预涂薄钢板在食品罐包装中的应用

       在金属罐生产中,广泛采用马口铁作为原材料,在其成型之前先对马口铁进行印铁涂敷,一般来说,在罐的正面印上彩色图案,背面印上防腐蚀涂料,然后再进行制罐生产。
       这里所说的预涂薄钢板,与马口铁的印铁是有区别的。它是采用冷轧薄钢板,多数为钢板厂产品出厂前进行的预先涂装,一般为卷料钢板,整卷供应,在钢板两面预先涂上各种涂料。其不仅应用非常广泛,而且材料成本也比马口铁低很多,国内常称这种材料叫覆膜铁。
       用于食品罐生产的预涂薄钢板,通常都涂敷有机涂料,以满足卫生性、耐蚀性与抗化学反应性能的要求。
       金属罐内涂层所用涂料和覆膜种类很多,通常的涂料是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。
        主要的涂料有以下几种:
        一是环氧系涂料,包括环氧酚、环氧脲、环氧酯、环氧丙烯等;
        二是乙烯基涂料,包括纯乙烯、改性乙烯、乙烯有机溶胶等;
        三是丙烯聚酯系涂料,包括二丙烯氨、丙烯环氧树脂等。
        一般而言,罐内表面主要用环氧系、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为几十微米的热塑性树脂薄膜。从加工性与罐装物的适应性来看,以聚乙烯对钛酸盐(PET)为代表的聚酯和以聚丙烯(PP)为代表的树脂使用最好。
       预涂薄钢板可以用于多种食品罐的制造,不同种类的食品罐对涂层的要求也各不相同。主要应用有以下几种:
       其一是粘结罐。采用薄膜状尼龙系热金属粘结剂进行罐身粘结,将罐的金属板与有机材料的底漆和粘结剂结合在一起。粘结罐一般只用于罐装啤酒、碳酸饮料等冷饮用罐。倘若在高温(为90℃)装罐或高温消毒(120℃)场合,则需要对无锡钢板(TFS)、有机涂层底漆和粘结剂进行改进,以保证在高温严苛环境下保持优良的粘结性能。
       其二是焊接罐。用平板两端加压重合,由外部电阻或激光(小直径罐)加热使金属材料熔合在一起。为避免铅对人体健康的不利影响,美国发明角焊法,瑞士发明缝焊法,其中缝焊法已成为主流。
       其三是深冲罐。深冲罐要求钢板有好的速度、加工性能、耐腐蚀性能等。
冲压成型后,罐身部位壁厚只有厚板的40%。深冲罐下一步的发展趋势是:薄壁轻量化,改善加工性能和提高耐腐蚀性能。
       食品用罐有三片罐和二片罐两种类型,其涂层涂装也有所区别。三片罐罐身内部表面可采用制罐前辊涂或罐后喷涂。罐身外表面考虑防锈性能、外观和空罐装卸时划伤等因素,采用辊涂。对于经过焊接的金属罐需要进行局部修补以提高内侧耐蚀性、外侧防锈性。
       二片罐中的深冲罐在罐体成型后喷涂内外,外面则用曲面式辊涂,内侧喷涂次数因原料的耐蚀性而异,一般铝罐喷涂一次,钢罐喷涂二次。为防锈钢制罐在底部外侧表面也要进行涂装。近年来,金属容器原材料预涂用有机涂层的发展非常快,加上环保问题已日益受到人们的重视,因此有机涂层生产工艺也就要适应这一发展趋势。
       首先要降低涂料中挥发性成分,采用水性涂料、快干涂料、粉末涂料等新涂料;其次,不使用有溶剂排出的涂料,转而使用预先在金属板上贴上有机涂层的覆膜板。目前,我国已开始使用薄膜覆膜板作为深冲罐和焊接罐厚板,其用量正逐渐扩大。
       替代涂料的塑料覆膜层,具有良好的防锈、装饰、隔热、减震等功能。用聚乙烯对酞酸盐(PET)和聚丙烯(PP)覆层的无锡板和铝合金板可用于制作瓶盖、DRD罐和喷雾器的阀盖等。贴有聚酯膜覆膜层钢板,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。聚酯膜覆膜钢板另一特点是适应性强,食品中的色、香、味是多种成分在生产工艺中经复杂调味剂配合后所决定的,聚酯膜覆膜对食品中香味的吸收率量小,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。
       此外,有专家研究认为,用覆膜钢板制罐,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污染环境。总之,塑料覆膜钢板可提高食品容器性能,降低生产成本,市场需求将进一步增加。