(1)覆膜板的耐腐蝕、抗鏽蝕等特性,是塗料板不能比擬的。因為是塑膠薄膜的複合板,所以塗料板存在耐腐蝕性和附著力的矛盾,對於覆膜板而言就是輕易解決了,這對番茄罐、二片罐等食品罐來說,覆膜板是理想的材料。 (2)覆膜板外觀光潔、爽滑、裝飾性好、手感好。 (3)覆膜板化學穩定性好、耐候性能、耐老化,可以適應惡劣的環境而不會發生脫落和鏽蝕。 (4)覆膜板加工性能優良,具有耐深沖、耐磨,在加工中不易破損。由於其表面爽滑,有潤滑作用,在金屬罐的加工中更易成形。 2、覆膜板材料成本更低 (1)由於覆膜板是一種兼有塑膠薄膜和金屬板材雙重特點的金屬材料,因此,一般情況下,不必用馬口鐵作為基材去生產覆膜板。採用冷軋板覆膜,其成本優勢是顯而易見的。 (2)覆膜板的生產是卷板連續高速的生產流水線,與傳統的印鐵工藝相比,生產速度快3倍。 (3)覆膜板的生產工藝,由於印刷塑膠膜和覆膜均可一次完成,因此與傳統印鐵工藝相比,具有能耗低、速度快、用料少的特點。 (4)金屬板覆膜設備操作簡單、維護方便。傳統的馬口鐵印刷和塗裝全靠技術操作人員的經驗控制各道工藝,而覆膜板生產工藝和設備簡單,生產全過程都有自動控制,操作維修方便,不需特別專業培訓就能掌握生產和維護技術。 (5)與傳統的馬口鐵印刷塗裝相比,設備更少,投資更小,占地面積更小,使用工人更少。從而節省了大量的設備投資和人力成本。 3、環保、節能和衛生 (1)覆膜板的生產是無溶劑和廢氣排出的,也不需要塗料烘乾,對環境的污染更少,對能源的節約也是非常明顯的。 (2)由於覆膜板不採用化學塗料和油墨,而是採用塑膠薄膜進行熱覆合,所以覆膜板不含對人體有害的各種化學物質。不使用粘著劑、溶劑,確保了人體健康、安全。解決了環境激素、揮發性有機化合物的問題。 (3)不含酞酸、苯二甲酸酯類等有害物質,能以再生資源充分使用。在製造時減少二氧化碳的產生,資源再生時不產生二惡因。廢覆膜鐵罐作為鐵資源再利用,回收率100%,膜與鐵一起回收再利用處理時,因加熱,膜燃燒變成了水和CO2 ,這一部分轉化為天然氣,作為鐵加熱時的動力能源來利用。廢膜也可作為再生而利用。 二、金屬板覆膜工藝 1、覆膜板的材料 (1)覆膜板的基材可用作覆膜板的基材非常廣泛,有鍍錫薄鋼板、鍍鉻薄鋼板、冷軋薄鋼板、鋁板、不鏽鋼板、銅板等。 (2)覆合薄膜根據不同的使用要求,覆合薄膜的材料也非常廣泛,有PP、PE、PET、尼龍、布、鐳射膜和紙等。 一般採用PP膜用於罐體內側,膜的顏色有透明和白色等。因為採用PP白膜,已經通過了美國FDA的鑑定標準:TFS/PP、130℃/60分, 專用於食品罐的內壁。 為了滿足制罐要求,目前加工中多採用的聚丙烯薄膜,其伸縮性和耐熱性都經過嚴格設計檢測,具有很強的抗破壞性能。基於對安全的首要考慮選用不含添加劑的可塑劑,它不含Bis-phenol A(罐內塗料含有的雙酚類物質)和Phthalic acid ester(塑膠可塑劑含有的鄰苯二酸甲酯類), 以上兩者均為國際公認危害生殖功能的環境激素。並且聚丙烯燃燒只生成水和CO,不產生二惡英(嚴重危害皮膚和肝臟的物質),基於上述特點,產品回收後可以直接再生利用。 2、金屬板覆膜工藝 金屬板覆膜方法,就是把金屬薄板先經過表面預處理後,在覆合機上與塑膠薄膜進行熱壓覆合而成。如圖4-40為覆膜板生產工藝過程圖。 圖4-40 覆膜板生產工藝過程圖 1-金屬板表面處理;2-金屬板輸送;3-覆合膜印刷;4-覆合膜輸送;5-上膜加壓;6-下膜加壓;7-熱覆合;8-廢膜修剪;9-覆合質量監測;10-廢膜回收;11-覆合板卷收 (1)金屬板表面處理為了覆合薄膜與金屬板複合牢固,必須先對金屬板表面進行預處理,即除去表面的油污和雜物。對於馬口鐵,由於表面比較清潔,一般採用吸塵的方法即可處理乾淨。 (2)金屬板的輸送金屬板在表面處理前,要把卷板展開,表面處理完後,要將金屬板送入覆合設備中進行覆合。這些工作都是用輸送裝置來完成的。 (3)覆合膜的印刷覆合膜可以根據用戶的需要,預先進行印刷,塑膠薄膜的印刷當前已經是非常成熟的工藝,可以印出多種色彩的圖案。印刷好的薄膜捲成卷,便於使用。 (4)熱覆合將塑膠覆合膜與金屬板同時送入上下覆合輥中間,上下輥在熱覆合裝置的加熱系統供熱下,產生250℃的高溫,使塑膠薄膜在上下輥的壓力和高溫的作用下,熱熔在一起。 (5)覆膜質量監測在覆合結束後,立即進行質量監測,自動檢查覆合板表面有無起泡、分離、變色等問題,如有問題,立即反饋並自動調節各參數以改進質量。 (6)廢膜修剪將覆膜後周邊的廢膜進行裁剪,並直接把廢膜送入廢膜回收裝置中。 (7)覆膜板收卷將修剪後的覆膜板進行整理或收卷,以便送入下道制罐工序中。 3、覆膜板生產設備 覆膜板的生產過程,採用全自動覆膜設備一次完成,生產效率高,質量好。如圖4-41為我國第一條全自動覆膜板生產線外型圖。 圖4-41 覆膜板生產線 覆膜板生產設備的工作原理如圖4-42所示。 圖4-42 覆膜設備工作原理簡圖 先將金屬板送入金屬基板加熱裝置中進行加熱到250℃高溫,然後立即與覆合薄膜一起送入上下壓合輥中,利用上下輥的壓力,使塑膠膜熱熔到金屬基板上,牢固地融合在一起。熱熔結束後再進行廢膜修剪,即成為覆膜板成品。 該覆膜設備生產速度可達40m/min。電力消耗2000kW/day;燃氣消耗63m3/day。生產線需用工人僅5人。 4、用覆膜板生產金屬罐 (1)工藝過程採用覆膜板生產金屬罐,一般常用以下三種工藝過程: ①鋼板→PP膜→覆膜鋼板→UV印刷→覆膜鐵罐 ②鋼板→膠印→PET膜→覆膜鋼板→覆膜鐵罐 ③鋼板→膠印→PET膜→覆膜鋼板→膠印→覆膜鐵罐 (2)焊縫補膜由於覆膜板表面的塑膠薄膜是不利於罐身焊接的,所以通常在覆膜時都會在金屬罐罐身板材上進行焊縫留空。 金屬罐的罐身通常採用焊接方法,焊接後的金屬露出部分必須進行覆膜補塗。如圖4-43為金屬罐焊縫補膜原理圖。無粘著劑覆膜技術的運用,即利用與覆膜同材質的聚丙烯樹脂修補焊接部分,使金屬露出部分的覆膜和熔融修補同時完成。充分發揮了聚丙烯膜加熱融著的特性,形成了真空的袋狀效果,內容物完全不會泄漏。由於在制罐過程中不使用粘著劑和潤滑劑,因此可避免附加材料導致的耐內容物性、殘留溶劑、可塑劑等溶出的危險。且不會產生塗裝補塗過程中發生的諸如耐內容物性差、粘著力弱、氣泡混入等問題。 圖4-43 金屬罐焊縫補膜 也可以採用膠帶補塗或粉末補塗,即使用和覆膜成分相同的樹脂膠帶或粉末,鋼板覆合PP白膜,在制罐補塗時需用白色pp粉末。 我國自主研發的焊縫自動覆膜裝置,安裝於縫焊機的後部,通過特殊工藝,使罐身縫焊後立即進行自動補膜,有效地解決了焊縫的補塗質量問題。 5、覆膜板質量控制 覆膜板的質量檢驗,一般採用JISK6854-1粘著劑強度剝離實驗;蒸餾實驗法;第棋盤法;覆膜工業原創的熱化確認法等檢測方法。 (1)外觀質量檢測使用覆膜板開始的目的只是為了裝飾,所以外觀不發生變化是其重要的要求。 對其外觀的質量變化進行觀察實驗以ISO0877為標準,選擇EMMAQUA-NTW(屋外集光促進暴露實驗),實驗照射能源進行到表面出現纖維化和微纖維化為止。觀察表面的光澤度、明度和色差的變化情況。 ①光澤度光澤沒有變化,鏡面狀態保持在86%。 ②明度明度沒有變化,通過印刷後複合化技術穩定性也沒有被損壞。 ③色差在色差△E2以內表示高耐候性。已知的PMMA膜具有高耐久性,與氟系塑膠薄膜具有相同的高耐候性。 (2)物理耐久性檢驗採用物理強度的變化測試,在高溫環境下(85℃)90日之間促進其退化,測定拉伸強度、伸長率的殘存率。表4-6為覆合膜的物理的強度。 表4-6 常用覆合膜耐久物理強度值比較
試驗項目 | PP覆合膜 | PVDF覆合膜 |
拉伸強度殘存率(%) | ≥90 | ≥97 |
伸長殘存率(%) | ≥90 | ≥98 |
檢測項目 | PP膜 | PMMA膜 | pc膜 |
比重 | 1.1 | 1.1 | 1.2 |
折射率 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
復折率 | 0.3 | 1 | 0.3 |
光線透過率 | 93 | 93 | 90 |
拉伸強度(MPa) | 45 | 40 | 80 |
常溫伸長率(%) | 50 | 140 | 140 |
高溫伸長率(%) | 220 | - | - |
鉛筆硬度 | F | 3B | 2B |
加熱伸長率(%) | ≤1.5 | ≥10 | ≤0.1 |
試驗項目 | PP膜 | PMMA膜 | PC膜 | |
耐藥品性 | 10% NaOH 10% HCl 汽油 中性清洗劑 可塑劑 沙拉油 | ○ ○ ○ ○ ○ ○ | ○ ○ ○ ○ × ○ | × ○ △ ○ × △ |
耐溶劑性 | MEK 甲苯 丙酮 IPA | △ ○ ○ ○ | × × × △ | × × × × |
覆膜鐵分類:高溫熔融覆膜鐵 和低溫粘合覆膜鐵。區別:高溫熔融覆膜鐵是使用高溫預熱鋼鐵直接與pp薄膜熱貼合,薄膜在金屬基板表面半熔融貼合。附著力明顯高於低溫黏合覆膜鐵。生產技術難度高、設備投入大,目前國內只有奧瑞金包裝一家投入實驗生產。規模化生產線 預計2012年底正式投產,主要套用於食品飲料包裝等領域,多用於食品罐、兩片罐(DRD)、氣霧罐、化工罐頂底蓋。所以要滿足食品衛生與安全的各項特殊要求。低溫粘合覆膜鐵是使用膠水低溫黏貼薄膜在金屬基板表面。附著力相對較差,耐腐蝕性不強。成品覆膜鐵只適用於化工罐和低端雜罐上。無法套用於食品罐、氣霧罐和二片罐。開放分類: 金屬罐,DRD罐,覆膜鐵,化工罐,包裝材料