一种覆膜金属板的生产方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种覆膜金属板的生产方法，其包括步骤：(1)对金属板进行预热和均热；(2)薄膜热覆合；(3)冷却；(4)挤干；(5)再加热后处理。利用该方法能生产出一种表面覆有薄膜的金属板，并能够在生产过程中方便地实现薄膜熔化层的厚度控制，尤其是两侧熔化层厚度差异控制，同时提升冷却速率，从而提升覆膜金属板性能，增加适用范围，生产过程更环保及低能耗，能产生良好的经济及社会效益。该方法生产的覆膜金属板可用于食品和饮料包装。本发明专利技术还公开了一种覆膜金属板的生产设备，其能应用上述覆膜金属板的生产方法生产薄膜金属板，包括：感应加热装置、偏移辊、薄膜导辊、覆膜辊、冷却装置、挤干辊、再加热装置以及空冷装置。

Production method and equipment of a film coated metal plate

The invention discloses a production method of a coated metal sheet, which comprises the following steps: (1) preheating and homogenizing the metal plate; (2) film thermal coating; (3) cooling; (4) squeezing; and (5) reheating after treatment. This method can be used to produce metal plate coated with a thin film, and can be in the production process to facilitate the realization of the melting layer film thickness control, especially the control on both sides of the melting layer thickness difference, while increasing the cooling rate, so as to enhance the performance of the coated metal plate, increasing the scope of the production process, more environmental protection and low energy consumption and can produce good economic and social benefits. The coated sheet metal plate produced by this method can be used in food and beverage packaging. The invention also discloses a coated metal plate production equipment, the application of the coated metal plate production of thin metal plate, including induction heating device, offset roller, guide roller, film laminating roller, cooling device, wringing roller, heating device and cooling device.

【技术实现步骤摘要】
一种覆膜金属板的生产方法及设备
本专利技术涉及一种金属板的生产方法及设备，尤其涉及一种覆膜金属板的生产方法及设备。
技术介绍
金属包装材料(镀锡板、镀铬板等)可用于食品和饮料包装，具有阻隔性好，强度高，印刷精美等优点。使用金属包装材料制成的食品罐或饮料罐在不用添加防腐剂的条件下可实现长期保质，并可最大程度保持食品或饮料的原有品质和风味。金属包装材料用于制罐一般需要与涂料配合使用，例如制造三片罐是在金属板材表面涂覆树脂涂料成膜后再制罐，制造两片罐是先冲压制罐成形再对罐体喷涂或印涂涂料。在对金属板进行涂装作业过程中需要经过多次高温烘烤，会消耗大量的能源，并存在溶剂挥发的问题，对环境会造成一定程度的污染。例如，食品包装金属罐现有的生产方法主要是先将金属板表面进行多次涂装成膜后再制成罐或盖。这种生产方法由于在金属板的印涂过程中需使用大量的含有机溶剂的涂料，涂料烘干成膜过程中会产生大量的溶剂挥发，对环境易造成污染。涂装过程通常需进行多次，因此还会消耗大量的能源。另外某些类型的涂料溶剂中含有双酚A，涂料烘干后也难免有少量双酚A残留在膜层中，从而对食品安全带来潜在风险。因此，随社会发展对环保要求的日益严格，传统印涂生产的环保性问题日益突出。聚酯薄膜(PET)无毒无味，拥有良好的耐热性、耐蚀性和机械加工性能，已广泛用于食品和饮料包装领域。将聚酯薄膜与金属材料结合起来使用可充分发挥两种材料的优点，通常是将聚酯薄膜用热熔贴合或胶粘的方法紧密覆于金属板表面成为覆膜金属板。使用覆膜金属板制罐不仅能充分保证食品罐或饮料罐优良的使用性能，同时也能省去金属板涂装制罐过程中大部分的涂装和烘烤生产环节，缩短了生产流程，节约了能源和装备投入，对环境更友好，因此覆膜金属板已渐有取代传统涂装金属板的趋势。公开号为CN1168651，公开日为1997年12月24号，名称为“生产叠层板的方法和设备”的中国专利文献公开了一种在金属板上覆合热塑性树脂膜片的制造方法及设备。该方法是：将金属板加热后，通过一对覆膜辊挤压，将热塑性树脂膜片覆在金属板的至少一个表面上，经过加热的金属板沿垂直方向在与树脂膜片经过覆膜辊挤压叠合后，被一个偏移辊横向推向一侧，使它的移动方向向其中一个覆膜辊偏移，使完成覆膜的金属板与此覆膜辊形成一个接触角，这样就可以对这个方向的薄膜熔化层厚度进行调整。由于覆膜辊对金属板的冷却作用明显，覆膜金属板在接触覆膜辊过程中温度会快速降低，离开覆膜辊辊缝后继续贴合覆膜辊会使覆膜金属板温度继续快速降低，熔化层的发展也很快趋于停止，因此这种方法要实现其所述的可在较宽的范围内调整熔化层厚度实际上是较为困难的。公开号为CN102514342B，公开日为2014年8月6号，名称为“一种覆膜设备和覆膜方法”的中国专利文献公开了一种热覆合薄膜于金属板的覆膜装置及方法，里面提及了一种对覆膜后金属板进行急冷的方法，其急冷单元包括沿覆膜金属板传送方向依次设置的风冷装置和水冷槽，可实现70-80℃/s的温降速率。对于某些性能要求苛刻的包装用途，需要金属板在完成覆膜后在很短的时间内冷却至室温。该专利由于受到风冷冷却方式的限制，通常难以在短时间内实现更高的冷却速率，因此限制了其产品性能。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种覆膜金属板的生产方法，利用该方法能生产出一种表面覆有薄膜的金属板，并能够在生产过程中方便地实现薄膜熔化层的厚度控制，同时提升冷却速率，从而提升覆膜金属板性能。该方法生产的覆膜金属板可用于食品和饮料包装。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种覆膜金属板的生产方法，其包括步骤：(1)对金属板进行预热和均热。通常所述预热是通过感应加热器实现快速加热(通常用于钢质板材)，而金属板温度达到目标值和实现均热通常是通过若干(例如3-9个)感应加热辊来实现的；(2)薄膜热覆合：控制薄膜进入覆膜辊辊缝的角度β为30-70°，其中角度β为薄膜与竖直方向之间的夹角；控制金属板与竖直方向之间的夹角α为0-20°，该夹角α通常通过偏移辊实现；然后覆膜辊将薄膜热覆合在金属板上，控制覆膜辊的温度为50-130℃；(3)冷却：先进行喷水冷却以将覆膜金属板的表面温度快速冷却到50℃以下，然后在水淬槽中进行水淬；(4)挤干，除去覆膜金属板表面绝大部分的水；(5)再加热后处理：将覆膜金属板加热到50-130℃温度范围内，保温5-40s，然后将覆膜金属板快速空冷至室温。本专利技术所述的覆膜金属板的生产方法通过上述步骤生产出表面覆有薄膜的金属板，其中：步骤(1)中，对金属板采用组合加热的方式，分为预热和均热两部分，从而实现金属板快速加热并能保证金属板温度均匀性。加热后的金属板温度通常大于220℃。步骤(2)中，通过覆膜辊将薄膜覆合在金属板上，由于经过步骤(1)的加热，金属板温度通常是大于220℃的，因此该覆合是热覆合。该热覆合过程中，薄膜与金属板接触的一面产生熔化层，通过设定步骤(1)中金属板的目标温度和/或偏移辊的角度可以方便地控制该熔化层的厚度，从而控制覆膜金属板表面性能。通过控制金属板与竖直方向之间的夹角α(即金属板进入覆膜辊辊缝时的偏移角度)控制金属板与其偏向侧薄膜的接触时间，从而控制该侧薄膜的熔化层厚度(夹角α越大，接触时间约长，熔化层厚度约大)，然而对其偏离侧薄膜的熔化层厚度无影响，由此控制两侧薄膜的熔化层厚度差异化，使得覆膜金属板两侧表面性能差异化，这种差异化适用于对两侧表面性能要求不同的应用场合，例如食品罐，其内外表面的性能要求通常是不同的。此外，偏移辊还能起到稳定金属板的作用，保证了薄膜熔化层厚度的均匀性。该步骤中，β范围选择30-70°的理由是：薄膜在此角度范围内进入覆膜辊辊缝前能够保证良好展开，保证薄膜被平整的覆于金属板表面；α范围选择0-20°的理由是：此角度范围内的薄膜熔化层厚度范围最理想，大于此角度则容易因薄膜接触金属板时间过长而造成薄膜过度熔解而影响覆膜金属板的性能。本专利技术所述的生产方法中，在所述步骤(2)中，控制覆膜辊的温度为50-130℃。选择该温度范围的理由是：在此温度范围内可对薄膜的结构进行控制，实现所需的耐蚀和加工性能。步骤(3)通过冷却使得熔化层凝固，从而完成薄膜与金属板的贴合。该步骤中，为了实现覆膜金属板良好的使用性能，需要对覆膜后金属板在短时间内(优选地，是如下文所述的出覆膜辊后0.5-5s)就进行急速冷却，为此采用喷水加水淬的冷却方式。覆膜金属板完成喷水冷却后，再进入水淬槽，最终冷却到淬水水温。该步骤提升了冷却速率，从而提升了覆膜金属板的使用性能。步骤(4)中，通过挤干快速去除大部分覆膜金属板表面残留的水份，从而为步骤(5)做准备。步骤(5)中，通过所述再加热后处理，不仅将覆膜金属板表面完全干燥，同时调整薄膜内部结构，还可消除薄膜在急冷过程中产生的内应力，有利于覆膜金属板在后续加工过程中减少薄膜微裂纹的产生，提高产品的耐蚀性能。该步骤中，保温时间范围选择5-40s的理由是：该保温时间范围可保证金属板表面完全干燥，并在一定程度上对薄膜内部结构进行调整，消除覆膜金属板急冷过程中产生的薄膜内应力。本专利技术方法中，所述金属板可以是镀锡板或镀铬板，也可以是其它板材。本专利技术方法生产的覆膜金属板可用于食品和饮料包装。本专利技术所述的生产方法中，在所述步骤(2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种覆膜金属板的生产方法，其特征在于，包括步骤：(1)对金属板进行预热和均热；(2)薄膜热覆合：控制薄膜进入覆膜辊辊缝的角度β为30‑70°，其中角度β为薄膜与竖直方向之间的夹角；控制金属板与竖直方向之间的夹角α为0‑20°；然后覆膜辊将薄膜热覆合在金属板上，控制覆膜辊的温度为50‑130℃；(3)冷却：先进行喷水冷却以将覆膜金属板的表面温度快速冷却到50℃以下，然后在水淬槽中进行水淬；(4)挤干，除去覆膜金属板表面绝大部分的水；(5)再加热后处理：将覆膜金属板加热到50～130℃温度范围内，保温5‑40s，然后将覆膜金属板快速空冷至室温。

【技术特征摘要】
1.一种覆膜金属板的生产方法，其特征在于，包括步骤：(1)对金属板进行预热和均热；(2)薄膜热覆合：控制薄膜进入覆膜辊辊缝的角度β为30-70°，其中角度β为薄膜与竖直方向之间的夹角；控制金属板与竖直方向之间的夹角α为0-20°；然后覆膜辊将薄膜热覆合在金属板上，控制覆膜辊的温度为50-130℃；(3)冷却：先进行喷水冷却以将覆膜金属板的表面温度快速冷却到50℃以下，然后在水淬槽中进行水淬；(4)挤干，除去覆膜金属板表面绝大部分的水；(5)再加热后处理：将覆膜金属板加热到50～130℃温度范围内，保温5-40s，然后将覆膜金属板快速空冷至室温。2.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在所述步骤(2)之后和步骤(3)之前具有0.5-5s的时间间隔。3.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，其中预热步骤使金属板温度达到金属板目标温度的60-80％，均热步骤使金属板升温到目标温度。4.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，喷水冷却的冷却速度≥150℃/s。5.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在所述步骤(5)中，空冷的冷却速度≥80℃/s。6.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，当夹角α大于5度时，α:β为1：3～1：8。7.一种覆膜金属板的生产设备，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，陈红星，王章薇，倪骅，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31