在金屬罐生產(chǎn)中,廣泛采用馬口鐵作為原材料,在其成型之前先對馬口鐵進行印鐵涂敷,一般來說,在罐的正面印上彩色圖案,背面印上防腐蝕涂料,然后再進行制罐生產(chǎn)。
這里所說的預涂薄鋼板,與馬口鐵的印鐵是有區(qū)別的。它是采用冷軋薄鋼板,多數(shù)為鋼板廠產(chǎn)品出廠前進行的預先涂裝,一般為卷料鋼板,整卷供應,在鋼板兩面預先涂上各種涂料。其不僅應用非常廣泛,而且材料成本也比馬口鐵低很多,國內(nèi)常稱這種材料叫覆膜鐵。
用于食品罐生產(chǎn)的預涂薄鋼板,通常都涂敷有機涂料,以滿足衛(wèi)生性、耐蝕性與抗化學反應性能的要求。
金屬罐內(nèi)涂層所用涂料和覆膜種類很多,通常的涂料是在有機高分子中加入固化劑、增塑劑、色調(diào)劑等配料,溶解在溶劑和稀釋劑中。
主要的涂料有以下幾種:
一是環(huán)氧系涂料,包括環(huán)氧酚、環(huán)氧脲、環(huán)氧酯、環(huán)氧丙烯等;
二是乙烯基涂料,包括純乙烯、改性乙烯、乙烯有機溶膠等;
三是丙烯聚酯系涂料,包括二丙烯氨、丙烯環(huán)氧樹脂等。
一般而言,罐內(nèi)表面主要用環(huán)氧系、乙烯系和聚酯系涂料,罐外表面主要用丙烯系和聚酯系涂料。此外,在覆膜板上也可使用厚度為幾十微米的熱塑性樹脂薄膜。從加工性與罐裝物的適應性來看,以聚乙烯對鈦酸鹽(PET)為代表的聚酯和以聚丙烯(PP)為代表的樹脂使用最好。
預涂薄鋼板可以用于多種食品罐的制造,不同種類的食品罐對涂層的要求也各不相同。主要應用有以下幾種:
其一是粘結罐。采用薄膜狀尼龍系熱金屬粘結劑進行罐身粘結,將罐的金屬板與有機材料的底漆和粘結劑結合在一起。粘結罐一般只用于罐裝啤酒、碳酸飲料等冷飲用罐。倘若在高溫(為90℃)裝罐或高溫消毒(120℃)場合,則需要對無錫鋼板(TFS)、有機涂層底漆和粘結劑進行改進,以保證在高溫嚴苛環(huán)境下保持優(yōu)良的粘結性能。
其二是焊接罐。用平板兩端加壓重合,由外部電阻或激光(小直徑罐)加熱使金屬材料熔合在一起。為避免鉛對人體健康的不利影響,美國發(fā)明角焊法,瑞士發(fā)明縫焊法,其中縫焊法已成為主流。
其三是深沖罐。深沖罐要求鋼板有好的速度、加工性能、耐腐蝕性能等。
沖壓成型后,罐身部位壁厚只有厚板的40%。深沖罐下一步的發(fā)展趨勢是:薄壁輕量化,改善加工性能和提高耐腐蝕性能。
食品用罐有三片罐和二片罐兩種類型,其涂層涂裝也有所區(qū)別。三片罐罐身內(nèi)部表面可采用制罐前輥涂或罐后噴涂。罐身外表面考慮防銹性能、外觀和空罐裝卸時劃傷等因素,采用輥涂。對于經(jīng)過焊接的金屬罐需要進行局部修補以提高內(nèi)側耐蝕性、外側防銹性。
二片罐中的深沖罐在罐體成型后噴涂內(nèi)外,外面則用曲面式輥涂,內(nèi)側噴涂次數(shù)因原料的耐蝕性而異,一般鋁罐噴涂一次,鋼罐噴涂二次。為防銹鋼制罐在底部外側表面也要進行涂裝。近年來,金屬容器原材料預涂用有機涂層的發(fā)展非???,加上環(huán)保問題已日益受到人們的重視,因此有機涂層生產(chǎn)工藝也就要適應這一發(fā)展趨勢。
首先要降低涂料中揮發(fā)性成分,采用水性涂料、快干涂料、粉末涂料等新涂料;其次,不使用有溶劑排出的涂料,轉而使用預先在金屬板上貼上有機涂層的覆膜板。目前,我國已開始使用薄膜覆膜板作為深沖罐和焊接罐厚板,其用量正逐漸擴大。
替代涂料的塑料覆膜層,具有良好的防銹、裝飾、隔熱、減震等功能。用聚乙烯對酞酸鹽(PET)和聚丙烯(PP)覆層的無錫板和鋁合金板可用于制作瓶蓋、DRD罐和噴霧器的閥蓋等。貼有聚酯膜覆膜層鋼板,有優(yōu)良的加工附著性和加工耐蝕性,適于制作加工變形量大和內(nèi)裝高腐蝕性物品的深沖罐和焊接罐。聚酯膜覆膜鋼板另一特點是適應性強,食品中的色、香、味是多種成分在生產(chǎn)工藝中經(jīng)復雜調(diào)味劑配合后所決定的,聚酯膜覆膜對食品中香味的吸收率量小,可以使罐內(nèi)食品中各種成分保持微妙的平衡關系,使之長期處于良好狀態(tài)。
此外,有專家研究認為,用覆膜鋼板制罐,可采用干式成型,無需過量的潤滑劑。這樣可避免由清洗潤滑劑而產(chǎn)生大量廢水污染環(huán)境??傊?,塑料覆膜鋼板可提高食品容器性能,降低生產(chǎn)成本,市場需求將進一步增加。