近年來,在本土覆膜鐵材料和制罐設備供應商的共同推動下,包括奶粉罐生產商與品牌用戶在內的全產業(yè)鏈參與者均開展了對覆膜鐵DRD兩片奶粉罐這一顛覆性創(chuàng)新產品的開發(fā)研究與應用探索,在為消費者帶來更安全環(huán)保包裝的同時,也為國產覆膜鐵的應用推廣提供了機會。
覆膜鐵與兩片罐:天作之合
在日本等發(fā)達國家,覆膜鐵廣泛應用于DRD或DWI兩片罐、異形罐、易拉蓋等領域。隨著近幾年來覆膜鐵材料以及DRD兩片罐制造技術的不斷發(fā)展,覆膜鐵DRD兩片罐在我國許多細分應用領域,尤其是罐頭、干果等行業(yè)日益普及。
覆膜鐵與兩片罐堪稱天作之合,讓包裝更加安全、美觀、綠色環(huán)保。由于無需內涂和烘烤,生產設備在節(jié)能、減排、節(jié)省人工和廠房用地上優(yōu)勢凸顯,給國內金屬包裝行業(yè)注入了新鮮血液和新的發(fā)展空間,反過來也推動了覆膜鐵生產廠家以及制罐行業(yè)對覆膜鐵兩片罐的投資研發(fā)。
高溫熔融覆膜鐵是指通過熔融法將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)等薄膜覆合于鍍鉻板(TFS)、鍍錫板(ETP)、冷軋板表面,具有優(yōu)良的耐腐蝕、耐加工、易涂裝等性能,并可有效保障食品安全,其優(yōu)勢表現(xiàn)在以下幾個方面。
安全 覆膜鐵的安全性得益于專用薄膜的高度食品安全性,徹底根除了傳統(tǒng)涂料鐵中存在BPA以及其他有害物質問題,滿足歐盟食品安全法規(guī)、美國FDA、國家各項食安標準對與食品接觸材料的安全要求。
節(jié)能環(huán)保 由于不需要涂料和涂布烘烤,覆膜鐵的生產和應用無涉溶劑和廢氣排放,不僅對環(huán)境污染更少,也更節(jié)能。
高阻隔性能 成熟的工藝,精確的覆膜生產水平,在線性能檢測及反饋控制,確保了薄膜具有優(yōu)異的阻隔及穩(wěn)定性能,可有效阻止腐蝕介質滲透,保障食品在存儲過程中的安全性。
高成形性能 覆膜鐵材料較高的抗拉強度和極好的延伸率,使其機械加工性能明顯提升。此外,材料優(yōu)良的耐磨性能還可有效防止加工中破損。
國產覆膜鐵及制罐設備開發(fā)情況
在奧瑞金、寶鋼等多家企業(yè)的共同推動下,國產覆膜鐵生產工藝技術不斷提升,為覆膜鐵DRD兩片制罐技術的研究創(chuàng)造了良好的條件。
作為國內最早研制DRD兩片罐成型技術和設備的制造商之一,韓江機械早在數(shù)年前便意識到覆膜鐵與兩片罐拉伸成型技術相結合可形成優(yōu)勢互補,在推出國內首套覆膜鐵DRD食品罐頭兩片罐生產線后,又相繼開發(fā)了覆膜鐵DRD多模中高速兩片罐生產線及DRD深沖多模兩片罐生產線等一系列高新技術產品。迄今已研制出涵蓋50g~5kg全系列覆膜鐵食品DRD兩片罐淺沖和深沖成型技術及生產設備,以及適合覆膜鐵應用的DRD奶粉罐、DRD旋口飲料罐、DRD旋口啤酒罐、DRD午餐肉罐、DRD碗型罐、DRD高壓氣霧罐等多種創(chuàng)新罐型及全自動兩片罐生產設備,填補了國內外多項技術空白。下面將介紹覆膜鐵DRD兩片奶粉罐的優(yōu)勢、尚待解決的問題,以及應用前景。
圖1 眾所周知,兩片罐是為了替代有嚴重鉛污染的錫焊三片罐而發(fā)展起來的。目前三片奶粉罐用的鍍錫薄鋼板,錫層厚度一般為2.8g/㎡,比一般飲料罐的錫層厚度1.1g/㎡要高出一倍以上。隨著錫資源緊缺以及環(huán)保要求日益嚴格,采用覆膜鐵來制作奶粉罐可降低馬口鐵錫層用量。此外,覆膜鐵表面覆上PET薄膜對冷軋鋼板有很好的防銹蝕保護作用,同時還能防止馬口鐵重金屬元素的析出,具有較好的應用前景。全球第一個覆膜鐵DRD兩片奶粉罐,目的是讓全球嬰幼兒能夠得到更安全、衛(wèi)生、綠色環(huán)保的奶粉金屬包裝產品。相比三片奶粉罐,覆膜鐵DRD兩片奶粉罐具有如下優(yōu)點。圖2 全球第一個覆膜鐵DRD奶粉兩片罐,罐身一體無焊縫沖壓成型。衛(wèi)生安全 由于罐身側壁和底部為一體無縫結構,徹底消除了產生滲漏的可能性,馬口鐵內外表面通過覆膜使罐內形成了完整的保護層,完全隔絕了可能污染奶粉的金屬表層。另一方面,由于奶粉三片罐所用鍍錫板只有一面需要涂布印刷,當印刷完進入烘房中,沒有涂布印刷的那一面,即素鐵面會在烘房內被黑灰色的爐灰污染,也就是素鐵黑灰,而覆膜鐵完全可以避免素鐵黑灰的困擾,提高了奶粉的衛(wèi)生質量。同時,罐身無縫可使罐身與罐蓋的封口更加可靠、氣密性更佳,確保了奶粉的安全性。節(jié)材 三片奶粉罐的罐身材料是通過方形排版裁剪落料,材料利用率約為98%。而覆膜鐵DRD兩片奶粉罐身采用的是板料沖壓落料,板料是圓形排版,并且因后續(xù)有修邊工藝,必然產生廢料,材料利用率一般在83%左右。這看似兩片罐材料浪費材料,但由于兩片罐的身與底一體成型,按目前韓江所掌握的技術,覆膜鐵DRD兩片奶粉罐材料厚度最薄可減至0.17mm。以標準的900g奶粉罐為例,在相同罐型并能夠滿足使用要求的情況下,材料減薄至0.17mm的覆膜鐵DRD兩片奶粉罐可節(jié)約15%左右的材料。根據(jù)第三方檢測機構對502兩片奶粉罐徑向與軸向承壓的抗性測試結論,相同的滾筋奶粉罐,材料厚度為0.19mm的兩片奶粉實罐的徑向承壓略優(yōu)于厚度為0.23mm的三片奶粉實罐,而三片奶粉實罐軸向承壓性能則優(yōu)于兩片奶粉實罐。工藝簡約、設備占地面積小、人工少。奶粉三片罐的制造工藝較為繁多,包括裁剪、自動上料、成圓、縫焊、噴氮、補涂、烘干、翻邊、滾筋、封頂蓋等十幾道工序,相比之下覆膜鐵DRD兩片奶粉罐主要為拉伸一體成型工藝簡約不少,能夠減少設備占地面積及人工成本,僅罐身、底一體成型就減少了一條底蓋生產線。罐型新穎、多樣化 面對競爭激烈的奶粉市場,一款新型的奶粉罐能有效吸引消費者的眼球,加深消費者的印象。傳統(tǒng)奶粉三片罐因受限于制罐成型工藝以及封底蓋,罐體一般只能局限于圓柱體或縮腰圓柱體等比較單一的形狀,主要有D502和D401罐型,D502有滾筋和無滾筋兩種,滾筋條數(shù)在4~6條之間。而覆膜鐵DRD兩片奶粉罐是一體無焊縫的沖壓成型罐身,罐底不再受因底蓋封口而只能是圓形的限制。以韓江現(xiàn)有的DRD成型技術,碗型罐已經能做到“天圓地方”的形狀,兩片奶粉罐以后也有可能實現(xiàn)罐體形狀多樣化。并且罐身外側光滑均勻,印刷不再受焊縫定位以及底蓋的限制,整體裝飾效果能更好,這些都為產品設計者提供了廣闊的創(chuàng)作空間。
圖3 覆膜鐵DRD奶粉兩片罐的罐形多樣,印刷不再像傳統(tǒng)馬口鐵三片奶粉罐一樣受焊縫定位以及底蓋的限制,可取得更好的整體裝飾效果。灌裝 三片奶粉罐采用的是先封易撕蓋,灌裝后再封底蓋。覆膜鐵DRD兩片罐的罐身及底部為一體,則是灌裝后再封易撕蓋,因此需要調整灌裝卷封的工序。印刷 可采用滾印或數(shù)碼印刷等方法,這方面需要特定的解決方案。覆膜鐵DRD兩片奶粉罐在前述較三片奶粉罐“更安全衛(wèi)生、更節(jié)材環(huán)保、生產工藝更簡約”等諸多優(yōu)勢加持下,隨著覆膜鐵材料與成型設備穩(wěn)定性的提高,以及包括灌裝、印刷等在內的解決方案的進一步完善,獲得了從覆膜鐵、制罐設備供應商,直至奶粉罐生產商以及品牌用戶的全產業(yè)鏈參與者的極大關注和深入研究,有望在不久的將來找準切入點,推動奶粉罐行業(yè)的轉型升級。