本发明涉及材料复合技术领域，具体地说，涉及一种覆铁膜生产装置和覆铁膜的生产方法。
背景技术
覆膜铁包装材料可以广泛应用于两片罐食品罐头、三片罐顶底盖包装等食品包装领域，按应用可分为食品罐及饮料罐。如鱼类、火腿、午餐肉等食品罐的成型方式以drd(冲拔拉伸法)成型工艺为主，属于浅拉伸罐，拉伸后，这类食品罐的整体减薄率通常常在25～30％。与食品罐相比，饮料罐通常采用变薄拉伸(d&i法)成型工艺生产，该成型工艺更为复杂，技术难度更高，美国称该类产品为drawnandironedcans，简称d&i罐或di罐，欧洲称之为drawnandwallironedcans，简称dwi罐，经历变薄拉伸加工时，罐身侧壁的厚度减薄为原厚度的1/3左右，该罐型采用的覆铁膜最薄的地方也只有原来基膜厚度的1/3左右。
参照图1，现有的一种覆铁膜10为三层结构，包括中间的基材层12及位于基材层12两侧的粘合层11和功能层13，使用时，通过粘合层11的粘附力将覆铁膜10贴附在罐身，经拉伸后成为食品罐或饮料罐。
现有的三层结构的覆铁膜10的一种生产方法为：首先，将中间的基材层12通过加热装置加热至270～290℃；然后，将粘合层11、基材层12和功能层13送入压合机构，在高压下进行压整粘结形成覆铁膜10；最后，覆铁膜10经冷却装置急速冷却后由收卷机构收卷，这种生产方法可以用作生产drd罐上的覆铁膜10。这种生产方法存在以下问题：将基材层12加热至270～290℃及单独生产粘合层11和功能层13需要消耗大量的能量，成本高，不利于降低能耗；压整粘结后的覆铁膜10的温度较高，经急冷降温后，基材层12与两侧的粘合层11、功能层13之间在后期拉伸时容易出现翘曲或分离现象。
现有的三层结构的覆铁膜10的另一种生产方法为：粘合层11、基材层12和功能层13分别通过三个在线挤出机构挤出后进入成膜装置，在线挤出机构的模口温度约为270～280℃，在成膜装置中，粘合层11、基材层12和功能层13经压合成为覆铁膜原膜；然后，覆铁膜原膜进入拉伸装置，经过横向及纵向1：3.5的拉伸定型形成覆铁膜10，这种生产方法可以用作生产drd罐和dwi罐上的覆铁膜10。这种生产方法存在以下问题：三个在线挤出机构在挤出粘合层11、基材层12和功能层13时，需要消耗大量能量，同时，覆铁膜原膜在横向和纵向拉伸过程中也需要进行加热，同样需要消耗大量能量，成本高，不利于降低能耗。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明一方面提供一种覆铁膜生产装置，依覆铁膜生产工序包括：自上游至下游依次设置的放卷机构、预热机构、压合机构、多根冷却辊、冷却机构、收卷机构，以及分别设置在所述压合机构两侧的第一在线挤出机构和第二在线挤出机构；
其中，所述放卷机构放卷第三薄膜，所述第一在线挤出机构在线挤出第一薄膜，所述第二在线挤出机构在线挤出第二薄膜，所述第三薄膜、所述第一薄膜、所述第二薄膜经所述压合机构压合后得到覆铁膜。
在一些实施例中，所述压合机构为第一压合机构，所述第三薄膜、所述第一薄膜和所述第二薄膜同时进入所述第一压合机构进行压合得到覆铁膜。
在一些实施例中，所述压合机构包括第一压合机构和第二压合机构，所述第三薄膜和所述第一薄膜首先经所述第一压合机构压合，然后，经所述第一压合机构压合后的薄膜与所述第二薄膜经所述第二压合机构压合得到覆铁膜。
在一些实施例中，所述多根冷却辊包括第一冷却辊至第六冷却辊，所述第一冷却辊和所述第二冷却辊为钢辊，所述第三冷却辊至所述第六冷却辊为胶辊。
在一些实施例中，所述第一冷却辊至所述第六冷却辊的表面温度依次降低。
在一些实施例中，所述第一冷却辊的表面温度为80～90℃，所述第二冷却辊的表面温度为50～60℃，所述第三冷却辊的表面温度为40～50℃，所述第四冷却辊的表面温度为30～40℃，所述第五冷却辊的表面温度为20～30℃，所述第六冷却辊的表面温度为10～20℃。
本发明另一方面提供一种覆铁膜的生产方法，所述生产方法采用上述的覆铁膜生产装置进行生产，所述生产方法包括：所述放卷机构放卷的第三薄膜经所述预热机构预热后与所述第一在线挤出机构在线挤出的第一薄膜、所述第二在线挤出机构在线挤出的第二薄膜进入所述压合机构进行压合得到覆铁膜，所述覆铁膜经所述多根冷却辊、所述冷却机构冷却后由所述收卷机构收卷。
在一些实施例中，所述压合机构为第一压合机构，所述放卷机构放卷的第三薄膜经所述预热机构预热后与所述第一在线挤出机构在线挤出的第一薄膜、所述第二在线挤出机构在线挤出的第二薄膜同时进入所述第一压合机构进行压合得到覆铁膜。
在一些实施例中，所述压合机构包括第一压合机构和第二压合机构，所述放卷机构放卷的第三薄膜经所述预热机构预热后与所述第一在线挤出机构在线挤出的第一薄膜首先进入所述第一压合机构进行压合，然后，由所述第一压合机构压合后的薄膜与所述第二在线挤出机构在线挤出的第二薄膜进入所述第二压合机构进行压合得到覆铁膜。
在一些实施例中，所述放卷机构放卷的第三薄膜经所述预热机构预热后的温度为60～80℃，所述第一在线挤出机构和所述第二在线挤出机构的模口温度230～260℃。
与现有技术相比，本发明提供的覆铁膜生产装置和覆铁膜的生产方法至少具有以下有益效果：本发明的覆铁膜生产装置生产覆铁膜时不仅能量消耗低，而且生产的覆铁膜各膜层之间具有高的粘结强度，不易出现翘曲或分离现象。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是一种覆铁膜的截面示意图。
图2是本发明一个实施例的覆铁膜生产装置的示意图。
图3是本发明另一实施例的覆铁膜生产装置的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系，某些部位的层厚采用了夸示的绘图方式以便于理解，附图中的层厚并不代表实际层厚的比例关系。
为解决现有技术中存在的问题，本发明一方面提供一种覆铁膜生产装置，该覆铁膜生产装置生产覆铁膜时不仅能量消耗低，而且生产的覆铁膜各膜层之间具有高的粘结强度，不易出现翘曲或分离现象。
图2是本发明一个实施例的覆铁膜生产装置的示意图，参照图2，本实施例的覆铁膜生产装置依覆铁膜生产工序包括：自上游至下游依次设置的放卷机构21、预热机构22、压合机构、多根冷却辊、冷却机构25、收卷机构26，以及分别设置在压合机构两侧的第一在线挤出机构271和第二在线挤出机构272。
上述覆铁膜生产装置可以用于生产如图1所示的具有三层结构的覆铁膜10，其中，放卷机构21放卷第三薄膜33，第一在线挤出机构271在线挤出第一薄膜31，第二在线挤出机构272在线挤出第二薄膜32，第三薄膜33、第一薄膜31、第二薄膜32经压合机构压合后得到覆铁膜10。
可选地，经压合机构压合后，第三薄膜33形成图1的覆铁膜10中的基材层12，该基材层12的材料包括但不限于是pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或pp(聚丙烯)。经压合机构压合后，第一薄膜31形成图1的覆铁膜10中的粘合层11，在将覆铁膜10粘合于金属板上时，粘合层11作为内层与金属板具有较高的结合强度，不仅能够经受高温杀菌处理，而且可以经受较大的内压力，耐压强度高，该粘合层11的材料包括但不限于是具有粘合作用的改性pet。经压合机构压合后，第二薄膜32形成图1的覆铁膜10中的功能层13，该功能层13作为外层薄膜，阻挡食品饮料等向金属板渗透，避免腐蚀和污染，并具有一定的抗划伤能力，该功能层13的材料包括但不限于是改性pet。
预热机构22用于对放卷机构21放卷的第三薄膜33进行预热，以便后续压合时与第一薄膜31、第二薄膜32具有较高的粘结强度。较佳地，放卷机构21放卷的第三薄膜33经预热机构22预热后的温度为60～80℃，该温度能够显著降低产品的能量消耗，且不会降低覆铁膜10产品的性能。可选地，预热机构22为内部设有多个导辊28的保温箱。
第一在线挤出机构271用于在线挤出第一薄膜31，第二在线挤出机构272用于在线挤出第二薄膜32，换言之，第一在线挤出机构271挤出的第一薄膜31和第二在线挤出机构272挤出的第二薄膜32经挤出后直接进入压合机构与第三薄膜33进行压合，第一薄膜31和第二薄膜32而非采用已挤出的薄膜成品进行压合。由于第一在线挤出机构271和第二在线挤出机构272挤出时模口的温度高，刚挤出的第一薄膜31和第二薄膜32具有较高的温度，直接进入压合机构与第三薄膜33进行压合能够充分利用第一薄膜31和第二薄膜32的残余温度，使第一薄膜31、第二薄膜32与第三薄膜33能够在高温高压下进行高强度地结合，形成的覆铁膜10的各膜层的粘结强度高。较佳地，第一在线挤出机构271和第二在线挤出机构272的模口温度230～260℃。
本实施例中，压合机构为第一压合机构231，第三薄膜33、第一薄膜31和第二薄膜32同时进入第一压合机构231进行压合得到覆铁膜10。可选地，第一压合机构231包括第一压合辊和第一胶辊，第一压合辊例如可以是钢辊，第三薄膜33、第一薄膜31和第二薄膜32经第一压合辊和第一胶辊的对压形成覆铁膜10。本发明不限制第一压合辊的具体位置，可以设置左边，也可以设置在右边。可选地，第一压合机构231还包括控制第一压合辊移动的第一控制装置(未示出)，第一控制装置能够控制第一压合辊向第一胶辊移动，或控制第一压合辊远离第一胶辊。
多根冷却辊用于对经压合机构压合形成的覆铁膜10进行降温，较佳地，多根冷却辊包括第一冷却辊241至第六冷却辊246，该第一冷却辊241至第六冷却辊246包括第一冷却辊241、第二冷却辊242、第三冷却辊243、第四冷却辊244、第五冷却辊245和第六冷却辊246。第一冷却辊241和第二冷却辊242为钢辊，第三冷却辊243至第六冷却辊246为胶辊，其中，第一冷却辊241至第六冷却辊246均包括一对相对设置的辊体，覆铁膜10与辊体的表面接触，将温度传递给辊体。较佳地，第一冷却辊241至第六冷却辊246的表面温度依次降低，使得经压合后具有较高温度的覆铁膜10能够逐渐降温，与现有技术中对覆铁膜10进行急速冷却相比，逐渐降温能够防止覆铁膜10在后续拉伸过程中各膜层之间出现翘曲或分离现象，保持各膜层之间较高的粘结强度。发明人经研究发现，第一冷却辊241的表面温度为80～90℃，第二冷却辊242的表面温度为50～60℃，第三冷却辊243的表面温度为40～50℃，第四冷却辊244的表面温度为30～40℃，第五冷却辊245的表面温度为20～30℃，第六冷却辊246的表面温度为10～20℃时，经冷却后的覆铁膜10的各膜层之间的粘结强度达到最佳。
冷却机构25对经第一冷却辊241至第六冷却辊246冷却后的覆铁膜10进行最终降温，以消除覆铁膜10的残余温度。可选地，冷却机构25为装有冷却水的水槽，较佳地，水槽中冷却水的温度为5～8℃。
收卷机构26对经冷却机构25冷却后的覆铁膜10进行收卷，其结构可采用现有技术，在此不予赘述。
可选地，本发明的覆铁膜生产装置还可以进一步包括至少一个导辊28，导辊28的位置可以根据需要进行设置，用于对第一薄膜31和第二薄膜32、第三薄膜33或覆铁膜10进行导向。
图3是本发明另一实施例的覆铁膜生产装置的示意图，参照图3，本实施例的覆铁膜生产装置与图2中的覆铁膜生产装置的结构类似，其区别在于，压合机构包括第一压合机构231和第二压合机构232，第三薄膜33和第一薄膜31首先经第一压合机构231压合，然后，经第一压合机构231压合后的薄膜与第二薄膜32经第二压合机构232压合得到覆铁膜10。换言之，第一薄膜31经第一在线挤出机构271挤出后直接进入第一压合机构231与第三薄膜33进行压合，然后，第二薄膜32经第二在线挤出机构272挤出后直接进入第二压合机构232与经第一压合机构231压合后的薄膜进行压合，形成覆铁膜10。这种覆铁膜生产装置的优点在于第三薄膜33和第一薄膜31之间、第一薄膜31和第二薄膜32之间能够得到充分的压合，各膜层之间的粘结强度更高。
可选地，第二压合机构232可以采用与第一压合机构231基本相同的机构，包括第二压合辊和第二胶辊，第二压合辊例如可以是钢辊。本发明不限制第二压合辊的具体位置，可以设置左边，也可以设置在右边。可选地，第二压合机构232还包括控制第二压合辊移动的第二控制装置(未示出)，第二控制装置能够控制第二压合辊向第二胶辊移动，或控制第二压合辊远离第二胶辊。
本发明另一方面提供一种覆铁膜10的生产方法，该生产方法采用上述的覆铁膜生产装置进行生产，生产方法包括：放卷机构21放卷的第三薄膜33经预热机构22预热后与第一在线挤出机构271在线挤出的第一薄膜31、第二在线挤出机构272在线挤出的第二薄膜32进入压合机构进行压合得到覆铁膜10，覆铁膜10经多根冷却辊、冷却机构25冷却后由收卷机构26收卷。
在一个实施例中，本发明的生产方法采用图2所示的覆铁膜生产装置，上述生产方法中，压合机构为第一压合机构231，放卷机构21放卷的第三薄膜33经预热机构22预热后与第一在线挤出机构271在线挤出的第一薄膜31、第二在线挤出机构272在线挤出的第二薄膜32同时进入第一压合机构231进行压合得到覆铁膜10。
在一个实施例中，本发明的生产方法采用图3所示的覆铁膜生产装置，上述生产方法中，压合机构包括第一压合机构231和第二压合机构232，放卷机构21放卷的第三薄膜33经预热机构22预热后与第一在线挤出机构271在线挤出的第一薄膜31首先进入第一压合机构231进行压合，然后，由第一压合机构231压合后的薄膜与第二在线挤出机构272在线挤出的第二薄膜32进入第二压合机构232进行压合得到覆铁膜10。
在一较佳实施例中，放卷机构21放卷的第三薄膜33经预热机构22预热后的温度为60～80℃，第一在线挤出机构271和第二在线挤出机构272的模口温度230～260℃。由于第一在线挤出机构271和第二在线挤出机构272挤出时模口的温度高，刚挤出的第一薄膜31和第二薄膜32具有较高的温度，直接进入压合机构与第三薄膜33进行压合能够充分利用第一薄膜31和第二薄膜32的残余温度，使第一薄膜31、第二薄膜32与第三薄膜33能够在高温高压下进行高强度地结合，同时，第三薄膜33经预热机构22预热后的温度较低，能够显著降低产品的能量消耗，且不会降低覆铁膜产品的性能。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。