包装材料(金属)

马口铁基板
镀锡薄钢板的分类
镀锡工艺
热浸镀锡板 电镀锡板
镀锡量 涂料施涂
等厚镀锡板 差厚镀锡板 涂料铁 电素铁
镀锡薄钢板的结构
由钢基板, 锡铁合金层, 锡 层, 氧化膜和油膜组成.
马口铁各层结构示意图
镀锡板各组分的成分和性能
结构名称 油膜
热浸镀锡 板厚度
20mg/m2
电镀锡板 热浸镀锡 厚度 板成分
常用金属包装容器类型 金属罐 金属箱 金属桶 金属盒 金属软管 金属箔制品
一、 金属罐 用金属薄板制成的容量较小的容器。 （GB13040 - 91）
通常金属罐壁厚小于 0.5 mm， 容量小于20升。
金属罐的种类
按形状分： 圆罐，方罐，椭圆罐，扁罐， 异型罐；
按材料分：低碳薄钢板罐，镀锡铁皮罐， 镀铬铁皮罐，铝罐；
镀锌薄钢板的主要用途
主要用于制造较大容量的桶，盛装 中性食品及其原料；
可用于盛装粉状物品、油类和油漆等 浆状及液体物料。
优点:
第三节 铝质包装材料
铝质包装材料的性能： 质轻、无毒无味； 具有优良的加工性； 有独特的光泽，适印性和装饰效果； 热传导率高； 阻隔性好； 可回收利用； 能与其它材料制成复合材料。
包装的生产加工与使用
三片粘接罐罐身制造工艺
优点： 不用焊锡，对罐内食品不产生污染 用无锡板，工艺简单，制罐成本低 因为它无焊缝，印刷时可满版印刷
包装的生产加工与使用
三片粘接罐罐身的粘接与制造过程：
粘合：
镀铬板
涂料、印刷、切板
涂布尼龙黏接剂
热合
制罐： 切好罐身板
切角
成圈
罐身粘接
压平急冷
L1, L2, L3 适合制作喷雾罐，金属软管； L5-1 适合制作防盗盖； LF21 适合制作低内压罐的易拉盖，拉环； LF1，LF2 适合制作两片罐。
铝合金薄板性能及影响因素
机械性能
化学成分 生产方法
轧制工艺 退火处理
耐蚀性
铝的纯度 铝合金的晶粒度
优点:
二、 铝箔
性能特点：
遮光性好； 对气体的阻隔性好； 高温和低温时的形状稳定性好； 易于加工； 无毒无味； 可回收利用。
耐腐蚀性差； 强度较低，刚性较差； 焊接性能差。
缺点
包装用铝材的分类
按材质 按厚度
纯铝 强度、硬度低
延展性好，用于生产铝箔
铝合金 板材 箔材
强度、硬度高，铝容器
耐腐蚀性下降
0.2 mm
一、铝合金薄板 为了改善工业纯铝的强度和硬度，加入一 种或几种其它元素组成铝合金，铝合金的强 度和硬度明显提高。
第四章 金属包装材料
基本要求
掌握金属包装材料的性能及分类 掌握常用金属包装材料的特性及应用 理解金属包装罐的类型及制作工艺 了解金属软管、金属桶等包装容器的制作
工艺
第一节金属包装材料的特点与分类
金属包装材料定义 被压延成薄片，用于商品包装的金属材料
食品罐
易拉罐
喷雾剂罐
优点:
一、金属包装材料的特点
铝箔
缺点
软质铝箔不能承受载荷； 耐折叠性差； 无封缄性； 易起皱，易形成针孔。
铝箔
铝箔的类型
按纯度分： 普通铝箔和高纯度铝箔 按硬度分： 软质铝箔和硬质铝箔
按形状分： 卷料和片料 按用途分： 单独使用的铝箔和复合用铝箔
铝箔的表面加工 ⑴ 贴合加工 ⑵ 着色加工 ⑶ 印刷加工 ⑷ 压花加工
第四节 金属包装容器
镀锌钢板各层结构示意图
镀锌薄钢板的规格
镀锌板的厚度(mm)：0.44, 0.50, 0.57, 0.63, 0.70, 0.76, 0.82, 0.88。
镀锌板的幅面尺寸(mm)：1800× 900
镀锌薄钢板的主要特点
强度性能与镀锡板、镀铬板基本相同； 塑性与镀锡板、镀铬板基本相同； 耐蚀性不如镀锡板、镀铬板； 锌的表面能自然生成氧化锌薄膜, 由于氧 化锌薄膜的存在, 能保护内部的锌和钢板 免遭腐蚀； 采用缝焊工艺或粘接工艺。
镀锡薄钢板的规格尺寸
罐头空罐:厚度一般 在0.15-0.30mm之 间 最常用厚度为0.2, 0.23,0.25,0.28 四种规格
镀锡板长度和 宽度: 我国目 前使用较多的 有714*510mm 和827*730mm.
镀锡薄钢板发展趋势
以低镀锡量代替高镀锡量； 如：以电镀锡代替热镀锡；采用差厚镀锡 板；研制低锡铁；研制无锡钢板；采用施 涂料后的的黑铁皮等。 提高钢基板的强度，以降低镀锡板的厚度。
18公升罐： 用来包装食用油、涂料、煤油、 化学试剂。材料一般使用镀锡铁 皮；
喷雾罐： 用于盛装喷雾产品的一次性使用的 耐压不透气罐，用于医疗、防治农 作物病虫害 、 化妆品、杀虫剂等。 可由镀锡铁皮、不锈钢、铝合金 薄板制作。
三片罐：由罐身、罐底、罐盖三部分组成， 罐身有接缝。按照接缝工艺不同， 分为锡焊罐、缝焊罐和粘接罐
氧化锡 氧化铬 金属铬 纯锡 锡铁合金结晶
低碳钢
性能特点
润滑和防锈
电镀锡板表面钝化膜是经 化学处理生成的,具有防锈
防变色和防硫化作用
美观,易焊,耐腐蚀且无毒害 耐腐蚀,如过厚加工性和 可焊性不良 加工性良好,制罐后具有 必要的强度
镀锡薄钢板性能 ⑴ 机械性能 ⑵ 耐蚀性能 ⑶ 表面性能
涂饰性 锡焊性
按材质分类
钢系: 主要有低碳薄钢板, 镀锡薄钢板,镀铬薄
钢板,镀锌薄钢板等
铝系:主要有铝合金薄板 和铝箔
按材料厚度分类
板材：厚度大于或等于 0.2mm
箔材：厚度小于0.2mm
三、 金属包装材料的用途
板材
用于运输包装，制造金属桶、 集装箱、捆扎材料等；
用于销售包装，制造金属罐、金属 盒等。
箔材：用于制造商品包装、复合材料的组分 等。
第二节 钢制包装材料
一、 低碳薄钢板（黑铁皮） 无镀层的钢板，含碳量小于 0.25%。 含碳量增加会引起材料的弯曲性、延展性减 弱，对加工成型不利。
分类:
热轧低碳薄钢板 冷轧低碳薄钢板
低碳薄钢板在 0.25 - 2 mm范围内， 规格: 有 23 个不同的厚度规格, 宽度范围
为 500 - 1500 mm。
四、 镀锌薄钢板 镀锌薄钢板简称镀锌板,俗称白铁皮。是 在低碳薄钢板上镀一层厚 0.02 mm 以上的 锌作为防护层,钢板的防腐蚀能力因而大大 提高
白铁桶
镀锌薄钢板的分类
热镀锌板：镀锌层厚,钢板防
镀锌工艺
腐蚀能力强;
电镀锌板：镀锌层较薄。
镀锌板的结构
由钢基板、锌铁合金层、 锌层和氧化层组成.
副添加元素 Cr：能细化晶粒，提高强度和耐腐蚀性 能，添加量一般小于0.5%。 Ni: 可提高合金的耐热性和耐磨性，添 加量一般为1% - 3% 。 Pb 和 Bi：可提高切削性能， Pb 和 Bi 通常同时加入。 Ca：能与铝中的杂质结合，起到纯化铝 的作用，提高铝的耐腐蚀性能
Ti：可细化晶粒
圆型罐锡焊自动生产线的生产工艺流程：
锡焊圆罐自动化生产线的工艺过程示意图
.三片缝焊罐罐身包的装生的产生工产艺加工与使用
焊接罐：既是用焊件接触电 阻通电产生热并施加压力来进 行焊接，也称为电阻焊（主要 用于镀铬和镀锡板及黑铁皮）
焊接的原理及生产过程：
焊接时，将罐身要焊接的两边金属重 叠在一起，置于两个连续转动的滚轮电 极之间，然后通电加压，靠电阻生热， 使两滚轮之间,被焊金属近于熔化（约 1200℃）。在两滚轮的压力下，两重叠 金属的某部分连成一体构成了焊点，使 两重叠的金属牢固地结合在一起。生产 中整个金属板重叠焊缝处在滚轮旋转带 动下连续前进，无数焊点连成了焊缝。
用途：
集装箱 钢箱 钢桶
钢制金属罐
运输包装用 金属容器
低碳薄钢板特点： 强度高； 遮光性强； 耐热性和耐寒性好； 易于印刷装饰； 热传导性好； 塑性好； 成型性能好； 焊接性能好。
二、镀锡薄钢板
镀锡薄钢板，简称镀锡板，也叫马口铁， 是两面镀有纯锡的低碳薄钢板。
它是制罐的主要材料， 大量用于罐头食品、 饮料工业，也用来制 作其他包装容器
金属桶的材料选用 根据金属桶的用途、性能和制造工艺，
防止产生孔眼
有一定耐腐蚀性,但比纯锡 差
加工性良好,制罐后具有 必要的强度
镀铬薄钢板的主要特点
强度性能与镀锡板相同； 塑性与镀锡板相同； 耐蚀性不如镀锡板； 对有机涂料的附着性是镀锡板的3~6倍； 镀铬层较薄，韧性较差； 焊接工艺与镀锡板不同；
镀铬薄钢板主要用途
用于腐蚀性较小的啤酒罐和饮料罐； 经内外涂饰后用于冲拔罐和食品罐的 底和盖
按开启方法分：普通罐，易开罐；
按结构和加工工艺分：两片罐，三片罐； 按用途分：食品罐，通用罐，18公升罐，
喷雾罐。
马口铁罐
常用金属罐介绍
食品罐：用于制作罐头，是完全密封的罐， 需加热灭菌。
通用罐：不包括罐头在内的用于包装糕点、 茶叶等食品的金属罐，以及包装药 品和化妆品等的金属罐。可能是密 封的，但不需要加热灭菌。
四、 常用金属包装材料的主要特点
钢材
❖ 资源丰富,生产成本较低,在金属包装材料中用量
居首位；
❖ 具有良好的综合机械性能和一定的耐腐蚀性； ❖ 低碳薄钢板进行镀锡、镀铬、镀铝、镀锌及
施涂适宜的涂料等处理,可提高耐蚀性.
铝材
❖ 重量轻,无毒无味,美观,加工性能好,表面具有光
泽;
❖ 表面能生成一层致密的氧化铝薄膜; ❖ 在酸、碱、盐介质中易腐蚀; ❖ 强度比钢低,生产成本比钢高,约为钢的五倍.
镀铬板制作的二片罐
TFS各层结构示意图
镀铬板各组分的成分和性能
结构名称 油膜
厚度 22mg/m2
水合氧化铬 以每平方米氧
层
化层中铬量表
示5-27mg/m2
金属铬层 32.3-140g/m2
钢基板
制罐用0.2 ~0.3mm
成分 癸二ห้องสมุดไป่ตู้二辛酯
水合氧化铬
金属铬 低碳钢
性能特点 润滑和防锈
保护金属铬层 便于涂料和印铁
烘干
喷内涂料
封底
翻边
包装的生产加工与使用
三片罐罐身压合法示意图：
1—黏合剂 2—涂膜 3—罐身薄板
两片罐：由与罐身连在一起的罐底加上 罐盖两部分组成，罐身无接缝。 按照加工工艺不同，分为拉伸 罐、变薄拉伸罐
二次拉深原理图：
1—凸模 2—凹模 3—压边圈
变薄拉深原理：
变薄拉深：就是将前面讲的经拉深成杯形件， 再置于一个能使罐壁更薄一点的模具环形间 隙中，使罐壁变薄，高度增加，但内径d，底 部厚度E基本不变。
2~5mg/m2 棕榈油
氧化膜 3~5mg/cm2 1~3mg/cm2 氧化亚锡
单面
单面
锡层 22.4~44.8/g/m2 5.6~22.41g/m2 纯锡 锡铁合金层 5g/m2 少于1g/m2 锡铁合金
结晶 钢基板 制罐用0.2 制罐用0.2 低碳钢
~0.3mm 0.3mm
电镀锡板 成分
棉籽油或葵 二酸二辛酯 氧化亚锡
铝合金薄板的表示方法 我国采用汉语拼音加顺序号表示铝合金牌 号。
工业纯铝（L1, L2, L3……)； 防锈铝（LF1, LF2, LF3……)； 硬铝（LY1, LY2……)。
每种牌号有其规定的化学成分。
铝合金薄板的用途 包装工业采用防锈铝制罐； 对罐的抗压强度要求高时，使用防锈铝LF2。 对罐的抗压强度要求一般时，使用防锈铝LF2
在冲压机上一次水平行程中完成三道变 薄拉伸及成品：
二、金属桶
用较厚的金属薄板（大于 0.5mm）制成的 容量较大（大于20升）的容器。
金属桶主要用于大、中型运输包装。 金属桶的种类
按形状分： 圆桶、方桶、椭圆桶等； 按材质分：钢桶、铝桶、不锈钢桶等；
按桶口分： 闭口桶、全开口桶；
按钢桶材料厚度分：轻型、次中型、 中型、重型桶；
优良的机械性能； 优良的综合防护性能； 优良的加工性能； 具有特殊的金属光泽，便于印刷； 资源丰富，成本低，加工能耗低。
缺点
耐腐蚀性差，易生锈；
金属及焊料中的 Pb, As等易渗入 食品中, 污染食品, 金属离子还会影
响食品的风味;
金属容器内壁涂料有时会影响食品 的质量。
二、 金属包装材料的分类：
镀锡薄钢板的主要用途：
三片罐 喷雾罐 化妆品罐 封闭盖、皇冠盖 涂料及化工产品容器 二片罐
三、 镀铬薄钢板
镀铬薄钢板，也叫镀铬板，简称TFS， 是两面镀有铬的低碳薄钢板。
镀铬薄钢板是为了节省用锡而发展起来 的一种镀锡板的代用材料，价格约比镀锡 板低10%
镀铬薄钢板
镀铬薄钢板的结构
由钢基板、金属铬层、水 合氧化铬层和油膜组成
包装用铝合金薄板为铝镁合金和铝锰合金。
铝合金板
铝合金薄板的化学成分 主添加元素
Mn：能提高强度, 但加工性和耐腐蚀性能 降低，添加量一般小于2.0%。
Mg：能提高强度, 但加工性和耐腐蚀性能 降低，添加量一般小于5.0%。
Cu：能提高强度, 但加工性和耐腐蚀性能 降低，添加量一般为 3.0%-5.0%。