鋁是一種資源豐富的白色輕金屬,全世界的鋁產量僅次于鋼鐵。它在包裝工業中的應用在有色金屬中占首位。近年來,鋁在包裝方面用量越來越大,這是由于它具有一系列優良性能。它密度小,僅為鋼的1/3,重量較輕;有優良的加工性,易于沖壓成各種復雜的形狀;耐腐蝕性強,不會生銹;阻隔性、遮光性、保香性極好,能有效地保護產品;導熱率高,便于對鋁質罐頭殺菌;呈銀白色,色澤美觀,且對光的反射率大,易于印刷,印刷效果好;無毒無味,不會因鋁離子逸出而給內裝食品帶來異味;廢鋁容器可以回收重熔,無環境污染等。鋁作為包裝材料,一般被制成鋁板、鋁塊和鋁箔以及鍍鋁薄膜。鋁板通常作為制罐材料或制蓋材料;鋁塊用來制造擠壓成形和減薄拉伸成型的罐;鋁箔一般用來做防潮內包裝或制作復合材料以及軟包裝等。
1.鋁板
純鋁板含鋁99.9%以上,厚度一般在0.25~0.3mm之間。它質軟、強度低,故較少利用它作包裝材料,但也有用它作酒類容器。合金鋁板是在鋁中添加少量的鎂、錳、銅組成的合金加工而成。包裝上常用的鋁合金有鋁鎂合金和鋁錳合金,又稱防銹鋁合金。合金鋁板的強度和硬度明顯提高,耐腐蝕性能強、拋光性好,長期保存外表仍保持光亮。合金鋁板多用于制造罐頭容器,用于魚類和肉類罐頭時,不會像鍍錫罐產生硫化變黑現象;更多的是包裝飲料,不會使飲料出現發渾和口味變化等現象。
隨著啤酒和飲料制造行業整體水平的提高,世界鋁制易拉罐的用量正在逐年增長,美國鋁制易拉罐的人均消費量超過400罐。美國是世界鋁制易拉罐的最大生產國和消費國,主要用于包裝飲料。歐洲的飲料罐中,鐵皮罐和鋁罐約各占一半。目前,我國鋁制易拉罐的人均消費量相對較低,具有廣闊的發展空間。
目前,世界上可生產鋁合金罐料的國家有8個:美國、巴西、澳大利亞、日本、韓國、德國、法國和俄羅斯,還有一些國家和地區可以生產罐蓋料和拉環料,如我國臺灣省、加拿大、巴林、意大利等。
隨著我國西南鋁板帶有限公司在生產罐料方面的發展和南山集團鋁加工有限公司熱連軋生產線于2007年初投產,亞洲鋁業集團鋁業工業園熱連軋生產線于2007年年底投產,美國渤海鋁業有限公司于2008年聯動試車。中國生產的罐料將參與全球罐料市場的競爭,中國有可能成為世界六大罐料生產國之一。2008年中國西南鋁板帶有限公司的罐料產量有可能達到7萬噸,南山集團和亞洲鋁業集團可能生產約3萬噸,全國產量可達到10萬噸,占國內需求量的55%左右。
2.鋁箔
鋁箔是用純度99.5%以上的純鋁制成,厚度在0.005~0.2mm之間。它質輕有光澤、反射能力強,可作防熱絕緣包裝;阻隔性好,不透氣體和水汽;易于加工,容易將其加工成各種形狀;便于印刷、上膠、上漆、著色、壓印、印花等;對溫度適應性強,高溫或低溫時形狀穩定;遮光性、保香性優良等。鋁箔的最大缺點是不耐酸和強堿,不能焊接,耐撕裂強度較低。鋁箔包裝具有高阻隔性能、輕量化、抗紫外線、常溫保質期長等優勢,使鋁箔在各種包裝領域的應用不斷增多。在食品、飲料、奶制品、醫藥、電子產品等領域,鋁箔包裝已得到廣泛應用。
鋁箔用途十分廣泛,有關專家根據其應用特點,將它分為20多個品種。不同國家由于經濟發展水平的差異,鋁箔消費結構也存在很大差距。在歐美發達國家,用于包裝的鋁箔產品占總需求量的70%。在中國市場,鋁箔主要是作為工業制造原輔材料,包裝鋁箔只占國內需求總量的30%。雖然鋁箔包裝發展較晚,但是目前市場增長迅速,前景引人關注。目前,中國每年可消費16.13萬噸鋁箔,卷煙包裝年消費煙箔達3.5萬噸。
3.鍍鋁薄膜
鍍金屬薄膜是一種新型復合軟包裝材料,其中鍍鋁薄膜是應用最多的一種。此外還可鍍金、銀、銅等。鋁箔容易在包裝、使用過程中形成針孔而降低其阻隔性能,所以鋁箔常與高分子塑料聚合物、紙或其他金屬薄板等制成復合材料使用。采用特殊工藝在包裝塑料薄膜或紙張表面(單面或雙面)鍍上一層極薄的金屬鋁,即成為鍍鋁薄膜。由于鍍鋁層較脆,容易破損,故一般在其上再覆上一層保護用塑料膜如聚乙烯、聚酯、尼龍等。鍍鋁層厚約300埃,比鋁箔還薄。
鍍鋁薄膜的基材(即載體膜)是塑料膜和紙。最常用的塑料薄膜有聚酯(PET)、尼龍(NY)、雙向拉伸聚丙烯(BOPP)、聚乙烯(LDPE)、聚氯乙烯(PVC)等。前三種鍍鋁薄膜有極好的黏結力和光澤,是性能優良的鍍鋁復合材料。鍍鋁聚乙烯薄膜則因價格低、裝潢性好而備受人們的歡迎。鍍鋁聚丙烯薄膜還可制成易啟封的封口,用于藥品易開包裝。
用熱塑性塑料薄膜作為黏結層,將鋁箔與紙張復合在一起可制成多層鋁塑復合紙。這種復合紙綜合了鋁箔的高阻隔性、塑料薄膜的柔韌性和紙材的耐折性與抗沖擊性,而成為一種高性能的包裝材料,且不會造成對內容物和人體的污染,易于達到包裝的衛生安全標準;同時由于其中的樹脂在加熱至高溫時可以分解,使紙和鋁箔分離,因而大大提高了材料的回收再生性,降低了材料的浪費和環境的污染。
鋁塑復合罐材是用鋁箔與塑膜、牛皮紙(紙板)復合而成,可以制成方形、圓柱形、長方形、錐形等多種形式的包裝罐。這種罐材一般分外表層、紙板層、內襯層和內表層4部分。這種復合材料同樣具有無毒、無味、不污染內容物的特點,可重復使用,可回收再生。
鋁箔在醫藥包裝中主要用于泡罩包裝。泡罩包裝主要是由聚氯乙烯片(PVC)和0.02mm厚的鋁箔制成。泡罩包裝已成為西藥片劑和膠囊的最主要的包裝方式。我國中藥片劑、散劑、膠囊、粒丸等包裝,正逐步從紙袋、簡易塑料袋、玻璃瓶包裝變為鋁塑泡罩包裝。泡罩包裝具有防潮、攜帶方便、安全衛生等優點,隨著藥品緩釋技術的發展,市場將更加廣闊。
鍍鋁薄膜是一種既成功又經濟的新型復合包裝材料。近10年來,在歐美等國以及我國得到大量推廣應用,已在不少產品包裝上取代了鋁箔復合材料(例如在香煙包裝方面,鍍鋁紙正在逐步取代鋁箔紙)。鍍鋁薄膜主要用作食品如快餐、點心、肉類、農產品等的真空包裝,以及香煙、藥品、酒類、化妝品等的包裝以及商標材料。
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