第5章 金属包装材料

1、第五章第五章 金属包装材料金属包装材料 内容提要：内容提要：本章对金属包装材料，包括钢质包装材料、铝质包装本章对金属包装材料，包括钢质包装材料、铝质包装 材料、金属包装容器等的性能、特点和分类进行了阐述，介绍了材料、金属包装容器等的性能、特点和分类进行了阐述，介绍了 金属包装制品的制作工艺流程、喷雾包装罐喷雾形成的基本原理金属包装制品的制作工艺流程、喷雾包装罐喷雾形成的基本原理 以及不同金属制品（如钢制品、铝制品等）的不同应用领域。以及不同金属制品（如钢制品、铝制品等）的不同应用领域。 基本要求：基本要求：掌握金属包装材料的概念、性能、特点以及分类，了掌握金属包装材料的概念、性能、特点以及分类

2、，了 解金属包装容器的类型，金属包装罐、金属软管、金属箱、金属解金属包装容器的类型，金属包装罐、金属软管、金属箱、金属 盒、金属桶等的制作工艺流程、喷雾包装罐喷雾形成的基本原理，盒、金属桶等的制作工艺流程、喷雾包装罐喷雾形成的基本原理， 了解不同金属制品的不同应用领域。了解不同金属制品的不同应用领域。 第一节第一节 金属包装材料的性能特点和分类金属包装材料的性能特点和分类 第二节第二节 钢质包装材料钢质包装材料 第三节第三节 铝质包装材料铝质包装材料 第四节第四节 金属包装容器金属包装容器 第五章第五章 金属包装材料（目录）金属包装材料（目录） 第一节第一节 金属包装材料的性能特点和分类金属包

3、装材料的性能特点和分类 一、金属包装材料的性能特点一、金属包装材料的性能特点 1优良的力学性能和阻隔性能，综合保护性能好。优良的力学性能和阻隔性能，综合保护性能好。 金属包装材料的机械强度优于其他包装材料。金属包装容器，金属包装材料的机械强度优于其他包装材料。金属包装容器， 尽管壁很薄，也有很高的尽管壁很薄，也有很高的耐压强度耐压强度，不易破损。另外还表现为耐，不易破损。另外还表现为耐 高温、耐温湿度变化、耐虫害、耐有害物质的侵蚀。高温、耐温湿度变化、耐虫害、耐有害物质的侵蚀。 金属包装材料有极好的金属包装材料有极好的阻隔性能阻隔性能，如阻气性（如氧气、二氧，如阻气性（如氧气、二氧 化碳、水蒸

4、气等）、防潮性、遮光性（特别是阻隔紫外线）、保化碳、水蒸气等）、防潮性、遮光性（特别是阻隔紫外线）、保 香性能，因此，广泛用于食品、药品、化工产品的包装。香性能，因此，广泛用于食品、药品、化工产品的包装。 一、金属包装材料的性能特点一、金属包装材料的性能特点 2外观美观。外观美观。 金属包装材料具有自己独特的金属光金属包装材料具有自己独特的金属光 泽，便于印刷、装饰，使商品外表华丽泽，便于印刷、装饰，使商品外表华丽 美观，提高商品的销售价值。另外，各美观，提高商品的销售价值。另外，各 种金属箔和镀金属薄膜，也是非常理想种金属箔和镀金属薄膜，也是非常理想 的商标印刷材料。的商标印刷材料。 一、金

5、属包装材料的性能特点一、金属包装材料的性能特点 3加工性能好。加工性能好。 金属材料加工性能好，且工艺较成熟，适于连续自动化生金属材料加工性能好，且工艺较成熟，适于连续自动化生 产。金属包装材料具有很好的延展性和强度，可以轧制成各种产。金属包装材料具有很好的延展性和强度，可以轧制成各种 厚度的板材、箔材。箔材可与纸、塑料等进行复合，金属铝、厚度的板材、箔材。箔材可与纸、塑料等进行复合，金属铝、 金、银、铬、钛等还在塑料和纸上镀膜。金、银、铬、钛等还在塑料和纸上镀膜。 4 资源丰富，废弃物处理性好。资源丰富，废弃物处理性好。 作为主要金属包装材料的铁和铝，在地球上的蕴藏量极为作为主要金属包装材料

6、的铁和铝，在地球上的蕴藏量极为 丰富，且已形成大规模工业化生产，材料品种繁多。丰富，且已形成大规模工业化生产，材料品种繁多。 金属包装容器一般可以回炉再生，金属包装容器一般可以回炉再生，循环使用循环使用，减少环境污，减少环境污 染。染。 二、金属包装材料的分类二、金属包装材料的分类 1包装用金属材料的品种。包装用金属材料的品种。 主要有钢铁、铝、铜、锡、铅等，其中使用较多的是钢材、主要有钢铁、铝、铜、锡、铅等，其中使用较多的是钢材、 铝材及其合金材料。铝材及其合金材料。 2. 包装用金属材料的形式和用途。包装用金属材料的形式和用途。 主要有金属板材、带材、金属丝、箔片等。主要有金属板材、带材、

7、金属丝、箔片等。 一般将厚度小于一般将厚度小于0.2mm0.2mm的称箔材，大于的称箔材，大于0.2mm0.2mm的称板材的称板材。 3. 包装用金属材料的分类。包装用金属材料的分类。 （1）钢质包装材料）钢质包装材料 钢质包装材料与其他金属包装材料相比，来源丰富，价钢质包装材料与其他金属包装材料相比，来源丰富，价 格便宜，它的用量在金属包装材料中占格便宜，它的用量在金属包装材料中占首位首位。 （2）铝质包装材料）铝质包装材料 铝质包装材料质量轻、加工性能优异，主要有纯铝板、铝质包装材料质量轻、加工性能优异，主要有纯铝板、 合金铝板、铝箔和镀铝薄膜等。合金铝板、铝箔和镀铝薄膜等。 第二节第二节

8、 钢质包装材料钢质包装材料 钢质包装材料主要是钢质包装材料主要是低碳薄钢板低碳薄钢板（含碳量（含碳量0.25）及其复）及其复 合材料，低碳薄钢板具有良好的塑性盒延展性，制罐工艺性好，合材料，低碳薄钢板具有良好的塑性盒延展性，制罐工艺性好， 有优良的综合保护性能，但冲拔性能不如铝材好。钢质包装材有优良的综合保护性能，但冲拔性能不如铝材好。钢质包装材 料的最大缺点是耐蚀性差、易生锈，表面经镀层和涂料处理后料的最大缺点是耐蚀性差、易生锈，表面经镀层和涂料处理后 才能使用。才能使用。 一、镀锡薄钢板一、镀锡薄钢板 镀锡薄钢板，俗称马口铁，是用量最大的一种金属包装板镀锡薄钢板，俗称马口铁，是用量最大的一

9、种金属包装板 材。它是制罐的主要材料，大量用于罐头食品、饮料工业，也材。它是制罐的主要材料，大量用于罐头食品、饮料工业，也 用来制作其他包装容器。用来制作其他包装容器。 1-刚基板；2-锡铁合金层； 3-锡层；4-氧化膜；5-油膜 图图5-1 镀锡薄钢板的结构图镀锡薄钢板的结构图 二、镀铬薄钢板（二、镀铬薄钢板（TFS） 镀铬薄钢板是制罐的材料之一，可部分代替马口铁，主要镀铬薄钢板是制罐的材料之一，可部分代替马口铁，主要 用来制作腐蚀性较小的啤酒罐、饮料罐。但它的致命缺点是用来制作腐蚀性较小的啤酒罐、饮料罐。但它的致命缺点是不不 能用焊接方法制造能用焊接方法制造三片罐，这就使它的使用范围受到很

10、大的限三片罐，这就使它的使用范围受到很大的限 制。制。 1-刚基板；2-金属铬层；3-氧化铬层；4-油膜 图图5-2 镀铬板断面模型图镀铬板断面模型图 三、镀锌薄钢板三、镀锌薄钢板 镀锌薄钢板俗称白铁皮。在镀锌薄钢板俗称白铁皮。在 包装行业中广泛用于制造各种容包装行业中广泛用于制造各种容 量的桶及其他容器。电镀锌板镀量的桶及其他容器。电镀锌板镀 层很薄，主要用作涂塑料或涂漆层很薄，主要用作涂塑料或涂漆 的底层。镀锌板是应用较多的金的底层。镀锌板是应用较多的金 属包装材料，多用于制造中型和属包装材料，多用于制造中型和 大型工业包装容器。大型工业包装容器。 四、低碳薄钢板四、低碳薄钢板 低碳薄钢板

11、俗称黑铁皮，含碳量低碳薄钢板俗称黑铁皮，含碳量0.25，低碳薄钢板，低碳薄钢板 主要用于制造各种规格的桶型容器、集装箱和捆扎带等。主要用于制造各种规格的桶型容器、集装箱和捆扎带等。 五、超薄纯铁箔五、超薄纯铁箔 超薄纯铁箔是一种含铁量为超薄纯铁箔是一种含铁量为 GG/ GH 以上的纯铁薄膜，具有以上的纯铁薄膜，具有 许多优点。许多优点。 六、其他钢质包装材料六、其他钢质包装材料 其他钢质包装材料有掺镍镀锡薄钢板、薄锡铁（其他钢质包装材料有掺镍镀锡薄钢板、薄锡铁（LTS）、镀）、镀 镍铁皮等，适用于各种包装容器的制作。镍铁皮等，适用于各种包装容器的制作。 第三节第三节 铝质包装材料铝质包装材料

12、一、纯铝板和合金铝板一、纯铝板和合金铝板 纯铝板质软、强度低，故较少利用它作为包装材料，但也纯铝板质软、强度低，故较少利用它作为包装材料，但也 有用它作酒类容器。有用它作酒类容器。 合金铝板的强度和硬度明显提高，多用于制造罐头容器和合金铝板的强度和硬度明显提高，多用于制造罐头容器和 包装饮料用罐等。包装饮料用罐等。 二、铝箔二、铝箔 1加工加工 铝箔是用纯度铝箔是用纯度99.5以上的电解铝经压延而成，厚度在以上的电解铝经压延而成，厚度在 0.005mm0.2mm之间，铝箔在包装上应用十分广泛，它可以之间，铝箔在包装上应用十分广泛，它可以 单独包装物品，更多的是与纸、塑料薄膜制成复合材料，作为单

13、独包装物品，更多的是与纸、塑料薄膜制成复合材料，作为 阻隔层，提高阻隔性能。阻隔层，提高阻隔性能。 2优点优点 （1）外表光亮美观，美化商品、提高商品档次。）外表光亮美观，美化商品、提高商品档次。 （2）高阻隔性和遮光性高阻隔性和遮光性。 （3）铝箔传热速度快，且耐高温性和耐低温性好，因此在）铝箔传热速度快，且耐高温性和耐低温性好，因此在蒸蒸 煮包装煮包装中得到了广泛的应用。中得到了广泛的应用。 （4）铝属轻重量金属，可以节省和降低运输费用。）铝属轻重量金属，可以节省和降低运输费用。 （5）可以循环再利用，从而降低能耗。可以循环再利用，从而降低能耗。 （6）无毒、无臭、无味，不会影响包装内容物

14、的风味。）无毒、无臭、无味，不会影响包装内容物的风味。 三、镀铝薄膜三、镀铝薄膜 镀铝薄膜采用特殊工艺在包装塑料薄膜或纸张表面（单面镀铝薄膜采用特殊工艺在包装塑料薄膜或纸张表面（单面 或双面）镀上一层极薄的金属铝，即为镀铝薄膜。镀铝层厚约或双面）镀上一层极薄的金属铝，即为镀铝薄膜。镀铝层厚约 为为30nm，其阻隔性比铝箔差，但耐刺扎性优良，常用于制作，其阻隔性比铝箔差，但耐刺扎性优良，常用于制作 衬袋材料和装饰性包装膜衬袋材料和装饰性包装膜 。 第四节第四节 金属包装容器金属包装容器 金属容器中占比例较大的是金属罐，通常有金属容器中占比例较大的是金属罐，通常有三片罐三片罐和和二片罐二片罐。 三

15、片罐三片罐是分别将灌盖、罐底和是分别将灌盖、罐底和 罐身连接而成的金属罐。罐身连接而成的金属罐。 二片罐二片罐的罐身和罐底为一体，的罐身和罐底为一体， 没有罐身纵缝和罐底卷边。没有罐身纵缝和罐底卷边。 一、三片罐一、三片罐 根据罐身制造工艺的不同，可以分为压接罐、黏结罐和焊接根据罐身制造工艺的不同，可以分为压接罐、黏结罐和焊接 罐三种，这三种罐的区别在于罐三种，这三种罐的区别在于罐身侧缝罐身侧缝的结合方法不同。的结合方法不同。 1.压接罐压接罐 （1）制造工艺过程）制造工艺过程 印铁烘干裁剪切角、切缺去应力端折成圆压平 焊锡（对密封要求严格的罐）翻边滚筋罐身。 （2）用途）用途 主要用于对密封

16、要求不严的食品罐，如茶叶罐、月饼罐、糖主要用于对密封要求不严的食品罐，如茶叶罐、月饼罐、糖 果巧克力和饼干罐等；如果是对密封要求较严格的包装，则要增果巧克力和饼干罐等；如果是对密封要求较严格的包装，则要增 加一道加一道焊锡焊锡工序，以确保罐身侧缝的密封性能。工序，以确保罐身侧缝的密封性能。 2.焊接罐焊接罐 （1）制造工艺过程）制造工艺过程 罐身纵缝采用焊接密封制造的金属罐。罐身纵缝采用焊接密封制造的金属罐。 图图 焊接罐的制造工艺流程示意图焊接罐的制造工艺流程示意图 （2）用途）用途 焊接罐已成为三片罐的主导产品，大量用于加热杀菌食焊接罐已成为三片罐的主导产品，大量用于加热杀菌食 品等的包装

17、。品等的包装。 3.黏结罐黏结罐 （1）制造工艺过程）制造工艺过程 薄板上涂布黏合剂切罐身板切角成圆罐身黏结 压紧急冷翻边封底喷补内外涂料烘干。 图图5-5 黏合剂压合法制罐工艺流程黏合剂压合法制罐工艺流程 图图5-6 黏合剂层合法制罐工艺流程黏合剂层合法制罐工艺流程 4三片罐的发展动态三片罐的发展动态 （1）采用更薄的马口铁材料。）采用更薄的马口铁材料。 （2）采用大缩颈和多级缩颈。）采用大缩颈和多级缩颈。 （3）生产速度更趋高速化。）生产速度更趋高速化。 （4）使用便利的新设计。）使用便利的新设计。 （5）优化罐型设计，增强罐体美感。）优化罐型设计，增强罐体美感。 （6）两片罐将会部分替代

18、三片马口铁罐。）两片罐将会部分替代三片马口铁罐。 （7）精美印刷。）精美印刷。 （8）粉末补涂。）粉末补涂。 二、二片罐二、二片罐 二片罐生产周期短，工艺简单，密封性好，广泛应用于二片罐生产周期短，工艺简单，密封性好，广泛应用于 啤啤酒及含汽饮料酒及含汽饮料的包装。的包装。 由于罐身成型工艺不同，目前二片罐主要分为：由于罐身成型工艺不同，目前二片罐主要分为：浅冲罐、浅冲罐、 拉伸罐拉伸罐和和变薄拉伸罐变薄拉伸罐等三种。等三种。 金属二片罐按其材质可分为铝罐、马口铁罐、镀锡板和金属二片罐按其材质可分为铝罐、马口铁罐、镀锡板和 镀铝板。镀铝板。 1. 浅冲罐浅冲罐 浅冲罐常用的材料是镀锡板和镀铬板

19、，浅冲罐是罐底与浅冲罐常用的材料是镀锡板和镀铬板，浅冲罐是罐底与 罐身用浅拉伸法将镀锡板或镀铬板等金属薄板一次拉拔成型罐身用浅拉伸法将镀锡板或镀铬板等金属薄板一次拉拔成型 而制成。罐身较浅无接缝，多用于鱼、贝、虾、蟹类罐头等而制成。罐身较浅无接缝，多用于鱼、贝、虾、蟹类罐头等 包装，可以减少罐壁的腐蚀。包装，可以减少罐壁的腐蚀。 图图5-7 浅冲罐工艺流程示意图浅冲罐工艺流程示意图 2. 拉伸罐拉伸罐 拉伸罐又称深冲罐，它的长径比可以大于拉伸罐又称深冲罐，它的长径比可以大于1，一般可达，一般可达 1.5：1，设备成本较低，而且规格尺寸更易适应不同的需要。，设备成本较低，而且规格尺寸更易适应不同

20、的需要。 它的特点是壁厚均等，强度刚性好，因此它适应的包装范围它的特点是壁厚均等，强度刚性好，因此它适应的包装范围 广，深冲罐适合的材料主要是铝、广，深冲罐适合的材料主要是铝、TFS和马口铁，它的形状和马口铁，它的形状 可以是圆形，也可以是异形，主要用于热加工食品的包装。可以是圆形，也可以是异形，主要用于热加工食品的包装。 3. 变薄拉伸罐变薄拉伸罐 变薄拉伸罐又称冲拔罐，罐壁经多次拉伸后变薄，冲拔变薄拉伸罐又称冲拔罐，罐壁经多次拉伸后变薄，冲拔 罐的制造主要经过两个重要过程，即预冲压和多次变薄拉伸，罐的制造主要经过两个重要过程，即预冲压和多次变薄拉伸， 故称变薄拉伸罐，罐身结构很适合于故称变

21、薄拉伸罐，罐身结构很适合于含气饮料含气饮料的包装，由于的包装，由于 内压的存在而支撑罐壁。当用来盛装非含气饮料或固体食品内压的存在而支撑罐壁。当用来盛装非含气饮料或固体食品 时，可以借助充加少量液态氮进行包装。时，可以借助充加少量液态氮进行包装。 三、金属桶三、金属桶 金属桶一般指用较厚的金属板（大于金属桶一般指用较厚的金属板（大于0.5mm）制成的容量）制成的容量 较大（大于较大（大于20L）的容器。）的容器。 金属包装桶的制法类似三片罐，桶身有纵缝，制得桶身后金属包装桶的制法类似三片罐，桶身有纵缝，制得桶身后 翻边再与桶底和桶盖双重卷边连接。卷边处要注入密封胶，多翻边再与桶底和桶盖双重卷边

22、连接。卷边处要注入密封胶，多 采用聚乙烯醇缩醛或橡胶类合成高分子材料封缝胶。其制造工采用聚乙烯醇缩醛或橡胶类合成高分子材料封缝胶。其制造工 艺如下：艺如下：板料剪切磨边卷圆点焊缝焊翻边滚波 纹胀环筋。根据桶的用途、性能和制造工艺要求，所选用金根据桶的用途、性能和制造工艺要求，所选用金 属材料应具有良好的塑性、可焊性。一般可选用优质碳素结构属材料应具有良好的塑性、可焊性。一般可选用优质碳素结构 钢、低碳薄钢板、镀锡薄钢板或镀锌薄钢板、铝合金和不锈钢钢、低碳薄钢板、镀锡薄钢板或镀锌薄钢板、铝合金和不锈钢 等。等。 四、金属软管四、金属软管 金属软管是用挠性金属材料制成的圆柱形包装容器。软金属软管是用挠性金属材料制成的圆柱形包装容器。软 管一端折合压封或焊封，另一端形成管肩和管嘴，通过挤压管一端折合压封或焊封，另一端形成管肩和管嘴