CN108435516B - 一种铝合金有色涂漆罐盖卷材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，涉及铝合金制品领域，一方面，其对涂敷辊在挂胶后的硬度，以及磨削后的表面粗糙度进行了严格限定，使涂敷过程更加均匀充分，使涂敷后的基材表面流平较好，减少产品色差，对膜重能够更好的控制。另一方面，其采用5～20μm的滤芯对涂料进行过滤，能够对涂料中的杂质更好的清除，较好地避免了涂敷后出现杂质缺陷。该制备方法的工艺简单，生产效率高，利于大规模工业生产。同时，其产品表面涂漆质量好，无色差，能够满足目前食品、饮料包装行业对罐盖材料的技术要求。一种铝合金有色涂漆罐盖卷材，其表面涂漆质量好，无色差和异物缺陷，能够满足目前食品、饮料包装行业对罐盖材料的技术要求。

Description

一种铝合金有色涂漆罐盖卷材及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金制品领域，具体而言，涉及一种铝合金有色涂漆罐盖卷材及其制备方法。
背景技术
目前，在饮料、食品等铝合金包装行业中，铝合金涂漆罐盖产品得到了广泛应用。铝合金涂漆罐盖具有体轻、耐腐蚀、热传导性好、无毒无味、可回收等优点，市场需求量极大。
现有技术中，对于铝合金涂漆罐盖的生产方式主要分为卷涂和片涂。卷涂主要生产外涂无色透明涂漆产品，生产速度较快。相比之下，片涂的生产速度较慢，但生产过程相对容易控制，可以生产外涂金黄等有色涂漆产品。随着包装行业发展，对材料的外观效果等要求越来越多，外涂有色涂漆罐盖材料需求增加。片涂的生产效率难以跟上需求量的增长，而卷涂方式生产虽然生产速度快，但产品表面存在较严重的色差和异物缺陷，难以克服。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，其工艺简单，生产效率高，利于大规模工业生产。同时，其产品表面涂漆质量好，无色差。
本发明的另一目的在于提供一种铝合金有色涂漆罐盖卷材，其由上述制备方法制备得到，其表面涂漆质量好，无色差和异物缺陷。
本发明的实施例是这样实现的：
一种铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，其包括：
采用逆向辊涂的方式，将涂料涂敷于经过预处理的基材上；其中，涂敷辊的邵氏硬度为50～55，表面粗糙度为3.0～5.5；涂料经过5～20μm的滤芯过滤处理。
一种铝合金有色涂漆罐盖卷材，其由上述铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法制备得到。
本发明实施例的有益效果是：
本发明实施例提供了一种铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，一方面，其对涂敷辊在挂胶后的硬度，以及磨削后的表面粗糙度进行了严格限定，使涂敷过程更加均匀充分，使涂敷后的基材表面流平较好，减少产品色差，对膜重能够更好的控制。另一方面，其采用5～20μm的滤芯对涂料进行过滤，能够对涂料中的杂质更好的清除，较好地避免了涂敷后出现杂质缺陷。该制备方法的工艺简单，生产效率高，利于大规模工业生产。同时，其产品表面涂漆质量好，无色差，能够满足目前食品、饮料包装行业对罐盖材料的技术要求。
本发明实施例提供了一种铝合金有色涂漆罐盖卷材，其表面涂漆质量好，无色差和异物缺陷，能够满足目前食品、饮料包装行业对罐盖材料的技术要求。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种铝合金有色涂漆罐盖卷材及其制备方法进行具体说明。
本发明实施例提供了一种铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，其包括：
采用逆向辊涂的方式，将涂料涂敷于经过预处理的基材上；其中，涂敷辊的邵氏硬度为50～55，表面粗糙度为3.0～5.5；涂料经过5～20μm的滤芯过滤处理。
铝在自然条件下表面会形成一层氧化膜，但这种膜非常薄，易破损，尤其是在酸性或碱性条件下会迅速溶解，极大地降低其抗腐蚀能力。因此铝合金罐盖的表面处理需要先对基材进行预处理，在其表面形成一层化学转化膜，然后在涂敷一层有机涂料，例如环氧酚醛树脂涂层，以达到防止腐蚀和使其美观的目的。
传统的卷涂工艺，具有加工效率高的特点，但仅适用于生产外涂无色透明涂漆产品，若用于生产有色涂漆罐盖，容易出现严重的色差和异物缺陷。发明人经过创造性劳动发现，在卷涂工艺中，对涂敷辊在挂胶后的硬度，以及磨削后的表面粗糙度的限定，可以使涂敷过程更加均匀充分，使涂敷后的基材表面流平较好，减少产品色差，对膜重能够更好的控制。进一步地，采用5～20μm的滤芯对涂料进行过滤，则能够对涂料中的杂质更好的清除，较好地避免了涂敷后出现杂质缺陷。
在进行涂敷作业时，涂料的上机温度为18～28℃，涂敷辊的辊速为100～110m/min，压力为130～180kg。可选地，对基材的涂敷包括分别对其外表面(制成铝合金罐后，位于铝合金罐外)以及内表面(制成铝合金罐后，位于铝合金罐内)的涂敷。由于涂敷厚度以及采用的涂料粘度的差异，二者在涂敷参数上存在着细微差异，主要表现在为涂敷辊输送涂料的粘料辊的辊速和压力上。
对于基材内表面来说，采用粘度为35～45s的涂料，在涂敷过程中，粘料辊的辊速为20～25m/min，压力为130～180kg，最终得到的基材内表面的涂膜厚度为8～14gsm。而对于基材外表面来说，采用粘度为20～28s的涂料，在涂敷过程中，粘料辊的辊速为17～27m/min，压力为260～360kg，最终得到的基材外表面的涂膜厚度为3～5gsm。
在涂敷过程中，采用红外线在线干膜膜重检测与采样硫酸除膜法相结合来对涂膜厚度进行监控。并且，在正式生产前先进行试涂，对试涂样板进行在线膜重检测和线下化验室除膜检测，以实验室除膜结果对在线膜重仪进行校准。
可选地，基材的厚度为0.200～0.290mm。对基材的预处理依次包括碱洗、第一次水洗、钝化以及第二次水洗。碱洗用于去除基材表面的氧化膜，碱洗采用常用的碱试剂进行，例如氢氧化钠、氢氧化钾等，碱洗可以在碱洗槽内进行，碱洗过程中，保持槽液的游离碱浓度为0.06～0.1M，碱洗温度控制在45～60℃，常压下进行即可。第一次水洗可以除去碱洗后基材表面残留碱和其它杂质离子，第一次水洗后，基材电导率小于50μs/cm。第一次水洗结束后，对基材表面进行钝化，在基材表面形成一层化学转化膜，钝化工艺可以采用三价铬、六价铬、无铬工艺进行，钝化温度为35～55℃，纯化完成后，钝化膜层单位面积的铬元素含量需达到10～20mg/m2。随后，用第二次水洗除去钝化后基材表面残留的杂质离子，使基材电导率小于100μs/cm。
本发明实施例所提供了一种铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，还包括：
在涂敷完成后，对涂敷于的基材表面的涂料进行高温固化，固化过程中基材实际承受温度为232～254℃，固化时间为22～32s。可选地，固化过程在固化炉中进行，固化炉分为4个温区，总长度40m，4个温区的烘烤温度分别设定为130℃、250℃、280℃和260℃，让涂敷后的基材一次通过上述4个温区，更好地将涂料内的溶剂挥发、使涂料的固化。建立良好的炉温曲线可以保证涂漆后产品的各项性能指标达到要求，每月可通过炉温校准设备对炉温进行校准，来保持炉温的稳定。
本发明实施例所提供了一种铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，还包括：
在固化后的涂料的表面进行涂蜡，涂蜡量为50～130mg/m2。若使用免涂蜡涂漆产品，生产过程中不需要在进行涂蜡。
铝合金有色涂漆盖料卷材，在生产过程中及下卷后均需对表面质量进行检查，并取样进行蒸煮和附着力实验：分别放置于水、2％柠檬酸溶液、0.5％硫化钠溶液中，在121℃下蒸煮30min后，无泛白、失光、起泡、脱落的现象。
本发明实施例还提供了一种铝合金有色涂漆罐盖卷材，其由上述铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法制备得到。
可选地，该铝合金有色涂漆罐盖卷材的基材厚度为0.200～0.290mm，其内表面具有8～14gsm后的涂膜，内表面具有3～5gsm后的涂膜。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，其包括：
S1.采用厚度为0.290mm的基材，对基材进行预处理，预处理依次包括碱洗、第一次水洗、钝化以及第二次水洗。预处理完成后，基材表面钝化膜层单位面积的铬元素含量达到19.6mg/m2。基材电导率为84μs/cm。
S2.采用逆向辊涂的方式，将涂料涂敷于经过预处理的基材上。并在涂敷过程中，采用红外线在线干膜膜重检测与采样硫酸除膜法相结合来对涂膜厚度进行监控。
其中，涂敷辊的邵氏硬度为50，表面粗糙度为3.0；涂料经过10μm的滤芯过滤处理。
涂敷内表面时，涂料粘度为37s，涂料的上机温度为20℃，涂敷辊的辊速为100m/min，压力为130kg。粘料辊的辊速为20m/min，压力为130kg，最终得到的基材内表面的涂膜厚度为8gsm。
涂敷外表面时，涂料粘度为26s，涂料的上机温度为20℃，涂敷辊的辊速为100m/min，压力为130kg。粘料辊的辊速为17m/min，压力为260kg，最终得到的基材外表面的涂膜厚度为3gsm。
S3.在涂敷完成后，对涂敷于的基材表面的涂料进行高温固化，固化过程中基材实际承受温度为235℃，固化时间为32s。
S4.在固化后的涂料的表面进行涂蜡，涂蜡量为60mg/m2。
S5.取样进行蒸煮和附着力实验：将样品分别放置于水、2％柠檬酸溶液、0.5％硫化钠溶液中，在121℃下蒸煮30min后观察，无泛白、失光、起泡、脱落的现象。
实施例2
本实施例提供一种铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，其包括：
S1.采用厚度为0.250mm的基材，对基材进行预处理，预处理依次包括碱洗、第一次水洗、钝化以及第二次水洗。预处理完成后，基材表面钝化膜层单位面积的铬元素含量达到13.2mg/m2。基材电导率为65μs/cm。
S2.采用逆向辊涂的方式，将涂料涂敷于经过预处理的基材上。并在涂敷过程中，采用红外线在线干膜膜重检测与采样硫酸除膜法相结合来对涂膜厚度进行监控。
其中，涂敷辊的邵氏硬度为55，表面粗糙度为5.5；涂料经过15μm的滤芯过滤处理。
涂敷内表面时，涂料粘度为45s，涂料的上机温度为28℃，涂敷辊的辊速为110m/min，压力为180kg。粘料辊的辊速为25m/min，压力为180kg，最终得到的基材内表面的涂膜厚度为14gsm。
涂敷外表面时，涂料粘度为28s，涂料的上机温度为28℃，涂敷辊的辊速为110m/min，压力为180kg。粘料辊的辊速为27m/min，压力为360kg，最终得到的基材外表面的涂膜厚度为5gsm。
S3.在涂敷完成后，对涂敷于的基材表面的涂料进行高温固化，固化过程中基材实际承受温度为254℃，固化时间为22s。
S4.在固化后的涂料的表面进行涂蜡，涂蜡量为130mg/m2。
S5.取样进行蒸煮和附着力实验：将样品分别放置于水、2％柠檬酸溶液、0.5％硫化钠溶液中，在121℃下蒸煮30min后观察，无泛白、失光、起泡、脱落的现象。
实施例3
本实施例提供一种铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，其包括：
S1.采用厚度为0.200mm的基材，对基材进行预处理，预处理依次包括碱洗、第一次水洗、钝化以及第二次水洗。预处理完成后，基材表面钝化膜层单位面积的铬元素含量达到11.8mg/m2。基材电导率为37μs/cm。
S2.采用逆向辊涂的方式，将涂料涂敷于经过预处理的基材上。并在涂敷过程中，采用红外线在线干膜膜重检测与采样硫酸除膜法相结合来对涂膜厚度进行监控。
其中，涂敷辊的邵氏硬度为50，表面粗糙度为4.0；涂料经过10μm的滤芯过滤处理。
涂敷内表面时，涂料粘度为41s，涂料的上机温度为23℃，涂敷辊的辊速为100m/min，压力为150kg。粘料辊的辊速为22m/min，压力为150kg，最终得到的基材内表面的涂膜厚度为12gsm。
涂敷外表面时，涂料粘度为20s，涂料的上机温度为23℃，涂敷辊的辊速为100m/min，压力为150kg。粘料辊的辊速为24m/min，压力为300kg，最终得到的基材外表面的涂膜厚度为5gsm。
S3.在涂敷完成后，对涂敷于的基材表面的涂料进行高温固化，固化过程中基材实际承受温度为245℃，固化时间为28s。
S4.取样进行蒸煮和附着力实验：将样品分别放置于水、2％柠檬酸溶液、0.5％硫化钠溶液中，在121℃下蒸煮30min后观察，无泛白、失光、起泡、脱落的现象。
综上所述，本发明实施例提供了一种铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，一方面，其对涂敷辊在挂胶后的硬度，以及磨削后的表面粗糙度进行了严格限定，使涂敷过程更加均匀充分，使涂敷后的基材表面流平较好，减少产品色差，对膜重能够更好的控制。另一方面，其采用5～20μm的滤芯对涂料进行过滤，能够对涂料中的杂质更好的清除，较好地避免了涂敷后出现杂质缺陷。该制备方法的工艺简单，生产效率高，利于大规模工业生产。同时，其产品表面涂漆质量好，无色差，能够满足目前食品、饮料包装行业对罐盖材料的技术要求。
本发明实施例提供了一种铝合金有色涂漆罐盖卷材，其表面涂漆质量好，无色差和异物缺陷，能够满足目前食品、饮料包装行业对罐盖材料的技术要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，其特征在于，包括：
采用逆向辊涂的方式，将涂料涂敷于经过预处理的基材上；其中，涂敷辊的邵氏硬度为50~55，表面粗糙度为3.0~5.5；所述涂料经过5~20 μm的滤芯过滤处理；
所述涂料的上机温度为18~28℃，所述涂敷辊的辊速为100~110 m/min，压力为130~180kg。
2.根据权利要求1所述的铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，其特征在于，在对所述基材的内表面的涂敷过程中，为所述涂敷辊输送所述涂料的粘料辊的辊速为20~25 m/min，压力为130~180 kg，采用的所述涂料粘度为35~45 s，所述基材的内表面的涂膜厚度为8~14gsm。
3.根据权利要求1所述的铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，其特征在于，在对所述基材的外表面的涂敷过程中，为所述涂敷辊输送所述涂料的粘料辊的辊速为17~27 m/min，压力为260~360 kg，采用的所述涂料粘度为20~28 s，所述基材的外表面的涂膜厚度为3~5gsm。
4.根据权利要求1~3任一项所述的铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，其特征在于，在涂敷过程中，采用红外线在线干膜膜重检测与采样硫酸除膜法相结合来对涂膜厚度进行监控。
5.根据权利要求1所述的铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，其特征在于，还包括：涂敷完成后，对涂敷于所述基材的表面的所述涂料进行高温固化，固化过程中所述基材实际承受温度为232~254℃，固化时间为22~32 s。
6.根据权利要求5所述的铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，其特征在于，还包括：在固化后的所述涂料的表面进行涂蜡，涂蜡量为50~130 mg/m2。
7.根据权利要求1所述的铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，其特征在于，所述基材的厚度为0.200~0.290 mm。
8.根据权利要求7所述的铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法，其特征在于，对所述基材的预处理依次包括碱洗、第一次水洗、钝化以及第二次水洗。
9.一种铝合金有色涂漆罐盖卷材，其特征在于，由权利要求1~8任一项所述的铝合金有色涂漆罐盖卷材的制备方法制备得到。
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