層狀金屬板的製造方法以及通過該方法製造的層狀金屬板的製作方法

2023-05-05 22:33:06

專利名稱：層狀金屬板的製造方法以及通過該方法製造的層狀金屬板的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種其中塑料膜(片)層壓於金屬板表面上的層狀金 屬板的製造方法，以及使用該方法製造的層狀金屬板的改進。(2)現有技術的描述作為用於容納煤油，動物和植物油，各種溶劑，化學品，粘合劑 等物質的金屬容器(例如用鋼板製成的)，多使用村鋅或襯錫的容器。 然而，在許多視所容納物質而定的情況下，這樣的內襯不夠用。因此， 用烘烤塗覆材料如環氧樹脂來形成內襯，或除上述內襯外採用聚乙烯， 聚丙烯，聚酯膜等粘合劑來形成內襯。除採用上述粘合劑的方法之外，在金屬板上粘合內襯材料通常通 過熱熔合法進行。在熱粘合方法中，通過使金屬板和合成樹脂膜通過 一個加熱爐，通過由電磁感應線圏在金屬板(磁性材料鋼板或類似 物)中引起渦電流產生的焦耳熱，或者通過本發明的發明人在下文中 提及的專利文獻l中提出的火焰處理，加熱金屬板和合成樹脂膜。按照所述火焰處理方法，在結合前用火焰處理各個表面，隨後立 刻將金屬板和合成樹脂膜連續結合在一起。依照這種方法，不需要對 金屬板或合成樹脂膜進行改善粘合性能的預處理，即可獲得足夠的結 合強度，避免了粘合劑之類的有害物質，並且省去大型加熱爐或電磁 感應裝置的使用，因此它具有非常顯著的經濟優勢。當用樹脂在鋼板上形成內襯時，在粘合前必須實施預定的改善粘 合性能的預處理(清潔金屬板表面或合成樹脂層砂磨，脫脂，洗滌， 乾燥，打底膠等)。在薄膜內襯如聚乙烯的情況中，鋼板側需預處理 並打底膠，薄膜側需電暈處理，使用其中鋪設粘合劑樹脂的雙層結構 的薄膜，或者在薄膜上打底膠。另一方面，依照該火焰處理方法，這 些步驟可省略。同時，作為合成樹脂薄膜，除通常用作內襯材料的上述聚乙烯薄 膜，聚丙烯薄膜和聚酯薄膜之外，惰性的氟樹脂薄膜也適於用作內襯 材料。氟樹脂薄膜在耐蝕性，抗汙染性，耐粘附性，耐化學品性，耐 熱性，不可燃性等方面都有很好的性能。因此，氟樹脂薄膜是用於在 容納煤油，動物和植物油，各種溶劑，化學品，粘合劑等物質的金屬 容器中形成內襯的最好的內襯材料之一。特別地，當用於烹飪設備和 食品加工設備，烹飪加熱裝置如微波爐的內板，飯鍋內盤或煤氣灶的 上面板，廚房材料如抽油煙機用的材料，醫療設備，戶外建築材料如 馬路外面板，建築物的房頂或外牆等時，氟樹脂薄膜作為內襯材料更力口有效0氟樹脂薄膜存在表面張力小，以及由於其不具有粘著性而難以通 過熱熔合獲得粘合的問題。當 一個分子單元含有兩個或更多個氟原子時，特別是例如四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物樹脂(PFA)，四氟 乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)，或者乙烯-四氟乙烯共聚物樹脂 (ETFE)，氟樹脂薄膜與金屬表面的熱熔合尤其困難。解決氟樹脂薄膜熱熔合到金屬板表面上的問題的一種方法是，如 下述專利文獻2建議的，將含有聚偏二氟乙烯樹脂和丙烯酸系樹脂的 著色的塗覆薄膜層在熱熔合前先鋪設於金屬表面，然後將其烘烤和幹 燥。隨後，透明的含有聚偏二氟乙烯樹脂和丙烯酸系樹脂的氟塑料薄 膜被熱熔合。上文提及的現有技術可見於下述文獻。專利文獻l:日本專利公開號7 - 100350。 專利文獻2:曰本專利未審公開號2000 - 280402。然而，在上述熱熔合方法中，需要在熱熔合前對金屬板進行預處 理，並且氟樹脂薄膜需要底膠。如較早的專利文獻1所建議的，發明
人研究了通過採取火焰處理方法來熱熔合氟樹脂薄膜從而形成內村是 否是可能的，這種簡單的方法不需要任何預處理。基於專利文獻l描述的方法，使用四氟乙烯-全象烷基乙烯基醚共聚物樹脂(PFA)，四氟 乙烯-六氟丙烯共聚物樹脂(FEP),或乙烯-四氟乙烯共聚物樹脂 (ETFE)進行了各種試驗，但是，並沒有獲得很好的粘著性。對在聚乙烯，聚丙烯，或聚酯薄膜的情況下沒有任何問題地獲得 優異的粘著性，但在氟樹脂薄膜的情況下不能獲得優異的粘著性的可 能原因進行了研究、分析。結果據推測，常規的對金屬板的火焰處理 不充分，因為這種材料具有非常小的表面張力，並且不具有粘著性。發明概述本發明的目的在於提供一種在耐熱性，持久性，粘著性等方面均 優異，並且具有各種優異的性能如材料的耐蝕性，抗汙染性，抗粘附 性，耐磨性，可加工性和剛性的層壓了氟樹脂薄膜的層狀金屬板的制 造方法，另外還提供了使用該方法製造的層狀金屬板，其中金屬板不 需要化學轉化處理或打底膠，並且可採取熱熔合來獲得足夠的粘合強度而不需要轉化氟樹脂薄膜的性質。為達到上述目的，在本發明層狀金屬板的製造方法中，如同權利 要求1的描述，將沒有經歷任何預處理，如脫脂，洗滌，化學轉化處 理，打底膠處理的厚度為0. lmm到1. OOmm的金屬板的接合面用1400°C 到1600°C的直接火焰處理，並且塑料膜在壓力下直接接合。氟樹脂薄 膜用作塑料膜。在所述火焰處理之前，用900。C到1200°C的直接火焰 預熱金屬板的接合面1至5秒使接合面的表面溫度升高至40。C到70UC。然後實施火焰處理使金屬板接合面的表面溫度升高至250°C到 450。C。本發明的層狀金屬板通過權利要求1和2所描述的製造方法製造， 來達到上述目的。按照本發明的層狀金屬板的製造方法，即使表面張力很小並且沒 有粘著性的氟樹脂薄膜，仍能通過在常規的高溫熱處理之前引入對低 溫金屬板加熱至40。C到70。C的預熱過程而緊密粘附並有充足接合強度
地附著於金屬板上。據推測，粘著力的顯著提高是因為通過引入低溫 預熱過程，同時金屬板在短時間內按常規加熱到高溫，避免了金屬板 及其表面的變形。結果，不需在金屬板上進行化學轉化處理或打底膠或改變氟樹脂 薄膜的性質，即可製造出層壓了氟樹脂薄膜的層狀金屬板，其中氟樹 脂薄膜可很好地粘合於金屬板上，進行熱熔合而具有優異的粘合性， 耐熱性、持久性和緊密粘著性優異，並有各種優異的性質，如耐蝕性， 抗汙染性，抗粘附性，耐磨性，可加工性和材料剛性。而且，因為不 採用昂貴的粘合劑(粘合劑層)，產品的生產成本較低並且報廢時不 會帶來損害。本發明的層狀金屬板通過上述製造方法製造並且在氟樹脂薄膜和 金屬板之間的粘合強度方面表現出色。因此，在此基礎上，層狀金屬 板可用於烹飪設備和食品加工設備，烹飪加熱器如微波爐的內板，飯 鍋內盤或煤氣灶的上面板，廚房材料如抽油煙機的材料，醫療設備， 戶外建築材料如馬路外面板，建築物的房頂或外牆等，也可用於各種 容器。附圖簡要說明附圖示出了本發明的實施方案，其中圖l是本發明層狀金屬板的垂直剖面圖，和圖2是顯示本發明層狀金屬板製造方法的簡化工藝圖。優選實施方案的詳細描述在本發明的實施方案中，氟樹脂薄膜優選含有乙烯-四氟乙烯基 共聚物。使用氟樹脂薄膜的一個優點是它便宜並且一般容易獲得。或者，與上述材料類似的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物樹脂 (PFA)或四氟乙烯-六氟丙烯共聚物樹脂(FEP)也可使用。而且，通過改變本發明火焰處理的溫度和時間，不用說聚乙烯， 聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯，其他不粘附的薄膜也可使用。作為構成所述層壓了氣樹脂薄膜的層狀金屬板的金屬板，可以使 用厚度為0. lmm至1. OOmm的各種金屬板，如冷軋鋼板，不鏽鋼板，鋁
板，銅板或鈦合金板等，和各種電鍍金屬板如鍍鋅鋼板，鍍鋅鋁合金 鋼板，鍍鋁鋼板或類似物。這些金屬板可以呈切成一定長度的片狀或 盤巻狀。上述的氟樹脂薄膜可以是單層體或多層體。氟樹脂薄膜可以是透 明的，有印刷的或著色的。實施例1:下面參照

圖1和圖2來詳細描述本發明層狀金屬板的製造方法。 根據圖2所示的方法，通過第一火焰噴嘴4對作為金屬板3的厚 度為0. 3mm的TFS鋼板(709mmx 917mm)施加900°C至1200°C的明火 (火焰)4秒作為預加熱工藝，來預熱金屬板3的表面至60。C左右。 預熱金屬板3後立刻(約1秒鐘後)使用第二火焰噴嘴5對金屬板3 施加1400°C到1600°C的明火加熱4秒鐘，以加熱金屬板3的表面至 300°C。作為氟樹脂薄膜2，厚度為50拜的ETFE (由Asahi玻璃有限 公司製造氟隆ETFE:乙烯-四氟乙烯基共聚物)被通過輥6熱壓粘 合，以製備層壓了氟樹脂薄膜的層狀金屬板1，如圖1所示。在該熱 壓粘合工藝中，金屬板3和氟樹脂薄膜2的傳送速度為15m/min。圖1是顯示氟樹脂薄膜2和金屬板3層合狀態的圖，它們的尺寸 沒有相互關聯。厚度為50jira的ETFE由第一火焰噴嘴4預熱1至5秒的各種時間， 結果沒有發現問題。金屬板的表面溫度分別在4(TC到70。C的範圍內， 結果也沒有發現問題。而且，用第二火焰噴嘴5的加熱進行2至5秒 範圍的時間，結果沒有發現問題。此時表面的加熱溫度在2 5 0°C到4 5 0°C 的範圍內，結果也沒有發現問題。實施例2:儘管附圖中沒有示出，對作為金屬板的厚度為0. 3mm的TFS鋼板 (709mmx 917mm)施加900°C到1200°C的明火3秒作為預熱工藝，以 加熱金屬板表面至50°C。預熱金屬板後立刻(約1秒鐘後)施加1400°C 到1600。C的明火3秒，以加熱金屬板表面至300°C。作為氟樹脂薄膜，
厚度為25nm的ETFE (由Asahi玻璃有限公司製造氟隆ETFE:乙烯 -四氟乙烯基共聚物)經歷熱壓粘合，以製備層壓了氟樹脂薄膜的層 狀金屬板。在該熱壓粘合工藝中，金屬板3和氟樹脂薄膜2的傳送速 度為15m/min。用第一火焰噴嘴4對厚度為25拜的ETFE預熱l至5秒範圍內的 各種時間，結果沒有發現問題。金屬板的表面溫度分別在40。C到70°C 的範圍內，結果沒有發現問題。而且，用第二火焰噴嘴5進行的加熱 進行2至5秒範圍內的時間，結果沒有發現問題。此時表面的加熱溫 度在250。C至450。C的範圍內，結果沒有發現問題。對如上所述製造的實施例1和實施例2的層合了氟樹脂薄膜的層 狀金屬板進行下述各種性能測試。如實施例1和實施例2所描述的本 發明的層合了氟樹脂薄膜的層狀金屬板均有很好的粘附性，並且在耐 蝕性，抗汙染性，耐熱性，非粘附性，可加工性等方面表現出色。粘附性根據通常用於測試塗覆材料的JISK5400方法，在測試樣品(實施 例1和實施例2的層狀金屬板)的氟樹脂薄膜側切成格子(lOxio， 間隔lmm),切痕深度達到金屬板，層狀金屬板經歷8mm的Erichsen 突出並浸入沸水中3小時。然後，通過膠帶剝離試驗來評價粘附性。 如果完全沒有剝離，評價用符號O來表示，如果有1到5個被剝離的 部分，用符號O表示，如果有6到IO個被剝離的部分，用符號A表示， 如果有11個或更多個被剝離的部分，用符號x表示。耐蝕性測試樣品(實施例1和實施例2的層狀金屬板)被彎曲成直角， 並且其氟樹脂薄膜朝外。基於JIS Z2371，在彎曲狀態下，測試樣品 在5°/。的鹽溶液和35t:的溫度的條件下經受鹽霧測試1， 000小時，並 在測試後檢查和評價生鏽情況。如果完全沒有缺陷，評價用符號O來 表示，如果發現彎曲處的一部分生鏽，用符號O表示，如果發現彎曲 處整個區域生鏽，用符號A表示，如果在平板部分發現生鏽，用符號x 表示。
可加工性測試樣品(實施例1和實施例2的層狀金屬板)在氟樹脂薄膜朝 外的情況下重複彎曲成直角，直至測試樣品斷裂，檢查薄膜裂縫和脫 落。如果完全沒有缺陷，評價用符號O來表示，如果發現有裂縫或脫 落，用符號x表示。耐熱性測試樣品(實施例1和實施例2的層狀金屬板)在200°C的空氣 中加熱15分鐘，並重複該過程20次。然後檢查並評價氟樹脂薄膜的 脫落，收縮，變色等的狀態。如果完全沒有缺陷，評價用符號O來表 示，如果發現任何缺陷，用符號x表示。抗汙染性和非粘附性使生髮油，頭油液，黑墨水，咖啡，紅茶，蛋黃醬，番茄醬，醬 油，伍斯特郡辣醬油，WasiM (日本辣根)，和芥末與測試樣品(實 施例l和實施例2的層狀金屬板)的氟樹脂薄膜面在室溫下接觸一周。 然後，用溼酒精棉擦拭測試樣品，並檢查和評價粘附情況。如果接觸 測試樣品的各種物質通過一次擦拭可全部擦掉並且測試樣品完全沒被 汙染，評價用符號o來表示，如果測試樣品未被汙染但需要擦拭兩次 或更多次，用符號O表示，如果測試樣品被汙染，用符號x表示。上述各種性能測試的結果在下面的表1中列出。表1中並未出現上述的全部指示標記。表-1實施例-1 實施例- 2粘附'性 O ◎耐蝕小生 O 〇可力口工寸生 o o耐熱性 o ◎抗汙染性 o o非粘附性 o o工業領域中的通用性 由於通過本發明製造方法製造的層狀金屬板因其優異的粘附性而 具有足夠的粘合強度，該層狀金屬板可用於容器內襯，烹飪設備和食 品加工設備，烹飪加熱器如微波爐的內板，飯鍋內盤或煤氣灶的上面 板，廚房材料如抽油煙機的材料，醫療設備，戶外建築材料如馬路的 外面板，建築物的房頂或外牆等。因此，該層狀金屬板是多用途的。
權利要求
1.一種層狀金屬板的製造方法，其中厚度為0.1mm至1.00mm並且沒有經過脫脂，洗滌，化學轉化處理或打底膠處理之類的預處理的金屬板的接合面用1400℃到1600℃的明火進行火焰處理，以在壓力下與塑料膜直接接合，該方法包括以下步驟用氟樹脂薄膜作塑料膜，在上述火焰處理前用900℃到1200℃的明火對金屬板的接合面進行火焰處理1至5秒，使接合面的溫度被預熱至40℃到70℃，並且然後用後繼的火焰處理加熱金屬板的接合面，使接合面的溫度升至250℃到450℃。
2. 如權利要求1所述的層狀金屬板的製造方法，其中氟樹脂薄膜由 乙烯-四氟乙烯基共聚物組成。
3. 通過權利要求1或權利要求2所述的層狀金屬板的製造方法製造 的層狀金屬板。
全文摘要
在層狀金屬板的製造方法中，氟樹脂薄膜用作塑料膜。在火焰處理之前，金屬板的接合面用900℃到1200℃的明火燒1至5秒，使接合面被預熱至40℃到70℃。然後，用後繼的火焰處理加熱金屬板的接合面至250℃到450℃。
文檔編號B32B37/06GK101164774SQ20061013
公開日2008年4月23日 申請日期2006年10月17日 優先權日2006年5月25日
發明者松浦勲, 渡邊俊夫 申請人:覆膜工業株式會社