Металлические материалы являются одними из самых древних материалов, обнаруженных и использованных человечеством, и до сих пор занимают доминирующее положение в отрасли материалов в моей стране и некоторых развивающихся странах. Металлический материал является одним из четырех обычно используемых материалов для упаковки. С развитием современных технологий формования металлических контейнеров и технологий металлического напыления он играет ключевую роль в отрасли материалов для упаковки. Далее представлены характеристики и производительность тонких стальных листов, обычно используемых в производстве и обработке контейнеров для упаковки пищевых продуктов.

В настоящее время сталь, используемая для упаковки, в основном является тонкой стальной пластиной, которая может быть разделена на горячекатаную стальную пластину и холоднокатаную стальную пластину в зависимости от метода прокатки. Стальные пластины, используемые для упаковки, в основном являются тонкими стальными пластинами, изготовленными горячим прокатом обычной углеродистой стали и обычной низколегированной стали. Для усиления ее устойчивости к коррозии обычно необходимо покрыть поверхность. В зависимости от различных металлов покрытия они могут быть разделены на три типа: оцинкованная сталь, хромированная сталь и оцинкованная сталь.

Оцинкованная сталь

Оцинкованная сталь, известная как оцинковка, представляет собой тонкую стальную пластину с оцинкованной поверхностью. Оцинкованная путем горячего погружения называется горячепогруженная оцинковка; оцинкованная методом электролитного осаждения называется электроосажденная оцинковка. Устойчивость к коррозии стальной пластины после оцинковки повышается, а пластичность и обрабатываемость дополнительно улучшаются. Это происходит потому, что стальная пластина покрывается оцинковкой, и между внутренним слоем стали и внешним слоем оцинковки образуется плотный слой оцинкованного железа. Этот тонкий слой сплава обладает хорошей устойчивостью к коррозии. Предварительно никелированная стальная пластина, разработанная в Японии, не только улучшает свариваемость исходной пластины, но и повышает устойчивость к коррозии и адгезию краски исходной пластины. Кроме того, существует двухслойная хромированная стальная пластина, изготовленная путем сначала покрытия слоя металлического хрома (100 мг / м2) на исходной пластине, а затем покрытия слоя оцинковки (0,1-0,3 г / м2). Такая стальная пластина обладает хорошей свариваемостью и устойчивостью к коррозии, снижает затраты на покраску и может быть выдержана при высокой температуре в течение короткого времени. Процесс оцинковки оцинкованной стали для упаковки использует нерастворимое анодирование. Процесс прост и эффективен, а покрытие равномерно и прочно. Это позволяет осуществлять положительное и отрицательное напыление с разной толщиной, эффективно избегая необходимости кислотной обработки при горячем погружении. Выброс хромовых токсичных сточных вод может сэкономить затраты на очистку сточных вод и снизить загрязнение окружающей среды.

В упаковочных применениях оцинкованные стальные листы часто должны быть покрыты на внутренней стороне контейнера, контактирующего с изделием, а затем упакованы с пищей и другим содержимым после высыхания. Покрытие плотное и равномерное, имеет хорошую адгезию к поверхности оцинкованной стали и не легко отслаивается и повреждается во время обработки. Сырьем для этого покрытия в основном являются эпоксидная смола, фенолическая смола и т. д., которые не загрязняют пищу, безвредны для человека и обладают хорошей устойчивостью к коррозии. Оно может предотвратить порчу масла и среды в пище, тем самым эффективно защищая качество продуктов. Сварка оцинкованных банок осуществляется с использованием высокочастотной сопротивляющейся сварки, что позволяет не только снизить загрязнение, но и улучшить качество сварки.

Основными характеристиками оцинкованной стали являются антикоррозионность, легкая обработка, штамповка, сварочная обработка, простая установка и печать, а также нетоксичность и безопасность, поэтому она подходит для упаковки различных видов пищи, напитков и лекарств. В настоящее время она в основном используется как упаковочный материал для консервированных продуктов.

В последние годы французская сталелитейная компания впервые разработала новый тип оцинкованной стали для упаковки и вывела его на рынок, вызвав революцию в отрасли упаковки. В зависимости от различных требований упаковочной индустрии толщина оцинкованной стали, количество оцинковки и механические свойства имеют разные потребности. В настоящее время толщина материалов, используемых для изготовления трехчастных банок в Европе, составляет от 0,13 мм до 0,21 мм, что позволяет не только экономить сталь и снижать затраты, но и не уменьшать требования ко всем аспектам продукта. Согласно статистике европейских стран, благодаря уменьшению толщины материала компания может получить доход на 20%, что значительно выше дохода, полученного за счет снижения цены на банку на 3–4%. В настоящее время производство оцинкованной стали во Франции составляет 40% европейского рынка и растет со скоростью 8%. Основной причиной является разработка специальных материалов для различных целей. В Европе некоторые компании по производству банок начали производить двухчастные банки из оцинкованной стали, но оборудование почти не изменилось, и все еще используется производственное оборудование для алюминиевых двухчастных банок. Замена стали на алюминиевые банки может снизить затраты на 15–18% и увеличить механическую прочность банок на более чем 60%.

В настоящее время общий тренд развития оцинкованной стали для упаковки заключается в снижении толщины материала и улучшении механических свойств материала. Основные типы оцинкованных продуктов для

упаковки: оцинковка для трехчастных банок, оцинковка для спрейных банок и косметических банок, оцинковка для пробок и коронных колпачков, оцинковка для банок с краской и химическими продуктами, оцинковка для двухчастных банок, оцинковка для специальной упаковки и т. д.

1. Оцинкованная сталь для напитков. Этот вид оцинкованной стали для напитков характеризуется более высокой чистотой, отсутствием примесей и более высокой стойкостью к коррозии; ширина проката может достигать 1200 мм; форма очень круглая, а погрешность размеров невелика; непрерывное отжигание обеспечивает хорошую пластичность. Это может значительно уменьшить толщину оцинкованной стали при условии обеспечения хороших характеристик, что делает оцинкованную сталь более прочной и пластичной.

2. Мартиг может использоваться для пищевых банок. В настоящее время серия оцинкованной стали, производимая в Европе, может использоваться для производства множества различных типов и форм пищевых банок. Эти оцинкованные листы в основном включают непрерывно покрытую оцинкованную сталь (для дна банок с покрытием DRD), оцинкованную сталь для крышек с легким открытием и оцинкованную сталь для растянутых банок. Среди них оцинкованная сталь, используемая для производства ультратонких банок и коронок, обеспечивает безопасное и надежное открытие бутылки.

3. Оцинкованная сталь для спрей-банок и косметических банок. Оцинкованная сталь для упаковки подходит для производства высоконапорных спрей-банок, чтобы такие контейнеры соответствовали международным стандартам и не были вредными для окружающей среды.

4. Оцинкованная сталь для банок под краску и химические продукты. Поскольку оцинкованная сталь для упаковки обладает отличной ударопрочностью и огнестойкостью, использование таких упаковочных контейнеров для упаковки красок и лаков не только соответствует соответствующим нормам транспортировки и хранения токсичных веществ, но и позволяет производителям сэкономить много страховых затрат.

5. Оцинкованная сталь для специальной упаковки. Оцинкованная сталь для специальной упаковки обладает хорошей возможностью печати и более подходит для печати на контейнерах различных форм.

Хромированная сталь

Стальная пластина с хромированной поверхностью низкого углерода называется хромированной стальной пластиной, которая является новым разработанным заменительным материалом для оцинкованных пластин для снижения количества оцинковки и уменьшения производственных затрат. Ее также называют хромовой оцинкованной тонкой стальной пластиной или стальной пластиной без оцинковки. Хромированная пластина имеет плохую коррозионную стойкость и должна быть покрыта краской, прежде чем ее можно будет использовать. Хромированная пластина после покрытия имеет крепкое сцепление пленки краски, что подходит для производства донных крышек для консервных банок и для штамповки и формовки. По сравнению с оцинкованной стальной пластиной, стальной пластиной Вукси есть следующие преимущества и недостатки:

1. Преимущества стальной пластины Вукси

(1) Меньшее количество покрытия, поэтому стоимость относительно низкая

(2) Краска хорошо сцепляется. Поверхностная оксидная пленка имеет сотовую структуру и содержит -OH и другие гены, поэтому она обладает сильным поглощением и мокротойностью к краске.

Она в 2-5 раз сильнее сцепления того же вида краски на оцинкованной стали, и не будет недостатков, таких как отсутствие рыбьих глазков или кратеры, которые часто возникают на оцинкованной стали.

(3) Хорошая температурная стойкость, и не будет «болезни оцинковки» при низкой температуре.

(4) Обладает высокой сопротивляемостью серы и щелочи. Поскольку хром и оксиды хрома не реагируют с серой и щелочами, они обладают хорошей стойкостью к сере и щелочам, и не вулканизируются и не чернеют. Одновременно у него хорошая коррозионная стойкость к атмосфере, органическим растворителям, маслам и т. Д.

2. Недостатки стальной пластины Вукси по сравнению с оцинкованной сталью

(1) Плохая свариваемость точечных соединений хромового слоя требует специального сварочного оборудования или сварки после удаления хромового слоя. Обычно для соединения корпусов банок используются методы сварки и склеивания. (2) При толстом оксидном слое ухудшается пластичность. (3) Плохая устойчивость к кислотам и коррозии, обычно требуется нанесение высококислотостойкой краски перед использованием в слабокислой среде.

Процесс хромирования пластины без оцинковки основан на методе электрохимического осаждения с низкой концентрацией в два этапа, что не только снижает расход хрома, но и уменьшает количество обрабатываемой сточной воды, что способствует снижению экологической нагрузки. Пленка оцинковки тонкая и равномерная, а стоимость невысока. В настоящее время основные отечественные применения хромированных стальных пластин — это крышки для бутылок пива, крышки для напитков и нейтральные крышки для упаковки пищевых продуктов, а стальные банки редко используются. За рубежом большое количество внутренне покрытых и внешне печатаемых пластин Вукси используются как банки для рыбы и мяса, особенно двухчастные банки, что полностью раскрывает преимущества превосходной устойчивости пластины Вукси к чернению сульфидов и сильной адгезии краски.

Оцинкованная сталь

Оцинкованная сталь, обычно известная как белая железная пластина, представляет собой тонкую углеродистую стальную пластину с оцинкованной поверхностью. Оцинкованный слой является защитным покрытием, которое защищает стальную пластину от атмосферной коррозии во время использования. Оцинкованный слой, как правило, нуждается в пассивации. Пассивационная пленка, образованная после пассивации в хромовокислом или хроматном растворе, не взаимодействует легко с влажным воздухом и обладает сильной антикоррозионной способностью. Но цинк легко растворяется в кислоте или щелочи, и легко реагирует с сульфидом, поэтому он не подходит для упаковки кислых, щелочных или сульфидных продуктов.