食品三片罐制造中的涂層工藝

食品三片罐罐身生產(chǎn)的主要流程是剪切、焊接、焊縫補(bǔ)涂烘干、縮頸、翻邊、滾筋、封口、檢漏、全噴與烘干、包裝。今天來(lái)著重講解一下全噴工序流程：

        全噴是通過(guò)全噴機(jī)在空罐內(nèi)壁噴上一層薄薄涂料的過(guò)程。全噴工序系屬食品飲料罐制造的后段工序，有其存在的重要性。由于某些飲料的內(nèi)容物對(duì)空罐內(nèi)壁涂層的要求較高，食品三片罐內(nèi)表面雖在制罐前已經(jīng)經(jīng)過(guò)印涂工序，但是空罐在前段制作過(guò)程中經(jīng)過(guò)多道工序的加工，很難保證涂層不受損傷，為提高馬口鐵內(nèi)表面涂層的抗腐能力和保證空罐制造后內(nèi)壁表面的潔凈，而對(duì)成形空罐內(nèi)壁涂層作最后的修復(fù)噴涂，這就是全噴意義所在。

   全噴涂料應(yīng)該符合食品安全衛(wèi)生要求，通常選用環(huán)氧樹(shù)脂或酚醛樹(shù)脂類涂料，為確保與內(nèi)涂材料的兼容性應(yīng)選擇匹配的涂料廠家及型號(hào);目前行業(yè)內(nèi)使用的以ICI公司和PPG公司生產(chǎn)的全噴涂料為主，還有其它國(guó)內(nèi)外涂料廠家的噴涂產(chǎn)品。

   全噴的質(zhì)量要求噴量和噴嘴的角度調(diào)整適宜，使涂膜均勻完整，罐壁內(nèi)側(cè)噴涂無(wú)起花、流掛，外側(cè)無(wú)污染，余料回收完全;全噴涂量按罐體容積不同一般控制在80~180mg/罐不等，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要通過(guò)調(diào)節(jié)噴涂延時(shí)的長(zhǎng)短以改變噴涂量。噴槍分單噴槍、雙噴槍和多噴槍幾種型式，可分別與不同形狀開(kāi)口的噴嘴有機(jī)地配合使用，以便更好地適應(yīng)不同罐型的全噴需要?，F(xiàn)以單縮頸罐和單噴槍為例，所示為不同罐型噴槍位置噴射角度以及相應(yīng)的技術(shù)參數(shù):

      以上三種罐型對(duì)應(yīng)的噴嘴型號(hào)及噴涂位置與角度參數(shù)情況列舉如下:

(1)噴嘴型號(hào)122000<0.09(gal)/min(GPM)/8in，距離A=0.668in、距離B=1.375in，噴槍角度為25°，罐型65mmX122mnm;

(2)噴嘴型號(hào)122001<0.09gal/min(GPM)/6in，距離A=1.0in、距離B=1.0in，噴槍角度為15°，罐型452mmX133mm

(3)噴嘴型號(hào)122001<0.09gal/min(GPM)/6in，距離A=1.15in、距離B=1.375in，噴槍角度為15°，罐型665mmX175mm;

    空罐內(nèi)涂膜完整性能指標(biāo)應(yīng)符合相應(yīng)產(chǎn)品的要求;檢驗(yàn)需待空罐內(nèi)壁涂料烘干后，通過(guò)導(dǎo)電值測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試方法見(jiàn)儀器說(shuō)明書(shū)。

  全噴機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理分解如下：

   全噴機(jī)的底座由鋼板或型鋼焊接而成，在底座的上方安裝防爆主電機(jī)、凸輪分度機(jī)構(gòu)、星輪轉(zhuǎn)盤(pán)、傳動(dòng)齒輪箱、分罐螺桿、次電機(jī)驅(qū)動(dòng)罐體旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、各傳動(dòng)軸和傳動(dòng)件、噴涂系統(tǒng)以及進(jìn)出罐的輸籠和噴涂后的罐口外的噴涂霧?；厥仗幚硌b置等組成。

   凸輪分度機(jī)構(gòu)是利用蝸輪蝸桿的傳動(dòng)原理設(shè)計(jì)的，輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，輸出軸上的蝸輪就會(huì)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒。根據(jù)這個(gè)原理，把蝸輪上的齒改成滾柱，蝸桿一周上的連續(xù)曲面可用角度來(lái)劃分;按一周360°把150定為“蝸輪”轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒的曲面長(zhǎng)度，另210°定為蝸桿的軸向平面，在這種軸向平面內(nèi)“蝸桿”是不轉(zhuǎn)動(dòng)的。由于蝸輪上的齒改成滾柱，其滾柱具有一定的直徑尺寸，因此“蝸桿”的軸向平面是一個(gè)溝槽的軸向平面。這種溝槽的軸向平面作用就是保證“蝸輪”在蝸桿的另210°內(nèi)保持靜止不動(dòng)。選用這種原理設(shè)計(jì)滿足罐體能準(zhǔn)確地進(jìn)入星輪中和確保有足夠的停留時(shí)間完成噴涂過(guò)程。

   分罐蝸桿每轉(zhuǎn)動(dòng)一周其蝸距增加1lmm，通常用四圈螺桿，它把從輸籠輸人連續(xù)緊挨的空罐有序分離，并使罐間距從0拉開(kāi)33mm，以滿足分度機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)星輪時(shí)罐體經(jīng)螺桿導(dǎo)落過(guò)程中不與旋轉(zhuǎn)星輪的邊緣接觸。這是由于分度機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的星輪作的是間斷運(yùn)動(dòng)，螺桿是連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)星輪轉(zhuǎn)動(dòng)1/8圈時(shí)，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)150°，則罐體在螺桿上移動(dòng)的距離為150/360X33mm，約14mm，可見(jiàn)罐體與星輪之間還有14mm的調(diào)節(jié)余量，確保了罐體與星輪邊緣不會(huì)發(fā)生碰撞。但是當(dāng)罐體在脫離螺桿下落要順利進(jìn)入星輪凹槽還需將罐體脫離螺桿的瞬間與星輪的旋轉(zhuǎn)停頓間隙調(diào)為同步，另外螺桿的輸罐速度與星輪的分度速度同步，所以其間有設(shè)計(jì)成同步運(yùn)動(dòng)裝置。

   星輪轉(zhuǎn)盤(pán)是安裝在固定法蘭上的，與導(dǎo)軌構(gòu)成罐體定位和移動(dòng)導(dǎo)向作用;如罐體高度不同，可通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi)外星輪的間距，而不同直徑的罐體應(yīng)換用與罐徑的星輪轉(zhuǎn)盤(pán)以滿足生產(chǎn)的需要。單噴嘴機(jī)型的星輪外圍由次電機(jī)帶動(dòng)的塑膠帶(而雙噴槍型是由外圍的兩個(gè)同步主動(dòng)膠輪分別與兩把噴槍位置對(duì)應(yīng))與安裝在星輪凹槽兩側(cè)的兩個(gè)輔助尼龍輪對(duì)罐體構(gòu)成三點(diǎn)支撐，并確保罐體在星輪間停的片刻達(dá)到塑膠帶同等的線速度，罐體在塑膠帶的摩擦帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)(罐體旋轉(zhuǎn)速度須達(dá)到1500r/min以上，即在0.18s內(nèi)罐體旋轉(zhuǎn)4.5圈左右);而涂料在3920kPa(40kgf/cm)壓力下并以高速霧狀形態(tài)噴射進(jìn)高速旋轉(zhuǎn)的罐內(nèi)，以滿足罐體內(nèi)壁能完成均勻全面的噴涂需要。

   噴涂系統(tǒng)主要由電氣系統(tǒng)和CP泵構(gòu)成。當(dāng)罐體即將移動(dòng)至噴涂位之前時(shí)，PLC控制器已收到安裝在凸輪分度裝置的輸入軸上的扇形片上與信號(hào)發(fā)生器接觸后的(傳感器2)信號(hào)，當(dāng)罐體進(jìn)入到傳感器1區(qū)域時(shí)，噴嘴開(kāi)始噴料;當(dāng)扇形片與信號(hào)發(fā)生器分離后，噴嘴停止噴料，完成一次噴涂循環(huán)過(guò)程。

   由于全噴涂料是揮發(fā)性的易燃液體，電機(jī)以及電氣元器件需具備防爆功能;國(guó)內(nèi)外廠家基本采用美國(guó)諾信公司生產(chǎn)的CP泵作為全噴涂料泵，因諾信產(chǎn)的CP泵特點(diǎn)是壓力高且穩(wěn)定，泵體經(jīng)久耐用，密封性能優(yōu)良;另外全部使用氣動(dòng)元器件來(lái)實(shí)現(xiàn)氣缸自動(dòng)按預(yù)定程序工作。由于噴涂過(guò)程有部分霧狀余料會(huì)散發(fā)污染空氣，所以安裝有廢氣料回收吸風(fēng)裝置。