专利名称：Bopet薄膜与无锡钢板的热复合工艺及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种BOPET薄膜与无锡钢板的热复合工艺及设备，尤其是在高温下对 BOPET薄膜与无锡钢板进行热复合的工艺及设备。
背景技术：
当前，我国食品罐头多采用马口铁做基材，并在内外喷涂涂料，以阻隔食品、氧气对罐体的腐蚀。马口铁是在表面镀锡的薄钢板，其作为食品等金属包装已经有一百多年的历史。这种用马口铁做基材的包装罐的内面也即直接接触食品的表面所用的涂料是以环氧树酯为基料的，而环氧树酯往往含有对人体有害的物质双酚A。双酚A对人体生殖系统存在很大危害，如果残留在罐内，则很可能进入到人体而危害人的身体健康。另外，这种涂料罐内面所使用涂料的添加剂中还可能含有三聚氰胺等有害物质。并且，传统食品金属包装罐在加工过程中，为将涂料涂覆到金属表面，其加工工艺中需要用到大量有机溶剂，这些有机溶剂在生产过程中有部分会排放到大气中造成环境污染，在包装罐内部，虽经挥发但也会有微量残留，残留的有机溶剂最终会渗入到食品饮料中，进而危害人体健康。由此可见，现有食品金属包装材料对于食品安全和人体健康存在很大的隐患，必须引起足够的重视。同时，由于现有金属包装罐生产中用到大量涂料和其它有机物质，造成现有金属包装罐的生产工艺复杂且能耗高。综上所述，现有马口铁食品罐的加工生产工艺复杂，存在有害物质残留、生产过程环境污染严重、能耗高等缺点。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明通过提供一种全新的由BOPET薄膜与无锡钢板的热复合的生产工艺及设备，能彻底解决现有技术中存在的可能危害人体健康、污染及耗能高等问题，在提高产品质量、降低污染的同时，也能够降低生产成本，并能减少和避免对人体健康的危害。本发明是通过如下技术方案来实现的
一方面，本发明所提供的工艺包含如下步骤，所述钢板经开卷机开卷后并经预热机组将钢板预热到设定温度，预热后的钢板与BOPET薄膜由热压装置进行高温热复合，经热复合后的钢板由收卷机收卷。优选地，所述钢板在预热之前经由钢板储料架内部的压缩空气吹淋装置进行清洗。优选地，所述压缩空气使用洁净空气，压力为2、kg/cm2，露点为-50°C _25°C。优选地，所述钢板经预热机组预热后钢板表面温度达到12(T250°C。优选地，所述预热机组内的加热装置的温度为13(T270 °C，加热温差为士 1°C 士3°C。优选地，所述热压装置的耐温范围为18(T250°C。
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优选地，所述工艺还包括对热复合后的钢板进行冷却，所述冷却装置使用低温洁净压缩空气，所述压缩空气的压力为2、kg/cm2，温度为1(T15°C，露点为-50°C _25°C。另一方面，本发明所提供的BOPET薄膜与无锡钢板的热复合设备包括开卷机、预热机组、热压装置和收卷机，所述钢板经开卷机开卷后，通过导辊依次传送至预热机组进行预热，经预热后的钢板经由热压装置与BOPET薄膜进行热复合，热复合后的钢板经导辊传送至收卷机完成收卷。优选地，所述钢板经开卷机开卷后经导辊传送至钢板储料架，所述钢板储料架内设置压缩空气吹淋装置对钢板表面进行清洗。优选地，所述钢板储料架内部设置多个可上下移动的导辊对钢板进行储存。优选地，所述钢板储料架内部还设置压缩空气吹淋装置以对钢板进行表面清洗。优选地，所述预热机组包含若干个子预热装置。优选地，所述若干个子预热装置使用电磁感应加热辊装置作为加热装置。优选地，其特征在于，所述热压装置包括塑料薄膜放卷机和压膜辊，所述压膜辊由上下对压的热压辊组成。优选地，所述塑料薄膜放卷机设置一个或两个。优选地，所述热压装置还包含冷却辊，所述冷却辊可以设置一个或多个。优选地，所述热复合设备还包含所述冷却装置，所述冷却装置设置在热压装置的后面，对热复合后的高温钢板进行降温。优选地，所述冷却装置使用低温洁净压缩空气进行冷却。优选地，所述热复合设备还包含设置在所述冷却装置后的所述成品储料架，在所述成品储料架内部设置多个可上下移动的导辊储存冷却后的钢板。优选地，所述开卷机和收卷机各设置一套。优选地，所述开卷机设置两套以上，所述开卷机后面连接所述激光焊机，前一卷钢板用完后，由所述激光焊机将后一卷钢板的头部与前一卷钢板的尾部进行焊接。优选地，所述收卷机设置两套以上，在所述收卷机的前面、所述成品储料架的后面连接所述切割机，一套收卷机收卷完成后，由所述切割机切断钢板，后续钢板与另一套空的收卷机相连并继续收卷。藉由上述技术特征，可以实现将BOPET塑料薄膜与无锡钢板热复合的技术目的。 本发明至少具有如下有效效果
1、产品具有良好的耐腐蚀性；
2、生产效率高，能源消耗低，因此生产成本更低；
3、生产过程中没有有机溶剂排放，也不会有小分子有害物质残留，生产过程及产品都更加环保。
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显
图1示出本发明一种实施例的整体工艺和设备流程图； 图2示出本发明一种实施例的钢板储料架的工作示意5图3示出本发明一种实施例的热压装置示意图。图中标号说明 1开卷机
2激光焊机 3钢板储料架 4预热机组 5 电磁感应加热辊 6热压辊 7塑料薄膜放卷机 8冷却装置 9成品储料架 10切割机 11收卷机 12压缩空气 13导辊 14 冷却辊具体实施
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述
图1是本发明BOPET薄膜与无锡钢板热复合工艺及设备一种实施例的整体工艺和设备流程示意图。下面结合本发明的附图对本发明一种实施例的整个生产过程进行详细说明。无锡钢板(Tin free steel，简称TFS)，即冷轧薄钢板的表面不经过镀锡处理，而是通过电镀方式在钢板表面镀上一层薄薄的铬和氧化铬。和马口铁相比，TFS无毒性，更加环保，并且，TFS与薄膜具有更好的粘合性。BOPET薄膜是双向拉伸聚酯薄膜，具有强度、刚性好且拉伸强度好等优点。BOPET薄膜与无锡钢板进行热复合贴膜，能实现更好的复合效果，且更加环保。当然，本专利名称虽然是BOPET薄膜与无锡钢板的热复合，但本专利的保护范围并不仅限于BOPET薄膜与无锡钢板之间的复合，选择这两种进行热复合仅为达到更好的复合效果。如图1中，优选地，本发明一种实施例中，需要加工的无锡钢板(TFS)经开卷机1开卷后由导辊传输进入到钢板储料架3。本领域技术人员理解，在本发明中，所述钢板经开卷后均由一个或多个导辊传送至各个工艺流程，所述导辊的个数根据钢板的传输方向、传输距离决定。这一点并非本发明的要点，在如下文字中省略。附图中虽然用示意图示出传输用导辊，但不专门用标号示出。钢板储料架3是一个具有特殊结构的储料架。图2是钢板储料架工作状态示意图。 如图2所示，钢板储料架3内部设置多个可以上下移动的导辊13，通过控制导辊13的上下移动及控制移动距离的大小可以控制进入钢板储料架3中钢板量的多少，从而达到暂时储存一定量待加工钢板的目的。优选地，根据工艺需要，所述开卷机1可以设置一套或多套。 在设置多套(如2套以上)开卷机的情况下，需要在开卷机1的后面设置激光焊机2，所述激光焊机2的作用是一卷钢板用完之后，暂停传送钢板储料架3前面的钢板，人工方式通过激光焊机2将另一卷钢板的头部与前一卷已用完钢板的尾部对焊。此时，钢板储料架3内部通过导辊的运动将之前储存在其中的钢板逐渐释放到后道工序，从而确保整个生产线不停机。，除可以暂时对钢板进行储存外，钢板储料架3中还配置有洁净压缩空气吹淋装置12，能够将钢板表面的浮灰吹扫干净，确保进入到后续工位的钢板表面没有灰尘残留。所述压缩空气使用低温的洁净空气，压力为2、kg/cm2，露点为-50°C _25°C。经过压缩空气吹扫后，表面清洁的钢板进入到预热机组4，对钢板进行预热。由于钢板受热的均勻程度决定了薄膜与钢板热复合是否紧密和牢固、压膜是否均勻，从而决定最终产品的品质。因此，如何对钢板表面温度进行精准控制也是本发明工艺中至关重要的一个步骤。为确保钢板受热均勻，本发明的预热机组4包含多个子预热装置，所述子预热装置都采用电磁感应加热辊5进行加热，这也是本发明的关键点。选择电磁感应加热辊对钢板进行加热有如下几个优点一是可以实现良好的温度控制效果，使钢板表面的温度既能控制均勻又能做到精准控制；二是可以实现更高的加热温度，从而能满足本发明所需的钢板与薄膜表面复合的温度要求；三是不会对经清洗干燥后的钢板和对环境造成污染。反之， 如果不使用电磁感应加热辊而是采用普通的加热辊，如导热油加热辊，在加热过程中势必会造成加热油的泄漏，并污染钢板和环境，致使最终产品不能用于食品包装，更重要的是， 普通的加热辊也达不到本发明所需的复合温度，从而导致热复合失败。本发明中，用于预热加热钢板所使用的电磁感应加热辊温度控制在13(T270°C，加热温差控制在士 l°c 士3°C，经预热后钢板表面温度可以达到12(T250°C之间。具体地，根据所需复合的无锡钢板的厚度和工艺设定的复合速度，调整所使用电磁感应加热辊5的个数及表面加热温度，从而实现控制和调整钢板表面温度的目的。通常，为了实现良好的复合效果，需要使用一组电磁感应加热辊。各个电磁感应加热辊的温度均单独进行设定和控制，一般设置在前面的电磁感应加热辊的加热温度较低，设置在后面的电磁感应加热辊的加热温度逐渐升高，直至达到工艺最终所需要的预热温度。在本发明的一个实施例中，如将BOPET塑料薄膜与0. 2mm厚度的无锡钢板复合，在复合速度为60m/min时，钢板表面预热后的温度设定为16(T17(TC。在复合速度为lOOm/min时，钢板表面的预热温度设定为 190 195°C。如将BOPET塑料薄膜与0.3mm厚度的无锡钢板复合，在复合速度为lOOm/min 时，钢板表面预热后的温度设定为205 210°C。关于预热阶段中的所使用的电磁感应加热辊的结构及工作原理，现有专利中已有详细阐述，在此不再赘述。钢板经预热到设定温度后，由热压装置将钢板与塑料薄膜进行高温热复合。热压装置包括塑料薄膜放卷机7和压膜辊，所述压膜辊为两个上下对压的热压辊6。在热复合时，由塑料薄膜放卷机7将塑料薄膜展开，通过热压辊6将钢板与塑料薄膜进行热压复合。 所述热压辊6为耐高温的胶辊。由于经预热后的钢板表面温度较高，因此，所述压膜辊的耐温范围也要与钢板表面温度相适应。在本发明的一个实施例中，所用压膜辊选用耐250°C 以上高温的硅橡胶辊。由于胶辊的技术十分成熟，其并不是本发明的创新点，故在此不再赘述。图3是钢板通过热压装置进行热复合的示意图。本发明一种实施例中塑料薄膜与钢板热压复合的具体过程如下将已经预备好的两卷塑料薄膜经塑料薄膜放卷机7分别从两个方向与经过预热到一定温度的钢板靠近，通过两个热压辊6的挤压将塑料薄膜与钢板高温热复合到一起。当然，如果只需在钢板的一面复合薄膜，则只需一个塑料薄膜放卷机从一个方向提供塑料薄膜即可。由于热压辊6在长期与热的钢板高温挤压接触后其表面温度已基本接近钢板的表面温度，为延长其使用寿命，优选地，本发明一种实施例中，在热压辊6与钢板接触的另一侧设置冷却辊14。通过所述冷却辊14不仅可以对热压辊6的表面进行降温，同时还可以防止塑料薄膜的一面因高温熔融而致热压失败。本领域技术人员理解，根据具体热压温度及工艺要求，此处所述冷却辊14可以设置一个或多个。经热压装置对钢板进行压膜后已经实现钢板表面与塑料薄膜的良好复合。为了实现钢板与塑料薄膜更好的粘结效果，优选地，本发明的一个实施例中还提供了对复合后的钢板进行冷却的装置。如图1所示的本发明一种实施例中，通过所述冷却装置8对经热复合后的钢板表面进行冷却。冷却装置8同样采用低温洁净压缩空气作为冷却源，所述压缩空气的压力为2、kg/cm2，温度为1(T15°C，露点为_50°C _25°C。优选地，压缩空气温度控制在1(T12°C，以实现对经高温与塑料薄膜熔融复合的钢板进行急速冷却的良好效果，进而实现塑料薄膜与钢板更好的粘结贴合效果。优选地，本发明一种实施例中，在所述冷却装置的后面设置成品储料架9。如图1 所示，经急速冷却后的已经压膜的钢板进入到成品储料架9。成品储料架9的结构与前面所述的钢板储料架3的结构大体一致，唯一区别是不包含压缩空气吹淋装置，而仅对压制后的钢板成品进行储存。成品储料架9的内部同样设置多个可以上下移动的导辊，通过控制导辊的上下移动及控制移动距离的大小控制进入钢板储料架9中钢板量的多少，从而实现储存钢板的目的。该结构在前面已经有详细阐述，在此不再赘述。从成品储料架9传输出来的压膜后的钢板成品由收卷机11进行收卷。为了保证工艺连续生产，优选地，本发明一种实施例中设置2套收卷机，同时，在所述成品储料架9的后面设置切割机10。当一套收卷机收卷完成后，成品储料架9的出口端即停止动作，通过其内部导辊的上下移动，将前端送来的钢板成品临时储存在其中。并通过切割机10将钢板切断，然后人工方式将钢板与另一套空的收卷机连接，并开始继续自动收卷。当然，根据具体工艺情况，所述收卷机还可以设置2套以上。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要说明的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
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权利要求
1.BOPET薄膜与无锡钢板的热复合工艺，其特征在于，包含如下步骤，所述钢板经开卷机开卷后并经预热机组将钢板预热到设定温度，预热后的钢板与BOPET薄膜由热压装置进行高温热复合，经热复合后的钢板由收卷机收卷。
2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述钢板在预热之前经由钢板储料架内部的压缩空气吹淋装置进行清洗。
3.如权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述压缩空气使用洁净空气，压力为2、kg/ cm2，露点为-50°C "-25°C ο
4.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述钢板经预热机组预热后钢板表面温度达到 12(T250°C。
5.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述预热机组内的加热装置的温度为 130 270°C，加热温差为士 1°C 士3°C。
6.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述热压装置的耐温范围为18(T250°C。
7.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，还包括对热复合后的钢板进行冷却的步骤， 所述冷却装置使用低温洁净压缩空气，所述压缩空气的压力为2、kg/cm2，温度为1(T15°C， 露点为_50°C -25°C。
8.BOPET薄膜与无锡钢板的热复合设备，包括开卷机、预热机组、热压装置和收卷机，其特征在于，所述钢板经开卷机开卷后，通过导辊依次传送至预热机组进行预热，经预热后的钢板经由热压装置与BOPET薄膜进行热复合，热复合后的钢板经导辊传送至收卷机完成收卷。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述钢板经开卷机开卷后经导辊传送至钢板储料架，所述钢板储料架内设置压缩空气吹淋装置对钢板表面进行清洗。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述钢板储料架内部设置多个可上下移动的导辊对钢板进行储存。
11.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述预热机组包含若干个子预热装置，所述若干个子预热装置使用电磁感应加热辊装置作为加热装置。
12.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述热压装置包括塑料薄膜放卷机和压膜辊，所述压膜辊由上下对压的热压辊组成。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述塑料薄膜放卷机设置一个或两个。
14.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述热压装置还包含冷却辊，所述冷却辊设置一个或多个。
15.如权利要求8所述的设备，其特征在于，还包含所述冷却装置，所述冷却装置设置在热压装置的后面，对热复合后的高温钢板进行降温。
16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述冷却装置使用低温洁净压缩空气进行冷却。
17.如权利要求8所述的设备，其特征在于，还包含设置在所述冷却装置后的所述成品储料架，在所述成品储料架内部设置多个可上下移动的导辊储存冷却后的钢板。
18.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述开卷机和收卷机各设置一套。
19.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述开卷机设置两套以上，所述开卷机后面连接所述激光焊机，前一卷钢板用完后，由所述激光焊机将后一卷钢板的头部与前一卷钢板的尾部进行焊接。
20.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述收卷机设置两套以上，在所述收卷机的前面、所述成品储料架的后面连接所述切割机，一套收卷机收卷完成后，由所述切割机切断钢板，后续钢板与另一套空的收卷机相连并继续收卷。
全文摘要
本发明提供一种BOPET薄膜与无锡钢板的热复合工艺，所述钢板经开卷机开卷后并经预热机组将钢板预热到设定温度，预热后的钢板与BOPET薄膜由热压装置进行高温热复合，热复合后的钢板由收卷机收卷。同时，本发明还提供一种BOPET薄膜与无锡钢板的热复合设备，所述钢板经开卷机开卷后传送至预热机组进行预热，经预热后的钢板通过热压装置与BOPET薄膜进行热复合。本发明提供的热复合工艺及设备可以实现高效、环保、低成本地在钢板表面复合塑料薄膜，生产过程环保，产品更耐腐蚀，且没有毒性低分子物质残留，符合低碳环保的现代工业大生产的理念。
文档编号B32B37/10GK102514347SQ201110425
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者文元庆, 邹斌 申请人:上海联净复合材料技术有限公司