金属板覆膜本事

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Tag:  金属板金属板覆膜技术 金属板覆膜技术是把塑料膜和金属板通过高温热压,将膜贴在金属板上的加 工技术。覆膜技术在 1977 年诞生于日本,最初用于制罐,可代替内涂、外涂技 术,到现在为
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金属板覆膜本事

  金属板覆膜技术 金属板覆膜技术是把塑料膜和金属板通过高温热压,将膜贴在金属板上的加 工技术。覆膜技术在 1977 年诞生于日本,最初用于制罐,可代替内涂、外涂技 术,到现在为止已发展到了建材内外装饰装修、家电、汽车等多种领域。覆膜加 工由于不使用粘着剂、溶剂,所以不含甲醛,且塑料膜可经过美化装饰、抗菌、 防染等处理,确保了人体的安全性和健康、同时又起到了环保的作用。 应用于制罐行业的覆膜板,俗称为覆膜铁(Laminated Steel),是采用 PP 薄膜与马口铁进行覆合而成。传统的金属罐内侧都必须经过涂装加工,而涂装方 法所含有的物质,对人体和环境都会产生有害影响,尤其是食用罐头, 现在的处 理方法是在罐的内壁采用树脂进行涂装。但是,因这种涂装工艺所使用的涂料里 含有环境激素的有害物质―双酚A类(Bis-phenol A)物质,是一种国际公认的 环境激素,而且可能出现溶出的问题, 一旦溶出超标,会对人体产生不良影响。 且这个问题导致的严重后果已经引起国内外的重视。 金属板覆膜技术的诞生,是金属罐生产的革命性进步。随着它的广泛应用, 传统金属罐生产工艺和技术将得到颠覆,生产率、生产成本、清洁卫生、环境保 护等各个方面也都将前进一大步。 一、覆膜板的特点 覆膜板是比传统印涂马口铁更具优良的耐深冲、耐磨、耐腐蚀和装饰性等特 点的一种兼有高分子树脂薄膜和金属板材双重特点的金属材料。这一特点决定了 覆膜板可以使用冷轧板作为基材,快速与套印精确的印刷薄膜覆合,因此,覆膜 板大大降低了材料成本。 1、覆膜板具有优良的性能 (1)覆膜板的耐腐蚀、抗锈蚀等特性,是涂料板不能比拟的。因为是塑料 薄膜的复合板,所以涂料板存在耐腐蚀性和附着力的矛盾,对于覆膜板而言就是 轻易解决了,这对番茄罐、二片罐等食品罐来说,覆膜板是理想的材料。 (2)覆膜板外观光洁、爽滑、装饰性好、手感好。 (3)覆膜板化学稳定性好、耐候性能、耐老化,可以适应恶劣的环境而不 会发生脱落和锈蚀。 (4)覆膜板加工性能优良,具有耐深冲、耐磨,在加工中不易破损。由于 其表面爽滑,有润滑作用,在金属罐的加工中更易成形。 2、覆膜板材料成本更低 (1)由于覆膜板是一种兼有塑料薄膜和金属板材双重特点的金属材料,因 此,一般情况下,不必用马口铁作为基材去生产覆膜板。采用冷轧板覆膜,其成 本优势是显而易见的。 (2)覆膜板的生产是卷板连续高速的生产流水线,与传统的印铁工艺相比, 生产速度快 3 倍。 (3)覆膜板的生产工艺,由于印刷塑料膜和覆膜均可一次完成,因此与传 统印铁工艺相比,具有能耗低、速度快、用料少的特点。 (4)金属板覆膜设备操作简单、维护方便。传统的马口铁印刷和涂装全靠 技术操作人员的经验控制各道工艺,而覆膜板生产工艺和设备简单,生产全过程 都有自动控制,操作维修方便,不需特别专业培训就能掌握生产和维护技术。 (5)与传统的马口铁印刷涂装相比,设备更少,投资更小,占地面积更小, 使用工人更少。从而节省了大量的设备投资和人力成本。 3、环保、节能和卫生 (1)覆膜板的生产是无溶剂和废气排出的,也不需要涂料烘干,对环境的 污染更少,对能源的节约也是非常明显的。 (2)由于覆膜板不采用化学涂料和油墨,而是采用塑料薄膜进行热覆合, 所以覆膜板不含对人体有害的各种化学物质。不使用粘着剂、溶剂,确保了人体 健康、安全。解决了环境激素、挥发性有机化合物的问题。 (3)不含酞酸、苯二甲酸酯类等有害物质,能以再生资源充分使用。在制 造时减少二氧化碳的产生,资源再生时不产生二恶因。废覆膜铁罐作为铁资源再 利用,回收率 100%,膜与铁一起回收再利用处理时,因加热,膜燃烧变成了水 和 CO2 ,这一部分转化为天然气,作为铁加热时的动力能源来利用。废膜也可 作为再生而利用。 二、金属板覆膜工艺 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广泛,有镀锡薄钢板、镀铬薄 钢板、冷轧薄钢板、铝板、不锈钢板、铜板等。 (2)覆合薄膜 根据不同的使用要求,覆合薄膜的材料也非常广泛,有 PP、 PE、PET、尼龙、布、镭射膜、和纸等。 一般采用 PP 膜用于罐体内侧,膜的颜色有透明和白色等。因为采用 PP 白膜, 已经通过了美国 FDA 的鉴定标准:TFS/PP、130℃/60 分, 专用于食品罐的内壁。 为了满足制罐要求,目前加工中多采用的聚丙烯薄膜,其伸缩性和耐热性都 经过严格设计检测,具有很强的抗破坏性能。基于对安全的首要考虑选用不含添 加剂的可塑剂,它不含Bis-phenol A(罐内涂料含有的双酚类物质)和 Phthal ic acid ester(塑料可塑剂含有的邻苯二酸甲酯类), 以上两者均为国际公认危 害生殖功能的环境激素。并且聚丙烯燃烧只生成水和CO,不产生二恶英(严重 危害皮肤和肝脏的物质),基于上述特点,产品回收后可以直接再生利用。 2、金属板覆膜工艺 金属板覆膜方法,就是把金属薄板先经过表面预处理后,在覆合机上与塑料 薄膜进行热压覆合而成。如图 4-40 为覆膜板生产工艺过程图。 图 4-40 覆膜板生产工艺过程图 1-金属板表面处理;2-金属板输送;3-覆合膜印刷;4-覆合膜输送;5-上膜加压; 6-下膜加压;7-热覆合;8-废膜修剪;9-覆合质量监测;10-废膜回收;11-覆合 板卷收 (1)金属板表面处理 为了覆合薄膜与金属板复合牢固,必须先对金属板表 面进行预处理,即除去表面的油污和杂物。对于马口铁,由于表面比较清洁,一 般采用吸尘的方法即可处理干净。 (2)金属板的输送 金属板在表面处理前,要把卷板展开,表面处理完后, 要将金属板送入覆合设备中进行覆合。这些工作都是用输送装置来完成的。 (3)覆合膜的印刷 覆合膜可以根据用户的需要,预先进行印刷,塑料薄膜 的印刷当前已经是非常成熟的工艺,可以印出多种色彩的图案。印刷好的薄膜卷 成卷,便于使用。 (4)热覆合 将塑料覆合膜与金属板同时送入上下覆合辊中间,上下辊在热 覆合装置的加热系统供热下,产生 250℃的高温,使塑料薄膜在上下辊的压力和 高温的作用下,热熔在一起。 (5)覆膜质量监测 在覆合结束后,立即进行质量监测,自动检查覆合板表 面有无起泡、分离、变色等问题,如有问题,立即反馈并自动调节各参数以改进 质量。 (6)废膜修剪 将覆膜后周边的废膜进行裁剪,并直接把废膜送入废膜回收 装置中。 (7)覆膜板收卷 将修剪后的覆膜板进行整理或收卷,以便送入下道制罐工 序中。 3、覆膜板生产设备 覆膜板的生产过程,采用全自动覆膜设备一次完成,生产效率高,质量好。 如图 4-41 为我国第一条全自动覆膜板生产线 覆膜板生产线 覆膜板生产设备的工作原理如图 4-42 所示。 图 4-42 覆膜设备工作原理简图 先将金属板送入金属基板加热装置中进行加热到 250℃高温,然后立即与覆 合薄膜一起送入上下压合辊中,利用上下辊的压力,使塑料膜热熔到金属基板上, 牢固地融合在一起。热熔结束后再进行废膜修剪,即成为覆膜板成品。 该覆膜设备生产速度可达 40m/min。电力消耗 2000kW/day;燃气消耗 63m3/ day。生产线、用覆膜板生产金属罐 (1)工艺过程 采用覆膜板生产金属罐,一般常用以下三种工艺过程: ①钢板→PP 膜→覆膜钢板→UV 印刷→覆膜铁罐 ②钢板→胶印→PET 膜→覆膜钢板→覆膜铁罐 ③钢板→胶印→PET 膜→覆膜钢板→胶印→覆膜铁罐 (2)焊缝补膜 由于覆膜板表面的塑料薄膜是不利于罐身焊接的,所以通常 在覆膜时都会在金属罐罐身板材上进行焊缝留空。 金属罐的罐身通常采用焊接方法,焊接后的金属露出部分必须进行覆膜补涂。 如图 4-43 为金属罐焊缝补膜原理图。无粘着剂覆膜技术的运用,即利用与覆膜 同材质的聚丙烯树脂修补焊接部分,使金属露出部分的覆膜和溶融修补同时完成。 充分发挥了聚丙烯膜加热融着的特性,形成了真空的袋状效果,内容物完全不会 泄漏。由于在制罐过程中不使用粘着剂和润滑剂,因此可避免附加材料导致的耐 内容物性、残留溶剂、可塑剂等溶出的危险。且不会产生涂装补涂过程中发生的 诸如耐内容物性差、粘着力弱、气泡混入等问题。 图 4-43 金属罐焊缝补膜 也可以采用胶带补涂或粉末补涂,即使用和覆膜成分相同的树脂胶带或粉末, 钢板覆合 PP 白膜,在制罐补涂时需用白色 PP 粉末。 我国自主研发的焊缝自动覆膜装置,安装于缝焊机的后部,通过特殊工艺,使罐 身缝焊后立即进行自动补膜,有效地解决了焊缝的补涂质量问题。 5、覆膜板质量控制 覆膜板的质量检验,一般采用 JISK6854-1 粘着剂强度剥离实验;蒸馏实验 法;第棋盘法;覆膜工业原创的热化确认法等检测方法。 (1)外观质量检测 使用覆膜板开始的目的只是为了装饰,所以外观不发生 变化是其重要的要求。 对其外观的质量变化进行观察实验以 ISO0877 为标准,选择 EMMAQUA-NTW(屋 外集光促进暴露实验),实验照射能源进行到表面出现纤维化和微纤维化为止。 观察表面的光泽度、明度和色差的变化情况。 ①光泽度 光泽没有变化,镜面状态保持在 86%。 ②明度 明度没有变化,通过印刷后复合化技术稳定性也没有被损坏。 ③色差 在色差△E2 以内表示高耐候性。已知的 PMMA 膜具有高耐久性,与氟 系塑料薄膜具有相同的高耐候性。 (2)物理耐久性检验 采用物理强度的变化测试,在高温环境下(85℃)90 日之间促进其退化,测定拉伸强度、伸长率的残存率。表 4-6 为覆合膜的物理的 强度。 表 4-6 常用覆合膜耐久物理强度值比较 试验项目 拉伸强度残存率(%) 伸长残存率(%) PP 覆合膜 ≥90 ≥90 PVDF 覆合膜 ≥97 ≥98 (3)覆合膜的物理性 覆合膜应进行折射率、耐热性等物理性能检测,要求 覆合膜应具有一定的光学及耐热物理性能。表 4-7 为覆合膜物理性能要求。 表 4-7 覆合膜物理性能要求 检测项目 比重 折射率 复折率 光线透过率 拉伸强度(MPa) PP 膜 1.1 1.5 0.3 93 45 PMMA 膜 1.1 1.5 1 93 40 PC 膜 1.2 1.5 0.3 90 80 常温伸长率(%) 50 140 140 高温伸长率(%) 220 - - 铅笔硬度 F 3B 2B 加热伸长率(%) ≤1.5 ≥10 ≤0.1 (4)覆合膜的化学性能 表 4-8 为覆合膜的化学性能测试要求。 表 4-8 覆合膜化学性能要求 试验项目 耐药品性 耐溶剂性 10% NaOH 10% HCl 汽油 中性清洗剂 可塑剂 沙拉油 MEK 甲苯 丙酮 IPA PP 膜 ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ ○ ○ ○ PMMA 膜 ○ ○ ○ ○ × ○ × × × △ PC 膜 × ○ △ ○ × △ × × × × 注:表中“○”表示性能优良;“△”表示性能一般;“×”表示性能较差。 三、覆膜板的应用 目前覆膜板已在各行业取得了广泛的应用,尤其在日本,应用最为广泛。 1、食品罐 在食品金属罐方面的应用主要有:食品罐、饮料罐、四旋盖、糖果罐、茶叶 罐、易开盖等。 2、化工罐 在化工罐方面的应用主要有:化工罐、油漆罐、涂料罐、二片气雾罐及各种 顶底盖等。特别是留空覆膜加工技术,可适用于各种三片罐的制罐。 3、装饰罐、礼品罐 在装饰罐方面的应用主要有:便携烟灰盒、礼品盒、文具盒、首饰盒、烟盒、 酒盒等等。 4、其他行业的应用 在其他行业的应用主要有:建筑板材、墙壁、吊顶、防盗门、地板、遮阳棚 等等。

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