覆膜鐵

金屬板覆膜技術是把塑膠膜和金屬板通過高溫熱壓，將膜貼在金屬板上的加工技術。覆膜技術在1977年誕生於日本，最初用於制罐，可代替內塗、外塗技術，到現在為止已發展到了建材內裝、家電外殼、船舶內裝等多種領域。

基本介紹

• 中文名：覆膜鐵
• 套用：制罐行業
• 特點：耐深沖、耐磨、耐腐蝕
• 成本：更低

工藝介紹

覆膜加工由於不使用粘著劑、溶劑，所以不含甲醛，且塑膠膜可經過美化裝飾、抗菌、防染等處理，確保了人體的安全性和健康、同時又起到了環保的作用。 套用於制罐行業的覆膜板，俗稱為覆膜鐵（Laminated Steel），是採用PET，PC，PE或PP薄膜與金屬板材（鍍鋅板，冷軋板，鋁板，不鏽鋼板）進行覆合而成。傳統的金屬罐內側都必須經過塗裝加工，而塗裝方法所含有的物質，對人體和環境都會產生有害影響，尤其是食用罐頭, 現在的處理方法是在罐的內壁採用樹脂進行塗裝。但是，因這種塗裝工藝所使用的塗料里含有環境激素的有害物質―雙酚A類（Bis-phenol A）物質，是一種國際公認的環境激素，而且可能出現溶出的問題, 一旦溶出超標，會對人體產生不良影響。且這個問題導致的嚴重後果已經引起國內外的重視。 金屬板覆膜技術的誕生，是金屬罐生產的革命性進步。隨著它的廣泛套用，傳統金屬罐生產工藝和技術將得到顛覆，生產率、生產成本、清潔衛生、環境保護等各個方面也都將前進一大步。

特點

覆膜板是比傳統印塗馬口鐵更具優良的耐深沖、耐磨、耐腐蝕和裝飾性等特點的一種兼有高分子樹脂薄膜和金屬板材雙重特點的金屬材料。這一特點決定了覆膜板可以使用冷軋板作為基材，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

性能

（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。不過在切口方面還需做防鏽處理。

材料成本

（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。（6）用作裝飾板材安裝更為方便，減少了勞作時間，從而降低人工成本。

優點

（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。

金屬板工藝

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、PVC、VCM、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。

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，在覆合機上與彩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彩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）金屬板的輸送在表面處理前，要把卷板展開，表面經過鈍化處理完後，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）彩膜的印刷可以根據用戶的需要，預先進行印刷，彩膜的印刷當前已經是非常成熟的工藝，可以印出多種色彩配合多種紋路圖案。印刷好的薄膜捲成卷，便於使用。 （4）熱覆合將彩膜與金屬板同時送入上下覆合輥中間，原基板在烘箱中加熱到約250℃的高溫（不同的工藝針對不同的溫度），使彩膜在上下輥的壓力和高溫的作用下與板材貼覆在一起。 （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、貼覆不牢等問題，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，以便送入下道工序中。

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，然後立即與彩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。

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。

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

（3）覆合膜的物理性覆合膜應進行折射率、耐熱性等物理性能檢測，要求覆合膜應具有一定的光學及耐熱物理性能。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

（4）覆合膜的化學性能表4-8為覆合膜的化學性能測試要求。 表4-8 覆合膜化學性能要求

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	△; ○; ○; ○	×; ×; ×; △	×; ×; ×; ×

註：表中“○”表示性能優良；“△”表示性能一般；“×”表示性能較差。

套用

目前覆膜板已在各行業取得了廣泛的套用，尤其在日本，套用最為廣泛。 1、食品罐 在食品金屬罐方面的套用主要有：食品罐、飲料罐、四旋蓋、糖果罐、茶葉罐、易開蓋等。 2、化工罐 在化工罐方面的套用主要有：化工罐、油漆罐、塗料罐、二片氣霧罐及各種頂底蓋等。特別是留空覆膜加工技術，可適用於各種三片罐的制罐。 3、裝飾罐、禮品罐 在裝飾罐方面的套用主要有：便攜菸灰盒、禮品盒、文具盒、首飾盒、煙盒、酒盒等等。 4、其他行業的套用 在其他行業的套用主要有：建築板材、牆壁、隔斷、吊頂、防盜門、地板、遮陽棚等等。

分類

高溫熔融覆膜鐵 和低溫粘合覆膜鐵。二者區別：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