第5章 第一节 金属包装材料与容器 金属、玻璃、陶瓷包装材料及其容器 · 金属材料（metal material）用于食品包装有近 200年的历史，是现代最重要的四大包装材料之 一。 · 金属包装材料以金属板或箔材为原材料，再加工 成各种形式的容器来包装食品。
金属包装材料的性能 1、高阻隔性能；阻隔气、汽、水、油、光的透过。 2、优良的机械性能；抗拉、抗压、抗弯、韧性及硬度。 3、容器成型加工性好且生产效率高。 4、具有良好的耐高低温性, 良好的导热性、耐热冲击性。 5、表面装饰性好。 6、包装废弃物易回收处理。 食品包装常用金属材料主要分类 1 、钢基包装材料 镀锡薄钢板(马口铁) 、镀铬薄钢板（TFS 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、铝丝等。 缺点：化学稳定性差，不耐酸碱腐蚀；价格较贵；重量较 大。
一、镀锡薄钢板（马口铁 tinplate） 镀锡薄钢板结构组成
(一) 镀锡薄钢板 镀锡薄钢板是低碳薄钢板表面镀锡而制成的产 品 ，简称镀锡板，俗称马口铁板。 大量用于制造包装食品的各种容器，也可为其他 材料制成的容器配制容器盖或底。 镀锡板由五部分组成，由内向外依次为钢基板、 锡 铁合金层、锡层、氧化膜和油膜组成。
1 镀锡板各层的厚度、成分和性能 （二）镀锡板的主要性能指标
1．镀锡板的机械性能 · 通常用调质度作为指标来表示镀锡板的综合机械 性能，包括强度、硬度、塑性、韧性等。
2．镀锡板的耐腐蚀性 · 镀锡板的耐腐蚀性与构成镀锡板每一层结构的耐 腐蚀性都有关。
（1）钢基板 · 钢基板的耐腐蚀性能主要取决于钢基板的成分、 非金属夹杂物的数量和表面状态。 · 钢基板表层夹杂物的存在多是有害的，它出现在 镀锡板露铁点处时，在腐蚀环境下将加速锡层的 腐蚀，接着又将加速钢板的腐蚀。 · 评价钢基板的耐腐蚀性指标用酸浸时滞值表示： 即钢基板浸入盐酸之时起至溶解反应速度恒定时 所需的时间（s）。酸浸时滞值越小，表示钢基耐 腐蚀性越好。
（2）锡层 · 要求镀锡完全覆盖钢基板表面，但实际镀锡层存 在许多小孔，其中暴露出钢基板的孔隙称露铁 点。 · 镀锡板上露铁点的多少用孔隙度表示：每平方分 米上孔隙数或孔隙面积。 · 锡层连续性对耐腐蚀性的影响用铁溶出值表示： 指将一定面积的镀锡板在模拟酸性溶液中保持一 （3）锡铁合金层 · 处于钢基板和锡层之间的锡铁合金层的主要成分 是锡铁金属化合物FeSn2，它不仅具有媒介作用， 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。
· 提高FeSn2合金层的连续性和致密性可以有效的提 高镀锡板的耐腐蚀性能。 定温度和时间后，测其铁的溶出量。 · 另外，镀锡层锡的纯度和锡层晶粒大小也将影响 锡层的耐腐蚀性。
2 （4）氧化膜 · 镀锡板表面的氧化膜有两种，一种是锡层本身氧化 形成的SnO和SnO2；另一种是镀锡板钝化处理形成 的含铬化合物钝化膜。 · SnO2是稳定的化合物，而SnO是不稳定的化合物， 所以两者的数量将影响镀锡板的耐腐蚀性。 · 含铬钝化膜使镀锡板的耐腐蚀性大大提高，且钝化 膜中含铬量越多，耐腐蚀性越好，可有效的抑制锡 氧化变黄，硫化变黑，但是钝化膜在pH＜5的环境 中容易脱落。 二、无锡薄钢板 （一）镀铬薄钢板TFS（tin of free steel） · 镀铬板是由钢基板、铬层、水合氧化铬层和油膜构成。 1、钢基板；2、铬层； 3、氧化铬层；4、油膜 （二）镀锌薄钢板（zincplate） · 是在低碳钢基板表面镀上一层0.2mm以上的锌层 构成的金属板材。 · 镀锡板主要用作大容量的包装桶。 （5）油膜 · 镀锡板表面的油膜将板与腐蚀性环境相隔开，防 止锡层氧化。 · 油膜在镀锡板的使用和制罐中起润滑剂作用，可 有效地防止加工、运输过程中的锡层擦伤破损， 导致镀锡板的腐蚀。 · 油膜也会对制罐加工、表面涂饰加工带来不利影 响。
镀铬薄钢板性能与使用 （1）机械性能 与镀锡钢板相差不大； （2）耐腐蚀性 有较好的耐腐蚀性，但比镀锡板稍 差。 （3）加工性能 镀铬板不能锡焊，制罐时接缝需采 用熔接或黏结。适宜用于制造罐底、盖和两片罐。 （4）价格便宜 镀铬板加涂料后具有的耐腐蚀性比 镀锡板高，价格便宜低10%左右，具有较好的经济 性，其使用量逐渐扩大。
（三）低碳薄钢板（low carbon steel plate）
· 低碳钢板是指含碳量＜0.25%、厚度为0.35- 4.0mm的普通碳素钢或优质碳素结构钢的钢板。 · 低碳成分决定了低碳钢板塑性性能好，易于成型 加工和接缝的焊接加工，制成容器有较好的强度 和刚性，而且价格便宜。 · 在钢板表面涂覆特殊涂料后用于灌装饮料或其他 产品，还可制成窄带用来捆扎纸箱、木箱或包装 件。
3 三 、铝质包装材料 (aluminum) · 铝 （aluminum）包装材料的包装性能优良，广泛 用于食品包装。 · 主要是铝合金薄板、铝箔和铝丝。 （7）较好的机械力学性能；强度不受低温影响，特 别适用于冷冻食品的包装。 （8）纯铝易于制成铝箔并可与纸、塑料膜复合，制 成具有良好综合包装性能的复合包装材料； （9）价格较高，包装废弃物可回收利用； （10）铝焊接性很差，容器制造采用黏接加工。 2、铝箔（AL foil） · 一种工业纯铝薄板经多次冷轧、退火加工制成的 金属箔材。 · 食品包装用铝箔厚度一般为0.05-0.07mm； · 与其他材料复合时铝箔厚度为0.03-0.05mm；铝箔 厚度＜0.015mm不能完全阻挡气、水的透过；铝 箔厚度≥0.015mm的气体透过系数为0。铝箔很容 （一）铝质包装材料一般包装特性 （1）质量轻：铝是轻金属密度为2.7g/cm³，约为钢 材的1/3； （2）良好的热性能：耐热、导热性能好； （3）优良的阻隔能力：阻气、汽、水、油、光； （4）具有银白金属光泽，易美化装饰； （5）良好的耐大气腐蚀性； （6）成型加工性好；
（二）铝质包装材料的种类及应用 1、铝薄板 · 将工业纯铝或铝合金制成厚度0.2mm以上的板材 称为铝薄板。 · 用于易拉罐、罐盖、易拉盖等。
铝箔复合膜的特性和用途 · 铝箔复合膜具有优良的耐蚀、阻透、光屏蔽、密 封性能，且强度好。 · 大量用于食品的真空、充气包装，如制成蒸煮 袋，制作多层复合袋，制软管，作泡罩包装的盖 材，制作杯、盒、盘的盖材，制成浅盘盒及制商 标等。 易受到机械损伤及腐蚀，所以铝箔较少单独使 用，通常与纸、塑料膜等材料复合使用 。
4 四、金属包装容器 包装用铝箔复合膜的组成与用途
2、金属罐的结构 罐按结构分为三片罐和两片罐。
两片罐 · 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，密封性比三片罐 好。
（一）金属罐的分类、结构及规格 1、金属罐（metal cans）的分类 · 食品包装用金属罐按所用材料、罐的结构和外形 及制罐工艺进行分类。 · 按罐是否有涂层分为素铁罐和涂料罐； · 按食用时开罐方法不同分为罐盖切开罐、易开盖 罐、罐身卷开罐等。
三片罐 · 由罐身、罐底和罐盖3部分组成，罐身有接缝，罐 身与罐盖、罐底卷封（二重卷边）。 · 大型罐的罐身有凸凹加强压圈，起增强罐身强度 和刚性作用。 · 罐底与罐盖的基本结构基本相同，其结构有盖钩 圆边、肩胛、外凸筋、斜坡、盖心和密封胶几部 分组成。罐盖有普通盖和易拉盖两种。
两片罐与三片罐相比的特点： · 1、两片罐只有一个封口、无侧缝，密封性好； · 2、无焊缝、无污染、表面光洁美观，且可减少接 缝 材料25%--30%； · 3、两片罐可整圆印刷装饰； · 4、重量轻、省材料、容易开口； · 5、两片罐更适于短时、高温杀菌； · 6、但两片罐的设备投资较大，约为三片罐的8倍
5 罐盖结构 三片罐结构 1. 2. 3. 4. 5. 6.
罐盖 罐身 罐身加强筋 罐身接缝 罐底 卷封边
3、罐型与规格 · 按形可分为：圆罐、冲底圆罐、方罐、冲底方 罐、椭圆罐、冲底椭圆罐、梯形罐和马蹄形罐。
2、金属桶 · 金属桶一般指容量较大的金属容器， 容积一般为30～200升。主要用于食 品原料及中间产品的贮 运，具有密封 性好、强度好、耐热、耐压、耐冲 击，包装可靠和可重复使用的优点。 · 金属桶可用镀锡板、镀锌板、低碳钢 板制成。其 中低碳钢板制桶因价格 低，使用量大。
（二）其他金属容器 1、金属软管 · 金属软管主要由铝质材料制成。 · 将铝料坯在挤压机经挤压模制成管状，加工管口 螺纹，再按需截取管长，然后退火软化，内壁喷 涂料、外表印刷制成空软管。 · 金属软管可进行高温杀菌，开启方便，再封性 好，可分批取用内装食品。 · 适用于果酱、果冻、调味品、蛋糕糖霜等半流体 黏稠食品的包装。
3、铝箔容器 · 是指以铝箔为主体材料制成的刚性、半刚性或软 性容器。具有质轻美观、阻隔、传热性好等包装 特性，即可耐高温杀菌，又可低温冷冻、冷藏， 加工性能好，可制成各种形状容器且易彩印。 · 铝箔容器包装还具有开启使用方便、用后易处理 等优点。 · 铝箔容器主要有皱襞铝箔容器、光壁铝箔容器和 铝箔复合膜蒸煮袋三种。
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