三、影響馬口鐵食品罐防腐蝕能力的因素
馬口鐵食品罐的防腐體系是以馬口鐵材料為基材,并在其上涂布一層防腐蝕涂層,再通過制罐補涂或噴涂工藝進一步完善而成的。因此,馬口鐵食品罐的防腐蝕性能主要圍繞以下幾方面去考慮。
1. 馬口鐵
馬口鐵由鋼基、錫鐵合金、錫層、鈍化膜、油膜組成,見圖1。其中鋼基體由優(yōu)質(zhì)低碳沸騰鋼組成,錫鐵合金是鍍錫時產(chǎn)生的合金層,錫層為純錫體,鈍化膜則為鈍化處理后形成的鉻化合物,油膜作為防銹層。有關(guān)馬口鐵的主要結(jié)構(gòu)和特性見表1。
在馬口鐵的組成中,錫層和鈍化膜對防腐蝕起了關(guān)鍵性作用。
一般來說,經(jīng)過鍍錫的馬口鐵防腐性能可大大提高,鍍錫量越高,防腐能力也越強。但同時還要觀察鍍錫層是否致密均勻(由鍍錫后的軟熔工藝水平?jīng)Q定)、有無氧化皮缺陷(氧化皮是由于鍍錫時環(huán)境中有雜質(zhì)造成的,是馬口鐵防腐蝕的薄弱點)。值得注意的是,鍍錫層過厚除增加成本外,還會導致馬口鐵的涂布加工適性降低,印鐵廠家應統(tǒng)籌考慮。
為進一步增強鍍錫馬口鐵的抗硫性和抗蝕性,鍍錫后,馬口鐵尚需在重鉻酸鈉溶液中進行化學處理,使鍍錫層的表面生成一層鉻氧化物和鉻氫氧化物,即鈍化膜。從理論上講,鈍化膜越厚,其抗腐蝕性能越強,但同時也會造成后加工過程中防腐涂層的附著力降低,所以,鈍化膜的厚度同樣需要加以注意。
當然,對馬口鐵的生產(chǎn)工藝,印鐵廠家一般是不能直接控制的,但我們有權(quán)去選擇生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定、產(chǎn)品信譽高的馬口鐵生產(chǎn)企業(yè)作為合作對象,以保證所采用的馬口鐵其品質(zhì)符合要求。
順便提一下,對于來料加工的差厚鍍錫馬口鐵,除客戶指定的以外,一般都要將錫層厚的一面作為內(nèi)涂面,這樣有利于提高食品罐的防腐蝕能力。
2. 防腐蝕涂層
前文已經(jīng)述及,馬口鐵食品罐的防腐體系中有一層防腐涂層,其成膜物質(zhì)主要是環(huán)氧酚醛樹脂,下面我們就從環(huán)氧酚醛樹脂防腐層說起。
在《環(huán)氧酚醛型涂復的鍍錫薄鋼板》國家標準(GB 8230—87)中,將環(huán)氧酚醛樹脂的涂膜量分為3級,參見表2。
食品罐的防腐蝕能力與防腐涂層的厚度成正比,對于表2中所列的幾種厚度的食品罐,我們建議其適用范圍及涂布工藝可參考表3。
為了保證涂膜最后的成膜性能,兩涂兩烘或三涂兩烘涂布工藝要求第一次烘干時烘干溫度要比正常的施工溫度低15~30℃。另外,由于涂膜厚度增加會降低涂膜的附著力,因此,在從事涂膜厚度超過A類標準的涂布操作時,一般還要施以配套的內(nèi)涂底漆作為頭道涂布,以增強涂膜的附著力。
對于盛裝高硫內(nèi)容物(如蘆筍、蝦蟹、清蒸鰻魚)的馬口鐵食品罐,單純涂布環(huán)氧酚醛樹脂還不足以阻止馬口鐵和硫反應生成硫化物,于是,許多廠家采用在內(nèi)涂料中加入氧化鋅的方法來形成抗高硫涂層。內(nèi)涂料與氧化鋅的比例約為10∶1(根據(jù)內(nèi)容物含硫量高低可適當增加或減少氧化鋅的用量),要求根據(jù)使用量現(xiàn)配現(xiàn)用,否則,放置時間過長會增稠變質(zhì)。
在內(nèi)涂料中加入氧化鋅的抗硫機理為:通過氧化鋅吸收食品中放出的H2S,反應生成白色的硫化鋅,從而預防H2S和Fe生成黑色的硫化鐵,起到了抗硫作用。氧化鋅粒子呈針狀,還有利于提高涂膜的封閉性。
對于盛裝午餐肉、牛羊肉等內(nèi)容物的食品罐,除應注意上述因素外,還需在涂膜中加入一些防粘劑(如合成蠟),以防止內(nèi)容物和防腐涂層粘連。
以上所談到的環(huán)氧酚醛樹脂涂布工藝主要用于馬口鐵食品罐的涂布,不提倡用于鋁質(zhì)食品罐的涂布,因為環(huán)氧酚醛樹脂和鋁配合其致密性尚不完全可靠。因此,鋁質(zhì)易拉罐內(nèi)涂工藝目前采用的是乙烯類涂料,其致密性較強。
3. 制罐環(huán)節(jié)
制罐工藝中的焊縫補涂工藝一直是馬口鐵食品罐防腐蝕加工的薄弱環(huán)節(jié)之一,許多腐蝕都是先攻擊食品罐的焊縫處,再蔓延開來。補涂工藝由于烘道短、加工速度快,要求補涂劑必須能夠快速干燥固化,并具有良好的抗酸抗硫性能。為了保證補涂質(zhì)量,在采購補涂材料時絕對不能片面地強調(diào)節(jié)約成本。
當烘道性能不好時,可適當降低制罐速度,以確保補涂料干燥。同時,要注意補涂料和內(nèi)涂層的潤濕性是否良好,隨時檢驗補涂質(zhì)量。為解決補涂工藝存在的不足,許多制罐廠家還在補涂的基礎(chǔ)上采用全噴涂工藝,使得在提高補涂質(zhì)量的同時也彌補了印鐵制罐中產(chǎn)生的機械傷、灼傷等缺陷,大大提高了食品罐的防腐蝕能力。
需要特別提醒大家注意的一點是:內(nèi)容物為含酒精類物質(zhì)(如白酒)的馬口鐵包裝罐,特別容易在焊縫補涂處出現(xiàn)腐蝕問題,如果對自己工廠的補涂質(zhì)量沒有十分把握的話,接單時應十分謹慎。(待續(xù))
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