包装设计制造技术及标准应用大全

第三篇 包装材料及容器

第六章　金属包装材料的性能

第三节　包装用金属材料

　　三、非镀锡薄钢板

　　由于金属锡的资源少，镀锡薄钢板的成本高。为了降低成本，人们一直设法研制镀锡薄钢板的代用品，因而产生了非镀锡薄钢板。工业上应用的非镀锡板有镀铬板、镀锌板和镀铝板。

　　（一）镀铬薄钢板

　　镀铬薄钢板又称铬系无锡钢板，简称镀铬板，即TFS板。这是一种较有前途的新材料，它是为了节省用锡而发展起来的一种镀锡板的代用材料。镀铬板的价格约比镀锡板低10％，它是目前制作食品罐的材料中价格最低的。目前，美国的产量最大，其次是日本、英、德、法等国，镀铬板的产量也在日益增加。

　　目前镀铬板已取代部分镀锡板，但是它的耐蚀性终究还是不如镀锡板，主要用于腐蚀性较小的啤酒罐，饮料罐以及食品罐的底盖等，接缝需采用熔接法和粘合法接合。

　　镀铬板用的原板和镀锡原板一样，都是低碳冷轧薄钢板或带钢，只是把钢板表面镀锡改成镀铬，其它工序完全相同。

　　1．镀铬板的结构

　　镀铬板是由钢基板、铬层、水合氧化铬层和油膜层构成，见图3－6－2。

图3－6－2　镀铬钢板结构示意图

　　许多学者对水合氧化铬层的结构状态进行研究，提出不同看法，但多数认为是铬的水合氧化物。有关镀铬板各构成部分的厚度、成分及性能详见表3－6－7。

表3－6－7　　镀铬板各构成部分的厚度成分和性能

名　　称	厚　　度	成　　分	性　　能
油　　膜	22mg／m2	癸二酯二辛酯	防锈和润滑
水合氧化铬层	以每平方米氧化层中铬量表示7．5～27mg／m2	水合氧化铬	保护金属铬层、便于涂料和印铁并防止产生孔眼
金属铬层	32．3～140mg／m2	金属铬	有一定耐蚀性，但比纯锡差
钢基板	制罐用0．2～0．3mm	低碳钢	加工性良好，制罐后具有必要的强度

　　2．国外镀铬板的规格

　　（1）镀铬板厚度、宽度和长度。见表3－6－8。

表3－6－8　　镀铬板的厚度、宽度和长度

规　格　名　称	成张镀铬板	成卷镀铬板
厚　　度，mm	0．16～0．38	0．16～0．38
宽　　度，mm	508～940	508～940
长　　度，mm	480～1100	－

　　（2）镀铬量。见表3－6－9。

表3－6－9　　镀铬板的镀镀量＊

名　　称	每面镀铬量	最小平均镀铬量试验值	最大平均镀铬试验值
	mg／m2	mg／m2	mg／m2
金　属　铬	53．8	32．3	140
氧化层中铬	－	7．5	27

　　＊Manual“TinMillProducts”1973，8。

　　（3）调质度。见表3－6－10。

表3－6－10　　镀铬板的调质度

名　　称	HR30T	记　　标	HT30T	记　　标	HR30T
T－1	46～52	T－4－CA	58～64	DR－9	73～79
T－2	50～56	T－5－CA	62～68	DR－10	77～83
T－2-1／2	52～58	T－6－CA	67～73	-	-
T－3	51～60	DR－8	70～76	-	-

　　（4）表面精整。

　　①普通光亮表面精整，具有金属铬特有的光泽。

　　②无光泽表面精整，具有银白色光泽，用于印铁罐和王冠盖，涂料附着力好。

　　③石面精整，具有特殊光泽。

　　3．镀铬板的性能和应用

　　（1）耐蚀性。镀铬钢板虽比镀锡钢板的耐蚀性差，但仍不失为一种具有优良耐蚀性的材料，尤其对柠檬酸、乳酸、醋酸等弱酸弱碱能起到很好的保护作用，只是对强酸强碱的抗腐蚀性能差些。因此，使用前通常要施涂内外涂料，当镀路板罐内壁施涂涂料后，耐肉类、鱼类和部分蔬菜中的硫化物导致的硫化腐蚀能力比镀锡钢罐还强。另外，涂层必须全面、均匀，不能太薄，防止出现漏涂，但也不能太厚，涂层太厚，会使涂层与镀铬板的结合牢度下降，并易脱层。

　　（2）对有机涂料的附着性。镀铬板对有机涂料的附着力强，比镀锡钢板对各种涂料的附着力普遍都增加3～6倍。例如环氧酚醛214＃，两涂一烘，在镀锡板表面附着力5～6MPa时已算良好，但同一涂料，同一厚度，在镀铬板上附着力最小在20MPa以上。由于对涂料的附着力好，宜用于制造罐底盖和二片拉深罐，美国二片钢罐90％以上采用镀铬板。另外，不像镀锡钢板那样因锡熔点（232℃）而考虑加热的极限温度，镀铬板涂料烘烤时，可采用更高的烘烤温度，可提高涂印的生产率。

　　（3）机械性能。镀铬板的强度和加工成型性与镀锡板相同，因它们的钢基板是一样的，但由于铬层较薄且韧性差，冲拔加工时表面易损伤，铬层会破裂，不能用通常的双重卷边法加工空罐，另外，在罐头封口时，封口部分涂层易裂或擦伤，导致生锈，需加补涂。

　　（4）焊接性能。镀铬板因表面镀铬不能锡焊，因而用于制作三片罐时，罐身接缝不能采用锡焊法，而要采用缝焊法或粘合剂粘接法。因此，镀铬饭应用于三片罐的数量主要取决于制罐工业配置缝焊设备的多少或粘合技术掌握的情况。目前二片拉深罐采用镀铬板的数量逐年增加。

　　（二）镀锌薄钢板

　　1．镀锌薄钢板的定义、分类及应用

　　镀锌薄钢板简称镀锌板，俗称白铁皮，它是在低碳薄钢板上镀一层厚0．02mm以上的锌作为防护层，钢板的防腐蚀能力因而大大提高。依生产方法镀锌板主要分为热镀锌板和电镀锌板。热镀锌板是使钢板通过熔融锌液而镀锌，其镀锌层较厚，通常，镀锌层厚的钢板防腐蚀力强，但锌的镀层过厚影响焊接接头的强度，热镀锌板占镀锌板产量的绝大部分；电镀锌板镀锌层较薄，主要作涂料的底层。包装工业上采用热镀锌板制造各种较大容量的桶和特殊用途的容器。因其耐腐蚀性和密封性良好。可用于包装粉状、浆伏和液状商品。热镀锌板是应用较多的一种金属包装材料。

　　2．镀锌薄钢板的规格和技术条件

　　YB180－63标准规定镀锌板的技术条件，镀锌板的规格系按照YB181－65，见表3－6－11。

表3－6－11　　镀锌用原板和酸洗薄钢板规格（YB181—65）

钢板厚度 （mm）

钢　板　宽　度　和　长　宽，mm

400 × 800

510 × 710

530 × 760

710 × 1420

750 × 750

750 × 1500

750 × 1800

800 × 800

800 × 1200

800 × 1600

850 × 4700

900 × 900

900 × 1800

900 × 2000

1000 × 2000

0．25

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0．27

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0．30

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0．35

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0．40

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0．45

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0．50

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0．55

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0．60

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0．65

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0．70

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0．75

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0．80

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0．90

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1．0

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1．1

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1．2

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1．3

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1．4

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1．5

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1．6

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1．8

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2．0

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　　注：①镀锌用原板或酸洗薄钢板按实际质量交货。若按理论质量交货时，其密度采用7．85。

　　　　②标记举例：BJ2号钢，尺寸为0．35×1000×2000mm、Ⅰ组表面、深冲级别为S组的酸洗薄钢板的标记为：酸洗薄钢板0．35×1000×2000×YB181×65BJ2－1－S－YB178－65。

　　镀锌板的技术条件主要针对表面质量、机械性能、镀锌强度、钢板不平度和周边的斜边等。机械性能采用反复弯曲试验，测定夹在虎钳（钳口半径3mm）上的试样向两边弯曲90°至折断时应经受的反复弯曲次数。进行镀锌强度试验，厚度0．38～0．80mm镀锌板试样在等厚垫片上弯曲到180°时，不应有露出钢板表面的镀锌层脱落成裂缝。也可用反复弯曲试验代替。

　　按照日本J1S标准，一般用热浸镀锌板的钢号为SPGC，其镀锌量表示记号见表3－6－12。

　　用作包装容器的镀锌板的标准厚度：0．50、0．60、0．80、1．0、1．2、1．4、1．6、1．8、2．0。

　　镀锌板的标准长度及宽度见表3－6－13。

　　表3－6－13　　日本JIS标准镀锌量表示记号

厚　　度dd（mm）	0．72≤d≤0．50	0．50＜d≤1．0	＞1．0
镀　锌　量　记　号	Z18．Z27	Z22．Z27	Z27

表3－6－14 　镀锌板的标准长度及宽度

标准宽度　mm	标　准　长　度　mm
762	1829	2134	2438	2743	3048	3658
914	1829	2134	2438	2743	3048	3658
1000	2000	-	-	-	-	-
1219	2438	3018	3658	-	-	-
1250	2500	-	-	-	-	-
1524	3048	-	-	-	-	-
1829	3658	-	-	-	-	-

　　（三）镀铝薄钢板

　　镀铝薄钢板是作为马口铁代用品而开发的新型包装材料。它的价格低廉、抗大气腐蚀性强、外表美观，适合包装固体物品。镀铝钢的制造方法主要有热浸法和蒸发法。热浸法得到的镀铝层较厚，适合制桶；蒸发法得到的铝层较薄，适合制罐。镀铝钢也不能用锡焊，可用熔接或粘接的方法制罐。有些食品对铝的腐蚀性比镀锡板强，一般包装非固体物品的镀铝钢要经过瓷漆涂敷并事先经过试验。