金属包装的优点及缺点

金属作为食品包装材料历史悠久，铁和铝是两种主要的金属包装材料，主要有镀锡薄钢板（马口铁）、镀铬薄钢板（无锡钢板）、铝和铝箔等。金属包装容器主要有两大类，一类是以铁、铝或铜等为基材的金属板，片加工成型的桶、罐、管等，如饮料罐、啤酒罐、茶叶罐、金属桶、喷雾罐等；另一类是以金属箔制作而成的复合材料容器，如纸铝复合、铝塑复合、真空镀铝等容器。

金属包装材料具有优良的阻隔性能，可以对空气成分、水分、光等完全阻隔，对内容物有良好的保护性能。强度高，可适应流通过程中的各种机械振动和冲击。易加工成型，有利于制罐及包装过程的高速、机械化操作和自动控制。表面装饰性好、有光泽，可以印刷色彩鲜艳的图文以吸引消费者，促进销售。具有固有的防盗防改动功能，可以回炉再生循环使用，既回收资源，节约能源，又可减少环境污染。但是金属包装材料化学稳定性较差，耐酸、耐碱能力较弱，特别易受酸性食品的腐蚀，需要通过内涂层来保护。此外，金属价格较高、制作成本大、质量较大、运输费用高。

（一）常用金属包装材料

1.镀锡薄钢板

镀锡薄钢板，也称马口铁，是两面镀有纯薄锡层的低碳薄钢板。根据镀锡工艺不同，分为热浸镀锡板和电镀锡板。热浸镀锡板镀锡层较厚，耗锡量较多，而且不够均匀。电镀锡板锡层较薄，且均匀，分为等厚镀锡板和差厚镀锡板。

镀锡薄钢板中心层为钢基层。从中心向外，依次为钢基层、锡铁合金层、锡层、氧化膜层和油膜层。由于锡化学性质稳定，一般食品可直接用镀锡板罐包装。但锡的保护作用是有限的，腐蚀性较大的食品如番茄酱，含硫量较多的虾蟹等水产类，含硝酸盐、亚硝酸盐等的食品都会对马口铁罐产生腐蚀作用。

2.镀铬薄钢板

镀铬薄钢板是在低碳薄钢板上镀上一层薄的金属铬，也称无锡钢板、镀铬板。镀铬钢板的结构由中心向表面顺序为钢基层、金属铬层、水合氧化铬层和油膜。

镀铬板的铬层较薄，厚度仅5nm，故价格较低，但其抗腐蚀性能比镀锡板差，常需经内、外涂料后使用。镀铬板对有机涂料的附着力特别优良，适宜于制罐的三片罐底盖和二片拉伸罐。镀铬板不能用锡焊，但可以熔接或使用尼龙黏合剂黏接。镀铬板制作的容器可用于一般食品、软饮料和啤酒包装。

3.铝质包装材料

铝质包装材料主要指铝合金薄板和铝箔。纯铝的强度和硬度较低，在使用上受到一定限制，往往需在铝中加入适量的硅、铜、镁、锰等元素，制成二元或三元合金，以增强其强度和硬度。其特点为轻便、美观、耐腐蚀性好，用于蔬菜、肉类、水产罐头，不会产生黑色硫斑，经涂料后可广泛应用于果汁、碳酸饮料、啤酒等食品包装。铝板隔绝性能好，导热率高，对光、辐射热反射率高，具有良好的可加工性，适于各种冷热加工成型，其延展性优于镀锡板和镀铬板，易滚轧为铝箔和深冲成二片罐，常用作易拉罐和各种易拉盖的材料。废旧铝容器的回收容易。

4.镀锌薄钢板

镀锌薄钢板也称白铁皮，锌比铁活泼，易形成一层很薄的致密的氧化膜，阻止空气和湿气的侵蚀，具有一定耐腐蚀性。镀锌薄钢板多用于制作桶状容器。为了增强其稳定性，常在容器内、外涂上各种性能的涂料，适用于一般干食品的包装（但不能用于酸性食品的包装），且多数用于外包装。

（二）金属容器的结构和特点

金属容器按其结构常分为三片罐和二片罐，按罐型可以分为圆罐、方罐、椭圆形罐和马蹄形罐等，一般把除圆罐以外的空罐称为异型罐。食品常用金属罐的种类与应用见表9-2。

1.三片罐

三片罐是由罐身、盖、底三部分构成。其形状除圆形罐外，也有梯形罐、方形罐等。三片罐的罐身有接缝，接缝的密封方法有锡焊法、熔焊法、黏接法。罐筒体与盖、底则采用二重卷边法密封，底、盖周边内涂有胶圈，以保证接合部位的密封性。(www.xing528.com)

（1）锡焊罐 锡焊罐是用熔锡将罐身接缝（踏平后）焊接而制成的食品罐，也称为传统罐（典型罐），锡焊罐主要制罐材料是镀锡板。锡焊罐生产效率高，成本低，长期以来一直是食品罐的主要包装形式。但由于锡焊料含有重金属铅，容易污染食品，越来越多国家限制或禁止使用。

表9-2 食品常用金属罐的种类与应用

（2）熔焊罐 熔焊罐又称电阻焊接罐。1970年瑞士的苏德罗尼克（Soudronic）公司研制出来的用铜线作电极的电阻焊接技术，也称铜丝熔焊法，只要经四个工序：垛片→解除罐身板内应力→搭接成圆→焊接，即可将罐身板制成圆形罐身。此方法与锡焊罐相比具有许多优点，已成为接缝罐的主要制作方法。电阻焊接罐优点包括：焊缝是由镀锡板本身熔焊在一起，不使用任何焊料，食品不受铅、锡污染；焊缝重叠宽度窄，一般为0.4mm，可节省镀锡板；焊缝厚度小，约为单层镀锡板厚度的 1.2倍；焊缝薄而光滑，封口质量好；焊缝强度高；节省能源，简化设备；生产效率高。

2.二片罐

二片罐是指罐底罐身（筒体）为一体的部分与罐盖构成的金属罐，有圆形、椭圆形、方形等形状罐。依据罐体的成型方法有深冲罐和冲拔罐。

（1）冲拔罐（DI罐）冲拔罐是用深冲初成形，再用一系列拉伸操作来增大罐身高度和减少壁厚而制成的金属罐。冲拔罐最初用于韧性好的铝材，后来也用于镀锡板。冲拔罐的罐壁较薄（约0.1mm），耐压力与真空性能较差，多数用于啤酒、碳酸饮料等含气饮料的包装。为了扩大罐的应用，采用镀锡板制成的罐，常在罐身压出凹凸波形加强圈，或采用缩短罐高度来维持罐的刚性，这类罐用于某些蔬菜罐头、宠物罐头的包装。

（2）深冲罐（DRD罐）深冲罐是指用连续的深冲操作（如二次或二次以上）使罐内径尺寸变得越来越小的成型过程，故也叫深冲—再深冲法。由此法制成的二片罐称为DRD罐。深冲罐终产品的底、壁厚和原材料薄板的厚度差异较小，因此其材料成本比冲拔罐高。但此法对薄板材料品种要求不严格，可用镀锡板、镀铬板和铝合板制罐。DRD技术可用于加工收缩径罐，使容器具有足够的强度，易承受制罐等机械操作。

二片罐的生产线投资比较大，相当于三片罐生产线的8倍，且二片罐加工设备在罐尺寸的互换性上仍比不上三片罐。但二片罐的最大优点是省去了侧缝，消除了镀锡板锡焊罐中铅对内容物的污染，且由于没有侧缝和底部接缝，减少了渗漏的可能性，因此其发展仍受到重视。

易拉盖的使用提高了罐头食品食用的方便性，使罐装的饮料、食品在市场的销售大增，但也带来了环境保护问题。易拉盖拉环（耳）多用硬质铝材制成，硬且边缘锐利，常刺破轮胎，伤害人、畜。为此，许多易拉罐盖已采用压下盖，开罐时拉环（耳）仍保留在空罐上，方便废罐回收，减少对环境的危害。

（三）金属罐的密封

金属罐二重卷边通常由封口机完成。封口机主要包括压头、托盘、头道滚轮和二道滚轮四部分组成，如图9-8所示。头道滚轮和二道滚轮结构不一样，如图9-9所示，分别完成头道卷封和二道卷封。封口由头道卷封（使罐盖卷曲边和罐身翻边相互钩合，如图9-10所示）和二道卷封（将罐盖身钩紧压在一起，并将盖钩皱纹压平，使密封胶很好地分布在卷边内）组合的二次卷边操作来完成，因此也称为二重卷边。二重卷封操作时罐身翻边和罐盖卷曲边相互钩合形成牢固的机械结构。二重卷封由三层罐盖厚度和二层罐身厚度构成，而在二重卷边叠层内充填适量密封胶，以保证密封性。

图9-8 封口时罐头与四部件的相对位置

1—罐头 2—压头 3—托底盘4—头道滚轮 5—二道滚轮6—压头主轴 7—转动轴

图9-9 滚轮转压槽结构曲边

1—头道滚轮 2—二道滚轮

图9-10 头道卷边的结构