金屬包裝是指以黑鐵皮、白鐵皮、如金屬桶、金屬盒、金屬軟管、油罐、無邊縫罐。
一、金屬包裝材料的應用
馬口鐵鋁箔等制成的各種包裝容器鋼瓶、軟性飲料鋁箔罐、超薄型罐和金屬包裝是傳統(tǒng)包裝材料之一。我國是最早發(fā)明鐵器、銅器的國家,在金屬包裝方面居開天辟地之位。早在春秋戰(zhàn)國時期,我國就采用了青銅制作的各種容器,在南北朝時期有銀作為酒類包裝容器的記載。但金屬包裝發(fā)展到現(xiàn)代,速度快,品種多,已經(jīng)到了以鋼和鋁合金為主要材料,廣泛用于銷售包裝和運輸包裝容器的時代。因而,歐、美等發(fā)達國家在這方面已占據(jù)了領先地位。
特別是這半個世紀以來,制罐工業(yè)的發(fā)展,從錫焊罐到高頻焊接罐,從三片罐到二片罐,從材料的加工和應用到制罐技術部發(fā)生了深刻的變化,在整個包裝工業(yè)中,金屬罐已占的比重,大約占20%左右。但是在各種包裝技術日新月異地發(fā)展的今天,新型包裝材料不斷出現(xiàn),金屬包裝材料在某些方面被塑料或復合材料所代替,但由于金屬具有優(yōu)良的阻隔性能,而且加工性能好,資源豐富,所以金屬包裝仍然保持著生命力,特別是在復合材料領域找到了用武之地。
二、金屬包裝材料的性能特點
金屬是具有光澤和可鍛性、導電性與導熱性均較高的晶體物質。它具有如下優(yōu)點:
(1)金屬包裝材料強度高,因此金屬包裝容器可以做成薄壁,耐壓強度高,重量輕、不易破損,在保證商品安全方面具有良好的可靠性,便于貯存、攜帶、運輸和裝卸。
(2)金屬包裝材料具有優(yōu)良的綜合防護性能,金屬對氧氣,水氣透過率很低,完全不透光,能有效避免紫外線的有害影響。它具優(yōu)良的阻氣性、防潮性、遮光性和保香性,并能防滲漏。它具有優(yōu)良的阻隔性能,并優(yōu)于其他幾類包裝材料,因此,金屬包裝能長時間保持商品的質量和風味不變,適宜于食品、飲料、藥品、化學品等的包裝。
(3)由于金屬材料具有特殊的金屬光澤,亦易于印刷裝飾,因此便于將商品裝潢得外表華麗、美觀、適銷。
(4)金屬包裝材料來源廣,加工性能好,制造工藝成熟,能連續(xù)化自動生產(chǎn)。
但金屬材料的化學穩(wěn)定性差,耐銹蝕,主要是金屬表面受周圍電介質的作用,產(chǎn)生一定的電極電位,形成微電池,在金屬受到破壞的過程中,同時產(chǎn)生放電現(xiàn)象,形成金屬的電化學腐蝕。為增加金屬包裝材料抗銹蝕性能,可采取幾種金屬合金,電鍍等表面處理。
(5)金屬包裝材料的種類很多,而包裝所用的金屬材料有如下幾種:
①黑色金屬:薄鋼板、鍍鋅薄鋼板、鍍錫薄鋼板。
②有色金屬:有板材(鋁板、合金鋁板)和箔材(鋁箔、合金鋁箔)等。
三、金屬包裝容器的種類和用途
包裝用的金屬容器種類繁多,形式不一,使用范圍廣泛。大型的金屬容器有油罐車、集裝箱和油船貯槽、金屬桶,還有金屬盒、金屬罐,小型的有包裝牙膏、藥品的金屬軟管?,F(xiàn)著重介紹以下幾種類型。
1.集裝箱
集裝箱分通用與專用兩大類,世界上80%是通用集裝箱,集中鋼制集裝箱又占總箱數(shù)的77%,它是由鋼或不銹鋼焊接而成的,具有強度大、結構牢固、焊接性高、水密性好的優(yōu)點,其缺點是耐腐蝕性差,但不銹鋼集裝箱腐蝕性強,外表美觀,使用年限長,但造價比較高。就專用集裝箱而言罐式集裝箱中不銹鋼占84%,整體式機械冷藏集裝箱、保溫集裝箱中,鋁質與鋁合金箱約各占56%,有的鋁合金集裝箱主要部位和部件是用鋁合金鉚接而成,具有重量輕、美觀和能在大氣中形成氧化膜而防止海水腐蝕。保溫式集裝箱內有保溫裝置,用隔熱材料構成,在箱的前端壁和箱門上備有幾個通風口,限制箱內外傳熱,使箱內貨物與外界的溫度隔絕,以保持箱內溫度恒定或保持在一定的溫度范圍。它最適宜于裝載因溫度變化而受到損壞的精密儀器、油類、罐頭食品等,便于寒冷季節(jié)或地區(qū)的集裝運輸。
散裝集裝箱一般用鋼板、鋁材或鋁合金板制造。它最適宜裝固體貨物如糧食、植物油料、飼料、砂石、化肥和其他散裝的粉狀與粒狀商品。它與袋狀包裝比較,能提高裝卸效率,節(jié)省包裝費用。
2.金屬桶
金屬桶主要由薄鋼材、鋁板和合金鋁板和鐵塑復合材料制成,它可盛裝液體、半液體和粉狀、粒狀物品,用于大、中型運輸包裝。金屬桶分下列三大類:
(1)按形狀分:可分為方桶、圓桶和錐形開蓋桶。方桶存放時占面積小,成排成行時桶與桶之間沒有空隙,但耐壓力不如圓桶,一般為小型桶,圓桶的耐壓力強,便于搬運時滾動,但存放時浪費倉容:錐形開蓋桶,桶空時一個桶可裝入另一個桶內,從而節(jié)省了存放空間。
(2)按制桶材料分:重型鋼罐又稱酸罐,是一種重型的頂蓋封閉的大型桶罐。它用鋼板厚度達3mm以上,帶有焊接的加工凸邊和粗的T型鋼制成滾箍,用于盛裝酸類液體,容量50-500L;薄鋼板桶(即鐵桶)是使用最大的金屬桶,廣泛用于盛裝各類食油、石油和化工商品,鋁和鋁合金桶一般為中、小型桶,由于鋁的硬度、強度不如薄鋼板,鋁桶一般都用鋼環(huán)筋和裙邊加固,用于盛裝酒類和各種食品;鐵望復合桶,其內膽為塑料,外殼為鐵桶,桶內部和外部容器的頭部兩端凸出處高度,使瀉出或溢出的液體和雨水均可傾倒出去,灌注也方便,商品保全性好,適于盛裝各種化工產(chǎn)品與腐蝕性、危險性商品。
(3)按開口形式分:可分為閉口桶、開口桶和中心桶。閉口桶的桶頂、桶底和桶身固定一起,桶頂上安裝備種形式的桶塞,大多為螺絲蓋、桶口加橡皮墊圈,一般用來盛裝液體;開口桶的桶頂是活動的,鐵桶封裝時用卡箍、扣環(huán)等,將桶頂如緊在桶身上或采用有側邊的帽式蓋;中心桶的頂、底與身均固定一起,但桶頂中留有較大的口,并有簡單的蓋。開口桶和中心桶一般盛裝粉狀、顆粒狀、塊狀等固體或粘稠物品。
3.金屬盒
金屬盒多用馬口鐵制作,種類繁多,結構亦不完全相同,下面介紹三種類型:
(1)按盒的形狀分為圓筒盒、方筒盒、扁方盒、橢圓形盒和各種異形盒等。
(2)按制作工藝分為焊接盒(盒身和盒底由兩塊鐵皮焊接而成)和拉制盒(盒身和盒底由一次鐵皮拉伸而成,盒身壁薄于盒底,盒高一般大于盒直徑)。
(3)按盒形可分為壓扣蓋盒、縮口盒、折邊蓋盒和鉸鏈盒等。
金屬盒由于蓋板可自由關啟,用于裝餅干、奶粉、茶葉與咖啡等飲料香煙等干燥商品。
4.金屬罐頭盒
罐是小型密封容器,適宜于裝生鮮瓜果或烹飪食品,具有良好的貯藏性能和裝潢效果,使用方便,是理想的食品銷售包裝。
金屬罐頭盒種類:按罐的形狀,有圓罐、方罐、橢圓罐、梯形罐、馬形罐之分;按制罐材料,有馬口鐵罐、鋁罐和鋁鐵復合罐(即罐筒用鋁、罐頂用馬口鐵或另配塑料套蓋)之分;按罐身制法,有咬口罐(罐身、罐底和罐頂由三片金屬卷邊咬口焊接而成,又稱三片罐)、沖拔罐(罐身與罐頂由二片金屬構成,又稱二片罐)、多節(jié)罐(罐身由馬口鐵卷成圓筒,再分節(jié)切割)和粘合罐(罐身用特制粘合劑膠粘而成)之分;按封閉方式有密封罐(罐身與罐頂連成一體,無可分離的蓋部)和開放罐(有明顯的罐蓋大多為易開式)之分;按罐蓋形式,有嵌入蓋式罐、旋入蓋式罐、壓式蓋式罐、合頁式罐、緊固小蓋式罐和扯剝帶式罐之分等。罐頭的封口為真空封口,如密封罐是采用專門的真空封口機封口。
5.鋁質淺盤
鋁質淺盤被廣泛用于包裝冷凍食品和烘烤食品。其形狀有圓形、方形、長方形、異型盤之分,規(guī)格繁多,淺盤的封蓋方式有三類:淺盤帶有垂直翻邊,折彎后壓住平板蓋;淺盤帶有水平翻邊,蓋子與此翻邊熱封封合:淺盤帶水平翻邊,蓋子翻邊。淺盤的蓋子有三類:圓片紙板,有時帶有透視窗帶有向下翻邊的平鋁蓋,可彎至淺盤的下方:當產(chǎn)品高于淺盤邊,可采用隆起的罩蓋。
6.金屬軟管
金屬軟管是一種外表美觀的容器,它可以不費勁地擠出一定量的內裝物同時重封性好,有良好的保護性。因為軟管沒有回收現(xiàn)象,所以擠壓內裝物時留在管內部分受污染的可能性最小。軟管質地輕,不斷裂,一次性使用的軟管適用于高速自動充填。
金屬軟管由管嘴(伸出的嘴、開口部位可切開或戳穿,或敞開的嘴則在嘴蓋頂端用橡皮墊壓)、管肩(傾斜狀、鋁管肩部上有一系列同心環(huán)紋)、封尾構成。制造軟管金屬材料包括鋁、鉛和錫,這些材料都經(jīng)得住極度冷卻,冷軋能強化金屬,特別是鋁。鋁最后進行退火處理后,能產(chǎn)生必要的柔韌性。錫一般為于包裝藥品,因為藥品需要其容器在化學上是惰性的,錫中加入0.5%銅,制成合金以增加剛性;鉛則加入3%銻,以增加硬度。鉛只能用于鞋油、粘合劑等非食品,因為鉛會使人中毒。
金屬軟管特別適用于包裝各種藥品、化妝品、牙膏、涂抹食品,以及家庭工業(yè)用品,如潤滑劑、粘合劑、各種化合劑、顏料、染料及各種類似產(chǎn)品的包裝。
7.鐵絲籠
鐵絲籠通常用作裝動物的容器,一般用6mm鋼條做支架,再用18號鐵絲編織而成,有方形和圓形等形狀,質地牢固,通風性好。
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