食品包装学 第四章 金属、玻璃包装容器及制品

保护金属铬层，便于涂料和 印铁，防止产生孔眼 32.3～140mg/m² 有一定腐蚀性，但比纯锡差 制罐用0.2～0.3mm 提供板材必须的强度，加工 性良好
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。 使用镀铬板时特别要注意剪段口极易腐蚀，必 须加涂料以完全覆盖。 （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。
缺点：化学稳定性差，不耐酸碱腐蚀；
价格较贵；重量较大。
食品包装常用金属材料主要分两类
1、钢基包装材料
镀锡钢板(马口铁) 、镀铬薄钢板（无锡钢板）、
镀锌板（白铁皮） 、涂料板、不锈钢板。 2、铝质包装材料 铝合金薄板、铝箔、铝丝等。
一、镀锡薄钢板
(一)、镀锡薄钢板（马口铁 tinplate））
（1）制造：
（5）良好的耐蚀性；
（6）成型加工性好；
铝对各种食品的耐腐蚀性
食品种类
啤酒水
耐蚀性
○ ●～○A ●，○A ●，○A ○～△，○A △，○A ●～△，○A ○，○H ●○～△, ○
食品种类
食用油 脂肪 牛乳 奶油 盐 酱油 醋 发酵粉 巧克力
（三）玻璃容器的选用
1、小口瓶（细口瓶） 小口瓶是酒类、液体调味品常用的包装容器。（充气 酒瓶和不充气酒瓶）。 封盖有皇冠盖（压盖）、螺旋盖 和滚压盖等。 2、罐头瓶 罐头瓶是较矮胖的大口瓶，用于包装在空气中易腐败、 密封后必须加热杀菌的食品，如水果罐头。 3、四旋瓶 它是一种容易启闭且密封较好的大口罐头瓶，常用于 各种酱菜、果酱包装。四旋瓶瓶口通过四头不连续的螺纹 与罐盖密封，需开启时只要转1/4圈便可拧下盖子。盖子 用马口铁制造，盖沟内注入了聚氯乙烯胶可加强密封性。
5、原料来源丰富
原料价格便宜，具有再回收利用的特点。废弃玻璃可 回炉焙炼，再成型玻璃制品。
二、玻璃容器的结构及制造
（一）玻璃容器的制造
1、配料（按照要求选用）
2、熔制（500～1600℃，硅酸盐
形成-玻璃形成-澄清-均匀-冷 却五各阶段）
3、成型（模制成型：吹-吹法、 压-吹法、压制法；管制成型）
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。 主要是铝合金薄板和铝箔。
（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；
（三）低碳薄钢板（low carbon sheet）
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。
0.20 0.30
玻璃的种类：
钠钙玻璃：包装容器的玻璃瓶
铅玻璃：光学玻璃（日光灯管）
硼玻璃：医用注射玻璃瓶及玻璃管
玻璃包装容器的优点：
1、无毒无味、化学稳定性极好；
2、光亮透明、阻隔性极好、不透气；
3、价格便宜，成型性好，可回收利用；
4、耐热、耐压、耐高温杀菌。
缺点：重量大，运输成本高；
耐蚀性
○ ○ ○，○H ○ ●～△ ●～△ ○ ○ ○B
注： ○—不被腐蚀； ●—稍被侵蚀，但可使用； △—被侵蚀；○A—阴极氧 化时不被侵蚀； ○H —加热也不被腐蚀； ○B—沸点以上不被腐蚀；
（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。
第四章
玻璃、金属及陶瓷包装容器及制品
第一节
玻璃及其包装容器
玻璃由石英石（主要组分）、纯碱（碳酸钠， 助溶剂）、石灰石（碳酸钙，稳定剂）、及碎 玻璃等为主要原料，经高温炉（约1400～1600℃） 熔融、凝固而成的非晶体材料。
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一、瓶罐玻璃的化学组成及包装特性
（一）瓶罐玻璃的化学组成
用于食品包装的瓶罐玻璃是钠-钙-硅系 玻璃，主要成分为： SiO2 （60%～75%）， Na2O （8%～45%）， CaO （7%～16%）， Al2O3 （2%～8%）， MgO （1%～4%）。
铝箔很容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。
铝箔复合膜的特性
⑴优异的光学性能 ⑵高阻隔性能 ⑶机械力学性能 ⑷耐热、耐寒性 ⑸化学性能
包装用铝箔复合膜的组成与用途
4、退火（600～500 ℃）
5、瓶罐的二次加工（烧口、研磨、抛光、 印花钢化等等） 6、检验 成品
（二）玻璃容器的结构
1 、瓶口 包括封面封口突起、瓶口环、瓶口 合缝线和瓶口与瓶身接缝线几部分； 2 、瓶身 包括瓶颈、瓶肩、侧壁、瓶根部、 瓶身合缝等部分。 3 、瓶底 包括瓶底座和瓶底瓶身合缝。瓶底 座端面为环形平面，瓶底向内凹成曲面， 使瓶可更好地承受内压。
镀铬薄钢板特性：
优点：
阻隔性好（阻气、阻光、阻油、 阻水蒸汽），无异味，无毒性，表 面易装饰，再循环利用好。
不足： 耐酸、碱性较差；无磁性；无锡 焊性；强度较低。
（二）镀锌薄钢板（zinked sheet）
是在低碳钢基板表面镀上一层0.2mm以上 的锌构成的金属板材。 镀锡板主要用作大容量的包装桶。
低碳薄钢板（C<0.13%）→轧制（2mm厚的钢带）→酸洗→ 冷轧→电解清洗→退火→平整→剪边加工→清洗→电镀→ 软熔→钝化处理→涂油→剪切→镀锡薄钢板。 （2）组成： 钢基板、锡铁合金层、氧化膜和油膜组成。
镀锡薄钢板结构组成
（二） 镀锡薄钢板的性能与使用
T50 可塑性好，用于拉伸容器如拉伸罐罐身。 T52 拉伸性能中等，稍有刚性 用于盖、圆环、螺旋 盖、一次拉伸罐 T57 刚性好，可用于大直径瓶盖、 皇冠盖。 T61 刚性稍高，可用于较大容器罐身、罐盖、罐底。 T65 刚性高，可用于三片罐的罐身、罐盖、罐底。 T70 刚性很强，用于罐底、 盖。
7、玻璃瓶的二次封口
第二节
金属包装材料与容器
金属包装材料的优良性能： 1、金属强度高，机械性能优良；抗拉、抗压、抗弯、韧性及硬 度 2、高阻隔性能；阻隔气、汽、水、油、光的透过 3、容器成型加工工艺性好； 4、环境适应性好；良好的耐热、耐寒特性, 导热性好. 5、表面装饰性好； 6、包装废弃物易回收处理。
（三） 镀锡板的主要技术规格
镀锡板的尺寸和厚度规格 板宽系列为775、800、875、900、950、 1000、1025、1050， 板长一般与板宽差200mm 内任意选用。 镀锡板厚度及厚度偏差对制罐加工及容 器使用有重要影响。
如板厚偏差大制罐困难，卷边、接缝质量 不易保证； 板较厚罐头加热杀菌，罐盖强度大使热膨 胀圈不起作用； 板较薄则强度差，刚性小，杀菌冷却时易 凹陷，易发生瘪罐。 我国规定板厚系列为0.2、0.23、0.25、 0.28且板厚偏差一般不超过0.015mm。
主要制造工序：
钢板轧制→电解清洗→退火→平整清洗→电镀铬 →钝化处理→清洗干燥→涂油→成品。
镀铬板的结构
镀铬板的结构是由钢基板、金属铬层、水合氧 化铬层和油膜构成。
镀铬板各层厚度、成分及性能特点
各层成分 油膜 水合氧化铬层 金属铬层 钢基板 成分 葵二酸二辛酯 水合氧化铬 金属铬 低碳钢 厚度 22mg/m² 7.5～27mg/m² 性能特点 防锈、润滑
国外常用镀锡板性能与使用
生产 方法 ISO国际标准 类别 HR30T T50 一次 冷轧 ≤52 美国AISI标 准 类别 HR30T T1 T2 T3 T4 ≤52 50～60 54～60 58～64 日本JIS标 准 类别 HR30T T-1 49±3 T-2 53±3 T-3 57±3 T-4 61±3 抗拉强 度 （MPa） 330 350 370 415 性能及使用 可塑性好，适于深度拉伸或多次拉伸或多 次性拉伸容器。 拉伸性能中等，稍有刚性。一般用于盖、 圆环、螺旋盖，一次性拉伸罐。 一般用途，用于拉伸三片罐罐身、罐头底 盖、大直径罐盖，王冠盖。 一般用途，刚性稍高，刚性好，较大容器 三片罐罐身、罐底盖 刚性高，刚性好的三片罐罐身、罐底、盖 刚性很强，啤酒或充气饮料罐罐底、盖
（四） 镀锡板的分类及代号
镀锡板的分类及代号
分类方法 按镀锡量 按硬度等级 按表面状况 按钝化方式 按涂油量 按表面质量 类别 等厚镀锡E1 E2 E3 E4 差厚镀锡D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 T50 T52 T61 T65 T70 光面\石纹面\麻面 低铬钝化\化学钝化\阳极电化学钝化 轻涂油\重涂油 一组\二组 G\S\M L\H\Y Q\Z Ⅰ \Ⅱ 符号
各种高度不同的易拉罐
2、铝箔（AL foil）
是一种工业纯铝薄板经多次冷轧、退火加工制 成的金属箔材。 （1）食品包装用铝箔厚度一般为0.05～0.07mm； （2）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；
四、玻璃容器的发展
（一）轻量瓶 1、材质要求 2、颜色选用
1、形状结构设计 2、表面设计与装饰
（二）强化瓶和强化措施
1、物理强化——玻璃容器的钢化处理淬火处理 2、化学强化——化学钢化处理 3、表面涂层强化 4、高分子表面强化
（三）瓶罐的封合