CN115071225A - 覆膜铁加工方法、覆膜铁及其应用的承压金属罐 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种覆膜铁加工方法、覆膜铁及其应用的承压金属罐，该覆膜铁加工方法，包括：预处理基材，基材为片状镀铬铁或片状镀锡铁；在基材的第一表面和第二表面覆膜，其中，将聚丙烯材料覆于基材的第一表面，以在第一表面形成聚丙烯膜层，聚丙烯膜层的厚度范围为150um至200um，聚丙烯膜层用于形成耐压的静密封结构。本发明实施例提供的一种覆膜铁加工方法，通过在铁质的片状基材两面覆膜，其中厚度范围为150um至200um的聚丙烯膜层可以既提供防腐蚀的功能还可以作为密封件的替代，一方面利于节约加工时间、降低生产成本，另一方面由于不必使用密封圈或其他密封部件，杜绝了因橡胶制品的使用而导致的产品安全问题。
Description
技术领域
本发明涉及包装材料技术领域，尤其是一种覆膜铁加工方法、覆膜铁及其应用的承压金属罐。
背景技术
承压金属罐是部分日化用品、食品(如：奶油、食品调味料)等常用的包装，由于内部的气体压力的存在，在阀门打开时可以自动排出内容物，使用方便，单次使用量便于控制，有利于客户使用。这种承压金属罐的罐盖上装配有阀门，阀门一般是采用镀锡铁板或镀铬薄铁板为基材，在基材两侧面涂覆涂料以达到防外界腐蚀、防内容物腐蚀的目的，再制成阀门。为了防止泄漏，会在阀门的阀座和阀门连接处压入密封垫圈(如：丁腈橡胶)，以满足承压金属罐的密封性能的要求，密封性能对于内容物的顺利喷出至关重要。
由于在后续制罐过程中还需要增加密封圈，由于密封圈的使用，在某些情况下(如内容物为食品、药品时)会存在产品安全问题，也增加了制罐工序，不利于能源节约。因此，制造一种既可以杜绝因密封圈的使用而产生的安全问题和工艺复杂问题，又可以满足承压金属罐密封性能的包装材料成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种覆膜铁加工方法、覆膜铁及其应用的承压金属罐，用以解决当前的包装材料无法兼顾既杜绝因密封圈的使用而产生的安全问题又可满足承压金属罐密封性能的问题。
本发明实施例一方面提供一种覆膜铁加工方法，包括：
预处理基材，基材为片状镀铬铁或片状镀锡铁；
在基材的第一表面和第二表面覆膜，其中，将聚丙烯材料覆于基材的第一表面，以在第一表面形成聚丙烯膜层，聚丙烯膜层的厚度范围为150um至200um,聚丙烯膜层用于形成耐压的静密封结构。
进一步地，预处理基材的步骤，包括：
将基材预热至温度260℃至300℃。
进一步地，将聚丙烯材料覆于基材的第一表面的步骤，包括：
将厚度范围为150um至200um的多层共挤、内接触层附着力改性的流延聚丙烯膜通过热覆膜的方式贴合至第一表面，所述内接触层用于与所述第一表面贴合。
进一步地，将厚度范围为150um至200um的多层共挤、内接触层附着力改性的流延聚丙烯膜通过热覆膜的方式贴合至第一表面，包括：
以第一覆膜辊将厚度范围为150um至200um的7层共挤、内接触层附着力改性的流延聚丙烯膜通过热覆膜的方式贴合至第一表面，第一覆膜辊的温度范围控制在40℃至110℃。
进一步地，内接触层的熔点不高于150℃。
进一步地，流延聚丙烯膜还包括非接触层，非接触层的熔点约为165℃，内接触层的熔点约为140℃。
进一步地，在基材的第一表面和第二表面覆膜的步骤，还包括：
以第二覆膜辊将PET材料贴合至第二表面，以在第二表面形成聚酯膜层，第二覆膜辊与第一覆膜辊相对设置，以使基材从第二覆膜辊和第一覆膜辊之间穿过，第二覆膜辊的温度范围控制在110℃至150℃，聚酯膜层的厚度范围为12um至20um。
进一步地，基材为片状镀铬铁，聚丙烯膜层厚度为200um，聚酯膜层厚度为19um；或，
基材为片状镀铬铁，聚丙烯膜层厚度为150um，聚酯膜层厚度为12um聚酯薄膜；或，
基材为片状镀锡铁，聚丙烯膜层厚度为200um，聚酯膜层厚度为19um。
本发明实施例提供的一种覆膜铁加工方法，通过在铁质的片状基材两面覆膜，其中厚度范围为150um至200um的聚丙烯膜层可以既提供防腐蚀的功能还可以作为密封件的替代，作为需要密封的包装材料应用时，可以不必使用额外的密封圈或其他密封部件，一方面减少了一道制罐的生产工序，同时也减少了一种生产物料，利于降低生产成本，另一方面由于不必使用密封圈或其他密封部件，杜绝了因橡胶制品的使用，在某些情况下(如内容物为食品、药品时)导致的产品安全问题，再一方面，采用橡胶圈等单独密封部件的密封结构，两面都需要靠材料的形变来实现密封，其存在的问题一是形变可能不充分，二是垫片的两个面都有可能泄漏，增加了制罐工艺的难度，而本发明通过聚丙烯膜层在基材表面形成耐压的静密封结构，一面已产生粘结层，不依靠材料的形变来实现密封，耐压更高，制罐时只要保证一面的形变便能实现密封效果，因而覆膜以后的密封结构更可靠。
本发明实施例另一方面提供一种覆膜铁，覆膜铁通过上述的覆膜铁加工方法制备。
本发明实施例提供的一种覆膜铁，应用于承压金属罐，承压金属罐的阀门的阀座采用该覆膜铁，阀座在朝向阀体的一面设有聚丙烯膜层，聚丙烯膜层的厚度范围为150um至200um，该聚丙烯膜层可以确保阀座和阀体的密封连接，因此可以不必使用额外的密封圈或其他密封部件，一方面减少了一道制罐的生产工序，同时也减少了一种生产物料，利于降低生产成本，另一方面由于不必使用密封圈或其他密封部件，杜绝了因橡胶制品的使用，在某些情况下(如内容物为食品、药品时)导致的产品安全问题。因此，本发明可用于实现承压金属罐的阀门在杜绝因密封圈的使用而产生的安全问题的同时，又可满足承压金属罐密封性能，且降低了生产成本和时间成本。
本发明实施例再一方面提供一种承压金属罐，包括密封连接的罐盖和罐体，罐盖和罐体采用上述的覆膜铁，罐盖设有阀门，聚丙烯膜层位于承压金属罐内侧。
本发明实施例提供的一种承压金属罐，可用于实现承压金属罐的阀门在杜绝因密封圈的使用而产生的安全问题的同时，又可满足承压金属罐密封性能，且降低了承压金属罐的生产成本和时间成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的覆膜铁加工方法的一个实施例的流程示意图；
图2是本发明的覆膜铁加工方法的另一个实施例的流程示意图；
图3本发明实施例的覆膜铁的结构示意图；
图4是是本发明实施例的阀门/盖体的其中一种实施方式的结构示意图。
附图标记：
1、触动器；2、阀杆；3、阀座；4、连接部；5、阀门杯；6、排气孔；7、阀体；8、阀体喷孔；9、导管；10、弹簧；11、混合室；12、阀杆喷孔；13、喷孔；A、基材；B、聚丙烯膜层；C、聚酯膜层。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，本发明实施例的覆膜铁加工方法的一个实施例包括以下步骤：
步骤101，预处理基材，基材为片状镀铬铁或片状镀锡铁。
步骤102，在基材的第一表面和第二表面覆膜，其中，将聚丙烯材料覆于基材的第一表面，以在第一表面形成聚丙烯膜层，聚丙烯膜层的厚度范围为150um至200um,聚丙烯膜层用于形成耐压的静密封结构。
覆膜铁是一种通过高温热熔的方式或者通过胶粘剂将塑料薄膜贴合于金属板上的新型材料。尤其是高温热熔法制备的覆膜铁，通常是在镀铬铁板/镀锡铁板的两面进行覆膜，所覆的薄膜通常为厚度在12um至20um的改性PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。具有较强的阻隔性能、膜与铁剥离强度高，而且制造过程中无挥发性有机溶剂产生，环保无污染，目前已经在食品包装，化工金属包装领域得到了广泛应用。
但是有一部分日化用品、食品(如：奶油、食品调味料)等包装，是属于承压金属罐包装，由于内部的气体压力的存在，在阀门打开时可以自动排出内容物，使用方便，单次使用量便于控制，有利于客户使用。这种承压金属罐的罐盖上装配有阀门，阀门一般是采用镀锡铁板或镀铬薄铁板为基材，在基材两侧面涂覆涂料以达到防外界腐蚀、防内容物腐蚀的目的，再制成阀门。为了防止泄漏，需要在图3中所示的阀座3处和连接部4处压入密封垫圈(如：丁腈橡胶)，以满足承压金属罐的密封性能的要求，密封性能对于内容物的顺利喷出至关重要。热熔覆膜铁由于使用膜层比较薄，通常无法满足密封性能要求，在后续制罐过程中还需要增加密封圈。这样会带来两个问题，一个是增加了一道制罐的生产工序，同时也增加了一种生产物料，增加生产成本；二是由于密封圈的使用，在某些情况下(如内容物为食品、药品时)由于密封圈的使用，会存在产品安全问题。
在本发明实施例中，聚丙烯膜层(CPP)厚度150um-200um的范围选择是经过产线试验后确定的最佳数值范围，如果厚度小于该范围，在进行热覆膜生产时，聚丙烯膜(CPP)的附着力会变差，同时密封的阻隔性会降低。如果厚度大于该范围，会明显增加生产的成本。而厚度在150um-200um之间时，依靠聚丙烯膜(CPP)的融熔性能，通过热覆膜工艺可以获得良好的附着力。且该厚度范围的聚丙烯膜(CPP)在制罐过程中能够保持合适的弹性，获得良好的密封能力。
本发明实施例提供的一种覆膜铁加工方法，通过在铁质的片状基材两面覆膜，其中厚度范围为150um至200um的聚丙烯膜层可以既提供防腐蚀的功能还可以作为密封件的替代，作为需要密封的包装材料应用时，可以不必使用额外的密封圈或其他密封部件，一方面减少了一道制罐的生产工序，同时也减少了一种生产物料，利于降低生产成本，另一方面由于不必使用密封圈或其他密封部件，杜绝了因橡胶制品的使用，在某些情况下(如内容物为食品、药品时)导致的产品安全问题，再一方面，采用橡胶圈等单独密封部件的密封结构，两面都需要靠材料的形变来实现密封，其存在的问题一是形变可能不充分，二是垫片的两个面都有可能泄漏，增加了制罐工艺的难度，而本发明通过聚丙烯膜层在基材表面形成耐压的静密封结构，一面已产生粘结层，不依靠材料的形变来实现密封，耐压更高，制罐时只要保证一面的形变便能实现密封效果，因而覆膜以后的密封结构更可靠。
请参见图2，本发明实施例的覆膜铁加工方法的另一个实施例包括以下步骤：
步骤201，将基材预热至温度260℃至300℃。
步骤202，将厚度范围为150um至200um的多层共挤、内接触层附着力改性的流延聚丙烯膜通过热覆膜的方式贴合至第一表面，内接触层用于与第一表面贴合。
在本发明实施例中，直接将厚度150-200um的多层(如7层或11层)共挤、附着力改性的流延聚丙烯膜(CPP)通过热覆膜的方式贴合到镀铬铁内表面(即第一表面)，可以满足防腐要求，还可以直接替代内胶圈，满足密封要求。在制罐的过程中，聚丙烯膜层可以在图3中所示的杯座3处和衬垫4处直接形成密封结构，可节约一道工序和一种物料，节约了材料成本和时间成本；另一方面，由于一些食品、药品行业有BPA FREE的要求，而BPA FREE的密封胶圈在生产及库存管理方面也会有较高的成本，用厚度150-200umCPP膜具代替密封胶圈可以实现更好的食品安全性能。
具体地，步骤202可以为：以第一覆膜辊将厚度范围为150um至200um的7层共挤、内接触层附着力改性的流延聚丙烯膜通过热覆膜的方式贴合至第一表面，第一覆膜辊的温度范围控制在40℃至110℃。
作为其中一种实施方式，内接触层的熔点不高于150℃。具体地，流延聚丙烯膜还包括非接触层，非接触层的熔点约为165℃，内接触层的熔点约为140℃。
步骤203，以第二覆膜辊将PET材料贴合至第二表面，以在第二表面形成聚酯膜层，第二覆膜辊与第一覆膜辊相对设置，以使基材从第二覆膜辊和第一覆膜辊之间穿过，第二覆膜辊的温度范围控制在110℃至150℃，聚酯膜层的厚度范围为12um至20um。。
在本步骤中，将12um-20um的普通聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜通过热覆膜的方式贴合到镀铬铁外表面，做外保护层，可以满足抗划，美观，防锈功能。替代涂料铁，减少废气的排放，更加环保。
其中步骤202和步骤203可以同时进行，例如将第一覆膜辊和第二覆膜辊相对设置，预热好的基材从第一覆膜辊和第二覆膜辊之间的缝隙经过，第一表面朝向第一覆膜辊，第二表面朝向第二覆膜辊，第一覆膜辊将流延聚丙烯膜通过热覆膜的方式贴合至第一表面，同时第二覆膜辊将PET材料贴合至第二表面，在基材的两个表面同时形成规定厚度聚丙烯膜层和聚酯膜层。具体地，可以用一对胶辊(第一覆膜辊和第二覆膜辊)将常温的膜与加热后的铁(即基材)压合在一起，并且辊在此过程会给予一定的压力，因此铁接触的是膜的内表面，辊接触的是膜的外表面，设置辊的温度是40-110℃。加热铁的作用是使铁的温度超过膜的熔点，使膜在融化状态下与铁的粗糙表面形成铆合作用(也会有一化学结合)。胶辊控制温度的作用是：避免辊温度超过膜的熔点使膜外表面融化。如此可以节省加工时间和加工工序。当然，也可以分开覆膜，此处不作限制。
对于膜层的较优实施例，聚丙烯膜层的厚度可以采用200um，聚酯膜层的厚度可以采用19um。将200um厚度聚丙烯和19um聚对苯二甲酸乙二醇酯通过热覆膜的方式覆合到镀铬铁的两侧制成覆膜铁，其中200um聚丙烯可以替代气雾阀阀门的密封圈，可以节约下游气雾阀的生产工序和生产成本。
另外，在应用中，可以针对不同的包装用途采用不同的基材材料和相应厚度的膜层，例如基材为片状镀铬铁，聚丙烯膜层厚度为200um，聚酯膜层厚度为19um；或基材为片状镀铬铁，聚丙烯膜层厚度为150um，聚酯膜层厚度为12um聚酯薄膜；或基材为片状镀锡铁，聚丙烯膜层厚度为200um，聚酯膜层厚度为19um。以上实施方式可以应用在奶油产品的包装材料中。
步骤204，于聚丙烯膜层和/或聚酯膜层上涂油。其中，油品采用DOS-A，涂油量为4mg/m2至10mg/m2。
本发明实施例提供了一种覆膜铁加工方法，在电镀铬铁板或电镀锡铁板一侧覆合厚度为150um至200um的聚丙烯膜(PP)，另一侧覆合厚度为12um至20um的聚酯膜(PET)，只需要一次工艺就可以完成防腐和代替密封垫片的两种功能要求，既可以防腐蚀又可以满足承压金属罐包装的密封性能。生产成本更低，对灌装产品更友好。
本发明实施例另一方面提供一种覆膜铁，覆膜铁通过上述的覆膜铁加工方法制备。
请参见图3，本发明实施例提供的一种覆膜铁，包括基材A、聚丙烯膜层B和聚酯膜层C，该覆膜铁可应用于承压金属罐，承压金属罐的阀门的阀座采用该覆膜铁，阀座在朝向阀体的一面设有聚丙烯膜层B，聚丙烯膜层B的厚度范围为150um至200um，该聚丙烯膜层B可以确保阀座和阀体的密封连接，因此可以不必使用额外的密封圈或其他密封部件，一方面减少了一道制罐的生产工序，同时也减少了一种生产物料，利于降低生产成本，另一方面由于不必使用密封圈或其他密封部件，杜绝了因橡胶制品的使用，在某些情况下(如内容物为食品、药品时)导致的产品安全问题。因此，本发明可用于实现承压金属罐的阀门在杜绝因密封圈的使用而产生的安全问题的同时，又可满足承压金属罐密封性能，且降低了生产成本和时间成本。
本发明实施例再一方面提供一种承压金属罐，包括密封连接的罐盖和罐体，罐盖和罐体采用上述的覆膜铁，罐盖设有阀门，聚丙烯膜层位于承压金属罐内侧。
请参见图4，为本发明实施例的承压金属罐的阀门/盖体的其中一种实施方式，其中阀座3和阀体7连接形成混合室11，可以理解地，承压金属罐所承装的内容物在喷出前会经过阀座和阀体合围形成的混合室，其密封性能对于内容物的顺利喷出至关重要，聚丙烯膜层的设置可以确保阀座和阀体的密封连接。由于阀座3在与阀体7连接的地方有聚丙烯膜层，因此可以保证阀座3和阀体7密封连接。阀门还可以包括触动器1、阀杆2、排气孔6、阀体喷孔8、导管9、弹簧10、阀杆喷孔12和喷孔13，当用户按压触动器1时，内容物经喷孔13喷出。盖体包括阀门和连接部4，其中盖主体包括阀座3、阀门杯5和连接部4，盖主体是一体成型的，阀座3和阀门杯5将阀体7扣紧，盖主体与罐体在连接部4连接，聚丙烯膜层可用于确保阀座3和阀体7的密封连接，以及盖主体和罐体的密封连接。已知地，流体的密封通常都是靠密封面间相互紧密接触，以阻止流体通过来实现的。静密封也称固定密封，它是指被密封的组件间无相对运动的情况，通常静密封是靠密封垫片来实现的。动密封也称运动密封，它是指工作状态下被密封组件同存在着相对运动的情况。密封填料是实现运动密封的主要手段之一。由于本发明实施例的聚丙烯膜层在基材的一面形成粘结层，不需要依靠材料形变来实现密封，即在基材表面形成耐压的静密封结构，因而制罐时只要保证一面的形变便能达到密封效果，使得阀座3和阀门杯5之间、连接部4和罐体之间的密封结构为静密封结构，解决了动密封结构的、采用橡胶圈等的密封材料的形变来实现密封可能产生的形变不是充分、垫片的两个面都有可能泄漏的问题，降低了了制罐工艺的难度。当然，本发明实施例的阀门还可以采用其他具体结构，此处不作限制。
在本发明实施例中，阀座在背向阀体的一面设有厚度范围为12um至20um的聚酯膜层。即阀座包括马口铁基材以及分别在基材两面覆盖的聚丙烯膜层和聚酯膜层，其中聚丙烯膜层位于承压金属罐的内侧壁，既满足环保要求又能实现阀座和阀体的密封连接，聚酯膜层则位于承压金属罐的外侧，满足防腐蚀效果。
本发明实施例提供的一种承压金属罐，可用于实现承压金属罐的阀门在杜绝因密封圈的使用而产生的安全问题的同时，又可满足承压金属罐密封性能，且降低了承压金属罐的生产成本和时间成本。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种覆膜铁加工方法，其特征在于，包括：
预处理基材，所述基材为片状镀铬铁或片状镀锡铁；
在所述基材的第一表面和第二表面覆膜，其中，将聚丙烯材料覆于所述基材的第一表面，以在所述第一表面形成聚丙烯膜层，所述聚丙烯膜层的厚度范围为150um至200um,所述聚丙烯膜层用于形成耐压的静密封结构。
2.根据权利要求1所述的覆膜铁加工方法，其特征在于，所述预处理基材的步骤，包括：
将所述基材预热至温度260℃至300℃。
3.根据权利要求2所述的覆膜铁加工方法，其特征在于，所述将聚丙烯材料覆于所述基材的第一表面的步骤，包括：
将厚度范围为150um至200um的多层共挤、内接触层附着力改性的流延聚丙烯膜通过热覆膜的方式贴合至所述第一表面，所述内接触层用于与所述第一表面贴合。
4.根据权利要求3所述的覆膜铁加工方法，其特征在于，所述将厚度范围为150um至200um的多层共挤、内接触层附着力改性的流延聚丙烯膜通过热覆膜的方式贴合至所述第一表面的步骤，包括：
以第一覆膜辊将厚度范围为150um至200um的7层共挤、内接触层附着力改性的所述流延聚丙烯膜通过热覆膜的方式贴合至所述第一表面，所述第一覆膜辊的温度范围控制在40℃至110℃。
5.根据权利要求4所述的覆膜铁加工方法，其特征在于，所述内接触层的熔点不高于150℃。
根据权利要求4所述的覆膜铁加工方法，其特征在于，所述流延聚丙烯膜还包括非接触层，所述非接触层的熔点约为165℃，所述内接触层的熔点约为140℃。
6.根据权利要求4所述的覆膜铁加工方法，其特征在于，所述在所述基材的第一表面和第二表面覆膜的步骤，还包括：
以第二覆膜辊将PET材料贴合至所述第二表面，以在所述第二表面形成聚酯膜层，所述第二覆膜辊与所述第一覆膜辊相对设置，以使所述基材从所述第二覆膜辊和所述第一覆膜辊之间穿过，所述第二覆膜辊的温度范围控制在110℃至150℃，所述聚酯膜层的厚度范围为12um至20um。
7.根据权利要求1所述的覆膜铁加工方法，其特征在于，所述基材为片状镀铬铁，所述聚丙烯膜层厚度为200um，所述聚酯膜层厚度为19um；或，
所述基材为片状镀铬铁，所述聚丙烯膜层厚度为150um，所述聚酯膜层厚度为12um聚酯薄膜；或，
所述基材为片状镀锡铁，所述聚丙烯膜层厚度为200um，所述聚酯膜层厚度为19um。
8.一种覆膜铁，其特征在于，所述覆膜铁通过权利要求1至7任一项所述的覆膜铁加工方法制备。
9.一种承压金属罐，其特征在于，包括密封连接的罐盖和罐体，所述罐盖和罐体采用权利要求8所述的覆膜铁，所述罐盖设有阀门，所述聚丙烯膜层位于承压金属罐内侧。
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