玻璃、金屬包裝容器及制品

2.3玻璃、金屬包裝容器及制品第一節(jié)玻璃及其包裝容器玻璃由石英石(主要組分)、純堿(碳酸鈉，助溶劑)、石灰石(碳酸鈣，穩(wěn)定劑)、及碎玻璃等為主要原料，經高溫爐(約1400~1600℃)熔融、凝固而成的非晶體資料。一、瓶罐玻璃的化學組成及包裝特性用于食品包裝的瓶罐玻璃是鈉-鈣-硅系玻璃，主要成分為：SiO2(60~75%)，Na2O(8~45%)，CaO(7~16%)，Al2O3(2~8%)，MgO(1~4%)。(一)瓶罐玻璃的化學組成鈉鈣玻璃：包裝容器的玻璃瓶；鉛玻璃：光學玻璃(日光燈管)；硼玻璃：醫(yī)用注射玻璃瓶及玻璃管。玻璃的種類：幾種食品包裝瓶罐的化學組成組成質量(%)SiO2NaK2OCaOAL2O3Fe2O3MgOBaO棕色啤酒瓶綠色啤酒瓶香檳酒瓶汽水瓶(淡青)罐頭瓶(淡青)72.5069.9861.3869.0070.5013.2313.658.5114.5014.900.0713.652.4414.5014.9010.409.0215.769.607.501.853.008.263.803.000.230.151.300.500.401.602.270.822.203.600.200.30玻璃包裝容器的優(yōu)點：1、無毒無味、化學穩(wěn)定性極好；2、光亮透明、阻隔性極好、不透氣；3、價錢廉價，成型性好，可回收利用；4、耐熱、耐壓、耐高溫殺菌。缺陷：分量大，運輸本錢高；脆性大、易破碎、加工能耗大。(二)瓶罐玻璃的包裝特性1、化學穩(wěn)定性具有極好的化學穩(wěn)定性2、物理性能①密度較大②透光性好③玻璃的導熱性能差④高阻隔性3、機械性能玻璃硬度高，抗壓強度較高(200~600Pa)但抗張強度小(50~200Pa)，脆性高，抗沖擊強度低。4、成型性能可加工各種外形的容器，易于上色，外觀光亮。5、原料來源豐富原料價錢廉價，具有再回收利用的特點。廢棄玻璃可回爐焙煉，再成型玻璃制品。二、玻璃容器的構造及制造1、配料(新原料、碎玻璃)2、熔制(500~1600℃)3、成型(吹制法，壓吹法)4、退火(600~500℃)5、瓶罐的二次加工(燒口、研磨、拋光、印花鋼化等等)6、檢驗廢品(一)玻璃容器的制造罐頭瓶四旋瓶(二)玻璃容器的構造1、瓶口包括封面封口突起、瓶口環(huán)、瓶口合縫線和瓶口與瓶身接縫線幾部分；2、瓶身包括瓶頸、瓶肩、側壁、瓶根部、瓶身合縫等部分。3、瓶底包括瓶底座和瓶底瓶身合縫。瓶底座端面為環(huán)形平面，瓶底向內凹成曲面，使瓶可更好地接受內壓。三、玻璃容器的包裝強度及影響要素1、內壓強度2、熱沖擊強度3、機械沖擊強度4、垂直負荷強度5、水錘強度(短時內部水沖擊的才干)(一)玻璃容器的包裝強度1、用瓦楞紙板隔開；2、用塑料氣墊套在瓶子上；3、用膜塑成型的泡沫塑料維護；4、用泡沫網(wǎng)套；5、用泡沫塑料小條、小塊、紙絲、塑料絲或木屑等。(二)玻璃容器的緩沖包裝1、能吸收沖擊能量2、能吸收振動能量，使其衰減；3、具有較好的復原性；4、具有溫度、濕度的安定性；5、酸堿性適當；6、具有較好的韌性、抗張力、耐磨性、化學性穩(wěn)定及作業(yè)順應性。(三)緩沖資料性能要求1、全面緩沖包裝2、部分緩沖包裝3、組合式緩沖包裝(四)緩沖包裝技術四、玻璃瓶罐的檢測玻璃容器測試普通檢測：厚度、外形、口徑、高度、垂直度、均勻度。強度測試：耐內壓強度、耐壓強度、內應力、熱沖擊強度、機械沖擊強度、飛散性實驗。化學穩(wěn)定性實驗：耐酸性實驗、耐堿性實驗。瓶罐的封合皇冠蓋螺旋蓋旋開式蓋抓式蓋滾軋蓋塑料蓋平安蓋玻璃瓶的二次封口定義：被壓延成薄片，用于商品包裝的金屬資料。第二節(jié)金屬包裝資料與容器金屬包裝資料的優(yōu)良性能：高阻隔性能：阻隔氣、汽、水、油、光的透過；優(yōu)良的機械性能：抗拉、抗壓、抗彎、韌性及硬度；容器成型加工工藝性好；環(huán)境順應性好：良好的耐高低溫性，導熱性；外表裝飾性好；包裝廢棄物易回收處置。缺陷：化學穩(wěn)定性差，不耐酸堿腐蝕；價錢較貴；分量較大。食品包裝常用金屬資料金屬包裝資料低碳薄鋼板鍍錫薄鋼板非鍍錫薄鋼板鋁合金薄板和鋁箔鍍鉻薄鋼板鍍鋁薄鋼板鍍鋅薄鋼板鋼材資源豐富，消費本錢較低，在金屬包裝資料中用量居首位；具有良好的綜合機械性能和一定的耐腐蝕性；低碳薄鋼板進展鍍錫、鍍鉻、鍍鋁、鍍鋅及；施涂適宜的涂料等處置，可提高耐蝕性。鋁材密度輕，無毒無味，美觀，加工性能好，外表具有光澤；外表能生成一層致密的氧化鋁薄膜；在酸、堿、鹽介質中易腐蝕；強度比鋼低，消費本錢比鋼高，約為鋼的五倍。金屬箔外表美觀，有光澤；加工成型性好；防潮性、氣體阻隔性、遮光線等性能優(yōu)良；耐熱性、導熱性良好。一、低碳薄鋼板(俗稱黑鐵皮)定義：含碳量小于0.25%，厚度為0.35~4.0mm的普通碳素鋼或優(yōu)質碳素構造鋼的鋼板。(一)低碳薄鋼板的分類與規(guī)格分類：熱軋低碳薄鋼板、冷軋低碳薄鋼板。規(guī)格：低碳薄鋼板在0.25~2mm范圍內，有23個不同的厚度規(guī)格，寬度范圍為500~1500mm。(二)包裝用低碳薄鋼板的性能特點強度高；遮光性強；耐熱性和耐寒性好；易于印刷裝飾；熱傳導性好；塑性好；成型性能好；焊接性能好。(三)化學成分對低碳薄鋼板性能的影響含碳量普通在0.05~0.25%之間含碳量的變化會導致鋼的性能的變化含碳量直接影響薄鋼板的強度和塑性含碳量直接影響薄鋼板的焊接性能碳元素的影響硅可提高鋼的強度，隨著硅含量的增大，鍍錫鐵皮的耐蝕性能下降；硫易呵斥偏析，是鋼中的有害元素；錳可提高鋼的強度和硬度，可與鋼中的硫化合，減少硫對鋼的危害；磷易呵斥偏析，是導致鋼材冷脆的要素之一，但可提高鋼強度和硬度。硅，錳，硫，磷等元素的影響影響低碳成分決議了低碳鋼板塑性好，易于成型加工和接縫的焊接加工，制成容器有較好的強度和剛性，而且價錢廉價。在鋼板外表涂覆特殊涂料后用于灌裝飲料或其他產品，還可制成窄帶用來捆扎紙箱、木箱或包裝件。低碳薄鋼板的運用二、鍍錫薄鋼板(馬口鐵)定義：簡稱鍍錫板，也叫馬口鐵(原料來自澳門)，是兩面鍍錫的低碳薄鋼板，英文簡稱SPTE或者ETP。低碳薄鋼板(C<0.13%)→軋制(2mm厚的鋼帶)→酸洗→冷軋→電解清洗→退火→平整→剪邊加工→清洗→電鍍→軟熔→鈍化處置→涂油→剪切→鍍錫薄鋼板。制造熱浸鍍錫板(淘汰)電鍍錫板涂料鐵電素鐵等厚鍍錫板差厚鍍錫板鍍錫工藝鍍錫量涂料施涂分類(一)鍍錫板的主要技術規(guī)范L：低雜質，高腐蝕性食品；MR：中雜質，食品罐；MC：含磷，高強度場所。1.鍍錫原板的種類2.鋼板資料的化學成分3.鍍錫板的規(guī)格尺寸厚度常在0.15~0.30mm之間，常用厚度為0.2、0.23、0.25、0.28以上，厚度分別為70、80、90、100磅/基箱；長度和寬度：我國目前運用較多的有714*510mm、827*730mm。4.鍍錫板的鍍錫量鍍錫量闡明鍍錫量越高越耐腐蝕。思索本錢，普通可選擇中間的規(guī)格、然后涂料。本卷須知：①糖水水果罐頭；②果汁罐頭(櫻桃、葡萄、草莓、楊梅含花青素除外)；③一些蔬菜罐頭(酸黃瓜、番茄醬除外屬高酸)，可利用亞錫離子復原作用改善色澤，因此，罐身、罐底選用高鍍錫量，即22.4g/m2/雙面，就不用涂料了。(二)鍍錫板的構造由鋼基板(MR)，錫鐵合金層、錫層、氧化膜和油膜組成。馬口鐵各層構造表示圖軟熔和鈍化處置產生錫本身氧化或鈍化處置產生的鉻化物鍍錫板各組分的成分和性能魚類、貝類、肉類等含硫的蛋白質食品在加熱殺菌時會產生硫化物，以致罐壁上常產生黑褐色硫化錫、黑色硫化鐵(硫化斑)，使食品遭到污染。有色水果(花青素水果如櫻桃、葡萄、草莓、楊梅)，花青素是錫、氫的接受體，在罐內二價亞錫離子的作用下就發(fā)生褪色景象。(三)運用本卷須知高酸性食品(番茄醬、酸黃瓜)裝罐后常出現(xiàn)氫脹罐和穿孔景象，有的食品還會出現(xiàn)金屬味。需求在罐內壁上涂布一層涂料，防止金屬面和食品直接接觸發(fā)生反響。鍍錫板由于露鐵點等要素，具有的耐腐蝕性有時不能滿足某些食品的需求，采用鍍錫板上涂覆涂料，將食品與鍍錫板隔離，以減少它們的接觸反響。(四)涂料鍍錫板鍍鉻板鍍鋅板鍍鋁板三、無錫薄鋼板(一)鍍鉻薄鋼板定義：也叫鍍鉻板，簡稱TFS，是兩面鍍有鉻的低碳薄鋼板。組成：鋼基板、金屬鉻層、水合氧化鉻層和油膜。鍍鉻板的構造各層成分成分厚度性能特點油膜水合氧化鉻層金屬鉻層鋼基板葵二酸二辛酯水合氧化鉻金屬鉻低碳鋼22mg/m27.5~27mg/m232.3~140mg/m2制罐用0.2~0.3mm防銹、潤滑保護金屬鉻層，便于涂料和印鐵，防止產生孔眼有一定腐蝕性，但比純錫差提供板材必須的強度，加工性良好鍍鉻板各層厚度、成分及性能特點優(yōu)點：阻隔性好(阻氣、阻光、阻油、阻水蒸汽)，無異味，無毒性，外表易裝飾，再循環(huán)利用好。缺乏：耐酸、堿性較差；無磁性；無錫焊性；強度較低。鍍鉻薄鋼板特性：鋼板軋制→電解清洗→退火→平整清洗→電鍍鉻→鈍化處置→清洗枯燥→涂油→廢品。主要制造工序(1)機械性能強度、塑性與鍍錫鋼板相差不大；鍍鉻層較薄，韌性較差。(2)耐腐蝕性有較好的耐腐蝕性，但比鍍錫板稍差。運用鍍鉻板時特別要留意剪段口極易腐蝕，必需加涂料以完全覆蓋。鍍鉻薄鋼板性能(3)加工性能鍍鉻板不能錫焊，制罐時接縫需采用熔接或黏結。適宜用于制造罐底、蓋和兩片罐。(4)價錢廉價對有機涂料的附著性是鍍錫板的3~6倍。鍍鉻板加涂料后具有的耐腐蝕性比鍍錫板高，價錢廉價低10%左右。鍍鉻板的運用用于腐蝕性較小的啤酒罐和飲料罐；經內外涂飾后用于食品罐的底和蓋。定義：簡稱鍍鋅板，俗稱白鐵皮。它是在低碳薄鋼板上鍍一層厚0.02mm以上的鋅作為防護層，鋼板的防腐蝕才干因此大大提高。(二)鍍鋅薄鋼板鍍鋅薄鋼板的構造鍍鋅薄鋼板的分類熱鍍鋅板：電鍍鋅板：鍍鋅工藝鍍鋅層厚，鋼板防腐蝕才干強。更常用鍍鋅層較薄。鍍鋅板的性能1.強度性能與鍍錫板、鍍鉻板一樣；2.塑性與鍍錫板、鍍鉻板一樣；3.鋅的外表易生成氧化鋅薄膜，可維護內部的鋅和鋼板；4.耐蝕性不如鍍錫板、鍍鉻板；5.采用縫焊工藝或粘接工藝。鍍鋅板的運用鍍鋅板主要用于制造較大容量的桶，盛裝中性食品及其原料；也可用于盛裝粉狀物品、油類和油漆。(三)鍍鋁薄鋼板鍍鋁簿鋼板是作為馬口鐵代用品而開發(fā)的新型包裝資料。它的價錢低廉、抗大氣腐蝕性強、外表美觀，適宜包裝固體物品。制造方法主要有熱浸法和蒸發(fā)法。熱浸法得到的鍍鋁層較厚，適宜制桶；蒸發(fā)法得到的鋁層較薄，適宜制罐。鍍鋁鋼也不能用錫焊，可用熔接或粘接的方法制罐。有些食品對鋁的腐蝕性比鍍錫板強，普通包裝非固體物品的鍍鋁鋼要經過瓷漆涂敷并事先經過實驗。陽極性鍍層和陰極性鍍層陽極性鍍層：鍍層金屬的活潑性比基體金屬的大。在運用條件下，鍍層遇有腐蝕介質時，鍍層先腐蝕而基體不受腐蝕，具有犧牲鍍層維護基體的特點。即使在基體金屬有稍許暴露時，鍍層仍能起防護作用。所以陽極鍍層上孔隙的多少，對防護性能的影響很小，就厚度而言，鍍層越厚防護性越好。典型的如鋼鐵上的鍍鋅。陰極性鍍層：金屬基體的活潑性比金屬鍍層的大。只需鍍層完好的將基體包覆起來，才干起到維護基體的作用。假設鍍層有孔隙、破損，當發(fā)生腐蝕的時候，鍍層不但不發(fā)生腐蝕，反而加速了基體金屬的腐蝕。鍍層完好和具有一定的厚度才對基體有維護作用，所以假設要采用陰極性鍍層，那么要求電鍍層厚度、孔隙率等符合要求。鋼鐵上的鍍銅、鍍鎳等。鋁包裝資料的包裝性能優(yōu)良，廣泛用于食品包裝。主要是鋁合金薄板和鋁箔。四、鋁質包裝資料優(yōu)點：質量輕：鋁是輕金屬密度為2.7g/cm3，約為鋼材的1/3；良好的熱性能：耐熱、導熱性能好；適宜于熱加工食品和冷藏食品的包裝。優(yōu)良的阻隔才干：阻氣、汽、水、油、光；具有雪白金屬光澤，易美化裝飾；(一)鋁質包裝資料普通包裝特性：延展性好，易于成型加工；能與紙、塑料薄膜復合，從而擴展了運用范圍；能回收利用。缺陷：耐腐蝕性差；強度較低，硬度較差，剛性較差；不具有可焊性。鋁對各種食品的耐腐蝕性食品種類耐蝕性啤酒葡萄酒威士忌白蘭地果汁橘子汁檸檬汁蘋果汁汽水○●~○A●，○A●，○A○~△，○A△，○A●~△，○A○，○H●○~△,○食品種類耐蝕性食用油脂肪牛乳奶油鹽醬油醋發(fā)酵粉巧克力○○○，○H○●~△●~△○○○B(yǎng)注：○—不被腐蝕；●—稍被侵蝕，但可運用；△—被侵蝕；○A—陰極氧化時不被侵蝕；○H—加熱也不被腐蝕；○B(yǎng)—沸點以上不被腐蝕分類按厚度板材箔材0.2mm按材質純鋁強度、硬度低延展性好，用于消費鋁箔鋁合金強度、硬度高，鋁容器耐腐蝕性下降(二)鋁質包裝資料的種類及運用將工業(yè)純鋁或鋁合金制成厚度0.2mm以上的板材稱為鋁薄板。用于易拉罐、罐蓋、易拉蓋等。1、鋁薄板鋁合金薄板為了改善工業(yè)純鋁的強度和硬度，參與一種或幾種其它元素組成鋁合金，鋁合金的強度和硬度明顯提高。包裝用鋁合金薄板為通常為鋁鎂合金和鋁錳合金。各種高度不同的易拉罐是一種工業(yè)純鋁薄板經多次冷軋、退火加工制成的金屬箔材。(1)食品包裝用鋁箔厚度普通為0.05~0.07mm；(2)與其他資料復合時鋁箔厚度為0.03~0.05mm；2、鋁箔純鋁箔包裝膜鋁箔厚度<0.015mm不能完全阻撓氣、水的透過；鋁箔厚度≥0.015mm的氣體透過系數(shù)為0；鋁箔很容易遭到機械損傷及腐蝕，所以鋁箔較少單獨運用，通常與紙、塑料膜等資料復合運用。鋁箔的特性優(yōu)點：優(yōu)良的光學性能：遮光性好；高阻隔性能：對氣體的阻隔性好；耐熱、耐寒性；化學性能：易于加工。鋁箔的特性缺陷：軟質鋁箔不能接受載荷；耐折疊性差；無封緘性；易起皺，易構成針孔。鋁箔的分類按純度分：普通鋁箔和高純度鋁箔按硬度分：軟質鋁箔和硬質鋁箔按外形分：卷料和片料按用途分：單獨運用的鋁箔和復合用鋁箔鋁箔復合資料包裝用鋁箔復合膜的組成與用途用途箔厚/μm加工箔構成口香糖香煙粉末食品紙容器貼紙紅茶牛油復合罐蒸煮袋封瓶箔乳酸飲料蓋箔容器7777777~87915~305030~150Al/蠟/薄葉紙Al/黏合劑/膜造紙PP(印)/Al/PEAl/黏合劑/馬尼拉板紙Al/黏合劑/高質紙玻璃紙(印)/黏合劑/Al/膜造紙/PEAl/黏合劑/羊皮紙薄紙(印)/黏合劑/牛皮紙/黏合劑/Al/PEPET(印)/黏合劑/Al/黏合劑/聚烯烴①平箔②Al/PVCAl(印)/PE/熱熔膠①平箔②噴漆/Al/噴漆③噴漆/Al/黏合劑/PP金屬箔的機械性能五、金屬包裝容器金屬罐金屬箱金屬桶金屬盒金屬軟管金屬箔容器(一)金屬包裝容器的種類1、金屬罐的分類按外形分：圓罐，方罐，橢圓罐，扁罐，異型罐；按資料分：低碳薄鋼板罐，鍍錫鐵皮罐，鍍鉻鐵皮罐，鋁罐；按開啟方法分：普通罐，易拉罐；按構造分：三片罐，兩片罐；按用途分：食品罐，通用罐，18公升罐，噴霧罐。結構形狀工藝特點材料代表性用途三片罐圓形或異型罐壓接罐黏結罐焊接罐鍍錫鋼板鍍鉻鋼板鍍鉻鋼板、鋁鍍錫鋼板茶葉罐、月餅罐、餅干罐等各種飲料罐各種飲料罐、食品罐等結構形狀工藝特點材料代表性用途二片罐圓形或異型罐淺沖罐深沖罐深沖減薄拉伸罐鍍錫鋼板、鋁鍍鉻鋼板鍍錫鋼板、鋁鍍鉻鋼板鍍錫鋼板、鋁魚肉、肉罐頭水果蔬菜罐頭菜肴罐頭乳制品罐頭各種飲料罐頭(主要是碳酸飲料)2、金屬罐的構造(1)三片罐由罐身、罐蓋、罐底3部分組成，罐身上有接縫，罐身與罐蓋、罐底卷封。大型罐的罐身有凸凹加強壓圈，起加強罐身強度和剛性作用。(2)二片罐罐身與罐底一體，罐蓋與罐身卷封。(3)罐蓋3、罐型與規(guī)格圓罐、沖底圓罐、方罐、沖底方罐、橢圓罐、沖底橢圓罐、梯形罐和馬蹄形罐。罐形編號罐型編號圓罐沖底圓罐方罐沖底方罐橢圓罐沖底橢圓罐梯形罐馬蹄形罐按內徑、外高排列200300400500600700800由罐身、罐蓋、罐底三部分組成。(二)金屬罐的制造1、三片罐的制造(1)錫焊三片罐①鍍錫鋼板(制罐身)→切板→送料→彎曲成圓→搭接定位→電阻焊→補涂→烘干→翻邊壓筋→縮頸(飲料罐)→卷封→質檢②鍍錫鋼板(制罐蓋)→涂油→切板落料→沖蓋→圓邊→注膠→烘干固化→卷封→質檢是異型罐的制造方法，大多采用半自動化方式消費。罐外形有方形、圓形、橢圓形、多邊形等。由于采用整版印刷制罐，罐面圖案美觀。(2)壓接三片罐無錫鋼板采用有機黏結劑黏結罐身縱縫。制罐工藝步驟如下：切罐身板→切角→成圓→罐身黏結(由沖擊器將接縫壓緊)→急冷(使黏結劑固化)→翻邊→封底→噴內涂料→烘干。黏結罐的特點：①在印刷處不留空白，罐身外形美觀；②無錫鋼板價錢廉價，可降低本錢。(3)黏結三片罐2、二片罐的制造二片罐罐身與罐底為一體，沒有罐身縱縫與罐底卷邊，故稱二片罐。根據(jù)成形工藝，分為：(1)變薄拉伸罐(沖拔罐DWI)(2)拉伸罐(深沖罐DRD)(1)沖拔罐DWI工藝過程如下：卷材下料→沖壓預拉成坯→多次拉伸變薄→沖底成型→修邊→清洗光滑油→烘干→涂白色琺瑯質→外表印刷→涂內壁→烘干→縮頸翻邊→檢漏卷材下料→頂沖杯→再沖杯(假設干次)→翻邊→沖底成型→修邊→外表裝飾→檢漏(2)深沖罐DRD1、二片罐只需一個封口、無側縫，密封性好；2、無焊縫、無污染、外表光潔美觀，且可減少接縫資料25~30%；3、二片罐可整圓印刷裝飾；4、分量輕、省資料、容易開口；5、二片罐更適于短時、高溫殺菌；6、但二片罐的設備投資較大，約為三片罐的8倍。二片罐與三片罐相比的特點：(四)其他金屬容器主要由鋁質資料制成。將鋁料坯在擠壓機經擠壓模制成管狀，加工管口螺紋，然后退火軟化，內壁噴涂料、外表印刷制成空軟管。金屬軟管可進展高溫殺菌，開啟方便，再封性好，可分批取用內裝食品。適用于果醬、果凍、調味品、蛋糕糖霜等半流體黏稠食品的包裝。1、金屬軟管2、金屬桶金屬桶普通指容積較大的金屬容器，容積普通為30~200升。主要用于食品原料及中間產品的貯運。金屬桶可用鍍錫板、鍍鋅板、低碳鋼板制成。3、鋁箔容器是指以鋁箔為主體資料制成的剛性、