玻璃、金属包装容器及制品

2.3玻璃、金属包装容器及制品2第一节玻璃及其包装容器玻璃由石英石(主要组分)、纯碱(碳酸钠，助溶剂)、石灰石(碳酸钙，稳定剂)、及碎玻璃等为主要原料，经高温炉(约1400~1600℃)熔融、凝固而成的非晶体材料。3一、瓶罐玻璃的化学组成及包装特性用于食品包装的瓶罐玻璃是钠-钙-硅系玻璃，主要成分为：SiO2(60~75%)，Na2O(8~45%)，CaO(7~16%)，Al2O3(2~8%)，MgO(1~4%)。(一)瓶罐玻璃的化学组成4钠钙玻璃：包装容器的玻璃瓶；铅玻璃：光学玻璃(日光灯管)；硼玻璃：医用注射玻璃瓶及玻璃管。玻璃的种类：5几种食品包装瓶罐的化学组成组成质量(%)SiO2NaK2OCaOAL2O3Fe2O3MgOBaO棕色啤酒瓶绿色啤酒瓶香槟酒瓶汽水瓶(淡青)罐头瓶(淡青)72.5069.9861.3869.0070.5013.2313.658.5114.5014.900.0713.652.4414.5014.9010.409.0215.769.607.501.853.008.263.803.000.230.151.300.500.401.602.270.822.203.600.200.306玻璃包装容器的优点：1、无毒无味、化学稳定性极好；2、光亮透明、阻隔性极好、不透气；3、价格便宜，成型性好，可回收利用；4、耐热、耐压、耐高温杀菌。缺点：重量大，运输成本高；脆性大、易破碎、加工能耗大。7(二)瓶罐玻璃的包装特性1、化学稳定性具有极好的化学稳定性2、物理性能①密度较大②透光性好③玻璃的导热性能差④高阻隔性83、机械性能玻璃硬度高，抗压强度较高(200~600Pa)但抗张强度小(50~200Pa)，脆性高，抗冲击强度低。4、成型性能可加工各种形状的容器，易于上色，外观光亮。5、原料来源丰富原料价格便宜，具有再回收利用的特点。废弃玻璃可回炉焙炼，再成型玻璃制品。9二、玻璃容器的结构及制造1、配料(新原料、碎玻璃)2、熔制(500~1600℃)3、成型(吹制法，压吹法)4、退火(600~500℃)5、瓶罐的二次加工(烧口、研磨、抛光、印花钢化等等)6、检验成品(一)玻璃容器的制造10罐头瓶四旋瓶11(二)玻璃容器的结构1、瓶口包括封面封口突起、瓶口环、瓶口合缝线和瓶口与瓶身接缝线几部分；2、瓶身包括瓶颈、瓶肩、侧壁、瓶根部、瓶身合缝等部分。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，瓶底向内凹成曲面，使瓶可更好地承受内压。12三、玻璃容器的包装强度及影响因素1、内压强度2、热冲击强度3、机械冲击强度4、垂直负荷强度5、水锤强度(短时内部水冲击的能力)(一)玻璃容器的包装强度131、用瓦楞纸板隔开；2、用塑料气垫套在瓶子上；3、用膜塑成型的泡沫塑料保护；4、用泡沫网套；5、用泡沫塑料小条、小块、纸丝、塑料丝或木屑等。(二)玻璃容器的缓冲包装141、能吸收冲击能量2、能吸收振动能量，使其衰减；3、具有较好的复原性；4、具有温度、湿度的安定性；5、酸碱性适当；6、具有较好的韧性、抗张力、耐磨性、化学性稳定及作业适应性。(三)缓冲材料性能要求151、全面缓冲包装2、局部缓冲包装3、组合式缓冲包装(四)缓冲包装技术16四、玻璃瓶罐的检测玻璃容器测试一般检测：厚度、形状、口径、高度、垂直度、均匀度。强度测试：耐内压强度、耐压强度、内应力、热冲击强度、机械冲击强度、飞散性试验。化学稳定性实验：耐酸性试验、耐碱性试验。1718瓶罐的封合皇冠盖螺旋盖旋开式盖抓式盖滚轧盖塑料盖安全盖玻璃瓶的二次封口1920定义：被压延成薄片，用于商品包装的金属材料。第二节金属包装材料与容器21金属包装材料的优良性能：高阻隔性能：阻隔气、汽、水、油、光的透过；优良的机械性能：抗拉、抗压、抗弯、韧性及硬度；容器成型加工工艺性好；环境适应性好：良好的耐高低温性，导热性；表面装饰性好；包装废弃物易回收处理。缺点：化学稳定性差，不耐酸碱腐蚀；价格较贵；重量较大。22食品包装常用金属材料金属包装材料低碳薄钢板镀锡薄钢板非镀锡薄钢板铝合金薄板和铝箔镀铬薄钢板镀铝薄钢板镀锌薄钢板23钢材资源丰富，生产成本较低，在金属包装材料中用量居首位；具有良好的综合机械性能和一定的耐腐蚀性；低碳薄钢板进行镀锡、镀铬、镀铝、镀锌及；施涂适宜的涂料等处理，可提高耐蚀性。24铝材密度轻，无毒无味，美观，加工性能好，表面具有光泽；表面能生成一层致密的氧化铝薄膜；在酸、碱、盐介质中易腐蚀；强度比钢低，生产成本比钢高，约为钢的五倍。金属箔外表美观，有光泽；加工成型性好；防潮性、气体阻隔性、遮光线等性能优异；耐热性、导热性良好。25一、低碳薄钢板(俗称黑铁皮)定义：含碳量小于0.25%，厚度为0.35~4.0mm的普通碳素钢或优质碳素结构钢的钢板。(一)低碳薄钢板的分类与规格分类：热轧低碳薄钢板、冷轧低碳薄钢板。规格：低碳薄钢板在0.25~2mm范围内，有23个不同的厚度规格，宽度范围为500~1500mm。26(二)包装用低碳薄钢板的性能特点强度高；遮光性强；耐热性和耐寒性好；易于印刷装饰；热传导性好；塑性好；成型性能好；焊接性能好。27(三)化学成分对低碳薄钢板性能的影响含碳量一般在0.05~0.25%之间含碳量的变化会导致钢的性能的变化含碳量直接影响薄钢板的强度和塑性含碳量直接影响薄钢板的焊接性能碳元素的影响28硅可提高钢的强度，随着硅含量的增大，镀锡铁皮的耐蚀性能下降；硫易造成偏析，是钢中的有害元素；锰可提高钢的强度和硬度，可与钢中的硫化合，减少硫对钢的危害；磷易造成偏析，是导致钢材冷脆的因素之一，但可提高钢强度和硬度。硅，锰，硫，磷等元素的影响影响29低碳成分决定了低碳钢板塑性好，易于成型加工和接缝的焊接加工，制成容器有较好的强度和刚性，而且价格便宜。在钢板表面涂覆特殊涂料后用于灌装饮料或其他产品，还可制成窄带用来捆扎纸箱、木箱或包装件。低碳薄钢板的应用30二、镀锡薄钢板(马口铁)定义：简称镀锡板，也叫马口铁(原料来自澳门)，是两面镀锡的低碳薄钢板，英文简称SPTE或者ETP。31低碳薄钢板(C0.13%)→轧制(2mm厚的钢带)→酸洗→冷轧→电解清洗→退火→平整→剪边加工→清洗→电镀→软熔→钝化处理→涂油→剪切→镀锡薄钢板。制造32热浸镀锡板(淘汰)电镀锡板涂料铁电素铁等厚镀锡板差厚镀锡板镀锡工艺镀锡量涂料施涂分类33(一)镀锡板的主要技术规范L：低杂质，高腐蚀性食品；MR：中杂质，食品罐；MC：含磷，高强度场所。1.镀锡原板的种类34钢种回火度CMnSPSiCuNiCrMo用途LT1~T40.05~0.03~0.050.0150.010.060.040.060.05制造高耐腐0.080.04以下以下以下以下以下以下以下蚀性容器MRT1~T40.05~0.25~0.050.0150.010.2一般食品0.110.5以下以下以下以下容器MCT4~T50.08~0.30~0.050.07~0.010.2无严格限制高拉应力镀锡0.110.45以下0.1以下以下铁皮大型啤酒T60.08~0.30~0.050.10~罐的盖与底0.110.5以下0.152.钢板材料的化学成分353.镀锡板的规格尺寸厚度常在0.15~0.30mm之间，常用厚度为0.2、0.23、0.25、0.28以上，厚度分别为70、80、90、100磅/基箱；长度和宽度：我国目前使用较多的有714*510mm、827*730mm。364.镀锡板的镀锡量类别标号镀锡量最少平均镀锡量中国(武钢)ISOJISg/m2g/m2等厚E1E2.8/2.8(E25)#255.6(2.8/2.8)4.9(两面)镀锡板E2E5.6/5.6(E50)#5011.2(5.6/5.6)10.5(两面)E3E8.4/8.4(E75)#7516.8(8.4/8.4)15.7(两面)E4E11.2/11.2(E100)#10022.4(11.2/11.2)20.2(两面)差厚#50/255.6/2.85.05/2.25镀锡板D1D8.4/2.8(D75/25)#75/258.4/2.87.85/2.25#75/508.4/5.67.85/5.05D2D11.2/2.8(D100/25)#100/2511.2/2.810.1/5.05D3D11.2/5.6(D100/50)#100/5011.2/5.610.1/5.05#100/2511.2/8.410.1/7.8537镀锡量说明镀锡量越高越耐腐蚀。考虑成本，一般可选择中间的规格、然后涂料。注意事项：①糖水水果罐头；②果汁罐头(樱桃、葡萄、草莓、杨梅含花青素除外)；③一些蔬菜罐头(酸黄瓜、番茄酱除外属高酸)，可利用亚锡离子还原作用改善色泽，因此，罐身、罐底选用高镀锡量，即22.4g/m2/双面，就不用涂料了。38(二)镀锡板的结构由钢基板(MR)，锡铁合金层、锡层、氧化膜和油膜组成。39马口铁各层结构示意图软熔和钝化处理产生锡自身氧化或钝化处理产生的铬化物40镀锡板各组分的成分和性能结构名称热浸镀锡板厚度电镀锡板厚度热浸镀锡板成分电镀锡板成分性能特点油膜20mg/m22~5mg/m2棕榈油棉籽油或葵二酸二辛酯润滑和防锈氧化膜3~5mg/cm2单面1~3mg/cm2单面氧化亚锡氧化亚锡、氧化锡、氧化铬、金属铬防锈防变色和防硫化锡层22.4~44.8g/m25.6~22.41g/m2纯锡纯锡美观，易焊，耐腐蚀且无毒害锡铁合金层5g/m2少于1g/m2锡铁合金结晶锡铁合金结晶耐腐蚀，如过厚加工性和可焊性不良钢基板制罐用0.2~0.3mm制罐用0.2~0.3mm低碳钢低碳钢加工性良好，制罐后具有必要的强度41鱼类、贝类、肉类等含硫的蛋白质食品在加热杀菌时会产生硫化物，以致罐壁上常产生黑褐色硫化锡、黑色硫化铁(硫化斑)，使食品遭到污染。有色水果(花青素水果如樱桃、葡萄、草莓、杨梅)，花青素是锡、氢的接受体，在罐内二价亚锡离子的作用下就发生褪色现象。(三)应用注意事项42高酸性食品(番茄酱、酸黄瓜)装罐后常出现氢胀罐和穿孔现象，有的食品还会出现金属味。需要在罐内壁上涂布一层涂料，避免金属面和食品直接接触发生反应。43镀锡板由于露铁点等因素，具有的耐腐蚀性有时不能满足某些食品的需要，采用镀锡板上涂覆涂料，将食品与镀锡板隔离，以减少它们的接触反应。(四)涂料镀锡板44镀铬板镀锌板镀铝板三、无锡薄钢板45(一)镀铬薄钢板定义：也叫镀铬板，简称TFS，是两面镀有铬的低碳薄钢板。组成：钢基板、金属铬层、水合氧化铬层和油膜。46镀铬板的结构47各层成分成分厚度性能特点油膜水合氧化铬层金属铬层钢基板葵二酸二辛酯水合氧化铬金属铬低碳钢22mg/m²7.5~27mg/m²32.3~140mg/m²制罐用0.2~0.3mm防锈、润滑保护金属铬层，便于涂料和印铁，防止产生孔眼有一定腐蚀性，但比纯锡差提供板材必须的强度，加工性良好镀铬板各层厚度、成分及性能特点48优点：阻隔性好(阻气、阻光、阻油、阻水蒸汽)，无异味，无毒性，表面易装饰，再循环利用好。不足：耐酸、碱性较差；无磁性；无锡焊性；强度较低。镀铬薄钢板特性：49钢板轧制→电解清洗→退火→平整清洗→电镀铬→钝化处理→清洗干燥→涂油→成品。主要制造工序50(1)机械性能强度、塑性与镀锡钢板相差不大；镀铬层较薄，韧性较差。(2)耐腐蚀性有较好的耐腐蚀性，但比镀锡板稍差。使用镀铬板时特别要注意剪段口极易腐蚀，必须加涂料以完全覆盖。镀铬薄钢板性能51(3)加工性能镀铬板不能锡焊，制罐时接缝需采用熔接或黏结。适宜用于制造罐底、盖和两片罐。(4)价格便宜对有机涂料的附着性是镀锡板的3~6倍。镀铬板加涂料后具有的耐腐蚀性比镀锡板高，价格便宜低10%左右。52镀铬板的应用用于腐蚀性较小的啤酒罐和饮料罐；经内外涂饰后用于食品罐的底和盖。53定义：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