覆膜铁的产品特性及其国内外发展状况
1.前言
随着技术发展、消费观念与时尚的变化，在包装材料中金属、塑料、纸张和玻璃之间的竞争日趋激烈。而金属包装材料以其密闭性好、质地坚硬、弹性好、阻光性好、阻气性好等特点，在包装领域一直占有重要地位，尤其对于肉类、蔬菜等产品，金属容器仍是首选。镀锡板作为金属包装材料的重要组成部分，在食品、饮料、气雾罐和化工罐等领域有着重要的角色。但是，由于锡为主要的战略资源，价格较贵，且资源日益枯竭，因此，镀铬铁、覆膜铁以及粉末电泳产品等作为镀锡板及低锡板的替代产品，越来越为人们所关注。
2.覆膜铁的生产工艺及产晶特点
2.1 覆膜铁的生产工艺
覆膜铁是在冷轧薄钢板（一般为卷料钢板）／镀铬铁两面覆盖（粘合）上多层的聚脂复合薄膜（厚度约为20 ～ 25μm ），为一种兼有塑料薄膜和
金属板材双重特点的金属功能材料。理论上覆膜铁基板可直接采用冷轧薄钢板，即留空覆膜铁。彩色薄膜留空覆膜技术为中国独有技术，但是，留
空覆膜铁制罐时罐身焊缝处易产生锈蚀，且粘合力不牢；在欧美和日本，覆膜铁技术多采用镀铬铁TFS 作基板，即不宜留空覆膜铁。其有机膜覆合
的牢度极高，这主要是由于TFS 产品表面存在一层铬的水合氧化物膜，与有机膜以氢键的形式结合在一起，如图1 所示。图2 为上海联净热熔法覆膜铁生产线示意图。
图1 TFS基极与PET膜结合示意图
图2 上海联净热熔法覆膜铁生产线示意图
目前，覆膜工艺有两种2 一是高温高压下的挤压工艺，采用高温覆膜及急冷重结晶等技术，PET膜覆合的牢度极高（上海联净及日本采用此工艺）；二是粘合工艺法，采用低温粘合，其粘合牢度不及高温高压法。
2.2 覆膜铁的产品特点
与涂料铁（即内涂外印的马口铁（镀锡铁））相比，覆膜铁具有以下特点：
(1 ）具有良好的防锈、装饰、隔热、减震等功能，尤其耐冲压、耐腐蚀性是涂料铁不能比拟的。由于覆膜铁所覆盖（粘合）上去的薄膜为多层的聚脂复合薄膜，它阻隔腐蚀介质渗透的能力接近于“完全阻遏”。对于番茄酱罐、两片罐的包装来说，覆膜铁是理想的材料。而涂料铁在耐腐蚀性和附着力之间存在矛盾。
(2 ）表面针孔少，致密，且可在覆膜上做多种处理，如标识、镭射处理等（与涂层相比较）。而对于二次冷轧覆膜铁（国外亦称“马奈板”（Malei))来说，其具有优良的力学性能，抗拉强度高。表1为二次冷轧覆膜铁与二次冷轧普通马口铁的性能对比。
表1 二次冷轧覆膜铁与二次冷轧普通马口铁的性能对比
由表1可见，马奈板在DR-8 的硬度时伸长率为10% ，而普通板则为3% 。据文献报道，马奈板之所以硬度高、延伸性好，关键是在炼钢采取真空冶炼，使钢材中某些非金属元素（包括碳）的含量和某些金属元素的含量都大为减少(10-5 级）。
(3 ）生产效率高、能源消耗和材料成本低。覆膜铁表面为热塑性PET树脂薄膜，以PET为代表的聚醋和以PP为代表的聚丙烯树脂使用最好，成膜温度只有70 ℃左右，且无需内涂外印，生产效率和能源消耗均较为理想；另外，覆膜铁基板不必用马口铁作底材，这在当前马口铁价格暴涨和资源紧缺的形势下，其成本优势是显而易见的。
(4 ）有利于环保。涂料铁的内涂料多以环氧树脂为主，外涂料有底涂料、白涂料、上光涂料之分，以丙稀酸和聚酯树脂为主。印铁油墨有热固化和紫外线固化（ UV ）之分，但印铁油墨必须与涂料配套才能保证油墨的色彩和附着力等性能。由于目前使用的涂料在有机高分子中加入固化剂、增塑剂、色调剂等配料，溶解在溶剂和稀释剂中，所以，印铁厂仍然存在环保问题亟待解决。另外，对于番茄酱罐、深冲两片罐等，涂料铁还是不够稳定。而表面为热塑性树脂薄膜的覆膜铁在生产过程中无溶剂废气排出，有利于环保。
3 覆膜铁的发展状况
20 世纪90 年代后，作为镀锡板代用品之一的TFS 产品在美、日两国获得了广泛应用。其主要用途为：皇冠盖、四旋盖；三片罐的顶底盖和浅冲罐；食油罐头、调味品罐头；固体形状的食品、茶叶、洗涤剂等普通容器；内燃机燃料油、油漆、涂料罐等。但TFS 产品存在2个缺点：一是产品两面都需涂上防护性涂膜才能使用，而印涂过程对环境和人类都造成很严重的苯污染；二是某些涂料存在难以避免的微量残留，影响人体健康。
因此， 20 世纪80 年代后期，日本成功生产出以镀铬铁为基板的覆膜铁。但是，该产品推出初期不能深拉伸，和DI 罐的戚本差距较大，且市场需求有限，因此没有得到广泛应用。目前这一技术问题已经得到完美解决，且覆膜铁的优点也得到了用户广泛认同，覆膜铁产量迅速提高。目前，日本拥有覆膜铁生产线5 条，东洋钢板公司3 条，新日铁公司2 条和JFE 公司1 条，产能共计为60万t/a 。2005 年，日本覆膜铁的实际产量为49 万t ，占TFS 产量的60% 。从20 世纪90 年代开始，德、英、美、法等国都研制成功了能完全代替马口铁的覆膜铁，在镀锡板的消费总量中占有很大的比重。随着锡资源紧缺和严酷的环保要求，迫使覆膜铁近几年快速的发展。
随着食品包装材料的竞争越来越激烈，制罐行业使用的钢基金属材料正向减薄的趋势发展。采用二次冷轧技术可以降低冷轧板的厚度，提高具有二次冷轧技术，产品厚度规格为0.15 ~0.36mm ，最薄可达到0.10mm。而国外用户的使用规格普遍要比国内用户薄得多，现在发达国家已采用厚度为0. 07 ~ 0. 12mm 的极薄钢板制作桶、罐。
当席卷日本二十多年的覆膜铁热登陆中国，被普遍认定为金属包装行业未来之星时，上海联净决定顺势而为由装备向下游拓展，于2011年开始了复合材料的研发，重点聚焦覆膜铁、覆膜铝和覆膜铜等先进复合材料。通过多年不懈努力，上海联净已经完成了从核心专用功能膜、覆合装备、应用开发为一体的全套覆膜铁包装解决方案平台搭建和能力建设，建有一条年产5万吨的覆膜铁生产线，国内首条790覆膜铁二片罐生产线（兼容7113罐型），并集聚了迄今为止国内最强的技术研发团队。与此同时，荣誉也纷至沓来，2014年联净的覆膜铁设备曾被评为“上海市专利新产品”第六名，上海电视台还为此进行了专题报道。至此，联净覆膜铁已迈入全面推广应用的新阶段。
联净覆膜铁应用案例