4 金属与玻璃陶瓷包装材料与容器.pdf

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1、第六节 玻璃、陶瓷包装材料 玻璃与陶瓷同属于硅酸盐类材料。玻璃包装和陶 瓷包装是具有“血缘”关系的两种古老的包装方式。玻璃与陶瓷包装是指以普通或特种玻璃与陶瓷制 成的包装容器，如玻璃瓶、玻璃罐、陶瓷瓶与缸、坛、壶等容器。一、玻璃包装材料一、玻璃包装材料玻璃的物理机械性能玻璃的物理机械性能 玻璃的玻璃的透明性好，阻性隔强，是良好的密封容器材 料，加入玻璃的玻璃的透明性好，阻性隔强，是良好的密封容器材 料，加入Cr2O2能制成绿色玻璃，加入能制成绿色玻璃，加入NiO能制成棕色玻璃。能制成棕色玻璃。抗张强度：玻璃表面若有微小裂痕，抗张强度会大大降低。抗张强度：玻璃表面若有微小裂痕，抗张强度会大大降低

2、。抗压强度：很高。一般比抗拉强度高抗压强度：很高。一般比抗拉强度高1516倍。倍。弹性和韧性：很差，属脆性材料，超过其强度极限会立刻破 裂。弹性和韧性：很差，属脆性材料，超过其强度极限会立刻破 裂。硬度：很高。硬度：很高。热稳定性热稳定性 玻璃有一定的耐热性，但不耐温度急剧变化。作为容 器玻璃，在成分中加入硅、硼、铅、镁、锌等的氧化 物，可提高其耐热性，以适应玻璃容器的高温杀菌和 消毒处理。玻璃有一定的耐热性，但不耐温度急剧变化。作为容 器玻璃，在成分中加入硅、硼、铅、镁、锌等的氧化 物，可提高其耐热性，以适应玻璃容器的高温杀菌和 消毒处理。容器玻璃的厚度不均匀，或存在结石、气泡、微小裂 纹和

3、不均匀的内应力，均会影响热稳定性。容器玻璃的厚度不均匀，或存在结石、气泡、微小裂 纹和不均匀的内应力，均会影响热稳定性。光学性能光学性能 玻璃的光学性能体现为透明性。既能透过光线，还能 反射和吸收光线。玻璃的厚度与种类均影响其滤光 性，厚玻璃和重叠多层的玻璃不易透光。玻璃的光学性能体现为透明性。既能透过光线，还能 反射和吸收光线。玻璃的厚度与种类均影响其滤光 性，厚玻璃和重叠多层的玻璃不易透光。玻璃还具有较大的折光性，利用这一性质，使工艺品 玻璃容器具光彩夺目的装潢效果。玻璃还具有较大的折光性，利用这一性质，使工艺品 玻璃容器具光彩夺目的装潢效果。阻隔性阻隔性 对于所有气体、溶液或溶剂，玻璃是

4、完全不渗透的。因而经常把玻璃作为气体的理想包装材料。对于所有气体、溶液或溶剂，玻璃是完全不渗透的。因而经常把玻璃作为气体的理想包装材料。化学稳定性化学稳定性 玻璃具有良好的化学稳定性，耐化学腐蚀性强。只有 氢氟酸能腐蚀玻璃，因此，玻璃容器能够盛装酸性或 碱性食品以及针剂药液。玻璃具有良好的化学稳定性，耐化学腐蚀性强。只有 氢氟酸能腐蚀玻璃，因此，玻璃容器能够盛装酸性或 碱性食品以及针剂药液。4.4.4.4.玻璃包装容器玻璃包装容器玻璃包装容器玻璃包装容器二、陶瓷包装材料二、陶瓷包装材料 陶瓷是以粘土、长石、石英等天然矿物为主要原料，经粉碎、混合和塑化，按用途成型，并经装饰、涂 釉，然后在高温下

5、烧制而成的制品，是一种多晶、多 相（晶相、玻璃相和气相）的硅酸盐材料。1.1.1.1.陶瓷的性能陶瓷的性能陶瓷的性能陶瓷的性能 陶瓷的化学稳定性与热稳定性均好，能耐各种化学物品 的侵蚀，热稳定性比玻璃好，在250300时也不开 裂，并耐温度剧变。不同商品包装对陶瓷的性能要求也不同，如高级饮用酒（如茅台酒），不仅要求机械强度高，阻隔性好，而且 要求白度好，有光泽。有时则要求良好的电绝缘性、压 电性、热电性、透明性、机械性能等。包装用陶瓷材 料，主要考虑其化学稳定性和机械强度。3.3.3.3.陶瓷包装容器的品种、用途和结构陶瓷包装容器的品种、用途和结构陶瓷包装容器的品种、用途和结构陶瓷包装容器的品

6、种、用途和结构包装概论第四章 包装材料及容器11 陶瓷瓶是盛装酒类和其他饮料的销售包装，其 结构、造型、瓶口等与玻璃瓶相似，材料既有 陶瓷也有瓷质，构型有鼓腰形、壶形、葫芦形 各种艺术现象，陶瓷瓶古朴典雅，釉彩和装潢 美观，主要用于高级名酒包装。第七节 金属包装材料 由于金属资源丰富、品种多，作为包装材料能较好地 满足卫生和安全的要求，加之现代金属包装制品的生 产工艺越来越先进，生产效率明显提高，生产成本大 大降低，所以金属包装材料的应用越来越广泛，是近 代四种主要包装材料之一。目前，在我国、日本和欧洲等国，金属包装材料占第 三位，美国占第二位。因此，金属包装材料的研究在 包装材料学中占有重要

7、的地位。一、金属包装材料的分类1.按材质分类 可分为钢系和铝系两大类。钢系主要有低碳薄钢板、镀锡薄钢板、无锡薄钢 板、镀铬薄钢板、镀铝薄钢板、镀锌薄钢板等；铝系主要有铝合金薄板和铝箔。2.按材料厚度分类 可分为板材和箔材。板材主要用于制造包装容 器，箔材是复合材料的主要组成部分。二、金属包装材料的性能特点1.优点（1）金属包装材料强度高。（2）金属包装材料具有独特的光泽，便于印刷、装饰。（3）金属包装材料具有良好的综合保护性能。因此，广泛应 用于罐头、饮料、粉状食品、药品等的包装。（4）金属包装材料资源丰富，加工性能好。金属包装材料可 用不同的方法加工出形状、大小各异的容器。（5）金属包装废弃

8、物回收处理比较方便。1.优点（1）金属包装材料强度高。（2）金属包装材料具有独特的光泽，便于印刷、装饰。（3）金属包装材料具有良好的综合保护性能。因此，广泛应 用于罐头、饮料、粉状食品、药品等的包装。（4）金属包装材料资源丰富，加工性能好。金属包装材料可 用不同的方法加工出形状、大小各异的容器。（5）金属包装废弃物回收处理比较方便。2.缺点（1）金属及焊料中的铅、砷等易渗入食品中，污染食 品；另外，金属离子还会影响食品的风味。（2）当金属容器采用酚醛树脂作为内壁涂料时，若加工 工艺不当，会影响食品的质量。（3）金属的化学稳定性差，易受腐蚀而生锈、损坏。（4）与纸、塑料相比，其价格、加工成本、运

9、输成本方 面均不占优势。（1）金属及焊料中的铅、砷等易渗入食品中，污染食 品；另外，金属离子还会影响食品的风味。（2）当金属容器采用酚醛树脂作为内壁涂料时，若加工 工艺不当，会影响食品的质量。（3）金属的化学稳定性差，易受腐蚀而生锈、损坏。（4）与纸、塑料相比，其价格、加工成本、运输成本方 面均不占优势。包装概论第四章 包装材料及容器163.几种金属包装材料的主要性能特点（1）钢材（1）钢材 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。包装用钢板主要采用低碳薄钢板，用于制造集装箱、普通钢桶，也可作为捆扎材料，广泛应用于运输包装。为保证耐蚀性的要求，可在低碳薄钢板的基础上，进 行镀

10、锡（马口铁）、镀铬、镀锌（白铁皮）及施涂相 应的涂料等处理，提高其耐蚀性。也可制成销售包装 容器，广泛用于食品、医药等包装。包装概论第四章 包装材料及容器17（2）铝材（2）铝材 铝质包装材料的使用历史较短，但由于铝材有独特的优 点，所以在食品包装中得到广泛应用。我国铝箔、铝管 及铝容器的用铝量约占铝产量的2。铝材的主要性能是重量轻、无毒、无味、美观、加工性 能良好、表面具有光泽。另外，因为在铝的表面能生成 一层致密的氧化铝薄膜，它能有效地隔绝铝和氧的接 触，从而阻止铝表面进一步氧化。强度较好，但是比钢低，生产成本比钢高，约为钢的五 倍。所以铝材主要用于销售包装，如铝罐主要用于有一 定内压的含

11、气饮料等包装。少量用于运输包装。包装概论第四章 包装材料及容器18（3）金属箔（3）金属箔 用钢、铝、铜等做成金属箔（厚度一般在 0.2mm以下），在包装行业中有着独特的作用。最常用的是铝箔。例如，铝箔作为阻隔层和纸、塑料等复合使 用，广泛用于食品、饮料等的软包装；与耐热 塑料薄膜复合制成的容器可用于高温消毒食品 的包装等。三、金属包装容器 由于包装可靠性的需要，加工生产金属 包装容器的工艺越来越先进，金属包装 容器在包装行业上的应用越来越广泛。包装概论第四章 包装材料及容器201.金属包装容器的种类和用途1.金属包装容器的种类和用途目前，包装用金属容器主要有金属集装 箱、金属罐、金属桶、金属

12、软管、金属 盒及金属箔制品等。目前，包装用金属容器主要有金属集装 箱、金属罐、金属桶、金属软管、金属 盒及金属箔制品等。包装概论第四章 包装材料及容器21集装箱是一种运输设备；具有足够的强度，可长期反复 使用；为便于商品运送而专门设计的，在一种或多种运 输方式下运输时，无需中途换装；具有快速装卸和搬运 的装置，特别是从一种运输方式转移到另一种运输方式 时。包装概论第四章 包装材料及容器22金属罐金属罐 金属罐的有多种分类方法：按形状分：有圆罐、方罐、椭圆罐、扁罐、异形罐等；按材料分：有低碳薄钢板罐、镀锡钢板罐、镀铬钢板罐、铝罐等；按结构和加工工艺分：有三片罐、二片罐等；按开启方法分：有普通罐、

13、易开罐等；按用途分：有食品罐、通用罐、18公升罐、喷雾罐等。金属罐的有多种分类方法：按形状分：有圆罐、方罐、椭圆罐、扁罐、异形罐等；按材料分：有低碳薄钢板罐、镀锡钢板罐、镀铬钢板罐、铝罐等；按结构和加工工艺分：有三片罐、二片罐等；按开启方法分：有普通罐、易开罐等；按用途分：有食品罐、通用罐、18公升罐、喷雾罐等。常用的是三片罐、二片罐、食品罐、喷雾罐、通用罐、18 公升罐等。包装概论第四章 包装材料及容器23三片罐（又称接缝 罐、敞口罐）是由罐 身、罐盖和罐底三部 分组成。罐身有接 缝，根据接缝工艺不 同又分为锡焊罐、缝 焊罐和粘接罐。用于 食品、药品等。包装概论第四章 包装材料及容器24 二

14、片罐是由与罐身连在一起的罐底加上罐盖两部分组成。罐身无接缝。根据加工工艺又分为拉深罐和变薄拉深罐。二片罐一般 用于饮料、啤酒包装等。包装概论第四章 包装材料及容器25（2）金属桶（2）金属桶 金属桶是常用的金属容器。分敞口和闭口两种。其中 200L以上的大桶已经形成标准；敞口桶有时也归为家 用器具。包装概论第四章 包装材料及容器26（3）金属软管（3）金属软管 金属软管是由一位美国画家于1841年发明的。采用可延 性金属进行成管加工。1895年用于管装牙膏。至今，已 经成为半流体、膏体产品的优秀包装容器。在美国，软 管牙膏、刮胡膏和化妆品占63，药物占21，家用制 品和工业制品占16。其特点是

15、：金属软管是由一位美国画家于1841年发明的。采用可延 性金属进行成管加工。1895年用于管装牙膏。至今，已 经成为半流体、膏体产品的优秀包装容器。在美国，软 管牙膏、刮胡膏和化妆品占63，药物占21，家用制 品和工业制品占16。其特点是：易加工、耐酸碱、防水、防潮、防污染、防紫外线、可 进行高温杀菌处理，适宜长期保存内装物。易加工、耐酸碱、防水、防潮、防污染、防紫外线、可 进行高温杀菌处理，适宜长期保存内装物。软管携带方便，使用时挤出内装物而无回吸现象，内装 物不易受污染，特别适合重复使用的药膏、颜料、油彩、粘结剂等。软管携带方便，使用时挤出内装物而无回吸现象，内装 物不易受污染，特别适合重

16、复使用的药膏、颜料、油彩、粘结剂等。（3）金属软管（3）金属软管金 属 软 管金 属 软 管第八节 复合包装材料一、概 述一、概 述 广义来说，复合材料包括一切双组分以上的 结构体。它包括混合型和层合型两种。复合 包装材料主要是指后者。广义来说，复合材料包括一切双组分以上的 结构体。它包括混合型和层合型两种。复合 包装材料主要是指后者。包装概论第四章 包装材料及容器29 我们所指的复合包装材料主要是指层合型。即用层压、共 挤压复合等技术将几种不同性能的基材结合在一起形成的 多层结构。我们所指的复合包装材料主要是指层合型。即用层压、共 挤压复合等技术将几种不同性能的基材结合在一起形成的 多层结构

17、。使用多层结构形成的包装可以有效地发挥防尘、防污、阻 隔气体、保持香味、透明（或不透明）、防紫外线、装潢、印刷、易于用机械加工封合等功能。使用多层结构形成的包装可以有效地发挥防尘、防污、阻 隔气体、保持香味、透明（或不透明）、防紫外线、装潢、印刷、易于用机械加工封合等功能。复合材料包装还包括复合容器和多层复合包装容器。复合 容器一般是用不同材料复合制成的容器。复合材料包装还包括复合容器和多层复合包装容器。复合 容器一般是用不同材料复合制成的容器。包装概论第四章 包装材料及容器30二、复合包装材料的组成二、复合包装材料的组成 通常，可将复合包装材料分为基材、层合粘合 剂、封合层、印刷与保护性涂料

18、等组分。通常，可将复合包装材料分为基材、层合粘合 剂、封合层、印刷与保护性涂料等组分。包装概论第四章 包装材料及容器311.基材和层合层 在多层复合结构中，基材和层合层通常 由纸张、玻璃纸、铝箔、双向拉伸聚丙 烯、双向拉伸聚酯、尼龙与取向尼龙、共挤塑材料、蒸镀金属膜等构成。包装概论第四章 包装材料及容器32铝箔及蒸镀铝材料 在层合材料中广泛地使用铝箔作阻隔层。与其他软包装材 料相比，铝箔对光、空气、水及其他大多气体和液体具有 不渗透性，并可以高温杀菌，使产品不受氧气、日光和细 菌的侵害，它还有良好的印刷适性。在层合材料中广泛地使用铝箔作阻隔层。与其他软包装材 料相比，铝箔对光、空气、水及其他大

19、多气体和液体具有 不渗透性，并可以高温杀菌，使产品不受氧气、日光和细 菌的侵害，它还有良好的印刷适性。为节省铝材，可以用蒸镀铝代替铝箔。蒸镀铝可以使耗铝 量降为1300，耗能缩小20倍。蒸镀铝厚度只有10 20nm，附着力好，有优良的耐折性及韧性，并可部分透明。适合真空镀铝的基材有玻璃纸、纸、聚氯乙烯、聚酯、拉 伸聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺等。为节省铝材，可以用蒸镀铝代替铝箔。蒸镀铝可以使耗铝 量降为1300，耗能缩小20倍。蒸镀铝厚度只有10 20nm，附着力好，有优良的耐折性及韧性，并可部分透明。适合真空镀铝的基材有玻璃纸、纸、聚氯乙烯、聚酯、拉 伸聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺等。包装概论第四章 包

20、装材料及容器332.层合粘合剂常用的层合粘合剂包括：（1）溶剂型和乳液型粘合剂。用于纸和铝箔层合。（2）热塑性和热固性粘合剂。广泛使用。热塑性粘合剂 层合的材料缺少耐热性；热固性粘合剂抗热性、抗化 学性、抗渗性都较好。用于塑料、纸及纸板等基材。（3）挤塑粘合剂。聚乙烯和乙烯共聚物是广泛应用的挤 塑粘合剂，它还能起防潮作用。（4）蜡及蜡混合物。石蜡常用于不需要高粘合强度和高 耐热性情况下的粘合。包装概论第四章 包装材料及容器343.包装封闭与热封合材料 封闭包装的方法有热封合、冷封合和粘 合剂封合。热封合是利用多层结构中的 热塑性内层组分，加热时软化封合，移 掉热源就固化。蜡和热封合塑料薄膜是

21、常用的热封合材料。改性橡胶基物质则不用加热只要加压就 能封合，称为冷封合涂料或压敏胶。包装概论第四章 包装材料及容器354.印刷与保护性涂料 多层软包装的保护性涂料可以提供下列功能：保护印刷表面、防止卷筒粘连、光泽、控制摩 擦系数、热封合性、阻隔性等。硝酸纤维素、乙基纤维素、丙烯酸系塑料、聚酰胺等树脂都 可用作保护性涂料。包装概论第四章 包装材料及容器36第九节 包装材料发展方向之一生态 包装材料世界生态材料的研究状况：世界生态材料的研究状况：塑料塑料生态 生态 包装包装，可食性，可食性包装包装，天然生物，天然生物包装包装，纸，纸包 包 装装，纳米，纳米塑料塑料等等包装概论第四章 包装材料及容

22、器371 塑料包装生态化生物降解塑料化学降解塑料其他生态塑料包装研究：开发轻量薄膜型优 质塑料；开发可回收重复使用塑料；研制新型泡 沫塑料1 塑料包装生态化生物降解塑料化学降解塑料其他生态塑料包装研究：开发轻量薄膜型优 质塑料；开发可回收重复使用塑料；研制新型泡 沫塑料包装概论第四章 包装材料及容器382 天然生物包装材料利用竹木屑麻类棉织物柳条 芦苇农作物秸秆稻草和麦秸甲壳素等 原料，扩大包装品种，提高技术含量已成为 包装生态化方向之一。2 天然生物包装材料利用竹木屑麻类棉织物柳条 芦苇农作物秸秆稻草和麦秸甲壳素等 原料，扩大包装品种，提高技术含量已成为 包装生态化方向之一。包装概论第四章

23、包装材料及容器393 可食性包装材料该包装对人体无害，可食用并具有一定 强度，主要用于食品和药品包装，采用淀粉 蛋白质植物纤维甲壳素和其他天然物 质为原料。3 可食性包装材料该包装对人体无害，可食用并具有一定 强度，主要用于食品和药品包装，采用淀粉 蛋白质植物纤维甲壳素和其他天然物 质为原料。包装概论第四章 包装材料及容器40作业：1、什么是包装材料？包装材料的选用原则是什 么？2、什么是热塑性塑料？什么是热固性塑料？3、木制包装材料的特点？纸包装材料的特点？塑料包装材料的特点？金属包装材料的特点？作业：1、什么是包装材料？包装材料的选用原则是什 么？2、什么是热塑性塑料？什么是热固性塑料？3、木制包装材料的特点？纸包装材料的特点？塑料包装材料的特点？金属包装材料的特点？