铝材在包装、容器工业上的开发与应用

 
 
摘要:介绍了包装、容器铝材的发展概况,着重论述了铝合金易拉罐罐料的应用与开发及包装铝箔的开发与应 用。指出铝合金材料仍是各种硬包装和软包装的主要用材之一。
 
关键词:铝包装材料的生产与消费;硬包装与软包装;易拉罐;高精度特薄铝板;铝箔;开发与应用 
 
 
食品业与制药业广泛应用铝,因为铝无毒性、 无吸附性和能防止碎裂,它也能尽量减少细菌的生 长,可以生成无色的盐类,并能接受蒸汽清洗。当 集装箱与输送带要进入加热或冷冻区时,铝的低容 积比热可以产生节约能量的价值。铝的无火花性 质,对于面粉厂和其他易受火灾与爆炸危害的工厂 而言是宝贵的。铝的抗腐蚀性在装运脆性商品、贵 重化学试剂和化妆品时也很重要。设计用于空运、
收稿曰期:2006 - 04- 11
 
作者简介:刘静安(1941-),湖南涟源人,教授级高级工程师。
船运、火车装运和卡车装运的密封铝集装箱,可用 来装运不宜散装的化学试别。
 
包装业一直是用铝的重要市场之一,且发展很 快。包装业产品包括家用包装材料、软包装和食品 容器、瓶盖、软管、饮料罐与食品罐。
 
铝制饮料罐是铝工业史上最为成功应用的一 例,而铝制食品罐渗人市场亦在加速,软饮料、啤 酒、咖啡、快餐食品、肉类,甚至酒类均可包装在 铝罐内。生啤酒可在包铝的铝桶内装运。铝广泛用 于制造盛牙膏、食品、软膏和颜料的软管和药品的 软包装袋。归纳起来,包装用铝材的主要形式有: ①用铝箔制成的软包装袋,用于食品和医药工业及 化妆品行业;②用铝箔制成的半刚性容器(盒、杯、 罐、碟、小箱);③家庭用铝箱和包
 
④金属罐盒、玻璃瓶和塑料瓶的密封盖;⑤刚性全 铝罐,特别是二片全铝啤酒罐和软饮料罐(硬包装 罐h⑥复合箔制容器;⑦软的管形容器等;⑧大 型刚性的包装容器,如集装箱、冷藏箱、啤酒桶、 氧气瓶和液化天然气罐等等。
 
美国铝罐料用铝量1975年为65万吨,1980年 达100万吨以上,2005年美国全铝易拉罐共生产了 1300亿只左右,消费量1000亿只以上,耗铝材200 万吨以上,约占全国铝板带材总产量(465万吨)的 41%,出口量约占13%,处于平稳发展期(年增长 1% ~2%)。
 
曰本2005年铝罐料产消量约为44万吨,其中 罐盖及拉环14万吨,罐身料30万吨,也处于平稳 发展期阶段(年增长率2%左右)。
 
2005年,欧洲的铝罐料产消量约为120万吨, 韩国11.5万吨,巴西11.5万吨,其他国家约10万 吨。这些国家的年增长率约为5% ~ 10%。
 
目前,全球铝罐料的年总产量已达430万吨左 右,其中罐身料289万吨,罐盖及拉环料141万 吨,除美国、日本、欧洲等国家和地区已处于相对 稳定发展期外,中国、巴西、印度等国家尚处于高 速发展期,因此,全球的年增长率仍会保持在8% 以上。
 
我国用铝罐的历史不长,基础较差,但近年来 发展很快,2005年达103亿只,平均年增长 17.5%。估计到2010年可达180亿只,以后会以 10%的速度增长若干年。2005年全国已有16家制 罐企业的22条生产线,年总生产能力达115亿只。 预计在不久的将来,我国不仅是铝罐料的生产大 国,也会成为铝罐的消费大国。
 
2铝易在罐料的技术开发与应用
 
2.1铝易拉罐料的应用情况
 
目前,美国容器包装工业大约占美国铝总消费 量的25% (大约占轧制产品的40%)左右,全铝二 片饮料罐占总饮料罐市场的3/4以上,占啤酒市场 的80%,占软饮料罐的60%。澳大利亚容器包装 工业用铝量占其铝半成品总量的28%以上,铝罐 占啤酒市场用罐量的75% ~ 80%,占饮料罐市场 的72%以上。西欧、日本等国的铝罐比例相对较 少,但近年来增长很快,特别是日本的铝罐料的生 产和消费得到飞速的发展。2005年全世界包装容
器用铝量占全球铝总产量的20%以上,是铝材耗
 
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中国人均易拉罐消费量(3.8只/人•年)还很 低,只有美国(380只/人•年)的1/100左右,但发 展速度很快。2005年我国共消费103亿只罐,折合 银带(0.28mm) 15万吨,盖料及拉环7万吨,共计 22万吨,罐身:罐盖(环)=68:32。估计到2010年 为39万吨,2015年可达62.5万吨。可见中国的易 拉罐市场还有广阔的发展空间。
 
2.2易拉耀对铝材的质量要求
 
铝易拉罐的生产要经40多道工序。其中和铝 板材性能相关的主要工序有:落料、冲杯、变薄拉 深、修边、冲洗、外印、内喷涂、烘干、缩颈、翻 边等。铝板材必须具有适当的强度和良好的深冲成 型性,以保证连续冲制变薄拉深工序和烘烤后的屈 服强度。其中包括厚度为0.25mm ~ 0.30mm的板料 冲落成直径为138mm左右的圆料,然后经两次深 冲形成冲杯,其直径减缩率大于50%,再经过三 次变薄拉深,壁厚减到0.08mm ~ 0.10mm,拉伸减 薄率超过65%。由于变薄拉深加工可使毛坯料的 延伸性处于极低状态,所以即使是很小的夹杂物也 会成为破裂、折边的原因。随后要保证在修边缩颈 和翻边过程中不出现断裂,也要求材料具有较好的 塑性。经过几次的烘烤还必须保证罐体的轴向承压 和罐底的耐压,要求罐身轴向承压强度1.35kN, 罐底耐压强度630kPa,以使罐装和储运顺利进行。 因此对罐体用铝板材的综合性能提出了相当严格的 要求:即抗拉强度270 ~ 310MPa,屈服强度250 ~ 300MPa,延伸率大于3%,制耳率小于2%。板材 表面无明显波纹,内外表面光洁度应均匀一致,无 氧化,无肉眼可见的夹杂、压伤、斑痕等缺陷。板 厚应均匀一致,公差在0.005mm之内。
 
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