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什么是覆膜铁

覆膜铁（Laminated Steel、Coated Steel）

通过熔融法或粘合法，将彩印后的塑料薄膜复合在冷轧薄钢板上的复合材料，以替代在镀锡铁（马口铁）、镀铬铁上面用印铁的方式印刷。

国内已有低温覆膜铁生产线，即使用粘合法。这种复合工艺使用低温熔融的热熔胶，无法在120℃以上温度下蒸煮，只能用于饼干罐、宠物食品罐等要求不高的行业，无法用作啤酒罐、饮料罐、番茄酱、芦笋、甜玉米罐等要求更高的产品

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“覆膜铁”三个字各代表了一项核心技术。
覆，就是覆合装备、工艺；
膜，指可以与TFS良好结合的专用改性薄膜；
铁，最好是表面镀铬的冷轧薄板，含碳量应该是尽可能低些的好。
这一节就来说说覆膜铁的结构及原材料。
1、覆膜铁结构
用于制罐的覆膜铁其结构有内壁和外壁之分，内外壁覆膜均有两层。内壁外层起到阻遏作用，内壁内层起到与镀铬铁黏合及防腐蚀的作用；


外壁外层起到防划伤以及便于印刷等作用，外壁内层起到与镀铬铁黏合的作用。


2、覆膜铁基材
覆膜铁往往使用多层聚酯复合薄膜（厚度约为15-25μm），它阻隔腐蚀介质渗透的能力接近于“完全阻遏”，因此覆膜铁基材理论上可直接


使用冷轧薄钢基板，但直接在冷轧板上覆膜粘合力不牢，因此实际使用上，各国都是用镀铬铁作基材。由于TFS产品表面存在一层铬的水合


氧化物膜，可与有机膜以氢键的形式结合在一起，其有机膜覆合的牢度极高。


TFS表面金属铬以及氧化铬的含量也有明确的要求。一般来说，铬的含量在50~150mg/㎡，而氧化铬的含量大致在5~15mg/㎡。具体指标根据


薄膜配方的不同也有所不同。镀铬后的表面粗糙度也是有要求的，通常在Ra 03~0.5μm之间，太高或者太低覆膜效果都不是最好。


3、覆膜铁专用高分子薄膜
对于覆膜铁来说，膜的研制是其核心技术。日本公司对于薄膜的保密工作做得简直是无比的严密，中国人只能全部靠自己的聪明才智了。
用于覆膜铁制造的高分子薄膜既需要具有热塑性贴合能力，又要与不同罐装内容物的理化性能兼容，以确保其对镀铬基板和内容物的良好阻


遏；同时，在罐装各种内容物的货架期内须保持所包装食品的风味；此外，在食品高温蒸煮杀菌过程中不变色和脱落，以保持高的湿润密闭


性，并在制罐成型过程中，能经受高温、高摩擦力和弯曲等复合力的作用，有些还要印刷，需要耐受高温烘烤，因此，薄膜必须具有良好的


附着力。
理论上可用于与TFS复合的塑料薄膜有PP、PET、PC、PE等，其中PET膜最为常见，综合性能最优。PET膜具有成型性、可杀菌性、硬度高、耐


磨、经特殊处理可印刷等特性。
从颜色上覆膜铁用PET聚酯薄膜可以分为白色膜、透明膜、金色膜和镭射膜。从应用上可分为用于深冲的膜、一般化工罐膜和食品罐膜。从


结构上来看，覆膜铁用PET聚酯薄膜为多层结构（一般为2~3层），需采用多层共挤的方式生产。其中，与TFS贴合的一层为改性PET，其熔点


低于普通PET，在达到其熔点后能够与TFS迅速贴合。
三、生产工艺
有了合格的原材料，如何加工好也十分关键。这就需要好的装备以及合适的工艺。
覆膜铁生产采用的是高温、高压、快速冷却复合工艺。
看到“高温”，很多人会想当然地认为so easy，不就是加个温嘛？加热方式多种多样。但是，但是，一个最最重要的问题是，怎么让钢板


的温度不但在横向上均匀，而且在以100~200m/min的速度下，钢板的温度都始终是均匀的。实际上，日本公司都采用电磁感应加热辊作为钢


板的加热源。只有这种方式，才能确保钢板的温度始终稳定、均匀，从而保证产品的一致性良好。
覆膜铁的生产线主要由镀铬铁开卷部分、焊接及铁表观质量检测、基板加热、覆膜单元、冷却单元、产品检测及涂油卷取等部分组成，其中


最核心的部分为基板的加热区域和覆膜单元。通过电磁感应加热辊预热部分加热钢带至膜的熔点以上温度，用对称的两个压力胶辊的挤压进


行基板与膜的热熔贴合。热贴后的钢带通过冷却装置进行快速冷却，以确保熔融后的高分子迅速重新结晶。


目前，全球主要覆膜铁生产线都是使用电磁感应加热辊对钢板进行预热。这种加热辊不但能将TFS加热到250℃以上的温度，而且其温度均匀


性也非常好（能控制在±1℃以内）。但只有加热辊的温度具有高均匀性是远远不够的，压膜辊的温度均匀性才是钢板与薄膜贴合一致性的


关键所在。包覆在压膜辊表面的是硬质橡胶，在液压缸的作用下能够对钢板和薄膜形成很高的压力。为了保持胶辊表面的温度不至于太高，


往往都设计有冷却辊对其进行冷却。但同时，由于橡胶的导热性极差，如果冷却辊的温度不够均匀，长期积累下来，也会造成胶辊表面的温


度不均匀，从而影响到压膜的一致性。
总而言之，钢板与薄膜复合的关键在于以下几点：
1.能够提供高温（250℃以上）且均匀性良好的加热源（±1℃以内）——现有成熟覆膜铁生产线均采用电磁感应加热辊，生产厂家主要有日


本Tokuden和上海联净两家公司。也有其他公司对外宣传有电磁感应加热辊，但要用到覆膜铁生产线上，还是谨慎为好；
2.胶辊的硬度及其一致性十分关键，这样，其形变一致性才会良好，确保钢板受力均匀。对于胶辊的具体包胶材质，以及硬度值，基本上属


于各家公司的保密范围，新介入的公司还得花时间好好试验；
3.为确保在生产初期的废品率尽可能降低，需要对胶辊均匀地加热，让胶辊表面一开始就达到生产所需的温度（约100~140℃，这个参数也


大都保密的，不同的厂家、不同的薄膜在不同的速度下都有所差异）；
4.温度均匀性良好的冷却辊，表面温差小于±1℃，只有这样才能保证胶辊表面的温度均匀；
5.洁净的工作环境，确保钢板与薄膜复合时不会夹带灰尘等杂物，提高产品合格率。
相比传统印铁工艺，覆膜铁在性能、材料成本、生产成本、环保和能源消耗等方面具备更多优势，其应用范围十分广泛：
1、在食品金属罐方面的应用：食品罐、饮料罐、四旋盖、糖果罐、茶叶罐、易开盖等。
2、在化工罐方面的应用：化工罐、油漆罐、涂料罐、二片气雾罐及各种顶底盖等。特别是留空覆膜加工技术，可适用于各种三片罐的制罐


。
3、在装饰罐方面的应用：便携烟灰盒、礼品盒、文具盒、首饰盒、烟盒、酒盒等等。
4、其他行业的应用：建筑板材、墙壁、吊顶、防盗门、地板、遮阳棚等等。
尽管理论上可用的地方很多，可事实上，覆膜铁最大的优势还是应用在食品、饮料罐，尤其是两片罐上优势更加明显。日本也有很多覆膜铁


三片罐，这主要是为了避开东洋制罐的TULC技术专利，不得已而为之。
目前，国内两片罐（钢和铝）的年消费量约为300亿只左右。以每年10%的增长率来计算，5年后国内两片罐的需求将达到近500亿只，净增加


200亿只。而随着绿色环保的要求越来越严格和资源日渐紧缺，可回收和循环再生的金属包装材料愈加为人们所青睐。因此可以预见，以绿


色环保的覆膜铁制作两片罐的国内市场前景非常广阔。
早在2000年前后，中国包装联合会金属容器委员会就关注到日本覆膜铁的发展，并希望引进日本这项技术。但日本在这方面封锁严密，也无


意向中国输出。宝钢曾经与日方进行了多年的谈判，最终没有结果，最后宝钢决定自行开发，并于2016年7月正式对外宣布生产线建成投产


。
金属包装界巨头奥瑞金是国内在覆膜铁项目上投入最大的公司，2014年即已建成年产能5万吨的生产线。但由于关键装备不完善，其产品主


要用于化工罐，不敢在食品罐上大规模推广。2016年，公司在覆膜铁项目上做出重大调整，多位核心管理和技术人员离开。现在，其覆膜铁


项目在短时间内不会有大的突破。
上文提到的江苏一家公司在生产出粘合法覆膜铁后，也在尝试高温熔融法覆膜铁生产线的开发。由于缺少本文第三部分所提的多项关键技术


，其高温熔融法覆膜铁生产线开发之路注定不会平坦。
另外，也有其他公司在尝试覆膜铁的开发，有的瞄准食品饮料罐，但尚有诸多问题没有解决，有的则把方向对准了建筑板材，与本文所述覆


膜铁迥异。
从市场来看，目前还只有上海联净一家推出了大量用于食品行业的产品，这主要得益于其自主开发了高质核心装备，同时也在核心材料上取


得了突破。现在，该公司的覆膜铁罐已经大规模应用在水果罐头、鱼肉类罐头、调味品、营养餐、茶叶、休闲食品等方面。据称，采用该公


司覆膜铁生产的瓶罐也已经开发成功，2018年即可在饮料市场投放。


现在，国家也在积极制订各项政策支持覆膜铁产业的发展，有些已在前两年陆续出台。2017年4月，国家标准委与中国包装联合会金属容器


委员会一起召集业内专家在乌镇召开了专题会议，商议制订覆膜铁国家标准事宜。从这些现象来看，中国的覆膜铁产业在经过了十多年的酝


酿之后，必将很快迎来快速发展的春天。
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金属包装因其密闭性好、质地坚硬、弹性、阻光性、阻气性好等特点，在包装领域占有越来越重要的地位。覆膜铁是目前国际上最先进的金属复合包装材料，不同于涂料铁和使用粘合法制作的低温覆膜铁，高温覆膜铁具有性能稳定、产量高、更环保的特点；目前覆膜铁在亚洲、欧洲得到了快速的发展.

1953年，美国伯利恒钢厂建成第一条镀铬铁

1961年，日本东洋钢板公司建立了日本第一条镀铬铁生产线

1989年，日本成功生产出覆膜铁

1991年，欧洲覆膜铁投产

目前，市场所需的以TFS为基材的覆膜铁在我国还没有生产能力，完全依赖进口

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覆膜铁（Laminated Steel、Coated Steel）

通过熔融法或粘合法，将彩印后的塑料薄膜复合在冷轧薄钢板上的复合材料，以替代在镀锡铁（马口铁）、镀铬铁上面用印铁的方式印刷。

国内已有低温覆膜铁生产线，即使用粘合法。这种复合工艺使用低温熔融的热熔胶，无法在120℃以上温度下蒸煮，只能用于饼干罐、宠物食品罐等要求不高的行业，无法用作啤酒罐、饮料罐、番茄酱、芦笋、甜玉米罐等要求更高的产品

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