食品三片罐制造中的涂层工艺

食品三片罐制造中的涂层工艺

食品三片罐罐身生产的主要流程是剪切、焊接、焊缝补涂烘干、缩颈、翻边、滚筋、封口、检漏、全喷与烘干、包装。今天来着重讲解一下全喷工序流程：

        全喷是通过全喷机在空罐内壁喷上一层薄薄涂料的过程。全喷工序系属食品饮料罐制造的后段工序，有其存在的重要性。由于某些饮料的内容物对空罐内壁涂层的要求较高，食品三片罐内表面虽在制罐前已经经过印涂工序，但是空罐在前段制作过程中经过多道工序的加工，很难保证涂层不受损伤，为提高马口铁内表面涂层的抗腐能力和保证空罐制造后内壁表面的洁净，而对成形空罐内壁涂层作最后的修复喷涂，这就是全喷意义所在。

   全喷涂料应该符合食品安全卫生要求，通常选用环氧树脂或酚醛树脂类涂料，为确保与内涂材料的兼容性应选择匹配的涂料厂家及型号;目前行业内使用的以ICI公司和PPG公司生产的全喷涂料为主，还有其它国内外涂料厂家的喷涂产品。

   全喷的质量要求喷量和喷嘴的角度调整适宜，使涂膜均匀完整，罐壁内侧喷涂无起花、流挂，外侧无污染，余料回收完全;全喷涂量按罐体容积不同一般控制在80~180mg/罐不等，可根据实际生产需要通过调节喷涂延时的长短以改变喷涂量。喷枪分单喷枪、双喷枪和多喷枪几种型式，可分别与不同形状开口的喷嘴有机地配合使用，以便更好地适应不同罐型的全喷需要。现以单缩颈罐和单喷枪为例，所示为不同罐型喷枪位置喷射角度以及相应的技术参数:

      以上三种罐型对应的喷嘴型号及喷涂位置与角度参数情况列举如下:

(1)喷嘴型号122000<0.09(gal)/min(GPM)/8in，距离A=0.668in、距离B=1.375in，喷枪角度为25°，罐型65mmX122mnm;

(2)喷嘴型号122001<0.09gal/min(GPM)/6in，距离A=1.0in、距离B=1.0in，喷枪角度为15°，罐型452mmX133mm

(3)喷嘴型号122001<0.09gal/min(GPM)/6in，距离A=1.15in、距离B=1.375in，喷枪角度为15°，罐型665mmX175mm;

    空罐内涂膜完整性能指标应符合相应产品的要求;检验需待空罐内壁涂料烘干后，通过导电值测试仪进行测试，测试方法见仪器说明书。

  全喷机结构及工作原理分解如下：

   全喷机的底座由钢板或型钢焊接而成，在底座的上方安装防爆主电机、凸轮分度机构、星轮转盘、传动齿轮箱、分罐螺杆、次电机驱动罐体旋转系统、各传动轴和传动件、喷涂系统以及进出罐的输笼和喷涂后的罐口外的喷涂雾粒回收处理装置等组成。

   凸轮分度机构是利用蜗轮蜗杆的传动原理设计的，输入轴转动一圈，输出轴上的蜗轮就会转过一个齿。根据这个原理，把蜗轮上的齿改成滚柱，蜗杆一周上的连续曲面可用角度来划分;按一周360°把150定为“蜗轮”转过一个齿的曲面长度，另210°定为蜗杆的轴向平面，在这种轴向平面内“蜗杆”是不转动的。由于蜗轮上的齿改成滚柱，其滚柱具有一定的直径尺寸，因此“蜗杆”的轴向平面是一个沟槽的轴向平面。这种沟槽的轴向平面作用就是保证“蜗轮”在蜗杆的另210°内保持静止不动。选用这种原理设计满足罐体能准确地进入星轮中和确保有足够的停留时间完成喷涂过程。

   分罐蜗杆每转动一周其蜗距增加1lmm，通常用四圈螺杆，它把从输笼输人连续紧挨的空罐有序分离，并使罐间距从0拉开33mm，以满足分度机构驱动星轮时罐体经螺杆导落过程中不与旋转星轮的边缘接触。这是由于分度机构驱动的星轮作的是间断运动，螺杆是连续旋转运动，当星轮转动1/8圈时，螺杆转动150°，则罐体在螺杆上移动的距离为150/360X33mm，约14mm，可见罐体与星轮之间还有14mm的调节余量，确保了罐体与星轮边缘不会发生碰撞。但是当罐体在脱离螺杆下落要顺利进入星轮凹槽还需将罐体脱离螺杆的瞬间与星轮的旋转停顿间隙调为同步，另外螺杆的输罐速度与星轮的分度速度同步，所以其间有设计成同步运动装置。

   星轮转盘是安装在固定法兰上的，与导轨构成罐体定位和移动导向作用;如罐体高度不同，可通过调节内外星轮的间距，而不同直径的罐体应换用与罐径的星轮转盘以满足生产的需要。单喷嘴机型的星轮外围由次电机带动的塑胶带(而双喷枪型是由外围的两个同步主动胶轮分别与两把喷枪位置对应)与安装在星轮凹槽两侧的两个辅助尼龙轮对罐体构成三点支撑，并确保罐体在星轮间停的片刻达到塑胶带同等的线速度，罐体在塑胶带的摩擦带动下高速旋转(罐体旋转速度须达到1500r/min以上，即在0.18s内罐体旋转4.5圈左右);而涂料在3920kPa(40kgf/cm)压力下并以高速雾状形态喷射进高速旋转的罐内，以满足罐体内壁能完成均匀全面的喷涂需要。

   喷涂系统主要由电气系统和CP泵构成。当罐体即将移动至喷涂位之前时，PLC控制器已收到安装在凸轮分度装置的输入轴上的扇形片上与信号发生器接触后的(传感器2)信号，当罐体进入到传感器1区域时，喷嘴开始喷料;当扇形片与信号发生器分离后，喷嘴停止喷料，完成一次喷涂循环过程。

   由于全喷涂料是挥发性的易燃液体，电机以及电气元器件需具备防爆功能;国内外厂家基本采用美国诺信公司生产的CP泵作为全喷涂料泵，因诺信产的CP泵特点是压力高且稳定，泵体经久耐用，密封性能优良;另外全部使用气动元器件来实现气缸自动按预定程序工作。由于喷涂过程有部分雾状余料会散发污染空气，所以安装有废气料回收吸风装置。