1.前言

隨著技術(shù)發(fā)展、消費(fèi)觀念與時(shí)尚的變化，在包裝材料中金屬、塑料、紙張和玻璃之間的競爭日趨激烈。而金屬包裝材料以其密閉性好、質(zhì)地堅(jiān)硬、彈性好、阻光性好、阻氣性好等特點(diǎn)，在包裝領(lǐng)域一直占有重要地位，尤其對于肉類、蔬菜等產(chǎn)品，金屬容器仍是首選。鍍錫板作為金屬包裝材料的重要組成部分，在食品、飲料、氣霧罐和化工罐等領(lǐng)域有著重要的角色。但是，由于錫為主要的戰(zhàn)略資源，價(jià)格較貴，且資源日益枯竭，因此，鍍鉻鐵、覆膜鐵以及粉末電泳產(chǎn)品等作為鍍錫板及低錫板的替代產(chǎn)品，越來越為人們所關(guān)注。

2.覆膜鐵的生產(chǎn)工藝及產(chǎn)晶特點(diǎn)

2.1 覆膜鐵的生產(chǎn)工藝

覆膜鐵是在冷軋薄鋼板（一般為卷料鋼板）／鍍鉻鐵兩面覆蓋（粘合）上多層的聚脂復(fù)合薄膜（厚度約為20 ～ 25μm ），為一種兼有塑料薄膜和

金屬板材雙重特點(diǎn)的金屬功能材料。理論上覆膜鐵基板可直接采用冷軋薄鋼板，即留空覆膜鐵。彩色薄膜留空覆膜技術(shù)為中國獨(dú)有技術(shù)，但是，留

空覆膜鐵制罐時(shí)罐身焊縫處易產(chǎn)生銹蝕，且粘合力不牢；在歐美和日本，覆膜鐵技術(shù)多采用鍍鉻鐵TFS 作基板，即不宜留空覆膜鐵。其有機(jī)膜覆合

的牢度極高，這主要是由于TFS 產(chǎn)品表面存在一層鉻的水合氧化物膜，與有機(jī)膜以氫鍵的形式結(jié)合在一起，如圖1 所示。圖2 為上海聯(lián)凈熱熔法覆膜鐵生產(chǎn)線示意圖。

圖1 TFS基極與PET膜結(jié)合示意圖

圖2 上海聯(lián)凈熱熔法覆膜鐵生產(chǎn)線示意圖

目前，覆膜工藝有兩種2 一是高溫高壓下的擠壓工藝，采用高溫覆膜及急冷重結(jié)晶等技術(shù)，PET膜覆合的牢度極高（上海聯(lián)凈及日本采用此工藝）；二是粘合工藝法，采用低溫粘合，其粘合牢度不及高溫高壓法。

2.2 覆膜鐵的產(chǎn)品特點(diǎn)

與涂料鐵（即內(nèi)涂外印的馬口鐵（鍍錫鐵））相比，覆膜鐵具有以下特點(diǎn)：

(1 ）具有良好的防銹、裝飾、隔熱、減震等功能，尤其耐沖壓、耐腐蝕性是涂料鐵不能比擬的。由于覆膜鐵所覆蓋（粘合）上去的薄膜為多層的聚脂復(fù)合薄膜，它阻隔腐蝕介質(zhì)滲透的能力接近于“完全阻遏”。對于番茄醬罐、兩片罐的包裝來說，覆膜鐵是理想的材料。而涂料鐵在耐腐蝕性和附著力之間存在矛盾。

(2 ）表面針孔少，致密，且可在覆膜上做多種處理，如標(biāo)識(shí)、鐳射處理等（與涂層相比較）。而對于二次冷軋覆膜鐵（國外亦稱“馬奈板”（Malei))來說，其具有優(yōu)良的力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度高。表1為二次冷軋覆膜鐵與二次冷軋普通馬口鐵的性能對比。

表1 二次冷軋覆膜鐵與二次冷軋普通馬口鐵的性能對比

由表1可見，馬奈板在DR-8 的硬度時(shí)伸長率為10% ，而普通板則為3% 。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，馬奈板之所以硬度高、延伸性好，關(guān)鍵是在煉鋼采取真空冶煉，使鋼材中某些非金屬元素（包括碳）的含量和某些金屬元素的含量都大為減少(10^-5 級(jí)）。

(3 ）生產(chǎn)效率高、能源消耗和材料成本低。覆膜鐵表面為熱塑性PET樹脂薄膜，以PET為代表的聚醋和以PP為代表的聚丙烯樹脂使用最好，成膜溫度只有70 ℃左右，且無需內(nèi)涂外印，生產(chǎn)效率和能源消耗均較為理想；另外，覆膜鐵基板不必用馬口鐵作底材，這在當(dāng)前馬口鐵價(jià)格暴漲和資源緊缺的形勢下，其成本優(yōu)勢是顯而易見的。

(4 ）有利于環(huán)保。涂料鐵的內(nèi)涂料多以環(huán)氧樹脂為主，外涂料有底涂料、白涂料、上光涂料之分，以丙稀酸和聚酯樹脂為主。印鐵油墨有熱固化和紫外線固化（ UV ）之分，但印鐵油墨必須與涂料配套才能保證油墨的色彩和附著力等性能。由于目前使用的涂料在有機(jī)高分子中加入固化劑、增塑劑、色調(diào)劑等配料，溶解在溶劑和稀釋劑中，所以，印鐵廠仍然存在環(huán)保問題亟待解決。另外，對于番茄醬罐、深沖兩片罐等，涂料鐵還是不夠穩(wěn)定。而表面為熱塑性樹脂薄膜的覆膜鐵在生產(chǎn)過程中無溶劑廢氣排出，有利于環(huán)保。

3 覆膜鐵的發(fā)展?fàn)顩r

20 世紀(jì)90 年代后，作為鍍錫板代用品之一的TFS 產(chǎn)品在美、日兩國獲得了廣泛應(yīng)用。其主要用途為：皇冠蓋、四旋蓋；三片罐的頂?shù)咨w和淺沖罐；食油罐頭、調(diào)味品罐頭；固體形狀的食品、茶葉、洗滌劑等普通容器；內(nèi)燃機(jī)燃料油、油漆、涂料罐等。但TFS 產(chǎn)品存在2個(gè)缺點(diǎn)：一是產(chǎn)品兩面都需涂上防護(hù)性涂膜才能使用，而印涂過程對環(huán)境和人類都造成很嚴(yán)重的苯污染；二是某些涂料存在難以避免的微量殘留，影響人體健康。

因此， 20 世紀(jì)80 年代后期，日本成功生產(chǎn)出以鍍鉻鐵為基板的覆膜鐵。但是，該產(chǎn)品推出初期不能深拉伸，和DI 罐的戚本差距較大，且市場需求有限，因此沒有得到廣泛應(yīng)用。目前這一技術(shù)問題已經(jīng)得到完美解決，且覆膜鐵的優(yōu)點(diǎn)也得到了用戶廣泛認(rèn)同，覆膜鐵產(chǎn)量迅速提高。目前，日本擁有覆膜鐵生產(chǎn)線5 條，東洋鋼板公司3 條，新日鐵公司2 條和JFE 公司1 條，產(chǎn)能共計(jì)為60萬t/a 。2005 年，日本覆膜鐵的實(shí)際產(chǎn)量為49 萬t ，占TFS 產(chǎn)量的60% 。從20 世紀(jì)90 年代開始，德、英、美、法等國都研制成功了能完全代替馬口鐵的覆膜鐵，在鍍錫板的消費(fèi)總量中占有很大的比重。隨著錫資源緊缺和嚴(yán)酷的環(huán)保要求，迫使覆膜鐵近幾年快速的發(fā)展。

隨著食品包裝材料的競爭越來越激烈，制罐行業(yè)使用的鋼基金屬材料正向減薄的趨勢發(fā)展。采用二次冷軋技術(shù)可以降低冷軋板的厚度，提高具有二次冷軋技術(shù)，產(chǎn)品厚度規(guī)格為0.15 ~0.36mm ，最薄可達(dá)到0.10mm。而國外用戶的使用規(guī)格普遍要比國內(nèi)用戶薄得多，現(xiàn)在發(fā)達(dá)國家已采用厚度為0. 07 ~ 0. 12mm 的極薄鋼板制作桶、罐。

當(dāng)席卷日本二十多年的覆膜鐵熱登陸中國，被普遍認(rèn)定為金屬包裝行業(yè)未來之星時(shí)，上海聯(lián)凈決定順勢而為由裝備向下游拓展，于2011年開始了復(fù)合材料的研發(fā)，重點(diǎn)聚焦覆膜鐵、覆膜鋁和覆膜銅等先進(jìn)復(fù)合材料。通過多年不懈努力，上海聯(lián)凈已經(jīng)完成了從核心專用功能膜、覆合裝備、應(yīng)用開發(fā)為一體的全套覆膜鐵包裝解決方案平臺(tái)搭建和能力建設(shè)，建有一條年產(chǎn)5萬噸的覆膜鐵生產(chǎn)線，國內(nèi)首條790覆膜鐵二片罐生產(chǎn)線（兼容7113罐型），并集聚了迄今為止國內(nèi)最強(qiáng)的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)。與此同時(shí)，榮譽(yù)也紛至沓來，2014年聯(lián)凈的覆膜鐵設(shè)備曾被評(píng)為“上海市專利新產(chǎn)品”第六名，上海電視臺(tái)還為此進(jìn)行了專題報(bào)道。至此，聯(lián)凈覆膜鐵已邁入全面推廣應(yīng)用的新階段。 

聯(lián)凈覆膜鐵應(yīng)用案例