专利名称：三片罐体用的金属板材的内部和/或外部涂敷方法与设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种三片罐体用的金属板材的内部和/或外部涂敷的方法和设备，以及涉及用于制成三片罐的金属板材。
从EP-A0521606中可知，它提供了带有热塑或热固性材料箔膜的三片罐体用的金属板材，是从卷绕器上把上述材料的一个或多个箔膜退绕后并在上述金属板材的一面或两面上放置一层或多层上述箔膜而成的。
为了能纵向焊接这种形式的罐体，在焊接边上必须无涂敷材料是已公知的。根据上述的说明，这一点是这样实现的配置覆盖在金属板材上的薄膜，其宽度使在后续的焊接工序中的上述焊接边不被覆盖。这种工艺程序的缺点是-必须设置独立的加工方法以制造该箔膜并供给金属板材，-在把金属板材和箔片结合在一起时需要非常高的精度，例如在进给速度和相对位置等方面；而这又是用于几微米范围内的箔膜的，该范围是(出自处理方面的原因)可使用的箔膜厚度的下限，故其最终的厚度大于为得到金属板材理想的保护所需的厚度。
以上述种类的方法和设备为基础，本发明的目的在于克服上述各缺点。
上述目的在方法方面是这样实现的，这种用于涂敷三片罐体金属板材的内表面和/或外表面的方法，其中在平的金属板材即未经滚轧的板材上至少敷上一层涂料薄膜，其特征在于该薄膜是在该金属板材上直接制成的。在设备方面，本发明的目的是这样实现的，这种对制造三片罐体的金属板材的内和/外表面进行涂敷的设备，它有输送该金属板的设备，沿该设备至少配置一个涂敷工位，金属板材送进至该工位，并在至少涂敷一层涂料膜之后离开该工位，其特征在于涂敷工位至少有一个与把金属板材输送通过该工位的输送设备对置的配料模，它还与涂敷材料喂料装置相连。
把薄膜直接制在金属板材上意味着可以省去整个生产箔膜的过程。当金属板材是平板即未经滚轧时，涂敷材料，最好是热固性或热塑性材料例如一种粘稠物质，直接施加于金属板材上。
此外，该材料最好是从膜具中，特别是从宽缝隙喷嘴中以粘稠形式施加在金属板材上，并且，该材料最好是挤出的。为了能控制从配料膜具中单位时间内所分配出的材料数量，最好在挤压机与膜具之间设置容积供料单元，如齿轮泵。
材料可以粒状或粉状供给，最好是柱状或短条状，然后再根据所使用的热固或热塑材料的特性(是已知的)增塑并分配到金属板材上。
在实施本发明的另一最佳方式中，金属板材是以等于待制出的罐体的尺寸的片状形态进行加工的，或是多倍的片状形态进行加工的，加工后进行单方向裁开(即只沿一个方向裁开)或进行双向裁开(即十字形)而形成所需的单个的板材。特别是，由于设定配料膜的宽度以及其相对于金属板材送进速度的输出速度，以及建立金属板材和配料膜的可控的相对运动使经滚轧的罐体片材需进行后续焊接的带条保持不涂敷热塑和/或热固材料。如果需要，还可用导向记号或擦拭器等来防止上述材料流到留下的作为不涂敷的带条上。
在实现该方法的又一最佳实施方式中，金属板材是以带状形态进行加工的，这可以用连续涂敷工序来把薄膜材料敷盖在连续进给的金属带材上，沿带材运行方向在带材的侧边缘留有不涂敷的焊接边。这种工序的缺点就在于，金属板材进行滚轧以形成罐体是绕平行于金属带材的滚轧方向的滚轧轴线实现的，这通常是很不方便。
此外，在涂敷薄膜后，板材最好是在与带材滚轧方向成直角的轴线上滚轧成罐体。因而，如果金属板材为带状，以及罐体是与带材的滚轧方向成直角地滚轧而成，就必须间歇地用材料处理带材，以便留下未处理的垂直于带材的焊接边。
在涂敷热塑材料之后，最好有烘烤程序，在200℃到270℃的温度，最好是230℃至250℃之间烘烤5至10秒。
如果使用热固材料，那么为涂敷该材料最好将金属板材预热超过100℃，约120℃时最佳，涂敷后最好将该材料加热超过200℃，约230℃最佳，也维持5到10秒，最好是约6秒。
无论是使用热固性还是热塑性材料，最适宜的是，在涂敷材料后以及在上述材料的专门后加热处理之后进行热淬火处理，在热淬中将带有薄膜的金属板材在约5秒钟之内冷却至约40℃。
此外，在边对边地焊好而制成罐体之后，用与主涂敷材料相容的材料最好是用同样的材料涂敷焊缝。
本发明的方法能提供单一的薄膜或依次形成两个或多个这样的薄膜，也可以使一个或多个这样的薄膜成为包含两层或多层的涂敷系统的一部分。
按照本发明可以产生出满足保护要求的相当薄的薄膜，即厚度为5～25微米(μm)的薄膜当为热固材料时薄膜最好为7～15微米，最佳为约10微米；而对于热塑材料薄膜最好为15～25微米，最佳为约20微米。可以看出，与按照上述EP-A0521606使用向金属板材上施加薄膜箔片的方法所制成的薄膜相比，本发明的方法所涂敷的薄膜更薄。
本发明并不限于使用热塑材料，也可以扩展到使用多组分或空气硬化材料。只要按照本发明的设备提供相应的特点，就可用这些材料涂敷按照本发明所制成的板材。
现在，结合附图以举例方式来说明本发明，其中
图1是用功能框图示意表示本发明的方法和本发明设备的基本结构；图2是用功能框图示意表示的按照本发明的方法而运行的设备的第一实施例结构；图3是与图2类似的表示按照本发明的设备的另外的实施例；图4透视表示按照本发明的连续涂敷金属板材设备的后续加工阶段的又一实施例的原理；图5示意地表示按照本发明的设备的涂敷工位的第一种结构的透视图；图6是与图5相似的表示涂敷工位另一种结构的透视图。
如图1所示，下面将说明按照本发明制造三片罐体用的金属板材基本是以片状或带状形态送进到涂敷工位1。热固或热塑材料M则是以粒状或粉状最好是柱状或短条形态喂入涂敷工位1。在此，最好是如图1中示出的用挤压机3将其转变成粘稠物质。当金属板材被输送通过涂敷工位1时，用配料模5，例如由Robatec公司制造的带有缝隙式喷嘴的板材涂敷头形式的配料模，把粘性熔融物直接施加在金属板材上。形成粘稠物质、将其涂敷于金属板材并对所涂敷材料的后加热处理的温度条件均按适合于所用的总体上被称为″热熔物″的热固或热塑材料的性质来确定。此外还在公知的粘性聚合物热熔物的工艺状态下，最好用容量喂料装置，如齿轮泵7控制由配料模5涂敷于金属板材上的单位时间内的材料数量。
在工位1的出口端排出的是使用片状金属板材时，带有未涂敷的平行条带的敷膜板最好是与薄材轧机的滚轧方向W成直角。
使用带状金属板材时，带有未涂敷平行带条的敷膜带最好是与薄板轧机的滚轧方向W成直角。
如图2所示，在本发明设备的第一实施例中，金属板材10可用例如磁力方式送进到输送带11a、b……上，例如带有后续部分的循环输送带上。
特别是在使用热固材料时，金属板材在预热工位12(是用输送带使之通过该处的)用公知的方式例如红外线，热空气或感应加热等预热至最好为100℃至130℃的温度范围，以约120℃最佳。经预热的板材被送至图1中的涂敷工位1。在图2中用略图表示，在那里把粘稠的热固或热塑熔融物敷于各被加工的板材上。如图2中所示在涂敷工位1的下面，留下未涂敷条14，在此例中是沿金属板材的输送方向F延伸，其间隔相应于所要生产的罐体的周长D。这可以用序号15表示的使用了几个横向隔开的如图1中的模具5那样的缝隙式喷嘴来完成。
在涂敷工位1涂敷了热固或热塑材料之后，金属板材被送入工位17以进行聚合(热固)或烘烤(热塑)。如果是处理热固材料，要在该工位加热至超过200℃的温度，最佳为约230℃并维持5～10秒，最好是约6秒，以便所涂敷的材料有效地聚合。如果是处理热塑材料，最好在该工位17加热至200℃到270℃的温度范围，最佳为230℃到250℃，并维持5～10秒，所涂敷的薄膜厚度为5～25微米；对于热固材料最好是7～15微米，以约10微米最佳；对于热塑材料是15～25微米，以约20微米最佳。
在工位17之后，敷膜金属板材在裁切工位19沿条带14的中心线被切开，并在工位21与条带14成直角进行最后的裁切以形成罐体板23，已加工好的罐体板然后(在重新堆叠和输送之后)被最后滚轧成罐体并沿由带条14所形成的未涂敷边进行焊接。
当然也可以用这一工序以及用尚待描述的工序通过依次涂敷材料来形成几层薄膜。如果需要，还可以综合使用本发明给出的即涂敷粘稠物质工艺与已知的例如预制箔片的敷膜工艺形成几层膜。当然，业已描述的工序对于罐体内外表面涂敷均适用。然而，上述材料首先是用于内表面涂敷，在卷成的罐体焊好以后，最好用相同的材料涂敷焊缝，也就是说用本例中所用的热固或热塑材料。
在图2中，用A表示形成罐体的滚轧轴线，可以看出该滚轧轴线A是在金属板材的送进方向F上，由于通常滚轧是在板材的送进与滚轧轴线A成直角状态下实施的，这就需要做出如从F至F′转换所示的90°的方向变化。
由于滚轧轴线A通常是与金属板材的滚轧方向W成直角的，板材10是以与带材滚轧方向相应的指向从带材上裁下的。
图3示出了按照本发明的设备的另一实施例。与图2中相同功能的组件使用了相同的符号。
它与图2中的实施例的主要差别在于图3所示实施例中的涂敷工位1a。正如工位1a下面所示出的，在施加涂敷材料期间金属板材固定不动、而配料模，例如缝隙式喷嘴15a则相对于设备的输送方向F作横向运动。这就需要在涂敷工位1a区域内使输送带11c间歇地驱动，最好也如由驱动控制单元25所表示的那样脉动动作。所提供的输送带11c(从停止到停止)的速度变化是足够快的，如果希望的话，也可以取消工位1a处的配料循环控制。图3示出了已裁切成所需尺寸的罐体板材的处理过程。然而，如虚线所表示，这一工艺也可用于尺寸为多个罐体板材组合的金属板材的涂敷，在这种情况下还需要进行单向或双向裁切。由于在这种情况下罐体滚轧轴线A已经位于与设备输送方向F成直角的位置上，故如工位27所表示的那样，移向罐体滚轧位置(如果需要，是在切开以后)无须任何方向变化。此种情况的带材滚轧方向W也在输送方向F上。
现在参照附图4和5说明本发明设备的另一实施例，其中金属板材不是采用片状，而是对连续的金属带材进行涂敷与后续加工。
如图5所示，金属带材从带卷29出来在滚轧方向W上拉过示意的热固或热塑材料配料模31。若该配料模的宽度合适，就连续地施加材料33并使条带14不被涂敷，敷膜的金属带材被卷在例如带卷35上或直接送至下一道工序。测速表传感器37记录下例如金属带材的送进速度，控制单元39控制单位时间内所分配的材料数量，例如用控制图1中所设置的齿轮泵的速度的办法来进行控制。从边条14的位置可以直接看出，在此情况下卷绕轴线A是在带材输送方向F上，也在带材的滚轧方向上。
正如已参照附图2予以说明的，也如图4中所表明的，在此情况下，在罐体滚轧前必须使该板材产生90℃方向变化。从带卷35出来，敷膜金属带材在45处裁开，然后使输送方向从F变至F′。然后各板材在罐体滚轧工位41进行滚轧，最后在示意地表示出的焊接工位43沿未敷膜边14进行焊接，虽然在图4、5中示出的是将敷膜带材临时存贮在带卷35上，当然最好是能实行图5中所示的涂敷，并能″在线上″进行如图4所示的后续工序。在工位45处按公知的方式，或用激光、切割辊或用冲床对连续带材进行横向裁切。
图6中示出的涂敷设备的结构，是用于在随后进行滚轧而无需使输送方向变化的涂敷金属带材，与图3中的方式相似，罐体滚轧轴线A与滚轧方向W成直角。
在此情况下，金属带材受所述的控制单元49的控制，依次慢速与快速地通过涂敷装置47的模具，或者在涂敷期间固定不动而使模具如图3所示地那样作横向运动。定时与监测是用例如增量角度传感器51来实现的，它触发控制单元53，控制单元本身又触发涂敷单元47的材料分配。如果此方法不是用于连续金属带材的涂敷，而是用于预切成的金属板材，那么，显然工作循环可由所设置的用于探测切割边的光二极管(图中未示)来控制。
附图中未示出某种装置及由它所组成的组件，它们是用于接收、混合并将由几种组分构成的涂敷材料涂敷到金属板材上的装置。同样也未示出用于加工涂敷材料的装置及由其构成的组件，其中例如空冷硬化或通过某些其它化工工艺硬化的装置。
然而，所有实施例的共同特点是，它们都不使用在硬化期间排出通常溶剂蒸汽的那些涂料，而溶剂蒸汽是在后来必须予以抽出并清除的。
已描述的本发明所给出的特殊优点在于-在制造三片罐时无需使用罐体内和/或外表面涂层用的各种溶剂；-敷膜罐的内和/或外面的材料可用与焊缝涂层相容的材料，最好是用相同的材料实现；-与使用后产生溶剂蒸发的液态涂漆敷层相比，其所需的热处理时间相当短；-与预制箔膜的层压工艺相比可得到更小的薄膜厚度，而且不再需要单独的制造层压箔膜的工艺。
权利要求
1.一种用于涂敷三片罐体金属板材的内表面和/或外表面的方法，其中在平的金属板材即未经滚轧的板材上至少敷上一层涂料薄膜，其特征在于该薄膜是在该金属板材上直接制成的。
2.一种最好如权利要求1中所述的方法，其特征在于该材料是从模具中以粘稠物形态施加于金属板材上的，最好是挤出的，而且最好用容积喂料装置，最好是齿轮泵来控制单位时间内所分配的材料数量。
3.一种最好如权利要求1或2中之一所述的方法，其特征在于该材料是由粉粒状最好是由柱状或短条状材料加工成的。
4.一种最好如权利要求1至3中之一所述的方法，其特征在于呈片状的金属板材的尺寸等于罐体尺寸或较大，在涂敷材料后，对于后者还要在一个方向或两个互相垂直的方向上进行裁切。
5.一种最好如权利要求1至3中之一所述的方法，其特征在于该金属板材是带材形态。
6.一种最好如权利要求1至5中之一所述的方法，其特征在于在形成薄膜之后，在与轧机的滚轧方向成直角的方向上对金属板材进行滚轧以形成罐体。
7.一种最好如权利要求1至6中之一所述的方法，其特征在于，涂敷热塑材料并在涂敷之后进行烘烤，最好是5到10秒，温度最好是200℃至270℃，以230℃至250℃最佳。
8.一种最好如权利要求1至7中之一所述的方法，其特征在于涂敷热固材料，在涂敷前把金属板材加热至最好超过100℃，以约120℃最佳；在涂敷后对材料加热至最好超过200℃，以约230℃最佳，加热时间5至10秒，最好是约6秒。
9.一种最好如权利要求1至8中之一所述的方法，其特征在于涂敷后紧跟着热淬冷工序，在其中敷膜金属板材在约5秒钟之内冷却到约40℃。
10.一种最好如权利要求1至9中之一所述的方法，其特征在于在相应于罐体的周长并沿两条平行的带条延伸的用于后续焊接的金属板材的边缘是不涂敷材料的。
11.一种最好如权利要求1至10中之一所述的方法，其特征在于在形成敷膜后将罐体滚轧并焊接，该焊缝特别是罐体内部部位上，要涂敷和上述材料相容的最好是相同材料的保护膜。
12.一种最好如权利要求1至11中至少一个所述的方法，其特征在于可形成二层或多层薄膜，或所敷薄膜作为包含二层或多层膜系统的一部分。
13.一种最好如权利要求1至12中至少一个所述的方法，其特征在于薄膜制成5～25微米厚，对于热固材料最好为7～15微米，10微米最佳，对于热塑材料为15～25微米，最好为约20微米。
14.一种制造三片罐体用的金属板材，至少在其一面上有涂料膜，其特征在于该薄膜是在金属板材上形成的。
15.一种最好如权利要求14中所述的金属板材，其特征在于其上至少有两条不涂敷薄膜的平行的带条。
16.一种最好如权利要求15所述的金属板材，其特征在于该无薄膜的带条沿与金属板材的滚轧方向成直角的方向上延伸。
17.一种最好如权利要求14至16中至少一个所述的金属板材，其特征在于它为带材形状。
18.一种对制造三片罐体的金属板材的内和/或外表面进行涂敷的设备，它有输送该金属板的设备，沿该设备至少配置一个涂敷工位，金属板材送进至该工位，并在至少涂敷一层涂料膜之后离开该工位，其特征在于涂敷工位至少有一个与把金属板材输送通过该工位的输送设备对置的配料模，它还与涂敷材料喂料装置相连。
19.一种最好如权利要求18所述的设备，其特征是在模具的上游侧设置挤压机，并最好在挤压机和模具之间设置备容积喂料装置，最好是一齿轮泵。
20.一种最好如权利要求18或19中之一所述的设备，其特征在于在涂敷工位的下游侧至少设置一个裁切工位，用以在一个方向上或两个互相垂直的方向上裁切敷膜的金属板材。
21.一种最好如权利要求18至20中之一所述的设备，其特征在于在涂敷工位的上游和/或下游侧设置加热工位。
22.一种最好如权利要求18至21中之一所述的设备，其特征在于输送设备的输送起始于带材存贮装置。
23.一种最好如权利要求18至22中之一所述的设备，其特征是在涂敷工位的下游侧设置滚轧工位，通过绕与输送方向成直角的或在输送方向上的轴线滚轧金属板材而形成敷膜罐体。
24.一种最好如权利要求18至23中之一所述的设备，其特征是在涂敷工位的下游侧设置冷却工位。
25.一种如权利要求18至24中至少一个所述的带有涂敷设备的三片罐体制造设备，其特征是在涂敷工位的下游侧设置有滚轧工位，焊接工位和焊缝涂敷工位，并向焊缝涂敷工位喂入热固或热塑性材料。
全文摘要
本发明涉及一种三片罐体用的金属板材的内部和/或外部涂敷的方法和设备，以及用于制成三片罐的金属板材。这一方法是在平的金属板材即未经滚轧的板材上至少敷上一层涂料薄膜，而且该薄膜是在金属板材上直接制成的。而这种涂敷设备具有至少一个与把金属板材输送通过该设备的输送设备对置的配料模，它与涂敷材料喂料装置相连。本发明所用的金属板材至少在其一面有涂料膜，而且该薄膜是在金属板材上形成的。
文档编号B05D3/12GK1108970SQ94117008
公开日1995年9月27日 申请日期1994年9月30日 优先权日1993年9月30日
发明者M·弗赖, G·利维, H·-J·努斯包默 申请人:埃尔帕特朗尼股份公司