第三章金属、玻璃、陶瓷介绍

［镀铬板的性能和应用］
1、耐蚀性 （1）镀铬钢板虽比镀锡钢板对强酸强碱的抗腐蚀性能 差些，但对柠檬酸、乳酸、醋酸等弱酸弱碱能起到很 好的保护作用 （2）当镀路板罐内壁施涂涂料后，耐肉类、鱼类和部 分蔬菜中的硫化物导致的硫化腐蚀能力比镀锡钢罐还 强。
2、对有机涂料的附着性 （1）镀铬板对各种有机涂料的附着力比镀锡钢板普遍 都增加3～6倍，宜制造罐底盖和二片拉深罐，美国90 ％以上二片钢罐采用镀铬板。 （2）镀铬板涂料烘烤时，可采用更高的烘烤温
• 以低镀锡量代替高镀锡量； • 提高钢基板的强度，降低镀锡板的厚度，采用二次 冷轧镀锡板，现已用于充气的碳酸饮料罐和啤酒罐， 今后石面精整的二次冷轧镀锡板将普遍用于食品罐 的生产；
• 研制各种无锡钢板；
• 对黑铁皮进行铬酸盐／磷酸盐表面处理，加上润滑 涂料工艺的改进，用于食品和饮料的包装。
（三）非镀锡薄钢板
［铝箔的优点］
• 质量极轻； • 遮光性强，对光和热有较高的反射能力， 可作防热绝缘包装。 • 隔绝性好，不透气体和水汽；
• 高温和低温时的形状稳定性好；
• 易于加工，可对铝箔进行印刷、着色、压 花、表面涂布、上胶、上漆及与塑料、纸 加工成复合材料。
［铝箔的缺点］ • 不能承受较大的载荷，耐折叠性差；
(3) 锡铁合金层 处于钢基板和锡层之间，其主要成分是锡铁金 属化合物。
在钢板上镀锡后进行软熔
处理和钝化处理产生锡铁合金层，
具有媒介作用，使锡牢固地附着
于钢板表面，且可使锡层光亮，
补偿镀锡层存在的孔隙，提高钢
板耐腐蚀性。
合金-锡电偶值ATC：以FeSn2合金为阴极，锡 为阳极放置在排气的葡萄柚汁中，在20℃条件下反 应2h后，测量其电流的强度值。
由于金属锡的资 源少，镀锡薄钢板 的成本高。为了降 低成本，人们一直 设法研制镀锡薄钢 板的代用品，因而 产生了非镀锡薄钢 板。
非镀锡薄钢板
镀铬板
镀锌板
镀铝板
• 镀铬薄钢板又铬系无锡钢板，简称镀铬板，TFS板。 • 镀铬板的价格约比镀锡板低10％，是目前制作食品 罐的材料中价格最低的，但是它的耐蚀性还是不如 镀锡板，主要用于腐蚀性较小的啤酒罐，饮料罐以 及食品罐的底盖等，接缝需采用熔接法和粘合法接 合。
• 无封缄性；
• 太薄的铝箔易形成针孔并易起皱，但如和纸、塑 料制成复合材料，上述问题全可解决，其隔绝性 等优点能得到更充分的发挥。
四、金属罐
1、金属罐结构 （1）三片罐： 罐身、罐底、罐盖；
罐身有接缝，罐身与罐盖、
罐底卷封。
罐底和罐盖的结构：
盖钩圆边、肩胛、外凸筋、 斜坡、盖中心、密封胶；
膨胀圈作用（罐盖的外凸筋和斜坡） （1）加强盖强度； （2）加热时适应热膨胀，冷收缩，易恢复形状； （3）适应罐封机械加工要求； （4）显示罐头是否败坏 例：午餐肉的罐盖膨胀圈； 分析：罐内食品结成块状、顶隙较小； 结果：采用膨胀圈的强度要大些；
• 依生产方法镀锌板主要分为热镀锌板和电镀锌板。
–热镀锌板是使钢板通过熔融锌液而镀锌，其镀
锌层较厚，通常，镀锌层厚的钢板防腐蚀力强， 但锌的镀层过厚影响焊接接头的强度； –电镀锌板镀锌层较薄，主要作涂料的底层。 包装工业上，热镀锌板是应用较多的一种 金属包装材料，用它制造各种较大容量的桶和特 殊用途的容器。因其耐腐蚀性和密封性良好，可
加入一种或几种其它元素组成铝合金，其强度和
硬度明显提高。 • 包装常用的铝合金薄板材料为铝镁合金和铝锰 合金，又称防锈铝合金。其特点是耐腐蚀性强， 抛光性好，能长期保持光亮的外观，并且无毒、
轻巧耐用，所以广泛用于制作金属包装容器。
铝合金薄板的选用
• 制成的食品和饮料空罐和空罐形状稳定，要求材 料有一定强度，同时为了使其表面在冲压加工和 材料运输过程中不易划伤，要求材料具有一定硬 度，因而制罐不能选用极软的“O”型纯铝。
(2)锡 层 A、露铁点：暴露出钢基板的 孔隙称露铁点。 B、孔隙度：每平方分米上孔 隙数或孔隙面积。 是评价露铁点的指标。镀 锡板上孔隙度大时，腐蚀速 度加快。 C、加工工艺： 优点 缺点
热浸法 锡层厚，耐腐蚀 成本高
电镀法 锡层薄 成本低
D、孔隙度的大小的影响因素： * 表面的净化处理(使表面光滑减少杂质)； * 增加镀锡量 (锡量越大，产生露铁点的可能性就越小) * 加工和使用过程中刮伤破坏锡层的连续性也将影响镀 锡板的耐腐蚀性。 衡量指标： 铁溶出值：将一定面积的镀 锡板在模拟酸性液中，保持一定 的温度和时间，测其铁的溶出量。 （值越小,抗腐蚀性能好） * 锡的纯度和锡层晶粒的大小也 将影响锡层的耐腐蚀性。
比较合适。
• 对易开盖和瓶盖、罐盖，其高度小，冲压成型时
变形程度小，对塑性要求比罐身材料低，可按耐
压强度选用。
• 对于易开盖，如材料塑性高反而使盖子不易沿刻
痕处被打开。对盖子的坚固性有要求时，材料的
强度应高些，可选用5052、5082及5182。
2、铝箔
铝箔通常指纯度在99．5％ 以上的，厚度在0.2mm以下的铝 材。 用于层合的铝箔厚度在7～ 15μm之间，铝容器的铝箔厚度 多为30～130μm。
（2）特点：容积大，30-200L；
（3）应用：贮存运输包装桶；粉状、块状、浆状食
品大口桶。
五、其他金属容器
1、金属软管
（1）工艺：铝料坯 →挤压管状 →管口螺纹 →截取
管长→涂料、粉刷
（2）材料：铝质材料； （3）特点： 可进行高温杀菌开启方便，再封性好， 卫生阻隔性好。 （4）应用：果酱，果冻，调味品等半流体黏稠食品。
2、金属桶
（1）材料：镀锡板、镀锌板、低碳钢板等，内壁涂
布树脂涂料；
– 施涂涂料的电镀锡板称为涂料镀锡板（涂料铁）；
– 未涂涂料的电镀锡板称为电素铁
（1）钢基板 酸浸时滞值：钢基板浸入盐酸时起至溶解反应速度 恒定所需要的时间。一般不超过10S，值越小，钢基板 的耐腐蚀性能越好。是评价钢基板耐腐蚀性能指标。 影响因素： A、非金属杂质：表面夹杂物数量 越多，抗腐蚀性能越差； B、钢基板的成分：钢基板中含磷、 硫、铜会降低耐腐蚀性能。 但对于食品有特殊性： 如：包装橘子类含柠檬酸的食 品，用铜稍多的钢基板，增强抗腐 蚀性能。对于含碳饮料，用含硫稍 多的钢基板，会增强抗腐蚀性能。
（2）铝罐的开启性好，强度较好，加工方法简单，表 面处理较易，可着色，印刷效果好。
（3）铝的比重非常轻，原材料的运输方便。
（4）一定厚度的铝箔几乎完全不透气和不透光，用于 制造复合薄膜时可有效地保护内装食品，还可以提高塑 料薄膜的强度。
（5）废料可以回收再利用。
［铝材的主要缺点］
• 造价偏高;
• 制罐机械不能利用磁铁吸取材料;
[ 涂料镀锡板] 涂料镀锡板又称涂料铁 1、涂料原因 ① 富含pro的鱼肉高温加热中pro分解产生硫化氢腐蚀 镀锡壁与露铁点作用形成硫化铁； ② 高酸性食品对壁腐蚀产生氢胀穿孔； 2、作用 （1）罐内涂一层涂料可保证食品质量和延长罐头的保 存期。涂料将食品与镀锡板有色果蔬壁溶出 Sn产生褪 色,金属味隔离,减少接触面积。 （2）罐外涂印涂料称之外印铁涂料，既可防止锈蚀， 又可把商标印刷在罐头外壁上美化和宣传商品。
（2）两片
罐：盖身底
一体（身无 缝，盖与身 卷封）
3、罐型 八类：圆罐，冲底圆罐，方罐，冲底方罐，圆 罐，冲底椭圆罐，梯形罐，马蹄形罐
4、三片罐制造 罐身制造、罐盖制造、罐身与底盖卷封、空罐质量检 验； 罐身纵缝加工：高频电阻熔焊法、压接法、黏接法；
5、二片罐： 适用：啤酒及含气饮料包装。 种类： ① 变薄拉伸罐（冲拔罐DWI） 卷材→冲压预拉伸成坯→多次拉伸变薄→…… →缩颈 翻边→成品 ② 拉深罐（深冲罐DRD） 连续多次变径冲模而成；罐身内径变小，厚度不变；
• 不变薄拉深罐常采用3003及5052规格；变薄拉深 罐常采用3004－0规格，但近年美国也采用3004－
H19硬质铝板，板厚可由0．59mm降到0．36mm，以
减轻罐的重量。 • 铝质软管是采用反挤压工艺，成型时材料薄，在 凸模下承压面积较大，使变形力大。同时挤压的 变形程度很大，故采用强度低、延伸率高的纯铝
• 有些食品对铝的腐蚀性比镀锡板强，一般包装非固 体物品的镀铝钢要经过瓷漆涂敷并事先经过试验。
（四）铝合金薄板和铝箔
［铝材的主要优点］
（1）适合用于食品包装； –无毒，无金属异味； –不会造成蛋白质含硫物质的分解； –自然生成三氧化二铝的薄膜阻止氧化的进行； –热传导性能优异； –特别适用于冷冻食品的包装。
加工温度，以获得SnO2层将可
提高镀锡板的耐腐蚀性。
但如果氧化物过多可能对
镀锡板的成型加工和表面涂饰 加工带来不好的影响。
另一种：是镀锡板钝化处
理后形成的含铬化合物钝化膜；
钝化膜的含铬量越多，耐
腐蚀性越好，它可有效地抑制 锡氧化变黄，硫氧化变黑。 钝化膜在pH<5的环境中 易脱落。
(5) 油膜 作用：防止锡层被氧化发黄；防止水气使镀锡 板生锈，在使用和制罐当中起到润滑剂的作用。 一般采用棉籽油或癸二 酸二酯，油层厚些对防蚀有 利，但损害涂料的涂饰性及 其它表面性能。
度提高涂印的生产率。
3、机械性能
（1）由于铬层较薄且韧性差，冲拔加工时表面易损伤， 铬层会破裂，不能用通常的双重卷边法加工空罐。
（2）在罐头封口时，封口部分涂层易裂或擦伤导致生 锈，需加补涂。 4、焊接性能
罐身接缝不能采用锡焊法，制作三片罐时要采用缝 焊法或粘合剂粘接法。
［镀锌薄钢板］
• 镀锌薄钢板简称镀锌板，俗称白铁皮，它是在低碳薄 钢板上镀一层厚0．02mm以上的锌作为防护层，钢板的 防腐蚀能力因而大大提高。
第Hale Waihona Puke Baidu章 金属、玻璃、陶瓷包装材料及容器
第一节金属包装材料及容器 第二节玻璃包装材料及容器 第三节陶瓷包装材料及容器
第一节金属包装材料及容器 一、金属包装材料的发展历史 二、金属包装材料性能 三、常见的金属包装材料 四、金属罐 五、其他金属容器
三、常见的金属包装材料
金属包装材料
低碳 薄钢板
镀锡 薄钢板 镀铬 薄钢板
用于包装粉状、浆伏和液状商品。
［镀铝薄钢板］
• 镀铝薄钢板是作为马口铁代用品而开发的新型包装 材料。它的价格低廉、抵抗大气腐蚀的性能强、外 表美观，适合用于包装固体物品。 • 镀铝薄钢板的制造方法主要有热浸法和蒸发法。 –热浸法得到的镀铝层较厚，适合制桶；
–蒸发法得到的铝层较薄，适合制罐。
• 镀铝钢不能用锡焊，可用熔接或粘接的方法制罐。
• 质地较软，易出现表面缺陷或造成凹陷等; • 目前还没有一种价格便宜，熔点较低，而且对食品 卫生无害的无需焊剂的钎料用于铝材的钎焊; • 铝的耐腐蚀性较差，不宜用于盛装酸性、碱性及含 盐量多的食品; 铝材的这些缺点可以通过与其它材料复合来弥补 （见复合软包装材料）
1、铝合金薄板
• 工业纯铝的铝含量为99％以上，强度低，应用 受到很大限制。所以工业上多采用以铝为基础，
ATC值越小，FeSn2合金层 的连续性越好，镀锡板的耐酸性 食品的腐蚀性好。
使ATC值变小的方法：镀锡 板生产中加强镀锡前的清洗，清 除钢基板表面的杂质，合理控制 软熔处理工艺，可提高合金层的 质量。
(4) 氧化膜 一种：锡层本身形成的氧化物SnO2和SnO。 SnO2 是稳定的氧化物，它在100℃以下的温度范 围内形成且随温度升高数量增多。SnO是不稳定的氧 化物，在100℃以上的温度范围内形成且随温度升高 数量增多。 合理地控制镀锡板成型的
3、国内目前罐头内壁涂料主要有： ＃214抗硫抗酸涂料、脱模涂料、耐深冲涂料、啤酒 饮料专用涂料、＃2126补深涂料，可根据内装物特 性要求选择。 4、镀锡板制作三片罐时一般先涂印成涂料铁后再制 罐。若罐内壁和外壁都要施涂涂料时，多数先涂内 壁再涂外壁
［镀锡板的发展方向 ——节约用锡、降低制罐成本］
非镀锡 薄钢板 镀锌 薄钢板
铝合金薄板 和铝箔 镀铝 薄钢板
（一）低碳薄钢板
1、低碳薄钢板：把含碳量小于0．25％的铁碳合金叫
做低碳钢，用低碳钢制作的薄钢板称为低碳薄钢板。
2、我国用于制造包装容器的低碳薄钢板有：
普通碳素结构钢低碳薄钢板 优质碳素结构钢低碳薄钢板
（二）镀锡薄钢板
• 又称镀锡板、马口铁，是两面镀有锡的低碳薄钢板。 – 以热浸工艺镀锡的称热浸镀锡板； – 以电镀工艺镀锡的称是镀锡板；