CN105881984B - 一种三片式金属材质易拉罐罐身的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种三片式金属材质易拉罐罐身的生产工艺，所述生产工艺具体包括以下步骤：涂膜，预先准备好罐内漆与罐外漆，使用涂布机将准备好的罐内漆与罐外漆分别涂布于载体膜上；预烤并贴覆保护膜，将涂层与载体膜置于烤箱中进行预烤；压膜，通过辊轮压膜的方式将涂层转移至金属材质板材上；固化后制罐，通过热固化或紫外光固化将涂层固化后制罐。利用涂布机涂布罐内漆与罐外漆于膜上的方式，一方面可保证涂层厚度的均匀性，另一方面可利用涂布线上的烤箱充分有效回收涂层中的溶剂，作业安全和环境安全均可得到保证，涂层上之载体膜作为保护层，有效保护罐身所用之板材的罐内漆涂层与罐外漆涂层，防止产生交叉污染和导致可能的食品安全问题。
Description
技术领域
本发明涉及易拉罐制造技术，特别涉及一种三片式金属材质易拉罐罐身的生产工艺。
背景技术
三片罐由罐盖、罐身、罐底三部分组成，故简称三片罐。三片式金属材质易拉罐作为包装领域的后起之秀，凭借其节能环保易回收、优越的力学性能、良好的包装性能、较低的制造成本等优势特点，已广泛应用于饮料和啤酒的金属包装领域，如王老吉、青岛啤酒等品牌用户均使用三片式铁制易拉罐作为其罐装产品的包装材料。
目前三片式金属材质易拉罐主要通过罐盖、罐身、罐底三片之间的铆合焊接而封罐成型，生产工艺流程主要如下：选取铁料-滚涂印刷-烘烤-剪板-焊接-内外补涂-烘烤-缩颈-翻边-封口-检罐-集罐-打包-入库。
特别的，针对罐身的生产，分别包含罐内漆与罐外漆(白可丁、油墨和光油)在金属材质板材上的滚涂印刷、烘烤固化及剪板步骤，主要采取罐内漆与罐外漆(白可丁、油墨和光油)分别滚涂印刷及分别烘烤固化的方式，烘烤固化结束后将板材叠放于板材架上，使用前按照标准易拉罐罐身之规格尺寸对板材进行裁剪制作，从而得到尺寸合适的罐身板材后，再与符合规格要求之罐盖、罐底进行后续之封罐步骤。
然而，由于罐身所滚涂印刷的罐内漆与罐外漆(白可丁、油墨和光油)均为含有大量有机溶剂的混合物，滚涂印刷过程中、烘烤固化过程中均会释放出大量的有机溶剂，此点对作业空间及环境安全均产生威胁。同时，滚涂印刷及烘烤固化后的板材采取叠放于板材架的方式，将会使得罐身所用之板材的罐内漆涂层与罐外漆涂层(白可丁、油墨和光油)在热固化前和热固化后都有机会长时间接触，由于罐内涂层漆最终将接触罐内之食品或饮品，显然，我们对于罐内漆将会有更严苛的要求；而叠放时长时间接触的过程中，若罐外漆涂层中(白可丁、油墨和光油)有未固化完全的小分子物质存在，则可能会导致罐内漆涂层被污染，从而污染罐内饮品及食品，最终可能产生食品安全问题。
现有技术主要存在两方面的不足：
1.滚涂印刷过程中、烘烤固化过程中，会产生大量的有机溶剂，对作业空间及环境安全均产生威胁。
2.滚涂印刷罐内漆与罐外漆(白可丁、油墨和光油)的板材采取叠放的方式，由于小分子物质会产生迁移，若热固化不完全，则罐内漆与罐外漆(白可丁、油墨和光油)极有可能产生交叉污染，最终导致食品安全问题。
本发明通过一系列技术的综合运用，可有效解决上述问题。
发明内容
本发明通过涂膜、压膜转移的方式，将罐内漆和罐外漆分别转移至金属材质板材的两面，并在罐内漆涂层和罐外漆涂层表面分别保留一层PET保护膜，使得板材叠放于板架上时可得到有效的保护而不产生交叉污染，直至剪板制作前才需将保护膜揭去。特别地，原有的热固化方式也可更改为紫外光固化的方式。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种三片式金属材质易拉罐罐身的生产工艺，所述生产工艺具体包括以下步骤：
步骤1：涂膜，预先准备好罐内漆与罐外漆，使用涂布机将准备好的罐内漆与罐外漆分别涂布于载体膜上；
步骤2：预烤并贴覆保护膜，将涂层与载体膜置于烤箱中进行预烤；
步骤3：压膜，通过辊轮压膜的方式将涂层转移至金属材质板材上；
步骤4：固化后制罐，通过热固化或紫外光固化将涂层固化后制罐。
进一步的，所述步骤1具体为：所述罐外漆包括：白可丁、油墨和光油，使用涂布机将提前准备好的罐内漆与白可丁、油墨和光油分别预涂于一层载体膜上。
进一步的，所述步骤2具体为：将涂层与载体膜置于烤箱中进行预烤，烘烤出涂层中的溶剂，同时通过烤箱所连接的RTO系统对溶剂进行回收利用和处理；接下来将一层保护膜贴合于涂层表面，得到上下都受到保护的复合膜，各种复合膜的中间层分别为罐内漆、白可丁、油墨、光油。
进一步的，所述步骤3具体为：先揭去复合膜的上层保护膜，然后采用辊轮压膜的方式，将复合膜的罐内漆涂层转移至金属材质板材的一面上，此时仍需保留罐内漆涂层原有之载体膜；然后将复合膜的罐外漆涂层的白可丁转移至金属材质板材的另一面上并揭去表面的载体膜，揭去白可丁涂层表面的载体膜后，将复合膜的油墨涂层转移至白可丁涂层表面并揭去表面的载体膜，光油涂层转移至油墨涂层表面，保留光油涂层表面的载体膜。
进一步的，所述步骤4具体为：当罐外漆涂层和罐内漆涂层均分别采取压膜转移的方式贴合至金属材质板材上后，进行热固化的方式进行固化，在开始进行焊接铆合封罐之前，先揭去涂层外的保护膜，对罐身板材使用激光灼烧的方式，去除边缘部分而保留所需要的部分，然后根据标准易拉罐的规格尺寸剪板得到尺寸合适的罐身板材，接下来立即与罐盖及罐底进行焊接铆合封罐。
进一步的，所述步骤4具体为：当罐外漆涂层和罐内漆涂层均分别采取压膜转移的方式贴合至金属材质板材上后，进行紫外光固化的方式进行固化，提前选用可剥离型UV固化树脂涂层，采用紫外光和底片曝光固化的方式进行曝光后，揭去涂层外的保护膜，在板材上留下UV固化区域，揭去未UV固化区域，然后进行剪板制作，最后进行焊接铆合封罐。
进一步的，所述载体膜和保护膜材料包括PET膜。
本发明的有益效果在于：
1.利用涂布机涂布罐内漆与罐外漆(白可丁、油墨和光油)于膜上的方式，一方面可保证涂层厚度的均匀性，另一方面可利用涂布线上的烤箱充分有效回收涂层中的溶剂，作业安全和环境安全均可得到保证，省去了滚涂印刷步骤及其所产生的溶剂挥发对作业空间及环境安全带来的不利影响。
2.涂层上之载体膜作为保护层，可分别有效保护罐身所用之板材的罐内漆涂层与罐外漆涂层，防止产生交叉污染和导致可能的食品安全问题。
附图说明
图1为现有技术示意图；
图2为本发明之技术示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
如图1所示，现有的三片式金属材质易拉罐罐身材料示意图，制备好以后采取叠放于板材架的方式，将会使得罐身所用之板材的罐内漆涂层与罐外漆涂层(白可丁、油墨和光油)在热固化前和热固化后都有机会长时间接触。而叠放时长时间接触的过程中，若罐外漆涂层中(白可丁、油墨和光油)有未固化完全的小分子物质存在，则可能会导致罐内漆涂层被污染，从而污染罐内饮品及食品，最终可能产生食品安全问题。
如图2所示，本发明的三片式金属材质易拉罐罐身的材料，采用一种三片式金属材质易拉罐罐身的生产工艺，所述工艺具体包括以下步骤：
步骤1：涂膜，预先准备好罐内漆与罐外漆，所述罐外漆包括：白可丁、油墨和光油，使用涂布机将提前准备好的罐内漆与白可丁、油墨和光油分别预涂于一层载体膜PET上，其中罐内漆的涂膜厚度约为10～12um，白可丁的涂膜厚度约为10～12um，油墨的涂膜厚度约为10～12um，光油的涂膜厚度约为8～10um。
步骤2：预烤并贴覆保护膜，将涂层与载体膜置于烤箱中进行预烤，在一定温度下(罐内漆80～100℃下预考1～5min；白可丁80℃～90℃下预考1～5min；油墨80～100℃下预考1～5min；光油80～100℃下预考1～5min)烘烤出涂层中的溶剂，同时通过烤箱所连接的RTO系统对溶剂进行回收利用和处理；接下来将一层保护膜PET膜贴合于涂层表面，得到上下都受到保护的复合膜，各种复合膜的中间层分别为罐内漆、白可丁、油墨、光油。此复合膜的涂层中基本不含有溶剂，后续固化过程中不会再释放出大量溶剂。
步骤3：压膜，使用上述复合膜前，均需先揭去上层保护膜PET膜，然后采用辊轮压膜的方式，在一定温度、压力及速度下(压膜温度100～130℃，压力1～5Kg/cm2，压膜速度1～5m/min；)，先将复合膜的罐内漆涂层转移至金属材质板材的一面上，此时仍需保留罐内漆涂层原有之载体膜PET膜作为保护层；然后将复合膜的罐外漆涂层的白可丁转移至金属材质板材的另一面上并揭去表面的载体膜，揭去白可丁涂层表面的PET保护膜后，将复合膜的油墨涂层转移至白可丁涂层表面并揭去表面的PET载体膜，光油涂层转移至油墨涂层表面，此时仍需保留光油涂层表面的PET载体膜；以分别保护金属材质板材上的上下涂层即罐内漆涂层或罐外漆涂层不受后续工艺的污染或影响。
步骤4：固化后制罐，当罐外漆涂层和罐内漆涂层均分别采取压膜转移的方式贴合至金属材质板材上后，即可进行热固化步骤(热固化温度160～200℃，固化时间5～20min)；也可分别改紫外光固化的方式进行固化。接着将完成固化的板材置于板材架上叠放，直至剪板制作罐身前即可将板材涂层上原有之载体膜揭去，因而叠放于板架上时板材的罐内漆涂层和罐外漆涂层均可得到长时间的有效保护不受污染：
(1)对于可热固化的涂层及板材：热固化完成后叠放与板架上时，在开始进行焊接铆合封罐之前，需先揭去涂层外的保护膜，对罐身板材使用激光灼烧的方式，去除边缘部分而保留所需要的部分，然后根据标准易拉罐的规格尺寸剪板得到尺寸合适的罐身板材，接下来立即与罐盖及罐底进行焊接铆合封罐。
(2)对于需紫外光固化的涂层及板材：需提前选用可剥离型UV固化树脂涂层，采用紫外光和底片曝光固化的方式进行曝光后，揭去涂层外的保护膜，在板材上留下UV固化区域，揭去未UV固化区域，然后进行剪板制作，最后进行焊接铆合封罐。
上述的加工条件仅用以说明具体的生产工艺流程，并不用以限定其具体的加工条件，加工条件以现有已知的加工条件为基础。
【实施例一】
1.仪器及设备：包括涂膜机、烤箱、膜厚计、压膜机、3M铅笔、弯曲试验机、重垂、60°光泽计、刀片、胶带。
2.原料：包括罐内漆、白可丁、油墨、光油、PET膜、不锈钢板材。
3.罐身板材的制备：
步骤1：涂膜：首先使用涂布机将提前准备好的罐内漆与罐外漆(白可丁、油墨和光油)分别预涂于一层载体膜PET上，其中罐内漆的涂膜厚度约为10um，白可丁的涂膜厚度约为12um，油墨的涂膜厚度约为10um，光油的涂膜厚度约为8um。
步骤2：预烤：将涂层与载体膜置于烤箱中进行预烤，在一定温度下(罐内漆90℃下预考2.5min；白可丁80℃下预考2.5min；油墨90℃下预考3min；光油90℃下预考3min)烘烤出涂层中的溶剂，同时通过烤箱所连接的RTO系统对溶剂进行回收利用和处理；接下来将另一层保护膜PET膜贴合于涂层表面，得到上下都受到保护的复合膜，各种复合膜的中间层分别为罐内漆、白可丁、油墨、光油。此复合膜的涂层中基本不含有溶剂，后续固化过程中不会再释放出大量溶剂。
步骤3：压膜：使用上述复合膜前，均需先揭去上层保护膜PET膜，然后采用辊轮压膜的方式，在一定温度、压力及速度下(压膜温度120℃，压力3.5Kg/cm2，压膜速度1.5m/min；)，先将复合膜的罐内漆涂层转移至不锈钢板材的一面上，此时仍需保留罐内漆涂层原有之载体膜PET膜作为保护层；然后将复合膜的罐外漆涂层的白可丁转移至不锈钢板材的另一面上并揭去表面的载体膜，揭去白可丁涂层表面的PET载体膜后，将复合膜的油墨涂层转移至白可丁涂层表面并揭去表面的PET载体膜，光油涂层转移至油墨涂层表面，此时仍需保留光油涂层表面的PET载体膜；以分别保护不锈钢板材上的上下涂层即罐内漆涂层或罐外漆涂层不受后续工艺的污染或影响。
步骤4：固化：当罐外漆涂层和罐内漆涂层均分别采取压膜转移的方式贴合至不锈钢板材上后，可进行热固化步骤(热固化温度180℃，固化时间10min)，热固化完成即得到上下涂层均受到保护的罐身板材。
制备过程：先将罐内漆以喷涂的方式喷印在不锈钢板材的一面上，厚度约为10um，于90℃下预烤2.5min，然后将罐外漆涂层的白可丁喷印上去，厚度约为12um，以80℃预烤2.5min，接着喷印油墨厚度约为10um，以90℃预烤3min，再喷印上光油，厚度约为8um，以90℃预烤3min，最后进行热固化步骤(热固化温度180℃，固化时间10min)，热固化完成即得到上下涂层均受到保护的罐身板材。
4.罐身板材的性能评估：
(1)评估指标
主要评估所制备的板材涂层的如下性能指标：铅笔硬度、附着性能。
(2)测试方法
板材及涂层性能检测按GB/T13448—2006彩色涂层钢板及钢带试验方法进行测试。测试之前需先揭去表面的PET保护膜。
(3)测试结果
| 技术指标 | 板材内层(罐内漆涂层) | 板材外层(罐外漆涂层) | 比较例 | |
| 外观 | 平整光滑 | 平整光滑 | 平整光滑 | 平整光滑 |
| 铅笔硬度 | ≧2H | 3H | 3H | 3H |
| 弯曲性 | ≧1T | 2T | 3T | 2T |
| 附着力 | 0级 | 0级 | 0级 | 0级 |
| 耐反向冲击性 | ≧9J | 9J | 9J | 9J |
| 光泽(60°) | ≧70 | 96 | 105 | 85 |
从上述结果可见，不论是罐内漆或者罐外漆，通过涂膜后压膜的方式转移至不锈钢板材表面之后：其耐刮性、弯曲性、附着性、耐反向冲击性、光泽性均可满足要求。因而，采用本发明新工艺制备易拉罐罐身板材完全可行。
Claims (4)
1.一种三片式金属材质易拉罐罐身的生产工艺，其特征在于，所述生产工艺具体包括以下步骤：
步骤1：涂膜，预先准备好罐内漆与罐外漆，使用涂布机将准备好的罐内漆与罐外漆分别涂布于载体膜上；所述罐外漆包括：白可丁、油墨和光油，使用涂布机将提前准备好的罐内漆与白可丁、油墨和光油分别预涂于一层载体膜上；
步骤2：预烤并贴覆保护膜，将涂层与载体膜置于烤箱中进行预烤；烘烤出涂层中的溶剂，同时通过烤箱所连接的蓄热式热力焚化炉(RTO系统)，对溶剂进行回收利用和处理；接下来将一层保护膜贴合于涂层表面，得到上下都受到保护的复合膜，各种复合膜的中间层分别为罐内漆、白可丁、油墨、光油；
步骤3：先揭去复合膜的上层保护膜，然后采用辊轮压膜的方式，将复合膜的罐内漆涂层转移至金属材质板材的一面上，此时仍需保留罐内漆涂层原有之载体膜；然后将复合膜的罐外漆涂层的白可丁转移至金属材质板材的另一面上并揭去表面的载体膜，揭去白可丁涂层表面的载体膜后，将复合膜的油墨涂层转移至白可丁涂层表面并揭去表面的载体膜，光油涂层转移至油墨涂层表面，保留光油涂层表面的载体膜；
步骤4：固化后制罐，通过热固化或紫外光固化将涂层固化后制罐。
2.根据权利要1所述的三片式金属材质易拉罐罐身的生产工艺，其特征在于，所述步骤4具体为：当罐外漆涂层和罐内漆涂层均分别采取压膜转移的方式贴合至金属材质板材上后，以热固化的方式进行固化，在开始进行焊接铆合封罐之前，先揭去涂层外的载体膜，对罐身板材使用激光灼烧的方式，去除边缘部分而保留所需要的部分，然后根据标准易拉罐的规格尺寸剪板得到尺寸合适的罐身板材，接下来立即与罐盖及罐底进行焊接铆合封罐。
3.根据权利要1所述的三片式金属材质易拉罐罐身的生产工艺，其特征在于，所述步骤4具体为：当罐外漆涂层和罐内漆涂层均分别采取压膜转移的方式贴合至金属材质板材上后，以紫外光固化的方式进行固化，提前选用可剥离型UV固化树脂涂层，采用紫外光和底片曝光固化的方式进行曝光后，揭去涂层外的载体膜，在板材上留下UV固化区域，揭去未UV固化区域，然后进行剪板制作，最后进行焊接铆合封罐。
4.根据权利要1所述的三片式金属材质易拉罐罐身的生产工艺，其特征在于，所述载体膜和保护膜材料包括PET膜。
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