金属包装材料的优 势及运用
 

金属包装材料的优 势及运用

钢材

   1.低碳薄钢板

   金属学中把含碳量 小于0.25%的铁碳合金叫做低碳钢,用低碳钢制作的薄钢板称为低碳薄钢板 。低碳薄钢板 是由钢锭或连续铸造钢材经轧制而成的。按轧制方法不同可把低碳薄钢板 分为热轧低碳薄钢板 和冷轧低碳薄钢板 两类。它可以作为生产镀锡薄钢板和非镀锡薄钢板的原板 ;也可以直接制造金 属包装容器,如集装箱、普通钢桶等;也可用作捆扎材料 。用它制成的容器具有更大的强度和刚度,并具有成本低廉、加工性能好等优点。

   我国用于制造金属包装容器的低碳薄钢板 有普通碳素结构钢低碳薄钢板 和优质碳素结构钢低碳薄钢板 。当金属包装容器的机械性能要求不高,且不需要经受深冲压时,可选用普通碳素结构钢低碳薄钢板 。当金属包装容器的机械性能要求较高时,可选用优质碳素结构钢低碳薄钢板 。制造金属包装容器的低碳薄钢板 的含碳量一般在0.05%~0.22%之间。

   2.马口铁

   马口铁是电镀锡薄 钢板的俗称,英文缩写为SPTE,是指两面镀有商业纯锡的冷轧低碳薄钢板 或钢带,又叫镀锡铁。锡主要起防止腐蚀与生锈的作用。它将钢的强度和成型性与锡的耐蚀性、锡焊性和美观的外表结合于一种材料之中,具有耐腐蚀、无毒、强度高、延展性好的特性。马口铁早期称洋 铁(Tin Plate),因为中国第一批 洋铁是于清代中叶自澳门进口,澳门当时音译“马口”,故中国人一般称之为“马口铁”。

   镀锡板的特性,因 镀锡方法、镀层厚度和表面处理方法的不同而异。但对特性有本质影响的,乃是镀锡原板的成分。镀锡原板的化学成分见表1。镀锡板是由钢基 板、锡铁合金层、锡层、氧化膜和油膜五层构成,值得注意的是在钢基板与锡层之间产生了一层锡铁合金。这是在钢板上镀锡后进行软熔处理和钝化处理而产生的,它不仅具有媒介作用,使锡牢固地附着于钢板表面,而且还可使 锡层光亮,补偿镀锡层存在的孔隙,提高钢板耐腐蚀性。一般来说,镀锡层的厚度为0.5~2.0μm,热镀锡方法的锡 层厚度大于电镀锡方法的锡层厚度。尽管上面的锡层很薄,但它是非常有用的“外衣”。铁皮穿上了这件外衣,不仅美观,而且拥有了很多优良的特性。锡的化学性质十分稳定,它与水不会发生化学反应,即使让它长期与潮湿空 气接触,也只会在它的表面逐渐形成一层密密的氧化物薄膜,这层薄膜能防止锡的继续氧化,这正是镀锡铁皮抗腐蚀的原因。

   金属包装主要以马 口铁片为原料,马口铁片以日本、韩国、台湾等地的质量为上乘,因为马口铁片质地柔软又富弹性,便于塑造不同的形状。一般用马口铁包装的商品以高档市场为目标,世界马口铁包装的主要消费市场在欧美。马口铁盒主要用于 食品的包装,其他则用于酒类、巧克力和茶叶的包装,其次烟草业的市场亦很庞大,因为这类产品需要密封的马口铁盒包装。

   3.无锡钢板

   镀铬薄钢板简称镀 铬板,系无锡钢板,是由于金属锡资源少、成本偏高而研制的新型制罐材料。美国、欧洲和日本都有越来越多的应用,取代部分镀锡板用材。铬是一种坚硬、带银白色光泽的金属,硬度、耐磨性、基体结合性都很好,耐热性也较 高。镀铬板采用的原板和镀锡板是一样的,都是低碳结构薄钢板,但镀铬层很薄(<1.3μm),其工艺和镀锡板 相同。因此一般原有镀锡生产线只需略加改造,加装镀铬槽就可实现镀锡或镀铬两用。镀铬板的结构有4层:钢基板、金属 铬层、水合氧化铬层和油膜。镀铬板耐蚀性虽比不上镀锡板,却也有一定的耐蚀性,用于弱酸性食品的包装还是适合的。这类食品在国际市场用量很大,如肉、鱼、禽、乳制品、蔬菜、胡萝卜、豌豆、甜菜、土豆以及各种饮料、 汤类等。目前镀铬钢板在国内主要用于制作啤酒瓶盖,饮料及中性食品罐涂料盖,作食品罐还很少。

   4.白铁皮

   镀锌薄钢板又称白 铁皮,是制桶(罐)的材料之一,主要 用于制造工业产品包装容器。它是在酸洗薄钢板后,经过热浸镀锌处理,使钢板表面镀上厚度为0.02mm以上的锌保护层。 因为锌的电极电位比铁低,化学性质比较活泼,在空气中能很快生成一层氧化锌薄膜,这层氧化锌薄膜非常致密,保护了里面的锌和钢板不受腐蚀,即使擦破了镀锌层,由于锌先发生氧化而保护了铁,这样大大提高了钢板的耐腐 蚀性能。用镀锌板制成容器后,就不必再进行表面防腐处理,因此,镀锌薄钢板被广泛用来制作金属包装容器,这种容器强度高、密封性能好,是工业产品包装中应用较多的包装材料。

   镀锌钢板,俗称白铁皮,是表面镀锌的低碳薄钢板 。镀锌层是保护性镀层,可以保护钢板在使用过程中免受大气的腐蚀。镀锌层一般都要经过钝化处理,在铬酸或铬酸盐溶液中钝化后所形成的钝化膜不易与潮湿空气作用,防腐能力较强。但锌易溶 于酸或碱,且易与硫化物反应,所以不适于包装呈酸性、碱性或硫化物的产品。

   5.涂层钢板

   涂层钢板,即有机 涂层钢板,是指有机涂料涂敷于钢板表面获得的涂装金属材料。此类涂层钢板在制作成各类包装产品后无须再进行涂装工序,所以又常将涂层钢板归为预涂层钢板。据有关专家估计,涂层钢板将广泛用于金属包装行业,以取代目 前金属包装产品在生产过程中涂装的落后生产工艺。涂层钢板兼有有机聚合物与钢板两者的优点,既有有机聚合物的良好着色性、成型性、耐蚀性,又有钢板的高强度和易加工性,能很容易地进行冲裁、弯曲、深冲、焊接等加工 。

   在近年的欧洲包装 竞赛中,获得最佳奖的均是金属罐,它采用易开盖和普通的厚度为0.17mm钢板基材,在其表 面涂装聚合物涂料而组成的包装钢板。生产商认为,也可以使用撕离盖,而且在蒸煮罐头时不必排气。这种方罐比圆形包装少占20%的空间,轴向承载 能力为2kN,完全在常规金属 罐的性能范围之内,并且罐身的4个侧面可以印刷高 质量的图案。

   英国卡瑞斯公司几 年前向市场投放了一种最新的装饰性钢板,这种材料由氧化铬电镀钢板及其表面的几层聚合物涂料膜组成,目前已在欧洲得到了应用。这种聚合物喷涂材料有几层复合薄膜,可以金属化,并能够印上全息商标。它有保护层,有利 于印刷。由于整个工艺是在平面上进行的,因此该系列装饰性钢板不适合于拉伸罐,但是对装饰容器、易开盖、拧断盖、皇冠盖、复合罐端盖和三片罐者是理想的材料。该材料表面光洁亮丽,一经问世就打开了马口铁容器市场。

   英国的弗瑞莱特公 司是最有名的聚合物涂覆钢材供应商,其产品已在市场上销售了好几年。把聚合物薄膜胶结到钢板的表面时,须把材料熔融并急剧冷却,以便制作阻隔性好、抗腐蚀性强和引人注目的包装。还有一种新型的涂覆工艺是把树脂直接 挤压到钢板上,目前已用于食品罐的生产。

   6.覆膜铁

   通过熔融法或黏合 法,将塑料薄膜复合在冷轧薄钢板上制成的复合材料称为“覆膜铁”(Laminated Steel),相对涂料铁,也 可称为“涂塑铁”。这类复合材料10多年前已在家电、 装饰材料上得到普遍使用。但在印铁制罐行业上得到应用还是近几年开始兴起的。

   覆膜铁的耐冲、耐 腐蚀性是涂料铁所不能比拟的。因为是塑料薄膜的复合板。也就是说,涂料铁存在耐腐蚀性和附着力的矛盾,而对于覆膜铁而言就轻易解决了,这对番茄酱罐、二片罐的包装来说,覆膜铁是理想的材料。由于覆膜铁是一种兼有塑 料薄膜和金属板材双重特点的金属材料。因此,一般情况下,不必用马口铁作底材去生产覆膜铁,这在当前马口铁价格暴涨的形势下,采用冷轧板覆膜,其成本优势是显而易见的。覆膜铁的生产无大量溶剂废气排出,而且成膜温 度也只有70℃左右,所以,其 生产成本也大大低于涂料铁。

   铝材

   铝是一种资源丰富 的白色轻金属,全世界的铝产量仅次于钢铁。它在包装工业中的应用在有色金属中占首位。近年来,铝在包装方面用量越来越大,这是由于它具有一系列优良性能。它密度小,仅为钢的1/3,重量较轻 ;有优良的加工性, 易于冲压成各种复杂的形状;耐腐蚀性强,不会 生锈;阻隔性、遮光性、 保香性极好,能有效地保护产品;导热率高,便于对 铝质罐头杀菌;呈银白色,色泽美 观,且对光的反射率大,易于印刷,印刷效果好;无毒无味,不会因 铝离子逸出而给内装食品带来异味;废铝容器可以回收 重熔,无环境污染等。铝作为包装材料,一般被制成铝板、铝块和铝箔以及镀铝薄膜。铝板通常作为制罐材料或制盖材料;铝块用来制造挤压 成形和减薄拉伸成型的罐;铝箔一般用来做防 潮内包装或制作复合材料以及软包装等。

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