(57)【要約】【課題】  剛体耐食保護フラットロール金属シート連続ストリップ基板の連続インラインポリマーコーティングの方法及び装置を提供する。【解決手段】  接着性をもつ熱可塑性ポリマー材料用い、フラットロール金属シート基板の活性化表面と化学結合するために溶融薄膜押し出しでき、そして実質的に同時に固体薄膜ポリマー材料と結合する。片面活性化しポリマー多層を具備する加工製品を形成する。固体ポリマー薄膜は強度、硬度及び他の所望の表面機械的特性をもつよう選択される。外側が着色でき、耐候性を有する。第２の実施例は両面にポリマー多層をコーティングする。
2006527100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛体フラットロール金属シート基板の片面に対する連続ラインポリマーコーティング操作方法において、
（Ａ）（i）フラットロール低炭素鋼、
（ii）フラットロールアルミニウム、及び
（iii）フラットロールアルミニウムマグネシウム合金からなる群から選択された長尺の剛体フラットロール金属シート基板の連続ストリップであって、その長さ方向にインライン移動し、一対の実質的に平坦な反対向きの耐食保護された外面を具備し、前記基板の長手方向に延在する両側縁の間に幅方向に延在する該連続ストリップを供給するステップと、
（Ｂ）前記基板の片面の耐食保護表面をポリマーコーティングするために、
(i)前記表面から酸化反応電子損失を生じさせるべく前記側縁間の前記表面全体に成分制御された直火を当てること、
（ii）前記表面と接触するガスをイオン化して前記表面からの電子損失を生じさせるべく前記表面全体にコロナ放電を行うこと、及び
（iii）任意の順序で上記（i）及び（ii）を組み合わせることからなる群から選択することにより、インライン移動しつつ、片面の耐食保護表面を活性化する一方、
（iv）加工製品の出荷準備の際の表面汚染を避けるために他方の基板表面の表面油と付着片を清浄化することを任意に行うステップと、
（Ｃ）（i）ポリプロピレン、
（ii）（a）ＰＥＴ、（b）ＰＢＴ及び（c）ＰＥＴ及びＰＢＴの組合せからなる群から選択されたポリエステル、
（iii）ポリカーボネート、
（iv）ポリアミド、
（v）ポリエチレン、
（vi）ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、
（vii）ポリビニリデンフルオライド／ポリアクリルの組合せ、及び
（viii）ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）からなる群から固体薄膜を予め選択することにより、前記連続ライン操作に対して熱可塑性ポリマー材料を固体薄膜の形態で供給するステップと、
（Ｄ）（i）無水マレイン酸修飾ポリプロピレン、
（ii）無水マレイン酸修飾低密度ポリエチレン、
（iii）無水物で酸修飾されたエチレンアクリレート、
（iv）無水マレイン酸等で酸修飾されたエチルメタクリル酸共重合体、及び
（v）無水マレイン酸修飾されたターポリマーからなる群から接着性をもつ熱可塑性ポリマー材料を予め選択するステップと、
（Ｅ）前記連続ラインポリマーコーティング操作に対して溶融薄膜を導入するために前記接着性をもつ熱可塑性ポリマー材料を加熱し、溶融しかつ加圧することにより調製するステップと、
（Ｆ）前記連続ラインポリマーコーティング操作中に前記活性化された基板表面に対してポリマー多層をインライン移動しつつ結合させるために、一対の実質的に平坦な反対向きの溶融薄膜表面を具備する前記溶融薄膜を押し出すステップと、
（Ｇ）前記連続ラインポリマーコーティング操作において、
（i）前記基板の前記片面の活性化表面を、前記ポリマーコーティング操作部分へと押し出された一対の溶融薄膜表面の一方と結合させるためにインライン移動させつつ提供すること、
（ii）前記予め選択されたポリマー固体薄膜を、前記押し出された一対の溶融薄膜表面の他方と結合させるために実質的に同時に移送させること、及び
（iii）前記一対の溶融薄膜の表面の各々に対する前記結合が、
（a）前記溶融薄膜を前記活性化基板表面の幅方向に亘って延在させかつさらに各前記側縁にポリマーせり出しを形成するように配置させ、
（b）前記固体薄膜を前記一対の溶融薄膜の他方の溶融表面と幅方向に揃えるように配置させ、
（c）結合したポリマー多層が前記基板の各前記側縁を超えてせり出すように形成することを行うことにより、前記剛体金属シート基板の連続ストリップを加熱の必要なく移送させるステップと、
（Ｈ）前記基板のインライン移動速度と前記固体薄膜の供給速度とを相関させるステップと、
（Ｉ）前記溶融薄膜の押し出し量を調節するステップとを有することにより、
（Ｊ）前記基板の片面の活性化表面を前記溶融薄膜と連動させつつインライン移動させて前記ポリマー多層及びせり出しを設け、
（Ｋ）(i)加熱の必要なくインライン移動する前記基板の前記活性化表面と接触することにより前記溶融薄膜から熱を除去すること、
（ii）前記ポリマー多層と共にインライン移動しつつ前記固体薄膜が制御された温度調節ロールと接触することにより熱を除去すること、及び
（iii）前記温度調節ロールの外周上を移動する間にその内部を冷却することを含み、前記ポリマー多層をコーティングされた基板がその長さ方向にインライン移動を続ける間に前記溶融薄膜ポリマー層を固化するステップと、
（Ｌ）前記基板の各前記側縁から固化したポリマーせり出しを切除するステップと、
（Ｍ）（i）前記ポリマーコーティング操作から直接輸送する準備をすること、及び
（ii）輸送のために移送するまえに前記片面をポリマー多層コーティングされた基板の仕上げ処理を行うことからなる群から選択され、かつ
（iii）前記仕上げ処理が、
（a）前記片面をポリマー多層コーティングされた基板上の前記ポリマー多層を溶融温度とするべく前記ポリマー多層を加熱すること、及び
（b）前記基板を加熱しつつその長さ方向にインライン移動し続けることにより
（c）前記耐食保護された形状を被覆して前記ポリマー多層の結合を強化し、
（d）前記ポリマー多層をガラス転移温度を通過させて急速冷却し、その結果、
（e）前記ポリマー多層にアモルファス特性を形成すると共に、
（f）前記ストリップを冷却するように、前記基板を移送するステップと、
（Ｎ）前記片面を仕上げ処理されポリマー多層コーティングされた基板を前記連続ラインポリマーコーティング操作から輸送のための準備へと移送するステップとを有する連続ラインポリマーコーティング操作方法。
【請求項２】
長尺のフラットロール金属シート基板の両面の連続ラインポリマーコーティング方法において、
（Ａ）（i）フラットロール低炭素鋼と、
（ii）フラットロールアルミニウムと、
(iii)フラットロールアルミニウムマグネシウム合金とからなる群から選択された長尺の剛体フラットロール金属シート基板連続ストリップを、その長さ方向にインライン移動させつつ、前記基板の長手方向に延びる両側縁の間に幅方向に延在する一対の実質的に平坦な反対向きの耐食保護された外面を提示して供給するステップと、
（Ｂ）前記基板の片面の耐食保護表面をポリマーコーティングするために、
(i)前記表面から酸化反応電子損失を生じさせるべく前記側縁間の前記表面全体に成分制御された直火を当てること、
（ii）前記表面と接触するガスをイオン化して前記表面からの電子損失を生じさせるべく前記表面全体にコロナ放電を行うこと、及び
（iii）任意の順序で上記（i）及び（ii）を組み合わせることからなる群から選択することにより、インライン移動しつつ、片面の耐食保護表面を活性化するステップと、
（Ｃ）（i）ポリプロピレン、
（ii）（a）ＰＥＴ、（b）ＰＢＴ及び（c）ＰＥＴ及びＰＢＴの組合せからなる群から選択されたポリエステル、
（iii）ポリカーボネート、
（iv）ポリアミド、
（v）ポリエチレン、
（vi）ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、
（vii）ポリビニリデンフルオライド／ポリアクリルの組合せ、及び
（viii）ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）からなる群から固体薄膜を予め選択することにより、前記連続ライン操作に対して熱可塑性ポリマー材料を固体薄膜の形態で供給するステップと、
（Ｄ）（i）無水マレイン酸修飾ポリプロピレン、
（ii）無水マレイン酸修飾低密度ポリエチレン、
（iii）無水物で酸修飾されたエチレンアクリレート、
（iv）無水マレイン酸等で酸修飾されたエチルメタクリル酸共重合体、及び
（v）無水マレイン酸修飾されたターポリマーからなる群から選択され、
（a）一対の実質的に平坦な反対向きの溶融薄膜表面を具備して前記ストリップの幅方向亘りかつ両側縁を超えて延在する溶融薄膜として押し出し可能であり、
（b）各表面が前記基板表面を加熱する必要なく前記活性化された表面の片方と前記一対の溶融薄膜表面の一方とを結合させ、
（c）前記一対の溶融薄膜表面の他方と前記予め選択された固体薄膜ポリマー材料とを結合させる接着性を具備するように、熱可塑性ポリマー材料を予め選択するステップと、
（Ｅ）前記インラインポリマーコーティング操作のために前記溶融薄膜の押し出しを行うべく加熱しかつ加圧することにより接着性を具備する前記予め選択されたポリマー材料を調製するステップと、
（Ｆ）前記基板表面を加熱する必要なく、ポリマーコーティングのために前記活性化表面の一方を配置させつつ前記ストリップを移動させるステップと、
（Ｇ）前記一対の実質的に平坦な反対向きの溶融表面を具備し、
（i）前記一対の溶融表面の一方は前記ストリップの幅に亘ってかつさらに延在しつつ前記活性化表面の片面と接触しかつ接着し、
（ii）前記ストリップの各側縁に沿ってポリマーせり出しを形成するように、前記ストリップがインライン移動しつつ、溶融薄膜として接着性を具備する前記予め選択された熱可塑性ポリマーを押し出すステップと、
（Ｈ）（i）前記固体薄膜のその長さ方向における供給を前記ストリップのその長さ方向における移動速度と相関させる一方、
（ii）前記溶融薄膜の押し出し量を調節し、
（iii）前記固体薄膜を一対の溶融表面の他方の表面と接触させ、
（iv）前記基板の各側縁においてポリマーせり出しを形成しつつ前記押し出された薄膜と揃うように延在する一方、
（a）前記押し出された一対の溶融表面の一方の表面を前記活性化基板表面の片面と結合させ、
（b）接着性をもつ前記一対の溶融表面の他方を前記ストリップ幅方向に亘る前記固体薄膜と結合させ、
（c）前記連続ストリップ基板の各側縁において組み合わされたポリマー多層のせり出しを形成するように、実質的に同時に前記予め選択された固体薄膜ポリマー材料を前記溶融薄膜と幅方向を揃えその長手方向に供給するステップと、
（Ｉ）前記活性化耐食保護ストリップ表面の一方と結合した前記ポリマー多層の移動中に前記溶融薄膜を固化するステップと、
（Ｊ）前記ストリップがインライン移動しつつ、前記ストリップの各側縁から固化したポリマーせり出しを切除するステップと、
（Ｋ）前記ストリップがその長さ方向に移動しつつ、前記ステップ（Ｂ）と同じように表面活性化を行うことにより、前記ストリップ基板の一対の反対向きの耐食保護表面のうち他方の面を活性化するステップと、
（Ｌ）前記ステップ（Ｃ）の群から固体薄膜ポリマー材料を予め選択するステップと、
（Ｍ）前記ステップ（Ｄ）の群から、接着性をもつ熱可塑性ポリマー材料を予め選択するステップと、
（Ｎ）溶融薄膜の押し出しのために、前記ステップ（Ｅ）と同じように、接着性をもつ前記予め選択された熱可塑性ポリマー材料を調製するステップと、
（Ｏ）ポリマーコーティングのために、前記基板を加熱する必要なく前記ステップ（Ｆ）と同じように、前記連続ストリップ基板の前記活性化表面の移動及び配置を制御するステップと、
（Ｐ）前記ステップ（Ｇ）と同じように、一対の実質的に平坦な反対向きの溶融表面を具備する溶融薄膜として接着性を具備する前記予め選択された熱可塑性ポリマー材料を押し出し、前記他方の耐食保護ストリップ表面の幅方向に延在しさらに前記他方の表面の前記ストリップの各側縁においてポリマーせり出しを形成するステップと、
（Ｑ）前記ポリマー固体薄膜を実質的に同時に供給して前記一対の反対向きの溶融表面の他方の表面と接触させ、前記固体薄膜の供給速度を前記ストリップの移動速度と相関させ、溶融薄膜の供給量を調節して、前記ステップ（Ｈ）と同じようにポリマー多層を他方の前記活性化表面上に形成するステップと、
（Ｒ）前記ステップ（Ｉ）と同じように、前記ストリップの他方の活性化表面と連動するインライン移動中に、前記溶融熱可塑性押し出し薄膜を固化するステップと、
（Ｓ）前記ステップ（Ｊ）と同じようにその長さ方向に連続移動しつつ前記ストリップの各側縁から前記ステップ（Ｈ）と同じように形成されたポリマーせり出しを切除するステップと、
（Ｔ）（i）前記両面ポリマーコーティングストリップを輸送のために準備することと、
(ii）前記両面ポリマーコーティングされたストリップを仕上げ処理へと移送することからなる群から選択され、前記仕上げ処理が、
（a）各表面上の前記ポリマー多層を溶融温度特性とするために同時に加熱し、
（b）前記ポリマー多層が溶融特性であるときに冷却を開始する前に前記ストリップのインライン移動を続け、
（c）各ストリップ基板表面と各前記ポリマー多層との結合並びに前記ストリップ基板の反対側の表面と前記ポリマー多層との結合を強化し、
（d）クエンチ浴液体を用いて前記基板ストリップの各表面上の前記ポリマー多層をガラス転移温度を通過させるように急速冷却する一方、前記連続ストリップも冷却することにより、
（e）各基板表面上の前記ポリマー多層に同時にアモルファス特性を形成し、
（f）輸送準備のために前記仕上げ処理された両面ポリマー多層コーティングされたストリップを移送することを含むステップとを有する連続ラインポリマーコーティング方法。
【請求項３】
請求項１の方法において、
（a）前記フラットロール低炭素鋼が非鉄金属耐食保護コーティングをその鋼板の両面に具備し、
電気分解メッキされたスズ、
電気分解メッキされたクロム／酸化クロム、
電気分解メッキされた陰極二クロム酸、
ディップ被覆された陰極二クロム酸、
電気分解メッキされた亜鉛、及び
ホットディップコーティングされた亜鉛スペルターからなる群から選択され、
（b）前記フラットロールアルミニウムが、
化学処理変成コーティング、
電気化学変成コーティング、
クロム化、及び
クロム酸処理からなる群から選択された耐食保護を具備し、
（c）前記フラットロールアルミニウムマグネシウム合金が、
酸化アルミニウム、
変成コーティング、
クロム化、及び
クロム化処理からなる群から選択された耐食保護を具備する方法。
【請求項４】
請求項２の方法において、
（a）前記フラットロール低炭素鋼が非鉄金属耐食保護コーティングをその鋼板の両面に具備し、
電気分解メッキされたスズ、
電気分解メッキされたクロム／酸化クロム、
電気分解メッキされた陰極二クロム酸、
ディップ被覆された陰極二クロム酸、
電気分解メッキされた亜鉛、及び
ホットディップコーティングされた亜鉛スペルターからなる群から選択され、
（b）前記フラットロールアルミニウムが、
化学処理変成コーティング、
電気化学変成コーティング、
クロム化、及び
クロム酸処理からなる群から選択された耐食保護を具備し、
（c）前記フラットロールアルミニウムマグネシウム合金が、
酸化アルミニウム、
変成コーティング、
クロム化、及び
クロム化処理からなる群から選択された耐食保護を具備する方法。
【請求項５】
複合コーティングされたフラットロール金属シートにおいて、剛体フラットロール金属シート基板が実質的に平坦な反対向きの耐食保護された表面を具備し、その片面のみの外側にポリマーコーティングを具備し、
前記ポリマーコーティングが、接着性をもつ押し出し溶融ポリマー結合層の一方の面に固体薄膜ポリマー層が結合した組合せからなるポリマー多層を有し、請求項３の方法により作製される、フラットロール金属シート。
【請求項６】
複合コーティングされたフラットロール金属シートにおいて、剛体フラットロール金属シート基板が実質的に平坦な反対向きの耐食保護された表面を具備し、その各耐食保護表面の外側にポリマー多層を結合することによるポリマーコーティングを具備し、
接着性をもち各耐食保護表面と接触する押し出しポリマー結合層と、各結合層表面上の外側に配置されたポリマー固体薄膜とを結合させた組合せからなり、請求項４の方法により作製される、フラットロール金属シート。
【請求項７】
剛体耐食保護フラットロール金属シート連続ストリップ基板のポリマーコーティングのための連続ライン装置において、
（Ａ）フラットロール低炭素鋼、
フラットロールアルミニウム、及び
フラットロールアルミニウムマグネシウム合金からなる群から選択された剛体フラットロール耐食保護金属シート連続ストリップ基板を長さ方向のインライン移動のために供給する手段と、
（Ｂ）前記基板の長手方向に延在する両側縁の間に幅方向に亘る実質的平坦な反対向きの耐食保護表面を具備する前記基板を長さ方向にインライン移動させる手段と、
（Ｃ）インライン移動しつつ、前記耐食保護基板の実質的に平坦な表面の片面を活性化し、前記活性化された片面とのポリマー接着性を強化する活性化手段であって、前記片面の活性化手段が、
(i)前記表面から酸化反応電子損失を生じさせるべく前記側縁間の前記表面全体に成分制御された直火を当てる手段、
（ii）前記表面と接触するガスをイオン化して前記表面からの電子損失を生じさせるべく前記表面全体にコロナ放電を行う手段、及び
（iii）任意の順序で上記（i）及び（ii）を組み合わせる手段からなる群から選択される一方、出荷準備される加工製品の表面汚染を避けるために前記他方の基板表面の清浄化も行う手段と、
（Ｄ）（i）無水マレイン酸修飾ポリプロピレン、
（ii）無水マレイン酸修飾低密度ポリエチレン、
（iii）無水物で酸修飾されたエチレンアクリレート、
（iv）無水マレイン酸等で酸修飾されたエチルメタクリル酸共重合体、及び
（v）無水マレイン酸修飾されたターポリマーからなる群から選択される、接着性をもつ熱可塑性ポリマー材料を供給する手段と、
（Ｅ）（i）ポリプロピレン、
（ii）（a）ＰＥＴ、（b）ＰＢＴ及び（c）ＰＥＴ及びＰＢＴの組合せからなる群から選択されたポリエステル、
（iii）ポリカーボネート、
（iv）ポリアミド、
（v）ポリエチレン、
（vi）ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、
（vii）ポリビニリデンフルオライド／ポリアクリルの組合せ、及び
（viii）ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）からなる群から選択された固体薄膜としてのポリマー材料を前記基板の移動と相関させられた速度で供給する手段と、
（Ｆ）連続ラインコーティング操作へ導入するべく接着性をもつ前記予め選択されたポリマー材料を調製するために、
（i）前記選択されたポリマー材料を加熱し、溶融しかつ加圧するための手段と、
（ii）前記活性化表面の一方の上に設けるべく溶融薄膜を押し出すために幅方向に向いて拡幅された成型開口を具備する成型機手段と、
（iii）前記基板がその長さ方向に移動していることとを有する手段と、
（Ｇ）温度調節ロールと接触するロール手段であって、
（i）インラインコーティング箇所手段を設けるために、
（ii）前記活性化された連続ストリップ基板表面をコーティングするためにポリマー材料を受容するべく配置されたロール手段と、
（Ｈ）（i）前記長尺の金属シート基板を前記コーティング箇所手段へ移送し、かつ、
（ii）前記ストリップの幅方向に延在しかつ前記ストリップの各側縁においてポリマーせり出しを形成するべく延在するように前記押し出されたポリマー溶融薄膜を受容するべく前記活性化表面の一方を配置させる手段と、
（Ｉ）（i）前記活性化表面の一方の幅に亘って延在しかつ前記基板の各側縁においてポリマー多層のせり出しを形成するべく、前記活性化基板表面と共に移動しつつポリマー多層を形成するために、前記基板の移動速度と相関した速度にて前記溶融薄膜と幅方向に揃った前記予め選択されたポリマー固体薄膜を実質的に同時に前記コーティング箇所手段へと供給する手段と、
（Ｊ）前記温度調節ロールと接触する外周ロール表面を具備し、前記基板により吸収される熱に加えて、インライン移動しつつ前記活性化表面の一方の上の前記ポリマー溶融薄膜を固化するために熱除去手段と、
（Ｋ）インライン移動しつつ、各前記側縁から前記ポリマーせり出しを切除するためのエッジトリミング手段と、
（Ｌ）前記片面ポリマー多層コーティングされた基板を、
（i）前記ポリマーコーティング操作から直接輸送する準備をする手段、及び
（ii）輸送のために移送するまえに前記片面をポリマー多層コーティングされた基板の仕上げ処理を行う手段からなる群から選択し、かつ
（iii）前記仕上げ処理が、
（a）前記基板がその長手方向に移動しつつ前記ポリマー多層を溶融温度とするべく加熱する手段、
（b）冷却に先立って前記基板を加熱しつつその長さ方向にインライン移動し続けることにより前記耐食保護された形状を被覆して前記ポリマー多層の結合を強化する手段、
（c）前記ポリマー多層をガラス転移温度を通過させて急速冷却するクエンチ浴手段、
（d）前記基板がその長手方向に移動する手段、
（e）前記ポリマー多層にアモルファス特性を形成する手段、及び
（f）前記片面上のポリマー多層を固化した前記仕上げ処理された基板を移送する手段とを含み、
（g）前記連続ラインポリマーコーティング装置から前記仕上げ処理された製品の輸送を準備をする手段を有する連続ライン装置。
【請求項８】
剛体フラットロール金属シート耐食保護連続ストリップの連続ラインポリマーコーティング装置において、
（Ａ）（i）フラットロール低炭素鋼、
(ii)フラットロールアルミニウム、及び
（iii）フラットロールアルミニウムマグネシウム合金からなる群から選択された耐食保護された剛体の実質的に平坦なフラットロール金属シート連続ストリップを供給する手段と、
（iv）前記ストリップの長さ方向に延在する両側縁間に幅方向に延在する互いに反対向きの表面を具備する前記選択された実質的に平坦な耐食保護ストリップのインライン移動を行わせる手段と、
（Ｂ）ポリマー接着性を強化するべく、インライン移動しつつ前記ストリップの一方の平坦な表面を活性化する手段であって、
(i)前記表面から酸化反応電子損失を生じさせるべく前記側縁間の前記表面全体に成分制御された直火を当てる手段、
（ii）前記表面と接触するガスをイオン化して前記表面からの電子損失を生じさせるべく前記表面全体にコロナ放電を行う手段、及び
（iii）任意の順序で上記（i）及び（ii）を組み合わせる手段からなる群から選択する活性化手段と、
（Ｃ）（i）無水マレイン酸修飾ポリプロピレン、
（ii）無水マレイン酸修飾低密度ポリエチレン、
（iii）無水物で酸修飾されたエチレンアクリレート、
（iv）無水マレイン酸等で酸修飾されたエチルメタクリル酸共重合体、及び
（v）無水マレイン酸修飾されたターポリマーからなる群から選択される接着性をもつ熱可塑性ポリマー材料の薄膜押し出しを行うためのポリマー供給及び調製手段と、
（Ｄ）（i）ポリプロピレン、
（ii）（a）ＰＥＴ、（b）ＰＢＴ及び（c）ＰＥＴ及びＰＢＴの組合せからなる群から選択されたポリエステル、
（iii）ポリカーボネート、
（iv）ポリアミド、
（v）ポリエチレン、
（vi）ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、
（vii）ポリビニリデンフルオライド／ポリアクリルの組合せ、及び
（viii）ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）からなる群から選択された熱可塑性固体薄膜ポリマー材料を供給する手段と、
（Ｅ）（i）前記予め選択された熱可塑性ポリマー材料を加熱し、溶融しかつ加圧するための手段と、
（ii）前記ストリップの幅方向に延在し、溶融薄膜押し出しのために拡幅した成型開口を具備する成型機手段と、
（iii）前記ストリップの各側縁においてポリマーせり出しを形成するためにさらに延在させる手段とを具備し、
（iv）一対の反対向きの実質的に平坦な溶融表面を具備する手段とを含み、溶融薄膜押し出しのために接着性をもつ前記ポリマー材料の調製手段と、
（Ｆ）（i）第１のロール手段と、
（ii）温度調節ロール手段とを具備し、選択された外周面領域と温度とを具備する一対の協同するローラにより設けられ、前記活性化表面上へのポリマーの設置を行うコーティング箇所手段と、
（Ｇ）前記押し出された溶融薄膜の一対の溶融表面の一方と接触する一方の活性化表面を具備するべく、前記コーティング箇所手段へと前記耐食保護ストリップを移送する手段と、
（Ｈ）（i）前記溶融薄膜の前記一対の溶融表面の他方と結合させるべく、
（ii）前記ストリップの幅方向に延在するポリマー多層を形成するべく、
（iii）前記ストリップの前記活性化表面と連動して移動しつつポリマーせり出しを形成するべく、前記溶融薄膜と幅方向を揃えた前記選択された固体薄膜ポリマー材料を実質的に同時に移送する手段と、
（Ｉ）（i）前記一方の活性化表面上で前記溶融ポリマーを固化するために、
（ii）前記温度調節ロールの表面とインライン移動しつつ接触する間に、
周囲温度にある前記ストリップと接触させることに付加される熱除去手段と、
（Ｊ）インライン移動しつつ前記ストリップの各側縁から前記ポリマーせり出しを切除する手段と、
（Ｋ）前記ストリップがその長さ方向に移動しつつ、前記手段（Ｂ）と同じ群からの活性化手段を選択することにより、前記ストリップの他方の前記反対向きの平坦基板表面を活性化するためのインライン手段と、
（Ｌ）前記手段（Ｃ）と同じ群から予め選択された接着性をもつポリマー材料を供給する手段と、
（Ｍ）前記手段（Ｄ）と同じ群から予め選択されたポリマー固体薄膜を供給する手段と、
（Ｎ）前記手段（Ｅ）と同じように溶融薄膜押し出しのための拡幅された成型開口手段を具備する成型機手段へ接続され、前記選択された接着性をもつポリマー材料を加熱し、溶融しかつ加圧する手段と、
（Ｏ）前記他方の活性化表面上にポリマーを積層するためにコーティング箇所を設けるインラインロール手段と、
（Ｐ）前記手段（Ｇ）と同じように、前記一対の溶融表面の一方を前記活性化表面と接触させるために前記コーティング箇所へ前記溶融薄膜を移送する手段と、
（Ｑ）前記手段（Ｈ）と同じように、前記溶融薄膜の一対の溶融表面の他方と結合させるために予め選択された固体薄膜ポリマー材料を移送する手段と、
（Ｒ）前記手段（Ｉ）と同じように、前記ストリップ表面上の前記ポリマー材料を固化するためのインライン熱除去手段と、
（Ｓ）前記表面と共に移動しつつ、前記ポリマーコーティングされたストリップの各側縁からポリマーせり出しを切除する手段と、
（Ｔ）（i）前記コーティングラインから移送するために前記コーティングされたストリップを準備する手段と、
（ii）仕上げ処理手段とからなる群から選択されるインライン適応手段へと、反対向きの各表面上にポリマー多層コーティングを設けた前記ストリップを移送する手段であって、前記仕上げ処理手段が、
（a）前記ストリップがその長さ方向に移動しつつ前記ストリップの各表面上の前記ポリマー多層を実質的に同時に溶融特性とするべく加熱する手段と、
（b）前記加熱された状態で前記ストリップを前記ポリマー多層と共にインライン移動させることにより、冷却手段との接触に先立って前記ストリップの各表面とポリマーとの接着を強化しかつ前記各表面上の前記ポリマー多層内の結合を強化する手段と、
（c）前記ストリップをその長さ方向に移動させつつ各表面上の前記ポリマー多層をガラス転移温度を通過させるように急速冷却する冷却液体手段と、
（d）前記ストリップ表面上の前記ポリマー多層に実質的に均一なアモルファス特性を形成する手段と、
（e）前記両面をポリマー多層コーティングされ仕上げ処理された製品から冷却液体を除去し、かつ乾燥させる手段と、
（f）前記連続ラインポリマーコーティング装置から輸送のための準備をするべく各表面上に固化したポリマー多層を具備する前記ストリップを移送する手段とを含む、前記ストリップを移送する手段とを有する、連続ラインポリマーコーティング装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、2003年4月3日出願の米国暫定特許出願No.60/460,191の利益を主張し、2003年2月14日出願の同一出願人による係属中の米国特許出願No.10/367,371「フラットロール鋼連続ストリップの表面調製及びポリマーコーティング並びにコーティング製品」の一部継続出願であり、2002年3月28日出願の同一出願人による係属中の米国特許出願No.10/156,471「フラットロール金属シート連続ストリップの表面調製及び２層ポリマーコーティングの方法及び装置並びにコーティング製品」の一部継続出願であり、2002年7月9日出願の同一出願人による係属中の米国特許出願No.10/191,411「金属シート連続ストリップと熱可塑性ポリマーとを結合させる工業的複合物製造のための処理及び装置」の一部継続出願であり、2002年5月28日出願の同一出願人による係属中の米国特許出願No.10/156,473「金属シート連続ストリップと熱可塑性ポリマーとを結合させる工業的複合物の製造のための処理及び装置」の一部継続出願であり、2001年1月23日出願の同一出願人による係属中の米国特許出願No.09/767,785「ポリマーコーティングされた金属ストリップ及びその処理方法」の一部継続出願であり、2000年1月24日出願の同一出願人による係属中の米国特許出願「ポリマーコーティング金属及びその処理方法」の一部継続出願である。
【０００２】
本発明は、長尺剛性フラットロール金属シートの連続ラインポリマーコーティングに関し、特に、連続ストリップの連続ラインコーティング操作においてポリマー多層の移動のための十分なグリーン強度を得ることにより、固体薄膜ポリマー材料を結合できるように溶融熱可塑性ポリマー膜材料の押し出しのために金属シートの表面基板の表面を活性化させることに関する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
重要な目的は、耐食性のある封止金属シートストリップの複合物コーティングと、溶融薄膜ポリマー材料と固体薄膜ポリマー材料との連続ライン結合とを統合する一方、連続ラインポリマーコーティング操作に対してポリマー多層の組合せを豊富化することである。
【０００４】
関連する目的は、加工製品製造におけるポリマーコーティングの効率を選択的にインラインで促進することに関する。
【０００５】
さらに関連する目的は、市場製品用途のために複合コーティングされた剛性フラットロール金属シートの連続ストリップの多様性を豊富化する装置及び操作方法を提供することである。
【０００６】
さらに別の目的は、連続ライン操作において長尺剛性フラットロール金属シート連続ストリップの片面をコーティングするためにポリマー多層との結合を行わせる連続ライン方法及び装置を組み込むことである。
【０００７】
関連する目的は、より効率的な加工製品製造を容易に行うと共に、特殊な市場製品用途要求に適合するように、ポリマーコーティング操作及びポリマーコーティング処理ステップを断続的に短くできることである。
【０００８】
さらに別の目的は、剛性フラットロール金属シートの両面に選択的な無機耐食保護を組み込むことであり、その耐食保護は、市場製品用途を豊富化するべく有機ポリマー材料の化学結合を強化するために、連続インライン表面活性化に対応できることである。
【０００９】
上記の目的並びに本発明の他の利点並びに貢献は、添付の図面に関連してより詳細に説明される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の実施形態は、耐食保護剛性フラットロール金属シートの片面をコーティングするためにポリマー多層との結合を形成する連続ライン方法及び装置を提供する。そして、本発明の第２の実施形態は、連続ライン操作において長尺剛性フラットロール金属シートの２つの耐食保護平面を上記のポリマー多層で個別かつ連続的にポリマーコーティングすることを提供する。
【００１１】
連続ラインコーティング操作は、固体薄膜ポリマー材料を剛性フラットロール金属シート連続ストリップの耐食保護活性化された片面に対して結合させるために、溶融薄膜としての熱可塑性ポリマー材料を同時に押し出しすることにより実行される。
【００１２】
加工製品に対する製造効率概念は、さらに、効率的な在庫管理により強化される。その在庫管理は、加工製品製造のための固体薄膜の形態で独立してポリマー材料を貯蔵できることにより、特殊な市場用途に対する注文に対して容易に応じることができる。それにより、従来必要であった多数のコイルすなわちシート包装形態での貯蔵と保護を行う替わりに、ポリマーコーティング製品に対する出荷命令を待つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１の第１の実施形態を実行する場合、ブロック１４において供給される耐食保護剛性フラットロール金属シートは、次の（i）〜（iii）から選択される。
（i）無機非鉄金属コーティングされた低炭素鋼
（ii）化成処理されたフラットロールアルミニウム
（iii）化成処理されたフラットロールアルミニウム／マグネシウム合金
連続ストリップ基板は、その長さ方向にインライン移動し、その長さ方向に延びる側縁の間において対向する実質的に平面の耐食保護された両表面を具備する。耐食保護は、ポリマーコーティング接着性の強化のために表面活性化できるように選択される。上記の複合コーティングは、ポリマーコーティング表面が偶然に切削された場合の保護となる。
【００１４】
本明細書におけるインライン表面活性化ステップは、金属シート表面から表面粒子、及び軽表面油をもつ破片を除去する。金属シート基板のための耐食保護は、ポリマーコーティング接着の強化のための表面活性化を可能とするべく選択される。
【００１５】
図１においては、耐食性基板の片面がポリマー接着性を強化するためにブロック１５で活性化される。炎を直接当てることで軽表面油、表面粒子及び表面破片が存在する場合はそれらを焼き尽くす。当てられる炎の化学成分は、表面電子の損失を引き起こす表面の酸化反応を生じさせるように制御される。これにより、無機物−金属表面と選択された有機溶融薄膜ポリマー材料との間の化学結合を強化する。
【００１６】
さらに、基板表面に隣接する気体状大気をコロナ放電を用いてイオン化することにより、インライン表面移動の間における表面活性化、すなわち電子の損失を行いかつ維持する。これらのポリマーコーティング前の表面活性化ステップを組み合わせることにより、連続インライン操作中に、有機溶融薄膜ポリマー材料と無機表面との間の化学結合を増強することで接着性を向上させる。固体薄膜ポリマー材料は、図１のブロック１６において予め選択される。
【００１７】
溶融薄膜押し出しのための熱可塑性ポリマー材料は、図１のブロック１７において予め選択される。有機ポリマー材料溶融薄膜の適性としては、活性化された無機耐食保護基板表面との結合のための接着性と同時に、加熱が不要であることを含む。すなわち、本質的に周囲温度において基板表面に対してポリマーコーティングするように設けられる。溶融薄膜は、長尺基板に対して幅を揃えて押し出され、一対の対向する実質的に平坦な溶融表面をもたらす。溶融薄膜の一方の表面は、活性化された耐食保護基板表面と結合する。後述する各図に示すように、固体薄膜ポリマー材料は、押し出された薄膜における一対の溶融表面の他方の表面と結合する。基板と固体薄膜のインライン移動速度は互いに相関し、そして溶融薄膜押し出しも相関することにより、基板表面との、そして固体薄膜との互いの結合を容易に行わせる。処理ステップ、材料及び温度は、双方の基板表面に対して持続性のある耐食性を生じさせるような作用を実現するべく選択される。これは、図１のポリマーコーティングの実施形態における、片面上の複合コーティングの部分である。
【００１８】
無水マレイン酸修飾ポリプロピレンは、選択された溶融熱可塑性ポリマー薄膜の一例であり、望ましい接着性をもつ。溶融押し出しのためのこれらの予め選択されたポリマー材料は、固体ペレットとして供給され、溶融され、押し出し用に適切な温度に加熱され、そして図１のブロック１８で加圧される。溶融薄膜として押し出されたポリマー材料は、基板表面を加熱する必要なくポリマー固体薄膜に対して望ましいグリーン強度の接着性を発揮するように予め選択される。
【００１９】
すなわち、金属シート基板は、図１のブロック１８において実質的に周囲温度でその活性化表面と共に移動する。加熱されかつ加圧された熱可塑性材料は、ブロック１９において溶融薄膜として押し出される。押し出し成型機構造は、載置される活性化表面を横切るように幅方向に拡がる長尺薄膜を形成するような出口形状を具備し、かつ、長尺基板の各側縁に沿ってポリマーのせり出しを形成するように押し出される。各側縁におけるポリマーのせり出しを形成するように押し出すことは、後述するエッジトリミングと共に、長尺基板の全幅に亘って均一なポリマーコーティングの厚さを実現することに寄与する。
【００２０】
図１のブロック２０では、溶融熱可塑性ポリマー薄膜の一方の面と移動するストリップの活性化耐食保護表面との接触と、この溶融薄膜の他方の面と予め選択された固体薄膜ポリマー材料との接触が、実質上同時に行われる。上記の表面活性と、予め選択された双方の薄膜の特性とにより、ポリマー溶融薄膜とポリマー固体薄膜とが、片方の活性化基板表面と連係しつつインライン移動しながら、せり出しを伴う「ポリマー多層」を形成する。
【００２１】
表面活性化と溶融薄膜のポリマー接着性とは、周囲温度にある金属シート基板の使用を可能とすることに寄与する。そして、周囲温度にある基板を使用することは、溶融薄膜から熱を大量に取り除くことに寄与し、その熱は金属シートストリップへと向けられる。周囲温度にある基板を使用することは、選択されたポリマー材料の溶融温度を大きく超える温度での押し出しを可能とし、そのことは薄膜押し出しを容易とする。ブロック２０においては同時に、固体膜を溶融薄膜の他方の面と接触させることによっても溶融薄膜からの熱の除去を促進する。熱ははインライン移動中に固体薄膜の方へ除去される。そして、熱の除去は、後述する装置図で説明するようにインライン表面温度調節手段によっても促進される。コーティングされたポリマー多層は、その側縁がせり出しており、ブロック２１で固化する。そして、固化に続いて、この長尺基板は、側縁からのポリマーせり出し部分をトリミング（切除）される。これは、ブロック２１において連続ライン操作の一部として行われる。
【００２２】
基板の活性化表面上のポリマー多層の厚さは、ブロック２２において、透過電磁照射を用いることによりライン上で計測することができる。例えば、ストリップ幅方向の厚さ計測については赤外厚みゲージ手段を配置することにより行う。結合したポリマー多層の主要部分は、ポリマー固体薄膜の単一厚さから得られる。信頼できる固体薄膜製造業者により提供されたものであれば、その厚さは使用前に十分に保証されている。従って、ストリップ幅方向の選択位置における厚さ計測は、溶融薄膜を押し出すために長尺の押し出し成型機の出口に必要に応じて遮蔽を設けたり取り除いたりすることに役立つ。このような遮蔽を設けることの利点は、加工製品の迅速な修正やタグ付けを速やかに見出せることである。
【００２３】
図１の片面のポリマー多層コーティング実施例においては、ブロック２２において、その加工製品を仕上げ処理無しで直接出荷することを選択的にインライン適応させることができる。別の例では、ブロック２２において、その加工製品を仕上げ処理に供するよう案内する。その仕上げ処理は、ポリマー多層コーティングの特性及び接着性を格段に向上させる。
【００２４】
ブロック２２においてさらに別の処理を選択する場合、ブロック２３においてストリップをインラインで再加熱させてもよい。仕上げ処理の選択は、少なくとも部分的には市場用途と市場の要望に対応したものである。所与の工業における市場の要望は、両面における耐食性に依存しかつ図１のブロック２２における片面ポリマー多層の処理ステップを最小限とすることにより適合させることができる。しかしながら、別の仕上げ処理は、同じ連続ラインポリマーコーティング操作の一部として、ポリマー特性を強化するために実行されることもある。
【００２５】
図１のブロック２３では、仕上げ処理手順が、結合した多層全体において所望する溶融特性を得るために熱可塑性ポリマー多層を加熱することにより開始される。その加熱条件は、インライン移動の選択された期間だけ維持され、それにより片方の活性化表面とポリマーとのより完全な接触状態を実現することによりポリマー接着度を増強する。すなわち、所与の耐食保護表面は不規則な凹凸を具備する場合があるため、その表面との接触被覆度を増すために再溶融することにより基板との接着強度を実現することができる。さらに、再溶融は、固体薄膜のポリマー材料と溶融薄膜との結合も強化する。
【００２６】
溶融薄膜と基板表面との接着度を増強することに加えて、ポリマー多層のためのポリマー材料を予め選択するときに、片面上でのそれらの選択されたポリマー多層間の接着性も考慮する。それらの接着性は、ブロック２３における仕上げ処理において、双方のポリマー材料を再加熱し、加熱しつつ選択的にインライン移動させることにより強化できる。このような仕上げ処理により、製造の機械と製造の可能性が向上する。
【００２７】
上記の仕上げ処理の一部としての溶融特性に関する溶融及び選択的な移動期間に続いて、図１のブロック２４において、ポリマー多層がそれぞれのガラス転移温度を通過するように急速に冷却される。この急速な冷却により、結合した多層中の熱可塑性ポリマー材料全体にわたってアモルファス特性が得られる。このことは、市場用途製品に対する製造の可能性を向上させ、そして、固体薄膜ポリマー材料のより滑らかな外観を含む表面特性を向上させることができる。
【００２８】
図１のブロック２５において、ブロック２２からの加工製品を、直接輸送または使用するための準備を行う。そしてまた、ブロック２４からの仕上げ処理された製品を輸送または使用するための準備を行う。ブロック２５で、双方について取扱い形態の製品を形成する。すなわち、所望の大きさに切断されたシートを再巻き取りしたり束を形成したりする。
【００２９】
図２は、フラットロール金属基板表面に対して垂直な縦方向の面内において、ストリップ移動方向に平行に延在する装置の拡大断面図である。図２の区画２６は、活性化しようとする表面に対して直接炎を当てるためのバーナーの列を具備する。その炎の成分は、表面上に電子損失を生じさせる酸化反応を生成するように制御される。区画２６に配置されたバーナーの列は、ストリップの幅方向に延在する。バーナーの列の数は、ライン速度及びストリップ表面の条件に従って選択される。図１の実施例においては、ポリマーコーティングのために片面のみが活性化される。それらのバーナーの列は図２の区画２６内に実線で示されている。そして、インラインでの表面上へのポリマーコーティングの接着性を強化するために、表面活性化を起こす酸化反応を生じるように基板の上面に対して作用する。
【００３０】
しかしながら、図２に示すように本発明では、一方の面へのポリマーコーティングを行う一方で、残りの反対側の面に対しても軽い炎処理を行ってもよい。この軽い炎処理は、主として残留する破片に関係しており、他方の面に対して作用する一つのバーナーが破線で示されている。この面は、ポリマー多層コーティングのために活性化される表面の反対側である。
【００３１】
図２の装置における軽い炎処理を行う機能により、前回使用した軽表面油、粒子、及び／または付着した破片を焼却し、もう一方の耐食保護された表面から除去する。図１及び図４の片面のみ実施例においては、もう一方の表面はポリマー多層コーティングが無いままである。表面油及び／または付着した破片をもう一方の耐食保護表面から除去することは、その後の表面汚染を防止することに寄与する。例えば、本発明の片面ポリマーコーティング製品を輸送または使用するために準備する際においてである。もう一方の表面に対する軽い炎による清浄化ステップは、切断されたシートの巻き取りや積み上げの間、片方の活性化表面上のポリマー多層の保護にも寄与することができる。そしてさらに、図１及び図４で説明される実施例の切断されたシートの巻き取りや積み上げを行う際に、保護用のコーティング油の使用を不要とすることができる。
【００３２】
さらに、片面の活性化を行いまたは維持するために、図２の区画２７内の３つのコロナ放電の列で示されるようにコロナ放電導線の数を選択することができる。コロナ放電は、ポリマーコーティングされる面の全表面幅に亘って表面活性化を誘起しかつ／または行わせるように基板表面近傍のガスをイオン化する。その一方で、電気エネルギーレベルを適切に選択することにより電気的スパークを起こさないようにする。ガスイオン化手段及びエネルギーレベルは、ストリップ幅に基づいて選択され、本発明の連続ライン操作におけるライン速度を考慮する。
【００３３】
溶融押し出し用の所与の熱可塑性ポリマー材料のカテゴリーは、以下のように広く参照することができる。
（i）無水物修飾された熱可塑性ポリオレフィン接着性樹脂
（ii）無水物修飾された熱可塑性ポリアクリル酸樹脂
（iii）無水物等により酸修飾された三元共重合体
これらのカテゴリーから選択する目的としては、溶融した結合層の薄膜押し出し性能を有することであり、活性化された基板表面と共にインライン移動する際に溶融ポリマー層及び固体ポリマー層の双方における十分なグリーン強度の接着を実現することである。さらに、基板表面上の接着剤コーティングに加熱を不要とすることである。すなわち、周囲温度にある基板により実現できることである。
【００３４】
溶融薄膜の具体例としては、無水物修飾されたエチレンビニルアセテート(EVA)及び無水マレイン酸修飾されたポリプロピレン(PP)がある。溶融薄膜押し出しのための、そしてポリマー多層の固体薄膜のためのさらに別のポリマー材料については、後述する。押し出されたポリマー材料が、活性化された耐食保護連続ストリップ表面との所望する溶融接着性を呈するように、そして、予め選択された熱可塑性の固体薄膜のポリマーコーティング材料との溶融接着性を呈するように選択される。所望する接着性は、連続ライン操作中に剛性フラットロール金属シート基板の一方の活性化表面とこのような多層とが組み合わされて移動する場合にポリマーにおけるグリーン強度のある接着性を実現するものである。基板における周囲温度は、約２４°Ｃ〜約６６°Ｃの間で変化してもよい。
【００３５】
図３を参照すると、一方に活性化表面をもつ基板２８が図示の方向にインライン移動している。片面の活性化表面が、ポリマーコーティングのために規定された領域内へ進められる。基板２８がポリマーコーティング接着のために加熱する必要なく供されるように、溶融薄膜用のポリマー材料が予め選択されている。これにより、連続ラインでの押し出しポリマーコーティング操作における煩雑さを低減しかつ実質的に排除することができる。さらに、連続ライン操作のライン速度を上げられることにより効率を向上させることができる。ストリップ加熱の必要性がないことは、溶融薄膜の固化のために熱を除去する必要性を低減することも注記する。
【００３６】
図２の装置で活性化された基板ストリップ２８の一方の面は、図３における規定されたコーティング場所に入るとポリマーコーティングのために移動する。前述の接着性を具備する溶融薄膜材料は、好適には固体ペレットとしてホッパー３０へ供給される。ホッパー３０は、加熱及び溶融のために押し出し準備装置３１内へ供給する。溶融材料の圧力は、図示しない内部のオーガー手段により高められる。こうして得られた溶融され加圧された熱可塑性樹脂はその溶融温度以上に加熱され、高温ブロック装置３２へ、そして成型機３３へ移送される。成型機３３は、溶融薄膜を押し出すために幅方向に拡がった開口を具備する。
【００３７】
成型機３３の幅広開口は、図３のロール３４と温度調節ロール３５の間に設けられたコーティング箇所へと溶融薄膜を移送する。このコーティング箇所には、剛性金属シート基板２８の幅全体が入ることができ、そして基板２８の一方の活性化表面が、ポリマー成型機３３から鉛直下方に移動する溶融薄膜を受容し、この溶融薄膜と接触する。固体膜コイル３７（図３）から出される固体薄膜３６は、この規定されたコーティング箇所へ移送される。
【００３８】
図３Ａの拡大図を参照すると、基板２８はその一方の活性化表面を、成型機３３から押し出された溶融薄膜３８と接触させている。薄膜３８は、一対の反対向きの実質的に平坦な溶融表面を具備し、実質的に鉛直下方へコーティング箇所へ向かって押し出されている。基板ストリップ２８がロール３４と温度調節ロール３５の間に設けられたコーティング箇所へ移動すると、薄膜３８の一方の平面が活性化表面に接触する。
【００３９】
固体膜コイル３７（図３）から出されたポリマー固体薄膜３６は、ロール３５の周囲に沿って移送され、コーティング箇所において溶融薄膜３８の他方の溶融表面と実質的に同時に接触する。基板ストリップ２８及び溶融薄膜３８のインライン移動速度は相関させられる。そして、溶融薄膜３８の供給は、ロール３４と温度調節ロール３５の間のコーティング箇所を通過する間に所望する接着性が得られるように量的に調整される。溶融薄膜３８は、温度調節ロール３５の周囲を円周方向に移動する間に固化する。
【００４０】
好適例では、ロール３４がテフロン（登録商標）コーティングされたネオプレンロールであり、基板ストリップ２８のポリマーの無い表面に対して僅かな圧力をかける。ロール３４による圧力は、基板２８のもう一方の面と溶融薄膜３８の一方の面との接着的接触を支援する。ロール３４はまた、溶融薄膜３８と固体薄膜３６とがコーティング箇所内で実質的に同時に接触するように移送される際に溶融薄膜３８の他方の面と固体薄膜３６との接触を促進する。
【００４１】
温度調節ロール３５は、冷却媒体循環により内部で冷却された外周表面を具備する。これは、膜と基板２８がロール３５の周囲を結合状態で移動する間に溶融薄膜３８から熱を除去するためである。固体薄膜３６の一方の面は、ロール３５の温度制御された外周表面に接触し、一方、溶融薄膜３８は固体薄膜３６の他方の面と結合している。溶融薄膜３８は、周囲温度にある基板ストリップ２８と接触しており、このことは、溶融薄膜から、周囲温度にある耐食保護フラットロール金属シート基板２８の方への、及び基板２８の中への熱の除去を促進する。
【００４２】
約１５２m／分を超えるライン速度で移動させるために、溶融薄膜３８の所望する固化のための熱除去は、ポリマー多層コーティング基板の結合状態での移動の間に温度調節ロール３５の外周表面を冷却することにより行われる。ロール３５の大きさ及びロール３５の内部冷却は、押し出された薄膜３８の溶融温度未満の温度でのロール３５との接触を維持するように選択される。その結果、コーティングストリップ４０のポリマー多層の結合固化のために必要な熱除去が実現される。例えば、温度調節ロール３５の外周は、約１０°Ｃ〜約７９°Ｃまでの範囲の温度に維持してもよい。
【００４３】
図３Ａの装置は、薄膜３８を溶融薄膜押し出しのために十分な温度で移送するよう操作される。さらに、基板と共に移動する薄膜３６及び３８の双方について選択されたライン速度でグリーン強度の大きいポリマー接着が得られるように操作される。溶融薄膜３８の温度レベルは、熱可塑性ポリマー材料の溶融温度より高く選択することが好適である。これにより、所望する薄膜押し出し性が容易に得られる。図示の装置の配置及び操作は、約２０５°Ｃ〜約３１５°Ｃの範囲で選択された温度での溶融薄膜押し出しの利用を可能とする。図３Ａの装置の操作は、選択されたライン速度でのロール３５の外周上の移動中にポリマー溶融薄膜を固化することができる。
【００４４】
この機能において、温度調節ロール３５の円周状の外周領域及びその内部冷却手段は、温度調節ロール３５の周囲をインライン移動する間に押し出されたポリマー層を十分に固化させるように選択される。
【００４５】
上述のように、周囲温度の基板２８と直接接触することにより、そして内部冷却された温度調節ロール３５の周囲と接触した固体薄膜３６と接触することにより、押し出されたポリマー薄膜３８の冷却が開始される。この配置により、ポリマー薄膜３８と基板ストリップ２８の活性化表面及びポリマー固体薄膜３６との所望する接着が得られる。これは、基板ストリップ２８の活性化表面に対してポリマー多層を形成するべく結合させる。
【００４６】
こうして得られた固化したポリマー多層コーティング基板ストリップ４０は、ロール３５から円周接線上を図３及び図３Ａに示した方向へ移動していく。固体薄膜の厚さは、ロール３５の外周上を移動中に実質的に均一となる。一方、溶融薄膜は、この移動中、完全に固化する前に薄くなる場合がある。
【００４７】
ポリマーが固化すると、図３のエッジトリミング手段４１により、コーティングされた基板ストリップ４０の一方の面の両側縁からのポリマーのせり出しをエッジトリミング（切除）することができる。各側縁からのポリマーのせり出しを形成し、固化させ、そしてそのせり出しを切除することは、コーティングの均一性を実現するという課題を解決することに寄与する。ポリマー溶融薄膜を押し出し、フラットロール基板ストリップの幅に亘ってコーティングして各側縁を終端とすることによりエッジが立ち上がる。このことは、このような基板ストリップの側縁に沿う部分が厚くなることである。この不均一なエッジの立ち上がりの問題及びそれに伴う不利益を排除するために、図３Ａの薄膜３８は、薄膜押し出し成型機により基板ストリップ全幅に亘るように拡幅され、さらに、基板ストリップの側縁を超えて拡幅される。固体薄膜３６（図３、図３Ａ）の幅は、押し出された溶融薄膜と共存するように選択される。双方の薄膜が結合されることにより基板ストリップの各側縁を超えるポリマーせり出しが形成される。インライン固化の後、上述のように、エッジの厚くなった部分の全てを含むポリマーせり出しが、図３のエッジトリミング区画４１において各側縁から除去される。
【００４８】
図４に示した連続ライン片面ポリマーコーティング装置の概略汎用配置図においては、耐食保護剛性フラットロール金属シート基板４２が、巻きほぐし区画４３から供給される。そして、ルーピングピット４４は、基板ストリップの供給コイルを変更するときに、基板ストリップのインライン移動を持続させるために用いられる。基板ストリップ４４は、その片面の活性化のために移送される。区画４５に実線で示すように、基板の表面は、直火照射バーナーの列に対向する。そして、その表面上の酸化反応により活性化される。
【００４９】
図４の片面コーティング実施例においては、区画４５において破線で示される１つのバーナーが、基板の反対側の面４２から表面油と付着片の除去のために設けられる。このステップにより、本発明の片面ポリマーコーティング実施例による加工製品を巻き取る際の、後工程での表面汚染を防止することができる。
【００５０】
ポリマーコーティングのための片面活性化は、コロナ放電区画４６においてインラインで維持されかつ／または増強される。コロナ放電は、表面近傍のガスをイオン化することによりその表面を活性化する。基板ストリップ４７がインラインで案内されることにより、ポリマーコーティングのために活性化された片面が図３及び図３Ａに示した装置を利用できる。すなわち、活性化された片面をもつ基板４７が、その活性化表面に対してのみポリマーコーティングを行うように移送される。
【００５１】
溶融ポリマー押し出しの準備において、ペレット化された固体熱可塑性ポリマー材料は、上述の接着性について予め選択されたものであり、図４の符号４８で示す溶融ポリマー調製装置へ供給され、加熱されかつ加圧される。その装置は、図３及び図３Ａで説明したユニットを具備する。基板ストリップ４７は、ポリマーコーティングのための加熱の必要なく移送され、ポリマー材料を受けるために片面を活性化されている。溶融押し出しのために選択された熱可塑性ポリマー材料は、好適には、その溶融温度を超えるように加熱されることにより、基板ストリップ４７の幅及びその側縁を超えた幅をもつ薄膜押し出しを行うことができる。これは、成型機４９の一部を形成する長い幅広の薄膜成形開口により行われる。押し出されると、薄膜は一対の反対向きの実質的に平坦な溶融表面を有する。
【００５２】
長尺の基板４７は、ロール５０の方へその周囲の一部へと移送され、ロール５０と温度調節ロール５１の間に設けられたコーティング箇所へと送られる。成型機４９から押し出されて幅方向に揃えられたポリマー薄膜は、ロール５０と温度調節ロール５１の間の協働動作により設けられた幅方向に揃えられたコーティング箇所に入ってくる基板４７の活性化された表面に接触する。溶融薄膜は、成型機４９の長い拡幅された開口から押し出され、図３及び図３Ａに関連して説明した方式でコーティング箇所へと入ってくる。
【００５３】
押し出し薄膜における一対の実質的に平坦な溶融表面の片面は、基板ストリップ４７の前処理された片面と接触し、そして実質的に同時に、溶融薄膜の他方の表面が幅方向を揃えて共存する固体薄膜５２の片面と接触する。固体薄膜５２は固体薄膜コイル５３から供給され、図３Ａに示したコーティング箇所に入ってくるとほぼ同時に接触する。固体薄膜５２のもう一方の面は、温度調節ロール５１と接触し、溶融薄膜と結合した状態で移動する。最初はロール５０による小さい圧力下で移動する。ロール５０からの圧力は固体薄膜と温度調節ロール５１との接触も強くする。
【００５４】
固体薄膜５２のインライン移動速度及び長尺金属シート基板４７のインライン移動速度は、相関させられる。さらに、成型機４９の長い開口からの溶融薄膜の加圧状態での供給は、固体薄膜の所望する接着を得るために、また双方の薄膜と基板ストリップの移動においてグリーン強度を維持するために量的に調整される。これらのポリマー多層は、溶融薄膜の熱除去及び固化のために基板４７の活性化表面に乗って移動する。
【００５５】
温度調節ロール５１の外周面は、このロールの内側から熱を除去することにより選択された操作温度に維持される。この外周面は、温度調節ロール５１内に冷却流体を循環させることにより冷却される。大量の熱が溶融薄膜から周囲温度の基板ストリップ４７へも移動する。溶融薄膜の固化のために必要な残余の熱除去は、内側から冷却される温度調節ロール５１の外周面の周りを移動することにより促進される。内部冷却及びロール５１の直径は、基板ストリップが実質的に１５２m／分を超えるライン速度で移動する一方、ロール５１の外周面からの基板５４の離脱の際にポリマー多層の所望する固化が得られるように選択される。
【００５６】
固化したポリマー多層を具備する基板５４は、インラインで移動し、温度調節ロール５１の外周面から接線方向にエッジトリミング装置５５の方へ移動し、基板ストリップの各側縁近傍の固化したポリマーせり出しを除去する。前述の通り、側縁せり出しを形成し、側縁せり出しを切除することは、基板５６のストリップ幅に亘って実質的に均一なポリマーコーティングの厚さを得ることに寄与する。
【００５７】
図１において説明したインライン適応により、片面をポリマーコーティングされた基板５６が、直接の市場製品用途のために直接出荷または輸送されるよう準備することができる。最初にポリマーコーティングされた片面をもつ耐食保護フラットロール金属シート基板を直接的に取り扱うためのこのような適応により、製造効率が向上し、後述する市場用途のための加工製品の生産が増大する。
【００５８】
片面をコーティングされた基板ストリップ５６は、ルーピングユニット５８を通過する。ルーピングユニット５８では、再巻き取りまたは他の移送手段により出荷するための準備を行えるようストリップ移動中に修飾を施すためにストリップを蓄積する。片面をポリマーコーティングされた基板ストリップ５６は、そのもう一方の面の付着片が無いので、経路６０に沿って移動経路６２へ移送することもでき、そこで輸送のために切断された金属シートの積層形態６３に調製するべくフライングシャー（図示せず）を用いる。別の選択として、片面をポリマーコーティングされた基板５６を出荷のために、または巻かれた製品として使用するために再巻き取り区画６４へ移送する。
【００５９】
図４の連続ラインの別の取扱い適応によれば、片面をポリマーコーティングされた基板５６を、その特性を強化するためにルーピングピット５８から経路７０に沿って仕上げ処理手順へ供するべく移動させる。それらのうちの第１の手順は、ポリマー多層コーティング全体の溶融温度特性を得るために加熱することを含む。加熱装置７１は、高周波誘導加熱手段を具備し、これは低炭素鋼の表面に熱を集中する。そして、アルミニウムまたはアルミニウム／マグネシウム合金の基板においては選択された周波数で使用できる。これは、ポリマーコーティングされた片面に対して行う。
【００６０】
開示した通り、加熱装置７１内の赤外加熱手段は、ポリマー多層コーティングのための熱を外面から内側の金属シート基板の方へ移動させる。これら２つの加熱源の組合せにより、金属シート基板の過熱を防止でき、例えばフラットロール金属シート基板両面の電気分解スズめっきした耐食保護コーティングの特性の変化を避けることができる。そして、高周波誘導のみにより過熱が行われているとき金属シート基板の冷却速度が望ましくなく遅れることを避けることができる。概略すると、基板及びポリマーコーティングの加熱は、連続ライン操作におけるコーティング及び冷却の煩雑さを避けるために選択的に行うことができる。
【００６１】
仕上げ処理の間、片面をポリマーコーティングされた基板を、加熱装置７１で得られる選択的に加熱する条件によりポリマー多層の移動に休止期間を設けてもよい。これにより、積極的に冷却を開始する前に、ポリマー多層の結合を強化することができる。そしてまた、片面をポリマーコーティングされた表面上において不規則な表面となりがちな耐食保護形状の被覆を促進させる。
【００６２】
片面をポリマーコーティングされた基板は、加熱装置７１から急速冷却するために移動する。急速冷却はクエンチ浴７２からの冷却液体により行われる。ポリマー多層はガラス転移温度を通過して急速冷却されることにより、片面にコーティングされたポリマー多層全体にアモルファス特性を生成する。このようなアモルファス特性は、市場製品用途のための加工性能を高めたり、付加したりできる。
【００６３】
クエンチ浴７２の冷却溶液は、脱イオン化水または水道水でよい。冷却溶液のための温度制御及び循環手段は、所望するアモルファス特性を得るための急速冷却を促進する。これらの手段は、ライン速度、金属シートの厚さ、及び他の金属シート寸法等を考慮する。ポンプ７３を用いてクエンチ浴７２から出て循環する冷却溶液は、急速冷却機能のための温度制御を強化するために用いられる。再循環溶液の冷却は、後述する図に示すようにクエンチ浴７２の液体から、あるいはクエンチ浴７２へ戻すよう汲み上げられる液体から熱を除去する閉鎖系熱交換器により行うことができる。
【００６４】
冷却された溶液は再投入部７４により戻される。再投入部７４の構成は、コーティングされたストリップ表面に対するクエンチ浴冷却液体の層流を形成する。これにより、ポリマーコーティング及び基板全体を所望する温度へ均一に急速冷却することができる。すなわち、片面をポリマー層でコーティングされたストリップである金属基板が十分に冷却されることにより、ポリマー層がガラス転移温度を通過する急速冷却における好ましくない遅延を防止することができる。さらに、金属ストリップの残留熱を除去することを支援することにより、ポリマー材料がガラス転移温度を通過する自発的冷却を行うとしてもその後のライン上での温度上昇を防止することができる。
【００６５】
ガラス転移温度を通過して冷却されたポリマー多層で片面をコーティングされたストリップ７５は、クエンチ浴７２の液体を表面から除去し、戻すために絞りロール装置７６を通過する。コーティングされたストリップ７５の乾燥は、ブロー乾燥手段７７により行われる。乾燥され、仕上げ処理された片面ポリマー多層コーティングされた耐食保護金属シート基板は、その後輸送準備のために移送され、例えば、符号７８の場所で切断シートを積み重ねて準備する。あるいは符号７９の場所で出荷用に再巻き取りする。
【００６６】
本発明による両面をポリマー多層コーティングした実施例における連続ライン操作を図５の流れ図に示す。耐食保護剛体フラットロール金属シートの連続ストリップは、インライン移送するためにブロック８０で供給される。そして、ポリマーコーティングのために片面を活性化するべくブロック８１へ移送される。前述のように、表面活性化は、電子を失わせるように酸化する直火を表面に当てる制御によるか、同じ目的のために表面近傍のガスをイオン化することによるか、及び／または、これらの表面活性化ステップの組合せによる。その表面のポリマーコーティングの調製工程において同時に片面に対して活性化を行う。
【００６７】
ブロック８１で活性化された片面のコーティングのためのポリマー多層材料を予め選択することは、図５のブロック８２で開始される。溶融薄膜押し出し可能な熱可塑性ポリマー材料は、活性化表面と結合可能であり、かつブロック８２で予め選択された固体薄膜熱可塑性ポリマー材料と結合可能である接着性を具備する。片面の活性化に続いてフラットロール金属シート連続ストリップ基板のライン移動中にポリマー多層によるポリマーコーティングが同時に行われる。
【００６８】
溶融薄膜としての接着性を具備する熱可塑性ポリマー材料の加熱、溶融、加圧及び押し出しは、ブロック８３で行われる。接着性をもつこのポリマー材料は、対向する実質的に平坦な溶融薄膜表面をもつ薄膜を容易に押し出すためにその融点より上の温度に加熱される。その表面は、活性化された片面の幅に亘るように拡幅される。この溶融薄膜は、さらにこのストリップの各側縁においてポリマーせり出し部分を形成するように押し出される。溶融薄膜のためのポリマー材料は、後述するように、活性化基板表面のインライン移送中に、そして予め選択された固体薄膜の連動するインライン移送中に、それらとの所望するグリーン強度の接着性を呈するように予め選択される。
【００６９】
接着性をもつ薄膜の溶融表面の一方は、活性化基板表面と接触させられる。ブロック８４において予め選択された固体薄膜が供給され、押し出された薄膜の他方の溶融表面と実質的に同時に接触させられる。このために、連係したインライン移送を行っている。固体薄膜は、押し出し薄膜の他方の溶融表面と接触するような幅であり、ストリップの幅方向に亘って延在するポリマー多層を形成するような幅である。そして、ストリップの活性化表面と共に移動するストリップの各側縁におけるせり出しを形成する幅である。
【００７０】
協同的に機能する溶融薄膜及び固体薄膜の双方のポリマー材料を予め選択することは重要である。ストリップを実質的に周囲温度で供給できるように溶融薄膜ポリマー材料を予め選択することは特に重要である。基板を加熱する必要性を排除することは、熱除去の煩雑さを避けるのに役立ち、剛体金属シートのポリマーコーティング操作のためのライン速度を遅くすることができる。さらに、図５のブロック８５に示すように、周囲温度にある基板は、ライン上の溶融薄膜の固化を促進し、均一なポリマーコーティング厚さに寄与するポリマー多層のせり出しの切除を可能とする。
【００７１】
片面上のポリマー多層のポリマーの厚さは、接着性をもつ予め溶融されたポリマー層の厚さを保証するようにブロック８５で計測できる。本発明の教示によれば、フラットロール金属シートのポリマー多層コーティングのために押し出された溶融薄膜と固体薄膜とを組み合わせて利用する。この組合せの利点には、ポリマー固体薄膜が実質的に均一な厚さで与えられることであり、均一でない場合は容易に発見できかつ／またはオフラインで保証することができる。ライン上での厚さ計測の主な目的は、溶融薄膜押し出しにおけるばらつきを検出することである。例えば、拡幅したポリマー押し出し成型機部分の遮蔽部におけるばらつきである。このような溶融薄膜の厚さのばらつきは、ストリップ幅方向の厚さ計測により容易に検出できる。そして、即座にライン上で修正できる。このような検出には、製品へのタグ付けを含んでもよい。これは、本発明により製造された加工製品の予想された標準よりも低い。
【００７２】
図５の両面ポリマーコーティングを完了するには、（i）他方のストリップ面を活性化させるステップ、（ii）溶融薄膜押し出しのための予め選択されたポリマー材料を設けるステップ、（iii)予め選択された固体薄膜ポリマー材料を設けるステップをブロック８６で実行する。押し出しのための熱可塑性ポリマー材料は加熱され、加圧されかつ溶融薄膜として押し出され、ブロック８７で重ねられる。この積み重ねは、ストリップ幅方向に亘って行われ、ストリップの各側縁にポリマーせり出しを形成する。積み重ねと実質的に同時に、予め選択された固体薄膜熱可塑性ポリマー材料が、溶融薄膜と共に幅方向に揃って共存するように移送され、活性化基板表面と共にインライン移動する間にストリップ幅方向に亘って延在しかつ側縁からせり出すポリマー多層を形成する。
【００７３】
溶融薄膜からの熱除去は、周囲温度のストリップと接触することにより開始され、溶融薄膜の固化は図５のブロック８８においてインラインで完了する。そして、ポリマーコーティングの厚さの均一性を得るために各側縁のせり出しが切除される。この均一性は、ブロック８８でポリマーコーティングの厚さをインライン計測することにより保証できる。ブロック８８で得られるインライン適応により、両面ポリマー多層コーティングストリップ加工製品を直接出荷するか、かつ／または仕上げ処理無しで使用するかのいずれかの準備をすることを選択できる。この適応により、所与の末端市場での製品用途のために製造効率を向上できる。一方、他の市場ユーザに供給するために仕上げ処理を伴うインライン移送を行う機能も維持する。
【００７４】
仕上げ処理ステップは、両面ポリマー多層のポリマーコーティング特性及び接着特性を格段に向上させることができる。特定の市場製品用途のための加工製品の組合せ特性を大きく向上させられる。両面ポリマー多層コーティングストリップの仕上げ処理における最初のステップは、各表面上のポリマーコーティング層を選択された温度範囲に加熱することである。この加熱は、図５のブロック８９で実行される。温度は、所与の耐食保護コーティングにより呈する不規則形状をもつ層と押し出しポリマー結合層との全面的接触を促進するように選択される。
【００７５】
ポリマー結合層と固体薄膜層の温度は、溶融特性を呈するまで上昇させられる。好適には、金属シート基板の高周波誘導加熱と赤外線を組み合わせて使用することによりポリマー層の均一な加熱を行う。この組合せは、金属シート基板の過熱を避けるためにも役立つ。能動的冷却ステップを開始する前に、インライン移送の休止期間が設けられる。この加熱と冷却の間のインライン移送の休止期間により、個々の金属基板表面との接着が促進される。同時に、各基板上のポリマー多層内のポリマー薄膜材料の結合も強くする。
【００７６】
各基板上のポリマー層をガラス転移温度を通過するように急速冷却することは、図５のブロック９０において同時に行うことができる。このことは、効率と均一性という利点を有する。溶融状態に続くこのような急速冷却処理は、両面上のポリマー多層全体に亘って均一なアモルファス特性を生成する。ブロック９１において、両面ポリマー多層コーティングされ仕上げ処理されたストリップを出荷用に準備する。このような準備として、両面ポリマーコーティング加工製品の再巻き取りを含み、あるいは出荷用のシート積層の長さにインライン切断することを含む。さらにブロック９１においては、図５のブロック８８から移送された両面ポリマーコーティングストリップを仕上げ処理せずに出荷用に準備することもある。
【００７７】
図５に示した各基板表面のポリマー多層コーティングと処理ステップは、図６の概略的な一般構成図に示したインライン装置により実行できる。巻きほぐし場所９３からきた耐食保護連続ストリップ９２は、ルーピングピット９４を通過させられる。ルーピングピット９４は、場所９３のコイルを取り替える間もラインへの均一なストリップの供給を可能とする。片面の活性化は、装置９５において行われる。バーナーの列は、その表面におけるストリップの幅に亘って直火を当てるように配置されており、表面油の焼尽及び付着片の除去を行う。当てる直火の成分は、酸化反応を生じるように制御される。すなわち表面から表面電子を失わせる。この酸化反応は、予め選択された有機溶融薄膜ポリマー材料と活性化された無機耐食保護表面との化学結合を強化する。表面活性化装置９５内に示すように、片面近傍のガス雰囲気をコロナ放電導体によりイオン化することは、上記化学結合のための表面活性を活性化し、かつ／または維持することを補助する。活性化される表面に対する直火及びコロナ放電処理は、組み合わせて行うこともできる。しかしながら、図１及び図４の片面ポリマーコーティングの実施例で述べたよ他方の面上の表面油または破片の焼尽は、図５及び図６の両面ポリマーコーティングの実施例では用いる必要はない。
【００７８】
表面を活性化されたストリップ９６は、その片面にポリマーを積層するためにインラインで移動する。溶融薄膜の積層のためのポリマー材料の在庫は、固体ペレット形態で保持されることが好適である。溶融薄膜押し出しのために予め選択された熱可塑性ポリマー材料が供給され、加熱、溶融及び加圧手段９７に導入される。これは図３について前述した通りである。ポリマー材料は、成型機９８で引き続き加熱されかつ加圧されるべく移送される。成型機は、長い溶融薄膜を下方に押し出すために、拡大され幅方向に向いた成型開口を具備する。活性化表面をもつストリップ９６は、ロール９９の周りを移動し、ロール９９と温度調節ロール１００との協同動作により規定されるポリマーコーティング箇所へと入り込む。ロール９９の周囲を移動する際に、ストリップ９６はその活性化された片面の幅全体に、成型機９８の長い成型開口から同じ幅に押し出された溶融薄膜を受容する。そして、同じ幅の押し出し物は、ストリップの各側縁においてポリマーせり出しを形成するように延在する。
【００７９】
接着性をもつ薄膜は、ロール９９と温度調節ロール１００の間に規定されたコーティング箇所へ向かって押し出されると、実質的に平坦な一対の反対向きの溶融表面を具備する。押し出し薄膜の溶融表面の１つは、ストリップ９６が規定されたコーティング箇所へ供給されるとストリップ９６の活性化表面へ接着する。そして実質的に同時に、予め選択されたポリマー材料固体薄膜１０１が固体熱可塑性ポリマー供給コイル１０２からコーティング箇所内へと供給されており、溶融薄膜の他方の表面と接触する。
【００８０】
固体薄膜供給コイル１０２からくる固体薄膜１０１は、規定されたコーティング箇所において、押し出し薄膜の他方の溶融表面へ接着されるように移送される。インライン移動を続ける間、ロール９９がストリップに対して十分な圧力を加えることにより、溶融薄膜がストリップの活性化表面へと接着し、かつ、ポリマー固体薄膜１０１が溶融薄膜の他方の面へと接着する。規定されたコーティング箇所でポリマー多層をコーティングされたストリップは、インライン移動する。ポリマー固体薄膜の溶融薄膜と接触する面と反対側の残りの面は、温度調節ロール１００の外周と接触してインライン移動する。
【００８１】
この配置では、２つの協同動作する熱除去源を設けており、コーティングされたストリップと共にロール１００の外周を移動する間に溶融薄膜ポリマー材料の固化を促進する。溶融薄膜からの熱は、周囲温度であるストリップ９６の方向へそしてその中へと移動する。溶融薄膜用のポリマー材料は、ポリマー多層における十分なグリーン強度の接着性を有するように予め選択される。ストリップを加熱する必要がないことは、ライン速度に大きく寄与し、かつ、連続ライン操作中におけるその他の煩わしい熱除去機構を避けることに役立つ。固体薄膜１０１が温度調節ロール１００の外周と接触することは、インライン移動中における溶融薄膜の固化のための実質的な熱除去を促進する。ロール１００の外周接触面は、内部循環冷媒により冷却されており、その外周面の温度は、ポリマー材料の溶融温度より遙かに低い。その結果、ロール１００の周りを移動する間に所望する固化が促進される。例えば、ロール１００の外周は、必要に応じて、１０°Ｃ〜７９．４°Ｃの範囲に冷却される。
【００８２】
コイル１０２からの固体薄膜１０１の供給は、連続ストリップのインライン移動速度と相関させられる。ロール１００の外周接触領域と表面温度は、固体薄膜及び片面ポリマーコーティングされたストリップのインライン移動中に、予め選択された温度の予め選択された外周領域と接触することにより、押し出し溶融薄膜の所望する固化が得られるように選択される。このインライン移動中にポリマーせり出しもまた固化され、そしてストリップを、インラインで配置されるエッジトリミング手段１０３を通過させることにより除去される。これにより、その側縁間における基板表面の幅方向におけるポリマー多層の均一な厚さが得られる。
【００８３】
図６の両面ポリマーコーティングの実施例においては、片面ポリマーコーティングされたストリップが、エッジトリミング手段１０３から、他方の表面の活性化及びポリマーコーティングのために移動する。他方の表面の活性化は、前処理装置１０４で行われる。前処理装置１０４は、有機ポリマー材料と無機耐食保護表面との化学結合を強化する表面活性化において、図示のように配置された選択されたバーナーの列による制御された成分の直火照射及び／またはコロナ放電装置を具備する。
【００８４】
接着性をもつ予め選択された熱可塑性ポリマー材料が、押し出し調製装置１０５へ固体ペレット形態で供給される。この装置は、図３について説明した装置を具備する。予め選択された結合層用ポリマー材料がその中で加熱され、溶融されかつ加圧される。そして、さらに加熱及び加圧されつつ成型機１０６へと移送され、成型機１０６は幅方向に向いた拡大された成型開口を具備し、薄膜押し出しを行うことができる。
【００８５】
固体薄膜１０７は、溶融薄膜と幅方向を揃えた関係を保ち、ストリップの移動速度と相関させた速度で固体薄膜供給コイル１０８から移送される。押し出された薄膜は実質的に平坦な反対向きの２つの溶融表面を具備し、成型機１０６の拡幅した成型開口から、ロール１０９と温度調節ロール１１０により規定されるコーティング箇所へと移送される。押し出された薄膜の一方の溶融表面は、協同動作するロール１０９と温度調節ロール１１０により規定されるコーティング箇所へ入ってくる基板の活性化表面と接触する。供給コイル１０８からくる固体薄膜１０７は、双方の薄膜とストリップとが規定されたコーティング箇所に入ってくるのと実質的に同時に押し出し薄膜の他方の溶融表面と接触する。これは図３Ａに詳細に示されているように、温度調節ロール１１０の表面上を回りインライン移動する間に行われる。
【００８６】
インライン移動中における溶融薄膜と基板の活性化表面との接触及びコイル１０８からの固体薄膜１０７との接触を確保するために、ロール１０９により僅かな圧力が負荷される。ロール１１０の直径は選択され、そしてその外周表面が、内部に循環する冷媒により制御下で冷却されることにより、コーティングされたストリップ１１１と共にポリマー多層が結合した状態で図示の方向に移動し続ける間に溶融薄膜が固化する。
【００８７】
エッジトリミング手段１１２は、インライン移動中にストリップの各側縁から固化したポリマーせり出しを除去する。側縁を切除されたストリップ１１６は、ルーピングピット１１７を通って移送され、それにより、場所１１８における直接出荷の準備が可能なインライン移動速度となる。それはポリマーコーティングされ切断されたシートか、またはポリマーコーティングされたコイルの形態である。あるいは、両面にポリマー多層を具備するストリップを仕上げ処理のために移送することもできる。
【００８８】
仕上げ処理のために、両面にポリマー多層を具備するストリップが図６の移動経路１１９に沿って加熱装置１２０の方へ移送される。各面上のポリマー層は、ポリマー材料が各面上の層全体に亘って溶融温度特性を呈するような温度範囲まで加熱される。加熱装置１２０は、フラットロールストリップの基板表面に対して急速に熱を集中する高周波誘導加熱手段を具備し、それによりポリマー層を加熱することとなる。この加熱は、好適には装置１２０内に配置される赤外線表面加熱手段により補助される。これにより、各ポリマーコーティング面の外面を通して加熱されるため、金属基板から得る必要のある熱を低減できる。この組合せは、連続ライン操作中における熱除去に有用である。ポリマー多層の溶融温度は、インライン移動する間、能動的冷却手段へ向かって延在する。このインライン移動は、各基板表面とポリマー多層との結合及びポリマー結合層との結合を強化する。
【００８９】
各表面上のポリマー多層は、その後クエンチ浴１２１からの冷却液体を用いて同時に急速冷却されガラス転移温度を通過させられる。冷却液体は、浴からポンプで再循環されることにより所望する温度に維持される。そして、再投入部１２２へ誘導する図示の閉鎖系熱交換器を具備してもよい。この再投入部は、コーティングされたストリップの各面に沿ったクエンチ浴冷却液体の層流を形成する。ガラス転移温度を通過する同時の急速冷却により、ストリップ各表面上のポリマー材料全体に均一なアモルファス特性を形成する。
【００９０】
ストリップ表面からの冷却液体は、絞りロール１２３によりクエンチ浴１２１へ戻される。そして、各表面はブロー吹き付け手段１２４により乾燥させられる。図６の両面コーティングされたストリップは、輸送準備場所１２５へ移送される。そこで再巻き取りしたり、切断したシートを積み重ねたりして出荷のために加工製品の輸送準備を行う。
【００９１】
市場製品用途の性能を高めたり機能を組み込んだりするために仕上げ処理が用いられる。さらに、市場製品用途の選択のために、各表面について所望する耐久性及び性能を得るために両面ポリマー多層コーティングされた加工製品の各面におけるポリマーの組合せを選択できる。
【００９２】
選択された市場製品用途は、選択された耐食保護、選択された熱可塑性押し出し薄膜結合層ポリマー材料、並びに、市場用途製品の外面となる選択された固体薄膜ポリマー材料の複合コーティングの選択された組合せにより強化される。本発明による剛体フラットロール金属シート基板の耐食保護は、選択されたポリマーとの接着のために活性化できるように選択される。基板の両面は、片面ポリマーコーティングされた実施例においても、両面ポリマーコーティングされた実施例においても耐食保護される。
【００９３】
図７の拡大断面図では、剛体フラットロール金属シート基板１２８の各面が無機の耐食保護表面１２９、１３０を具備する。製造された加工製品の片面が複合コーティングされ、押し出された結合層ポリマー薄膜１３１の層と、外面の固体薄膜１３２とを具備する。すなわち、本発明の製造加工製品の実施例においては、基板両面が耐食保護され、片面がポリマー多層によりコーティングされる。この加工製品はまた、引張強さ、硬度、及び展性を含む適切な機械的特性の金属基板を選択することにより特定の用途に適用される。
【００９４】
片面をポリマーコーティングした実施例の用途には、建築用の壁材及び／または屋根材が含まれる。例えば、農場設備、道路建築設備、及び他の設備や製品等の保護貯蔵用の前面開口で出入り容易な３方壁の柱タイプの倉庫である。また、洗浄機や乾燥機等の屋内用途がある。また、空調やヒートポンプ用のハウジング等の屋外用途もある。このような用途は、一般的に片面のみの着色が必要である。着色は、特定用途のために所望する色を呈するように外面部分に対して選択される。外面の着色は、ポリマーの組合せのうち固体薄膜１３２を用いて行うことができる。固体薄膜はまた、そのような表面及び屋外用途のために耐候性を得るべく紫外線を遮蔽するために設けることもできる。
【００９５】
このタイプの建築材の屋内表面は、選択された耐食保護コーティングにより適切に保護される。フラットロール低炭素鋼は、広範囲の引張強さ及び他の所望する機械的特性を呈し、そして、ホットディップ亜鉛スペルターでコーティングされる亜鉛、または電気分解により被覆される亜鉛は、屋内用及び屋外用の建築材表面の所望する耐食保護を可能とする。耐食保護は、ポリマー層を水分が浸透するように表面の摩耗を生じた場合に基板表面の酸化を防止する。
【００９６】
柱タイプの建材用のフラットロール軟質鋼基板は、約０．２５mm〜約６．４mmの厚さ範囲で選択可能である。亜鉛スペルターコーティングは、ホットディップ溶融金属浴中で行われ、ホットディップ浴を通過する間に両面同時にコーティングされる。ホットディップ亜鉛スペルター電気メッキ浴は、ガルバルム（Galvalume：登録商標）コーティングを生成する非常に低い割合から高い割合までのアルミニウムを含むか、あるいは、ガルファン（GALFAN：登録商標）コーティングを生成するミッシュメタルの組合せである。ホットディップ電気メッキコーティングは、両面全体で約７．６３kg／m２〜約４５．８kg／m２の範囲とすることができ、また、各面を異なる厚さでコーティングしてもよい。さらに、軽量ホットディップスペルターコーティングは、亜鉛スペルターが鋼基板と合金となるまでホットディップ溶融金属コーティングされたストリップをライン上で加熱することにより鋼基板との合金を形成することができる。適用可能な電気分解亜鉛コーティングの厚さは、後に表で示す。
【００９７】
図８は、本発明による複合コーティングされ両面ポリマーコーティングされた実施例の拡大断面図であり、剛体金属シート基板の各面における耐食保護と、フラットロール金属シート基板１３４の各表面上にコーティングされたポリマー多層とを有する。無機の耐食保護コーティング１３５、１３６は、基板１３４の各表面をそれぞれ被覆し、ポリマー多層は、各耐食保護表面をそれぞれ被覆している。外側の固体薄膜ポリマー材料１３８及び押し出し溶融薄膜ポリマー材料１３９は互いに結合している。そして、押し出し結合層は耐食保護表面１３５と化学的に結合している。反対側の表面上では、外側の固体薄膜ポリマー材料１４０及び押し出し結合層薄膜ポリマー材料１４１が互いに結合し、結合層は耐食保護表面１３６と化学的に結合している。
【００９８】
各基板表面上の耐食保護及び各表面上のポリマー多層保護により、加工製品は更なる市場用途に供される。屋外または屋内の建築材ユニット、例えばドア、ドア枠及び窓枠、頑丈なパネル、選択された自動車パネル、並びに、柱及び梁の用途を含む金属シート構造フレームユニットである。ポリマー多層は、オフィス用及び住居用の建築物における遮音特性に寄与し、そのような建築物の屋内壁と屋外壁の間の温度差を形成する。
【００９９】
低炭素鋼の耐食保護は、後に表で示すように、鋼基板の両面上に非鉄金属保護コーティングを設けてもよい。電気分解スズメッキのコーティング量は、ポンド／ベースボックス（lb／BB）で計測される。ベースボックス（BB）は、２０．２m２に等しい。
【０１００】
【表１】
2006527100.tif 000003
【０１０１】
アルミニウムの厚さは、約０．１２７mm〜約６．３５mmの範囲で選択でき、酸化アルミニウム変成コーティングの厚さ約５３８μg／m２〜約６４６０μg／m２を伴う。両面ポリマー多層コーティングされたフラットロールアルミニウムを、例えば、材料及び／または設備を用意して住居用及び商業ビル用の雨樋の現場形成で用いることができる。そして、各面の色が異なる軽量の保護金属シートを求められる他の建築用途においても用いることができる。
【０１０２】
アルミニウム／マグネシウム合金は、厚さ約０．１２７mm〜約５．０８mmの範囲で選択でき、厚さ約５３８μg／m２〜約６４６０μg／m２の変成コーティングを伴い、軽量、剛性、引張強さを求められる市場用途製品に供される。例えば、はしご、足場等である。さらに、頑丈な家や自動車の枠部品についてはアルミニウム／マグネシウム合金の厚さを約１２．７mmまで増す。
【０１０３】
固体薄膜ポリマー材料は、厚さ約０．０１２７mm〜約０．１５２mmの範囲で選択され、押し出し溶融薄膜結合層は、固体薄膜の厚さの約１０％〜約５０％の範囲で選択される。十分な厚さの選択された溶融薄膜は、固体薄膜を剛体金属シートの活性化基板表面へ結合するために保持される。
【０１０４】
押し出し溶融層の熱可塑性ポリマー材料は、加熱不要な活性化金属基板表面と結合するために、そしてインライン移動中に双方の薄膜のグリーン強度を確保するべく予め選択された固体薄膜ポリマー材料と結合するために、所望する接着性とグリーン強度をもつように予め選択される。基板の周囲温度は、例えば、約２１°Ｃ〜約３８°Ｃの範囲であり、基板の加熱は不要である。
【０１０５】
上記の接着性をもつ溶融薄膜ポリマー材料は、以下の中から選択される。
（i）無水マレイン酸修飾ポリプロピレン
（ii）無水マレイン酸修飾低密度ポリエチレン
（iii）無水物で酸修飾されたエチレンアクリレート
（iv）無水マレイン酸等で酸修飾されたエチルメタクリル酸共重合体
（v）無水マレイン酸修飾されたターポリマー
【０１０６】
予め選択された溶融薄膜と結合する固体薄膜ポリマー材料は、以下の中から選択される。
（i）ポリプロピレン
（ii）(a)ＰＥＴ、(b)ＰＢＴ及び（c）ＰＥＴとＰＢＴの組合せからなる群から選択されたポリエステル
（iii）ポリカーボネート
（iv）ポリアミド
（v）ポリエチレン
（vi）ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）
（vii）ポリビニリデンフルオライド／ポリアクリルの組合せ
（viii）ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）
【０１０７】
ポリマー材料は以下から入手可能である。
1. E.I. du Pont de Nemours and Company(イーアイデュポンネマースアンドカンパニー)
Barley Mill Plaza
Wilmington, DE 19880-0026
2. Eastman Chemical Company（イーストマンケミカルカンパニー）
100 North Eastman Road
P.O. Box 511
Kingsport, TN 37662-5075
3. ATOFINA Chemicals, Inc.（アトフィナケミカルズインコーポレイティド）
2000 Market Street
Philadelphia, PA, 19103-3222
4. Valspar/Engineered Polymer Solutions（バルスパーエンジニアドポリマーソリューションズ）
1400 N. State Street
Marengo, Illinois 60152
5. Oxy Vinyl, Inc.（オクシビニルインコーポレイティド）
5005 LBJ Freeway
Dalas, TX 75244
6. Basell USA（バーゼルユーエスエイ）
2801 Centerville Road
Wilmington, DE
7. Bayer Corporation（バイエルコーポレイション）
100 Bayer Road
Pittsburgh, PA 15205-9744
【０１０８】
ライン仕様に合わせた直火バーナーは以下から注文できる。
Flynn Burner Corporation（フリンバーナーコーポレイション）
425 Fifth Avenue
(P.O. Box 431)
New Rochelle, NY 10802
【０１０９】
コロナ放電導体は、仕様に合わせて以下から注文できる。
Enercon Industries Corp.(エナーコンインダストリーズコーポレイション)
W140 N9572 Fountain Boulevard
Menomonee Falls, WI 53052
【０１１０】
本発明の特定の実施例を開示するために材料、寸法値、方法ステップ、製品及び装置の特定の組合せについて説明したが、これらの教示を参照して当業者であれば、本発明の特定の実施例を開示する目的で示したものからわずかに変更するのみでより好ましい方法ステップ及び装置、材料の組合せ、及び定量的値を工夫し、構成できるであろう。そのような僅かな変更は、本明細書の開示から行うことができる。従って、添付の特許請求の範囲の文言解釈にあたっては本発明の上記教示及びこれらの組合せから得られる性能及び機能を特許請求の範囲の主題の特許範囲を評価するにあたり参照すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】インライン移動中に、予め選択された固体薄膜ポリマー材料を、耐食保護長尺剛性フラットロール金属シート基板の活性化片面と結合するための溶融薄膜として予め選択された熱可塑性ポリマー材料を押し出し成形すると共に、選択的に直接出荷するかまたはインライン仕上げ処理する、本発明の処理ステップを示すフロー図である。
【図２】ポリマー接着のために長尺剛性フラットロール金属シートの無機耐食保護表面を活性化する本発明の方法及び装置を示す拡大概略断面図である。
【図３】本発明の片面多層ポリマーコーティング装置を示す概略部分断面図である。
【図３Ａ】連続ストリップコーティング操作中に、ポリマー固体薄膜を長尺合成フラットロール金属シート基板の片面へポリマー溶融薄膜により結合する本発明の原理を示す図３の一部の拡大断面図である。
【図４】実行処理において、多層ポリマーコーティングのために、選択的ステップを具備し、図１の二表面耐食保護ストリップの片面活性化を用いる本発明の連続ライン装置を示す概略的な一般配置図である。
【図５】ポリマー溶融薄膜とポリマー固体薄膜との結合のために耐食保護金属シートの片面を活性化すると共に、残りの耐食保護剛性フラットロール金属シート連続ストリップ表面の個別かつ連続的な片面活性化及びコーティングを伴い、移送または利用に供されるに先立つ直接出荷または付加的な最終処理の選択的調整を含む、本発明の連続ライン処理ステップを示すフロー図である。
【図６】選択的ステップを伴う、図５の二表面多層ポリマー処理を実行するための本発明の連続ライン装置を示す概略的な一般配置図である。
【図７】図１の処理並びに図４の装置による、本発明の、片面に多層ポリマーコーティングを具備する無機耐食保護剛性フラットロール金属シートの加工製品を示す拡大断面図である。
【図８】図５の処理並びに図６の装置による、本発明の、二表面の耐食保護と各表面における多層ポリマーコーティングとを組み合わせた複合コーティング剛性フラットロール金属シート加工製品を示す拡大断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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