食品包装第四章

第四章金属、玻璃、陶瓷包装材料及容器浙江工商大学王向阳教学目标了解薄金属板、铝箔的包装性能玻璃的包装特性及其应用陶瓷在食品包装上的应用了解金属、玻璃、陶瓷容器的制造工艺第一节金属包装材料及容器阻隔性：力学性质：机械性能：耐高低温—货架期长成型加工：高效，>1200罐/min稳定性：化学稳定差，不耐酸碱安全卫生性：易析出离子，风味变化易回收，污染小印刷装潢：光泽好，易装饰成本：高—作复合包装金属特点和材料优点:1)强度高，可适应流通过程中的各种机械振动和冲击。2)阻隔性能优异，对光、气及水蒸气的透过率几乎为零，并且具有保香性能，能够很好地保护内装食品。3)易加工成型，可适应现代高速生产。目前马口铁罐的生产速度可达1200罐／min。4)表面装饰性好，具有美丽的金属光泽，还可印刷色彩鲜艳的图文，有利于促销。5)卫生安全。金属包装容器及其内涂料一般均能满足食品卫生、安全要求。包装废弃物可以再生利用。

6）资源丰富，能耗和成本也比较低。缺点:1)化学稳定性较差，耐酸、碱能力较弱，特别易受酸性食品的腐蚀，所以需要内涂层来保护。较高。常用金属包装材料包括：1）镀锡薄钢板2）无锡薄钢板3）低碳薄钢板4）铝合金薄板5）铝箔金属包装材料的分类（1）钢材①镀锡薄钢板②镀铬薄钢板③镀锌薄钢板④低碳薄钢板⑤其它钢质包装材料（2）铝材①铝板②铝箔③镀铝薄膜一、镀锡薄钢板简称镀锡板，俗称马口铁，是一种双面镀有纯锡的低碳薄钢板。根据镀锡工艺不同分为：1）热浸镀锡2）电镀锡板，又分为：①等厚镀锡板。代码：E②差厚镀锡板。代码：D

镀锡薄钢板马口铁，tinplate___________________________________油膜氧化膜外内锡层锡铁合金属钢基板易与锡作用的：糖水杨梅肉禽类虾蟹产品玉米等应与油料、树脂复合(1)镀锡板的结构镀锡板由五层构成。1）油膜。棕榈油、棉籽油、癸二酸二辛酯。润滑和防锈。2）氧化膜。氧化亚锡。防锈防变色防硫化斑。3）锡层。纯锡。美观、易焊、耐腐蚀、无毒。4）锡铁合金层。锡铁合金结晶。耐腐蚀。5）钢基板。加工性能好，维持强度。(2)镀锡板的主要技术指标1）钢基板的成分一般不作规定。评价指标主要有酸浸时滞值：将刚基板浸入盐酸时到溶解反应速度恒定时所需要的时间（S）。这一时间为酸浸时滞值。所含杂质越少，该值越小，越耐腐蚀。要求不超过10S。2）厚度和尺寸马口铁的厚度和尺寸都是以mm为单位。厚度指钢基板的厚度，将镀层厚度忽略不计，有0.2、0.23、0.25、0.28mm四种。尺寸是指每张马口铁板的长度和宽度。宽度775、800、850、875、900、950、1000、1025、1050mm,长度与宽度差200mm内任意选用。制罐厂根据制罐的要求选择适当的厚度，并且根据最佳材料利用率来选择板的长度和宽度。(2)镀锡板的主要技术指标3）镀锡量镀锡量是表示锡层厚度的指标，用每平方米钢基板上所镀锡的质量来表示。镀锡量越高，耐腐蚀性能越好，但成本也越高。用户要根据罐的用途、保存时间以及制罐方法等不同情况正确选择镀锡量。可以选用两面不同镀锡量的差厚镀锡板，既能满足罐内的耐腐蚀要求，又能适当降低成本。镀锡量标号是以每基箱镀锡质量(以磅为单位)的100倍来表示。标号越大，说明渡锡越厚。(2)镀锡板的主要技术指标4）表面精整表面精整由钢基板的结构纹理和镀层是否经过软熔来区别。

a．光亮表面，代码G采用光亮表面的基板，电镀后期进行软熔处理。这种马口铁外表光亮，具有较好的耐蚀性，应用广泛。

b．石纹表面，代码S经过特殊处理，表面有方向性的条状纹路的基板，电镀后期进行软熔处理。具有较好的耐蚀性，印涂性能特别好，加工过程不易擦伤，触摸不留手印。(2)镀锡板的主要技术指标4）表面精整c．银光表面，代码M钢基板要经过特殊的喷丸处理，表面粗糙。电镀后期进行软熔处理，得到银光表面。d．无光泽表面，代码M采用经过喷丸处理，表面粗糙的钢基板，但在电镀后期不进行软熔处理，表面呈灰白色，无光泽。根据需方要求，可生产任意一种。如无具体要求，按光亮表面供货。(2)镀锡板的主要技术指标5）调质度调质度是用来表示渡锡板综合机械性能的一种指标，常以材料的洛氏表面硬度HR30T值来表示。符号用“T”加数字构成，如“T57”等。数值越大，硬度越高，抗拉强度也越大，而伸长率越小。

生产方法ISO国际标准美国AISI标准日本JIS标准抗拉强度（kPa）成形性能用途特点类别HR30T类别HR30T类别HR30T箱式退火T50≤52T1≤52T－149±3330软，塑性很好，适于拉深或多次拉深深度大、形状复杂之容器较深的二片罐不变薄拉深罐罐身T5252±4T250～60T－253±3350拉深性能中等，稍有刚性盖子、圆环、螺旋盖一次拉深罐（如鱼罐）----T－2-1／255±3-一般用途-T5757＋4/－3T354～60T～357±3370一般用途，只能用于浅的拉深三片罐罐身，罐头底盖，大直径瓶盖，王冠盖T6161±4T458～64T－461±3415一般用途，刚性稍高刚性好的三片罐罐身、罐底、盖、较大容器T6565＋3/－4T562～68T—565±3450刚性高，能抗压塌刚性好的三片罐罐身、罐底盖T7070＋3/－4T667～73T—670±3530刚性很强啤酒或充气饮料罐罐底盖连续退火CA6161±4T．4CA58～64T－4－CA61±3410拉深性能中等，综合性能好瓶盖、三片罐罐身和罐底、盖CA6565＋5/－4T．5CA62～68T－5－CA65±3425一般用途三片罐罐身、罐底、盖CA7070＋3/－4T．6CA67～73T－6－CA70±3530刚性很高啤酒或充气饮料罐罐底、盖(3)镀锡板的耐蚀性耐蚀性是镀锡板最重要的性能。食品含有硝酸盐、亚硝酸盐、草酸盐、硫化物、花色素之类的物质。这些物质会促进罐头内壁腐蚀。如果罐中残留较多的氧气，则会加快腐蚀速度。镀锡板大量用作食品罐头容器。应视食品的特点选用具有较好耐蚀性的镀锡板。酸性条件下铁的溶出值与镀锡板的耐腐蚀性有密切关系，铁溶出值越低，耐腐蚀性越好，一般要求铁溶出值小于20ug。(3)镀锡板的耐蚀性

涂料：在罐内壁必须涂上一层涂料，使内装食品和镀锡板分开，以减少它们之间的反应，从而保证食品质量和延长保质期。涂料是一种有机化合物，主要成分是油料和树脂，其次是颜料和增塑剂、稀释剂等助剂。国内目前罐头内壁涂料主要有214#抗酸涂料、耐深冲涂料、啤酒饮料专用涂料等。(3)镀锡板的耐蚀性涂料必须：1）无毒、无臭、无味，不影响食品的风味和色泽；2）涂膜致密，基本无孔隙，耐腐蚀性好；3）涂膜在经受冲击、折叠、弯曲等加工时不脱落；4）高温焊接时不变焦脱落，无有害物溶出。(3)镀锡板的耐蚀性1）含蛋白质丰富的水产、家禽和肉类罐头应选用抗硫涂料。蛋白质受热分解产生硫化氢会腐蚀罐壁。2）午餐肉等易粘罐的食品，为使其容易倒出可选用防粘涂料。3）含花青素的水果易使锡离子溶出，因此樱桃、杨梅等罐头可采用一般性涂料来阻隔水果与罐壁接触，以防止因金属离子溶出而使水果罐头褐变或变色。4）酸性较强的番茄酱等应选用抗酸性涂料。二、无锡薄钢板无锡薄钢板有镀铬板、镀锌板、低碳薄钢板。1）镀铬板，又称TFS，是表面镀有铬和铬的氧化物的低碳薄钢板。其抗腐蚀性能比马口铁稍差，使用前必须在内外层涂涂料。对有机涂料的附着力特别好，比马口铁高3-6倍。适于制造罐底盖和二片拉深罐。罐的接缝必须采用缝焊法或粘接法连接。2）低碳薄钢板是指含碳量小于0.25％的薄钢板，经过剪裁、成型和连接，可直接制成金属容器。其优点是货源充足、成本低、加工性好，制成的容器有足够的刚度和强度。镀铬薄钢板无锡钢板TFS，tin-freesteel____________________________油膜水合氧化铬层外内金属铬层钢基板不耐强酸碱腐蚀应与有机涂料复合三、铝质包装材料铝是轻金属，比重仅2.7g／cm3。作为包装材料，铝按厚度被分为3类：铝膜(0～20um)铝箔(20～350um)铝板(>350um)。铝质包装材料铝板———铝箔优点：表面性能优异：光泽、热辐射热传导：可热、冷冻多次压延作复合包装铝质包装材料优点：表面性能优异：光泽、热辐射热传导：可热、冷冻质量轻成型性：压延阻隔性：水、气、味、光再循环性缺点：耐腐蚀性差：Ph:4.8—8.5焊接性差：强度低：易变形、易刮伤(一)铝的优缺点

1．优点1）铝箔和铝板可以认为是绝对密封的，包括对光线、油和气味物质的密封；2）机加工性能和变形性能好，软化回火铝膜的回弹量很小；3）印刷性能良好；4）抗撕裂强度和抗继续撕裂强度很小，很容易开启铝箔容器盖；5）铝膜和铝箔表面纯净、光洁，有很高的热辐射反射能力；(一)铝的优缺点6）有良好的高温和低温稳定性，而且热传导性能良好；7）封口严密的铝箔容器可以防止昆虫侵害；8）刚性好，容器壁厚度低；9）无毒，无嗅，无味，食品的卫生指标即使在高温杀菌后也丝毫不会受到铝的影响；10）包装垃圾量很小；11）铝容器中的无菌包装食品不会出现硫化变色；11）比钢轻得多等。(一)铝的优缺点2．缺点

1）厚度小于12um的光洁铝膜有孔隙。包装时的折叠作业可能导致孔隙裂纹，尤其在十字交叉的锐角折痕处容易出现孔隙裂纹。2）易腐蚀，尤其易受碱性物质的腐蚀；3）铝的强烈热辐射反射性能对食品的烹调、焙烤和煎炸是不利的。铝质容器中的菜肴很难在微波炉中加热；4）不能焊接；5）光滑铝膜延伸率很低。铝箔铝箔是一种由工业纯铝板经多次压延而制成的可挠性金属箔材。包装用铝箔的厚度均在0.200mm以下。根据压延后热处理程度的不同，铝箔可分为两种：1）软质2）硬质铝箔优点：1）铝箔表面具有银白色的金属光泽，并且通过印刷装潢可使其更具良好的展示效果。2）铝箔对水、水蒸气、各种气体、芳香物质和光线具有高阻隔性，可防止内容物吸潮、氧化变质，不易受微生物和昆虫的损害，因此可用于防霉、防菌、防虫害包装。3）铝箔可以耐高温蒸煮和其他热加工，并且具有很好的耐低温性能，适用于冷冻包装。4）铝箔易于加工，适宜于自动包装机械使用，便于印刷、层合、压花等。铝箔缺点：1）耐折性差，易起皱，2）抗破裂强度较低，不能受力。所以一般不单独使用，要与纸、塑料等制成复合材料，使上述缺点得到改善和补偿。铝箔使用特点1）铝箔阻隔性主要取决于箔材的厚度。厚度越小，产生针孔的可能性就越大，阻隔性越差。而厚度的增加又会增大成本。实践表明，厚度为9～12um的铝箔是最实用的复合包装用箔材。2）如果食品只需防止光线损害，或食品不需要防止氧气渗入或对包装材料的氧气透过率要求不高的话，可以采用较薄的和多孔的铝膜做包装基材。3）铝箔经复合、印刷、着色、压花等二次加工后，包装性能得到大大提高，被大量用于食品包装领域。如PET／AL／CPP可制作蒸煮袋，涂有PE等热封胶且预印的铝箔复合材料可用作杯、盒、盘等封口的盖材。铝箔铝膜和铝箔的使用：甜食和香烟常用7um铝膜包装，浓奶酪用9～15um铝膜包装，牛奶瓶盖用40-65um铝箔制造，冻藏方便食品和食堂、饭店用果酱的轻型容器用80～150um铝箔制造。(二)铝膜复合材料

目的：发扬铝膜的优点、克服铝膜的缺点，特别是提高铝膜的抗腐蚀能力。1．涂漆与空气接触时，铝膜表面有极薄的氧化铝膜，但其保护作用很弱。所以在铝膜上至少要涂一层硝化纤维漆或PVC(聚氯乙烯)漆。保护漆的单位面积比重约在1～2g／m2时可以抑制冷凝水和空气中多种腐蚀性成分。实践中铝箔的烤漆厚度采用100um。食品包装铝膜常用的烤漆为烘烤温度在260～300C之间可高温杀菌的环氧-酚-树脂漆。用于啤酒和碳酸饮料的铝罐采用乙烯基树脂漆。

铝膜复合材料2．铝膜与纸、纸板或有机玻璃组成复合材料：复合材料特点：1）具有良好的光线、气体和水蒸气密封性能，2）具有良好的机加工性能，3）有良好的热合性能，4）如果铝膜原来有孔隙，复合还能提高其气体和水蒸气密封性能。5）正确选择复合基材能大大提高复合材料的延伸率。铝膜复合材料制造：1）铝膜与纸复合时，将含水粘合剂涂覆在铝膜上，再复合纸后干燥。2）铝膜与塑料薄膜复合时，须将涂了含水粘合剂的铝膜进行预干燥，整个复合过程始终对复合材料施加压力负荷和热负荷。铝膜复合塑料常用的铝膜复合塑料为：1）有机玻璃2）PA(聚酰胺)3）PETP(聚对苯二甲酸乙二醇脂)4）LDPE5）PP。将铝膜做复合材料中间层，会大大减少折叠时产生裂纹的危险。(三)应用范围

在欧洲，食品包装工业铝的使用量约占食品包装材料总使用量的10％～15％。常用于制造：1）啤酒桶、易开罐、螺旋瓶的盖；2）罐杯形容器的易开盖、铝管、两片罐。3）制造复合膜。50um铝箔与20umOPP复合后可进行拉深作业。对机械包装作业而言，铝膜回弹量极其微小的优点是不可缺少的。(三)应用范围含铝复合材料，例如：LDPE／铝／LDPE或LDPE／纸／铝／LDPE已开始被用来代替铝箔制造铝罐和软铝管。包装保存期限较短的食品时，可以采用金属喷镀塑料薄膜。含铝复合材料的抗腐蚀比镀锡薄板罐头要低很多，例如：PETP／铝／PETP／LDPE复合薄膜制造的容器适于包装腐蚀性食品如柠檬原汁。采用塑料涂层铝罐包装某些高温杀菌食品如茄汁鲱鱼时，包装材料的腐蚀速度比镀锡薄板罐头低得多。(三)应用范围蒸煮袋：尼龙/Al/PE多层复合袋：两层或多层—保香、防潮利乐包：PE/纸/PE/Al/PE—抗渗透、刚性裹包：糖果、巧克力(三)应用范围罐类液体食品：炼乳、乳脂、果酱、小罐头、黄油等的包装容器；非常容易受到氧气损伤的食品：即食土豆粉、细磨速溶咖啡、UHT牛奶、果汁等的包装袋和包装纸盒；可高温杀菌的方便食品包装袋和轻型包装容器等。

(四)铝的腐蚀

由于食品对铝的腐蚀损伤比镀锡薄板小得多，所以有关铝的腐蚀成因及其抑制办法的研究也就少得多。腐蚀铝的因素：1）pH值2）盐3）各种有机阳离子4）色素中的花青素苷和叶绿素5）磷酸盐和硝酸盐（番茄汁）。但淀粉有抑制铝的腐蚀的作用。(四)铝的腐蚀含铝复合材料在任何情况下都不能完全抑制铝的腐蚀，因此人们有可能低估食品导致铝制容器腐蚀的危险。1）未处理过的铝很少直接用作食品包装材料。若要避免产生铝腐蚀，就不能破坏铝表面的稳定的、附着牢固的钝化氧化膜。

2）食品包装用铝一般要在经阳极处理产生的氧化层上添加烤漆层、热合漆层或OPP薄膜。如果外层复合材料有孔隙，或腐蚀性成分经外层复合材料渗入到铝的表面，铝表面的氧化层就会被破坏，不再适用于强酸(pH<4.2)高盐食品和调味料。(四)铝的腐蚀1）在强酸环境(pH<4.5)中，例如在与大黄原汁、朱栾原汁、柠檬原汁、柑橘原汁、红醋栗原汁、黑醋栗原汁、葡萄原汁、苹果原汁或梨原汁等食品接触时，铝是不稳定的。2）在强碱环境(pH>8.5)中，铝是不稳定的。3）在-18℃时，冻藏食品的某些成分如柠檬酸、醋酸和各种盐都能引起明显的铝腐蚀。4）用未涂漆的铝制容器包装焙烤点心，也会出现或多或少的腐蚀斑点。5）硫化处理过的葡萄干也会使铝产生腐蚀斑点。(四)铝的腐蚀菠菜、豆角、芦笋和萝卜能腐蚀未涂漆的铝，因此必须用上漆铝罐头包装。番茄汁和芥末调味料对铝的腐蚀性特别大，所以必须采用双层涂漆或用PE复层的铝罐头。果酱的含糖量比糖水水果高得多，所以对铝的腐蚀性也就小得多。用涂漆铝罐头包装碳酸饮料和肉食品时，建议采用无氧充填作业，在任何情况下氧气的存在都是不利的。四、金属包装容器（一）

金属罐的分类、结构规格1、

金属罐分类：1）结构：两片罐和三片罐2）形状：圆罐和异形罐3）工艺：压接罐、粘接罐、电阻焊罐，浅冲罐、深冲罐、深冲减薄拉深罐。（一）

金属罐的分类、结构规格2、

金属罐结构，三片罐（图）、两片罐。三片罐：是由罐身、罐盖、罐底三部分组成。罐身有接缝，罐身与罐盖罐底卷封。二片罐：是罐身与罐底为一体的金属罐，没有罐身接缝，只有一道罐盖与罐身卷封线，密封保护性比三片罐好。罐盖结构膨胀圈作用：1）增强强度，2）适应冷热加工的热胀冷缩，3）显示食品是否败坏。罐内食品结成块状、顶隙较小、真空度较低的如午餐肉、带骨肉用罐的罐盖膨胀圈强度应大些；汤汁多、顶隙大、真空度高的食品用罐罐盖膨胀圈应有较好的塑性。三片罐的罐盖：普通盖易拉盖：易拉盖的盖面上有刻痕和拉环。金属罐的分类、结构规格

3、罐型和规格金属罐按外形不同分为八类：1）圆罐编号：按照内径、外高2）冲底圆罐2003）方罐3004）冲底方罐4005）椭圆罐5006）冲底椭圆罐6007）梯形罐7008）马蹄形罐8003、罐型和规格圆罐：内径开头1~2位，5（52mm）、6（65mm）、7（73mm）、8（83mm）、9（97mm）、10（105mm）、15（153mm）三位数：第三位表示外高：539（外高39mm）四位数：后三位表示外高：9121（外高121mm）五位数：后三位表示外高：15267（外高267mm）其它罐型：第一位为编号，后两位表示尺寸规格。冲压圆罐：201：内径153mm，外高30mm，202：内径83mm，外高57mm203：内径73mm，外高42mm204：内径52mm，外高37mm（二）

金属罐的制造1、三片罐的制造：1）电阻焊三片罐（少锡、铅等污染）。2）压接三片罐（普遍）。3）黏接三片罐（有机粘合剂，不能高温杀菌）电阻焊三片罐制造（二）

金属罐的制造2、两片罐的制造：1）冲拔罐（DWI罐）：也称变薄拉伸罐，长径比2：1（5：1），壁很薄，用于有气的饮料。铝和马口铁均可。只有圆形罐。TFS（镀铬板）不可。（二）

金属罐的制造2）深冲罐（DRD罐）：也称浅拉伸罐。多次冲压而成。深冲罐的特点是壁厚均等，强度刚性好，因而它适应的包装范围广。它的长径比一般为1．5：1，制罐设备成本较低，罐形规格尺寸更易适应不同的包装需要。深冲罐适用的材料主要是TFS板和马口铁板，它的形状可以是圆型，也可以是异型，主要用于加热杀菌食品的包装。(三)金属罐的质量检查空罐质量检测的主要内容包括：1）机械强度测试：跌落强度、耐压缩强度、耐内应强度、耐破强度、抗冲击强度等；2）化学性能测试：耐锈蚀能力、耐侵蚀能力等；3）密封性能测试：气密性试验、泄漏试验、封口密封性检测等；4）表面质量检测：漆膜附着力、涂层耐冲击性、弯曲强度和外观等。（三）金属罐的质量检查1．空罐的一般性检测主要有空罐尺寸、罐内壁涂料层及罐身接缝等项，具体要求如下：(1)罐高及容量应符合规定；(2)罐内涂料层刮伤的程度及补涂质量的检查；(3)三片罐罐身接缝应有足够的强度：采用罐身接缝的撕裂试验、翻边试验检查接缝，不允许接缝有断裂、剥离现象。（三）金属罐的质量检查2．二重卷边封口质量检查此项也适用于空罐二重卷边封口质量检查。(1)卷边的厚度、宽度应均匀且符合规定要求。其主要尺寸：卷边厚T：卷边宽W：埋头度C：(2)卷边外观应平整、光滑，不允许出现波纹、折叠、快口、切罐、突唇、牙齿、假卷、断封及密封胶挤出等现象，以免影响罐的密封性及外观。（三）金属罐的质量检查(3)二重卷边密封性检测1）外观检查卷边质量：剔除有明显卷封缺陷的罐。2）卷边内部检查：对金属罐二重卷边进行解剖检测，并测定卷边的叠接率、紧密度和接缝盖钩完整率以确定卷边的密封性。这对罐的密封性有重要影响。（三）金属罐的质量检查1）叠接率(OR)：为卷边盖钩和身钩相互重叠的程度。

OR=（BH+CH+1.1tc-W）/（W-2.6tc–1.1tb）*100%，

叠接率一般要求OR>50％，叠接率越高卷边密封性越好。（三）金属罐的质量检查2）紧密度(TR)：为卷边的盖钩部分因出现皱纹而影响盖钩、身钩紧密接合的程度。盖钩出现皱纹的程度用皱纹度WR=WH/CH(％)表示，皱纹度分为四级：0级——基本无皱纹，卷边密封性高；1级——WR<25％，密封一般；2级——WR=25％～50％，卷边较松；3级——WR>50％，卷边松，易渗漏。卷边紧密度TR=1—WR％，一般要求TR>50％。（三）金属罐的质量检查3）盖钩完整率(JR)：表示外观突唇缺陷处盖钩下垂程度对卷边密封性的影响。盖钩下垂度(ID)为ID=bh/CH(％)。盖钩完整率JR=1-ID(％)，JR值越大，表示卷边密封性越好，一般JR>50％。二重卷边封口质量检查封口质量缺陷（三）金属罐的质量检查3．其他项目检查(1)空罐耐压性检查空罐要求在一定的气、水内压作用下和一定的真空度外压作用下不变形，不泄漏。铝质二片罐应能承受足够的轴向压力。(2)空罐的检漏空罐在真空检漏试验机上，在真空度为59985Pa(450mmHg)条件下，持续10min，检查空罐是否有泄漏现象。（三）金属罐的质量检查(3)易开盖质量检查对易开盖进行耐压强度、盖启破力、盖全开力、开启可靠性等检查。应保证易开盖有足够的强度，同时又易于将盖开启，方便使用。

(四)其他金属容器

1．金属软管。主要由铝质材料制成，内壁有涂料。可以进行高温杀菌、开启方便、再封性好，可以分批取用食品，未挤出食品受污染机会少。适用果酱、果冻、调味品等半液体黏稠食品。2．金属桶。容积比较大的金属容器。容积一般30~200L，主要用于食品原料及中间产品的贮运包装。具有密封性能好，强度高，耐热、耐压、耐冲击、包装可靠，可以重复利用。主要低碳钢板制作，内有环氧类、乙烯类树酯涂料。小口桶用于油类食品，大口桶用于块状、粉状、浆状食品。(四)其他金属容器3．铝箔容器指以铝箔为主体材料制成的刚性、半刚性或软性容器。(1)皱壁铝箔容器指用稍硬铝合金箔冲压落料、起皱拉深制成的有折叠侧壁的容器。可分为两种：浅盒无盖容器，浅盒有盖容器。有盖铝箔容器的盖为纸或塑料膜，将盖插入容器口的折叠槽内盖封，由于容器易变形而不能保证完全密封，所以这种容器主要用于冷冻食品或流通期限很短的方便食品包装。

铝箔容器(2)光壁铝箔容器容器口水平的凸缘平滑，容器内及凸缘表面涂有热塑性树脂。带涂料的容器盖与容器凸缘热压封合形成可靠密封包装。这种容器适用于100℃以下杀菌的食品(如果酱等)的包装。(3)铝箔复合膜蒸煮袋是铝箔复合膜制成的软性袋式包装容器，具有金属罐及塑料袋的包装优点，包装食品可进行120度左右蒸煮加热杀菌，可替代刚性的玻璃罐、金属罐而成为“软罐头”，是目前用于高温杀菌食品包装最具发展前景的包装容器。(五)金属包装制品的发展方向

发展方向原材料：薄、省、精热镀—电镀等厚镀—差厚镀技术革新：锡焊—电阻焊—激光焊产品创新：省料、高效1．原材料的改进镀锡薄钢板生产从刚开始的热镀锡发展到电镀锡，从等厚镀锡到差厚镀锡(板两面的镀锡量不相等)，近年来又开发了无锡钢板(TFS)，其目的都是为了节约贵重金属锡而降低成本。另外，随着冶炼技术和轧钢技术的进步，所产钢板越来越薄，制成的容器也越来越轻。(五)金属包装制品的发展方向2．制罐技术的进步传统马口铁三片罐的加工使用锡焊法，由于所用焊料中含有害重金属而被淘汰，目前三片罐一般采用电阻焊。然而对于某些新的、价格低廉的材料，如TFS板，电阻焊效果不佳，正研究采用激光焊；国际上二片罐的制作技术发展更快，减少了罐身的搭接宽度而更加节省材料。(五)金属包装制品的发展方向3．改进老产品、开发新品种饮料罐一般都是圆柱形，为适用较小的易开盖容器，降低整个容器的成本，现大部分饮料罐已改为缩颈罐。第二节

玻璃、陶瓷包装材料及容器历史悠久，很常用的包装容器。1）优点：化学稳定性好、高阻隔性、高透明性、表面硬度好耐压、卫生安全、耐热、便于回收。2）缺点：易碎、易损、质量过大等。玻璃的定义及分类广义包括：无机玻璃和有机玻璃两大类。这里玻璃指无机玻璃。定义：介于晶态和液态之间的一种特殊状态，由熔融体过冷而得，其内能和构形熵高于相应的晶态，其结构为短程有序和长程无序。玻璃的命名由两种以上玻璃形成体氧化物组成的玻璃，以其含量多少来命名。举例：在SiO2,B2O3,Al2O3作玻璃形成体构成的玻璃中，如果氧化物含量SiO2>B2O3>Al2O3叫做铝硼硅酸盐。组成及分类：元素玻璃卤化物玻璃氧化物玻璃：工业生产的商品玻璃的主要品种。硫属玻璃等一、瓶罐玻璃的化学组成及包装特性

玻璃的化学组成：大多数玻璃容器的材料属于钠-钙-硅，主要为Na2O、CaO、SiO2等。SiO2为玻璃形成体，构成玻璃的网络骨架。Na2O促进硅砂的熔化，主要起助熔剂的作用。CaO增进玻璃的化学稳定性，降低硅酸钠的结晶倾向，起稳定剂作用。除此之外，玻璃容器成分中还常常含有AL2O3、MgO和BaO等氧化物。1、晶体与玻璃2、Na2O-CaO-SiO2系玻璃结构3、普通玻璃结构普通玻璃组成含有Na2O（12%~16%），CaO（6%~12%），SiO2（66%~75%），还有少量Al2O3,MgO等氧化物，属钠钙系玻璃。（一）密度决定于:

1、构成玻璃的原子质量

2、也与原子的堆积及配位数有关。

3、玻璃结构紧密，密度增大。反之，则降低。各类玻璃密度相差甚大：密度最小的石英玻璃为2.21g/cm3

含有大量氧化铅的重燧石玻璃密度达6.5g/cm3

普通玻璃密度在2.5g/cm3左右（二）硬度硬度是固体材料抵抗另一种固体深入其内部而不产生残余形变的能力。玻璃的硬度主要决定于原子半径、电荷大小及堆积密度。（三）机械强度玻璃是一种脆性材料，其机械强度一般用耐压、抗张、抗冲击强度等表示。分理论强度和实际强度。玻璃瓶罐容器的包装强度包括拉伸强度、内压强度、热冲击强度、机械冲击强度、垂直荷重强度和水锤强度等。(1)拉伸强度拉伸强度也称抗拉强度。玻璃瓶、罐的包装强度设计以拉伸强度为准。玻璃瓶罐容器的包装强度(2)内压强度指容器不破裂所能承受的最大内部压应力。其大小主要取决于玻璃原材料、瓶罐结构以及生产工艺等因素。壁厚小、直径大、内压强度小。圆形截面能承受的内压强度最高。对包装啤酒、汽水等含气饮料瓶罐的内压强度要求较高。玻璃瓶罐容器的包装强度(3)热冲击强度指玻璃容器耐受冷热温度剧变不破碎的能力。热应力的大小受温差值和容器壁厚的影响。壁厚差异大的容器，易受热冲击危害。玻璃瓶罐容器的包装强度(4)机械冲击强度指玻璃容器承受外部冲击不破碎的能力。在瓶口、瓶底处强度最低，最易发生破碎。壁厚增加冲击强度升高，不易破裂。壁厚越小，冲击强度越小。玻璃瓶罐容器的包装强度(5)垂直荷重强度垂直荷重强度指玻璃容器承受垂直负荷的能力。其与瓶形有关，瓶肩部曲率半径越大，其荷重强度越高。玻璃瓶罐容器的包装强度(6)水锤强度(水冲击强度)指玻璃容器底部承受短时内部水冲击的能力。在运输过程中受到振动、冲击时，容器内可能出现上端空隙部分空气受压，底部局部地区形成真空现象，由此导致瞬间产生巨大冲击力冲击容器底部，时间越短，冲击力越大。玻璃瓶罐的造型、壁厚及使用年限均会对玻璃瓶罐的强度造成很大影响。要提高玻璃瓶罐的强度，主要采用表面强化的方法。（四）玻璃的粘度粘度：是表征流体内摩擦力或者表示阻碍液体流动性质的物理量。在玻璃加工工艺中，经常把粘度在10~105Pa.s（102~106P）范围内随温度变化的快慢叫做玻璃的料性。长性玻璃（料性长）的粘度随温度变化慢；短性玻璃（料性短）的粘度随温度变化快。注意（五）玻璃的导热性定义：物体把热能传递给温度较低方向的能力，称为导热性。玻璃是热的不良导体。高温时主要是辐射传热；低温时则以热传导为主。玻璃的导热性与组成有关。引入SiO2,B2O3,Al2O3等氧化物时，导热性增加。引入一价和二价金属氧化物时，导热性降低。（六）玻璃的光学性质玻璃有优异的光学性能，其光学性质包括折射、反射和透射。取决于玻璃的组成，与制造工艺与光的波长有关。对于玻璃容器，透明的玻璃包装可以促进产品的销售。可见光与紫外光的穿透可加速玻璃容器中有些产品的变质。（七）玻璃的化学稳定性玻璃的化学稳定性是指玻璃抗耐气体、水、酸、碱或其他化学试剂、药物溶液等侵蚀的能力。一般玻璃具有极好的化学惰性，但成分中的Na2O及其他金属离子能溶于水，而导致玻璃的侵蚀及与其接触的溶液的pH值发生变化。氢氟酸能直接溶解玻璃。水、酸、湿空气主要侵蚀玻璃网络中的金属离子。碱则破坏玻璃的网络结构，玻璃的抗碱能力比其抗酸和抗水能力弱得多。玻璃碱酸水潮湿空气玻璃化学稳定性测试粉末法用水、酸或碱溶液对一定颗粒度和一定质量的玻璃粉末进行侵蚀，然后再选择适当方法测定其浸蚀量。粉末法是对玻璃新的断面的浸蚀，能较客观反映玻璃本身的化学稳定性。表面法对一定表面积的玻璃试样或容器，用水、酸或碱溶液进行浸蚀的测定方法。具有与实际使用条件接近的优点。玻璃表面状态会随时受到周围气氛的影响。二、玻璃容器的结构及制造(一)玻璃容器的结构1．瓶口是食品向瓶内灌装的通道和与瓶盖的盖封口。瓶口包括密封面封口突起、瓶口环、瓶口合缝线和瓶口与瓶身接缝线几部分。瓶口的形式有多种，如卡口、螺纹口、王冠盖口和撬开口等。2．瓶身瓶身是容器的主要部分，包括瓶颈、瓶肩、侧壁、瓶跟部、瓶身合缝等几部分。玻璃容器的结构及制造3．瓶底瓶底包括瓶底座和瓶底瓶身合缝。瓶底座端面为环形平面，使瓶立放平稳。瓶底向内凹成曲面，使瓶可更好地承受内压。瓶底端面或内凹面可设有点、条状花纹以增加瓶立放的稳定性，减少磨损，提高瓶的内压强度和水锤强度，降低瓶罐所受的热冲击。瓶底还可有容器的制造日期、模具编号、商标等。玻璃容器的结构及制造(二)玻璃容器的制造：配料——熔炼（500~1600度）——容器定型（吹制法或压吹法）——退火（600~500度）——二次加工（烧口、研磨、抛光、钢化等）——检验——成品注意缺陷。1.玻璃的熔制和成型（1）、玻璃的熔制1）玻璃熔炉又叫玻璃熔窑。有两种类型：池窑和坩埚窑。熔制温度为1500~1600℃。由耐火材料制成，规格用面积表示，炉壁寿命3年。（1）、玻璃的熔制（2）玻璃熔制过程硅酸盐形成阶段反应在较大程度上是在固态下进行的，这一阶段结束时，配合料变成了由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物。在800℃-900℃完成。玻璃形成阶段继续加热，硅酸盐与剩余二氧化硅相互熔解，烧结物变成了透明体，化学组成和性质不稳定。温度在1200℃-1250℃之间。澄清阶段温度提高，粘度逐渐下降，玻璃液中的可见气泡慢慢跑出，进入炉气，即所谓澄清过程。温度1400℃-1500℃。粘度维持在100P左右。（2）玻璃熔制过程均化阶段玻璃的化学组成和折射率趋向一致的阶段叫均化。温度稍低于澄清阶段。冷却阶段玻璃的质量达到了要求，冷却玻璃液使温度下降200℃~300℃。冷却后温度约为1200℃。粘度增加到可向供料机供料所需数值（1000P)。熔制过程是连续作业，5个阶段在熔炉的不同部位进行。2、玻璃容器的成型（1）玻璃粘度随温度的变化及特征温度粘度随温度下降而增大的特性是玻璃制品成型和定型的基础。在玻璃生产中常把不同阶段的特征粘度值及对应的特征温度作为工艺参数和监测工艺过程的操作点加以控制。2、玻璃容器的成型熔点：又叫熔融温度，玻璃熔点是一个温度范围。成型操作点：在操作点到软化点的温度范围内，粘度变化剧烈，玻璃在此范围成型。对瓶罐玻璃，成型开始（料滴）和结束的粘度分别为103P和107P，对应温度分别为1200℃和760℃左右。软化点：是玻璃不能形变的最高温度。退化点：原子有足够的扩散速度，可以在短时间内消除玻璃剩余应力。应变点：玻璃开始变为脆性固体。在应变点附近由于粘度增加，引入的应力将成为剩余应力留在硬化玻璃中。2、玻璃容器的成型3、成型缺陷玻璃容器成型后，可能存在许多缺陷，一些来自玻璃原料，一些来自模具、成型操作。4、玻璃容器的退火及表面处理玻璃在成型后冷却过程中产生的剩余热应力使瓶罐的机械强度和热稳定性大大降低，甚至自行破裂，玻璃容器及制品的退火就是消除玻璃中剩余热应力的热处理过程。玻璃瓶罐中的应力永久应力当玻璃冷却到室温，温度梯度消失后仍然存在的应力称为永久应力或剩余应力。产生的基本条件：冷却的速度快，开始冷却的温度在玻璃应变点之上。除非经退火处理，否则永久应力将一直存在于玻璃制品中。4、玻璃容器的退火及表面处理暂时应力玻璃中随温差的存在而存在，随温差的消失而消失的热应力称为暂时应力。产生的基本条件：冷却速度快，而开始冷却时的温度低于玻璃应变点。一般来说，暂时应力不会对玻璃制品造成损害，如果温度急剧变化产生的暂时应力超过玻璃的机械强度时，也能使玻璃破裂。玻璃瓶罐的退火是指消除或减小玻璃中的剩余应力至允许值的热处理过程。任何玻璃制品在加工过程中都存在着剩余热应力或永久应力。退火温度选择退火温度范围：在转变温度（Tg）以下的适当温度范围内，玻璃的结构基团仍能位移，因而可以消除玻璃中的热应力。一般普通玻璃上限选为粘度为1011P的600℃左右，下限选为粘度为1013P的540℃左右。上限退火温度下，经3分钟能消除应力的95%，下限退火温度下，经3分钟能消除应力的5%。退火工艺包括加热、保温、缓慢降温及快速降温4个阶段。退火热处理工艺有一次退火和二次退火之分。玻璃瓶罐成型后立即进入退火炉的热处理称为一次退火。玻璃制品在冷却后再进行退火的叫二次退火。退火热处理在退火炉中进行的。4、玻璃容器的退火及表面处理玻璃表面处理技术退火有关的表面处理技术：主要包括消除表面裂纹的酸处理、火抛光、涂层、玻璃表面硫霜化反应、双层涂敷工艺。酸处理：用氢氟酸或与硫酸配制成混合酸处理玻璃表面，以腐蚀掉表面微小裂纹或使裂纹尖端半径增大，以提高玻璃强度。火抛光：加热玻璃至软化温度左右，借表面张力使裂纹愈合，俗称火抛光或同相处理。涂敷有机化合物：在玻璃表面涂敷有机硅或其他有机化合物，形成坚实的有机硅薄膜，使表面裂纹愈合的方法，俗称异相愈合。4、玻璃容器的退火及表面处理硫霜化反应：玻璃制品在退火过程中部分碱性氧化物能与炉气中的酸性气体发生反应，洗去粉霜后在玻璃表面上富集了二氧化硅，提高的玻璃稳定性。双层涂敷工艺：是一项先进技术。通常也在退火炉中进行，涂敷有机化合物之前，先涂敷一层金属氧化物，如氧化锡、氧化钛等。在退火炉的热端加入金属涂敷层，在冷端加入有机硅等有机化合物。大大提高了抗冲击性能和化学稳定性。玻璃表面处理技术4、玻璃容器的退火及表面处理三、玻璃容器的强度及其影响因素

(一)玻璃容器的破裂分析原因主要有三种。1．内压破裂指玻璃容器局部承受不了内压作用而发生的破裂，以裂纹起点为中心，裂纹曲线向外呈放射状延伸，裂纹线端部为分叉形。此种破裂起点靠近瓶颈部，则是设计上的不当，如瓶颈变径太快，圆角半径小，瓶受压时；若靠近瓶底部，则多为瓶受过大振动，内压冲击致破。(一)玻璃容器的破裂分析2．外部冲击破裂外部冲击力作用使瓶破裂，其裂纹稍粗，破裂块小。长颈或细长玻璃容器易发生这类破裂。3．热冲击破裂热冷剧变产生的巨大热应力作用在玻璃容器上使容器破裂称热冲击破裂。多发生在瓶底部或瓶壁厚薄差异较大的地方，裂纹线粗、量少。(二)影响玻璃容器包装强度的因素玻璃容器包装强度与容器形状密切相关：1）颈部的形状，2）底部的形状。表面形状-球面形、圆柱形，在容器强度薄弱处设计突起的点或条纹等，可使瓶强度增加约50％；改善瓶外形以提高自动灌装时对瓶抓取、固定的可靠性和稳定性，避免倒瓶碰撞破瓶；避免玻璃瓶外形尖角形状，防止降低此处的承载能力；除去不必要的部分，尽量减轻瓶重，以减小灌装线上冲击力。

四、玻璃容器的发展

(一)轻量瓶在保持玻璃容器的容量和强度条件下，通过减薄其壁厚而减轻重量制得的瓶称轻量瓶。一般轻量瓶的壁厚为2～2.5mm。轻量化可降低运输费用、减少食品加工杀菌时的能耗、提高生产效率、增加包装品的美感。(二)强化瓶为改善或提高玻璃容器的抗张强度和冲击强度，采取一些强化措施使玻璃容器的强度得以明显提高，强化处理后的玻璃瓶称为强化瓶。用于轻量瓶上。玻璃容器强化措施强化玻璃又叫钢化玻璃。玻璃的强化技术是根据玻璃的抗压强度比抗拉强度高的原理而设计的，采用热处理或离子交换方法，将能抵抗拉应力的压应力层预先置入玻璃表面，使玻璃在受到拉应力时，首先抵消表面层的压应力。玻璃的强化技术与双层涂敷工艺相结合，开发研制了高强度轻量玻璃容器，成为当今玻璃包装材料的一个主要发展方向玻璃容器强化措施1．

物理强化(钢化)：瓶、罐由制瓶机脱模后，立即送入钢化炉内均匀加热至软化温度，然后转入钢化室，将瓶、罐快速冷却，使表面获得均匀分布的压应力，以达到提高玻璃瓶罐强度的目的。经钢化处理，抗弯强度提高5～7倍，冲击强度也明显提高，破碎时，碎成没有尖锐棱角的碎粒。只能对玻璃成型制品进行钢化处理，钢化处理后不能再加工，注意避免容器表面被硬物刻划碰伤。玻璃强化技术玻璃表面的热处理通过热处理然后急冷制造钢化玻璃的技术是较早采用的强化玻璃的方法，也叫风冷强化法。基本作法是用冷空气或油浴急剧冷却处于高温但尚未软化的玻璃。201001020压应力张应力120804004080120表面内部表面钢化玻璃的表面与内部剩余应力（截面图）玻璃容器强化措施2．化学强化(离子交换法)：在玻璃表面进行离子交换使玻璃强化的方法统称为化学钢化。将玻璃容器浸在熔融的钾盐中，或将钾盐喷在玻璃容器表面，使钾离子置换玻璃表层的钠离子，从而使玻璃表面形成高强度的压缩层，产生均匀的压应力，提高玻璃容器的抗张强度和冲击强度。适应薄壁容器的强化处理要求。将普通玻璃置于欲置换离子的熔岩中，在高温下进行离子交换处理是一种使玻璃化学钢化的方法。玻璃容器强化措施

3．表面涂层强化：玻璃表面的微裂纹对强度有很大影响。采用表面涂层处理可以防止瓶、罐表面的划伤并增大表面的润滑性，减少摩擦，以增加瓶、罐的强度，有两种涂层处理方法：(1)热端涂层在瓶罐成型后，用液态SnCl4或TiCl4喷射到热的瓶罐上，在瓶罐表面形成氧化锡或氧化钛层，可提高瓶罐润滑性和强度。(2)冷端涂层瓶罐退火后，将单硬脂酸、聚乙烯、油酸、硅烷、硅酮等用喷枪喷成雾状覆盖在瓶罐上，形成抗磨损及具有润滑性的保护层，喷涂时瓶罐温度一般为21～80C。玻璃容器强化措施4．高分子树脂表面强化（包塑增强）：(2)悬浮流化法预热的玻璃瓶送入微细塑