第四章 金属、玻璃、陶瓷包装材料及容器

不锈钢板
Tin—free steel
铝（Al）和铝箔（Al foil） 金属包装容器的种类： 刚性容器（以Fe 、 Al为基材板的桶罐） 软包装容器（以Al箔为主） 最显著的特点：能长期保存食品
优点：
1. 高强度： 良好的抗压、抗弯、韧性、硬度
2. 高阻隔性：可阻挡光、汽、气、水、油等；
3. 耐高低温：适应食品的冷热加工、高温杀菌及杀 菌后的急冷处理； 4.良好的装饰性：很容易装潢
b .锡层有连续性（加工和使用中的机械刮伤造成不连续）
铁溶出值（ISV）——指一定面积镀锡薄锡板在一定温度的酸 性溶液中所溶出的铁的克数，是锡层致密性指标。要求不超过 20kg/19.4m2（≤1μg/c㎡）
ISV↑耐腐蚀性差↓
c. 纯度高和锡层晶粒大小均匀
锡层的覆盖完整度、连续性、纯度及晶 粒大小都会影响镀锡板的耐腐蚀性
空罐在真空试验机上，在真空度为59985Pa （450mmHg）条件下，持续10min无泄漏 3）易开盖质量检查 对易开盖进行耐压强度、盖启破力、盖全开力、 开启可靠性等进行检查
紧密度TR=1－WR%，一般要求TR>50%
③ 接缝盖钩完整率（JR）——指外观突唇缺陷处盖钩 下垂程度对卷边密封性的影响。盖钩下垂度 ID=bh/CH（%）；盖钩完整率JR=1－ID（%）， JR值越大卷边密封性越好，一般要求JR>50%。
3. 其他项目检查
1） 空罐耐压性检查
空罐在一定的气、水内压作用下和一定的真空度 作用下不变形、不泄漏。铝质二片罐应能承受足够 的轴向压力 2） 空罐的检漏
①
②
③
④
⑤
冲拔成型过程
（三） 金属罐的质量检查
1. 质量检测的主要内容：
机械强度测试（跌落强度、耐压缩强度、 耐内应力强度、耐破强度、耐冲击强度） 化学测试（耐腐蚀能力）
密封性能测试（气密性试验、泄漏试验、 封口密封性检测等） 表面质量检测（漆膜附着力、涂层耐冲击 性、弯曲强度和外观等）
第四章 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 玻璃及其包装容器 第三节 陶瓷包装材料简介 本章的重点是： 马口铁、铝包装材料、金属罐及玻璃瓶罐
第一节 金属包装材料及容器
常用金属包装材料 金属包装容器
铝箔及真空镀铝软包装材料 其他金属包装容器
用于包装的金属材料： 马口铁 Tin plate；
影响镀锡板机械力学性能的因素：
① 钢基板的成分（含磷多的调质 度高）
② 钢基板所用钢材的冶炼、轧制方 法及质量 ③ 加工工艺（如制板加工中退火处 理、平整加工工艺及质量）
2）镀锡板的化学性能（耐腐蚀性）
与构成镀锡板每一结构层的耐腐蚀性有关
（1） 钢基板：
耐腐性能主要取决于钢基板的成分、非金属杂质的数量、表
面状况等
杂质多易受腐蚀（磷、硫、铜↑耐腐蚀性↓），可通过提高 钢材的冶炼质量，减少杂质，提高钢基板表面纯净度来提高 评价钢基板的耐腐蚀性指标： 酸浸时滞值（PLV）——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），
值越小，钢基板的耐腐蚀性越好
（2） 锡层：
要求：
a.完全覆盖钢基板的表面 的腐蚀； 针孔的存在有露铁点而加速镀锡板
（3） 锡铁合金层：
作用：提高镀锡板的耐腐蚀性
锡铁合金层连续性和致密度可用合 金一一锡电偶值（ATC）来表示， ATC值越小，连续性和致密度越好， 镀锡板的耐腐蚀性越好。一般 ATC≤0.05 μA/c㎡ ，最大不超过0.12 μA/c㎡
（4） 氧化膜：
① SnO2和SnO氧化膜(锡层本身氧化形成)
1. 按材质分类 马口铁罐、无锡板罐、铝罐 2. 按结构分类 （1）三片罐 罐盖、罐身与罐底 （2）二片罐 由盖和罐身与罐底为一体的 罐组成，密封保护性比三 片罐好 3.按开启方式分 4.按形状分圆罐
梯形罐
马蹄形罐
5.我国目前所使用的罐型规格系列
罐型分类： 金属罐按外形不同分为八类： 圆罐、冲底圆罐、 方罐、冲底方罐、椭圆罐、冲底椭圆罐、梯形罐、 马蹄形罐等 罐
缺点：
化学稳定性差（易被腐蚀、生锈）；一般需内涂保 护；重量大、价格偏高
一、 常用金属包装材料
（一）镀锡薄钢板（马口铁 Tinplate） 1. 马口铁金相结构
| 钢基板 | 锡铁合金属 | 锡层 | 氧化层 | 油膜层|
锡化学性质稳定，镀锡层对铁起到保护作用。故一 般食品可直接用马口铁罐包装，但 酸性食品或含硫 量较多的肉禽 ，鱼虾类食品与锡作用会产生 黑色硫 化物，故应进行内涂层保护
镀锡板各层的厚度、成分和性能
结构 名称 厚度 热浸镀锡板 20mg/㎡ 油膜 3~5mg/㎡ (单面) 1~3mg/㎡ （单面） 电镀锡板 2~5mg/㎡ 结构成分 热浸镀锡 板 棕榈油 电镀锡板 棉籽油或 癸二酸二 辛脂 包装性能特点
润滑和防锈
氧化 膜 锡层 锡铁 合金 层 钢基 板
氧化亚锡 氧化亚锡、 经化学处理生成， 氧化锡、 具有防锈、防变色 和防硫化斑作用 氧铬、金 属铬 纯锡 锡铁合金 结晶 低碳钢 纯锡 锡铁合金 结晶 低碳钢 美观、易焊、耐腐 蚀、无毒害 耐腐蚀、如过厚， 加工性和可焊性下 降 加工性能好、制罐 后具有必要的强度
用于制作大容量的包装桶
3.低碳薄钢板
指含碳量＜0.25%、厚度在0.35~0.4mm的 普通碳素钢或优质碳素钢的钢板
低碳薄钢板表面加涂料后用于灌装饮料或其他 食品的包装
（三）铝质包装材料
1. 铝合金的主要成分 铝合金——指含有Mn、Mg、Ca、Zn、 Fe、Si、Cr等微量元素的铝质材料 微量元素对铝包装材料的强度，硬度， 耐蚀性，加工使用性有较大的影响 性能(机械力学性能和化学性能)主要取 决于铝合金的类型
2）镀铬薄钢板的性能和使用
（1） 性能：
机械性能与镀锡板基本同，也用调质度 表示 耐腐蚀性比镀锡差，对弱酸、弱碱有很 好的抗蚀作用，但不能抗强酸、强碱 （2） 使用： 一般施加涂料后使用，加涂料的镀铬 板的耐腐蚀性比镀锡板好
2. 镀锌薄钢板
镀锌薄钢板是在钢基板的表面镀上一层厚约 0.02mm的锌层后所得到的金属板材
防水汽使镀锡板生锈； 起润滑作用；
3. 镀锡板的主要技术要求：
外观：
孔隙点，锈斑，露铁点，凹坑，边裂，折角等 镀锡量——表示镀锡层的厚度
用g/m2或标号表示；如#100表示1磅/1基准箱的镀锡 量（相当于11.2 g/m2），标号越大，镀锡层越厚 两面镀锡量不等的镀锡板，用两组数分别表示两面 的镀锡量；如 #100/#25即11.2/2.8g/m2 表示两面不同的 镀锡量
SnO2比SnO稳定 SnO2在100℃以下易形成且随温度升高数量增多
SnO在100℃以上易形成且随温度的升高而增多
可合理控制镀锡板的加工温度获得更多的SnO2以提 高耐腐性
② 含铬化合物钝化膜：
镀锡板钝化处理后产生，可大大提高锡板的耐腐性；
但在pH＜5的环境中易脱落
（5） 油膜： 作用： 防锡层被氧化发黄；
两面镀锡量相等的叫等厚镀锡板；两面镀锡量不等 的叫差厚镀锡板
4. 涂料镀锡板
镀锡板常常不能满足以下食品包装的需要
1）富含蛋白质的鱼、肉食品：高热蛋白质分解产生 硫化氢对镀锡罐壁产生腐蚀；形成流化铁，对食品产 生污染 2）高酸性食品：对罐壁腐蚀产生氢胀和穿孔 3）有色果蔬：罐壁溶出二价锡离子造成果蔬褪色 4）易出现金属味的食品
5（52mm）、6（65mm）、7（73mm）、8 （83mm）、9（99mm）、10（105mm）、15 （153mm）表示
三位数，后两位表示外高如539罐：内径为52.0mm 外高为39.0mm； 四位数，后三位表示外高如9121罐：内径为99.0mm 外高为121.0mm； 五位数，后三位表示外高如15267罐：内径为153.0mm 外高为267.00mm
其余罐型的罐号分别用三位数字表示，第一位为罐型编号，后 两位数表示该罐型不同尺寸规格的罐
（二）金属罐的制造
1. 三片罐的制造： 包括罐身、罐盖、 罐底制造，罐身与罐盖、罐底卷封及 空罐质量检查等 罐身纵缝加工方法：
高频电阻焊法； 压接法；
黏接法
采用高频电阻焊可 避免焊锡带来的铅、 锡等重金属对罐内食 品的污染，节省了锡 又提高了食品的卫生 安全性。 高频电阻焊的焊缝 平直、光滑，密封好 且强度高，焊缝重叠 宽度不超过1mm， 焊缝厚度薄，便于翻 边、缩颈和卷封
（2） 卷边外观的检查
外观应该平整、光滑、 不允许有波纹、折叠、 缺口、切罐、突唇、牙 齿、假卷、断封及密封 胶挤出等现象
（3） 二重卷边的密封性检测
对二重卷边进行解剖检测并用叠接率、 紧密度、接缝盖钩完整率等指标确定卷边 的密封性 ① 叠接率（OR）——指卷边盖钩和身钩 相互重叠的程度
BH CH 1.1t c W OR 100% W (2.6t c 1.1t b )
要求：OR＞50%， OR越高密封性越好
② 紧密度（TR）——指卷边的盖钩和身钩紧密接合 的程度。常因盖钩出现皱纹而影响TR。盖钩出现皱 纹的程度用皱纹度
WH WR (%) CH
表示。
皱纹长度 盖钩长度
皱纹度分为四个等级：
0级——基本无皱纹，卷边密封性高； 1级——WR<25%，密封性一般； 2级——WR=25~50%，卷边较松； 3级——WR>50%，卷边松，易渗漏。
罐型 圆罐 冲底圆罐 方罐 冲底方罐 编号 按外径外高排列 200 300 400
型
编
罐型
号
编号 500 600 700 800
椭圆罐 冲底椭圆罐 梯形罐 马蹄形罐等
金属罐规格、尺寸、大小系列化并以统一的编号表 示。圆罐规格用国际通用标准，用罐内径、外高表示 其系列 内径规格为罐号开头的1~2位，分别用