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1、金属、玻璃、陶瓷包装材料及容器 1 金属包装材料及容器 金属包装材料 :以金属薄板或箔材为原料，再加工成各 种形式的容器来包装食品 金属包装具有资本密集、技术密集，内需型为主、出口为辅，产品替代性高，市场季节性变化大，市场集中度高等产业特点。 提纲 一、 金属包装材料的优缺点和分类 二、镀锡薄钢板的结构、 技术规格和性能指标 三、铝质包装材料 四、金属包装容器 五、金属包装材料的发展方向 全世界每年生产的金属罐 饮料罐 食品罐 4100亿罐 3200亿罐 750亿罐 欧洲 中国 日本 韩国 600亿罐 110亿罐 180亿罐 32亿罐 一、金属包装材料的优点 1 高阻隔性能 2 机械力学性能优
2、良 3 加工性能好 4 热性能好 具有良好 耐高低温性 、 良好的导热性 、 耐热冲击性 这一优点运用到食品加工上 ， 可以适应 食品的冷热加工 、 高温 杀菌以及杀菌后的快速冷却的加工 需要 。 5 表面装饰性好 6 易于回收处理 二 、 金属包装材料的缺点 1 化学稳定性差 ， 不耐酸腐蚀 如果食品本身是高酸性 2 价格较贵 三 、 金属包装材料的分类： 按材质来分 1 钢基包装材料 包括 镀锡薄钢板 （ 马口铁 ） ；镀铬薄钢板 （ 、 涂料板 、 镀锌板 、 不锈钢板 2 铝质包装材料 铝合金薄板； 铝箔 、 铝丝 四 、 典型金属包装材料 镀锡薄钢板 （ 它是低碳薄钢板表面镀锡而制成
3、的产品 。 简称镀 锡板 ， 俗称马口铁板 （一）镀锡板的制造和结构组成 制造： 是将低碳钢轧制成约 2 经过一 系列加工制成 。 结构组成： 由内向外分为五层 ， 依次为 钢基板 、 锡铁 合金层 、 锡层 、 氧化膜和油膜 油膜 氧化膜 锡层 锡铁合金层 钢基板 （ 1） 钢基板 1 评价钢基板的耐腐蚀性能的指标： 酸浸时滞值 定义： 钢基板浸入盐酸之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 ， 表示钢 基板的耐腐蚀性能越好 . 2 影响因素 A 非金属杂质 钢基板的表面夹杂物的数量越多 ， 抗腐蚀性能越差 B 钢基板的成分 如果钢基板中含磷 、 硫 、 铜都
4、会降低其耐腐蚀性 能 ,但对于食品有其特殊性 。 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 ， 也会增强抗 腐蚀性能 。 (2) 锡 层 暴露出钢基板的孔隙称 露铁点 评价露铁点的指标是： 孔隙度 a 定义 ： 每平方分米上孔隙数或孔隙面积 镀锡板上孔隙度大时 ， 腐蚀速度加快 。 b 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 ) c 加工工艺： 热浸法 电镀法 优点 锡层厚，耐腐蚀 锡层薄 缺点 成本高 成本低 同时在加工和使用过程中，如果刮伤破坏
5、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 定义： 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 ， 表示抗腐蚀性能好 。 另外， 锡的纯度和锡层晶粒的大小 也将影响锡层的耐腐蚀性。 (3) 锡铁合金层 处于钢基板和锡层之间的锡铁合金层其主要成分 是 锡铁金属化合物 。 衡量指标： 合金 义： 以 锡为阳极放置在排气的 葡萄柚汁中 ， 在 20 条件下反应 2 测量其 电流的强度值 。 表示 镀锡板的耐酸性食品的腐蚀性好 。 使 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
6、) 氧化膜 一种：锡层本身形成的氧化物 个 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 。 是个 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加工温度，以获得 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得影响。 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 的环境中易脱落 。 (5) 油膜 作用： 表面的油膜将板与腐蚀性环境分开 ， 防止 锡层被氧化发黄 ，
7、防止 水气使镀锡板生锈 使用和制罐当中起到润滑剂的作用 。 但也会对制罐加工 、 表面涂饰加工带来不利影响 (二 ) 镀锡板的主要技术规格 1 镀锡板的尺寸和厚度规格 在国内使用较多的是 20英寸 28英寸镀锡板 。 2 厚度的表示方法：重 /基准箱法 规定 112张 20英寸 14英寸或 56张 20英寸的镀锡板为一 基准箱 ， 根据一基准箱镀锡板的重量大小表示板厚 。 值越大 ， 镀锡板的厚度越大 3 镀锡板的镀锡量 镀锡量的大小表示 :镀锡层的厚度 ， 有两种表示方法 。 A 镀锡量以单位面积上所镀锡的质量表示 (g/ B 以一基准箱镀锡板上的镀锡总量 (磅 )乘 100后所得的 数字为
8、镀量的标号 。 例 1： 1磅 /1 基准箱 的镀锡量标为 #100=号越大 ， 表示镀锡层越厚 例 2 ：对两面镀锡量不等的镀锡板 用两组数表示两面的镀锡量 如： #100/#25 (三 ) 分类及代号 0 (四 )机械力学性能指标 综合机械力学性能指标的衡量指标：调质度 调质度： 是以其表面洛氏硬度值 （ 来表示 ，按 调质度分为几个等级 ， 以 52等符号表示 原理 ： 按规定的钢球 ,先用初负荷压入材料 ,接着施加 主负荷 ,然后卸除主负荷 (初负荷仍然保留 )。 因材料的塑料变形 ,使压痕深度变化 ,由初负荷保持状态下 ,先后两次压入深度之差 ,来测得洛氏硬度值。 规律： 调质度的等
9、级越高，其具有的强度、硬度越高， 而相应的塑性韧性越低。 (五 ) 涂料镀锡板 镀锡板具有的耐腐蚀性不能满足某些食品的包装的需要 。 如： 为了克服这些缺点 ， 采用在镀锡板上涂覆涂料 ， 将食品与镀锡板相隔离 ， 减少它们之间的接触 。 镀锡板的钢基成分对镀锡板的 机械力学性能 影响最大 。 如： 塑性好 ， 制成的镀锡板的调质度低： 所以钢基板的成品率强度高 ， 塑性低 。 1 涂料镀锡板的制造及主要质量要求 制造工艺： 镀锡板以钝化处理 表面净化处理 喷涂料 烧烤固化 而制成 。 厚度的表示方法： 涂料层的厚度用每平方米上涂料用量克数表示 (g/一般要求在 12 g/ 涂料层太薄易出现许
10、多针孔 ， 太厚将影响涂层与镀锡板之间的结合强度 。 2 食品对涂料的要求 二 无锡薄钢板 镀铬；镀锌；低碳薄钢板 三 铝质包装材料 优良的包装特性 3 铝箔 是一种用工业纯铝薄板经多次冷轧、退火加工 制成的可持性金属箔材。 铝箔越薄 ,针眼出现的可能性越大 ， 数量越多 。 厚度 水 、 水蒸气透过 ， 厚度 。 应用： A 采用各种不同的加工方法可获得压花铝箔 、 彩箔 、 树 脂涂覆箔有及其它材料贴合箔等多种铝加工箔 。 B 为了减少铝箔的用量 ， 在塑料膜或纸上采用真空镀铝 膜的方法制成铝复合膜包装材料 。 优点： 耐折性 、 热封性比铝箔好 ， 成本低 缺点： 它的阻隔性比铝箔差，阻
11、气性及反射紫外光性能稍差。 四 金属包装容器 包装食品用金属容器按形状及容量大小分为桶 、 盒 、罐 、 管等多种 ， 其中金属罐由于使用范围广 ， 用量大 ， 是我们讲解的重点 。 (一 ) 金属罐的结构 罐按结构可分为 三片罐和二片罐 。 (1) 三片罐 三片罐是由 罐身、罐底和罐盖 三部分组成，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 、 盖中心和密封胶组成 7 外凸筋 (呈鱼眼状 )和斜坡 (逐级低下 )构成盖的膨胀圈 作用： 它可以增强罐盖的强度 适应罐头冷热加工时的热膨胀和冷收缩恢复正常 形状的需要 。 显示罐头食品是否败坏
12、 （ 胀气 ） 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 （ 2） 二片罐 是罐身与罐底为一体的金属罐 ， 没有罐身接缝 ， 只有一道罐盖与罐身卷封线 ， 密封保护性比三片罐好 。 （ 二 ） 罐型与规格 金属罐按外形不同分为八类 ， 具体如： 国作为国际标准化组织成员国 ， 已将金属罐规格按尺寸大小系列化并以统一的编号表示 。 例 1 以圆罐为例 内径规格为罐号开头 12位分别用 5、 6、 7、 8、 9、 10、 15意义： 52533705531 三位数 ， 后二位表示外高： 如： 539罐 内径为 外高为 39 四位数 ， 后三位表
13、示外高 如： 9121罐 内径为 外高为 五位数：后三位表示外高 如： 15267罐 内径为 外高为 267例 2 其余罐型 分别用三位数字表示 ， 第一位数为罐型编号 ， 后两位 数表示该罐型不同尺寸规格的罐 。 (3)金属包装制品的发展方向 1 原材料的改进 方向： 节约贵重金属 ， 降低板材的厚度 热镀锡 电镀锡；等厚镀锡 差厚镀锡 2 制罐技术的进步 锡焊法 （ 马口铁三片罐的加工 ， 含有有毒的重金属 ) 电阻焊 （ 不适用新的 、 价格低廉的材料如 激光焊 （ 减少了搭接的宽度 ） 二片罐 （ 预印刷一次冲压成型技术 ） 3 改进老产品 、 开发新品种 饮料包装的发展 “汽水”发展到可乐、雪碧、蔬汁、果茶、绿茶、红茶、矿泉水等多种碳酸饮料、天然饮料百花争艳的局面。 1 玻璃容器在饮料包装中占有重要位置 特点： 无毒、无味；透明、美观、阻隔性好、不透气、原料丰富，价格低廉，并且可以多次周转使用。而且具有耐热、耐压、耐清洗的优点，既可高温杀菌，也可低温贮藏 缺点： 主要是自重大，易破损，运输费用高，印刷等二次加工性能差 。 2 罐装饮料的出现 (80年
