金屬板覆膜技術(shù)

1、金屬板覆膜技術(shù)金屬板覆膜技術(shù)是把塑料膜和金屬板通過(guò)高溫?zé)釅?，將膜貼在金屬板上的加工技術(shù)。覆膜技術(shù)在1977年誕生于日本，最初用于制罐，可代替內(nèi)涂、外涂技術(shù)，到現(xiàn)在為止已發(fā)展到了建材內(nèi)外裝飾裝修、家電、汽車等多種領(lǐng)域。覆膜加工由于不使用粘著劑、溶劑，所以不含甲醛，且塑料膜可經(jīng)過(guò)美化裝飾、抗菌、防染等處理，確保了人體的安全性和健康、同時(shí)又起到了環(huán)保的作用。 應(yīng)用于制罐行業(yè)的覆膜板，俗稱為覆膜鐵（Laminated Steel），是采用PP薄膜與馬口鐵進(jìn)行覆合而成。傳統(tǒng)的金屬罐內(nèi)側(cè)都必須經(jīng)過(guò)涂裝加工，而涂裝方法所含有的物質(zhì)，對(duì)人體和環(huán)境都會(huì)產(chǎn)生有害影響，尤其是食用罐頭, 現(xiàn)在的處理方法是在罐的內(nèi)壁采

2、用樹(shù)脂進(jìn)行涂裝。但是，因這種涂裝工藝所使用的涂料里含有環(huán)境激素的有害物質(zhì)雙酚類（Bis-phenol A）物質(zhì)，是一種國(guó)際公認(rèn)的環(huán)境激素，而且可能出現(xiàn)溶出的問(wèn)題, 一旦溶出超標(biāo)，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不良影響。且這個(gè)問(wèn)題導(dǎo)致的嚴(yán)重后果已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)外的重視。 金屬板覆膜技術(shù)的誕生，是金屬罐生產(chǎn)的革命性進(jìn)步。隨著它的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)金屬罐生產(chǎn)工藝和技術(shù)將得到顛覆，生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本、清潔衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面也都將前進(jìn)一大步。 一、覆膜板的特點(diǎn) 覆膜板是比傳統(tǒng)印涂馬口鐵更具優(yōu)良的耐深沖、耐磨、耐腐蝕和裝飾性等特點(diǎn)的一種兼有高分子樹(shù)脂薄膜和金屬板材雙重特點(diǎn)的金屬材料。這一特點(diǎn)決定了覆膜板可以使用冷軋板作為基材，

3、快速與套印精確的印刷薄膜覆合，因此，覆膜板大大降低了材料成本。 1、覆膜板具有優(yōu)良的性能 （1）覆膜板的耐腐蝕、抗銹蝕等特性，是涂料板不能比擬的。因?yàn)槭撬芰媳∧さ膹?fù)合板，所以涂料板存在耐腐蝕性和附著力的矛盾，對(duì)于覆膜板而言就是輕易解決了，這對(duì)番茄罐、二片罐等食品罐來(lái)說(shuō)，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(xué)穩(wěn)定性好、耐候性能、耐老化，可以適應(yīng)惡劣的環(huán)境而不會(huì)發(fā)生脫落和銹蝕。 （4）覆膜板加工性能優(yōu)良，具有耐深沖、耐磨，在加工中不易破損。由于其表面爽滑，有潤(rùn)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）由于覆膜板是一種兼有塑料薄

4、膜和金屬板材雙重特點(diǎn)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(chǎn)覆膜板。采用冷軋板覆膜，其成本優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的。 （2）覆膜板的生產(chǎn)是卷板連續(xù)高速的生產(chǎn)流水線，與傳統(tǒng)的印鐵工藝相比，生產(chǎn)速度快3倍。 （3）覆膜板的生產(chǎn)工藝，由于印刷塑料膜和覆膜均可一次完成，因此與傳統(tǒng)印鐵工藝相比，具有能耗低、速度快、用料少的特點(diǎn)。 （4）金屬板覆膜設(shè)備操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。傳統(tǒng)的馬口鐵印刷和涂裝全靠技術(shù)操作人員的經(jīng)驗(yàn)控制各道工藝，而覆膜板生產(chǎn)工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)全過(guò)程都有自動(dòng)控制，操作維修方便，不需特別專業(yè)培訓(xùn)就能掌握生產(chǎn)和維護(hù)技術(shù)。 （5）與傳統(tǒng)的馬口鐵印刷涂裝相比，設(shè)備更少，投資更小，占地面積更

5、小，使用工人更少。從而節(jié)省了大量的設(shè)備投資和人力成本。 3、環(huán)保、節(jié)能和衛(wèi)生 （1）覆膜板的生產(chǎn)是無(wú)溶劑和廢氣排出的，也不需要涂料烘干，對(duì)環(huán)境的污染更少，對(duì)能源的節(jié)約也是非常明顯的。 （2）由于覆膜板不采用化學(xué)涂料和油墨，而是采用塑料薄膜進(jìn)行熱覆合，所以覆膜板不含對(duì)人體有害的各種化學(xué)物質(zhì)。不使用粘著劑、溶劑，確保了人體健康、安全。解決了環(huán)境激素、揮發(fā)性有機(jī)化合物的問(wèn)題。 （3）不含酞酸、苯二甲酸酯類等有害物質(zhì)，能以再生資源充分使用。在制造時(shí)減少二氧化碳的產(chǎn)生，資源再生時(shí)不產(chǎn)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(shí)，因加熱，膜燃燒變成了水和CO2 ，這一部

6、分轉(zhuǎn)化為天然氣，作為鐵加熱時(shí)的動(dòng)力能源來(lái)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、不銹鋼板、銅板等。 （2）覆合薄膜 根據(jù)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。 一般采用PP膜用于罐體內(nèi)側(cè)，膜的顏色有透明和白色等。因?yàn)椴捎肞P白膜，已經(jīng)通過(guò)了美國(guó)FDA的鑒定標(biāo)準(zhǔn)：TFS/PP、130/60分, 專用于食品罐的內(nèi)壁。 為了滿足制罐要求，目前加工中多采用的聚丙烯薄膜，其伸縮性和耐熱性都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格設(shè)計(jì)檢測(cè)，具有很強(qiáng)的抗破壞性能?；?/p>

7、對(duì)安全的首要考慮選用不含添加劑的可塑劑，它不含is-phenol A（罐內(nèi)涂料含有的雙酚類物質(zhì)）和Phthalic acid ester（塑料可塑劑含有的鄰苯二酸甲酯類), 以上兩者均為國(guó)際公認(rèn)危害生殖功能的環(huán)境激素。并且聚丙烯燃燒只生成水和，不產(chǎn)生二惡英（嚴(yán)重危害皮膚和肝臟的物質(zhì)），基于上述特點(diǎn)，產(chǎn)品回收后可以直接再生利用。 2、金屬板覆膜工藝 金屬板覆膜方法，就是把金屬薄板先經(jīng)過(guò)表面預(yù)處理后，在覆合機(jī)上與塑料薄膜進(jìn)行熱壓覆合而成。如圖4-40為覆膜板生產(chǎn)工藝過(guò)程圖。 圖4-40 覆膜板生產(chǎn)工藝過(guò)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

8、加壓；7-熱覆合；8-廢膜修剪；9-覆合質(zhì)量監(jiān)測(cè)；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復(fù)合牢固，必須先對(duì)金屬板表面進(jìn)行預(yù)處理，即除去表面的油污和雜物。對(duì)于馬口鐵，由于表面比較清潔，一般采用吸塵的方法即可處理干凈。 （2）金屬板的輸送 金屬板在表面處理前，要把卷板展開(kāi)，表面處理完后，要將金屬板送入覆合設(shè)備中進(jìn)行覆合。這些工作都是用輸送裝置來(lái)完成的。 （3）覆合膜的印刷 覆合膜可以根據(jù)用戶的需要，預(yù)先進(jìn)行印刷，塑料薄膜的印刷當(dāng)前已經(jīng)是非常成熟的工藝，可以印出多種色彩的圖案。印刷好的薄膜卷成卷，便于使用。 （4）熱覆合 將塑料覆合膜與金屬板同時(shí)送入上下覆合輥中

9、間，上下輥在熱覆合裝置的加熱系統(tǒng)供熱下，產(chǎn)生250的高溫，使塑料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(zhì)量監(jiān)測(cè) 在覆合結(jié)束后，立即進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測(cè)，自動(dòng)檢查覆合板表面有無(wú)起泡、分離、變色等問(wèn)題，如有問(wèn)題，立即反饋并自動(dòng)調(diào)節(jié)各參數(shù)以改進(jìn)質(zhì)量。 （6）廢膜修剪 將覆膜后周邊的廢膜進(jìn)行裁剪，并直接把廢膜送入廢膜回收裝置中。 （7）覆膜板收卷 將修剪后的覆膜板進(jìn)行整理或收卷，以便送入下道制罐工序中。 3、覆膜板生產(chǎn)設(shè)備 覆膜板的生產(chǎn)過(guò)程，采用全自動(dòng)覆膜設(shè)備一次完成，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好。如圖4-41為我國(guó)第一條全自動(dòng)覆膜板生產(chǎn)線外型圖。 圖4-41 覆膜板生產(chǎn)線 覆膜板生產(chǎn)設(shè)備的工作原理

10、如圖4-42所示。 圖4-42 覆膜設(shè)備工作原理簡(jiǎn)圖 先將金屬板送入金屬基板加熱裝置中進(jìn)行加熱到250高溫，然后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，使塑料膜熱熔到金屬基板上，牢固地融合在一起。熱熔結(jié)束后再進(jìn)行廢膜修剪，即成為覆膜板成品。 該覆膜設(shè)備生產(chǎn)速度可達(dá)40m/min。電力消耗2000kW/day；燃?xì)庀?3m3/day。生產(chǎn)線需用工人僅5人。 4、用覆膜板生產(chǎn)金屬罐 （1）工藝過(guò)程 采用覆膜板生產(chǎn)金屬罐，一般常用以下三種工藝過(guò)程： 鋼板PP膜覆膜鋼板UV印刷覆膜鐵罐 鋼板膠印PET膜覆膜鋼板覆膜鐵罐 鋼板膠印PET膜覆膜鋼板膠印覆膜鐵罐 （2）焊縫補(bǔ)膜 由于覆膜板表

11、面的塑料薄膜是不利于罐身焊接的，所以通常在覆膜時(shí)都會(huì)在金屬罐罐身板材上進(jìn)行焊縫留空。 金屬罐的罐身通常采用焊接方法，焊接后的金屬露出部分必須進(jìn)行覆膜補(bǔ)涂。如圖4-43為金屬罐焊縫補(bǔ)膜原理圖。無(wú)粘著劑覆膜技術(shù)的運(yùn)用，即利用與覆膜同材質(zhì)的聚丙烯樹(shù)脂修補(bǔ)焊接部分，使金屬露出部分的覆膜和溶融修補(bǔ)同時(shí)完成。充分發(fā)揮了聚丙烯膜加熱融著的特性，形成了真空的袋狀效果，內(nèi)容物完全不會(huì)泄漏。由于在制罐過(guò)程中不使用粘著劑和潤(rùn)滑劑，因此可避免附加材料導(dǎo)致的耐內(nèi)容物性、殘留溶劑、可塑劑等溶出的危險(xiǎn)。且不會(huì)產(chǎn)生涂裝補(bǔ)涂過(guò)程中發(fā)生的諸如耐內(nèi)容物性差、粘著力弱、氣泡混入等問(wèn)題。 圖4-43 金屬罐焊縫補(bǔ)膜 也可以采用膠帶補(bǔ)涂

12、或粉末補(bǔ)涂，即使用和覆膜成分相同的樹(shù)脂膠帶或粉末，鋼板覆合PP白膜，在制罐補(bǔ)涂時(shí)需用白色PP粉末。 我國(guó)自主研發(fā)的焊縫自動(dòng)覆膜裝置，安裝于縫焊機(jī)的后部，通過(guò)特殊工藝，使罐身縫焊后立即進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)膜，有效地解決了焊縫的補(bǔ)涂質(zhì)量問(wèn)題。 5、覆膜板質(zhì)量控制 覆膜板的質(zhì)量檢驗(yàn)，一般采用JISK6854-1粘著劑強(qiáng)度剝離實(shí)驗(yàn)；蒸餾實(shí)驗(yàn)法；第棋盤法；覆膜工業(yè)原創(chuàng)的熱化確認(rèn)法等檢測(cè)方法。 （1）外觀質(zhì)量檢測(cè) 使用覆膜板開(kāi)始的目的只是為了裝飾，所以外觀不發(fā)生變化是其重要的要求。 對(duì)其外觀的質(zhì)量變化進(jìn)行觀察實(shí)驗(yàn)以ISO0877為標(biāo)準(zhǔn)，選擇EMMAQUA-NTW（屋外集光促進(jìn)暴露實(shí)驗(yàn)），實(shí)驗(yàn)照射能源進(jìn)行到表面出現(xiàn)纖

13、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。 光澤度 光澤沒(méi)有變化，鏡面狀態(tài)保持在86%。 明度 明度沒(méi)有變化，通過(guò)印刷后復(fù)合化技術(shù)穩(wěn)定性也沒(méi)有被損壞。 色差 在色差E2以內(nèi)表示高耐候性。已知的PMMA膜具有高耐久性，與氟系塑料薄膜具有相同的高耐候性。 （2）物理耐久性檢驗(yàn) 采用物理強(qiáng)度的變化測(cè)試，在高溫環(huán)境下（85）90日之間促進(jìn)其退化，測(cè)定拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率的殘存率。表4-6為覆合膜的物理的強(qiáng)度。 表4-6 常用覆合膜耐久物理強(qiáng)度值比較 試驗(yàn)項(xiàng)目 PP覆合膜 PVDF覆合膜 拉伸強(qiáng)度殘存率（%） 9097伸長(zhǎng)殘存率（%） 9098（3）覆合膜的物理性 覆合膜應(yīng)進(jìn)行折射率、耐熱

14、性等物理性能檢測(cè)，要求覆合膜應(yīng)具有一定的光學(xué)及耐熱物理性能。表4-7為覆合膜物理性能要求。 表4-7 覆合膜物理性能要求 檢測(cè)項(xiàng)目 PP膜 PMMA膜 PC膜 比重 1.11.11.2折射率 1.51.51.5復(fù)折率 0.310.3光線透過(guò)率 939390拉伸強(qiáng)度（MPa） 454080常溫伸長(zhǎng)率（%） 50140140高溫伸長(zhǎng)率（%） 220-鉛筆硬度 F3B2B加熱伸長(zhǎng)率（%） 1.5100.1（4）覆合膜的化學(xué)性能 表4-8為覆合膜的化學(xué)性能測(cè)試要求。 表4-8 覆合膜化學(xué)性能要求 試驗(yàn)項(xiàng)目 PP膜 PMMA膜 PC膜 耐藥品性 10% NaOH10% HCl汽油 中性清洗劑 可塑劑 沙拉油 × × × 耐溶劑性 MEK甲苯 丙酮 IPA × × × × × × × 注：表中“”表示性能優(yōu)良；“”表示性能一般；“×”表示性能較差。 三、覆膜板的應(yīng)用 目前覆膜板已在各行業(yè)取得了廣泛的應(yīng)