生产叠层板的方法和设备.pdf

本发明的最佳实施例

接下来将结合每一张图对本发明的叠层板用的制造方法和制造设备
作较详细的说明。

图1为一概略的前视图，其中示出本发明的叠层板用的制造设备的
一个例子。

图2为图1的一个部分的横剖面。

图3(a)为一关系线图，其中示出按照本发明的膜片与叠层辊接
触的时间与膜片熔化层的厚度之间的关系；图3(b)为一关系线图，
其中示出熔化层的厚度与膜片的粘结强度之间的关系。

图4为一概略的前视图，其中示出传统的制造设备的一个例子。

图5为图4的一个部分的横剖面。

图6为一概略的前视图，其中示出本发明的制造设备的另一个例
子。

在图1所示的叠层板用的制造设备A中，标号1为一炉子，金属板
2连续地通过其内并被加热，一对叠层辊4和5被布置在炉子1的下方以
便对膜片3加压并使它粘结在来自炉2的金属板2上。在叠层辊4和5
的下方离开一个短的距离设有一个偏移辊6，它可以旋转并可在箭头P1
和P2所示方向移动。另外在偏移辊6的下方布置着一个可旋转的导辊7。
叠层辊4和5、偏移辊6及导辊7的旋转轴线都互相平行。含有淬火液
的淬火槽8被布置在导辊7的下方。

制造设备A’是在上述这种设备A上加设夹持辊9以便用来将叠层板
10抵压在叠层辊4上。压力辊8可旋转并且其轴线与叠层辊4平行。

作为炉子1，可以采用传统上公知的如高频加热炉(dielectric
heating even)。其他加热装置如加热辊或感应加热线圈也可采用来替代
炉子1。一对叠层辊4和5是现有技术中公知的，它们用作压辊以便夹
紧并挤压在它们之间通过的金属板2和膜片3。通常，叠层辊4和5都
同步地各自在相反的方向(箭头S₁和S₂)上旋转以便驱使叠层板10向
下移动。这两叠层辊之间的距离是可以调节的并且旋转速率也都可被控
制。

偏移辊6的两端都可旋转地被轴承(未示出)支承着，并且每一轴
承都可用控制气缸或类似物使它们在箭头P₁和P₂的方向上同步移动。轴
承的位置通常是根据预定的叠层条件调节好的，但它们也可在进行叠层
操作时进行调节。轴承被安排得可在一个与叠层板表面垂直的方向上作
直线的往复移动。但它们也可被安排成环绕一个位于其轴线的下方(或
上方)且与其轴线平行的轴线Q旋转。那就是说，轴承可沿圆弧移动如
图中的虚线所示。

导辊7的两端被轴承(未示出)支承着，每一个轴承都固定在机架
或类似物上。导辊所被布置的位置与叠层辊4和5的切线N相切。虽然
没有示出，但可说明的是，从淬火槽8中取出的叠层板10是用另一对压
送辊被向下驱动的。因此，在叠层板10上造成张力，这样位于叠层辊4
和5及导辊7之间的叠层板10便可有合适的张力在其上起作用。

如上所述构造的制造设备的使用步骤如下。首先，使从图上未示出
的供应装置取出的两幅膜片3和3与通过炉子1后的金属板的两个侧面
接触，然后使这三件一起通过叠层辊4和5。接下来使这样形成的叠层
板10移到偏移辊6的左侧，该偏移辊6如图1所示位于切线N的左侧，
随后叠层板10再被移到导辊7的右侧，从而使移动方向返回到原来的移
动方向。偏移辊的偏移距离可根据成形条件等合适地加以调节。另外，
叠层板10被向下导引到淬火槽8内。

如上所述，由于从叠层辊4和5出来的叠层板10行经一个曲折的路
线，叠层板10以一预定的卷绕角(接触角)θ卷绕在一个叠层辊4上。
在图1中当偏移辊6向左侧偏移时接触角θ变大，而当偏移辊6向右侧偏
移时接触角θ变小。当偏移距离变成“0”时，叠层板被笔直向下导引，
此时卷绕角变成“0”。

使叠层板10以一预定的卷绕角卷绕在一个叠层辊4上，从而可使由
叠层板10的张力产生的压力在膜片3和金属板2之间起作用以增加叠层
板的冷却时间。另外在没有图6所示的压力辊时，可施加一个较大的压
力，它可提高冷却效果。

因为冷却时间增加是由于在膜片3和金属板2之间起作用的压力的
增加，所以这个压力不仅影响到与一个叠层辊4接触的膜片3而且还影
响到与金属板2另一侧面接触的膜片3a如图2中虚线所示。压力越大，
接触叠层辊的时间越长，热传导的总量也就增加得越多。因此由于冷却
时间增加，金属板2的初始温度便可提高，从而在与金属板2接触侧的
熔化层11的厚度W能够增加。膜片3与叠层辊4的接触时间“t”和熔
化层11的厚度W两者之间基本上是成正比的关系如图3a所示。

当熔化层P1增厚时，在冷却后膜片3对金属板2的粘结就增强。
它们之间基本上也是成正比的关系如图3b所示。除了熔化层的增厚以
外，膜片3紧压在金属板2上的时间的增加也可影响膜片3使其粘结得
到改善。

在上述例子中，膜片在成形时粘结的增强是在叠层速率与传统方法
所用速率相同的条件下进行说明的。反过来说，如果粘结强度只是一般
地如同传统制造方法所得到的那样，那么叠层就可用比传统高的速率进
行。另外，膜片卷绕在叠层辊上可使紧接叠层后叠层板10与叠层辊4有
较长的时间接触，从而能够充分地得到叠层辊的冷却效果。因此，即使
从炉中出来的金属板2被加热到较高的温度，膜片3也不会整个被熔化；
未熔层能够可靠地保留在外面。因此，即使叠层是在高速下进行，仍能
得到具有足够厚度的熔化层11，这样来增强膜片在成形时的粘结。在这
种情况下，膜片在未熔层内的取向性就被减少。在熔化层11和略微定向
层12之间还插入取向性逐渐减少的一层。

接下来，将给出具体的例子和对比例并说明本发明的制造方法的效
果。

(例1至3)

一幅厚度为25μm的双轴线取向的聚酯热塑性树脂膜片用热叠加在
一条厚度为0.2mm用作制罐坯料的电镀铬钢带(TFS)上，采用图1
所示的制造设备。钢带在正要进入一对叠层辊之前的温度约为225℃，
而自然地被冷却的叠层辊的温度约为150℃。在例1、2和3中，叠层
板的移动速率分别为100、200和400m/分。在所有这些例子中，叠层
板在叠层辊上的卷绕角均为20°。

这样得出的叠层板被制成直径为65mm、高为100mm的杯状，进
行可拉深性试验。在所有这些例子中没有一个发生膜片开裂，而在每一
个例子中要剥落膜片都需要4.0到5.6N/10mm的剥皮力(膜片在成形时
的粘结强度)。用双折射率测得的膜片的原始取向性约为0.09，而在被
叠加的膜片内，熔化层的双折射率为0.01，厚度约为5到15μm，略微
取向层的双折射率约为0.058，厚度约为10到20μm，而中间插入层的
双折射率为0.01到0.05，厚度约为3μm。

(对比例1到3)

对比例1、2和3的叠层操作是在与上述例子相同的条件(叠层板
的移动速率分别为100、200和400m/分)下完成的，不同的是叠层板
并没有卷绕在叠层辊上而是笔直向下移动。当对比例3的叠层板与上述
例子基本相同地被制成杯状进行试验时膜片部分地引起开裂。对比例2
和3虽然没有发生膜片开裂，但膜片的剥皮力(在成形时的粘结强度)
分别为4.0和2.9N/10mm。熔化层的双折射率为0.01，厚度约为0到
5μm，略微取向层的双折射率约为0.058，厚度约为20到25μm，而中
间插入层的双折射率为0.01到0.05，厚度约为3μm。试验结果在表1
和2中示出。

                        表1

例子

                    表2
对比例

从上面所示的结果显然可见，按照本发明的制造方法，叠层板即使
在100～400m/分的高速下进行制造，仍然能够得到良好的膜片对金属
板的粘结强度及在成形时难以剥落的性能。