本發明涉及一種彩涂金屬板材加工方法，具體涉及一種食品接觸高溫不粘彩涂金屬板材加工方法。
背景技術：
就目前國內外市場而言，食品烤制、糕點烘焙、不粘炊具等機械應用廣泛，直接與食品接觸的材料是一種無毒的不粘涂層金屬板材，對涂層金屬板材反復加熱實現對食品烤制、烘焙、蒸、燜、炒等加工。
現有的生產技術是人工單獨操作把卷板分條剪切、沖壓成型、化學清洗、干燥、掛件噴涂、掛件固化、冷卻包裝。但是采用以上加工工藝產量效率低、原材料浪費消耗大，由于每個人對事物的理解力不一樣，導致個人操作標準不統一而產生的涂層厚薄不均勻，顏色色差、物理化學性能不穩定，表面粗糙等疵點會降低其使用效果和壽命。
技術實現要素：
本發明提供一種食品接觸高溫不粘彩涂金屬板材加工方法，以流水生產線連續生產的形式改善了現有人工單獨操作工藝，其目的在于克服了現有技術存在的因生產工藝不連續而造成的產量效率低、原材料浪費、金屬板材前處理不充分、產品涂層不均勻、顏色不穩定、表面粗糙、使用效果差等連帶的缺憾。
為實現上述目的，本發明公開了如下技術方案：
一種食品接觸高溫不粘彩涂金屬板材加工方法，包括如下步驟：
S1 原材料-金屬板材前處理：將金屬板材卷板上生產線后，以恒定速度對金屬板材進行恒溫、恒濃度的堿液噴淋和堿液刷洗，后經四級軟化水沖洗，再經過熱風烘干工藝使原材料表面無任何殘留物；
S2涂層涂覆：在潔凈的原材料正表面和背表面，在零污染的環境下輥涂，均勻的分別涂一層液態涂層，以保證涂層的厚度均勻度一致、表面光整；
S3涂層高溫固化：固化爐內采用潔凈的天然氣作主燃料，通過對新鮮空氣的加熱，使爐內達到450℃及以上高溫的烘烤固化氛圍，同時要保持相對穩定的風速、風壓及烘烤時間，烘烤蒸發的有機氣體被引風機回收到高溫爐內焚燒裂解，經過換熱系統二次回收利用；目的是讓平坦的金屬板材各部位得到均勻的受熱，形成玻璃化溫度達到充分的化學交聯聚合反應，保證涂層硬度達到涂料設計實驗標準；
S4涂層金屬板材冷卻: 完全固化好的涂層金屬板材在固化爐末端出口處金屬板材溫度接近380℃，采用分段冷卻能更好的使涂料與金屬板材兩個不同的物體在熱脹冷縮的物理作用下同步，使涂層與金屬板材最終融為一體，保證涂層金屬板材沖壓變形結合力、附著力、硬度達到標準；
S5卷曲分條壓型：冷卻后的涂層金屬板材被卷曲，經分剪機剪切最后按規定的模具沖壓成型，整個生產工藝完成。
進一步的，所述步驟S2中，進行涂層涂覆時，由涂料收集盤和一根鍍鉻硬輥作為掛料輥負責粘液態涂料，另一根聚氨酯膠輥作為涂覆輥負責把鍍鉻硬輥帶來的涂料轉化到金屬板材上。
進一步的，所述步驟S3中，因為在涂層未完全固化之前板面不能接觸任何物體，固化爐采用自重懸垂式，帶有液態涂料的金屬板材在50米的距離內無任何支撐，保證板面涂層均勻吸收熱量，使板面外觀平整、光滑。
進一步的，所述步驟S4中，分段冷卻采用空氣冷卻、水霧冷卻、水淬冷卻和冷風吹干。
本發明公開的一種食品接觸高溫不粘彩涂金屬板材加工方法，具有以下有益效果：
本發明以連續生產流水線的工藝方式代替了人工單獨操作工藝，大大提升了產量、質量、精度、效率，節約了能耗、原材的用量。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步描述。
一、選擇原材料：
1.金屬板材的選擇：選擇調質度、洛氏硬度式中的金屬板材（由終端用途、沖壓成型的尺寸、深度、成型力度等決定）。由于加工均勻性強使金屬板材各個部位變形受力一致，選擇金屬板材的退火方式為罩式退火，使金屬板材中碳元素的排列順序相交有序。金屬板材的表面平整度要求是石紋級，這種表面可提高金屬板材與涂層間的結合力不易造成涂層脫落。鍍層選擇二次電鍍鉻工藝，內層金屬鉻鍍層+外層鉻氧化物鍍層，既無毒又有了非常優秀的耐腐蝕性能（主要是食物中酸、堿以及各種油脂）。
2.涂層的選擇：世界頂級的食品炊具耐高溫耐磨耐酸堿不粘自潤滑涂料（屬于十二五提出的新材料，它具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、高強度等一系列優異的綜合性能，涂層中含有豐富的氟樹脂和金屬鈦在高溫情況下發生了聚合反應，從而生成一種新的物質。這種新物質具有高度的耐腐蝕性，絕大多數強酸強堿（包括王水和氟銻酸在內）、強氧化劑和還原劑都奈何不了它。超低的摩擦系數和表面能有自潤滑的特性，使其它物質很難在其表面附著。不粘食品級炊具的出現，為人類健康少油的烹飪提供了基礎條件，也使炊具清洗變得更加簡便。
本工藝以連續生產流水線的工藝方式代替了人工單獨操作工藝。大大提升了產量、質量、精度、效率，節約了能耗、原材的用量。
二、工藝流程：
一種食品接觸高溫不粘彩涂金屬板材加工方法，包括如下步驟：
S1 原材料-金屬板材前處理：將金屬板材卷板上生產線后，以恒定速度對金屬板材進行恒溫、恒濃度的堿液噴淋和堿液刷洗（目的是瓦解原材料表面的油漬、灰塵、氧化物等各種附著物），后經四級軟化水沖洗（目的是洗凈原材料表面的附著物），再經過熱風烘干工藝使原材料表面無任何殘留物；
S2涂層涂覆：在潔凈的原材料正表面和背表面，在零污染的環境下輥涂，均勻的分別涂一層液態涂層，以保證涂層的厚度均勻度一致、表面光整；涂料盤的涂料經可反復回收循環使用；
S3涂層高溫固化：固化爐內采用潔凈的天然氣作主燃料，通過對新鮮空氣的加熱，使爐內達到450℃及以上高溫的烘烤固化氛圍，同時要保持相對穩定的風速、風壓及烘烤時間，烘烤蒸發的有機氣體被引風機回收到高溫爐內焚燒裂解，經過換熱系統二次回收利用；目的是讓平坦的金屬板材各部位得到均勻的受熱，形成玻璃化溫度達到充分的化學交聯聚合反應，保證涂層硬度達到涂料設計實驗標準；
S4涂層金屬板材冷卻: 完全固化好的涂層金屬板材在固化爐末端出口處金屬板材溫度（PMT）接近380℃，采用分段冷卻能更好的使涂料與金屬板材兩個不同的物體在熱脹冷縮的物理作用下同步，使涂層與金屬板材最終融為一體，保證涂層金屬板材沖壓變形結合力、附著力、硬度達到標準；
S5卷曲分條壓型：冷卻后的涂層金屬板材被卷曲，經分剪機剪切最后按規定的模具沖壓成型，整個生產工藝完成。
作為具體實施例，所述步驟S2中，進行涂層涂覆時，由涂料收集盤和一根鍍鉻硬輥作為掛料輥負責粘液態涂料，另一根聚氨酯膠輥作為涂覆輥負責把鍍鉻硬輥帶來的涂料轉化到金屬板材上(兩根輥之間通過調節與恒定生產線速度、各輥壓力、自身轉動速度等因素條件)。
作為具體實施例，所述步驟S3中，因為在涂層未完全固化之前板面不能接觸任何物體，固化爐采用自重懸垂式，帶有液態涂料的金屬板材在50米的距離內無任何支撐，保證板面涂層均勻吸收熱量，使板面外觀平整、光滑。
作為具體實施例，所述步驟S4中，分段冷卻采用空氣冷卻（經過處理的壓縮空氣，經過噴嘴形成氣流接觸到涂層金屬板材上）、水霧冷卻（軟化水與壓縮空氣相結合，經過噴嘴呈扇形接觸到涂層金屬板材上）、水淬冷卻（能夠直接飲用的軟化水直接接觸到涂層金屬板材表面）和冷風吹干（把多余水分吹凈）。經四級分段逐步冷卻系統大大緩解了涂層金屬板材因瞬間熱脹冷縮的劇烈反應，保證了涂層金屬板材的各項物理特性（反向沖擊實驗、彎曲實驗）。冷卻后的涂層金屬板材溫度在60℃左右。所有的表面外觀、耐化學性能（5%濃度的硫酸100℃40小時實驗、耐化學品擦拭實驗）在此完成。
本工藝與現有技術相比，產生以下積極效果：
1、產量比較：
現有的生產工藝是人工單獨分段操作模式，從生產量方面比較，人工操作工序為卷板分條、剪切、沖壓成型、成型清洗、自然干燥、掛件噴涂、掛件高溫固化、冷卻包裝，效率低且工作標準不一致。本生產工藝是原材金屬板材上卷、前處理清洗烘干、輥涂、固化、冷卻、卷取，采用生產流水線連續作業，每分鐘可生產35平方米品質如一的涂層金屬板材，后續再進行卷板分條、剪切、沖壓成型。
2、質量比較：
現有的人工生產操作先沖壓成型，再進行成型后浸泡清洗，成型后侵泡清洗容易出現的疵點是內角有氣泡現象，清洗液體不能侵入內角工作，造成因清洗不徹底而產生的金屬板材與涂層結合力差，涂層容易脫落。
本生產工藝是把平坦的卷板以恒定速度先進行恒溫、恒濃度的堿液噴淋和尼龍堿刷洗（噴淋壓力達到2--2.5公斤/每平方厘米，配合尼龍堿刷目的是瓦解原材料表面的油漬、灰塵、氧化物等各種附著物）后經四級軟化水沖洗（目的是洗凈原材料表面的附著物），在經過熱風烘干工藝使原材料表面無任何殘留物。這種工藝清洗處理完的金屬板材表面與涂層之間無異物，有利于提高二者間的結合力、附著力。
現有的人工生產操作人工噴涂環節，由于每個工人工作標準不一樣，尤其在人工噴涂的厚薄不均勻、有顏色差異、表面光整度不一致等方面體現較突出。現在的人工噴涂方式有靜電粉末噴涂和液態噴涂二種，都是在規定的范圍把成型后的工件固定，然后用氣動噴槍進行全方位噴涂。其缺點是噴槍與工件的距離不固定容易造成厚薄不一，尤其是內外邊、角容易出現涂料堆積現象，造成固化起泡、嚴重影響使用及外觀效果。涂料在噴出的過程中與工件之間的吸附壓力有限，只靠涂層固化與金屬板材形成化學結合力影響使用效果。
本工藝是輥涂工藝，帶有液態涂料的涂層膠輥和金屬板材之間有200公斤左右的力，這使得液態涂料能夠深入到金屬板材細密的縫隙當中在經過固化化學反應后二者相互緊密咬合，使結合力、附著力大大提高。機械輥涂方式通過兩根輥之間調節壓力、自身轉動速度等因素使得涂層膠輥上的涂料均勻、統一、致密。保證涂層厚薄一致、無顏色差異、物理性能和耐化學性能達到產品設計效果。
現有的人工噴涂方面涂層厚度一般在80-100um，表面粗糙易脫落，輥涂涂層厚度在8-10um表面光整附著力強。而且涂料在噴涂過程中有接近50%的部分沒有落在掛件表面，因為是食品炊具涂料散落其它地方的50%涂料不可回收再利用。
本工藝液態涂料被控制在一個涂料收集盤中，掛料輥負責粘附液態涂料，掛料輥轉動把涂料轉化到涂覆輥上，涂覆輥轉動把涂料轉化到金屬板材上實現輥涂方式，液態涂料始終在涂料盤中反復被循環利用，在原材料節省方面大大提升。
另外噴涂工藝固化加熱的方式是煤或固體燃料加熱空氣方式，廢氣、廢渣排放對環境污染危害大。本工藝采用天然氣作為主燃料，對新鮮的空氣進行加熱實現清潔的高溫環境。450℃的爐內溫度分三段加熱，分別精控±1℃的設定爐溫范圍，對固化爐的結構設計有苛刻的要求。液態涂料中的有機蒸汽由焚燒爐高溫裂解成二氧化碳和水排放。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，而非對其限制；應當指出，盡管參照上述各實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，其依然可以對上述各實施例所記載的技術方案進行修改，或對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改和替換，并不使相應的技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。