《包裝設計制作工藝與檢測技術標準實用手冊》

第三篇 包裝材料及容器

第六章　金屬包裝材料的性能

第一節　概述

由于金屬資源豐富、品種多，并且作為包裝材料有很多優點，尤其是能滿足衛生和安全的要求，包裝的可靠性強，加之現代金屬包裝制品的生產工藝越來越先進，生產效率明顯提高，生產成本大大降低，所以金屬包裝材料的應用越來越廣泛，是近代四種主要包裝材料之一。目前，在我國、目本和歐洲等國，金屬包裝材料占第三位，美國占第二位。因此，金屬包裝材料的研究在包裝材料學中占有重要的地位。

一、金屬包裝材料的分類

（一）按材質分類

可分為鋼系和鋁系兩大類。鋼系主要有低碳薄鋼板、鍍錫薄鋼板、鍍鉻薄鋼板、鍍鋁薄鋼板、鍍鋅薄鋼板等；鋁系主要有鋁合金薄板和鋁箔。

（二）按材料厚度分類

為板材和箔材。板材主要用于制造包裝容器，箔材主要是復合材料的組成部分。

二、金屬包裝材料的發展歷史

金屬包裝材料的應用始于公元1200年。當時捷克斯洛伐克的波希米亞生產出了鍍錫鐵皮，但其生產技術沒有傳播出去，直到1620年德國南部的大公獲得了這項技術，金屬包裝才開始廣泛應用。17世紀后葉，人們開始用鍍錫鐵皮制作金屬桶，用于盛裝干燥食品。18世紀人們開始用食品罐貯藏食品。1809年巴黎的一位廚師兼糖果商NicholasAppert發明一種罐藏法，即把食品盛裝于廣口瓶中，以軟木塞蓋于瓶口，給予足夠溫度加熱滅菌，排除空氣后密封，這種方法可以將食品保存多時不腐敗。1810年，英國人PeterDurand利用上述原理，發明了用馬口鐵罐貯藏食品的技術，從此馬口鐵罐誕生了。二次世界大戰前，隨著軋制技術的改進和金屬制罐機的發明，鍍錫板的產量大增。二次世界大戰后，由于錫資源短缺，為了節約用錫，人們研制出鍍錫量少或者無錫的制罐材料。于是，差厚鍍錫板、低鍍錫板、無錫薄鋼板相繼問世。20世紀，隨著鋁的冶金技術的完善，軋制技術的改進和鋁箔的出現，鋁開始被廣泛應用于包裝行業。

近年來制罐技術發展很快，開始是由罐身、罐底和罐蓋三部分組成的三片罐，后來又出現了罐身和罐底連在一起加上罐蓋共兩部分組成的二片罐。傳統的三片錫焊罐采用錫鉛焊料焊接罐身縫，消耗錫多，而且焊料中含鉛能污染內裝食品。隨著無錫薄鋼板的出現，人們研制成功了縫焊制罐工藝。縫焊制罐工藝是靠接觸電阻通電熱熔融再施加壓力對罐身進行焊接的。后來又出現了粘接罐，它采用有機粘合劑粘接罐身縫的制罐工藝。這兩種方法都排除了鉛對罐內食品的污染，又解決了無錫薄鋼板不能用錫焊法制罐的問題。它們廣泛用于啤酒和碳酸飲料的包裝。現代先進的三片罐制罐方法，大都采用縫焊法和粘接法，它有著廣闊的發展前景，在歐美、日本等先進國家已淘汰了錫焊罐。隨著鋁材在包裝上的廣泛應用，出現了二片罐。它的結構整體性強，便于裝潢印刷，很快占領了飲料包裝市場。但由于鋁的生產需消耗大量電能，價格高，限制了其使用量。但隨著制罐工藝的不斷改進，用鍍錫薄鋼板和無錫薄鋼板已成功地生產出二片罐，在工業生產上已采用自動化生產線，使制罐效率大幅度提高（三片罐生產速度可達400罐／分；二片罐生產速度可達800～1200罐／分），因此金屬罐在包裝上的應用前景還是很樂觀的。

另外，近年來由于軋制技術的進步，鋁箔質量明顯提高，鋁制容器品種不斷增多，鋁箔復合材料在軟包裝應用方面得到很大發展。

三、我國金屬包裝材料的發展概況

我國金屬包裝材料的生產比較落后，但近年來發展速度很快。隨著武鋼和上鋼等現代化鋼鐵企業生產能力的擴大，鍍錫板的產量和質量有了很大提高；已開發出二片罐用鋁合金薄板和軟包裝復合用鋁箔。我國制罐工業雖然起步較晚，40年代才建立鍍錫板制罐業，但近十幾年發展較快，70年代我國引進了英國三片罐生產線和印鐵設備，80年代以來又從歐美引進了多條制罐生產線。目前縫焊制罐工藝已逐步取代錫焊工藝，金屬罐的質量也相應提高，并根據需要和可能正在穩步發展二片罐的生產。

我國制桶工業機械化程度不高，需要對一些自制或仿制鋼桶設備進行技術改造，適當引進鋼桶生產線或部分引進卷邊、焊封設備、制蓋設備等。鋁制容器和復合鋁箔袋包裝正在進一步發展。

總之，隨著包裝行業的飛速發展及對金屬包裝材料需求的增加，我國的金屬包裝材料和容器的產量及質量將會大幅度地提高。

四、金屬包裝材料及其容器的發展方向近年來，世界各國基于對消費者利益的關心和對環境保護的考慮，對金屬包裝材料的質量要求日趨嚴格，如重金屬化驗項目不斷增加。因而正努力研制新的金屬包裝材料，開發新型容器，改變傳統的制罐工藝和設備，減少環境污染和提高包裝食品的衛生水平。目前的發展趨勢是：金屬包裝材料正向輕量、薄鍍、少或無表面處理及與高分子材料復合的方向發展；金屬包裝容器正向薄壁輕量和型式多樣化的方向發展。

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