食品包装学：金属、玻璃、陶瓷包装材料及容器ppt

　　冲拔罐的特点 制罐设备简单、生产效率高等特点。 罐的长径比很大(一般为2：1，最大可达5：1)， 罐壁经多次拉伸后变薄，这种罐身结构很适合于含气饮料的包装，由于内压的存在而支承罐壁。 近年来，由于液态氮在包装上的应用日趋增多，当用来盛装非含气饮料或固体食品时，可以借助液态氮进行包装，液态氮的气化倍数可达700倍以上。微量的液态氮足以用来支承罐壁。 材料 冲拔罐主要适用于铝或马口铁板材，TFS（渡铬板）板不适于冲拔工艺。冲拔工艺只能成型圆型罐， 而不适合制作异型罐。 電 学习文档 (2)深冲罐(DRD罐，drawn and redrawn can) 是将板材经连续多次变径冲模而成的二片罐。 工艺过程： 下料一顶冲杯一再冲杯(若干次)一翻边一冲底成型一修边一表面装饰一检漏 制罐时，几次连续冲杯使罐身内径越来越小(一般为2次)，而罐壁和罐底的厚度保持原板厚，且整体罐体表面积等于原坯料的面积。 如果冲坯一次成型，即称为浅拉伸罐(DR)。 電 学习文档 深冲罐的特点 壁厚均等，强度刚性好，适应的包装范围广 它的长径比一般为1.5：1 表面涂料可在成型前的平板上进行 制罐设备成本较低，罐形规格尺寸更易适应不同的包装需要。 材料 主要是镀铬薄钢板和马口铁板，它的形状可以是圆型，也可以是异型，主要用于加热杀菌食品的包装。 電 学习文档 (四)金属罐的质量检查 检测的主要内容包括： 机械强度测试：跌落强度、耐压缩强度、耐内应强度、耐破强度、抗冲击强度等 化学性能测试：耐锈蚀能力、耐侵蚀能力等 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 電 学习文档 1．空罐的一般性检测 主要有空罐尺寸、罐内壁涂料层及罐身接缝等项，具体要求如下： (1)罐高及容量应符合规定 罐高过大过小影响罐与盖的卷封质量，影响灌装量和灌装后罐内顶隙留量的控制。 (2)罐内涂料层刮伤的程度及补涂质量的检查 罐内涂层刮伤将影响罐内耐腐蚀性，必须进行补涂且要求补涂料选用合适、补涂到位、厚薄均匀。 (3)三片罐罐身接缝应有足够的强度 采用罐身接缝的撕裂试验、翻边试验检查接缝，不允许接缝有断裂、剥离现象。 電 学习文档 2．二重卷边封口质量检查 (1)卷边的厚度、宽度 应均匀且符合规定要求。 (2)卷边外观 应平整、光滑，不允许出现波纹、折叠、 快口、切罐、突唇、牙齿、假卷、断封及密封胶挤出等现象(图4—10)，以免影响罐的密封性及外观。 電 学习文档 電 学习文档 (3)二重卷边密封性检测 外观检查卷边质量只能剔除有明显卷封缺陷的罐，卷边内部是否合格，则对罐的密封性有重要影响，所以需要对金属罐二重卷边进行解剖检测，并测定卷边的叠接率、紧密度和接缝盖钩完整率以确定卷边的密封性。 3．其他项目检查 (1)空罐耐压性检查 (2)空罐的检漏 (3)易开盖质量检查 電 学习文档 (四)其他金属容器 1．金属软管 目前主要由铝质材料制成。 将铝料坯在压机上经挤压模制成管状、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。使用时将食品由管尾灌入，然后将管尾卷封压平即完成良好密封。铝箔复合材料软管采用黏结法制管。 電 学习文档 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，未被挤出的食品受污染机会比其他包装方式少得多。 软管可高速成型，高速印刷，高速灌装 金属软管的阻隔性比塑料软管好，但取出部分内容物后金属软管变瘪，外观不如后者。 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 1．金属软管 電 学习文档 2．金属桶 一般指容量较大的金属容器，容积一般为30—200L，主要用于食品原料及中间产品的贮存、运输包装 优点 密封好、强度好、耐热、耐压、耐冲击，包装可靠和可重复使用。 材料 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，所以使用量大。 桶内壁涂有环氧类、乙烯类等树脂涂料。 金属桶的成型加工与三片罐加工相类似。 電 学习文档 类型 金属桶分为小口桶、中口桶、大口桶几种。 小口桶 在桶盖上制一个小入料口(有的还设有透气口)，桶口用配有橡胶密封圈的螺旋盖盖封。小口桶适宜装食用油等液体类食品，密封可靠，不易泄漏，方便运输。 大口桶 桶盖全开，靠桶箍将桶盖与桶身凸起紧固密封。大口桶主要适宜装块状、粉状或浆状食品，具有装、取料方便和便于桶内清理的特点。 電 学习文档 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。 特点： 质轻美观、阻隔和传热性好，既可高温杀菌，又可低温冷冻、冷藏， 加工性能好，可制成各种形状容器且易进行彩印。 还具有开启使用方便、用后易处理等优点。 電 学习文档 目前，铝箔容器主要有以下几种： (1)皱壁铝箔容器 指用稍硬铝合金箔冲压落料、起皱拉深制成的有折叠侧壁的容器，可分为浅盒无盖容器和有盖容器两种。 它广泛用于包装焙烤类糕饼、餐后甜食、冷冻食品、方便食品、军需食品、应急食品及加热后食用的盒装食品、蒸煮袋装食品(软罐头)、旅行食品等。 電 学习文档 (3)铝箔复合膜蒸煮袋 这是铝箔复合膜制成的软性袋式包装容器，具有金属罐及塑料袋的包装优点，包装食品可进行120℃左右蒸煮加热杀菌，可替代刚性的玻璃罐、金属罐而成为“软罐头”，是目前用于高温杀菌食品包装最具发展前景的包装容器。 (2)光壁铝箔容器 指用含杂质量较少、塑性很好的工业纯铝拉伸制成的侧壁光滑的容器。容器口水平的凸缘平滑，容器内及凸缘表面涂有热塑性树脂。带涂料的容 器盖与容器凸缘热压封合形成可靠密封包装。这种容器适用于100℃以下杀菌的食品(如果酱等)的包装。 電 学习文档 (3)金属包装制品的发展方向 1?? 原材料的改进 方向：节约贵重金属，降低板材的厚度 热镀锡→电镀锡；等厚镀锡→差厚镀锡(板两面的镀锡量不相等) 2???制罐技术的进步 锡焊法（马口铁三片罐的加工，含有有毒的重金属) →电阻焊（不适用新的、价格低廉的材料如TFS板) →激光焊（减少了搭接的宽度） 二片罐（预印刷一次冲压成型技术） 3 改进老产品、开发新品种 圆柱罐——缩颈罐 電 学习文档 §3 玻璃包装材料及容器 玻璃是一种古老的包装材料，3000多年前埃及人首先制造出玻璃容器，由此玻璃成为食品及其他物品的包装材料。玻璃使用量占包装材料总量的10％左右，仍是目前食品包装中的重要材料之一。 玻璃是由石英石(构成玻璃的主要组分)、纯碱(碳酸钠、助熔剂)、石灰石(碳酸钙、稳定剂)为主要原料，加入澄清剂、着色剂、脱色剂等，经1400-1600 ℃高温熔炼成黏稠玻璃液再经冷凝而成的非晶体材料。 优点：高阻隔、光亮透明、化学稳定性好、易成型， 缺点：重量大且容易破碎，这一性能缺点影响了它在食品包装上的使用发展，尤其是受到塑料和复合包装材料的冲击。随着玻璃工业生产技术的发展，现在已研制出高强度、轻量化的玻璃材料及其制品。 電 学习文档 一、玻璃的化学组成及包装特性． (一)玻璃的化学组成 玻璃的种类很多，用于食品包装的是氧化物玻璃中的钠—钙—硅系玻璃，其主要成分为：SiO2 (60％～75％)、Na2O(8％～45％)、CaO(7％～16％)，此外含有一定少量的A12O3(2％～ 8％)和MgO(1％一4％)等。为适应被包装食品的特性及包装要求，各种食品包装用玻璃的化学组成略有不同， 電 学习文档 (二)玻璃(glass)的包装特性 1．化学稳定性 玻璃内部离子结合紧密，高温熔炼后大部分形成不溶性盐类物质而具有极好的化学惰性，可抗气体、水、酸、碱等侵蚀，不与被包装的食品发生作用，具有良好的包装安全性，最适宜婴幼儿食品、药品的包装。 玻璃成分中的Na2O及其他金属离子能溶于水，从而导致玻璃的侵蚀及与其接触溶液的pH发生变化，如玻璃在蒸馏水中放一年可测出NaOH及其他微量成分。熔炼不好的玻璃制品可能发生来自玻璃原料的有毒物的溶出问题。 電 学习文档 2．物理性能 (1)密度较大 包装常用的玻璃密度为2.5g／cm3左右，密度远大于除金属以外的其他包装材料。玻璃制品壁厚，其重量大于同容量的金属包装制品，这些性能影响玻璃制品及食品生产的运输费用，不利包装食品仓储搬运及消费者的携带。 (2)玻璃可耐高温，但导热性能差 用作食品包装能经受加工过程的杀菌、消毒、清洗等高温处理，能适应食品微波加工及其他热加工， 但是，常用的玻璃材料对温度骤变而产生的热冲击适应能力差，尤其玻璃较厚、表面质量差时，它所能承受的急变温差更小。 電 学习文档 (3)透明光亮 玻璃具有良好的透光性，可充分显示内装食品的形色。对要求避免紫外光或其他波长光的食品，可采用有色玻璃。 電 学习文档 3．机械力学性能 硬度高，抗压强度较高(200—600MPa)，但抗张强度低(50—200MPa)，脆性高，抗冲击强度很低。 玻璃的理论强度高达10000MPa，但实际强度只为理论强度的1％以下，这主要受玻璃内部及表面缺陷影响，如气泡、成分分布不均匀和表面质量、微小缺口、厚薄不均等。此外，玻璃成型时冷却速度过快使玻璃内部产生较大的内应力，也致使其机械强度降低，玻璃强度还受负荷作用的速度及时间的影响，较长时间荷重的玻璃强度较低，这是玻璃的静态疲劳性能所决定的。玻璃的静态疲劳以及使用时承受的周期变化负荷作用都将导致其强度降低，所以玻璃包装制品重复多次使用的重复使用次数应受限制，以保证包装质量安全、可靠。 電 学习文档 4．加工工艺性 熔炼好的玻璃液可以加工制成各种形状结构的容器，而且易于上色，外观光亮，用于食品包装美化效果好，但印刷等二次加工性差。 5．玻璃的原料来源 玻璃制品的价格较便宜且稳定，它还具有可回收再用的特点，废弃玻璃制品可回炉熔炼再成型制品，这可节约原材料。形状质量合格的回收玻璃制品经清洗消毒可再使用。但玻璃熔炼、加工的能耗高。 電 学习文档 二、玻璃容器的结构 包括瓶口、瓶身、瓶底三部分 1．瓶口 包括密封面封口突起、瓶口环、瓶口合缝线和瓶口与瓶身接缝线几部分。瓶口的形式有多种，如卡口、螺纹口、王冠盖口。 電 学习文档 二、玻璃容器的结构 2．瓶身 包括瓶颈、瓶肩、侧壁、瓶跟部、瓶身合缝等几部分。它的尺寸决定了容器的容量，它的结构形状影响容器的外观，同时对食品灌装操作和使用也有影响。 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，使瓶立放平稳。瓶底向内凹成曲面，使瓶可更好地承受内压。 電 学习文档 三、玻璃容器的强度及其影响因素 (一)玻璃容器的破裂分析 1．内压破裂 指玻璃容器局部承受不了内压作用而发生的破裂，其 破裂形态 是以裂纹起点为中心，裂纹曲线向外呈放射状延伸，裂纹线端部为分叉形。此种破裂起点靠近瓶颈部，则是设计上的不当，如瓶颈变径太快，圆角半径小，瓶受压时，使该处应力集中分布超过其强度极限而破裂；若靠近瓶底部，则多为瓶受过大振动，内压冲击致破。 2．外部冲击破裂 外部冲击力作用使瓶破裂，其裂纹稍粗，破裂块小。长颈或细长玻璃容器抗冲击能力很低，一般易发生这类破裂。 3．热冲击破裂 热冷剧变产生的巨大热应力作用在玻璃容器上使容器破裂称热冲击破裂。该种破裂多发生在瓶底部或瓶壁厚薄差异较大的地方，裂纹线粗、量少。 電 学习文档 (二)玻璃容器的包装强度 与玻璃的质量，容器的表面形状及质量、结构设计、灌装质量及运输等多方面因素有关外。 1．内压强度 指容器不破裂所能承受的最大内部压应力，在一定程度上可体现玻璃容器的综合强度，主要决定于玻璃的强度和容器的壁厚、直径。 2．机械冲击强度 指玻璃容器承受外部冲击不破碎的能力。容器的冲击强度与容器的形状密切相关，由容器口至底部冲击强度大小不一，在瓶口、瓶底处强度最低，最易发生破碎。冲击强度还与容器壁厚有关。 電 学习文档 3．垂直荷重强度 指玻璃容器承受垂直负荷的能力。玻璃容器在灌装、压盖、开盖、堆垛时都受到垂直负荷的作用，其承受垂直负荷的能力与瓶形有关，尤其是瓶肩部的曲率，肩部曲率半径越大，其荷重强度越高。 4．水锤强度 指玻璃容器底部承受短时内部水冲击的能力，也称水冲击强度。容器底部水锤强度不足将发生破损。水锤强度难以定量计算，所以不作为玻璃容器本身的强度指标。 5．热冲击强度 指玻璃容器耐受冷热温度剧变不破碎的能力，取决于冷热变化导致容器内产生的热应力(s)的大小。热应力的大小受温差值和容器壁厚的影响。 電 学习文档 (三)影响玻璃容器包装强度的因素 玻璃容器包装强度与容器形状密切相关，尤其受强度较低的颈部与底部的形状结构影响较大。 如采用球面形、圆柱形，在容器强度薄弱处设计突起的点或条纹等，这种改进设计可使瓶强度增加约50％； 改善瓶外形以提高自动灌装时对瓶抓取、固定的可靠性和稳定性，避免倒瓶碰撞破瓶； 避免玻璃瓶外形尖角形状，以免瓶受力时在尖角处因应力集中分布而降低此处的实际承载能力； 尽量除去不必要的部分，尽量减轻瓶重，以减小高速自动灌装线上因振动产生的冲击力作用等。 電 学习文档 §4 陶瓷包装容器简介 我国是使用陶瓷制品历史最悠久的国家，陶瓷制品用作食品包装容器主要有瓶、罐、缸、坛等，主要用于酒类、咸菜以及传统风味食品的包装。 1．陶瓷包装容器的特点 (1)陶瓷制品的原料丰富，成型工艺简单，便宜。 (2)耐火、耐热、耐药性好，可反复使用，废弃物对环境污染小。 (3)上彩釉陶瓷制品造型色彩美观，装饰效果好，又增加容器的气密性和对内装食品的保护作用。同时，其本身可为精美的工艺品，有很好的装饰观赏作用。 電 学习文档 (4)具有高刚硬性能、高抗压强度。 陶瓷容器的缺点是抗张强度低、脆性高、抗热性能差、重量大。 2．陶瓷容器的应用及卫生安全性 陶瓷容器主要用于包装酒、腌渍品及一些传统食品。陶瓷材料用于食品包装时应注意彩釉烧制的质量。彩釉是硅酸盐和金属盐类物质，着色颜料也多使用金属盐类物质。这些物质中多含有铅、砷、镉等有毒成分，当烧制质量不好时，彩釉未能形成不溶性硅酸盐，从而使用陶瓷容器时会发生有毒、有害物质的溶出而污染内装食品。所以，应选用烧制质量合格的陶瓷容器包装食品，以确保包装食品的卫生安全。 電 学习文档 * (五) 涂料镀锡板 镀锡板具有的耐腐蚀性不能满足某些食品的包装的需要。 为了克服这些缺点，采用在镀锡板上涂覆涂料，将食品与镀锡板相隔离，减少它们之间的接触。 如： 富含蛋白质的鱼、肉食品在高温加热中蛋白质分解产生硫化氢对镀锡罐壁产生化学腐蚀作用，与露铁点发生作用形成硫化铁，这都将对食品产生污染； 高酸性食品对罐壁腐蚀产生氢胀和穿孔； 有色果蔬因罐内壁溶出二价锡离子的作用将发生褪色现象； 有的食品还出现金属味等 電 学习文档 1? 涂料镀锡板的制造及主要质量要求 制造工艺：镀锡板钝化处理→表面净化处理→喷涂料→ 烘烤固化而制成。 厚度的表示方法：涂料层的厚度用每平方米上涂料用量克数表示(g/m2)，一般要求在12 g/m2以下。 涂料层表面应连续、光滑、色泽均匀一致、无杂质油污和涂料堆积等现象。 涂料层太薄易出现眼孔发生金属暴露，过厚将影响涂层与镀锡板之间的结合强度 烘烤温度应适宜，即使涂料固化，又不能使涂料老化、破裂、烤焦而失去涂料保护金属板的作用 電 学习文档 食品对涂料的要求 (1) 无味、无臭、无毒、不影响食品品质风味。 (2) 有良好的机械力学性能，涂料随同镀锡板进行成型加工时能承受冲压、弯曲等作用，不破裂、脱落。 (3) 有足够的耐热性，能承受制罐加工、罐装食品热杀菌加工等的高温作用而不变色、不起泡、不剥离。 (4) 施涂加工方便，涂层干燥迅速，与镀锡板间有良好亲润性以保证涂层质量。 電 学习文档 3．常用涂料种类 按其制成的容器是否与食品接触，分内涂料和外涂料；按涂料涂覆的顺序不同分为底涂料和面涂料； 用于容器接缝或涂层破损处施涂的为补涂料； 适合制罐加工要求的一般涂料和冲拔罐涂料。 根据食品特性及其包装保护要求将所用的内涂料分为抗酸涂料、抗硫涂料、抗酸抗硫两用涂料、抗粘涂料、啤酒饮料专用涂料及其他专用涂料等。 電 学习文档 電 学习文档 電 学习文档 二 无锡薄钢板 主要品种有：镀铬薄钢板、镀锌板和低碳钢薄板 (一)镀铬薄钢板 1．镀铬板的结构和制造 電 学习文档 2．镀铬板的性能和使用 (1)镀铬板的机械力学性能 与镀锡板相差不大，其综合机械力学性能也以调质度表示，各等级调质度镀铬板的相应表面硬度见下表 電 学习文档 (2) 耐腐蚀性 比镀锡板稍差。铬层和氧化铬层对柠檬酸、乳酸、醋酸等弱酸、弱碱有很好的抗蚀作用，但不能抗强酸、强碱的腐蚀。 所以镀铬板通常施加涂料后使用。而涂料镀铬板具有比涂料镀锡板更好耐腐蚀性。使用镀铬板时尤要注意剪切断口极易腐蚀，必须加涂料以完全覆盖。 電 学习文档 (3) 镀铬板的加工性能 镀铬层韧性较差，不能适应冲拔、减薄、多级拉深加工。 镀铬板不能锡焊，制罐时接缝需采用熔接或黏接。 镀铬板表面涂料施涂加工性好，比镀锡板表涂料附着力高3～6倍，适宜用于制造罐底、盖和二片罐，而且可采用较高温度烘烤。 (4) 价格便宜 价格比镀锡板低10％左右，具有较好的经济性，其使用量逐渐扩大。 電 学习文档 (二)镀锌薄钢板(zincplate) 镀锌薄钢板是在低碳钢基板表面镀上一层厚0.02mm以上的锌层所构成的金属板材 其制造过程为：低碳钢板一轧制一清洗一退火处理一（热浸）镀锌一冷却一冲洗一拉伸矫直。 镀锌板也可经电镀锌制成，所获保护作用的锌层较热浸镀锌板薄且防护层中不出现锌铁合金层。所以电镀锌板的成型加工性能较热浸镀锌板好，可焊性较好，但是耐腐蚀性不如热浸镀锌板。 镀锌板主要用作大容量的包装桶。 電 学习文档 (三)低碳钢薄板 (10w-carbonsteelplate) 低碳薄钢板是指含碳量0.25％、厚度0.35-4mm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薄钢板塑性性能好，易于容器的成型加工和接缝的焊接加工，制成的容器有较好的强度和刚性，而且价格便宜。低碳薄钢板表面加特殊涂料后用于灌装饮料或其他食品，还可以将其制成窄带用来捆扎纸箱、木箱或包装件。 電 学习文档 三、铝质包装材料 (一）铝质材料的一般包装特性 (1) 铝是轻金属，密度为2.7g／cm3，约为钢材的1／3，用作食品包装材料可降低贮运费用，方便包装商品的流通和消费。 (2) 良好热性能：耐热、导热性能好，导热系约为钢的3倍，耐热冲击，可适应包装食品加热杀菌和低温冷藏处理要求，且减少能耗。 (3) 优良的阻挡气、汽、水、油的透过性能，良好的光屏蔽性，反光率达80％以上，包装食品将能起很好的保护作用。 電 学习文档 (4) 具有银白色金属光泽，而且易接受美化装饰，用于食品包装有很好的商业效果。 良好的耐大气腐蚀性。铝在空气中易氧化形成组织致密、坚韧的氧化铝(A12O3)薄膜，从而保护内部铝避免被继续氧化。 但铝抗酸、碱、盐的腐蚀能力较差，尤其杂质含量高时耐蚀性更低。当Al中加入如Mn、Mg合金元素时可构成防锈铝合金，其耐蚀性能有很大提高。 (一）铝质材料的一般包装特性 電 学习文档 電 学习文档 (6) 机械力学性能 纯铝强度不如钢，但比纸、塑料高。为提高强度，可在纯铝中加入少量合金元素如Cu、Mg等形成铝合金，或通过变形硬化提高强度。铝的强度不受低温影响，特别适用于冷冻食品的包装。 铝的塑性性能很好，易于通过压延制成铝薄板、铝箔等包装材料，并可进一步压成各类食品的成型容器。 (7) 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。 (8) 铝的原料资源丰富，但制造工艺复杂，价格较高。铝质包装废弃物可回收再利用 (9)铝焊接性很差，容器制造采用黏结加工。 電 学习文档 (二)铝质包装材料的种类及应用 用于食品包装的铝质材料主要包括工业纯铝和铝合金 工业纯铝指含铝99．0％的纯铝，按铝的纯度不同分为L1、L2…、L51几种，其含杂质依次增高。工业纯铝的强度低塑性高，但随杂质含量的增加，塑性降低，耐腐蚀性也变差。 包装用铝合金主要为铝中加入少量锰、镁的合金。合金的强度比纯铝高，同时仍保留有良好的塑性，特别是具有良好的耐腐蚀性能，所以称其为防锈铝。使用较多的品种是防锈铝LF2(铝镁合金)和LF21(铝锰合金)。 電 学习文档 1．铝薄板(AI thin plate) 将工业纯铝或防锈铝合金制成厚度为0.2mm以上的板材称铝薄板。铝薄板的机械力学性能和耐腐蚀性能与其成分关系密切。防锈铝与工业纯铝薄板只能用变形产生的加工硬化方法来改变机械力学性能 综合机械力学性能也用调质度来表示。分为O和H型两类 O型调质度的铝薄板是强度低、塑性很好的极软铝材，主要用于制箔。 H型调质度的铝薄板按调质度不同分为H1X、H2X、H3X，其中X=1—9，X数字越大的板材强度越高。H型调质度铝薄板中调质度较低的用来制软管，调质度较高的用作罐盖、易拉盖。 (二)铝质包装材料的种类及应用 電 学习文档 2．铝箔(Alfoil) 食品包装用铝箔是用工业纯铝薄板经多次冷轧、退火加工制成，厚度一般为0.05～0.07mm，与其他材料复合时所用铝箔厚度为0.03～0.05mm，甚至更薄。 铝材的杂质含量及轧制加工时产生的氧化物或轧辊上的硬压物等将影响加工出的铝箔上出现针眼，从而影响铝箔的阻透性能，铝箔越薄针眼出现的可能性越大、数量越多。一般认为厚度0．015mm的铝箔不能完全阻挡气、汽、水的透过，厚度≥0．015mm的铝箔透过系数为0。 应用 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。 電 学习文档 根据不同加工法可获得压花铝箔、彩箔、树脂涂覆箔及其他材料贴合箔等多种铝加工箔。 压花铝箔、彩箔可直接用来裹包食品，尤其用于礼品包装。 为了减少铝箔材料的用量，在塑料膜或纸上采用真空镀铝膜的方法制成铝复合膜包装材料。 优点：耐折性、热封性比铝箔好，成本低 缺点：它的阻隔性比铝箔差，阻气性及反射紫外光性能稍差。 铝箔复合膜材料具有优良的耐蚀、阻透、光屏蔽、密封性能，且强度好，所以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 電 学习文档 四 金属包装容器 包装食品用金属容器按形状及容量大小分为桶、盒、罐、管等多种，其中金属罐使用范围广，用量大。 (一)?? 金属罐的结构 可分为三片罐和二片罐。 (1)?? 三片罐 三片罐是由罐身、罐底和罐盖三部分组成，罐身有接缝，罐身与罐盖、罐底卷封。大型罐的罐身有凹凸加强压圈，起增强罐身强度和刚性作用。 電 学习文档 罐底和罐盖的结构：盖钩圆边、肩胛、外凸筋、斜坡、盖中心和密封胶组成 電 学习文档 外凸筋和斜坡(逐级低下)构成盖的膨胀圈 作用：它可以增强罐盖的强度 适应罐头冷热加工时的热膨胀和冷收缩恢复正常 形状的需要。 显示罐头食品是否败坏（胀气） （2）二片罐 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，密封保护性比三片罐好。 電 学习文档 （二）罐型与规格 金属罐按外形不同分为八类， 電 学习文档 例1 以圆罐为例 内径规格为罐号开头1~2位分别用5、6、7、8、9、10、15 1 三位数，后二位表示外高： 如：539罐内径为52.5mm,外高为39mm 2 四位数，后三位表示外高 如：9121罐内径为99.0mm 外高为121.0mm 3 五位数：后三位表示外高 如：15267罐内径为153.0mm 外高为267mm. 我国作为国际标准化组织成员国，已将金属罐规格按尺寸大小系列化并以统一的编号表示。 電 学习文档 (三)金属罐的制造 1．三片罐(three—piece cans) 主要包括罐身、罐盖制造，罐身与罐底盖卷封及空罐质量检验四个部分。罐身纵缝加工用高频电阻熔焊法，压接法和黏接法。 (1)电阻焊三片罐 电阻焊三片罐的制造工艺过程如下： 電 学习文档 電 学习文档 罐身接缝电阻焊加工原理 将待焊接的两层金属薄板重叠置于连续转动的两滚轮电极之间，通电后靠高频电阻产生的高热使滚轮之间的搭接缝处金属接近熔化状态，并在滚轮碾压下连成一体而形成焊缝。 電 学习文档 电阻焊加工的优点： 避免锡焊带来的铅、锡等重金属对罐内食品的污染，节省了昂贵的锡，又提高食品的卫生安全性 焊缝直、光滑，密封性好且强度高；重叠宽度不超过1mm，节约原材料，且窄焊缝对罐外彩色印刷影响小；焊缝厚度薄，便于翻身，缩颈和卷封。 注意： 三片罐罐身制造用料在焊接部位应留印刷空白，以免印制油墨存在影响接缝的焊接质量。 (2)压接三片罐 这类罐大都是手工或半自动化方式生产，罐形状有方形、圆形、椭圆形、多边形(六边或八边)等多种。由于采用整版印刷制罐，罐面图案完整美观。 電 学习文档 (3)黏接三片罐 无锡钢板的焊接性差，可用有机黏合剂(主要是耐高温的聚酰胺树脂系黏结剂)黏接罐身纵缝。 黏接罐的特点——与电阻焊制罐工艺相比， 在印刷时罐身接缝处不留空白，因而罐身外形美观； 采用价格便宜的无锡钢板制罐，可以降低包装成本， 不能用于高温杀菌食品的包装。 为保证足够的强度，罐身接缝的搭接宽度较大(约5mm)。 電 学习文档 2．二片罐(two piece cans) 二片罐的罐身罐底为一体，没有罐身纵缝和罐底卷边。 二片罐生产周期短，工艺简单，密封性好，广泛应用于啤酒及含气饮料的包装。 由于罐身成型工艺不同，目前二片罐主要包括变薄拉伸罐(冲拔罐DWl)和深冲 罐（DRD）两种。 電 学习文档 (1)冲拔罐(DWI罐，drawn and wall ironed can) 冲拔罐的制作主要经过两个重要过程， 即预冲压和多次变薄拉伸，故又称变薄拉伸罐。 工艺过程： 卷材下料—冲压预拉伸成坯一多次拉伸变薄一冲底成型一修边一清洗润滑油一烘干一涂白色珐琅质— 表面印刷一涂内壁一烘干一缩颈翻边一检漏 電 学习文档 学习文档 学习文档 ?? 金属、玻璃、陶瓷包装材料及容器 食品包装材料 §1金属包装材料概述 §2 典型金属包装材料 §3 玻璃包装材料及容器 §4 陶瓷包装容器简介 電 学习文档 §1金属包装材料概述 金属包装材料:以金属薄板或箔材为原料，再加工成各 种形式的容器来包装食品 電 学习文档 一、金属包装材料的优点 ?1 高阻隔性能 可阻挡气、汽、水、油、光等物质的通过，用于食品包装表现出极好的保护功能，使包装食品有较长的货架寿命 2 机械力学性能优良 具有良好抗张、抗压、抗弯强度，韧性及硬度，用作食品包装表现出耐压、耐温湿度变化和耐虫害，包装的食品便于运输和贮存，使商品的销售半径大为增加；同时适宜包装的机械化、自动化操作，密封可靠，效率高。 3 加工性能好 良好塑性变形性能使其易于制成食品包装所需要的各种形状容器。现代金属容器加工技术与设备成熟，生产效率高， 電 学习文档 4?? 热性能好 具有良好耐高低温性、良好的导热性、耐热冲击性 这一优点运用到食品加工上，可以适应食品的冷热加工、高温 杀菌以及杀菌后的快速冷却的加工需要。 二、金属包装材料的缺点 1 化学稳定性差，不耐酸腐蚀 ?2 价格较贵 5 ? 表面装饰性好 金属具有光泽，且可通过表面彩印装饰提供更理想的美观的商品形象，以吸引消费者，促进销售 6?? 易于回收处理 電 学习文档 三、金属包装材料的分类： 按材质来分 1????钢基包装材料 包括镀锡薄钢板（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 電 学习文档 §2典型金属包装材料 一、镀锡薄钢板（tinplate） 它是低碳薄钢板表面镀锡而制成的产品。是将低碳钢轧制成约2mm厚的钢带，经过一系列加工制成。简称镀锡板，俗称马口铁板 （一）镀锡板的结构组成 由内向外分为五层，依次为钢基板、锡铁 合金层、锡层、氧化膜和油膜 電 学习文档 油膜 氧化膜 锡层 锡铁合金层 钢基板 電 学习文档 1? 钢基板 (1)评价钢基板的耐腐蚀性能的指标：酸浸时滞值 定义：钢基板浸入盐酸之时起至溶解反应速度恒定 所需要的时间。一般不超过10S, 值越小，表示钢 基板的耐腐蚀性能越好. B 钢基板的成分 如果钢基板中含磷、硫、铜都会降低其耐腐蚀性 能。 (2) 影响因素 A 表面非金属杂质 钢基板的表面夹杂物的数量越多，抗腐蚀性能越差 電 学习文档 评价露铁点的指标是：孔隙度 a 定义 ：每平方分米上孔隙数或孔隙面积 镀锡板上孔隙度大时，腐蚀速度加快。 b 孔隙度的大小的影响因素： 表面的净化处理(使表面光滑减少杂质) 镀锡量 (锡量越大，产生露铁点的可能性就越小) c 加工工艺： 热浸法 电镀法 优点 锡层厚，耐腐蚀 锡层薄 缺点 成本高 成本低 2 锡 层 要求镀锡完全覆盖钢基板表面，但实际镀锡层可能存在许多针孔暴露出钢基板的孔隙，称露铁点 電 学习文档 同时在加工和使用过程中，如果刮伤破坏锡层的连续性也将影响镀锡板的耐腐蚀性 衡量指标：铁溶出值 另外，锡的纯度和锡层晶粒的大小也将影响锡层的耐腐蚀性。 定义：将一定面积的镀锡板在模拟酸性液中，保持 一定的温度和时间，测其铁的溶出量。 值越小，表示抗腐蚀性能好。 電 学习文档 3 锡铁合金层 处于钢基板和锡层之间的锡铁合金层其主要成分 是锡铁金属化合物FeSn2 。 衡量指标：合金-锡电偶值ATC 定义：以FeSn2合金为阴极，锡为阳极放置在排气的葡萄柚汁中，在20℃条件下反应2h后，测量其电流的强度值。 ATC值越小，表示FeSn2合金层的连续性越好，镀锡板的耐酸性食品的腐蚀性好。 一般镀锡板的ATC值≤0.05μA／cm2，最大值不超过0.12μA／cm2。 使ATC值变小的方法：镀锡板生产中加强镀锡前的清洗，清除钢基板表面的杂质，合理控制处理工艺，可提高合金层的质量。 電 学习文档 SnO2 是个稳定的氧化物，它在100℃以下的温度范围内形成且随温度升高数量增多。 SnO 是个不稳定的氧化物，在100℃以上的温度范围内形成且随温度升高数量增多。 合理地控制镀锡板成型的加工温度，以获得SnO2层 将可提高镀锡板的耐腐蚀性。 但如果氧化物过多可能对镀锡板的成型加工和表面涂饰加工带来不利影响。 4 氧化膜 （1）一种：锡层本身形成的氧化物SnO2和SnO 電 学习文档 （2）另一种：是镀锡板钝化处理后形成的含铬化合物钝化膜 钝化膜的含铬量越多，耐腐蚀性越好，它可有效地抑制锡氧化变黄和含硫食品引起容器氧化变黑。 钝化膜在pH5的环境中易脱落。 5 油膜 作用：表面的油膜将板与腐蚀性环境分开，防止 锡层被氧化发黄，防止水气使镀锡板生锈 使用和制罐当中起到润滑剂的作用。 但也会对制罐加工、表面涂饰加工带来不利影响 電 学习文档 (二)机械力学性能 各种镀锡板具有的机械力学性能包括：强度、硬度、塑性、韧性。 原理：按规定的钢球,先用初负荷压入材料,接着施加主负荷,然后卸除主负荷(初负荷仍然保留 )。 因材料的塑性变形,使压痕深度变化,由初负荷保持状态下,先后两次压入深度之差,来测得洛氏硬度值。 综合机械力学性能的衡量指标：调质度 调质度：是以其表面洛氏硬度值（HR30T）来表示，按HR30T值的大小不同，调质度分为几个等级，以T50、T52……等符号表示 電 学习文档 镀锡板的钢基成分对镀锡板的机械力学性能影响最大。 如：L和MR型杂质含量少的钢基板强度不高，塑性好，制成的镀锡板的调质度低；MC型钢基板含磷较高，所以钢基板强度高，塑性成的镀锡板调制度高。 规律：调质度的等级越高，其具有的强度、硬度越高， 而相应的塑性、韧性越低。 電 学习文档 (三) 镀锡板的主要技术规格 镀锡板的主要技术规格包括镀锡板的尺寸、厚度、镀锡量和调质度等 1 镀锡板的尺寸规格 生产上提供的镀锡板长、宽尺寸已规范，板宽系列为775、800、850、875、900、950、1000、1025、1050mm，板长一般与板宽差在200mm内可任意选用。 在国外使用较多的是20英寸×28英寸镀锡板。 1英寸=25.4mm 電 学习文档 2 厚度 表示方法：重/基准箱法 规定112张20英寸×14英寸或56张20英寸×28英寸的镀锡板为一基准箱，根据一基准箱镀锡板的重量大小表示板厚。 值越大，镀锡板的厚度越大 我国规定板厚系列为0.2、0.23、0.25、0.28四种，且板厚偏差一般不超过0.015mm，同一张板厚度偏差不超过0.01mm。 電 学习文档 镀锡板的厚度及厚度的偏差对制罐加工和质量以及容器的使用性能有重要影响， 板较厚罐头热杀菌时，罐盖强度大使热膨胀圈不能起作用； 板较薄则强度差，刚性小，杀菌冷却时罐易凹陷，搬运也易发生瘪罐甚至破裂。 板厚偏差大，制罐困难，卷边、接缝质量不易保证而发生罐泄漏； 電 学习文档 3 镀锡板的镀锡量 镀锡量的大小表示镀锡层的厚度，有两种表示方法。 A 镀锡量以单位面积上所镀锡的质量表示(g/m2) B 以一基准箱镀锡板上的镀锡总量(磅)乘100后所得的 数字为镀锡量的标号。 例1：1磅/1 基准箱的镀锡量标为#100（相当于11.2克/m2 ），标号越大，表示镀锡层越厚 (1磅=16盎司=0.4536千克=453.6克=0.9072斤) 例2 ：对两面镀锡量不等的镀锡板 用两组数表示两面的镀锡量 如： #100/#25即11.2／2.8g／m2 電 学习文档 (四) 分类及代号 镀锡板种类很多，主要按镀锡量、调质度、表面状况、钝化方法、涂油量及表面质量等不同分类。 電 学习文档 学习文档 学习文档 *

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