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江苏华宇:200L钢桶彩色印刷涂布新工艺新技术的推广和应用

文/胡玉兵

胡玉兵在2018年钢桶行业大会上演讲

一、200L钢桶彩色印刷涂布技术新概念

200L钢桶彩印、涂布技术可能大家都不很了解,实际上我们通常知道日常生活中喝的王老吉、加多宝、红牛等饮料罐就是金属薄板彩印包装,它的色泽鲜艳、美观大方。而食品罐、饮料罐已经有几十年的历史,这个技术已经很成熟。但是,200L钢桶也是属于金属包装,目前传统的工艺仍然通过喷涂的方法,只能是单色、条形双色喷涂。如果200L钢桶做成像食品罐、饮料罐这么色泽鲜艳、美观大方,既有文字,又有彩色图案,也是大家所追求的一种全新理念的金属包装。真正实现不需要清洗磷化、不需要喷漆、不需要印字,不浪费油漆和涂料,既节约能源,又清洁环保。是内涂料外印刷,先印刷涂布、后制桶的新工艺新方法,完全颠覆了目前钢桶行业传统的制桶工艺。

二、国内外200L钢桶彩色印刷涂布现状

1、意大利钢桶企业彩涂板制桶工艺情况

早在 2006年,我公司和美国锦利洋行共同考察参观了意大利一个钢桶制造企业,他们的制造工艺已经颠覆了我们目前的清洗、磷化、喷漆、烘干工艺,是用0.8~1.0mm的彩涂薄板做成锥形桶。彩涂薄板从彩涂板厂按照钢桶规格定制,分别进行彩涂、开卷、校平、剪切、堆垛,钢桶制造企业直接进行磨边、卷圆、焊接、焊缝补涂、补涂烘干、翻转、立式胀锥、封底、上口卷边、试漏、下线入库。彩涂薄板的颜色就是和我们的建筑用彩涂板一样,没有文字图案。他们的制桶设备是立式制桶线。

2、西班牙彩色印刷制桶的工艺情况

2015年底,我们通过了解,西班牙也已经采用了国际最先进的平板印刷技术,可以在钢桶表面印刷各种文字图案,也就是和我们平时喝的食品罐、饮料罐的色泽一样,颜色鲜艳逼真。它的印刷技术就是沿用了纸张印刷技术和三片罐印刷技术。他们的经营方式是自己印刷,自己制桶,同时也可以根据客户的要求设计文字图案或拍好照片进行印刷。然后客户买印刷板材回去自己制桶。

3、江苏华宇200L钢桶彩印涂布工艺新技术开发研究情况

早在2008年,我们就已经开始了200L钢桶彩色印刷工艺的研究,在天津华爱公司的大力支持和帮助下,经过我公司工程技术人员的艰苦努力,前不久,代表国际最先进水平的钢桶彩色印涂工艺技术获得成功了。这个新技术完全是由我公司自主研发、自主创新的结果,完全拥有自主知识产权。彻底颠覆了原来传统的制桶工艺。该项目于2017年获得中国包装联合会科学技术二等奖。

江苏华宇印涂设备集团有限公司开发的钢桶彩印线

三、200L钢桶彩色印刷、涂布工艺

1、工序过程

(1)彩色印刷首先由涂料线打底、烘干,然后进行印刷线多色图案文字印刷、UV烘干,最后由涂料线上光、烘干等工序。

(2)涂料线可以完成单色涂布,也可以条形分色涂布工序。

(3)也可以完成内涂外印的工序。

(4)进入制桶工序。

2、结构形式

(1)一般200L钢桶彩色印刷、涂布用两条线组成:一条印刷线,一条涂布线。

(2)印刷线主要由进铁、印铁、输送、UV固化、冷却、收料、堆垛等部分组成。

(3)涂布线主要由进铁、涂布、输送、烘干、冷却、收料、堆垛等部分组成。印刷、涂布烘烤过程中挥发的有机废气采用催化燃烧或者直接燃烧处理方法,也可以采用RTO。

3、印刷工序

4、涂料工序

四、钢桶薄板彩色印刷技术要求

1、简述

钢桶薄板彩色印刷主要适用于200立升钢桶定尺基板材料外表面印刷各种文字图案,基板材料必须是无油板。印刷油墨为UV油墨,也可以采用平板油墨。

2、技术参数

项目

参数

最大彩板尺寸

1800*1000mm

最小彩板尺寸

1300*650mm

彩板厚度

0.5-1.2mm

单张最大重量

18.7kg

最高生产速度

2400p/h

堆垛最大重量

4t

最大料堆高度

400mm

最大固化温度

180℃

烘道内温度从室温升到工艺要求温度的时间

≤ 1小时

烘道恒温区同一横截面上不同点之间的温度差

≤±3℃

烘道恒温区内的温度波动度

≤±4℃

3、总体要求

(1)表面不擦伤;

(2)印品套印准确;

(3)印品墨色均匀,无明显墨杠。

五、钢桶薄板留空涂料技术要求

1、简述

钢桶薄板留空涂料主要适用于200立升钢桶定尺基板材料外表面打底、印刷后上光,也可以为钢桶外面条形双色涂布,基板材料必须是无油板。

2、技术参数

项目

参数

最大金属板尺寸

1800*1000mm

最小金属板尺寸

1300*650mm

金属板度

0.5-1.2mm

单张最大重量

18.7kg

最大料堆重量

4t

最大料堆高度

500mm

机器最高速度

2400p/h

纵向留空精度

≤±0.5mm

横向留空精度

≤±1mm

最高烘干温度

260℃

烘道内温度从室温升到工艺要求温度的时间

≤ 30min

道恒温区同一横截面上不同点之间的温差

≤±4℃

烘道恒温区内的温度波动度

≤±4℃

3、总体要求

(1)留空位置准确;

(2)涂层厚度均匀;

(3)表面无擦伤。

六、钢桶彩印涂布废气处理技术

钢桶内涂时一般都会有有机溶剂废气挥发,如苯类、酯类、酮类等,如何实现清洁生产,同时不会造成环境污染,达到《GB16297-1996国家大气污染排放标准》,那么必须进行废气处理。

目前废气处理的方法有很多,有催化燃烧法、直接燃烧法、RTO、活性炭吸附脱附法、等离子法、光触媒法等。从废气处理效率、节能效果、设备投资成本、生产成本等多种因素考虑,我们建议采用催化燃烧法或直接燃烧法,因为这两种处理方法投资省、处理效率高、处理后的余热空气能全部回用到生产线加热系统,达到节能的效果。

1、催化燃烧废气处理系统

2、直接燃烧废气处理系统

七、彩色印刷涂布制桶的其它工艺要求

1、彩色印刷涂布制桶对设备和模具的要求

彩色印刷涂布制桶设备应该来说用最好选用立式制桶设备,当然传统的常规设备也可以,但是对设备的加工精度、传动系统、输送系统的表面粗糙度要求比较高,特别是对模具的热处理、加工精度、表面粗糙度要求更高。

2、制桶油墨涂料要求和焊缝处理

在制桶过程中,所使用的油墨或涂料必须有足够的弹性。并且应用无色漆来增加它的亮度和防止划痕。焊缝大约12mm宽没有涂层。钢桶在生产及紧密性试验后,无色油漆喷涂在焊接处,以免生锈。它可以用手动或自动喷枪实施。油墨或涂料含有蜡的成分,避免底盖卷封过程中涂层掉落。

八、200L钢桶彩色印刷、涂布的优点

1、色彩鲜艳,美观大方;

2、能防止假冒伪劣产品;

3、生产效率高,达到40张/分;

4、油墨、涂料不会有浪费现象,能全部涂履在钢桶表面;

5、能源消耗降低。以生产内涂桶6只桶/分为例:传统的烤漆烘房长度需要30米,三排输送;而新的彩色印刷涂布同样30米的烘房能烘烤30张/ 分(即18~20只桶/分),降低了生产成本;

6、无水污染,空气污染很容易处理;

7、能节约大量人力物力;

8、生产设备布置合理,能节约工厂用地;

9、减少很多清洗、内涂、外涂、烘干及其输送等相关过渡设备。

九、钢桶内涂外印成本估算

1、核算依据

生产速度按2000p/h。

序号

材料

单价

1

UV油墨

80元/kg

2

环氧涂料

24元/kg

3

电费

0.8元/kw

4

人工费

200元/工

2、单位成本消耗

序号

成本

费用

合计

1

外印UV油墨

30g/只桶×0.08

0.08=2.4元/只

2

内涂涂料

30g/只桶×0.024

0.72元/只

3

天然气

100 m³ /小时×2次×4元/ m³ ÷2000p/h

0.4元/只

4

电费

印铁线116kw ×4次×0.8元/kw ÷2000p/h

0.18元/只

涂料线85kw ×2次×0.8元/kw ÷2000p/h

0.07元/只

5

人工费

4人×200元/工×0.5天÷2000p/h

0.2元/只

6

环保电费

37kw ×0.8元/kw ÷2000p/h

0.015元/只

7

其他

1.2元/只

1.2元/只

8

合计

5.185元/只

5.185元/只

注:如果三色或四色印刷机投产后,生产成本会更低。

十、目前还需进一步完善和解决的问题

目前,我们的样机还是单色机,生产效率相对较低,因此要从单色向多色方向发展。目前三色印刷机的图纸已经设计完毕,因为我们已经有二十多年马口铁多色印刷机的制造经验,应该来说开发200L钢桶三色、四色印刷是没有问题的。一旦有用户需求,我们就可以投产。真正达到降低生产运行成本,节约能源之目的。

焊缝补涂和烘干设备已由汕头轻机完成研究开发任务,一旦有用户需求,就可以投产。

要完成200L钢桶彩色印刷和涂布,另外还要解决的是除油问题,目前已经采用的是无油板。我们已经有了解决钢板除油设备的方案。

十一、市场前景、发展趋势

由于钢桶彩印、涂布工艺具有色泽鲜艳、美观大方,既有文字,又有彩色图案,也是大家所追求的一种全新理念的金属包装。真正实现不需要清洗磷化、不需要喷漆、不需要印字,不浪费油漆和涂料,既节约能源,又清洁环保,具有高效、节能、环保、节省生产成本等诸多优点,市场前景广阔,值得推广。

 

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