是提供一种制造金属带材的方法，该金属带材在两侧上涂覆有热塑性聚合物涂层，其中两个涂覆侧具有显著不同的熔点，该方法包括后热处理以实现最终产品的优异附着性、可成形性和外观，同时最小化聚合物涂层的热降解程度。通过用于在涂覆生产线中制造层压材料的方法实现了这些目的中的一个或多个，该方法包括如下步骤：-提供金属带材；-将金属带材预热到至少100℃的温度；-通过将第一热塑性聚合物涂层附着在带材的一个主表面上以及将第二热塑性聚合物涂层附着在带材的另一个主表面上来制造层压材料，其中第一热塑性聚合物涂层包含熔点低于200℃的聚合物或由其组成；-在后热步骤中在非氧化性气氛中将层压材料加热到至少第二聚合物涂层中的一种或多种聚合物的熔点，并且至少220℃；-将层压材料快速冷却或淬火至低于50℃的温度。应注意，术语“非氧化性”用于第一聚合物涂层和第二聚合物涂层中包含的一种或多种聚合物。专利技术人发现，如果进行后加热的气氛含很少氧或不含氧，则能够防止在层压后的后加热期间可能发生的涂层材料的热降解。当第一涂层包含具有低熔点的聚合物或由其组成时，并且第二涂层包含具有显著更高熔点的聚合物或由其组成时，特别存在热降解的危险。为了实现层压材料的所需性能，例如优异的附着性、可成形性和外观，重要的是不仅第一涂层而且具有较高熔点的第二涂层在后热处理中完全熔化。在完全熔化以及快速冷却或淬火后，第二涂层的结晶度优选为至多20重量％，优选至多15重量％，更优选至多10重量％。通过根据本专利技术的方法，避免了热降解的危险，同时仍然在第二涂层中获得低结晶度。后热之后层压材料的快速冷却旨在至少部分地防止熔融聚合物的结晶。至少部分无定形的聚合物层显示出对基材的改善附着性。可以通过在后热之后引导层压材料通过冷却装置来实现快速冷却，该冷却装置可以是水浴。以这种方式，例如，在聚酯中形成无定形结构或者在聚烯烃中形成最小限度的晶体结构。在淬火期间的冷却速率优选为至少100℃/s。在本专利技术的一个实施方案中，第一聚合物涂层包含一个或多个聚烯烃层或由其组成，或者第一聚合物涂层和第二聚合物涂层包含一个或多个聚烯烃层或由其组成。聚烯烃具有相对低的熔点。另外，它们相对易受热降解的影响，并且如果金属带材的两侧都涂覆有聚烯烃，也可发生这种危险。聚烯烃通常具有高的分子量，因此在熔融状态下相对缓慢地流动。因此，聚烯烃的后热必须显著高于它们各自的熔点，并且可能需要至少220℃的后热。在这些较高的后热温度下，聚烯烃的流动行为大大加速，并且非氧化性气氛防止热降解。热降解导致聚烯烃的分子量降低，结果层压材料的孔隙率和灭菌耐受性受到损害。因此，防止热降解是获得作为制罐材料的良好性能的关键。应注意，聚烯烃层应包含至少一个附着层，该附着层包含粘合树脂，例如含羧酸或酸酐基团的酸或酸酐官能化的聚烯烃，或含羧酸或酸酐基团的烯烃共聚物。包含粘合树脂的层与层压材料中的金属基材接触。附着层可以单独施加，或者已经是例如通过共挤出获得的聚合物涂层体系的一部分。在本专利技术的一个实施方案中，第一聚合物涂层包含以下或由以下组成：聚乙烯、聚丙烯、或乙烯与丙烯的共聚物、或聚乙烯与聚丙烯的共混物，和/或其中第二聚合物涂层包含以下或由以下组成：聚乙烯、聚丙烯、或乙烯与丙烯的共聚物、或聚乙烯与聚丙烯的共混物。在根据本专利技术的方法中可允许的高后热温度极大地刺激了这些聚烯烃的流动行为，而没有热降解的风险。同样可以存在具有粘合树脂的层。在本专利技术的这个具体实施方案中，需要至少220℃的后热温度来刺激流动行为，而不是降低第二聚合物涂层的结晶度。如果在常规气氛中进行后热，则高温会导致第一聚合物涂层和第二聚合物涂层的严重热降解。因此这是本专利技术的第二个优点。在优选的实施方案中，第二聚合物涂层包含熔点高于200℃的热塑性聚合物或由其组成。这些涂层的实例包括如下或由以下组成：芳族聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸丁二醇酯；酸改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚酯，其包含间苯二甲酸酯；二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚酯，其包含环己烷二甲醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇或异山梨醇；以及包含上面列出的均聚物或共聚物中的两种或更多种的共混物。熔点高于200℃的涂层的其它实例包含某些聚酰胺或由其组成，包括：聚己内酰胺(聚酰胺-6)、聚己二酰己二胺(聚酰胺-6,6)、聚己二酰丁二胺(聚酰胺-4,6)，聚十二烷二酰己二胺(聚酰胺-6,12)，聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)及其共混物。金属带材一个主要侧面上的聚合物层与另一主要侧面上的聚合物层的熔点之间的差异现在明显更大，并且根据本专利技术的方法允许将第二聚合物涂层加热到其熔点之上，而不使第一聚合物涂层热降解，而且减轻了对第二聚合物涂层的任何风险。在本专利技术的一个实施方案中，按如下方式施加聚合物涂层：a.通过层压辊将第一聚合物涂层膜和第二聚合物涂层膜压到金属带材上来制造层压材料，其中层压压力施加在层压辊之间的辊隙中的层压材料上，或者b.通过如下方式制造层压材料：将第一聚合物涂层和第二聚合物涂层挤出到金属带材上，任选地使用层压辊进行层压步骤，其中层压压力施加在层压辊之间的辊隙中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.在涂覆生产线中制造层压材料的方法，包括如下步骤：‑提供金属带材；‑将金属带材预热到至少100℃的温度；‑通过将第一热塑性聚合物涂层附着在带材的一个主表面上并且将第二热塑性聚合物涂层附着在带材的另一个主表面上来制造层压材料，其中第一热塑性聚合物涂层包含熔点低于200℃的聚合物或由其组成；‑在后热步骤中在非氧化性气氛中将层压材料加热到至少第二聚合物涂层中的一种或多种聚合物的熔点，并且至少220℃；‑将层压材料快速冷却或淬火至低于50℃的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.04 EP 16163683.21.在涂覆生产线中制造层压材料的方法，包括如下步骤：-提供金属带材；-将金属带材预热到至少100℃的温度；-通过将第一热塑性聚合物涂层附着在带材的一个主表面上并且将第二热塑性聚合物涂层附着在带材的另一个主表面上来制造层压材料，其中第一热塑性聚合物涂层包含熔点低于200℃的聚合物或由其组成；-在后热步骤中在非氧化性气氛中将层压材料加热到至少第二聚合物涂层中的一种或多种聚合物的熔点，并且至少220℃；-将层压材料快速冷却或淬火至低于50℃的温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中第一聚合物涂层包含一个或多个聚烯烃层或由其组成，或者其中第一聚合物涂层和第二聚合物涂层包含一个或多个聚烯烃层或由其组成。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中第一聚合物涂层包含聚乙烯、聚丙烯、或乙烯与丙烯的共聚物、或聚乙烯与聚丙烯的共混物或由其组成；和/或其中第二聚合物涂层包含聚乙烯、聚丙烯、或乙烯与丙烯的共聚物、或聚乙烯与聚丙烯的共混物或由其组成。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中第二聚合物涂层包含熔点高于200℃的热塑性聚合物或由其组成。5.根据权利要求4所述的方法，其中第二聚合物涂层包含芳族聚酯或由其组成，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸丁二醇酯；酸改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚酯，其包含间苯二甲酸酯；二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚酯，其包含环己烷二甲醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇或异山梨醇；以及包含上面列出的均聚物或共聚物中的两种或更多种的共混物。6.根据权利要求4所述的方法，其中第二聚合物涂层包含聚酰胺或由其组成，例如聚己内酰胺(聚酰胺-6)、聚己二酰己二胺(聚酰胺-6,6)、聚己二酰丁二胺(聚酰胺-4,6)，聚十二烷二酰己二胺(聚酰胺-6,12)，聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)及其共混物。7.根据权利要求1所述的方法，其中第二聚合物涂层包含脂族热塑性聚酯或由其组成，例如聚乳酸或聚丙交...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·彭宁，D·R·奥斯特曼，
申请(专利权)人：塔塔钢铁艾默伊登有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL