高剥离强度食品包装用铝箔轧制工艺的制作方法

文档序号:12436986阅读:378来源:国知局

本发明属于有色金属压延技术领域,涉及铝箔生产工艺,特别涉及高剥离强度食品包装用铝箔轧制工艺。



背景技术:

铝箔是将金属铝直接压延成薄片,其厚度小于或等于0.2mm的薄带铝材。各国对铝箔厚度的规定并不一致,中国、法国、俄罗斯的上限为0.2mm;美国、英国与日本的上限为0.15mm;德国的上限为0.02mm。在中国,通常把厚度小于0.01mm即小数点后有两个零的铝箔(如0.0055~0.009mm),称为双零铝箔,国际上则称为薄箔(light gauge foil);而把厚度0.01mm~0.1mm的箔称为单零铝箔,国际上称为厚箔(heavy gauge foil),也有称为中厚箔(medium gauge foil)的;把厚度不小于0.1mm的箔称为厚箔。

铝箔产品按其最终用途一般分为烟用铝箔、软包装铝箔(可应用于食品、药品等包装)、电容器用铝箔等,各类铝箔根据其最终使用用途,对铝箔生产过程和工艺参数有着不同的要求。从技术角度来看,目前电容器用铝箔厚度已达到0.0045mm。在生产软包装用0.006~0.0065mm厚度铝箔时,技术难度并不算大,但要大规模、有效益的生产此类高品质铝箔却并不容易。随着食品软包装在卫生、安全性要求的日益强化,对复合所使用的粘合剂中提高贴合强度的各类添加剂的使用限制增多,以及复合后剥离强度指标要求越来越严,应用于食品包装产业时,要求铝箔本身具有较高的易贴合属性。特别是以牛奶包装为代表的淋膜复合类液体包装要求铝箔本身具有较高的易贴合属性,包装厂家在复合后采用剥离强度指标检测铝箔的贴合性。技术难点在于,这类铝箔对板形、表面洁净度、成品复合后,特别是淋膜复合的剥离强度有着较高要求。



技术实现要素:

针对上述现有技术中存在的不足,本发明公开了一种高剥离强度食品包装用铝箔轧制工艺。

本发明的技术方案为:将厚度为0.25mm~0.3mm的热轧坯料在轧制油存在的条件下,依次经过三道次粗轧工序、一道中轧、一道精轧工序得到厚度为0.006~0.0065mm的铝箔;然后经分切工序,成品退火工序,最后成品包装。

本发明较优实施例中,所述三道次粗轧工序中,第一道次粗轧工序将0.25mm~0.3mm的坯料轧制到0.140mm~0.160mm,轧机速度为400~700m/min,轧制压力为1500~2200kN,工作辊粗糙度为Ra(0.21);第二道次粗轧工序,轧机速度为400~800m/min,轧制压力为1700~2100kN,工作辊粗糙度为Ra(0.21),出口厚度0.07mm~0.08mm的铝箔;第三道次粗轧工序,轧机速度为450~800m/min,轧制压力为1800~2200kN,工作辊粗糙度为Ra(0.21),出口厚度0.03mm~0.04mm的铝箔。

本发明较优实施例中,所述中轧工序,轧机速度为600~900m/min,轧制压力为1800~2200kN,工作辊粗糙度为Ra(0.12),出口厚度0.014mm~0.015mm的铝箔。

本发明较优实施例中,各道次压下率不超过58%。

本发明较优实施例中,所述精轧双合工序,轧机速度为350~6500m/min,轧制压力为2700~3100kN,工作辊粗糙度为Ra(0.06),得到出口厚度0.006~0.0065mm的铝箔。

本发明较优实施例中,各道次工作辊粗糙度分别为:Ra(0.21、0.21、0.21、0.12、0.06),保证铝箔批量多卷投料各卷表面粗糙度一致,略高于普通软包装铝箔,可提高成品剥离强度。

本发明较优实施例中,为保证铝箔表面粗糙度一致而在批量投放铝箔卷时要反向顺序投放,即卷号1#~10#在下一道次投放时顺序为10#~1#。

本发明较优实施例中,所述成品退火工序为中温190℃,高温210℃,采用阶梯升温方式。包括如下步骤:

步骤A、压延分卷结束后铝箔卷常温静置70~80h,优选72h,然后置于退火炉内,依据环境温度和目标退火温度,设定中温温度190±2℃,优选190℃,升温速率不超过5℃/h;

步骤B、到达所设中温温度后,保温50~55h;

步骤C、保温结束后,快速全功率升温或受控快速升温,升温速率不超过5℃/h;

步骤D、炉内到达高温210±2℃后,优选高温210℃,保温50~80h,优选60h;

步骤E、降温至80℃,保温,待铝卷内外温度一致后即可出炉;

其中,从开始升温至保温结束阶段,退火炉内保持负压100-150mm水柱,负压风机3h,吹洗风机1h交替运行。

比如宽度1290mm、外径800mm牛奶包装铝箔的退火工艺参数如下:

规格:0.0063×1290mm,

分卷后放置时间:72h,

卷径:750~800mm,

升温:33~50h升温至190℃,保温50h,

高温:4h升温至210℃保温60h,

降温:降温至80℃保温15h。

现行铝箔退火多采用180~200℃中温除油,本发明采用组合方式退火,可达到铝箔表面除油A+,拉强度指标在72~78N/mm2,使铝箔和较硬的卡纸容易复合,复合后具有较高剥离强度。

本发明较优实施例中,粗轧的轧制油温为35~45℃,中轧和精轧的轧制油温为42~56℃。

本发明较优实施例中,本发明的精轧工作辊粗糙度由现行的Ra0.04提高到Ra0.06。

本发明较优实施例中,铝箔板形中凸在1.0~1.3%,放弃现行工艺中10I的描述,保证铝箔整体板形的中凸一致性,使其与卡纸等复合时平顺、不会出现局部松紧不一。

当然,在经过中轧后也可以将两张单张在精轧机进行双开卷轧制。

需要指出的是,本发明轧制油中不使用现行轧制工艺中为提高油膜强度而添加的月硅酸,原因是酸类添加剂退火后的微量残留会降低铝箔成品剥离强度,为防止油膜轧制中破裂,采用短碳链醇、脂类添加剂配合使用并控制各道次压下率。添加剂在轧制油中体积配比为短碳链醇2~3.5%,精轧酯2~3%。

本发明工艺生产的铝箔厚度精度可达到±3%,宽度精度可达到±1mm,引入板形指标化要求精轧道次结束后横向厚度法所得横向板型中凸1.0%以上,(不采用现行工艺中板形精度达10I,因其不可量化控制);产品精度、针孔数、粘附力、力学性等完全可达到国标GB/T3198-2010《铝及铝合金箔》的要求。

本发明所述剥离强度指在复合后纵向取15mm样品,外力将铝箔从复合材料上剥离所用的力,剥离强度大于1.0N且粘合物附着在铝箔上为合格,最好指标在1.8N以上.

有益效果

本发明公开了高剥离强度食品包装用铝箔轧制工艺,通过五道次轧制工序、轧制油、工作辊粗糙度、组合式退火工序等各项工艺参数的控制,各道次压下量分配合理,避免个别道次因压下量过大产生辊系热平衡破坏影响整体板形,可提高铝箔本身在复合后剥离强度。所制得的铝箔厚度精度可达到±3%,宽度精度可达到±1mm,产品精度、针孔数、粘附力、力学性等完全可达到国标GB/T3198-2010《铝及铝合金箔》的要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明,以使本领域技术人员更好地理解本发明,但本发明并不局限于以下实施例。

高剥离强度食品包装用铝箔轧制工艺,将厚度为0.25mm~0.3mm的热轧坯料在轧制油存在的条件下,依次经过三道次粗轧工序、一道中轧、一道精轧工序得到厚度为0.006~0.0065mm的铝箔;然后经分切工序,成品退火工序,最后成品包装。

其中,各工序包括:

压延工序:0.25mm~0.3mm的热轧坯料,第一道次粗轧工序将0.25mm~0.3mm的坯料轧制到0.140mm~0.160mm,轧机速度为400~700m/min,轧制压力为1500~2200kN,第二道次粗轧工序出口厚度0.07mm~0.08mm的铝箔,轧机速度为400~800m/min,轧制压力为1700~2100kN;第三道次粗轧工序出口厚度0.03mm~0.04mm的铝箔,轧机速度为450~800m/min,轧制压力为1800~2200kN;第四道次中轧工序出口厚度0.014mm~0.015mm的铝箔,轧机速度为600~900m/min,轧制压力为1800~2200kN;第五道次精轧双合轧制出口厚度0.006mm、0.0063mm、0.0065mm,轧机速度为350~6500m/min,轧制压力为2700~3100kN。各道次工作辊粗糙度分别为:Ra(0.21、0.21、0.21、0.12、0.06)。

分切工序:分切工序由于卷径较大,接头数量控制,要求定速生产分切速度控制在400m/min以下,不得起杠、起皱。

成品退火工序:采用阶梯升温、高温210℃,中温190℃组合方式退火,达到铝箔表面除油A+。

最后成品包装。

实施例1

表1 0.0063mm成品1134mm铝箔轧制道次分配方案表

为保证成品铝箔剥离强度,铝箔横向板形设置-32以上,要求精轧道次结束后横向厚度法所得横向板型中凸1.0%以上。

表2 0.063mm铝箔横向板形

精轧后横向板形测量对称、中凸1.18%。

0.0063×1134mm卷径600mm退火工艺单:

分卷后放置时间:72h,

卷径:500~650mm,

升温:33~36h升温至190℃,保温50h,

高温:2h升温至210℃保温50h,

降温:降温至80℃保温15h,

检测:除油:A+,抗拉强度:73N/mm2。复合后剥离强度:>1.8N。

实施例2

表3 0.0065mm成品1290mm铝箔轧制道次分配方案表

精轧后横向板形测量对称、中凸1.23%。

退火工艺单:

规格:0.0063×1290mm,

分卷后放置时间:72h,

卷径:750~800mm,

升温:33~50h升温至190℃,保温50h,

高温:4h升温至210℃保温60h,

降温:降温至80℃保温15h。

检测:除油:A+,抗拉强度:76N/mm2。复合后剥离强度:>1.8N(实测剥不开)。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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