CN112207134A - 零点零五毫米单面光铝箔的生产方法及其应用于牛奶瓶盖用箔 - Google Patents

零点零五毫米单面光铝箔的生产方法及其应用于牛奶瓶盖用箔 Download PDF

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Abstract

本发明属于铝合金材料技术领域，涉及单面光铝箔，尤其涉及一种0.05mm单面光铝箔的生产方法，包括：分三个道次对坯料进行轧制，所述坯料为合金8011、厚度0.3mm、状态H16、抗拉强度≥170MPa的铸轧料；粗轧一道次结束厚度为0.18mm，所得0.18mm粗轧产品进行1个道次的中轧，得到出口厚度为0.095mm的中间铝箔；将双合后的铝箔0.095mm×2进行一个道次精轧后，得到厚度为0.05mm×2的铝箔；以圆盘刀进行分切；分切后的铝箔进行退火处理。根据本发明所述方法制备得到的0.05mm单面光铝箔，可将其应用于液体包装用箔，特别是用作牛奶瓶盖用铝箔。采用本发明述方法生产的0.05mm单面光牛奶瓶盖铝箔，各项技术指标高于双面光产品，特别是抗拉强度、剥离强度大于普通的双面光产品，外在美观上优于普通双面光铝箔。

Description

零点零五毫米单面光铝箔的生产方法及其应用于牛奶瓶盖 用箔
技术领域
本发明属于铝合金材料技术领域，涉及单面光铝箔，尤其涉及一种零点零五毫米单面光铝箔的生产方法及其应用于牛奶瓶盖用箔。
背景技术
铝箔产品由于具有良好的阻氧、避光性，广泛应用于食品、药品等包装以提高产品的存储质保期。牛奶包装除了使用无菌包装外，也广泛采用塑料瓶装铝箔封口，既便于开启食用，也能使包材循环利用，符合“循环经济、环保生活”理念。
目前牛奶的包装采用塑料瓶+铝箔封口的包装方式，在国内外逐渐趋于流行，产量以年10％以上的速度在提增，每年约10000t。
为防止瓶盖铝箔的破损，导致内容物溢出或变质，要求用于瓶盖的铝箔具有较高的剥离强度，目前行业普遍采用的铝箔厚度为0.05mm，但由于该厚度用双合轧制比较困难，供货厂家一般提供的是双面光的单张箔。然而从美观性来考虑，用户更愿意使用双合后的单面光瓶盖铝箔。
制备超厚的单面光双合铝箔，从坯料、轧制、分切到退火等工序与其他产品的生产工艺存在较大的不同，须从坯料、轧制油、添加剂、轧辊参数、轧制参数、分切方式和退火工艺等各工序进行摸索总结出一套比较完整的科学合理的生产工艺，以便于稳定的生产出所述厚度的铝箔产品，满足标准和市场的要求。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是公开一种0.05mm单面光铝箔的生产方法。
一种0.05mm单面光铝箔的生产方法，包括如下步骤：
A.粗轧：一个道次对坯料进行轧制，粗轧一道次厚度为0.18mm，所述坯料合金为8011、厚度0.3mm、状态H16、抗拉强度≥170MPa的铸轧料；
B.中轧：所得0.18mm粗箔进行1个道次的中轧，得到出口厚度为0.095mm的中间铝箔；
C.双合：将厚度为0.095mm的铝箔进行双合；
D.精轧：将双合后的铝箔0.095mm×2进行一个道次精轧后，得到厚度为0.05mm×2的铝箔；
E.分切：将铝箔以圆盘刀进行分切；
F.退火：分切后的铝箔进行退火处理。
本发明较优公开例中，步骤A中所述一个道次的粗轧工作辊粗糙度Ra:0.23um，凸度22‰，采用90号轧制油。
本发明较优公开例中，步骤B中所述中轧工作辊粗糙度Ra:0.13um，凸度30‰，采用90号轧制油。
进一步的，所述粗、中轧轧制油的粘度2.2～2.5mm2/s、闪点90～95℃、馏程205℃～260℃、羟值6～12mgKOH/g、皂化值10～18mgKOH/g。
本发明较优公开例中，步骤D中所述精轧工作辊粗糙度Ra:0.072um，凸度44‰，采用82号轧制油。
进一步的，所述精轧轧制油的粘度1.9～2.2mm2/s、闪点80～85℃、馏程205℃～255℃、羟值4～8mgKOH/g、皂化值10～16mgKOH/g。
本发明较优公开例中，在粗轧、中轧和精轧工序中所使用的支撑辊粗糙度均为Ra:0.43um。
本发明较优公开例中，步骤F所述退火工艺为：
当铝箔宽度在400～500mm之间时，快速升温至320±3℃保温35h，炉内冷却至120±3℃出炉，自然冷却至室温后包装；
当铝箔宽度在500～600mm之间时，快速升温至320±3℃保温40h，炉内冷却至120±3℃出炉，自然冷却至室温后包装。
根据本发明所述方法制备得到的0.05mm单面光铝箔，可将其应用于液体包装用箔，特别是用作牛奶瓶盖用铝箔。
技术方案的思路确定：
第一步：坯料的合金、状态和种类
为防止瓶盖铝箔的破损，导致奶液的溢出或变质，因此要求用于瓶盖的铝箔具有一定的强度，选择高强度的8011合金；从厚度为0.3mm到成品为0.05mm，变形率只有83％，产生的变形硬化不大，因此要求坯料本身就要有一定的强度，选择坯料的状态为H16，坯料抗拉强度要求≥170MPa；考虑到铸轧坯料强度硬化要比热轧坯料大，且最终产品不要求延伸率，采用厚度0.3mm、合金8011、状态H16、抗拉强度≥170MPa的铸轧坯料。
第二步：轧制道次的分配
考虑到精轧双合的最大入口厚度为0.2mm，且从0.3mm到成品0.05mm变形量不大，道次压下量分配如下表：
Figure BDA0002644252830000031
第三步：轧制油的配制
1、粗、中轧机：粗中轧由于金属的变形量比较小，中轧速度一般，采用90号轧制油。添加剂作为轧制油的核心部分，既要与轧制油结合有较高的油膜强度，又要有较高的润滑性但又要考虑到退火后铝箔表面的洁净度，采用醇类添加剂(羟值标示)和酯类添加剂(皂化值标示)两种。粗、中轧机的90号轧制油配置表如下：
项目 粘度(40)℃ 闪点 馏程 羟值 皂化值
单位 mm<sup>2</sup>/s ℃ ℃ mgKOH/g mgKOH/g
数值 2.2-2.5 90-95 205-260 6-12 10-18
2、精轧机：产品在精轧阶段主要考虑退火的洁净度，采用82号轧制油。添加与粗中轧机一样采用醇类添加剂(羟值标示)和酯类添加剂(皂化值标示)两种，精轧82号轧制油配置如下表：
项目 粘度(40)℃ 闪点 馏程 羟值 皂化值
单位 mm<sup>2</sup>/s ℃ ℃ mgKOH/g mgKOH/g
数值 1.9-2.2 80-85 205-255 4-8 10-16
第四步：轧辊参数的研究和确定：轧辊参数涉及到轧辊凸度和轧辊的粗糙度
凸度直接影响到铝箔的板型平整度，需要综合轧辊直径、宽度、压下量及轧制参数等各种因素进行计算和实验才能确定。粗轧道次的辊定为凸度22‰，把中轧辊凸位30‰，把精轧辊凸度定为44‰。
轧辊粗糙度的确定于轧制速度、润滑油指标、铝箔表面质量要求以及针孔要求密切相关，根据这些要求轧辊粗糙度确定为：支撑辊的粗糙度为了便于管理，粗、中、精统一为Ra:0.43um，粗轧工作辊粗糙度Ra:0.23um，中轧工作辊粗糙度Ra:0.13um，精轧工作辊粗糙度Ra:0.072um。
第五步：轧制工艺参数的确定
轧制工艺参数是在上述几项主要参数指标确定后，根据现场轧制情况进行调节的参数，在厚度、板型达到要求后才能确定，并在轧制过程中时时根据情况进行调节，分别有轧制力、速度、开卷/卷取张力、油温、板型曲线等。经多次试验和记录统计确定出相应合理的一组工艺参数如下。
0.05mm轧制工艺参数表
Figure BDA0002644252830000041
第六步：分切方式的确定
由于该产品厚度较厚，破切的深度要比双零铝箔大的多，如采用刀片分切经摩擦受热，容易使刀片钝化引起翘边、毛刺等。同时分切厚料张力较大和压力，对分切的胶辊产生较大的损伤，特别是会对分切的展平辊的损伤更大。决定采用圆盘刀分切，由于圆盘刀跟随料旋转，道口避免了摩擦产生发热、钝化。为避免厚料对胶辊的损伤，分切的展平辊均采用钢辊，同时可以消除刀口分切铝箔边部产生的变形引起的翘边。
第七步：退火工艺的确定
采用合金8011、厚度0.3mm、状态H16、抗拉强度≥170MPa的铸轧坯料，经粗轧、中轧、精轧三道次轧制成0.05mm厚度产品的抗拉强度达到205MPa左右，结合产品最终抗拉强度要求为90MPa-110MPa，且要求有较高的剥离强度，退火采取以下工艺。
1、宽度规格400～500mm退火工艺表
Figure BDA0002644252830000042
2、宽度规格500～600mm退火工艺表
工艺段 升温 保温 降温 出炉
温度(℃) 室温升至320 320 320降至120 出炉自然冷却到室温
时间(h) - 40 - -
升降温方式 快速升温 - 随炉自然降温 自然冷却
有益效果
本发明打破了双合轧制铝箔厚度的局限性，提高了所生产铝箔的性能。采用该方法所生产的0.05mm单面光牛奶瓶盖铝箔，各项技术指标要优于双面光产品，特别是抗拉强度、剥离强度大于普通的双面光产品，而且外在美观上更加优于普通双面光产品。
附图说明
图1.宽度规格400～500mm退火工艺曲线；
图2.宽度规格500～600mm退火工艺曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
生产0.05mm×480mm规格的牛奶瓶盖铝箔20t，包括如下：
1、坯料:铸轧8011-H16、厚度0.3mm、宽度1500mm、抗拉强度175Mpa，
2、粗中轧轧制油：粘度2.38mm2/s、闪点92℃、流程206℃-259℃、羟值10.2mgKOH/g、皂化值17.6MgKOH/g，
精轧轧制油：粘度1.98mm2/s、闪点82℃、流程205℃-255℃、羟值4.2mgKOH/g、皂化值11.4mgKOH/g，
3、采用粗轧粗糙度为0.23μm工作辊，轧制力为200吨、速度为400m/min、入口张力为36N/mm2、出口张力为40N/mm2,将厚度为0.3mm的8011-H16的坯料轧制成出口厚度为0.18的中间产品，
4、更换工作辊，采用粗糙度为0.13μm中轧辊，轧制力为200吨、速度为500m/min、入口张力为40N/mm2、出口张力为48N/mm2，将厚度轧制成0.095mm的中轧产品，
5、把0.095mm的产品经合卷机双合并切边为厚0.095mm×2×宽1480mm，
6、用粗糙度为0.07μm的精轧工作辊，轧制力为300吨、入口张力为42N/mm2、出口张力为45N/mm2，将厚度0.095mm×2×宽1480mm轧制成厚度0.05mm×2×宽1480mm的精轧产品，
7、分切时采用圆盘刀将厚度为0.05mm×2×宽1480mm的精轧产品分切成0.05mm×480mm的半成品，
8、将上述0.05mm×480mm的产品进入退火炉，采用退火工艺“快速升温到320℃保温35小时，再随炉冷却到120℃出炉，然后自然冷却到常温”，
对所制得铝箔进行检测：厚度0.0509mm、抗拉强度102Mpa、刷水试验A+、用户复合后测试剥离强度为9.2N，产品各项性能指标超出了用户的要求。
实施例2
生产0.05mm×560mm牛奶瓶盖箔16t，包括如下：
1、坯料:铸轧8011-H16、厚度0.3mm、宽度1170mm、抗拉强度172Mpa，
2、粗中轧轧制油：粘度2.38mm2/s、闪点92℃、流程：206℃-259℃、羟值10.2mgKOH/g、皂化值17.6mgKOH/g，
精轧轧制油：粘度1.98mm2/s、闪点82℃、流程：205℃-255℃、羟值4.2mgKOH/g、皂化值11.4mgKOH/g，
3、采用粗轧粗糙度为0.23μm工作辊，轧制力为190吨、速度为380m/min、入口张力为36N/mm2、出口张力为40N/mm2,将厚度为0.3mm的8011-H16的坯料轧制成出口厚度为0.18的中间产品，
4、更换工作辊，采用粗糙度为0.13μm中轧辊，轧制力为200吨、速度为450m/min、入口张力为40N/mm2、出口张力为48N/mm2，将厚度轧制成0.095mm的中轧产品，
5、把0.095mm的产品经合卷机双合并切边为厚0.095mm×2×宽1150mm，
6、用粗糙度为0.07μm的精轧工作辊，轧制力为300吨、速度300m/min、入口张力为45N/mm2、出口张力为50N/mm2，将厚度0.095mm×2×宽1150mm轧制成厚度0.05mm×2×宽1150mm的精轧产品，
7、分切时采用圆盘刀将厚度为0.05mm×2×宽1150mm的精轧产品分切成0.05mm×560mm的半成品，
8、将上述0.05mm×560mm的产品进入退火炉，采用退火工艺“快速升温到320℃保温40小时，再随炉冷却到120℃出炉，然后自然冷却到常温”。
对所制得铝箔进行检测：厚度0.0496mm、抗拉强度98Mpa、刷水试验A+、用户复合后测试剥离强度为9.3N，产品各项性能指标超出了用户的要求。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种0.05mm单面光铝箔的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
A．粗轧：一个道次对坯料进行轧制，粗轧一道次厚度为0.18mm，所述坯料合金为8011、厚度0.3mm、状态H16、抗拉强度≥170MPa的铸轧料；
B．中轧：所得0.18mm粗轧产品进行1个道次的中轧，得到出口厚度为0.095mm的中间铝箔；
C．双合：将厚度为0.095mm的铝箔进行双合；
D. 精轧：将双合后的铝箔0.095mm×2进行一个道次精轧后，得到厚度为0.05mm×2的铝箔；
E. 分切：将铝箔以圆盘刀进行分切；
F．退火：分切后的铝箔进行退火处理。
2.根据权利要求1所述0.05mm单面光铝箔的生产方法，其特征在于：步骤A中所述一个道次的轧制，粗轧工作辊粗糙度Ra:0.23um，凸度22‰，采用90号轧制油。
3.根据权利要求1所述0.05mm单面光铝箔的生产方法，其特征在于：步骤B中所述中轧工作辊粗糙度Ra:0.13um，凸度30‰，采用90号轧制油。
4.根据权利要求2或3所述0.05mm单面光铝箔的生产方法，其特征在于：所述90号轧制油的粘度2.2～2.5mm2/s、闪点90～95℃、馏程205℃～260℃、羟值6～12mgKOH/g、皂化值10～18mgKOH/g。
5.根据权利要求1所述0.05mm单面光铝箔的生产方法，其特征在于：步骤D中所述精轧工作辊粗糙度Ra:0.072um，凸度44‰，采用82号轧制油。
6.根据权利要求5所述0.05mm单面光铝箔的生产方法，其特征在于：所述82号轧制油的粘度1.9～2.2mm2/s、闪点80～85℃、馏程205℃～255℃、羟值4～8mgKOH/g、皂化值10～16mgKOH/g。
7.根据权利要求1所述0.05mm单面光铝箔的生产方法，其特征在于：在粗轧、中轧和精轧工序中所使用的支撑辊粗糙度均为Ra:0.43um。
8.根据权利要求1所述0.05mm单面光铝箔的生产方法，其特征在于：步骤F所述退火工艺为：
当铝箔宽度在400～500mm之间时，快速升温至320±3℃保温35h，炉内冷却至120℃出炉，自然冷却至室温后包装；
当铝箔宽度在500～600mm之间时，快速升温至320±3℃保温40h，炉内冷却至120℃出炉，自然冷却至室温后包装。
9.根据权利要求1-8任一所述方法生产得到的0.05mm单面光铝箔，其特征在于：将其应用于液体包装用箔。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：将其应用于牛奶瓶盖用铝箔。
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