第八章 金属包装材料
第一节 金属包装材料
现代金属包装技术是以英国人1814年发明马口铁罐为标志，
至今不到200年。
金属材料广泛应用于工业产品包装、运输包装和销售包装，
已成为制作各种包装容器的最主要的包装材料之一。
在包装材料中，金属所占的比重各国不尽相同。美国约
为28％，仅次于纸和纸板；日本约为15％，仅次于纸、纸
板和塑料而占据第三位；德国约为20％；法国约为％；
英国约为％。我国占20％左右。
第一节 金属包装材料
一、金属包装材料的性能特点
优点：
1．优良的力学性能
机械强度优于其它包装材料。
2．综合保护性能好
极好的阻隔性能。
3．外表美观
具有自己独特的金属光泽。
4．加工性能好
加工性能好，且工艺较成熟，适于连续自动化生产。
一、金属包装材料的性能特点
优点：
5．资源丰富
作为主要金属包装材料的铁和铝，蕴藏量极为丰富
6．废弃物处理性好
金属包装容器一般可以回炉再生，循环使用，减少环境
污染。
不足之处：
金属材料的化学稳定性差，尤其是钢材，耐腐蚀性差。
加工工艺比较复杂，相对成本较高；
单位面积的质量较纸和塑料大，故制成的容器也较重。
金属包装容器
金属包装产品可细分为:
印铁品（听、盒）
易拉罐（包括铝制二片罐、钢制二片罐、马口铁三片
罐）
喷雾罐（马口铁制成精美的药用罐、杀虫剂罐、化妆
品罐等）
食品罐（罐头、液体或固体食品罐等）
各类瓶盖（马口铁皇冠盖、旋开盖、铝质防盗盖）
化工桶及钢桶。
我国金属包装的最大用户是食品工业，其次是化工产业，
此外，化妆品和药品也占一定的比例。
• 金属包装材料的种类
• 镀锡薄钢板
• 钢材 镀铬薄钢板
• 镀锌薄钢板
• 金属 低碳薄钢板
• 铝合金薄板
• 铝材 铝箔
• 镀铝薄膜
1．钢质包装材料
钢质包装材料种类：
1) 运输包装用钢材：运输包装用大型容器，如集装箱、
钢罐、钢桶等及捆扎材料
2) 镀锌薄钢板：又称白铁皮。制作工业产品包装容器
3) 镀锡薄钢板：又称马口铁。用于罐头工业，和其他
食品和非食品罐
4) 镀铬薄钢板：又称无锡钢板。可部分代替马口铁，
主要用于制饮料罐
2．铝质包装材料
铝质包装材料可与纸、纸板和塑料等加工成复合包装材料。
主要优点：质量轻，无毒无味，可塑性好、延展性和冲拔
性能优良，在大气和水中化学性质稳定，不生
锈、表面洁净有光泽。
缺 点： 在酸、碱和盐介质不耐蚀，表面要涂料或镀层；
强度低于钢，成本比钢高
种类：l)纯铝板和合金铝板
酒类容器、罐头容器、包装饮料用罐、药品管和牙膏等。
2)铝箔：作为阻隔层与其他材料制成复合材料
3)镀铝薄膜：在塑料膜和纸张上镀上极薄的铝层。同铝
箔相比，其耐刺扎性优良；但阻隔性稍差耐刺扎性优良；但阻隔性稍差
第二节 金属包装材料的晶体结构
一、金属材料的性能
金属材料的结合键主要为金属键，内部的原子呈
规则排列，称为金属晶体。
工业上把金属材料分为两类：
1.黑色金属 它是指铁、锰、铬及其合金，其中铁
基合金（钢和铸铁）材料应用最广，占整个结构
和工具材料的80％。
2.有色金属及其合金 如铝、铜、钛等。
1．金属材料的力学性能
金属材料的性能一般分为使用性能和工艺性能两大类。
使用性能包括力学、物理和化学性能等；工艺性能包括铸
造、锻压、焊接、热处理、切削、冲拔性能等。
（l）弹性和刚度
（2）强度和塑性
（3）冲击韧性
（4）疲劳
（ 5）硬度
（6）断裂韧性
2．全属材料的物理化学性能
（1）相对密度
（2）熔点
（3）热膨胀性
（4）磁性
（5）导热性
（6）导电性
（7）相对介电常数
（8）耐腐蚀性
（9）高温抗氧化性
3．金属材料的包装适性与测试技术
（l）包装适性
①耐蚀性
②力学性能
③印刷适性与造型
④卫生性
（2）金属包装材料包装适性的测试技术
①钢质金属包装材料包装适性的测试技术。
硬度、塑性、镀锡量、合金层、钝化膜、油膜等。
②铝质金属包装材料包装适性的测试技术。
内在质量指标和外形质量指标。
二、金属材料的结构
包装工业中使用的钢质包装材料大都是含碳量较低的铁
碳合金，属于含碳量小于％的亚共析钢，其室温组织
均为由铁素体（F）和珠光体（P）组成。
铁碳含金的含碳量对其力学性能的影响很大。低碳钢的
强度和硬度较低，而塑性和韧性则很高。
包装工业中使用的铁碳合金（钢）应具有一定的强度和
足够的塑性和韧性，所以使用的都是低碳钢，其含碳量都
低于％。
金属材料的结构
金属材料的结构
金属材料的结构
铝的基本结构及性能
（l）工业纯铝的主要特性
纯铝是一种有银白色金属光泽的金属。它的相对密度小，
熔点低，导电、导热性优良。纯铝化学性质活泼，在大气
中极易与氧作用，在表面生成一层结合牢固致密的Al2O3氧
化膜，从而使它在大气和淡水中具有良好抗蚀性。
工业纯铝强度很低，故不宜直接用于结构材料。
铝合金
铝合金分类
（2）铝合金
铝合金一般分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。
形变铝合金按性能特点分为四类：
① 防锈铝合金
② 硬铝合金
③ 超硬铝合金
④ 锻铝合金
第三节 包装用钢铁材料
一、低碳薄钢板（俗称黑铁皮）
二、镀锌薄钢板（俗称白铁皮）
三、镀锡薄钢板（也称镀锡板、马口铁）
四、镀铬薄钢板 （简称镀铬板、无锡钢板、 TFS）
五、其它钢质包装材料
1．掺镍镀锡簿钢板
2．薄锡铁（TS）
3．镀镍铁皮
一、低碳薄钢板
俗称黑铁皮 包装用钢材主要是含碳量低于％的低碳薄钢
板。
低碳薄钢板的性能
低碳薄钢板机械强度高，加工性能良好，具有优良的综合
防护性能，遮光性强、导热率高、耐热性和耐寒性优良、易
于印刷装饰。
低碳薄钢板的用途
运输包装用金属容器和金属罐如集装箱、钢桶、钢箱、
钢托盘等的主要材料；
缺点：
耐腐蚀性差：一般需要加涂料处理。
二、镀锌薄钢板
镀锌薄钢板（俗称白铁皮）是制罐材料之一。
1．镀锌簿钢板的结构
镀锌薄钢板是在酸洗薄钢板表面镀上一层厚度为
以上的锌保护层而成，镀锌板厚度在－1mm之间。
二．镀锌薄钢板的性能及用途
镀锌薄钢板的性能
镀锌薄钢板的力学性能和镀锡板、镀铬板相近。它表面
光亮，强度、韧性良好，耐腐蚀性能也不错，但较镀锡板、
镀铬板差，价格较低。
镀锌薄钢板的用途
镀锌板是应用较多的金属包装材料，多用于制造中型和
大型容器，适宜盛装粉状、浆状和液状等其它物料, 如润滑
液、油漆、洗涤剂等。
用镀锌板制成容器后就不必进行表面防腐处理，因此镀
锌薄钢板广泛用来制作金属包装容器，特别是镀锌板所制
的容器还具有强度高、密封性能好等特点，是在工业产品
包装中应用较多的一种包装容器。
三、镀锡薄钢板
镀锡薄钢板
镀锡薄钢板（也称镀锡板、马口铁）是传统的制罐材料，
是用量最大的一种金属包装板材。它是在低碳薄钢板上两
面镀锡而成。
性能特点：
(1)有光亮的外观，良好的耐蚀性和制罐加工性能，易于焊
接。
(2)其冲拔性能不如铝板。
大多制成以焊接和卷封工艺成型的三片罐结构，也可以
做成冲拔罐。
三.镀锡薄钢板的结构
镀锡薄钢板的结构:
将薄钢板放在熔融的锡液中热浸或电镀而得
镀锡薄钢板结构由钢基板、锡铁合金层、锡层、氧化膜和
油膜构成。
油膜： 润滑＋防锈
氧化膜：防锈＋防蚀＋防硫化物
锡层：美观＋易焊＋耐蚀＋无毒
合金层：耐腐蚀
基体： 加工性好＋强度好
P267，表8－5
罐内涂料要求
罐的内涂料必须满足如下要求：
素铁：水果罐头
罐内涂料
涂料铁：食品罐头
涂料是一种有机化合物，主要成分是油料和树脂。涂料
层将物品与镀锡层隔绝，与物品直接接触。
(1) 无毒、无臭、无味；
(2) 涂膜致密，基本无孔隙，耐蚀性好；
(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。
镀锡薄钢板应用
镀锡薄钢板应用：
（1）大量用于罐头工业，制作用于包装化妆品、糖果、饼
干、茶叶、奶粉等的罐、听、盒。
（2）是玻璃、塑料等瓶罐的良好制盖材料。
四、镀铬薄钢板
镀铬薄钢板
镀铬薄钢板（简称镀铬板）是20世纪60年代初为减少金
属锡的用量、降低成本而发展的一种镀锡板代用材料，
又称无锡钢板，是在低碳薄钢板上镀铬而成，是制罐的
材料之一。
商品名为铬型无锡薄钢板，简称TFS（TinFree Steel）。
四．镀铬簿钢板的结构和性能特点
TFS结构:
1) 在无水铬酸为主的溶液中，在低碳薄钢板表面镀铬
2) 镀铬薄钢板是表面镀有铬和铬的氧化物的低碳薄钢板，
它的结构由钢基板、金属铬层、水合氧化铬层和油膜构成。
四、TFS性能特点
TFS性能特点:
（1）镀铬薄钢板和镀锡薄钢板的钢基是相同的，强度和加
工性能也基本相同。
（2）镀铬薄钢板耐腐蚀性不如镀锡薄钢板，镀层只能在弱
酸弱碱下起保护作用。
（3）镀铬板对有机涂料的附着力特别好，是马口铁的3-6
倍，因此适合于制造二片拉伸罐和三片罐的罐底和罐盖。
（4）镀铬板的光泽也不如镀锡板，且焊接困难，制罐时不
能采用锡焊接缝，只能用熔接法和粘合法接合。
四、TFS应用
TFS应用:
（1）镀铬板现主要用于腐蚀性较小的啤酒罐、饮料罐
（2）经内外涂装后用于制作冲拔罐和食品罐的底和盖等。
美国二片罐90％以上采用TFS。
五、其它钢质包装材料
1．掺镍镀锡簿钢板
是一种轻度掺镍的低镀锡薄钢板。
2．薄锡铁（ LTS ）
低锡薄钢板与一般镀锡薄钢板比较，镀锡厚度由传统的
应用：
目前用得较多的是即食食品、宠物食品、果酱、婴儿食
品和非酸性的蔬菜类、一般果汁类。
3．镀镍铁皮
一般镀镍量为500mg／m2－800mg／m2，可焊接性能与镀铬
铁皮类似。
第四节 包装用铝材
一、铝质包装材料的性能
优点：
①质轻、无毒无味 ②有优良的加工性
③不易生锈 ④热传导率高
⑤阻隔性好 ⑥再循环性能好
⑦能与其它材料如纸、纸板及塑料等复合成复合材料。
存在如下不足：
⑧材质较软，强度较低
⑨焊接性能差
铝合金薄板
铝板：
制作铝包装容器的板材多采用铝合金薄板
应用：
铝合金薄板强度较低，可用于生产冲拔罐和薄壁拉伸罐
等两片罐和易开盖和饮料瓶盖等。
铝冲拔罐
• ※ 铝板加工性能好，焊接较困难
• ※ 铝罐轻便美观，外壁不生锈，罐身无缝隙不泄
• 漏，且由单一金属制成，保护性能好，用于鱼
• 肉类罐头和啤酒饮料罐，无风味变化等现象。
• ※ 缺点：强度低，较易碰凹，通过改进运输包装，可解
• 决此问题
• ※ 铝冲拔罐在欧洲应用较多，约占金属罐的1/3，主要用
• 于啤酒饮料罐。
铝管和铝管包装
• ※ 挤压软管包装容器中2/3是铝管，用于牙膏、化妆品、
• 药膏、食品等的包装。
• ※ 铝管适用于罐装半流质或膏状食品，如果酱、肉酱、
• 奶油、蜂蜜、浓缩食品和调味品等。
• 具有易开启、可挤压折叠、使用后食品易于再存放，保持
• 新鲜度的时间较瓶装和罐装的要长，不需要进行冷冻处
• 理，使用方便；也用于军用食品和宇航食品的包装。
• ※ 铝管多由99％的纯铝制成，便于挤压卷曲，外表可进行印
• 刷装潢，内壁涂有有机树脂(环氧树脂、酚醛树脂、乙烯
• 基树脂等)，提高耐蚀性的同时，又能防止铝管再卷曲、
• 破裂
• ※ 铝管尺寸：直径－，长度－.
铝 箔
铝箔
铝箔是将铝材轧制成板材，再经精轧工艺制成的厚度非
常小的薄板材。
习惯上对厚度在以下的铝板称为铝箔。铝箔常用
于包装糖果、香烟、食品、药品等。铝箔与各种纸、塑料
复合制成复合材料。
2．铝箔的分类
通常分为纯铝箔和合金铝箔
铝箔 透明的铝箔包装膜
透明防锈铝箔包装
铝箔通常指纯度在99．5％以
上的，厚度在以下的铝材。
防锈纯铝箔包裝膜
铝合金薄板和铝箔
防銹鋁鉑真空包裝袋 防銹鋁鉑包裝膜
铝 箔
• 铝箔优点：
• 1) 重量轻，有利于降低费用
• 2) 隔绝性和遮光性良好。能防潮、不透气及具有保香特
• 性，可防止包装物吸潮、氧化和挥发变质
• 3) 耐热性好。高低温时形状稳定，可做烘烤容器
• 4) 保护性好。包装物不易受细菌、霉菌和昆虫的损害
• 5) 光的反射和光泽性好。反射率达83～85％。
• 6) 机械特性好。满足自动包装机械使用
• 7) 二次加工、模压性和压花性好
• 8) 印刷和复合适应好。便于着色，易于纸、塑料等贴合
• 9) 无毒。不易产生公害
铝 箔
• ※ 铝箔多与塑料薄膜、纸张复合成复合材料，为什么？
• 铝箔由于本身强度低，耐撕裂性差，折叠时容易裂口，
不耐酸碱介质，不能热粘合封口，很少单独使用；复合后
既保持了铝箔的优良性能，又发挥了其他材料的优良特性。
• ※ 复合材料：PET/铝箔/改性PP或HDPE ？ (P272)
• ※ 铝箔复合容器：半硬质和硬质容器，其罐身一般多为
三层，每一层组成？罐底和罐盖材质？其优点？用途？
P273
镀铝薄膜
• ※ 镀铝薄膜：采用特殊工艺在塑料薄膜或纸张
表面(单面或双面)镀上一层极薄的金属铝，即为
镀铝薄膜。
• ※ 镀铝层厚约
• ※ 镀铝薄膜基材：塑料＋纸张
• 聚酯、尼龙、双向拉伸聚丙烯、聚乙烯、
• 聚氯乙稀等。
镀铝薄膜
• 镀铝薄膜与铝箔相似的优异特性：
• 1) 阻隔性优良，货价寿命长，适用于食品、药
• 品等的包装
• 2) 具有金属光泽，光反射率可达97％
• 3) 镀铝层导电性好，能消除静电，封口性能
• 好，不易渗漏
• 4) 镀铝层厚度可任选
• 5) 易于印刷加工
• 镀铝薄膜优于铝箔符合材料的优异特性：
• 1) 具有优良的耐折性和良好的韧性
• 2) 镀铝层壁比铝箔薄得多，使其成本低
思考题
1．试述金属包装材料的性能特点。
2．常见的金属包装材料有哪些？√
3．简述常见钢质包装材料的结构、性能特点及使用范
围。√
4．简述铝质包装材料的性能特点及使用范围。√
5．对包装铝箔有何质量要求？√
-
=3拉伸罐
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名称：拉伸方形罐
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金属桶
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喷雾罐
喷雾罐
金属盒
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