铝板带箔材在包装及容器工业中的开发应用

   2023-08-21 互联网2680
核心提示:  1 包装及容器用铝板带箔材的发展概况  食品业与制药业广泛应用铝,因为铝无毒性、无吸附性、不易碎裂、能抑制细菌生长并能

  1 包装及容器用铝板带箔材的发展概况

  食品业与制药业广泛应用铝,因为铝无毒性、无吸附性、不易碎裂、能抑制细菌生长并能用蒸汽清洗。当集装箱或输送带须进入加热或冷冻区时,铝的低容积比热可以起节能作用。铝的无火花性质,对于面粉厂和其它易受火灾与爆炸危害的工厂而言是宝贵的。铝的抗腐蚀性,对于包装运输脆性商品、贵重化学试剂和化妆品很重要。用于空运、船运、火车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剂。

  包装业一直是铝的重要消费市场之一,且发展很快,2005年全世界包装、容器用铝量占全球铝总产量的2l%左右。包装业产品包括家用包装材料、软包装、食品容器、瓶盖、软管、饮料罐、食品罐等。

  铝制饮料罐是铝的应用史中最为成功的一例;铝制食品罐也在加速渗入市场,软饮料、啤酒、咖啡、快餐食品、肉类、酒类,均可包装在铝罐内;生啤酒可在包铝的铝桶内装运;铝还广泛用于牙膏、食品、软膏和颜料的包装软管以及药

  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,用于食品工业、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 家用铝箔和食品包装用铝箔;

  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);

  ⑥ 复合箔制容器;

  ⑦ 软的管形容器;

  ⑧ 大型刚性包装容器,如集装箱、冷藏箱、啤酒桶、氧气瓶、液化天然气罐等。

  美国铝罐料用铝量,1975年为65万t,1980年达100万t以上;2005年美国全铝易拉罐产量为1300亿只左右(消费量1000亿只以上,出口量约占23%),耗铝材200万t以上,约占其铝板带材总产量(465万t)的4l%,处于平稳发展期(年增长1%一2%)。日本2005年铝罐料产消量约为44万t,其中罐盖及拉环l4万t,罐体料30万t,也处于平稳发展阶段(年增长率2%左右)。

  2005年,欧洲的铝罐料产消量约为120万t,韩国11.5万t,巴西11.5万t,其它国家约l0万t,这些国家的年增长率约为5% ~10%。

  目前,全球铝罐料的总产量已达430万tla左右,其中罐体料289万t/a,罐盖及拉环料141万t/a。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。

  我国铝罐的应用历史不长,基础较差,但近年来发展很快。2003年产消量为75亿只,2004年为82亿只,2005年达103亿只,平均年增长l7.5% 。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l6家制罐企业,共22条生产线,总生产能力达115亿只/年。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。

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  2 易拉罐用铝合金带材的技术开发与应用

  2.1 铝易拉罐料的应用情况

  目前,美国容器包装工业用铝量,约占美国铝消费总量的25%,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%,占软饮料罐市场的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小,但近年来增长很快,特别是日本的铝罐料生产和消费在飞速发展。中国人均易拉消费量(3.8只/人·年)还很低,仅为美国(380只/人·年)的1/100左右,但发展速度很快。按1t带材(0.28HⅡn厚)生产7×10只(外加1.92%工艺废罐)计算,2005年我国共消费103亿只罐,折合罐体料15万t、盖料及拉环7万t,(罐体:罐盖(环)=68:32),计22万t。估计到2010年我国铝易拉罐用铝带材的消费量为39万t/a,2015年可达62.5万t/a,可见中国的易拉罐市场还有广阔的发展空间。

  2.2 易拉罐对铝带材的质量要求

  铝易拉罐的生产要经过40多道工序,其中与铝带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。铝带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、变薄拉深的顺利进行和烘烤后具有适当的屈服强度。在易拉罐罐体的生产过程中,首先是将厚度为0.25mill~0.30HⅡn的带材冲落成直径为138mm左右的圆料;然后经两次深冲制成冲杯,其直径减缩率大于50%;再经过三次变薄拉深,壁厚减到0.08HⅡn~0.10HⅡn,拉伸减薄率超过65%。由于变薄拉深加工可使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;经过几次烘烤后,必须保证罐体的轴向承压和罐底耐压能力,要求罐体轴向承压1.35kN,罐底耐压强度630kPa,以确保罐装和储运顺利进行。因此,对罐体用铝带材的综合性能提出了相当严格的要求:抗拉强度270~310MPa,屈服强度250~300MPa,延伸率大于3%,制耳率小于2%;带材表面无明显波纹,表面光洁度均匀一致,无氧化,无肉眼可见的夹杂、压伤、斑痕等缺陷;带厚均匀一致,厚差在0.005mm之内。

 
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