罐头工业，不仅能使食品供应远达海洋，而且是人类基本需求领域中的一项重大发明。因为随着新世纪的到来，人们由于农林牧副渔业的大发展，一时消费不尽的食物，极需有可靠的、经济的保存方法，而罐装食品（Canning Food）已被证实是可选择的各方式中的最优。 罐装食品工业作为人类的一种基本工业，它至少包括三个方面的科学技术：
2）卷封加热杀菌工艺；3）制罐、用罐工艺和制罐材料相关工程。其中的每一方面，到今天都积累了丰富的知识，形成了很多专利和国家（国际）标准及法规。本人作为长期研究制罐及其材料的人员，拟就此领域，向各位介绍其最新进展。 1）早期1810～1900年，制罐材料是薄铁板并热浸锡，这种方式持续了近百年，此时，板厚
输油管线食品制罐材料及制罐工艺的现代进展
中国发酵食品工业研究院高级工程师/章文灿
在0.30～0.25mm，镀锡量多在19.5g/m 2～13.5g/m 2 (每面)，主要生产国只有英国。到1900年，英国薄钢板产量为420,000吨，其中镀锡板约为70,000吨。但在1899年，美国超过英国，它的镀锡板产量已达360,000吨。
2）电镀锡薄板生产线，美国是1917年出现，德国是1934年出现。此后，电镀锡薄板的数量和质量都快速增长，尤其是在二战以后。在中国武钢建成第一条薄板现代生产线的1978年以前，全球镀锡线达到140多条，总产能达到2000万吨左右。成张板材的板宽508～1050mm，板长712～1200mm。卷板卷重可为4～15吨。70年代，大量应用于500克食品空罐的薄板厚度，多维持在0.25mm，镀锡量多半使用8.4g/m 2，11.2g/m 2和5.6g/m 2。
3）从1978年武钢第一条200万吨“1700冷轧生产线”，及12万吨镀锡板生产线建成，到1998年宝钢40万吨镀锡板专用冷连轧镀锡板厂（投资为650亿人民币）投产，其间，几个利用进口
钢基板来生产电镀锡薄板的生产线（每条投资4,000～9,000万美元）投产。这样，到21世纪初，我国半个世纪以来，主要依靠进口镀锡板来支撑自己的食品罐装工业的局面，得到了彻底的改观。
（二）镀锡薄板及空罐品质
的提升
微秒1）钢基板的品质
镀锡薄板，简言之就是由比较纯净的低碳冷轧软钢基板，两面镀锡而成。其质量之根本，在于钢基板的品质。而钢基板价值，也会占总值的80%以上，所以它是镀锡板品质的重中之重。
各国的国家标准，对商品用钢基板的成分，大都提出了明确的最低要求。最有代表性的，是美国材料协会（ASTM）标准ASTM A 623-2011。其中列出了用于食品制罐的三种钢基板的成分起码要求（见表1）。很可惜，不少人将这个成分表，当成了最高标准。
例如，这个成分表，要求钢
罐装食品起源于法国大革命后，为保存食品不变质而发明的，最初法国发明人亚培尔使用玻璃罐。1810年，英国人杜朗很快改用镀锡薄板空罐来替换玻璃罐，1813年，唐金使罐头工业正式诞生。到1896年，美籍德国移民亚蒙再改进成类似于现代罐头的卫生罐。
基板中的含铅量（P b）不得大于0.02%，即200ppm。但到21世纪，各国都进一步限定铅(Pb)必须小于0.01%，这是对镀锡板品质的提升。表1中的其他成分，尤其是四大非金属成分(硫、硅、磷、碳)中，对耐腐蚀有不良影响的，各国都尽力控制使之更小，对四大金属成分（锰、铜、铝、铬），也要按需进行控制。这样才可能制造出耐腐蚀性和耐加工性都优良的镀锡薄板。
我国钢厂虽多，但小厂林立，设备落后。可是只有配备了良好的精炼设备的现代化大钢厂，才能生产优质镀锡薄板基板
所需的连铸钢。
2）标准问题
近几年来，我国电镀锡板
的产量，从10年前的年产100多
万吨，猛增至484万吨，但是其
中绝大多数的钢基板，都达不到
供食品空罐用的（即表1所示）
最低要求。原因固然很多，但是
我国的电镀锡板国家标准G B/
T2520-2008中，没有对各种钢
基板（MR型,L型,D型）的各成
分设置起码的限定数值，也是诱
因。标准中，基板成分不定，在
法规上就是：薄板的内在品质，
生产方无需对用户明确负责。表2
是GB/T 2520-2008中，对钢基板
的全部说明。
这样，从好的方面来理解，
就是要求薄板的采购方，必须对
钢种，即钢基成分与耐蚀能力的
最新科技信息完全掌握，也促使
用户必须建立完善的检测系统；
从坏的方面来看，就是只要是一
张薄铁板上面镀了锡，就可能被
认可了，甚至也可能对存在的内
在缺陷，且通过用罐前后的技术
检测，无法获得双方认可。由
此可见，如果标准不严谨，在
市场经济中，对用户就没有技术
保证，同时也会导致落后技术沉
渣泛起。如再缺乏诚信，这种标
准，就可能成为蒙骗工具，这样
对工业体系的损害就不可估量
了。
3）镀锡薄板的耐蚀性能及
“K板”
三星d988镀锡薄板的品质，部分是看
得见的，即易于用目视和简单测
量就能查明的。例如，平整度，
光亮(反映电镀水平及存放时间)
度，厚度公差等。但更重要的
内在品质，例如耐蚀性能[它由
镀锡量，铁溶出值（ISV），酸
浸时滞值（PLV），锡铁合金层
电偶（A T C）试验值，晶粒度
（TCS）甚至防氧化的铬层和油
膜质量等来综合确定]和机械性能
（调质度）。就必须依靠精密的
检测，才能评定。而这些性能又
和钢基成分、冷轧技术（例如，
轧制过程不应产生过多的非金属
杂质的趋肤效应，否则镀锡过程
中，锡离子将不能镀在钢板表面
的这些地方，于是形成了镀层的
漏洞即微孔，这就破坏了锡层致
密，耐蚀效果受到损害）有极密
表1 镀锡轧制品钢基化学成分要求
A 订货要求钢基为矽镇静钢时，矽最大含量会增至0.080%
B 订货要求钢基为铝镇静钢时， 铝最大含量会增至0.030%
C L型和MR型钢，作为非镇静钢和镇静钢供货时，相应的会不加或加入铝。D
型钢的铝最大含量，通常会为0.02%.
表2 GB/T 2520-2008对钢基板的说明
切的、直接的关系。
在对冷轧带钢实施电镀锡工艺后，从30年代起，人们为了减小表面锡层的不平以便减少它对空气中水分子的吸附。人们在将它涂油（常用葵二酸二辛脂DOS，3～6mg/m2）之前，增加一道工序：就是在生产线上，将电镀锡后的半成品，短暂加热至232℃，再急冷。于是得到很闪亮的镀层表面。这个过程称为“软熔”。
到上世纪50年代初，一位美国学者发现，在软熔过程中熔融的锡，会渗入到钢基表面的铁的晶格中，
从而形成薄薄的锡铁合金层。这一层，研究证实，它有极好的耐蚀性能。他还查清了形成优良合金层的相关技术条件，其中包括了对钢基成分的要求和加热的最佳温度时间，还发明了测定锡铁合金层质量的“锡铁合金层电偶A T C试验”。后人为了纪念他的发明，就以他的名字“Kamm”来命名这种高耐蚀镀锡薄板。中文就称“K板”或“K 铁”。
4）二次冷轧薄板和镀铬薄板
进入21世纪，我国制罐所使用的镀锡薄板，已经逐渐由从前的0.25～0.23mm，减薄至0.21～0.16mm，其实，欧洲在10年前，生产Φ99的1000ml的食品空罐，就已经全部采用0.14mm 的薄板了。从冷轧工艺来看，现代的五机架（5对锟轴）连轧设备，加上今天的炼钢水平，一次冷轧产品的最低厚度可以达到0.16mm。但要得到等于和低于这个厚度的薄板，一般都采用二次冷轧，即先轧出0.20～0.18mm 的带钢，并在退火、清洗表面之后，再用双机架轧机，在压下
量为20～30%左右，实施二次冷
轧。即可获得0.16mm和更薄的
镀锡薄板。当下，为了和其他
食品包装材料竞争，常用厚度
0.14～0.12mm的薄板。目前甚至
0.05mm的薄板也都已经出现了。
当前，镀层的镀锡量，也在
大多数情况下，已降至2.8g/m2和
1.1g/m2。电镀的方法，也越来愈
广西东方外语职业学院精致，锡层致密度有所提高。这
多少弥补了一些降低镀锡量的耐
蚀力的损失。
5）食品卫生
另一方面，为了提高空罐的
耐蚀能力，降低罐内壁重金属渗
入食品，从上世纪30年代起，人
们就开始使用天然的或人造的树
脂，涂覆在空罐内壁。这样还可
以逐步减小内壁的镀锡量。这套
工艺方法，一直延续到今天。
但是从上世纪80年代，由于
人们对食品中的有害渗入成分的
梧桐树丰子恺
认识越来越清楚，对商品和环境
保护要求愈来愈高。联合国粮农
组织FAO，世界卫生组织WHO，
各国权威单位（常以美国的食品
和药物管理局为代表）都发布了
相关的法规和标准。这对从空罐
内壁和印涂涂膜，可能迁入食品
的各种微量高分子单体和重金
属，有了愈来愈严格的限定。这
也迫使人们去另寻更优良的解决
之道。
6）环境保护 复膜铁
从90年代初，德国和日本，
分别出了更清洁更卫生的、稍
厚的聚酯薄膜，用热压的方法，
将它复合在镀铬薄板的表面，以
取代用印涂工艺生产的涂料铁，
这样，大大减少了印涂涂膜（主
要是环氧酚醛等树脂构成）中的
有害的酚、醛等高分子单体，迁
沸腾的黄土地移到食品中。此外，由于这种复
膜的致密度和厚度都提高了，复
合工艺又使附着力也都提高了3倍
以上，所以其耐蚀能力经实用和
我们检测双重证实，都远优于印
涂的内涂膜。所以，它在食品卫
生方面，具有很大的优势。
在2006年，笔者到日本考
察，那时，他们已经将全国几十
家印涂生产线几乎全部关闭，同
时，部分欧洲的镀锡薄板厂也宣
告，可以供应复膜的电镀锡板。
由于印涂工艺对环境的污染极其
严重，而复膜铁不仅有极优的耐
蚀力及卫生效果，而且对环境的
污染也极小。这些优势，使之成
为了食品空罐的“明日之星”。
7）浅冲罐 铝薄板
如果再考虑到能借助辅助设
计实现变形印刷，加上高速的精
密冲床的大量应用，食品空罐由
三片罐大量转而采用工艺简单得
多的浅冲两片罐，就是当前的另
一个重要趋势。这些的优势，在
小罐型上表现得更为明显，因此
现在购置三片罐生产线就很不明
智了。
食品制罐另一显著发展，
是大量使用另一重要材料：铝合
金薄板。这是因为近年来，用于
制罐的铝合金薄板的价格快速下
降，所以综合考虑价格和耐蚀、
美观等方面后。发达国家，不仅
铝深冲拔罐多，浅冲铝两片罐，
也就愈来愈多。这时，如果考虑
到不少产品，由于可以有良好的
运输条件下，这时再采用易撕盖
EPE（铝质，铁质的都有），罐
装成本又会有所下降，且品质提
高，重量更轻巧。
由于铝合金薄板的制造、
加工，总是和先进的航空工业挂钩，所以不论是要制造各种成分的铝镁或铝锰合金二次冷轧薄板，或做浅冲、深冲罐身，或是作各式各样的易开盖或罐底，其制作罐身工艺，都比生产镀锡板和制罐更简单，更易于控制，也更易获得更好的后果。
8）易撕盖EPE
大家都十分熟悉：镀锡薄板或铝合金薄板易开盖，由于都需要冲出一个铆钉，同时又不破坏局部的材料，并保证开启刻痕深度均匀并易于开启，所以对所用薄板的要求就十分严格，尤其是
采用二次冷轧板（厚度0.16mm以下）时。所以近10年来，发达国家，已逐渐转向采用最简单的、厚度仅为50um上下的铝箔或钢箔。当然，这里的核心技术是密封的方法。
具体的密封方法，除常见的粘合（用食品级粘合剂）法以外，针对具有负压的食品罐，或有正压的啤酒之类，卷封是密封牢度更好的方法，下面的附图是一些典型的事例。
9）二次冷轧镀锡薄板参数由于二次冷轧薄板厚度虽在
0.16mm以下，但它总是更硬，
且各种机械性能和耐蚀性能常常更好。这是由于他们的钢基板中有害杂质更少、品质更好的必然结果，所以它更易制作罐身或罐盖。用二次冷轧板做三片罐罐身时，只须调低焊轮间压力、电流、成圆
滚轮等等的间隙和压力即可。在制作两片罐和易开盖时，也只需重新设定模具间隙。以下是各国二次冷轧镀锡板的技术参数表(表3)。
(三)结束语
超薄的镀锡和镀铬板，以及复膜铁和铝薄板的出现和改进，是制罐材料的创新。这表明，材料的创新是食品空罐和制罐工艺改进创新的基础。所以，追求用更卫生、更安全、更轻巧、更美观的材料，通过新工艺、新技术、新设备，来做成新的空罐，
永远是我们的目标。
表3 各国主要厂家的二次冷轧工艺技术参数
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