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
五、金属包装容器
由于包装可靠性的需要，加工生产金属包装容器的工艺越来越先进，金属包装容器在包装行业小的应用越来越广泛。
这里简单介绍一下金属包装容器的特点、种类和用途，便于人们在包装中合理的选用。
（一）金属包装容器的特点
1．金属容器的优点
在生产性、流通性和保存性等方面，作为食品包装用金属容器具有其它包装容器所不能比拟的优点。
（1）对水、光、气等阻隔性好，因此，不易引起内装物的潮解、变质、腐败、褪色、香味的变化等；
（2）因对电、热的传导性好，因此，加热冷却的效率高，这样可以提高温度杀菌、快速冷却的效果，有可能实现内装物的罐内烹饪；
（3）延展性好，对复杂的成形加工能实现高精度、高速度生产；
（4）因刚性大，易操作，加工和运输过程中不易损坏；
（5）涂装、印刷效果好，可通过印刷工艺表现出其它材料难以表达的视觉效果；
（6）由于钢具有导磁性，因此，还可以利用磁力进行搬运等。
2．金属容器的缺点
（1）化学稳定性差，由于腐蚀等使容器寿命降低，外观会因生锈而损伤；
（2）金属容器和纸、塑料相比，比重大，在加工、运输等方面费用高；
（3）价格比纸、塑料等贵。
（二）金属包装容器的种类和用途
目前包装用金属容器主要有金属罐、金属软管、金属消费品。
1．金属罐
（1）金属罐的种类
①近形状分：有圆罐、方罐、椭圆罐、扁罐、异形罐等；
②按材料分：有低碳薄钢板罐、镀锡铁皮罐、镀铬铁皮罐、铝罐等；
③按结构和加工工艺分：有三片罐、二片罐等；
④按开启方法分：有普通罐、易开罐等；
⑤按用途分：有食品罐、通用罐、18公升罐、喷雾罐等。
下面简单介绍一下三片罐、二片罐、食品罐、通用罐、18公升罐、喷雾罐。
三片罐（又称接缝罐、敞口罐）是由罐身、罐盖和罐底三部分组成。罐身有接缝，根据接缝工艺不同又分为锡焊罐、缝焊罐和粘接罐。
二片罐是由与罐身连在一起的罐底加上罐盖共两部分组成。罐身无接缝。根据加工工艺又分为拉深罐和变薄拉深罐。拉深罐采用常规的拉深工艺，侧壁和底部厚度基本一致。变薄拉深罐是常规拉深工艺后采用变薄拉深工艺，使罐身壁厚明显变薄，但底部厚度基本不变。国外叫做DI罐或DWI罐。拉深罐还可根据罐身高与截面直径比例不同分为一次浅拉深罐和多次深拉深罐，又叫DRD罐。
食品罐一般用于制作罐头，是完全密封的罐，完全密封的目的，是为了在充填内装物后，能加热灭菌。我国食品罐所用的材料几乎都是镀锡铁皮，但近年来也开始使用无锡铁皮和铝皮，而且需求量有增长趋势。
通用罐是指不包括罐头在内的包装点心、紫菜、茶叶等食品的金属罐，以及包装药品与化妆品等的金属罐。这些罐也可能是密封的，但不需灭菌。为了美观和易于了解内装物，一般在罐的外表面进行印刷，故亦称“美术罐”。通用罐所使用的原材料是多种多样的，除金属材料外，还有一部分使用塑料和纸板等。
“18公升罐”是诸如石油罐与食用油罐之类的大型罐，日本通称为“一斗罐”（“斗是日本的容积单位，一斗等于18公升）。这种罐几乎全部使用镀锡铁皮制作。
喷雾罐是一种耐压不透气罐。它是第二次世界大战期间研制成功的，最初应用于医疗和防治农作物虫害等领域，近年来在化妆品、洗涤剂、杀虫剂、油漆等方面的需求量日益增加，食品方面也有一定的市场尚待开发，喷雾器是一种发展中的新型包装。塑料和金属都可制成喷雾罐，但90％以上是用马口铁、铝和不锈钢制造的。
（2）常用金属罐的用途。金属罐的用途很广，现列表如下（表3－6－26）。
（3）金属罐规格的表示方法。目前，国际标准化组织采用国际通用标准表示金属罐。例如圆形罐用内径和外高表示规格系列，如15267，其中15表示内径153．4mm，外高267mm；7116表示内径72．9mm，外高为116mm。国际标准圆罐成品规格系列如表3－6－27、表3－6－28所列。
表3－6－26 常用金属罐的种类和用途
分 类 |
品 种 |
作为食品包装容器的性质与用途 |
镀锡铁皮罐 |
三片罐：焊锡罐（圆、方） |
用焊锡粘接罐身、内面涂层、用于鱼肉、畜肉、蔬菜和饮料包装 |
| 二片罐：浅冲拔罐\深冲拔罐\异形\圆形 |
罐身冲拔，内面涂层，用于鱼肉、畜肉、蔬菜类食品和饮料包装 |
镀铬的皮罐 |
三片罐：粘合罐（圆、方）\粘接罐（圆、方） |
内面喷涂、罐身用尼龙带等粘接，用于烹调类食品和饮料包装罐身熔接，内面喷涂用于烹调食品和饮料 |
| 二片罐：浅冲罐，深冲罐 |
与镀锡铁皮罐相同 |
铝罐 |
三片罐：粘合罐（圆、方） |
与镀铬铁皮相同 |
| 二片罐：浅、深冲拔罐 |
与镀锡铁皮相同 |
表3－6－27 圆罐成品规格系列表（节录）
罐号 |
内径mm |
外高mm |
罐号 |
内径mm |
外高mm |
15267 |
153．4 |
267 |
889 |
83．3 |
89 |
15234 |
153．4 |
234 |
846 |
83．3 |
46 |
1589 |
153．4 |
89 |
7127 |
72．9 |
127 |
1561 |
153．4 |
61 |
7106 |
72．9 |
106 |
10189 |
105．1 |
189 |
789 |
72．9 |
89 |
10120 |
105．1 |
120 |
748 |
72．9 |
48 |
1068 |
105．1 |
68 |
672 |
65．3 |
72 |
9124 |
98．9 |
124 |
668 |
65．3 |
68 |
9116 |
98．9 |
116 |
6100 |
65．3 |
100 |
980 |
98．9 |
80 |
5133 |
52．3 |
133 |
946 |
98．9 |
46 |
5104 |
52．3 |
104 |
8160 |
83．3 |
160 |
599 |
52．3 |
99 |
8101 |
83．3 |
101 |
539 |
52．3 |
39 |
表3－6－28 冲压圆罐规格系列表
罐 号 |
内 径 mm |
外 高 mm |
罐 号 |
内 径 mm |
外 高 mm |
201
|
上：153．0 |
30
|
203 |
72．9 |
42 |
下：132．4 |
204 |
52．3 |
37 |
202 |
83．3 |
57 |
- |
- |
- |
2．金属软管
金属软管是由一位美国画家于1841年发明的。管装牙膏于1895年问世。至今，金属软管已经成为半流体、膏体产品的优秀包装容器。其中牙膏、刮胡膏和化妆品占63％，药物占21％，家用制品和工业制品占16％（美国数据）。
任何有可延性的金属，均可制作软管，但最常用的金属是锡、铝及铅。锡的价格贵，但用锡制作的小管因用料很少，所以比较便宜。用表面镀锡薄层的铅金属薄片制造软管，具有与锡相同的外观和抗氧化作用，比纯锡价廉。
用作包装软管的锡中，约加入0．5％的铜制成合金以增加刚性。所用的铅中加入约3％的锑以增加硬度。铝在制管时会硬化，需要退火使其具有必要的柔软性。在使用过程中铝也会硬化，导致管子渗漏或开裂。
金属锡制作的容器宜于盛装食物、药品或任何需考虑纯度的产品。在各种制软管的金属中，锡的化学惰性最大。它能形成优良的外观，和许多产品可以配伍。
用金属铝制作的软管，质轻、能节省运输费用，它具有锡的特点，而价格比锡低廉。
在各种软管材料中，铅的价格最低，但用铅制作的软管只用于鞋油、粘合剂、油漆等非食用品，因为铅会使人中毒。在给铅管加了衬里以后．铅软管可以盛装含氟化物的牙膏类产品。
假如产品与裸露的金属相互作用，可用蜡制品或树脂在金属软管的内壁涂敷。树脂或漆类涂层一般用喷雾法喷在内壁，这时应防止涂料堵住管口。蜡涂层通常用于包装液态产品的锡管。酚醛树脂、环氧树脂用于铝管，它们的保护性能比蜡好，但价格较贵。用环氧树脂涂衬的软管较不涂的成本高25％。通常酚醛树脂涂层可以防止酸性产品的侵蚀，而环氧树脂涂层可防止碱性制品的侵蚀。
金属软管是由金属锭材轧成板材并制成料块，然后送入冲床制造出来的。制管采用冲压挤出法。将金属料块置入浅腔阴模，阳模呈管内壁形状，尺寸略长。当模具以一定压力闭合时，金属从两个模具之间挤出。在挤压过程中，多余的金属沿圆筒形冲头直边落下，结果产生出一个无缝、空心的金属管。管的一端压成一个肩和管咀，另一端因需要充填物品而全部开口。这时管子颈部可能没有出料口，可以在后续工序中完成。如果是用铝制作的软管，需要在500～650℃退火，以消除冲压时产生的应力。
金属软管的印刷装璜是在多轴胶印机上进行的，一般经过涂底漆、干燥、胶印等步骤。有时，也在挤出模的管肩部位模压上凹凸图案或符号，但这些装饰不易印刷。
金属软管的管口通常配有螺旋盖。盖的形式有多种，如平顶盖、蘑菇形盖、倒锥形盖、花盆形盖和针孔盖等。这些盖可以用金属制作，也可以用塑料制作。
3．金属箔制品
金属箔有铁箔、硬（软）质铝箔、铜箔、钢箔等五类。它可制成形状多样、精巧美观的包装容器，但目前常用的还是铝箔容器。
铝箔容器是指以铝箔为主体的箔容器，随着商品种类的多样化及高档食品的普及，铝箔容器在食品包装方面的应用日益增多，同时也广泛应用于医药、化妆品、工业产品的包装。
铝箔容器的特点是轻和外表美观吸引人；传热性好，即可高温加热又能低温冷冻，能承受温度的急剧变化；隔绝性能好，厚度0．015mm以上的铝箔对光、水、气体、化学及生物污染有完全的隔绝作用；可以制成形式、种类、容量各不同的容器，以满足多方面的需要，如调料食品及大至3．15L的多人份食品；加工性能好，可制成多种形状，容器主体也可进行彩色印刷；开启方便，
使用后易处理。铝箔容器应用于食品包装的范围很广，在国内外广泛应用于焙烤类糕饼、餐后甜食、冷冻食品、方便食品、军需食品、应急食品及可加热食用的盒式容器、蒸煮袋、旅行食品等。
铝箔用于包装容器的形式有两类，一类是以铝箔为主体经成型加工制得的成型容器，又称钢性或半刚性容器，有盒式、浅盘式等；另一类是袋式容器，又称软性容器，是以纸／铝箔、塑料／铝箔及纸／铝箔／塑料粘接的复合材料制成的袋式容器，如蒸煮袋外层聚酯，中间铝箔，内层为高密度聚乙烯、聚丙烯或乙烯和丙烯共聚的层合材料。塑料薄膜热封性好，铝箔隔绝性能好，集各层的优点使包装物具有良好的包装有效期。
