chapter 5 金属容器.ppt

第五章金属容器 金属包装材料的优良性能 1 高阻隔性能 resistibility 金属材料 2 机械力学性能优良金属材料 3 容器成型加工性好且生产效率高金属 具有良好的塑性变形性能 4 具有良好耐高低温性 良好的导热性 耐热冲击性 5 金属包装制品表面装饰性好金属具有光泽 6 金属包装废弃物较易回收处理 金属材料用作食品包装的缺点 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 金属是近代四种主要包装材料之一 我国早在五千年前就开始使用金属容器 金属罐用于罐藏食品已有170多年的历史 目前金属容器广泛应用于食品工业 作为罐头 饮料 糖果 饼干 茶叶等的包装容器 同时也用于化工产品如油墨 涂料 染料 化妆品以及医药和轻工等行业产品的包装 金属包装容器常用的材料主要有马口铁皮 薄钢板 镀锌薄钢板 铝箔及铝合金板等 一 金属容器的特点和种类 1 金属容器的特点金属容器与玻璃 塑料 纸容器相比 具有如下特点 1 对内装物有良好的保护性能 遮光和隔绝水 气的能力强 2 尺寸精确 形式多样 可高速加工制造 3 具有较高的机械强度 能经受运输 堆码 振动 4 热传导性能好 用于罐头食品高温杀菌 可延长食品保 5 卫生无毒 符合食品包装卫生和安全要求 但金属容器与塑料及纸容器相比 成本较高 自重较大 有时易与内装物起化学反应 这是它的缺点 2 金属容器的种类 1 罐式金属容器的种类 按容器外形分类圆形罐 高圆罐 平圆罐 异形罐 方形罐 梯形罐 椭圆罐 马蹄形罐 盆形罐等 高圆罐 按结构和加工工艺分类三片罐 接缝罐 由罐身 罐盖和罐底三部分组成 罐身有接缝 根据缝连接工艺不同 又分为锡焊罐 电阻焊罐和粘接罐三种 二片罐 冲压罐 由罐身和罐底连在一起的罐体及罐盖两部分组成 罐身无接缝 根据加工工艺不同分为不变薄拉深罐和变薄拉深罐 不变薄拉深罐又分为浅拉深罐和深拉深罐 按开启方法分类罐盖易开罐罐盖卷开罐罐盖切开罐 又称拉线罐 2 其他金属容器种类 金属桶按材料分类 钢桶 铝桶 镀锌板桶 镀锡板桶 按形状分类 圆形有小口桶 中口桶 大口桶 开口桶 异形有鼓形桶 提桶等 集装箱 专用集装箱 通用集装箱 铝箔容器 刚性或半刚性容器 盒 盘 袋式容器如蒸煮袋 自立袋 金属软管 锡管 铝管 此外还有18L罐 喷雾罐及一些杂罐等 二 金属包装容器常用材料金属包装容器常用材料主要用马口铁皮 薄钢板 镀锌薄钢板 铝箔及铝合金板等 1 马口铁皮 又称为镀锡薄钢板 是在薄钢板上镀上一层耐腐蚀的锡层 主要采用酸性电镀工艺 也有采用热镀锡工艺的 钢板经镀锡后呈银白色 这种锡镀层较薄 孔隙很多 抗腐蚀性能差 因此电镀后 应进行软熔处理和钝化处理 生成一薄层锡铁合金 使镀层发亮 减少孔隙以提高耐腐蚀性能 马口铁皮的力学性能 由钢基材的化学成分 轧制工艺和热处理工艺决定 众所周知 对生产拉深罐 深冲罐 P100 要求软性铁皮 这种铁皮断裂时 需有相当高的延伸率 受拉时不高的抗拉强度 b以及表示金属塑性特征的比值 0 2 b 0 2 为屈服强度 b为抗拉强度 此值一般为0 6 0 7 在生产组合罐的轧延 弯曲 折边和卷封时 铁皮必须具有一定的硬度和弹性 罐身铆接成型时 软性铁皮易形成棱角 因此 软性铁皮不太适用于组合罐 对制造内压大的罐头 例如气溶胶容器 啤酒罐和饮料罐等 均要求用强度极限相当高 断裂时延伸率为8 15 的硬性铁皮 表马口铁皮的力学性能 按硬度分类 马口铁皮的弹性 对制罐成型的难易程度是有影响的 弯曲试验可以测定铁皮弹性 将按轧制方向下料25mm 50mm的试样一端固定 用手沿弯曲半径为12 7mm的顶杆 弯曲180 然后放手 任其自然回弹 在刻度盘上读出角度 即为回弹角度 镀锡板厚度乘以回弹角度定义为回弹指数 用以表示镀锡板的弹性 2 薄钢板包装容器用薄钢板 是采用平炉或转炉生产的镀锌用原板或酸洗薄钢板 常用厚度0 25 20mm 3 镀锌薄钢板又叫白铁皮 它是酸洗薄钢板经热镀锌处理 表面镀上一层0 02mm以上锌保护层 大大提高了钢板的耐腐蚀性 用它作容器 不必再做表面防腐处理 做成的容器 强度高 密封性好 1 反复弯曲实验 试样夹在钳口半径为3mm的虎钳中 两边做90 的弯曲至折断 应经受的反复弯曲次数 见下表 镀锌薄钢板反复弯曲至折断次数 2 镀锌强度试验 厚度为0 35 0 80mm的镀锌薄钢板试样 放在与试样厚度相等的垫片上 弯曲到180 时 不应露出钢板表面的镀锌层或裂缝 4 铝箔通常是指纯度在99 5 以上的 厚度在0 2mm以下的铝材 也有铝合金箔 用于层合的铝箔 厚度在7 15 m之间 而制作铝容器的铝箔厚度多为30 130 m 1 物理性质铝箔具有防潮性 保香性 反射性等重要性质 防潮性 铝箔的防潮性能优良 尤其是厚铝箔的防潮性更为突出 但是 随着铝箔厚度的减少 不可避免地将产生针孔 9 m厚的铝箔 针孔数目可达400 500个 m2 7 m厚的铝箔 达1000个 m2 这些针孔对铝箔防潮性的影响是不言而喻的 但是 这些针孔的直径非常小 即使这些小孔全部集中在一起也不会造成很大的问题 保香性及防异味性 铝箔的质地致密 香气及异味的大分子 很难透过铝箔的孔隙 因此 铝箔的保香性及防异味性能极好 反射率 铝箔具有金属光泽 对白光及红外线具有很好的反射性质 铝箔对白光的反射率在80 以上 2 力学性能铝箔的强度应根据抗拉强度 延伸率 断裂强度以及破裂强度来判断 对于包装材料 总是希望破裂强度大于抗拉强度 但是 10 m以下的软质薄膜 抗拉强度小于lkgf 15mm 1kgf 9 807N 延伸率小于6 破裂强度小于0 5kgf 15mm2 1kgf 9 807N 这个结果即使能经得住手工包装 但对于机械包装来说强度还是不足 因此 必须与其他材料复合 以满足必要的强度 3 复合铝箔铝箔用于包装的消费量很大 但价格较贵 因此 很大部分是用较薄的铝箔 但强度较低 为了充分发挥铝箔的特点 多数作法是与树脂薄膜 纸或者玻璃纸等复合 可用以复合的材料有 各种纸 棉布及其他纤维制品 玻璃纸 PE PP PVC PVDC 聚酯等各类树脂薄膜 由于复合了这些材料 透湿度几乎等于零 通过对复合材料的选择 抗拉强度 破裂强度 柔软度等都可以按需调整 因此可十分经济地得到单一包装材料所不具有的良好性能 根据用途和目的 选择铝箔上的复合材料 大致可分为富有柔效性和富有刚性两种 复合型铝箔广泛用于包装领域 如食品包装 香烟包装 药品的包装以及感光材料和其他机电类零件包装等 4 真空镀铝由于软包装的发展 铝箔需要量剧增 但铝箔生产消耗大量电能 使其价格不断上升 为此需把铝箔制得更薄一些 但厚度变薄 出现密封性差的问题 真空镀铝薄膜的开发 基本上解决了上述存在的问题 真空镀铝是将塑料薄膜成卷放在真空容器内的冷却棍上展开 棍筒下有一个蒸发的坩埚 铝蒸发后其微粒沉积在塑料薄膜上 该蒸镀层厚在2