第八章 金屬包裝材料

第八章金屬包裝材料,第一節(jié)金屬包裝材料,現(xiàn)代金屬包裝技術(shù)是以英國(guó)人1814年發(fā)明馬口鐵罐為標(biāo)志，至今不到200年。金屬材料廣泛應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品包裝、運(yùn)輸包裝和銷(xiāo)售包裝，已成為制作各種包裝容器的最主要的包裝材料之一。在包裝材料中，金屬所占的比重各國(guó)不盡相同。美國(guó)約為28，僅次于紙和紙板；日本約為15，僅次于紙、紙板和塑料而占據(jù)第三位；德國(guó)約為20；法國(guó)約為14.2；英國(guó)約為20.7。我國(guó)占20左右。,第一節(jié)金屬包裝材料,一、金屬包裝材料的性能特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1優(yōu)良的力學(xué)性能機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)于其它包裝材料。2綜合保護(hù)性能好極好的阻隔性能。3外表美觀具有自己獨(dú)特的金屬光澤。4加工性能好加工性能好，且工藝較成熟，適于連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)。,一、金屬包裝材料的性能特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：5資源豐富作為主要金屬包裝材料的鐵和鋁，蘊(yùn)藏量極為豐富6廢棄物處理性好金屬包裝容器一般可以回爐再生，循環(huán)使用，減少環(huán)境污染。不足之處：金屬材料的化學(xué)穩(wěn)定性差，尤其是鋼材，耐腐蝕性差。加工工藝比較復(fù)雜，相對(duì)成本較高；單位面積的質(zhì)量較紙和塑料大，故制成的容器也較重。,金屬包裝容器,金屬包裝產(chǎn)品可細(xì)分為:印鐵品（聽(tīng)、盒）易拉罐（包括鋁制二片罐、鋼制二片罐、馬口鐵三片罐）噴霧罐（馬口鐵制成精美的藥用罐、殺蟲(chóng)劑罐、化妝品罐等）食品罐（罐頭、液體或固體食品罐等）各類(lèi)瓶蓋（馬口鐵皇冠蓋、旋開(kāi)蓋、鋁質(zhì)防盜蓋）化工桶及鋼桶。我國(guó)金屬包裝的最大用戶是食品工業(yè)，其次是化工產(chǎn)業(yè)，此外，化妝品和藥品也占一定的比例。,金屬包裝材料的種類(lèi)鍍錫薄鋼板鋼材鍍鉻薄鋼板鍍鋅薄鋼板金屬低碳薄鋼板鋁合金薄板鋁材鋁箔鍍鋁薄膜,1鋼質(zhì)包裝材料,鋼質(zhì)包裝材料種類(lèi)：1)運(yùn)輸包裝用鋼材：運(yùn)輸包裝用大型容器，如集裝箱、鋼罐、鋼桶等及捆扎材料2)鍍鋅薄鋼板：又稱白鐵皮。制作工業(yè)產(chǎn)品包裝容器3)鍍錫薄鋼板：又稱馬口鐵。用于罐頭工業(yè)，和其他食品和非食品罐4)鍍鉻薄鋼板：又稱無(wú)錫鋼板?？刹糠执骜R口鐵，主要用于制飲料罐,2鋁質(zhì)包裝材料,鋁質(zhì)包裝材料可與紙、紙板和塑料等加工成復(fù)合包裝材料。主要優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量輕，無(wú)毒無(wú)味，可塑性好、延展性和沖拔性能優(yōu)良，在大氣和水中化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不生銹、表面潔凈有光澤。缺點(diǎn)：在酸、堿和鹽介質(zhì)不耐蝕，表面要涂料或鍍層；強(qiáng)度低于鋼，成本比鋼高種類(lèi)：l)純鋁板和合金鋁板酒類(lèi)容器、罐頭容器、包裝飲料用罐、藥品管和牙膏等。2)鋁箔：作為阻隔層與其他材料制成復(fù)合材料3)鍍鋁薄膜：在塑料膜和紙張上鍍上極薄的鋁層。同鋁箔相比，其耐刺扎性優(yōu)良；但阻隔性稍差,第三節(jié)包裝用鋼鐵材料,一、低碳薄鋼板（俗稱黑鐵皮）二、鍍鋅薄鋼板（俗稱白鐵皮）三、鍍錫薄鋼板（也稱鍍錫板、馬口鐵）四、鍍鉻薄鋼板（簡(jiǎn)稱鍍鉻板、無(wú)錫鋼板、TFS）五、其它鋼質(zhì)包裝材料1摻鎳鍍錫簿鋼板2薄錫鐵（TS）3鍍鎳鐵皮,一、低碳薄鋼板,俗稱黑鐵皮包裝用鋼材主要是含碳量低于0.25的低碳薄鋼板。低碳薄鋼板的性能低碳薄鋼板機(jī)械強(qiáng)度高，加工性能良好，具有優(yōu)良的綜合防護(hù)性能，遮光性強(qiáng)、導(dǎo)熱率高、耐熱性和耐寒性優(yōu)良、易于印刷裝飾。低碳薄鋼板的用途運(yùn)輸包裝用金屬容器和金屬罐如集裝箱、鋼桶、鋼箱、鋼托盤(pán)等的主要材料；缺點(diǎn)：耐腐蝕性差：一般需要加涂料處理。,二、鍍鋅薄鋼板,鍍鋅薄鋼板（俗稱白鐵皮）是制罐材料之一。1鍍鋅簿鋼板的結(jié)構(gòu)鍍鋅薄鋼板是在酸洗薄鋼板表面鍍上一層厚度為0.02mm以上的鋅保護(hù)層而成，鍍鋅板厚度在0.44mm1mm之間。,二鍍鋅薄鋼板的性能及用途,鍍鋅薄鋼板的性能鍍鋅薄鋼板的力學(xué)性能和鍍錫板、鍍鉻板相近。它表面光亮，強(qiáng)度、韌性良好，耐腐蝕性能也不錯(cuò)，但較鍍錫板、鍍鉻板差，價(jià)格較低。鍍鋅薄鋼板的用途鍍鋅板是應(yīng)用較多的金屬包裝材料，多用于制造中型和大型容器，適宜盛裝粉狀、漿狀和液狀等其它物料,如潤(rùn)滑液、油漆、洗滌劑等。用鍍鋅板制成容器后就不必進(jìn)行表面防腐處理，因此鍍鋅薄鋼板廣泛用來(lái)制作金屬包裝容器，特別是鍍鋅板所制的容器還具有強(qiáng)度高、密封性能好等特點(diǎn)，是在工業(yè)產(chǎn)品包裝中應(yīng)用較多的一種包裝容器。,三、鍍錫薄鋼板,鍍錫薄鋼板鍍錫薄鋼板（也稱鍍錫板、馬口鐵）是傳統(tǒng)的制罐材料，是用量最大的一種金屬包裝板材。它是在低碳薄鋼板上兩面鍍錫而成。性能特點(diǎn)：(1)有光亮的外觀，良好的耐蝕性和制罐加工性能，易于焊接。(2)其沖拔性能不如鋁板。大多制成以焊接和卷封工藝成型的三片罐結(jié)構(gòu)，也可以做成沖拔罐。,三.鍍錫薄鋼板的結(jié)構(gòu),鍍錫薄鋼板的結(jié)構(gòu):將薄鋼板放在熔融的錫液中熱浸或電鍍而得鍍錫薄鋼板結(jié)構(gòu)由鋼基板、錫鐵合金層、錫層、氧化膜和油膜構(gòu)成。,油膜：潤(rùn)滑防銹氧化膜：防銹防蝕防硫化物錫層：美觀易焊耐蝕無(wú)毒合金層：耐腐蝕基體：加工性好強(qiáng)度好P267，表85,罐內(nèi)涂料要求,罐的內(nèi)涂料必須滿足如下要求：素鐵：水果罐頭罐內(nèi)涂料涂料鐵：食品罐頭涂料是一種有機(jī)化合物，主要成分是油料和樹(shù)脂。涂料層將物品與鍍錫層隔絕，與物品直接接觸。(1)無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)味；(2)涂膜致密，基本無(wú)孔隙，耐蝕性好；(3)涂膜在經(jīng)受沖擊、折疊、彎曲等加工時(shí)不脫落；(4)高溫焊接時(shí)不變焦脫落，無(wú)有害物溶出。,鍍錫薄鋼板應(yīng)用,鍍錫薄鋼板應(yīng)用：（1）大量用于罐頭工業(yè)，制作用于包裝化妝品、糖果、餅干、茶葉、奶粉等的罐、聽(tīng)、盒。（2）是玻璃、塑料等瓶罐的良好制蓋材料。,四、鍍鉻薄鋼板,鍍鉻薄鋼板鍍鉻薄鋼板（簡(jiǎn)稱鍍鉻板）是20世紀(jì)60年代初為減少金屬錫的用量、降低成本而發(fā)展的一種鍍錫板代用材料，又稱無(wú)錫鋼板，是在低碳薄鋼板上鍍鉻而成，是制罐的材料之一。商品名為鉻型無(wú)錫薄鋼板，簡(jiǎn)稱TFS（TinFreeSteel）。,四鍍鉻簿鋼板的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn),TFS結(jié)構(gòu):1)在無(wú)水鉻酸為主的溶液中，在低碳薄鋼板表面鍍鉻2)鍍鉻薄鋼板是表面鍍有鉻和鉻的氧化物的低碳薄鋼板，它的結(jié)構(gòu)由鋼基板、金屬鉻層、水合氧化鉻層和油膜構(gòu)成。,四、TFS性能特點(diǎn),TFS性能特點(diǎn):（1）鍍鉻薄鋼板和鍍錫薄鋼板的鋼基是相同的，強(qiáng)度和加工性能也基本相同。（2）鍍鉻薄鋼板耐腐蝕性不如鍍錫薄鋼板，鍍層只能在弱酸弱堿下起保護(hù)作用。（3）鍍鉻板對(duì)有機(jī)涂料的附著力特別好，是馬口鐵的3-6倍，因此適合于制造二片拉伸罐和三片罐的罐底和罐蓋。（4）鍍鉻板的光澤也不如鍍錫板，且焊接困難，制罐時(shí)不能采用錫焊接縫，只能用熔接法和粘合法接合。,四、TFS應(yīng)用,TFS應(yīng)用:（1）鍍鉻板現(xiàn)主要用于腐蝕性較小的啤酒罐、飲料罐（2）經(jīng)內(nèi)外涂裝后用于制作沖拔罐和食品罐的底和蓋等。美國(guó)二片罐90以上采用TFS。,五、其它鋼質(zhì)包裝材料,1摻鎳鍍錫簿鋼板是一種輕度摻鎳的低鍍錫薄鋼板。2薄錫鐵（LTS）低錫薄鋼板與一般鍍錫薄鋼板比較，鍍錫厚度由傳統(tǒng)的2.8g/m2降低到0.78g/m2。應(yīng)用：目前用得較多的是即食食品、寵物食品、果醬、嬰兒食品和非酸性的蔬菜類(lèi)、一般果汁類(lèi)。3鍍鎳鐵皮一般鍍鎳量為500mgm2800mgm2，可焊接性能與鍍鉻鐵皮類(lèi)似。,第四節(jié)包裝用鋁材,一、鋁質(zhì)包裝材料的性能優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)輕、無(wú)毒無(wú)味有優(yōu)良的加工性不易生銹熱傳導(dǎo)率高阻隔性好再循環(huán)性能好能與其它材料如紙、紙板及塑料等復(fù)合成復(fù)合材料。存在如下不足：材質(zhì)較軟，強(qiáng)度較低焊接性能差,鋁合金薄板,鋁板：制作鋁包裝容器的板材多采用鋁合金薄板應(yīng)用：鋁合金薄板強(qiáng)度較低，可用于生產(chǎn)沖拔罐和薄壁拉伸罐等兩片罐和易開(kāi)蓋和飲料瓶蓋等。,鋁沖拔罐,鋁板加工性能好，焊接較困難鋁罐輕便美觀，外壁不生銹，罐身無(wú)縫隙不泄漏，且由單一金屬制成，保護(hù)性能好，用于魚(yú)肉類(lèi)罐頭和啤酒飲料罐，無(wú)風(fēng)味變化等現(xiàn)象。缺點(diǎn)：強(qiáng)度低，較易碰凹，通過(guò)改進(jìn)運(yùn)輸包裝，可解決此問(wèn)題鋁沖拔罐在歐洲應(yīng)用較多，約占金屬罐的1/3，主要用于啤酒飲料罐。,鋁管和鋁管包裝,擠壓軟管包裝容器中2/3是鋁管，用于牙膏、化妝品、藥膏、食品等的包裝。鋁管適用于罐裝半流質(zhì)或膏狀食品，如果醬、肉醬、奶油、蜂蜜、濃縮食品和調(diào)味品等。具有易開(kāi)啟、可擠壓折疊、使用后食品易于再存放，保持新鮮度的時(shí)間較瓶裝和罐裝的要長(zhǎng)，不需要進(jìn)行冷凍處理，使用方便；也用于軍用食品和宇航食品的包裝。鋁管多由99的純鋁制成，便于擠壓卷曲，外表可進(jìn)行印刷裝潢，內(nèi)壁涂有有機(jī)樹(shù)脂(環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、乙烯基樹(shù)脂等)，提高耐蝕性的同時(shí)，又能防止鋁管再卷曲、破裂鋁管尺寸：直徑1.275.08mm，長(zhǎng)度3.8119.05cm.,鋁箔,鋁箔鋁箔是將鋁材軋制成板材，再經(jīng)精軋工藝制成的厚度非常小的薄板材。習(xí)慣上對(duì)厚度在0.20mm以下的鋁板稱為鋁箔。鋁箔常用于包裝糖果、香煙、食品、藥品等。鋁箔與各種紙、塑料復(fù)合制成復(fù)合材料。2鋁箔的分類(lèi)通常分為純鋁箔和合金鋁箔,鋁箔,透明的鋁箔包裝膜,透明防銹鋁箔包裝,鋁箔通常指純度在995以上的，厚度在0.2mm以下的鋁材。,防銹純鋁箔包裝膜,鋁合金薄板和鋁箔,防銹鋁鉑真空包裝袋,防銹鋁鉑包裝膜,鋁箔,鋁箔優(yōu)點(diǎn)：1)重量輕，有利于降低費(fèi)用2)隔絕性和遮光性良好。能防潮、不透氣及具有保香特性，可防止包裝物吸潮、氧化和揮發(fā)變質(zhì)3)耐熱性好。高低溫時(shí)形狀穩(wěn)定，可做烘烤容器4)保護(hù)性好。包裝物不易受細(xì)菌、霉菌和昆蟲(chóng)的損害5)光的反射和光澤性好。反射率達(dá)8385。6)機(jī)械特性好。滿足自動(dòng)包裝機(jī)械使用7)二次加工、模壓性和壓花性好8)印刷和復(fù)合適應(yīng)好。便于著色，易于紙、塑料等貼合9)無(wú)毒。不易產(chǎn)生公害,鋁箔,鋁箔多與塑料薄膜、紙張復(fù)合成復(fù)合材料，為什么？鋁箔由于本身強(qiáng)度低，耐撕裂性差，折疊時(shí)容易裂口，不耐酸堿介質(zhì)，不能熱粘合封口，很少單獨(dú)使用；復(fù)合后既保持了鋁箔的優(yōu)良性能，又發(fā)揮了其他材料的優(yōu)良特性。復(fù)合材料：PET/鋁箔/改性PP或HDPE？(P272)鋁箔復(fù)合容器：半硬質(zhì)和硬質(zhì)容器，其罐身一般多為三層，每一層組成？罐底和罐蓋材質(zhì)？其優(yōu)點(diǎn)？用途？P273,鍍鋁薄膜,鍍鋁薄膜：采用特殊工藝在塑料薄膜或紙張表面(單面或雙面)鍍上一層極薄的金屬鋁，即為鍍鋁薄膜。鍍鋁層厚約0.30mm鍍鋁薄膜基材：塑料紙張聚酯、尼龍、雙向拉伸聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙稀等。,鍍鋁薄膜,鍍鋁薄膜與鋁箔相似的優(yōu)異特性：1)阻隔性優(yōu)良，貨價(jià)壽命長(zhǎng)，適用于食品、藥品等的包裝2)具有金屬光澤，光反射率可達(dá)973)鍍鋁層導(dǎo)電性好，能消除靜電，封口性能好，不易滲漏4)鍍鋁層厚度可