包装工业学：金属、玻璃、陶瓷包装——材料及容器

第四章 金属、玻璃、陶瓷包装一材料及容器 第一节金属包装材料及容器 ·金属材料( metal material)用于食品包装有近 200年的历史。金属包裝材料以金属薄板或箔材 为原材料,再加工成各种形式的容器来包装食 由于金属包装材料及容器具有优良的包装 特性和包装效果、包装材料及容器的生产效率 高,以及包装食品良好的流通贮藏性能等,其 在食品包装上的应用越来越广泛,成为现代最 重要的四大包装材料之一

第四章 金属、玻璃、陶瓷包装一材料及容器 • 第一节 金属包装材料及容器 • 金属材料(metal material)用于食品包装有近 200年的历史。金属包装材料以金属薄板或箔材 为原材料，再加工成各种形式的容器来包装食 品。由于金属包装材料及容器具有优良的包装 特性和包装效果、包装材料及容器的生产效率 高，以及包装食品良好的流通贮藏性能等，其 在食品包装上的应用越来越广泛，成为现代最 重要的四大包装材料之一

金属包装材料的性能优良表现为: (1)高阻隔性能( resistibility!y)金属材料可阻挡 汽、水、油、光等物质的通过,用于食品 包装表现出极好的保护功能,使包装食品有较 长的货架寿命 (2)机槭力学性能优良金属材料具有良好抗 张、抗压、抗弯强度,韧性及硬度,用作食品 包装表现出耐压、耐温湿度变化和耐虫害,包 装的食品便于运输和贮存,使商品的销售半径 大为增加;同时适宜包装的机械化、自动化操 作,密封可靠,效率高

• 金属包装材料的性能优良表现为： • (1)高阻隔性能(resistibility) 金属材料可阻挡 气、汽、水、油、光等物质的通过，用于食品 包装表现出极好的保护功能，使包装食品有较 长的货架寿命。 • (2)机械力学性能优良 金属材料具有良好抗 张、抗压、抗弯强度，韧性及硬度，用作食品 包装表现出耐压、耐温湿度变化和耐虫害，包 装的食品便于运输和贮存，使商品的销售半径 大为增加；同时适宜包装的机械化、自动化操 作，密封可靠，效率高

(3)容器成型加工性好且生产效率高金属具有 的良好塑性变形性能使其易于制成食品包装所 需要的各种形状容器。现代金属容器加工技术 与设备成熟,生产效率高,如马口铁三片罐生 立线生产速度可达1200罐/min,铝质二片罐生 产线生产速度达3600罐/min,可以满足食品大 规模自动化生产的需要 (4)具有良好耐高低温性、良好的导热性、耐 热冲击性金属材料这一特性使其用作食品包装 可以适应食品冷热加工、高温杀菌以及杀菌后 的快速冷却等加工需要 5)金属包装制品表面装饰性好金属具有光 泽,且可通过表面彩印装饰提供更理想的美观 的商品形象,以吸引消费者,促进销售

• (3)容器成型加工性好且生产效率高 金属具有 的良好塑性变形性能使其易于制成食品包装所 需要的各种形状容器。现代金属容器加工技术 与设备成熟，生产效率高，如马口铁三片罐生 产线生产速度可达1200罐／min，铝质二片罐生 产线生产速度达3600罐／min，可以满足食品大 规模自动化生产的需要。 • (4)具有良好耐高低温性、良好的导热性、耐 热冲击性 金属材料这一特性使其用作食品包装 可以适应食品冷热加工、高温杀菌以及杀菌后 的快速冷却等加工需要。 • (5)金属包装制品表面装饰性好 金属具有光 泽，且可通过表面彩印装饰提供更理想的美观 的商品形象，以吸引消费者，促进销售

(6)金属包裝废弃物较易回收处理金属包装废弃 物的易回收处理减少了对环境的污染,同时,它的 回炉再生可节约资源、节省能源,这在提倡“绿色 包装”的今天显得尤为重要 ·金属材料用作食品包装的缺点是:化学稳定性差、 不耐酸碱腐蚀,特别是用其包装高酸性内容物时易 被腐蚀,同时金属离子易析出而影响食品风味,这 在一定程度上限制了它的使用范围,一般需在金属 包装容器内壁施涂涂料,以弥补这个缺点。另一个 缺点是价格较贵,但会随着生产技术的进步和大规 模化生产而得以改善

• (6)金属包装废弃物较易回收处理 金属包装废弃 物的易回收处理减少了对环境的污染，同时，它的 回炉再生可节约资源、节省能源，这在提倡“绿色 包装”的今天显得尤为重要。 • 金属材料用作食品包装的缺点是：化学稳定性差、 不耐酸碱腐蚀，特别是用其包装高酸性内容物时易 被腐蚀，同时金属离子易析出而影响食品风味，这 在一定程度上限制了它的使用范围，一般需在金属 包装容器内壁施涂涂料，以弥补这个缺点。另一个 缺点是价格较贵，但会随着生产技术的进步和大规 模化生产而得以改善。 •

食品包装常用金属材料按材质主要分为两类: 类为钢基包装材料,包括镀锡薄钢板(马口 铁)、镀铬薄钢板(TFS板)、涂料板、镀锌板 不锈钢板等;另一类为铝质包装材料,包括铝 合金薄板、铝箔、铝丝等

• 食品包装常用金属材料按材质主要分为两类： 一类为钢基包装材料，包括镀锡薄钢板(马口 铁)、镀铬薄钢板(TFS板)、涂料板、镀锌板、 不锈钢板等；另一类为铝质包装材料，包括铝 合金薄板、铝箔、铝丝等

镀锡薄钢板 镀锡薄钢板( tinplate)是低碳薄钢板表面镀锡而 制成的产品,简称镀锡板,俗称马口铁板。它 大量用于制造包装食品的各种容器,也可为由 其他材料制成的容器配制容器盖或底 (一)镀锡板的制造和结构组成 镀锡板是将低碳钢(C99.8%)。锡层 也可用热浸镀法涂敷,此法所得镀锡板锡层较 厚,用锡量大,镀锡层不需进行钝化处理

• 一、镀锡薄钢板 • 镀锡薄钢板(tinplate)是低碳薄钢板表面镀锡而 制成的产品，简称镀锡板，俗称马口铁板。它 大量用于制造包装食品的各种容器，也可为由 其他材料制成的容器配制容器盖或底。 • (一)镀锡板的制造和结构组成 • 镀锡板是将低碳钢(C＜0．13％)轧制成约 2mm厚的钢带，然后经酸洗、冷轧、电解清洗、 退火、平整、剪边加工，再经清洗、电镀、软 熔、钝化处理、涂油后剪切成镀锡板板材成品。 镀锡板所用镀锡为高纯锡(Sn＞99．8％)。锡层 也可用热浸镀法涂敷，此法所得镀锡板锡层较 厚，用锡量大，镀锡层不需进行钝化处理

(一)镀锡板的制造和结构组成 镀锡板是将低碳钢(C99.8%)。锡层也可用热浸 镀法涂敷,此法所得镀锡板锡层较厚,用锡量大, 镀锡层不需进行钝化处理

(一)镀锡板的制造和结构组成 镀锡板是将低碳钢(C＜0．13％)轧制成约2mm 厚的钢带，然后经酸洗、冷轧、电解清洗、退火、 平整、剪边加工，再经清洗、电镀、软熔、钝化 处理、涂油后剪切成镀锡板板材成品。镀锡板所 用镀锡为高纯锡(Sn＞99．8％)。锡层也可用热浸 镀法涂敷，此法所得镀锡板锡层较厚，用锡量大， 镀锡层不需进行钝化处理。 •

镀锡板结构由五部分组成,如图4-1所示, 由内向外依次为钢基板、锡铁合金层、锡层 氧化膜和油膜。镀锡板各构成部分的厚度、 成分和性能见表4-1 5432 图41镀锡板断面图 1.钢基板2.锡铁合金层3.锡层4.氧化膜5.油膜

• • 镀锡板结构由五部分组成，如图4—1所示， 由内向外依次为钢基板、锡铁合金层、锡层、 氧化膜和油膜。镀锡板各构成部分的厚度、 成分和性能见表4—1

表4-1镀锡板各层的厚度、成分和性能 厚度 结构成分 结构名称 包装性能特点 热浸镀锡板 电镀锡板 热浸镀锡板 电镀锡板 油膜 20mg/m2 棕榈油 棉籽油或癸 润滑和防锈 二酸二辛酯 氧化亚锡、氧化 电镀锡板表面钝化膜是经化 氧化膜 3-5mg/m (单面) (单面) 氧化亚氧化铬、金属铬 处理生成的,具有防锈、防变 和防硫化斑作用 锡层 美观、易焊、耐腐蚀,且无 22.4-44.8gm25.6~22.4g/m 纯锡 纯锡 害 锡铁 小于1g/m2锡铁合金结晶锡铁合金结晶 耐腐蚀,如过厚,加工性和 合念层 焊性不良 制罐用 制罐用 钢基板 02~0.3mm0.2~0.3rm 低碳钢 低碳钢车 加工性能良好,制罐后具有 要的强度

(二)镀锡板的主要性能指标 1.镀锡板的机械力学性能各种镀锡板具有 的机械力学性能—强度、硬度、塑性、韧性各 不相同,因而其包装用途和包装容器成型加工 的方法也各不相同。为满足使用性能和成型加 工工艺性的要求,生产上用调质度作为指标来 表示镀锡板的综合机械力学性能。 镀锡板的调质度是以其表面洛氏硬度值 HR30T)来表示,按HR3OT值的大小不同,调质 度分为几个等级,分别以T50.、T52.….号表 示。镀锡板调质度等级由低至高,其具有的强 度、硬度越高,而相应塑性韧性越低,因此不 同调质度的镀锡板使用场合、加工方法不同

• (二)镀锡板的主要性能指标 • 1．镀锡板的机械力学性能 各种镀锡板具有 的机械力学性能——强度、硬度、塑性、韧性各 不相同，因而其包装用途和包装容器成型加工 的方法也各不相同。为满足使用性能和成型加 工工艺性的要求，生产上用调质度作为指标来 表示镀锡板的综合机械力学性能。 • 镀锡板的调质度是以其表面洛氏硬度值 (HR30T)来表示，按HR30T值的大小不同，调质 度分为几个等级，分别以T50．、T52……符号表 示。镀锡板调质度等级由低至高，其具有的强 度、硬度越高，而相应塑性韧性越低，因此不 同调质度的镀锡板使用场合、加工方法不同