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  首页-原辅材料-覆膜铁金属容器包装材料及其应用技术 覆膜铁金属容器包装材料及其应用技术 -中国钢桶包装网  

 
 

覆膜铁金属容器包装材料及其应用技术

文/李进卫

随着技术发展、消费观念与时尚的变化,在包装材料中金属、塑料、纸张和玻璃之间的竞争日趋激烈。而金属包装材料以其密闭性好、质地坚硬、弹性好、阻光性好、阻气性好等特点,在包装领域一直占有重要地位,尤其对于肉类、蔬菜等产品,金属容器仍是首选。当下资源节约、绿色环保与食品安全正日益成为世界包装发展的主流元素,为顺应这一潮流,传统金属包装行业于20 世纪90 年代推出了一款新型金属容器包装材料——覆膜铁。镀锡板作为金属包装材料的重要组成部分,在食品、饮料、气雾罐和化工罐等领域有着重要的角色。但由于锡为主要的战略资源,价格较贵,且资源日益枯竭,因此,镀铬铁、覆膜铁以及粉末电泳产品等作为镀锡板及低锡板的替代金属容器产品,越来越为人们所重视。

一、覆膜铁金属容器包装材料的发展变迁

据报道,作为工业用稳定剂的辅助材料,三聚氰氨广泛应用于塑料、涂料、纺织工业、食品包装材料等领域。随着人们健康意识的增强,三聚氰氨通过包装材料进入食品的安全隐患倍受关注,瑞兴科技有限公司成功开发的覆膜铁技术可有效解决这一难题,吸引了越来越多的客户上门下单。金属包装行业十分关注和重视覆膜铁技术,它的特点是可以解决双酚A 危害人类的食品安全问题,并且在生产过程中不存在废气污染,属于环保型产品。同时,覆膜铁的制罐性能也比传统的印铁产品好,是今后金属包装材料发展的方向,有望引起国内包装行业“革命”。覆膜铁技术一直被日本公司垄断,据了解,目前全世界90%以上的金属包装企业采用的还是传统喷涂或印铁技术,不仅成本偏高,而且工序复杂,处理方法是在罐的内壁采用树脂进行涂装。这种涂装工艺所使用的涂料里含有环境激素双酚A类,一旦溶出超标,会对人体产生不良影响。基于对食品安全的考虑,瑞兴科技瞄准覆膜铁技术,经过数年潜心研究,终于成功开发覆膜铁技术,目前已进入产出期。使用印铁技术的涂料会挥发30%,覆膜铁则是零挥发;此外覆膜产品还可以做出镭射效果,这是传统的印铁制罐无法实现的。

覆膜铁金属容器包装材料是通过熔融法将塑料薄膜复合在冷轧薄钢板上的复合材料,是一种钢铁深加工产品。通过在冷轧薄钢板或镀铬铁正反两面覆盖多层聚脂复合薄膜,覆膜铁可以兼具塑料薄膜和金属板材的双重特性。和传统的金属容器包装材料马口铁相比,覆膜铁不但原材料本身不含有害物质,其后续生产过程也很环保,且生产成本比马口铁要低,因此,覆膜铁包装材料已经被广泛认为是马口铁在包装行业的最佳替代产品。

早在十九世纪马口铁就开始应用于食品包装行业。在经历了200 多年的发展之后,这个行业已经非常成熟。所谓马口铁就是在表面电镀一层金属锡的冷轧薄钢板。根据用途的不同,镀锡的厚度大约在0.5~2μm。全世界每年产锡量约25 万t,其中1/3 用于马口铁表面电镀。锡是一种稀有的战略资源,为了减少锡的使用,人们一方面不断将锡的镀层减薄,另一方面也在积极寻找替代产品。镀铬铁就是其中的一种。镀铬铁是一种无锡钢板,是在冷轧薄钢板表面电镀一层金属铬。不同的是铬的镀层厚度大约只有马口铁表面锡镀层的1%。因此,镀铬铁的生产成本低于马口铁,镀铬铁的历史比马口铁要短很多。1953 年美国伯利恒钢厂建成第一条镀铬铁生产线;1961年日本东洋钢板公司建立了日本第一条镀铬铁生产线;1989年日本东洋钢板成功生产出以镀铬铁为基板的覆膜铁。1991年欧洲覆膜铁投产,德、英、美、法等国都研制成功了能完全代替马口铁的覆膜铁,但总产量和日本相比还有很大差距。

金属板覆膜技术是把塑料膜和金属板通过高温热压,将膜贴在金属板上的加工技术。覆膜技术在1977 年诞生于日本,最初用于制罐,可代替内涂、外涂技术,到现在为止已发展到了建材内装、家电外壳、船舶内装等多种领域。

20 世纪80 年代,日本成功生产出以镀铬铁为基板的覆膜铁。但该产品推出初期不能深拉伸,和DI 罐的成本差距较大,且市场需求有限,因此没有得到广泛应用。目前这一技术问题已经得到完美解决,且覆膜铁的优点也得到了用户广泛认同,覆膜铁产量迅速提高。
20 世纪90 年代后,作为镀锡板代用品之一的TFS 产品在美、日两国获得了广泛应用。其主要用途为:皇冠盖、四旋盖;三片罐的顶底盖和浅冲罐;食油罐头、调味品罐头;固体形状的食品、茶叶、洗涤剂等普通容器;内燃机燃料油、油漆、涂料罐等。但TFS 产品存在2 个缺点:一是产品两面都需涂上防护性涂膜才能使用,而印涂过程对环境和人类都造成很严重的苯污染;二是某些涂料存在难以避免的微量残留,影响人体健康。

目前,日本拥有覆膜铁生产线5 条,东洋钢钣公司3 条,新日铁公司2 条和JFE 公司1 条。德、英、美、法等国都研制成功了能完全代替马口铁的覆膜铁,在镀锡板的消费总量中占有很大的比重。随着锡资源紧缺和严酷的环保要求,迫使覆膜铁近几年快速的发展。
我国的覆膜铁生产处于起步阶段,随着食品包装材料的竞争越来越激烈,制罐行业使用的钢基金属材料正向减薄的趋势发展。采用二次冷轧技术可以降低冷轧板的厚度,提高吨钢的利用率,达到降低成本的目的,从而提高钢质罐的竞争力。无锡一家公司用粘合法在低温下将塑料薄膜贴到镀铬铁上,其产品也称之为“覆膜铁”,但性能与国外覆膜铁相距甚远,只能用于茶叶罐、月饼盒等杂罐,不能用做食品罐、饮料罐。目前,市场所需的以TFS 为基材的覆膜铁在我国还没有大规模生产能力,主要依赖进口。宝钢冷轧薄板厂具有二次冷轧技术,产品厚度规格为0.15~0.36mm,最薄可达到0.10mm。而国外用户的使用规格普遍要比国内用户薄得多,现在发达国家已采用厚度为0.07~0.12mm 的极薄钢板制作桶、罐。宝钢二次冷轧产品的国外市场占有率也已达20%以上,并在不断增长。对于二次冷轧覆膜铁而言,由于要适应食品用两片罐愈来愈多的局面,科拉斯(Corus)集团与皇冠(Crown)制罐公司合作,共同研究了覆膜二次冷轧薄板与现有设备之间的适应性问题。以法国洛林薄板厂为代表,已生产出了伸长率极好的二次冷轧覆膜铁,很适合作两片冲压罐和易开盖。

通过熔融法或黏合法,将塑料薄膜复合在冷轧薄钢板上制成的复合材料称为“覆膜铁”,相对涂料铁,也可称为“涂塑铁”。这类复合材料10 多年前已在家电、装饰材料上得到普遍使用。但在印铁制罐行业上得到应用还是近几年开始兴起的。覆膜铁的耐冲、耐腐蚀性是涂料铁所不能比拟的。也就是说,涂料铁存在耐腐蚀性和附着力的矛盾,而对于覆膜铁而言就轻易解决了,对番茄酱罐、二片罐的包装来说,覆膜铁是理想的材料。由于覆膜铁是一种兼有塑料薄膜和金属板材双重特点的金属材料。因此,一般情况下,不必用马口铁作底材去生产覆膜铁,这在当前马口铁价格暴涨的形势下,采用冷轧板覆膜,其成本优势是显而易见的。覆膜铁的生产无大量溶剂废气排出,而且成膜温度也只有70℃左右,所以,其生产成本也大大低于涂料铁。

二、覆膜铁金属容器包装材料的基材结构、分类及应用领域

覆膜铁基材覆膜铁往往使用多层聚脂复合薄膜(厚度约为20~25μm),它阻隔腐蚀介质渗透的能力接近于“完全阻遏”,因此覆膜铁基材理论上可直接使用冷轧薄钢基板,即留空覆膜铁,但留空覆膜铁制罐时罐身焊缝处易产生锈蚀,且粘合力不牢,因此实际使用上,各国都是用镀铬铁TFS 作基材。由于TFS产品表面存在一层铬的水合氧化物膜,可与有机膜以氢键的形式结合在一起,其有机膜覆合的牢度极高。

对于覆膜铁来说,膜的研制是其核心技术。用于覆膜铁制造的高分子薄膜既需要具有热塑性贴合能力,又要与不同罐装内容物的理化性能兼容,以确保其对镀铬基板和内容物的良好阻遏;同时,在罐装各种内容物的货架期内须保持所包装食品的风味;此外,在食品高温蒸煮杀菌过程中不变色和脱落,以保持高的湿润密闭性,并在制罐成型过程中,能经受高温、高摩擦力和弯曲等复合力的作用,具有较好的附着力。理论上可用于与TFS 复合的塑料薄膜有PP、PET、PC、PE 等,其中PET 膜最为常见,综合性能最优。PET 膜具有成型性、可杀菌性、硬度高、耐磨、经特殊处理可印刷等特性。从颜色上覆膜铁用PET 聚酯薄膜可以分为白色膜、透明膜、金色膜和镭射膜。从应用上可分为用于深冲的膜、一般化工罐膜和食品罐膜。从结构上来看,覆膜铁用PET 聚酯薄膜为多层结构,需采用多层共挤的方式生产。其中,与TFS 贴合的一层为改性PET,其熔点低于普通PET,在达到其熔点后能够与TFS 迅速贴合。

可用作覆膜板的基材非常广泛,有镀锡薄钢板、镀铬薄钢板、冷轧薄钢板、铝板、不锈钢板、铜板等。用于制罐的覆膜铁其结构有内壁和外壁之分,内外壁覆膜均有两层。内壁外层起到阻遏作用,内壁内层起到与镀铬铁黏合及防腐蚀的作用;外壁外层起到防划伤以及便于印刷等作用,外壁内层起到与镀铬铁黏合的作用。根据不同的使用要求,覆合薄膜的材料也非常广泛,有PP、PE、PET、PVC、VCM、尼龙、布、镭射膜和纸等。一般采用PP 膜用于罐体内侧,膜的颜色有透明和白色等。因为采用PP 白膜,已经通过了美国FDA 的鉴定标准,专用于食品罐的内壁。为了满足制罐要求,目前加工中多采用的聚丙烯薄膜,其伸缩性和耐热性都经过严格设计检测,具有很强的抗破坏性能。基于对安全的首要考虑选用不含添加剂的可塑剂,罐内涂料不含双酚类物质和塑料可塑剂,不含邻苯二酸甲酯类,并且聚丙烯燃烧只生成水和CO,不产生二恶英,基于上述特点,产品回收后可以直接再生利用。

应用于制罐行业的覆膜板,俗称为覆膜铁,是采用PET,PVC,VCM 或PP 薄膜与金属板材(镀锌板,冷轧板,铝板,不锈钢板)进行覆合而成。传统的金属罐内侧都必须经过涂装加工,而涂装方法所含有的物质,对人体和环境都会产生有害影响,尤其是食用罐头,现在的处理方法是在罐的内壁采用树脂进行涂装。但是,因这种涂装工艺所使用的涂料里含有环境激素的有害物质双酚A 类物质,是一种国际公认的环境激素,而且可能出现溶出的问题,一旦溶出超标,会对人体产生不良影响。且这个问题导致的严重后果已经引起国内外的重视。

高温熔融覆膜铁是使用高温预热钢铁直接与pp 薄膜热贴合,薄膜在金属基板表面半熔融贴合。附着力明显高于低温黏合覆膜铁。生产技术难度高、设备投入大,目前国内只有奥瑞金包装一家投入规模化生产线,主要应用于食品饮料包装等领域,多用于食品罐、两片罐(DRD)、气雾罐、化工罐顶底盖。所以要满足食品卫生与安全的各项特殊要求。低温粘合覆膜铁是使用胶水低温黏贴薄膜在金属基板表面。附着力相对较差,耐腐蚀性不强。成品覆膜铁只适用于化工罐和低端杂罐上。无法应用于食品罐、气雾罐和二片罐。开放分类:金属罐,DRD 罐,覆膜铁,化工罐,包装材料。

目前覆膜板已在各行业取得了广泛的应用,尤其在日本应用最为广泛。在食品金属罐方面的应用主要有:食品罐、饮料罐、四旋盖、糖果罐、茶叶罐、易开盖等。在化工罐方面的应用主要有:化工罐、油漆罐、涂料罐、二片气雾罐及各种顶底盖等。特别是留空覆膜加工技术可适用于各种三片罐的制罐;在装饰罐方面的应用主要有:便携烟灰盒、礼品盒、文具盒、首饰盒、烟盒、酒盒等等;在其他行业的应用主要有:建筑板材、墙壁、隔断、吊顶、防盗门、地板、遮阳棚等等。金属板覆膜技术的诞生,是金属罐生产的革命性进步。随着它的广泛应用,传统金属罐生产工艺和技术将得到颠覆,生产率、生产成本、清洁卫生、环境保护等各个方面也都将前进一大步。覆膜加工由于不使用粘着剂、溶剂,所以不含甲醛,且塑料膜可经过美化装饰、抗菌、防染等处理,确保了人体的安全性和健康,同时又起到了环保的作用。

三、覆膜铁金属容器包装材料的产品性能

与涂料铁(即内涂外印的马口铁(镀铬铁))相比,覆膜铁的产品具有以下性能特点:

覆膜板具有优良的耐腐蚀、抗锈蚀等特性,是涂料板不能比拟的。因为是塑料薄膜的复合板,所以涂料板存在耐腐蚀性和附着力的矛盾,对于覆膜板而言就是轻易解决了,这对番茄罐、二片罐等食品罐来说,覆膜板是理想的材料。覆膜板外观光洁、爽滑、装饰性好、手感好;覆膜板化学稳定性好、耐候性能、耐老化,可以适应恶劣的环境而不会发生脱落和锈蚀;覆膜板加工性能优良,具有耐深冲、耐磨,在加工中不易破损。由于其表面爽滑,有润滑作用,在金属罐的加工中更易成形。不过在切口方面还需做防锈处理。

覆膜铁的产品具有良好的防锈、装饰、隔热、减震等功能,尤其耐冲压、耐腐蚀性是涂料铁不能比拟的。由于覆膜铁所覆盖(粘合)上去的薄膜为多层的聚脂复合薄膜,它阻隔腐蚀介质渗透的能力接近于“完全阻遏”。对于番茄酱罐、两片罐的包装来说,覆膜铁是理想的材料。而涂料铁在耐腐蚀性和附着力之间存在矛盾。覆膜铁的产品表面针孔少,致密,且可在覆膜上做多种处理,如标识、镭射处理等(与涂层相比较)。而对于二次冷轧覆膜铁来说,其具有优良的力学性能,抗拉强度高。覆膜铁之所以硬度高、延伸性好,关键是炼钢采取真空冶炼,使钢材中某些非金属元素(包括碳)的含量和某些金属元素的含量都大为减少。

覆膜板是比传统印涂马口铁更具优良的耐深冲、耐磨、耐腐蚀和装饰性等特点的一种兼有高分子树脂薄膜和金属板材双重特点的金属材料。这一特点决定了覆膜板可以使用冷轧板作为基材,快速与套印精确的印刷薄膜覆合,因此,覆膜板大大降低了材料成本。

由于覆膜板是一种兼有塑料薄膜和金属板材双重特点的金属材料,因此,一般情况下不必用马口铁作为基材去生产覆膜板。采用冷轧板覆膜其成本优势是显而易见的。覆膜板的生产是卷板连续高速的生产流水线与传统的印铁工艺相比,生产速度快3 倍。覆膜板的生产工艺,由于印刷塑料膜和覆膜均可一次完成,因此与传统印铁工艺相比,具有能耗低、速度快、用料少的特点。金属板覆膜设备操作简单、维护方便。传统的马口铁印刷和涂装全靠技术操作人员的经验控制各道工艺,而覆膜板生产工艺和设备简单,生产全过程都有自动控制,操作维修方便,不需特别专业培训就能掌握生产和维护技术。与传统的马口铁印刷涂装相比,设备更少,投资更小,占地面积更小,使用工人更少。从而节省了大量的设备投资和人力成本。用作装饰板材安装更为方便,减少了劳作时间,从而降低人工成本。

覆膜铁表面为热塑性树脂薄膜,以聚乙烯对酞酸盐(PET)为代表的聚酯和以聚丙烯(PP)为代表的树脂使用最好,成膜温度只有70℃左右,且无需内涂外印,生产效率和能源消耗均较为理想;另外,覆膜铁基板不必用马口铁作底材,这在当前马口铁价格暴涨和资源紧缺的形势下,其成本优势是显而易见的。涂料铁的内涂料多以环氧树脂为主,外涂料有底涂料、白涂料、上光涂料之分,以丙稀酸和聚酯树脂为主。印铁油墨有热固化和紫外线固化(UV)之分,但印铁油墨必须与涂料配套才能保证油墨的色彩和附着力等性能。由于目前使用的涂料在有机高分子中加入固化剂、增塑剂、色调剂等配料,溶解在溶剂和稀释剂中,所以,印铁厂仍然存在环保问题亟待解决。另外,对于番茄酱罐、深冲两片罐等,涂料铁还是不够稳定。而表面为热塑性树脂薄膜的覆膜铁在生产过程中无大量溶剂废气排出,有利于环保。

覆膜板的生产是无溶剂和废气排出的,也不需要涂料烘干,对环境的污染更少,环保、节能和卫生,对能源的节约也是非常明显的。由于覆膜板不采用化学涂料和油墨,而是采用塑料薄膜进行热覆合,所以覆膜板不含对人体有害的各种化学物质。不使用粘着剂、溶剂,确保了人体健康、安全。解决了环境激素、挥发性有机化合物的问题。不含酞酸、苯二甲酸酯类等有害物质,能以再生资源充分使用。在制造时减少CO2 的产生,资源再生时不产生二恶因。废覆膜铁罐作为铁资源再利用,回收率100%,膜与铁一起回收再利用处理时因加热,膜燃烧变成了水和CO2,这一部分转化为天然气,作为铁加热时的动力能源来利用。废膜也可作为再生而利用。

四、金属板覆膜金属容器包装材料的生产工艺

金属板覆膜方法就是把金属薄板先经过表面预处理后,在覆合机上与彩膜进行热压覆合而成。为了彩膜与金属板复合牢固,必须先对金属板表面进行预处理,即除去表面的油污和杂物。对于马口铁,由于表面比较清洁,一般采用吸尘的方法即可处理干净。

在表面处理前,要把卷板展开,表面经过钝化处理完后,将金属板送入覆合设备中进行覆合,这些工作都是用输送装置来完成的。彩膜的印刷可以根据用户的需要,预先进行印刷,彩膜的印刷当前已经是非常成熟的工艺,可以印出多种色彩配合多种纹路图案。印刷好的薄膜卷成卷,便于使用。热覆合将彩膜与金属板同时送入上下覆合辊中间,原基板在烘箱中加热到约250℃的高温,使彩膜在上下辊的压力和高温的作用下与板材贴覆在一起。

覆膜质量监测在覆合结束后,立即进行质量监测,自动检查覆合板表面有无起泡、分离、变色、贴覆不牢等问题,如有问题,立即反馈并自动调节各参数以改进质量。废膜修剪将覆膜后周边的废膜进行裁剪,并直接把废膜送入废膜回收装置中。覆膜板收卷将修剪后的覆膜板进行整理或收卷,以便送入下道工序中。覆膜板的生产过程,采用全自动覆膜设备一次完成,生产效率高,质量好。先将金属板送入金属基板加热装置中进行加热到250℃高温,然后立即与彩膜一起送入上下压合辊中,利用上下辊的压力,使塑料膜热熔到金属基板上,牢固地融合在一起。热熔结束后再进行废膜修剪,即成为覆膜板成品。

采用覆膜板生产金属罐一般常用以下三种工艺过程:钢板→PP膜→覆膜钢板→UV印刷→覆膜铁罐;钢板→胶印→PET膜→覆膜钢板→覆膜铁罐;钢板→胶印→PET膜→覆膜钢板→胶印→覆膜铁罐。由于覆膜板表面的塑料薄膜是不利于罐身焊接的,所以通常在覆膜时都会在金属罐罐身板材上进行焊缝留空。金属罐的罐身通常采用焊接方法,焊接后的金属露出部分必须进行覆膜补涂。无粘着剂覆膜技术的运用,即利用与覆膜同材质的聚丙烯树脂修补焊接部分,使金属露出部分的覆膜和熔融修补同时完成。充分发挥了聚丙烯膜加热融着的特性,形成了真空的袋状效果,内容物完全不会泄漏。由于在制罐过程中不使用粘着剂和润滑剂,因此可避免附加材料导致的耐内容物性、残留溶剂、可塑剂等溶出的危险。且不会产生涂装补涂过程中发生的诸如耐内容物性差、粘着力弱、气泡混入等问题。也可以采用胶带补涂或粉末补涂,即使用和覆膜成分相同的树脂胶带或粉末,钢板覆合PP 白膜,在制罐补涂时需用白色PP 粉末。我国自主研发的焊缝自动覆膜装置,安装于缝焊机的后部,通过特殊工艺,使罐身缝焊后立即进行自动补膜,有效地解决了焊缝的补涂质量问题。

覆膜铁是在冷轧薄钢板(一般为卷料钢板)/ 镀铬铁两面覆盖(粘合)上多层的聚脂复合薄膜(厚度约为20~25μm),为一种兼有塑料薄膜和金属板材双重特点的金属功能材料。理论上覆膜铁基板可直接采用冷轧薄钢板,即留空覆膜铁。彩色薄膜留空覆膜技术为中国独有技术,但是,留空覆膜铁制罐时罐身焊缝处易产生锈蚀,且粘合力不牢;在欧美和日本,覆膜铁技术多采用镀铬铁TFS 作基板,即不宜留空覆膜铁。其有机膜覆合的牢度极高,这主要是由于TFS 产品表面存在一层铬的水合氧化物膜,与有机膜以氢键的形式结合在一起。

覆膜铁生产采用的是高温、高压、快速冷却复合工艺。覆膜铁的生产线主要由镀铬铁开卷部分、焊接及铁表观质量检测、基板加热、覆膜单元、冷却单元、产品检测及涂油卷取等部分组成,其中最核心的部分为基板的加热区域和覆膜单元。通过电磁感应加热辊预热部分加热钢带至膜的熔点以上温度,用对称的两个压力胶辊的挤压进行基板与膜的热熔贴合。热贴后的钢带通过冷却装置进行快速冷却,以确保熔融后的高分子迅速重新结晶。

目前,全球主要覆膜铁生产线都是使用电磁感应加热辊对钢板进行预热。这种加热辊不但能提供250℃以上的温度,而且其温度均匀性也非常好。但只有加热辊的温度具有高均匀性是远远不够的,压膜辊的温度均匀性才是钢板与薄膜贴合一致性的关键所在。覆膜工艺有两种:一是高温高压下的挤压工艺。采用高温覆膜及急冷重结晶等技术,有机膜覆合的牢度极高;二是粘合工艺法,采用低温粘合,其粘合牢度不及高温高压法。

包覆在压膜辊表面的是硬质橡胶,在液压缸的作用下能够对钢板和薄膜形成很高的压力。为了保持胶辊表面的温度不至于太高,往往都设计有冷却辊对其进行冷却。但同时,由于橡胶的导热性极差,如果冷却辊的温度不够均匀,长期积累下来,也会造成胶辊表面的温度不均匀,从而影响到压膜的一致性。

钢板与薄膜复合的关键在于以下几点:能够提供高温(250℃以上)且均匀性良好的加热源,现有成熟覆膜铁生产线均采用电磁感应加热辊;硬质胶辊能稳定提供很高的压力,确保钢板与薄膜均匀复合;同时,为确保在生产初期的废品率尽可能降低,需要对胶辊均匀地加热,让胶辊表面一开始就达到生产所需的温度;胶辊形变一致性良好,确保钢板受力均匀;温度均匀性良好的冷却辊,表面温差小于±1℃,只有这样才能保证胶辊表面的温度均匀;洁净的工作环境,确保钢板与薄膜复合时不会夹带灰尘等杂物,提高产品合格率。

五、覆膜铁金属容器包装材料的应用前景

目前,覆膜铁在冲压罐DRD、冲拔罐DI 等两片罐、异形罐、易开盖和易撕盖等包装材料市场具有很好的应用前景,这也为食品罐头、各种饮料、油脂化工、日用化学、医药卫生等行业提供了个性化、时尚化消费观念的包装材料。

世界最大的制罐集团印象控股集团在德国拥有一个年产14 亿个鱼罐头的工厂,其70%采用覆膜铝空罐。皇冠集团在法国和意大利共有4 个生产厂,主要生产精肉罐头(500 万罐/a),也采用了覆膜铝。随着覆膜铁的技术发展,以追求利润最大化为目标的企业将倾向低成本的覆膜铁替代高成本的覆膜铝。在国外覆膜铁市场中,不宜留空的覆膜铁居多,覆膜铁制罐时可采用干式成型,无需过量的润滑剂,这样可避免由清洗润滑剂而产生大量废水而污染环境。因此,各式各样的冲压罐DRD(还有冲拔罐DI) 便愈来愈流行。例如:采用聚乙烯对酞酸盐(PET)和聚丙烯(PP)覆层的覆膜铁可用于制作瓶盖、DRD 罐和喷雾器的阀盖等;采用聚酯膜的覆膜铁具有优良的加工附着性和加工耐蚀性,适于制作加工变形量大和内装高腐蚀性物品的深冲罐和焊接罐,同时,聚酯膜覆膜对食品中香味的吸收率小,可以使罐内食品中各种成分保持微妙的平衡关系,使之长期处于良好状态。而三片罐由于制作复杂,在发达国家已渐渐减少,代之而采用冲压罐DRD 和冲拔罐DI,日本钢制两片罐的市场占有率已达60%。

近些年来,易撕盖在国外逐渐得到普及。这种盖实际是由厚度为0.07~0.13mm 覆膜的二次冷轧薄钢板或二次冷轧铝薄板,通过机械和加热等技术,巧妙地封于空罐上,使用时一撕就开,某些类别的EPE 能经受高温杀菌。从欧美的情况来看,覆膜铝的技术比覆膜铁成熟。但是,钢易撕盖的成本只有铝易开盖的50%。因此,覆膜铁易撕盖是今后发展的一个方向。

我国用于食品包装的马口铁每年消耗约400 万t,覆膜铁技术一旦成熟,理论上可以完全取代现有马口铁。因此,覆膜铁在我国的发展潜力十分巨大。国内高温覆膜铁尚处于起步阶段,目前仅有少数几家企业在覆膜铁生产方面做出努力。在覆膜铁的关键材料生产方面,国内企业和日本企业相比还有些差距,但差距并不大。国内TFS 生产厂家主要有宝钢、中山中粤、东海薄板、统一马口铁等,其中能生产两片罐的目前还只有宝钢一家。国内有多家薄膜生产企业可以提供合格的覆膜铁生产所需的薄膜,但仅限于三片罐、顶底盖等产品,可用于深冲两片罐的薄膜暂时还没有生产能力。目前,覆膜铁在我国两片罐的应用还处于起步阶段。随着两片罐应用在全球迅速的扩张,极大地促进了我国两片罐的市场需求。

目前,国内两片罐(钢和铝)的年消费量约为100 亿只左右。以每年10%的增长率来计算,5 年后国内两片罐的需求将达到160 亿只,净增加60 亿只。国内钢制两片罐产量为12 亿只左右,占有率仅为12%,产能不足和传统Dl 罐生产过程的能耗问题、二次污染问题及其先天劣势(影响风味致使不能进入啤酒市场,易锈蚀)限制了其进一步发展。随着绿色环保的要求越来越严格和资源日渐紧缺,可回收和循环再生的金属包装材料愈加为人们所青睐。因此可以预见,以绿色环保的覆膜铁制作两片罐的国内市场前景非常广阔。随着覆膜铁生产线的建成,相信国内薄膜生产企业一定会加大覆膜铁薄膜的开发,用于深冲两片罐的薄膜迟早会开发成功。因此可以预见,以绿色环保的覆膜铁制作两片罐的国内市场前景非常广阔。

六、结束语

总之,覆膜铁在国内属于朝阳产业,由于其性能优越、产品和工艺环保、价格有竞争优势,在不久的将来一定会在金属包装行业内逐步取代马口铁。覆膜铁的显著优势契合和满足了21 世纪包装发展的趋势和要求,必将引领金属食品饮料包装行业的一场“绿色革命”。随着绿色环保的要求越来越严格和资源日渐紧缺,全球的制罐材料业、制罐业和制盖业,正在发生革命性的重大变化,二次冷轧薄板、覆膜铁(覆膜铝)、冲压罐、冲拔异形罐和易撕盖正慢慢成为发达国家制罐业的主流。这些变化的关键(基础)是二次冷轧薄板质量(炼钢技术的进步)的推进和覆膜技术的发展。


 

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