包裝印刷金屬包裝材料基礎(chǔ)知識(shí)概述.ppt

1、第三篇 金屬包裝材料,第一章 概述,鋼鐵是使用最早的包裝材料之一，早在1620年人們才開(kāi)始廣泛用鍍錫鐵皮制作金屬桶，用于盛裝干燥食品。18世紀(jì)人們開(kāi)始用食品罐貯藏食品。1810年發(fā)明了用馬口鐵罐貯藏食品的技術(shù)，從此馬口鐵罐誕生了。二次世界大戰(zhàn)前，隨著軋制技術(shù)的改進(jìn)和金屬制罐機(jī)的發(fā)明，鍍錫板的產(chǎn)量大增。二次世界大戰(zhàn)后，由于錫資源短缺，為了節(jié)約用錫，人們研制出鍍錫量少或者無(wú)錫的制罐材料。于是，差厚鍍錫板、低鍍錫板、無(wú)錫薄鋼板相繼問(wèn)世。,一、金屬包裝材料的發(fā)展歷史,20世紀(jì)，隨著鋁的冶金技術(shù)的完善，軋制技術(shù)的改進(jìn)和鋁箔的出現(xiàn)，鋁開(kāi)始被廣泛應(yīng)用于包裝行業(yè)。目前，在我國(guó)、日本和歐洲等國(guó)，金屬包裝材料占第

2、三位，美國(guó)占第二位。 近年來(lái)制罐技術(shù)發(fā)展很快，開(kāi)始是由罐身、罐底和罐蓋三部分組成的三片罐，后來(lái)又出現(xiàn)了罐身和罐底連在一起加上罐蓋共兩部分組成的二片鋁罐。由傳統(tǒng)的三片錫焊罐到無(wú)錫薄鋼板縫焊制罐和粘接罐，排除了鉛對(duì)罐內(nèi)食品的污染，使它們廣泛用于啤酒和碳酸飲料的包裝。,第一章 概述,隨著鋁材在包裝上的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了二片罐。它的結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，便于裝潢印刷，很快占領(lǐng)了飲料包裝市場(chǎng)。但由于鋁的生產(chǎn)需消耗大量電能，價(jià)格高，限制了其使用量。同時(shí)隨著制罐工藝的不斷改進(jìn)，用鍍錫薄鋼板和無(wú)錫薄鋼板已成功地生產(chǎn)出二片罐，在工業(yè)生產(chǎn)上已采用自動(dòng)化生產(chǎn)線，使制罐效率大幅度提高（三片罐生產(chǎn)速度可達(dá)400罐分；二片罐生產(chǎn)速

3、度可達(dá)8001200罐分），使金屬包裝在產(chǎn)品的包裝中占有重要的地位。,第一章 概述,二、金屬包裝材料的性能特點(diǎn) 優(yōu)良的力學(xué)性能 綜合保護(hù)性能好 外表美觀 加工性能好 資源豐富 廢棄物處理性好,第一章 概述,1.鋼制包裝材料 （1）鍍錫薄鋼板 （2）鍍鉻薄鋼板 （3）鍍鋅薄鋼板 （4）低炭薄鋼板 （5）其他鋼制包裝材料 2.鋁質(zhì)包裝材料 （1）純鋁板和合金鋁板 （2）鋁箔 （3）鍍鋁薄膜,三、包裝用金屬材料的分類,一般將厚度小于0.2mm的稱箔材，大于0.2mm的稱板材。,第一章 概述,一、鍍錫薄鋼板 鍍錫薄鋼板，俗稱馬口鐵，是用量最大的一種金屬包裝板材。以熱浸工藝鍍鋁的稱熱浸鍍錫板，以電鍍工藝

4、鍍錫的稱電鍍錫板。施涂涂料的電鍍錫板稱為涂料鍍錫板(涂料鐵)，未涂涂料的電鍍錫板稱為電素鐵。,1-鋼基板；2-錫鐵合金層； 3-錫層；4-氧化膜；5-油膜 圖2-1 鍍錫薄鋼板的結(jié)構(gòu)圖,第二章 鋼質(zhì)包裝材料,涂料鍍錫板,涂料鍍錫板又稱涂料鐵。在罐頭生產(chǎn)中如用電鍍錫板罐有時(shí)會(huì)遇到各種問(wèn)題，如含硫蛋白質(zhì)食品肉類、水產(chǎn)等，在熱力殺菌過(guò)程中，蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生硫化氫，使罐壁生成硫化斑或硫化氫與罐壁機(jī)械傷處露鐵生成硫化鐵脫落污染食品；高酸性食品裝罐后容易出現(xiàn)氫脹和穿孔現(xiàn)象；有色水果因罐內(nèi)壁溶出的二價(jià)錫離子作用下產(chǎn)生褪色現(xiàn)象；有的食品還會(huì)出現(xiàn)金屬味，因此要在罐內(nèi)壁涂上一層涂料，使內(nèi)裝食品和鍍錨板隔開(kāi)，以減少它

5、們之間的反應(yīng)，從而保證食品質(zhì)量和延長(zhǎng)罐頭的保存期。,第二章 鋼質(zhì)包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,鍍錫薄鋼板的特點(diǎn)與用途 （1）優(yōu)缺點(diǎn)： 加工性好，機(jī)械強(qiáng)度高，良好的抗腐蝕性，適合焊接成型；成本較高（含錫），內(nèi)壁易變黑（硫化物生成）；脫錫生銹，焊錫的不安全性（Pb2+）。 （2）用途：盒、飲料罐、啤酒罐、瓶蓋,第二章 鋼質(zhì)包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,鍍錫板的發(fā)展方向 （1）低鍍錫量代替高鍍錫量；如以電鍍錫代替熱鍍錫；采用差厚鍍錫板；研制低錫鐵低錫鐵是指鍍錫量為45.4g基箱(1.1gm2)以下的鍍錫板。 （2）提高鋼基板的強(qiáng)度，以降低鍍錫板的厚度。,第二章 鋼質(zhì)包裝材料,第三篇 金屬包裝材料

6、,二、鍍鉻薄鋼板（TFS） 鍍鉻薄鋼板是制罐的材料之一，可部分代替馬口鐵，主要用來(lái)制作腐蝕性較小的啤酒罐、飲料罐。但它的致命缺點(diǎn)是不能用焊接方法制造三片罐，這就使它的使用范圍受到很大的限制。,第二章 鋼質(zhì)包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,1.鍍鉻薄鋼板的結(jié)構(gòu),第二章 鋼質(zhì)包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,表1 鍍鉻板各構(gòu)成部分的厚度、成分和性能特點(diǎn),(1)耐蝕性 鍍鉻鋼板雖比鍍錫鋼板的耐蝕性差，但仍不失為一種具有優(yōu)良耐蝕性的材料，尤其對(duì)檸檬酸、乳酸、醋酸等弱酸弱堿能起到很好的保護(hù)作用，只是對(duì)強(qiáng)酸強(qiáng)堿的抗腐蝕性能差些。 (2)對(duì)有機(jī)涂料的附著性 鍍鉻板對(duì)有機(jī)涂料的附著力強(qiáng)，比鍍錫鋼板對(duì)各種涂料的附著

7、力普遍都增加36倍。,2.鍍鉻薄鋼板的性能,第二章 鋼質(zhì)包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,(3)機(jī)械性能 鍍鉻板的強(qiáng)度和加工成型性與鍍錫板相同，由于鉻層較薄且韌性差，沖拔加工時(shí)表面易損傷，鉻層會(huì)破裂，不能用通常的雙重卷邊法加工空罐，另外，在罐頭封口時(shí)，封口部分涂層易裂或擦傷，導(dǎo)致生銹，需加補(bǔ)涂。 (4)焊接性能 鍍鉻板因表面鍍鉻不能錫焊，因而用于制作三片罐時(shí)，罐身接縫不能采用錫焊法，而要采用縫焊法或粘合劑粘接法。因此，鍍鉻板應(yīng)用于三片罐的數(shù)量主要取決于制罐工業(yè)配置縫焊設(shè)備的多少或粘合技術(shù)掌握的情況。目前二片拉深罐采用鍍鉻板的數(shù)量逐年增加。,第二章 鋼質(zhì)包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,3.用途：

8、兩片罐（飲料、啤酒） （1）不適合錫焊要求，只能縫焊或粘結(jié)成罐 （2）鍍鉻層薄、韌性差、封口部分涂層易裂，易擦傷導(dǎo) 致生銹，故此處須加補(bǔ)涂。,第二章 鋼質(zhì)包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,三、鍍鋅薄鋼板（Galvanized plate）,1.鍍鋅薄鋼板的結(jié)構(gòu),第二章 鋼質(zhì)包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,鍍鋅薄鋼板俗稱白鐵皮。在包裝行業(yè)中廣泛用于制造各種容量的桶及其他容器。,電鍍鋅板鍍層很薄，主要用作涂塑料或涂漆的底層。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工業(yè)包裝容器。,2.性能與用途 強(qiáng)度高、耐腐蝕、可焊接鍍鋅層厚、彎曲時(shí)亦脫落或裂紋 適宜制作桶，用于包裝粉、漿、液態(tài)商品 。,

9、第二章 鋼質(zhì)包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,四、低碳薄鋼板,第二章 鋼質(zhì)包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,俗稱黑鐵皮，含碳量0.25%的鋼板，強(qiáng)度、剛度高，成本低，加工性能好，厚度0.35 4mm。 可用于制作：各種規(guī)格的桶型容器、集裝箱和捆扎帶等。 涂料黑鐵皮，即在低碳薄鋼板表面涂上有機(jī)涂料，可用來(lái)生產(chǎn)飲料、食品罐及瓶蓋。,五、超薄純鐵箔 超薄純鐵箔是一種含鐵量為 GG/ GH 以上的純鐵薄膜，具有許多優(yōu)點(diǎn)。 六、其他鋼質(zhì)包裝材料 其他鋼質(zhì)包裝材料有摻鎳鍍錫薄鋼板、薄錫鐵（LTS）、鍍鎳鐵皮等，適用于各種包裝容器的制作。,第二章 鋼質(zhì)包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,第三章 鋁制金屬包裝材料,一

10、、鋁材料的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： （1）質(zhì)量輕； （2）加工性能好； （3）不生銹，表面光澤好； （4）無(wú)味無(wú)臭； （5）導(dǎo)熱性好，易于殺菌消毒 （6）循環(huán)使用較容易。,缺點(diǎn)： 造價(jià)仍然偏高； 焊接性能差； 鋁材質(zhì)地較軟，故容易出現(xiàn)表面缺陷或造成 凹陷等。 鋁的耐腐蝕性比較差，不宜用于盛裝酸性、 堿性及含鹽量多的食品。,第三章 鋁制金屬包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,1、純鋁板和合金鋁板 純鋁板質(zhì)軟、強(qiáng)度低，故較少利用它作為包裝材料，但也有用它作酒類容器。 合金鋁板的強(qiáng)度和硬度明顯提高，多用于制造罐頭容器和包裝飲料用罐等。 鋁管：99的純鋁制成， 主要用于擠壓軟管容器。,二、包裝用鋁材的分類,第三章

11、鋁制金屬包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,2.鋁箔及鋁箔復(fù)合材料 （1）鋁箔 鋁箔是采用純度在99.5%以上的電解鋁，經(jīng)過(guò)延壓制成。用于復(fù)合材料中的鋁箔，厚度在0.0050.02mm。鋁箔易加工，因而使用量較大。目前，較薄的鋁箔每平方米有五百到六百個(gè)孔眼，如果忽視其必要的強(qiáng)度，而只具防潮性。要想解決無(wú)孔眼問(wèn)題是困難的。如果它的厚度在20m(0.020mm)以上，就可以達(dá)到無(wú)孔眼而具有防潮性能的要求 。,第三章 鋁制金屬包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,鋁箔的優(yōu)點(diǎn) 1重量輕，有利于降低運(yùn)輸費(fèi)用。 2具有金屬光澤，遮光性好，對(duì)熱和光有較高的反射能力，其反射率達(dá)8385%。金屬光澤和反射能力可以提高印刷

12、色彩的亮度。 3不易被腐蝕，隔阻性好，防潮防水，氣密性強(qiáng)并具有保香性。 4保護(hù)性強(qiáng)，使包裝物不易受細(xì)菌、霉菌和昆蟲(chóng)的侵害。 5高溫和低溫時(shí)形狀穩(wěn)定。 6機(jī)械特性好，能滿足自動(dòng)包裝機(jī)械使用。 7易于加工，能和塑料薄膜、紙張等包裝材料復(fù)合，并便于著色和印刷。,第三章 鋁制金屬包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,鋁箔的缺點(diǎn)： 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，因此很少單獨(dú)使用。 規(guī)格：4種寬度范圍，18種不同厚度,第三章 鋁制金屬包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,鋁箔的用途： 裝飾包裝，阻隔材料 ：卷煙、牙膏、糖果 復(fù)合材料：藥品、軟包裝 電容材料,（2）鋁箔復(fù)合薄膜

13、Al/塑料，如： Al/CPP、 Al/LDPE； Al/紙，如： Al/卡紙。 用途： 70%用于食品包裝；17%用于香煙包裝，13%用于藥品、化妝品包裝。 鋁箔復(fù)合薄膜還可制作軟質(zhì)包裝容器，如：軟罐頭，BOPET/Al/CPP。,第三章 鋁制金屬包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,3.鍍鋁薄膜（折疊無(wú)裂口） 鍍鋁薄膜采用特殊工藝在包裝塑料薄膜或紙張 表面（單面或雙面）鍍上一層極薄的金屬鋁，即為 鍍鋁薄膜。鍍鋁層厚約為30nm，其阻隔性比鋁箔差，但耐刺扎性優(yōu)良，常用于制作襯袋材料和裝飾性包 裝膜。,第三章 鋁制金屬包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,1)種類：鍍鋁/塑料、鍍鋁/PET、鍍鋁/BOPP

14、、 鍍鋁/LDPE、 鍍鋁/紙等。 2)用途：用于食品包裝、化妝品、香煙等的包裝； 注意：不能用于蒸煮包裝，受熱后容易被拉開(kāi)。 鍍鋁厚度與阻隔性能關(guān)系 鍍鋁薄膜的阻隔性能與所鍍的金屬鋁量成正比，但至一定厚度后，阻隔性能基本保持不變。,第三章 鋁制金屬包裝材料,第三篇 金屬包裝材料,第四章 金屬包裝容器,一、金屬容器的優(yōu)點(diǎn) 1.對(duì)水、光、氣等阻隔性好； 2.對(duì)電、熱的傳導(dǎo)性好，因此加熱冷卻的效率高，這樣可以提高溫度殺菌、快速冷卻的效果，有可能實(shí)現(xiàn)內(nèi)裝物的罐內(nèi)烹飪。 3.延展性好，對(duì)復(fù)雜的成形加工能實(shí)現(xiàn)高精度、高速度生產(chǎn)； 4.剛性大，易操作，加工和運(yùn)輸過(guò)程中不易損壞； 5.涂裝、印刷效果好，可通

15、過(guò)印刷工藝表現(xiàn)出其它材料難以表達(dá)的視覺(jué)效果。 6.由于鋼具有導(dǎo)磁性，因此還可以利用磁力進(jìn)行搬運(yùn)等。,二、金屬容器的缺點(diǎn) 1.化學(xué)穩(wěn)定性差，由于腐蝕等使容器壽命降低，外觀會(huì)因生銹而損傷； 2.金屬容器和紙、塑料相比，比重大，在加工、運(yùn)輸?shù)确矫尜M(fèi)用高； 3.價(jià)格比紙、塑料等貴。,第四章 金屬包裝容器,第三篇 金屬包裝材料,金屬容器中占比例較大的是金屬罐，通常有三片罐和二片罐。,三片罐是分別將灌蓋、罐底和罐身連接而成的金屬罐。,二片罐的罐身和罐底為一體，沒(méi)有罐身縱縫和罐底卷邊。,三、金屬罐,第四章 金屬包裝容器,第三篇 金屬包裝材料,（一）三片罐 根據(jù)罐身制造工藝的不同，可以分為壓接罐、黏結(jié)罐和焊接

16、罐三種，這三種罐的區(qū)別在于罐身側(cè)縫的結(jié)合方法不同。 1.壓接罐 （1）制造工藝過(guò)程 印鐵烘干裁剪切角、切缺去應(yīng)力端折成圓壓平焊錫（對(duì)密封要求嚴(yán)格的罐）翻邊滾筋罐身。 （2）用途 主要用于對(duì)密封要求不嚴(yán)的食品罐，如茶葉罐、月餅罐、糖果巧克力和餅干罐等；如果是對(duì)密封要求較嚴(yán)格的包裝，則要增加一道焊錫工序，以確保罐身側(cè)縫的密封性能。,第四章 金屬包裝容器,第三篇 金屬包裝材料,2.焊接罐 （1）制造工藝過(guò)程 罐身縱縫采用焊接密封制造的金屬罐。 圖 焊接罐的制造工藝流程示意圖 （2）用途 焊接罐已成為三片罐的主導(dǎo)產(chǎn)品，大量用于加熱殺菌食品等的包裝。,第四章 金屬包裝容器,第三篇 金屬包裝材料,3.粘結(jié)

17、罐 （1）制造工藝過(guò)程 薄板上涂布黏合劑切罐身板切角成圓罐身黏結(jié)壓緊急冷翻邊封底噴補(bǔ)內(nèi)外涂料烘干。,圖1 粘合劑壓合法制罐工藝流程,第四章 金屬包裝容器,第三篇 金屬包裝材料,圖2 黏合劑層合法制罐工藝流程,第四章 金屬包裝容器,第三篇 金屬包裝材料,4三片罐的發(fā)展動(dòng)態(tài) （1）采用更薄的馬口鐵材料。 （2）采用大縮頸和多級(jí)縮頸。 （3）生產(chǎn)速度更趨高速化。 （4）使用便利的新設(shè)計(jì)。 （5）優(yōu)化罐型設(shè)計(jì)，增強(qiáng)罐體美感。 （6）兩片罐將會(huì)部分替代三片馬口鐵罐。 （7）精美印刷。 （8）粉末補(bǔ)涂。,第四章 金屬包裝容器,第三篇 金屬包裝材料,（二）二片罐 二片罐生產(chǎn)周期短，工藝簡(jiǎn)單，密封性好，廣泛應(yīng)

18、用于啤酒及含汽飲料的包裝。 由于罐身成型工藝不同，目前二片罐主要分為：淺沖罐、拉伸罐和變薄拉伸罐等三種。 金屬二片罐按其材質(zhì)可分為鋁罐、馬口鐵罐、鍍錫罐和鍍鋁罐。,第四章 金屬包裝容器,第三篇 金屬包裝材料,1. 淺沖罐 淺沖罐常用的材料是鍍錫板和鍍鉻板，淺沖罐是罐底與罐身用淺拉伸法將鍍錫板或鍍鉻板等金屬薄板一次拉拔成型而制成。罐身較淺無(wú)接縫，多用于魚(yú)、貝、蝦、蟹類罐頭等包裝，可以減少罐壁的腐蝕。 圖 淺沖罐工藝流程示意圖,第三篇 金屬包裝材料,第四章 金屬包裝容器,2. 拉伸罐 拉伸罐又稱深沖罐，它的長(zhǎng)徑比可以大于1，一般可達(dá)1.5：1，設(shè)備成本較低，而且規(guī)格尺寸更易適應(yīng)不同的需要。它的特點(diǎn)

19、是壁厚均等，強(qiáng)度剛性好，因此它適應(yīng)的包裝范圍廣，深沖罐適合的材料主要是鋁、TFS和馬口鐵，它的形狀可以是圓形，也可以是異形，主要用于熱加工食品的包裝。,第四章 金屬包裝容器,第三篇 金屬包裝材料,3. 變薄拉伸罐 變薄拉伸罐又稱沖拔罐，罐壁經(jīng)多次拉伸后變薄，沖拔罐的制造主要經(jīng)過(guò)兩個(gè)重要過(guò)程，即預(yù)沖壓和多次變薄拉伸，故稱變薄拉伸罐，罐身結(jié)構(gòu)很適合于含氣飲料的包裝，由于內(nèi)壓的存在而支撐罐壁。當(dāng)用來(lái)盛裝非含氣飲料或固體食品時(shí)，可以借助充加少量液態(tài)氮進(jìn)行包裝。,第四章 金屬包裝容器,第三篇 金屬包裝材料,四、金屬桶 金屬桶一般指用較厚的金屬板（大于0.5mm）制成的容量較大（大于20L）的容器。 金屬包裝桶的制法類似三片罐，桶身有縱縫，制得桶身后翻邊再與桶底和桶蓋雙重卷邊連接。卷邊處要注入密封膠，多采用聚乙烯醇縮醛或橡膠類合成高分子材料封縫膠。其制造工藝如下：板料剪切磨邊卷圓點(diǎn)焊縫焊翻邊滾波紋脹環(huán)筋。根據(jù)桶的用途、性能和制造工藝要求，所選用金屬材料應(yīng)具有良好的塑性、可焊性。一