包裝專用薄鋼板的性能及其應(yīng)用

金屬材料是人類發(fā)現(xiàn)和使用較古老的材料之一，在我國及一些發(fā)展中國家，仍占據(jù)著材料工業(yè)的主導(dǎo)地位。金屬材料屬常用的四大包裝材料之一，隨著現(xiàn)代金屬容器成型技術(shù)和金屬鍍層技術(shù)的發(fā)展，其在包裝材料工業(yè)中起著舉足輕重的作用。下面將食品包裝容器生產(chǎn)加工中常用的薄鋼板的特點(diǎn)及性能作一介紹。 

目前，包裝用的鋼材主要是薄鋼板，按軋制方式可分為熱軋鋼板和冷軋鋼板兩種。包裝用的鋼板多為普通碳素鋼和普通低合金鋼熱軋而成的薄鋼板，為增強(qiáng)其耐腐蝕性，通常還需要在表面進(jìn)行鍍層處理。按照鍍層金屬的不同可分為鍍錫薄鋼板、鍍鉻薄鋼板、鍍鋅薄鋼板3種。 

鍍錫薄鋼板 

鍍錫薄鋼板俗稱馬口鐵，是表面鍍錫的低質(zhì)薄鋼板，以熱浸工藝鍍錫的稱熱浸鍍錫板；以電鍍工藝鍍錫的稱電鍍錫板。鋼板在鍍錫后耐腐蝕性增強(qiáng)了，延展性、加工性也得到進(jìn)一步改善。這是因?yàn)殇摪褰?jīng)過鍍錫，在內(nèi)層鋼和外層錫之間形成了一層致密的錫鐵合金，這層薄合金具有很好的抗腐蝕性能。日本開發(fā)的預(yù)鍍鎳薄鋼板，除提高了原板的焊接性，還提高了原板的耐蝕性和涂料黏附性。另外還有在原板上首先鍍上一層金屬鉻（100mg／m2），再鍍上一層錫（0.1～0.3g／m2）制成的鍍鉻錫二層鋼板。這種鋼板焊接性和耐蝕性好，降低了涂漆成本，可進(jìn)行高溫短時烘烤。包裝專用馬口鐵鍍錫工藝采用不溶性陽極電鍍的方式，工藝簡單，效率高，涂層均勻、牢固，且可實(shí)現(xiàn)正反鍍不同厚度的鍍層，有效避免熱浸鍍需要酸洗所造成的含磷酸、鉻的有毒廢水的排放，因而可節(jié)省廢水處理費(fèi)用，降低對環(huán)境的污染。 

鍍錫鋼板在包裝應(yīng)用中往往還要在所制成的容器內(nèi)側(cè)即與物品接觸的那一面涂上涂層，經(jīng)烘干后再包裝食品及其它內(nèi)裝物。此涂層致密、均勻，與鍍錫薄板的表面有良好的附著性，在加工過程中不易脫落及損壞。此涂層的原料多為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等，對食物不污染，對人體無害，而且具有良好的抗腐性能，能防止食品中油劑、介質(zhì)的變質(zhì)，從而有效地保護(hù)食品的質(zhì)量。馬口鐵罐的焊接采用高頻電阻焊接技術(shù)，既可以減輕污染，又可以提高焊接質(zhì)量。 

馬口鐵較大的特點(diǎn)是防腐，易加工，可沖制成型，又能焊接加工，便于裝置和印刷，且無毒、無害，所以適用于各種食物、飲料、藥品的包裝，，目前主要作罐頭食品的包裝材料。 

近年來，法國鋼鐵公司首先研制開發(fā)了包裝用新型馬口鐵，并投入市場，引起了包裝行業(yè)的一場革命。根據(jù)包裝行業(yè)的不同要求，馬口鐵材料的厚度、鍍錫量、機(jī)械性能等都有不同的需要。目前，在歐洲用來制作三片罐的材料厚度均為0.13mm～0.21mm，不僅可節(jié)約鋼材，降低成本，而且產(chǎn)品的各方面要求均不降低。由歐洲各國的情況統(tǒng)計(jì)看，由于降低材料厚度，企業(yè)可獲得20%的收益，比把罐的價格降低3%～4%獲得的收益要高得多。目前，法國的馬口鐵產(chǎn)量占?xì)W洲市場的40%，而且正以8%的速度增長，其主要原因就是開發(fā)了不同用途的專用材料。在歐洲，有些制罐企業(yè)已開始生產(chǎn)馬口鐵二片罐，而設(shè)備卻沒有太大的改動，仍舊沿用鋁制二片罐的生產(chǎn)設(shè)備。而以鋼代鋁制罐，費(fèi)用可降低15%～18%，罐的機(jī)械強(qiáng)度增加60%以上。 

目前，包裝用馬口鐵的發(fā)展總趨向?yàn)椋航档筒牧系暮穸?，提高材料的機(jī)械性能。包裝專用馬口鐵產(chǎn)品主要種類有三片罐用馬口鐵、噴霧罐和化妝品罐用馬口鐵、封閉蓋和皇冠蓋用馬口鐵、涂料及化工產(chǎn)品容器用馬口鐵、二片罐用馬口鐵、特種用途包裝用馬口鐵等。 

1.飲料罐用馬口鐵。這種飲料罐用馬口鐵的特點(diǎn)是純度較高，無雜質(zhì)，更耐腐蝕；拉延寬度可達(dá)1200mm；造型十分周正，尺寸誤差??；連續(xù)退火，韌性好。它在保證馬口鐵良好性能的基礎(chǔ)上，可大大縮減其厚度，使馬口鐵具有優(yōu)越的機(jī)械性能及可塑性。 

2.食品罐用馬日鐵。目前，歐洲生產(chǎn)的系列馬口鐵可用于生產(chǎn)多種不同類型和形狀的食品罐。這些馬口鐵主要有連續(xù)涂鍍的馬口鐵（用于DRD涂層罐的罐底）、易開蓋用馬口鐵、拉伸罐用馬口鐵。其中用于生產(chǎn)超薄罐頭和皇冠蓋的馬口鐵，使開啟瓶子非常安全可靠。 

3.噴霧罐和化妝品罐用馬口鐵。包裝用馬口鐵適用于制造高壓噴霧罐，使這種容器符合國際標(biāo)準(zhǔn)，對環(huán)境無害。 

4.涂料和化工產(chǎn)品容器用馬口鐵。由于包裝專用馬口鐵具有極好的抗沖擊性和阻燃性，用這些包裝容器來包裝涂料和油漆，不僅符合有毒物質(zhì)運(yùn)輸、儲存的有關(guān)規(guī)定，而且可使生產(chǎn)商節(jié)省大量的保險(xiǎn)費(fèi)用。 

5.特種用途包裝用馬口鐵。特種用途包裝用馬口鐵具有很好的印刷性，較適用于各種形狀容器的印刷。 

鍍鉻鋼板 

表面鍍鉻的低碳鋼板稱為鍍鉻鋼板，這是為減少錫的用量，降低生產(chǎn)成本而新發(fā)展起來的鍍錫板代用材料，也稱鉻型無錫薄鋼板或無錫鋼板。鍍鉻板耐腐蝕性較差，必須經(jīng)涂料涂覆后才能使用。涂料涂覆后的鍍鉻板，其涂膜附著力大，適宜用于制造食品罐的底蓋和沖拔罐。無錫鋼板相對馬口鐵有如下優(yōu)缺點(diǎn)： 

1.無錫鋼板的優(yōu)點(diǎn) 

（1）鍍著量少，因此成本相對較低 

（2）涂料附著性好。表層氧化膜呈蜂窩狀且含有－OH等基因，因而對涂料的吸附力、潤濕性很強(qiáng)， 

是同種涂料在馬口鐵上附著力的2倍～5倍以上，亦不會出現(xiàn)馬口鐵易出現(xiàn)的漏涂魚眼或稱火山口。 

（3）耐溫性好，不會出現(xiàn)馬口鐵低溫“錫疫”的現(xiàn)象。 

（4）具有高抗硫性、高耐堿性。因?yàn)殂t和鉻氧化物均不與硫和堿反應(yīng)，因此有很好的抗硫和耐堿性能，不會硫化變黑，同時它對大氣、有機(jī)溶劑、油類等均具有良好的耐蝕性能。 

2.無錫鋼板相對于馬口鐵存在的缺點(diǎn) 

（1）鉻層點(diǎn)焊性不良，需特殊焊接設(shè)備或除去鉻層后焊接，一般采用熔接法和粘合法進(jìn)行罐身接縫。（2）氧化膜較厚時，延展性會變差。（3）抗酸耐腐蝕性不良，一般需涂高耐酸涂料，才能用于弱酸性環(huán)境。 

無錫板的鍍鉻工藝采用低濃度的兩步電鍍法，既降低了鉻的消耗量，又減少了廢水的處理量，有利于降低環(huán)境負(fù)載，其鍍層薄而均勻，成本較低。鍍鉻鋼板目前國內(nèi)主要應(yīng)用范圍為啤酒瓶蓋，飲料、中性食品罐涂料蓋，作食品罐還很少。而國外大量使用內(nèi)涂外印無錫板作魚肉類罐，特別是二片罐，充分發(fā)揮了無錫板優(yōu)良的抗硫化黑變和涂料附著力強(qiáng)的優(yōu)勢。 

鍍鋅鋼板 

鍍鋅鋼板，俗稱白鐵皮，是表面鍍鋅的低碳薄鋼板。鍍鋅層是保護(hù)性鍍層，可以保護(hù)鋼板在使用過程中免受大氣的腐蝕。鍍鋅層一般都要經(jīng)過鈍化處理，在鉻酸或鉻酸鹽溶液中鈍化后所形成的鈍化膜不易與潮濕空氣作用，防腐能力較強(qiáng)。但鋅易溶于酸或堿，且易與硫化物反應(yīng)，所以不適于包裝呈酸性、堿性或硫化物的產(chǎn)品。

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