包裝材料學(xué)第十章包裝用金屬材料

1、包裝材料學(xué)第十章包裝用金屬材料第1頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一第一節(jié) 低碳薄鋼板 第2頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一一. 低碳薄鋼板的分類與規(guī)格1.分類 熱軋與冷軋，熱軋價(jià)低，強(qiáng)度低；愣呀價(jià)高，強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定；都需要酸洗。2.規(guī)格 尺寸規(guī)格由GB規(guī)定厚度范圍小于4mm，寬度在5001500mm。 薄板：普通碳素結(jié)構(gòu)，用于要求不高不用沖壓容器，鋼號(hào) 、 等。 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)，用于要求高需沖壓的容器，鋼號(hào)08、10等。第3頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一 二.低碳薄鋼板性能及化學(xué)成分對(duì)性能的影響 1.低碳薄鋼板性能 強(qiáng)度

2、、塑性、焊接性； 冷彎性，彎折時(shí)不裂不段不皺； 無(wú)氣泡、結(jié)疤、裂紋、類雜； 易成型性杯突試驗(yàn)； 所有薄板需退火后進(jìn)入市場(chǎng)供制容器。 2.化學(xué)成分對(duì)薄板性能影響 含C量：含C量越高，成型加工性越低要求含 C量 0.05%0.22% 含硅、錳、硫、磷，含量高都不利于成型。 第4頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一3.涂料黑鐵皮用一次或二次冷軋低碳鋼板經(jīng)酸洗后表面鈍化或不鈍化作容器內(nèi)外層均涂涂料或油漆。作食品罐（盒）或玻璃瓶蓋。三.幾種常用低碳薄鋼板的牌號(hào)和規(guī)格1.制造200L油桶用薄板參照GB選取，一般用2、3號(hào)和優(yōu)質(zhì)08、10號(hào)，厚度為1.25和1.5mm2.包裝用帶鋼用冷軋

3、不退火（硬性）和退火（軟性）兩種，其規(guī)格與厚度配套。第5頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一第二節(jié) 鍍錫薄鋼板馬口鐵 第6頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一概念： （1）馬口鐵：即鍍錫薄鋼板，又稱鍍錫板，就是雙面鍍錫的薄鋼板，有熱浸鍍和電鍍兩類（分別稱熱浸鍍錫板和電鍍板）。（2）鍍錫板可在表面施涂料，施涂料的稱涂料鍍錫板（涂料鐵），未施涂料的稱電殼鐵。（3）目前多使用電鍍錫板：因?yàn)殡婂儽葻峤兪″a料，效率和質(zhì)量高，均勻且能生產(chǎn)兩面錫量不同的板，目前90%電鍍錫板用于包裝。（4）用是否經(jīng)軟熔處理后光亮與無(wú)光澤鍍錫板制作不同的包裝？ A.光亮或普通光亮鍍錫

4、板制食品罐或18L方罐的罐身或罐底蓋。 B.無(wú)光澤表面馬口鐵用作啤酒和汽水瓶蓋。 C.極粗表面馬口鐵用作罐頭之外的雜罐，馬口鐵的90%用于包裝。第7頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一一.馬口鐵（鍍錫板）的主要技術(shù)規(guī)范 1.鍍錫原板的成分 化學(xué)成分間GB699-65和GB700-79，見(jiàn)表10-2.（1）分有三種鋼種，即L、MR、MC，主要指含雜質(zhì)Ni、Cr、Cu、Mo、As情況。其中：L含雜質(zhì)極低，用于深拉和耐腐場(chǎng)合；MC含磷較高，用于要求強(qiáng)度高的場(chǎng)合；MR含雜質(zhì)中等，有害元素比L多，廣泛用于食品罐。（2）馬口鐵除含C、Si、Mn、S和P外，還含有N和Cu，N可使鋼產(chǎn)生時(shí)

5、效硬化，塑性和韌性下降，可提高抗拉；Cu可增加延展性和耐腐性。第8頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一2.馬口鐵的鍍錫量詳見(jiàn)表10-3第9頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一3.馬口鐵板的規(guī)格尺寸 罐頭用板：厚度，常用四種規(guī)格：0.2、0.23、0.25和0.28。 我國(guó)長(zhǎng)寬規(guī)格多為：714.510mm和827.730mm。 也有只限寬度的,多為寬:775、800、825、850、875、900、950、975、1000、1025、1050等（1）鍍錫量的單位面積或特定面積上的錫量（ ）表示，商業(yè)上的鍍錫量用每基箱鍍錫板兩面所鍍錫的質(zhì)量（g）的1/4倍做

6、標(biāo)號(hào)，如每基箱鍍錫量為200G磅的標(biāo)號(hào)為#50，詳見(jiàn)表10-3. （2）兩面錫厚差的鍍錫量，中間用“/”分開，例如，11.2/5.6 分別表示兩面的鍍錫量。 （3）馬口鐵有熱鍍與電鍍的鍍錫差別，熱浸鍍錫量為22.4-44.8 ，電鍍?yōu)?.6-22.4 。第10頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一二.馬口鐵（鍍錫板）結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖10-1和表10-4圖10-13.各層作用見(jiàn)表10-4.1.馬口鐵組成：共五層結(jié)構(gòu)鋼基板、錫鐵合金、錫板、氧化膜、油膜。2.結(jié)構(gòu)圖：第11頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一表10-4三.馬口鐵（鍍錫板）的性能1.機(jī)械性能。馬口鐵性能

7、主要指鍍錫原板（鋼基板）的機(jī)械性能：良好的綜合機(jī)械性能：抗拉強(qiáng)度，成型性，表面硬度等。.第12頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一成品成型穩(wěn)定性各向拉伸差異性（軋制方向與垂直方向差異）如翻邊時(shí)容器邊上有制耳，需要切除浪費(fèi)材料 2.耐腐性作為食品或帶水制品的包裝非常重要，馬口鐵五層結(jié)構(gòu)有要求。（1）鍍錫原板決定于鍍錫層和表面處理?xiàng)l件，鍍錫層雜質(zhì)少，耐腐性好，含S高，對(duì) 飲料有利；酸浸時(shí)滯值低，耐腐性好（酸浸時(shí)滯值指浸入鹽酸中置換出氫氣為恒定不變時(shí)的時(shí)間值）。 第13頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一（2）錫層要求錫層全部蓋住鋼基表面；錫層有孔隙而暴露鋼基

8、稱為露鐵點(diǎn)，點(diǎn)多，耐腐性好。（3）錫鐵合金層在鍍錫板錫層和鋼基板之間有一層錫鐵合金層（ ），是在軟烙操作時(shí)形成的，錫層孔隙下由該層保護(hù)鋼基，只有該層以破壞時(shí)才產(chǎn)生腐蝕。（4）氧化膜有兩種氧化膜：A錫層本身氧化產(chǎn)生的 和SnO；B生產(chǎn)時(shí)表面處理產(chǎn)生的；前者很穩(wěn)定，后者為鈍化膜，后者有利于抗腐。 和SnO越多，抗腐性越低，同時(shí)表面雜質(zhì)越多，氧化物越多，耐腐性越低。（5）油層有阻隔 和空氣及水分的作用，油層越厚，則抗腐性越好。第14頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一五.鍍錫板（馬口鐵）發(fā)展方向 1.用低鍍錫代替高鍍錫，用電鍍代替熱浸鍍； 2.推廣應(yīng)用差厚鍍錫板，研制低鍍錫板，提

9、高板強(qiáng)度，減少厚度； 3.替代鍍錫板（用鍍鉻、鍍鎳、鍍銅等比錫價(jià)低）。 3.表面性能 主要為涂飾性，油膜附著性，錫焊性等。 影響涂飾性因素：涂料附著性，涂飾條件，錫板表 面狀況。 涂膜附著性指板與涂層間的粘合性。 錫焊性焊接效果及強(qiáng)度。四.涂料鍍錫板（涂料馬口鐵） 也稱涂料鐵：在鍍錫板上涂布涂料（防止基材變化和 氧化）第15頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一第三節(jié) 非鍍錫薄鋼板 第16頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一 1.結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)為五層組成：鋼基板，鉻層，水 合氧化鉻層，油膜。目的：錫資源少，錫價(jià)高，采用鍍其他金屬。一.鍍鉻薄鋼板 又稱無(wú)錫薄鋼板

10、，即TFS板，價(jià)比馬口鐵低10%左右。 性狀：不如馬口鐵，鍍鉻原板與馬口鐵相同，只把鍍錫改為鍍鉻。第17頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一2.性能和應(yīng)用（1）耐蝕性 比馬口鐵稍差特別對(duì)強(qiáng)酸強(qiáng)堿而言，但對(duì)弱酸（檸檬、乳酸、醋酸及弱堿）有很好保護(hù)作用，可用涂層增加耐腐。 (2)對(duì)有機(jī)涂料的附著性 比馬口鐵的附著力大3-6倍。（3）機(jī)械性能 強(qiáng)度和加工成型性相同于馬口鐵，但鉻層易脆裂。（4）焊接性能 不能用錫焊，只能用縫焊或粘焊 第18頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一二.鍍鋅薄鋼板 又稱白鐵皮，是在低碳薄鋼板上鍍一層0.02mm以上的鋅作為保護(hù)。 性能：

11、防腐能力強(qiáng)。 有熱鍍和電鍍。包裝多用熱鍍鋅板多為大容量鋼桶。 有良好耐腐與卷封性：適于包裝粉、液、漿料。 代表性能的內(nèi)容：表面質(zhì)量，機(jī)械性能，鍍鋅強(qiáng)度，鋼板不平度和周邊斜度。三.鍍鋁薄鋼板 替代馬口鐵的包材。 有熱浸法和蒸鍍法制取。 性能：價(jià)低，抗大氣腐蝕性強(qiáng)，外觀美 第19頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一第四節(jié) 鋁合金薄板和鋁箔 第20頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一1.優(yōu)點(diǎn) 共12點(diǎn)，重點(diǎn)是耐腐、重量輕、美觀、易成型無(wú)毒。 2.缺點(diǎn) 共5點(diǎn)，價(jià)高，較軟等。 1.鋁合金薄板的牌號(hào)，化學(xué)成分及其尺寸規(guī)格 （1）牌號(hào)。我國(guó)有L（純鋁）LF（防銹鋁）

12、LY（硬鋁）等牌號(hào)，各國(guó)有不同的規(guī)定。世界上按美國(guó)的AA標(biāo)記法共4位數(shù)：第一位為合金系列，第二位為對(duì)雜質(zhì)的特別規(guī)定（原合金的派生）第三位和第四位為鋁純度小數(shù)點(diǎn)之后兩位數(shù)。一.鋁合金薄板 用鋁鎂或鋁錳合金板（99%的純鋁不能使用），又稱防銹鋁合金，多用的是鋁合金。第21頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一（2）化學(xué)成分 有主填加元素和副填加元素： 主填加元素：Cn、Mn、Si、Mg、Zn； 副填加元素：Cr、Ni、Pb、Ca、Ti。（3）尺寸規(guī)格2.鋁合金薄板的性能和選用 （1）機(jī)械性能，鋁合金薄板的機(jī)械性能主要取決于化學(xué)成分，同時(shí)又與生產(chǎn)方法有關(guān)。 （2）耐腐性 （3）涂飾

13、性 （4）鋁合金薄板的選用： A.牌號(hào)； B.供應(yīng)狀況； C.調(diào)質(zhì)度及使用要求和加工特點(diǎn)。第22頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一二.鋁箔 概念：鋁箔指純度大于99.5%、小于0.2mm的鋁材。 一般層合用鋁箔=7-15 ，容器用=30-130 。 鋁箔優(yōu)點(diǎn)：遮光性，阻隔性，形狀穩(wěn)定，加工性，適于藥品和食品； 鋁箔缺點(diǎn)：不能變載，無(wú)法封口，太薄易起針孔和起皺。1.鋁箔分類 4種類別：（1）普通型與高純度型；（2）硬質(zhì)與軟質(zhì)； （3）卷料和片料；（4）獨(dú)立使用型與復(fù)合使用型。3.鋁箔的質(zhì)量要求重量要求涉及到：?jiǎn)挝幻娣e重量（質(zhì)量），厚度透濕度。定性要求：光亮，油斑，平整，皺紋

14、，傷痕，表面壓入物。 2.鋁箔牌號(hào)，化學(xué)成分及尺寸規(guī)格第23頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一4.鋁箔機(jī)械性能見(jiàn)表10-24；主要有厚度，調(diào)質(zhì)度與抗拉強(qiáng)度之關(guān)系。5.鋁箔的表面加工 （1）貼合加工（復(fù)合），8紙型復(fù)合； （2）著色加工：表面涂布色料； （3）印刷加工，常用凹??； （4）壓花加工，表面壓出花紋。表10-24第24頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一第五結(jié) 金屬包裝容器 第25頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一一.金屬包裝容器的特點(diǎn) 1.優(yōu)點(diǎn) 6大優(yōu)點(diǎn)：阻隔性；電、熱傳導(dǎo)性；延展性；剛性保護(hù)性；涂裝印刷性；導(dǎo)磁搬運(yùn)性。

15、 2.缺點(diǎn) 3大缺點(diǎn)：化學(xué)穩(wěn)定性差；體重加工費(fèi)高；價(jià)較高。 二.金屬包裝容器的種類與用途 1.種類主要有：罐，軟管，箔制品。 2.具體分法5種 （1）形狀分法 （2）材料分法 （3）結(jié)構(gòu)與加工工藝分法：三片，兩片罐等 （4）開啟方法分法 （5）用途分法第26頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一問(wèn)題三片罐和二片罐條例分析。 3.常用罐用途 4.金屬罐規(guī)格的表示方法 采用國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)表示金屬罐。 例如：圓形罐用內(nèi)徑和外高表示示例，如15267指內(nèi)徑152mm，外高267mm；又如7116指內(nèi)徑72.9mm，外高116mm。第27頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期一6.金屬箔制品 有鐵，硬質(zhì)（軟）鋁，銅，