1、,金屬、玻璃、陶瓷包裝材料及容器 1金屬包裝材料及容器,金屬包裝材料:以金屬薄板或箔材為原料，再加工成各 種形式的容器來(lái)包裝食品,金屬包裝具有資本密集、技術(shù)密集，內(nèi)需型為主、出口為輔，產(chǎn)品替代性高，市場(chǎng)季節(jié)性變化大，市場(chǎng)集中度高等產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)。,提綱 一、金屬包裝材料的優(yōu)缺點(diǎn)和分類 二、鍍錫薄鋼板的結(jié)構(gòu)、技術(shù)規(guī)格和性能指標(biāo) 三、鋁質(zhì)包裝材料 四、金屬包裝容器-三片罐和二片罐 五、金屬包裝材料的發(fā)展方向,一、金屬包裝材料的優(yōu)點(diǎn) 1 高阻隔性能 2 機(jī)械力學(xué)性能優(yōu)良 3 加工性能好,4 熱性能好 具有良好耐高低溫性、良好的導(dǎo)熱性、耐熱沖擊性 這一優(yōu)點(diǎn)運(yùn)用到食品加工上，可以適應(yīng)食品的冷熱加工、高溫 殺菌

2、以及殺菌后的快速冷卻的加工需要。 5 表面裝飾性好 6 易于回收處理,二、金屬包裝材料的缺點(diǎn) 1 化學(xué)穩(wěn)定性差，不耐酸腐蝕 如果食品本身是高酸性 2 價(jià)格較貴,三、金屬包裝材料的分類： 按材質(zhì)來(lái)分 1鋼基包裝材料 包括鍍錫薄鋼板（馬口鐵）；鍍鉻薄鋼板 （TFS板）、涂料板、鍍鋅板、不銹鋼板 2鋁質(zhì)包裝材料 鋁合金薄板；鋁箔、鋁絲,四、典型金屬包裝材料 鍍錫薄鋼板（tinplate） 它是低碳薄鋼板表面鍍錫而制成的產(chǎn)品。簡(jiǎn)稱鍍 錫板，俗稱馬口鐵板,（一）鍍錫板的制造和結(jié)構(gòu)組成 制造：是將低碳鋼軋制成約2mm厚的鋼帶，經(jīng)過(guò)一 系列加工制成。 結(jié)構(gòu)組成：由內(nèi)向外分為五層，依次為鋼基板、錫鐵 合金層、

3、錫層、氧化膜和油膜,油膜,氧化膜,錫層,錫鐵合金層,鋼基板,（1） 鋼基板 1評(píng)價(jià)鋼基板的耐腐蝕性能的指標(biāo)：酸浸時(shí)滯值 定義：鋼基板浸入鹽酸之時(shí)起至溶解反應(yīng)速度恒定 所需要的時(shí)間。一般不超過(guò)10S, 值越小，表示鋼 基板的耐腐蝕性能越好. 2 影響因素 A 非金屬雜質(zhì) 鋼基板的表面夾雜物的數(shù)量越多，抗腐蝕性能越差,B 鋼基板的成分 如果鋼基板中含磷、硫、銅都會(huì)降低其耐腐蝕性 能,但對(duì)于食品有其特殊性。,如：包裝橘子類含檸檬酸的食品，用銅稍多的鋼基板， 增強(qiáng)抗腐蝕性能。 對(duì)于含碳飲料，用含硫稍多的鋼基板，也會(huì)增強(qiáng)抗 腐蝕性能。,(2) 錫 層 暴露出鋼基板的孔隙稱露鐵點(diǎn),評(píng)價(jià)露鐵點(diǎn)的指標(biāo)是：孔隙

4、度 a 定義 ：每平方分米上孔隙數(shù)或孔隙面積 鍍錫板上孔隙度大時(shí)，腐蝕速度加快。 b 孔隙度的大小的影響因素： 表面的凈化處理(使表面光滑減少雜質(zhì)) 增加鍍錫量 (錫量越大，產(chǎn)生露鐵點(diǎn)的可能性就越小) c 加工工藝：,同時(shí)在加工和使用過(guò)程中，如果刮傷破壞錫層的連續(xù)性也將影響鍍錫板的耐腐蝕性 衡量指標(biāo)：鐵溶出值 定義：將一定面積的鍍錫板在模擬酸性液中，保持 一定的溫度和時(shí)間，測(cè)其鐵的溶出量。 值越小，表示抗腐蝕性能好。,另外，錫的純度和錫層晶粒的大小也將影響錫層的耐腐蝕性。,(3) 錫鐵合金層 處于鋼基板和錫層之間的錫鐵合金層其主要成分 是錫鐵金屬化合物。 衡量指標(biāo)：合金-錫電偶值A(chǔ)TC 定義：

5、以FeSn2合金為陰極，錫為陽(yáng)極放置在排氣的 葡萄柚汁中，在20條件下反應(yīng)2h后，測(cè)量其 電流的強(qiáng)度值。,ATC值越小，表示FeSn2合金層的連續(xù)性越好，鍍錫板的耐酸性食品的腐蝕性好。 使ATC值變小的方法：鍍錫板生產(chǎn)中加強(qiáng)鍍錫前的清洗，清除鋼基板表面的雜質(zhì)，合理控制軟熔處理工藝，可提高合金層的質(zhì)量。,(4) 氧化膜 一種：錫層本身形成的氧化物SnO2和SnO,SnO2 是個(gè)穩(wěn)定的氧化物，它在100以下的溫度范圍內(nèi)形成且隨溫度升高數(shù)量增多。 SnO 是個(gè)不穩(wěn)定的氧化物，在100以上的溫度范圍內(nèi)形成且隨溫度升高數(shù)量增多。,合理地控制鍍錫板成型的加工溫度，以獲得SnO2層 將可提高鍍錫板的耐腐蝕性

6、。 但如果氧化物過(guò)多可能對(duì)鍍錫板的成型加工和表面涂飾加工帶來(lái)不得影響。,另一種：是鍍錫板鈍化處理后形成的含鉻化合物鈍化膜 鈍化膜的含鉻量越多，耐腐蝕性越好，它可有效地抑制錫氧化變黃，硫氧化變黑。 鈍化膜在pH5的環(huán)境中易脫落。,(5) 油膜 作用：表面的油膜將板與腐蝕性環(huán)境分開(kāi)，防止 錫層被氧化發(fā)黃，防止水氣使鍍錫板生銹 使用和制罐當(dāng)中起到潤(rùn)滑劑的作用。 但也會(huì)對(duì)制罐加工、表面涂飾加工帶來(lái)不利影響,(二) 鍍錫板的主要技術(shù)規(guī)格 1 鍍錫板的尺寸和厚度規(guī)格 在國(guó)內(nèi)使用較多的是20英寸28英寸鍍錫板。,2 厚度的表示方法：重/基準(zhǔn)箱法 規(guī)定112張20英寸14英寸或56張20英寸的鍍錫板為一 基準(zhǔn)

7、箱，根據(jù)一基準(zhǔn)箱鍍錫板的重量大小表示板厚。 值越大，鍍錫板的厚度越大,3 鍍錫板的鍍錫量 鍍錫量的大小表示:鍍錫層的厚度，有兩種表示方法。 A 鍍錫量以單位面積上所鍍錫的質(zhì)量表示(g/cm2) B 以一基準(zhǔn)箱鍍錫板上的鍍錫總量(磅)乘100后所得的 數(shù)字為鍍量的標(biāo)號(hào)。 例1：1磅/1 基準(zhǔn)箱的鍍錫量標(biāo)為#100=11.2克/cm2 標(biāo)號(hào)越大，表示鍍錫層越厚 例2 ：對(duì)兩面鍍錫量不等的鍍錫板 用兩組數(shù)表示兩面的鍍錫量 如：#100/#25 (三) 分類及代號(hào) page 90,(四)機(jī)械力學(xué)性能指標(biāo) 綜合機(jī)械力學(xué)性能指標(biāo)的衡量指標(biāo)：調(diào)質(zhì)度 調(diào)質(zhì)度：是以其表面洛氏硬度值（HR30T）來(lái)表示，按HR3

8、0T值的大小不同，調(diào)質(zhì)度分為幾個(gè)等級(jí)，以T50、T52等符號(hào)表示,原理：按規(guī)定的鋼球,先用初負(fù)荷壓入材料,接著施加 主負(fù)荷,然后卸除主負(fù)荷(初負(fù)荷仍然保留 )。 因材料的塑料變形,使壓痕深度變化,由初負(fù)荷保持狀態(tài)下,先后兩次壓入深度之差,來(lái)測(cè)得洛氏硬度值。,規(guī)律：調(diào)質(zhì)度的等級(jí)越高，其具有的強(qiáng)度、硬度越高， 而相應(yīng)的塑性韌性越低。,(五) 涂料鍍錫板 鍍錫板具有的耐腐蝕性不能滿足某些食品的包裝的需要。 如：為了克服這些缺點(diǎn)，采用在鍍錫板上涂覆涂料，將食品與鍍錫板相隔離，減少它們之間的接觸。,鍍錫板的鋼基成分對(duì)鍍錫板的機(jī)械力學(xué)性能影響最大。 如：L和MR型雜質(zhì)含量少的鋼基板強(qiáng)度強(qiáng)度不高，塑性好，制

9、成的鍍錫板的調(diào)質(zhì)度低：MC型鋼基板含磷較高，所以鋼基板的成品率強(qiáng)度高，塑性低。,1 涂料鍍錫板的制造及主要質(zhì)量要求 制造工藝：鍍錫板以鈍化處理表面凈化處理噴涂料 燒烤固化而制成。 厚度的表示方法：涂料層的厚度用每平方米上涂料用量克數(shù)表示(g/cm2) 一般要求在12 g/cm2以下，涂料層太薄易出現(xiàn)許多針孔，太厚將影響涂層與鍍錫板之間的結(jié)合強(qiáng)度。,食品對(duì)涂料的要求,二 無(wú)錫薄鋼板 鍍鉻；鍍鋅；低碳薄鋼板 鋁質(zhì)包裝材料 優(yōu)良的包裝特性 page 93,鋁箔是一種用工業(yè)純鋁薄板經(jīng)多次冷軋、退火加工 制成的可持性金屬箔材。 鋁箔越薄,針眼出現(xiàn)的可能性越大，數(shù)量越多。 厚度0.051mm的鋁箔不能完全

10、阻擋氣、水、水蒸氣透過(guò)， 厚度0.015mm的鋁箔透過(guò)系數(shù)為0。,應(yīng)用： A 采用各種不同的加工方法可獲得壓花鋁箔、彩箔、樹(shù) 脂涂覆箔有及其它材料貼合箔等多種鋁加工箔。 B 為了減少鋁箔的用量，在塑料膜或紙上采用真空鍍鋁 膜的方法制成鋁復(fù)合膜包裝材料。 優(yōu)點(diǎn)：耐折性、熱封性比鋁箔好，成本低 缺點(diǎn)：它的阻隔性比鋁箔差，阻氣性及反射紫外光性能稍差。,四 金屬包裝容器 包裝食品用金屬容器按形狀及容量大小分為桶、盒、罐、管等多種，其中金屬罐由于使用范圍廣，用量大，是我們講解的重點(diǎn)。,(一) 金屬罐的結(jié)構(gòu) 罐按結(jié)構(gòu)可分為三片罐和二片罐。 (1) 三片罐 三片罐是由罐身、罐底和罐蓋三部分組成，罐身 有接縫

11、，罐身與罐蓋、罐底卷封。,罐底和罐蓋的結(jié)構(gòu)：蓋鉤圓邊、肩胛、外凸筋、斜坡、蓋中心和密封膠組成 page 97,外凸筋(呈魚眼狀)和斜坡(逐級(jí)低下)構(gòu)成蓋的膨脹圈 作用：它可以增強(qiáng)罐蓋的強(qiáng)度 適應(yīng)罐頭冷熱加工時(shí)的熱膨脹和冷收縮恢復(fù)正常 形狀的需要。 顯示罐頭食品是否敗壞（脹氣）,例：午餐肉的罐蓋膨脹圈,分析：罐內(nèi)食品結(jié)成塊狀、頂隙較小,結(jié)果：采用膨脹圈的強(qiáng)度要大些,（2）二片罐 是罐身與罐底為一體的金屬罐，沒(méi)有罐身接縫，只有一道罐蓋與罐身卷封線，密封保護(hù)性比三片罐好。,（二）罐型與規(guī)格 金屬罐按外形不同分為八類，具體如：page98 我國(guó)作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織成員國(guó)，已將金屬罐規(guī)格按尺寸大小系列化并

12、以統(tǒng)一的編號(hào)表示。,例1 以圓罐為例 內(nèi)徑規(guī)格為罐號(hào)開(kāi)頭12位分別用5、6、7、8、9、10、15意義：52mm,65mm,73mm,83mm,97mm,105mm,153mm. 1 三位數(shù)，后二位表示外高： 如：539罐內(nèi)徑為52.5mm,外高為39mm 2 四位數(shù)，后三位表示外高 如：9121罐內(nèi)徑為99.0mm 外高為121.0mm 3 五位數(shù)：后三位表示外高 如：15267罐內(nèi)徑為153.0mm 外高為267mm.,例2 其余罐型 分別用三位數(shù)字表示，第一位數(shù)為罐型編號(hào)，后兩位 數(shù)表示該罐型不同尺寸規(guī)格的罐。,(3)金屬包裝制品的發(fā)展方向 1 原材料的改進(jìn) 方向：節(jié)約貴重金屬，降低板材

13、的厚度 熱鍍錫電鍍錫；等厚鍍錫差厚鍍錫 2制罐技術(shù)的進(jìn)步 錫焊法（馬口鐵三片罐的加工，含有有毒的重金屬) 電阻焊（不適用新的、價(jià)格低廉的材料如TFS板) 激光焊（減少了搭接的寬度） 二片罐（預(yù)印刷一次沖壓成型技術(shù)） 3 改進(jìn)老產(chǎn)品、開(kāi)發(fā)新品種,飲料包裝的發(fā)展,“汽水”發(fā)展到可樂(lè)、雪碧、蔬汁、果茶、綠茶、紅茶、礦泉水等多種碳酸飲料、天然飲料百花爭(zhēng)艷的局面。,1 玻璃容器在飲料包裝中占有重要位置,特點(diǎn)：無(wú)毒、無(wú)味；透明、美觀、阻隔性好、不透氣、原料豐富，價(jià)格低廉，并且可以多次周轉(zhuǎn)使用。而且具有耐熱、耐壓、耐清洗的優(yōu)點(diǎn)，既可高溫殺菌，也可低溫貯藏,缺點(diǎn)：主要是自重大，易破損，運(yùn)輸費(fèi)用高，印刷等二次加

14、工性能差。,2 罐裝飲料的出現(xiàn)(80年代),飲料包裝的金屑罐分兩片罐和三片罐 三片罐大多用于不含碳酸氣的飲料的包裝，三片罐使用的材料多為鍍錫薄鋼板(馬口鐵) 兩片罐多用于碳酸飲料的包裝。，兩片罐的材料多為鋁合金板材。,缺點(diǎn)：化學(xué)穩(wěn)定性差 耐堿能力差 內(nèi)涂料質(zhì)量差或工藝不過(guò)關(guān)，都會(huì)使飲料變味 相對(duì)經(jīng)濟(jì)性差。,3 塑料瓶開(kāi)辟了飲料包裝的新天地,一是聚乙烯(PE)：PE是世界上產(chǎn)量最大的合成樹(shù)脂，也是消耗量最大的塑料包裝材料。,二是聚氯乙烯(PVC)： PVC大致可分為硬質(zhì)品、軟制品和糊狀制品三類 用注拉吹法生產(chǎn)的PVC瓶無(wú)縫線；瓶壁薄厚均勻，可盛裝含氣飲料如可口可樂(lè)、汽水等， 采用擠出吹塑法生產(chǎn)的PVC瓶只適用于盛裝果汁和礦泉水。,三是聚丙烯(PP)：因其透明度高、光潔、加工性好，與其它材料復(fù)合可制作多種飲料包裝容器,四是聚酯(PET或PETP)：采用二軸延伸吹塑法生產(chǎn)的PET瓶，具有良好的透明度，表面光澤度高，呈玻璃狀外觀，是代替玻璃瓶最合適的塑料瓶。,五是聚偏二氯乙烯(PVDC)：這種材料的特點(diǎn)是柔軟并具有極低的