摘要: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(yè)中的應用在有色金屬中占首位。鋁作為包裝材料，一般使用鋁板、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深成型的罐；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。
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(yè)中的應用在有色金屬中占首位。鋁作為包裝材料，一般使用鋁板、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深成型的罐；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。
包裝板材均屬防銹鋁合金，錳和鎂主要起提高材料強度、改善加工性能等作用；銅也可提高材料強度，同時也會降低而寸蝕性能和加工性能；加入鋅，特別是在與銅、鎂同日寸加入時，其熱處理效果變好，但耐蝕性和加工性會下降；硅的加入主要是降低鋁的熔點，提高強度和熔融流動性，降低熱膨脹系數。鋁箔是由厚度為0．4-4)．7mm(較多用0．5mm)的工業(yè)純鋁板經過多次冷軋減薄而制成的可撓性金屬薄材。
一． 鋁質材料的特點
相比于其他包裝材料，鋁質材料具有以下優(yōu)點：
(1)鋁的密度非常小，為2．7g／cm ，僅為鋼的35％。這使得容器易于實現(xiàn)輕量化。鋁的表面能自然生成一層致密的三氧化二鋁薄膜，這層無色薄膜能阻止氧化的進一步進行。
(2)鋁無毒無味，符合包裝食品的衛(wèi)生標準。
(3)鋁表面光澤度高，易于著色，印刷效果好。
(4)由鋁材制成的易開蓋開啟性能優(yōu)于鍍錫板易開蓋。
(5)鋁對光、熱的反射性能和傳導性能優(yōu)異，可提高食品罐頭加熱滅菌和低溫處理的效果。
(6)鋁的力學性能在低溫狀態(tài)下能保持不變，特別適用于冷凍食品的包裝。
(7)用鋁箔制造的復合薄膜完全不透氣和不透光，可有效保護內裝食品。鋁箔還可以提高鋁塑復合膜的強度。
(8)廢料可回收再利用，既能節(jié)約能耗又能防止廢棄物造成的公害，滿足環(huán)保的要求。
但是鋁質材料也存在一些不足，主要有：
(1)鋁的生產相對馬口鐵和TFS來說能耗大得多，因此價格偏貴。
(2)鋁是非磁性材料，因此原有的利用磁性吸取原料的設備必須進行改造。
(3)鋁質材料耐蝕性較差，不宜用于盛裝酸性、堿性及含鹽量多的食品。
(4)鋁材質地較軟，與馬口鐵相比強度較低，在制造和運輸中易因碰撞而發(fā)生變形、表面擦傷等情況。
(5)鋁材焊接困難，因此只能用沖壓或粘接的方法制造。
目前可以通過與其他材料的復合來彌補鋁材的部分缺點。例如，鋁箔與紙或塑的復合，可增加它的剛度和抗拉強度；為克服薄壁鋁罐剛度低的缺點，可在封閉容器之前填充少量液氮，液氮汽化產生的內壓力可增加容器的剛度和抗壓性能；由硝基纖維素和改性聚烯烴涂布的鋁箔，不但提高了鋁箔的化學性能、保持了良好的印刷外觀，而且提供了熱到合性。
二．鋁質材料在包裝中的應用
1 鋁質防盜瓶蓋
我國目前包裝白酒、葡萄酒、藥酒及飲料等多數仍以玻璃瓶為主，其中約有50％的酒瓶蓋使用鋁材制造的防盜蓋，我國防盜瓶蓋將以每年10％的速度增長，預計到2010年，防盜蓋用量將達到150億只，需用鋁板帶材6萬噸左右。我國鋁質瓶蓋生產廠近200家，年設計能力約為90億只，其中引進生產線30條，產能為50多億只，可生產近百種各類瓶蓋。鋁質瓶蓋多在自動化程度相當高的生產線上加工，因此對材料的強度、伸長率和尺寸偏差都要求很嚴格，否則會在深拉加工時產生破裂或折痕。為保證瓶蓋成型后便于印刷，要求瓶蓋料板面平坦，無滾痕、劃傷和污斑，一般采用的合金材料有8001一HI4、3003一H16等。用料規(guī)格一般厚度為0．20~43．23mm，允許公差±0．1％，寬度為449-796mm。鋁質瓶蓋料的生產可分別采用熱軋供坯或連鑄連軋供坯，經冷軋軋制而成。生產實踐表明，在防盜蓋的使用效果上熱軋坯料要優(yōu)于鑄軋坯料。
2 鋁塑泡罩包裝
目前，保健食品和藥品片劑、膠囊包裝采用泡罩包裝形式越來越普遍，鋁塑泡罩又稱水泡眼包裝，簡稱PTP(PressThrough Packaging)。泡罩包裝采用的鋁箔是密 在藥用塑料聚氯乙稀(PVC)硬片上的封口材料，所以也稱蓋口材料?，F(xiàn)代包裝中幾乎所有要求不透光或高阻隔復合材料的產品均采用鋁箔作為阻隔層，這是因為鋁箔有高度致密的金屬晶體結構，完全可以阻隔任何氣體，因此應用十分廣泛。預計用于藥品泡罩材料的包裝將占未來藥品的片劑、膠囊包裝的60％~70％左右，是目前發(fā)展前景最好的藥品包裝材料之一。
但是目前我國藥用鋁箔的質量與進口鋁箔的差距甚遠。從目前國內幾個生產PTP藥用包裝的企業(yè)所反映的實際情況來看，主要存在以下兩個方面的問題。
(1)藥用鋁箔針孔數遠達不到要求。鋁箔針孔是穿透性能缺陷，影響鋁箔的阻隔性能，尤其是用于藥品包裝，很容易使氧氣、水蒸氣、光線穿透而使藥品的藥效降低。藥用鋁箔在國家標準中要求針孔直徑不大于0．3mm， 直徑在0．1～0．3mm的不能多于1個／m2，目前國產鋁箔很少能達到這個標準。
(2)藥用鋁箔厚度不均，抗拉強度低。由于鋁箔厚度不均，容易造成在PTP鋁箔機械涂布過程中膠黏劑涂布量難以達到標準涂布量范圍，進而影響鋁箔與聚氯乙稀硬片的熱劐強度。由于厚度不均，抗拉強度低導致在實際加工中放收卷施加張力后產生斷箔，不利于生產的正常進行，這些問題需原料生產廠家引起重視。
3 鋁飲料罐
目前。鋁飲料罐的開發(fā)具有三大特征，即易拉蓋、特型罐、自加熱／自冷卻飲料罐。長期以來，盡管鋁飲料罐等金屬包裝物一直受到鍍錫板和PET材料的挑戰(zhàn)，但由于其重量輕，且具有可回收優(yōu)勢，目前仍是主要的飲料包裝形式之一，不僅得到穩(wěn)定發(fā)展，而且也在不斷的開發(fā)創(chuàng)新。
近來，coins包裝公司研制成功了EPOL (易開啟蓋)。這種罐蓋采用聚合物涂層的鋼環(huán)和抗腐蝕鋁箔片熱劐，可以用于現(xiàn)有的灌裝設備，鋁箔蓋可以安全開啟，更適合于老人和小孩使用。由于PET瓶的競爭，近年來日本市場上飲料用鋁罐的需求量逐漸減少，但著新型鋁瓶罐的開發(fā)，鋁罐需求量又開始上升。目前，武內沖壓工業(yè)、大和制罐和三菱材料等企業(yè)均已進入鋁瓶罐生產領域，柴崎制造廠開發(fā)的鋁瓶罐蓋也同時投放市場。
日本大和制罐公司為了優(yōu)勢互補，著眼于PET瓶和鋁質易拉罐兩種飲料包裝容器的優(yōu)缺點，揚長避短，在世界上率先成功的開發(fā)出了能賦予金屬罐以重新密 性的飲料包裝新容器“新瓶型金屬罐 (新瓶罐)。
新瓶罐是超越了已有的二片罐和三片罐結構框架而開發(fā)的一種全新包裝容器，它不僅應用了當前三片金屬罐的復合技術、卷邊加蓋技術、而且也應用了二片罐深沖壓成形技術制成罐身，然后再利用現(xiàn)有罐裝內容物和配以螺紋旋蓋的加工技術，從而實現(xiàn)了使用金屬鋁材，加工形成了具有瓶型和直徑為28mm 飲口的新型金屬瓶包裝容器。新容器兼?zhèn)淞私饘俟藓蚉ET瓶的優(yōu)點，同時克服了兩者所固有的缺點?？紤]到環(huán)境問題，新瓶罐選用的是單一金屬的鋁合金材料，在材料的表面，即罐身的內層和外表面均復合以PET薄膜材料；底蓋內層表面也加上了復合PET薄膜，外表面則涂裝PET；用低密度PET對瓶蓋進行涂裝，外表面施以印刷涂裝。這樣新瓶罐的內層面可以避免同內容物接觸，無需使用金屬罐傳統(tǒng)使用的各種涂料。新瓶罐試制成功后，已在2000年澳大利亞制罐行業(yè)展覽會上展出，并以日本公司的名義獲得展覽會頒發(fā)的大獎。這項技術在國際上也很引人注目，今后鋁一PET罐的需求量有可能進一步擴大。
據日本鋁罐回收協(xié)會調查，由于這四個公司進入鋁瓶罐的生產領域，2002年僅鋁瓶罐的銷售量就達到15億灌，是上年的2．5倍，2003年在此基礎上增加約20％。
飲料包裝市場是金屬包裝市場的最大市場之一。為改進品牌效應，除了利用鋁的銀白色特質之外，鋁罐的外形也越來越重要，因此金屬成型設備的制造廠家也在討論鋁罐成型和壓花技術。由于鋁更易于成形和達到要求的形狀，研究人員正在探討鋁罐卷軸擴展成形、旋壓成形和流變成形技術，在不久的將來會首先在啤酒罐方面得到使用。
啤酒和汽水等飲料使用鋁罐包裝增加了鋁產品的用途，而目前其他行業(yè)也在考慮使用鋁罐產品。據美國工業(yè)信息資源公司提供的信息，一年多以前，日本最大的鋁罐生產廠商大和鋁罐公司開始為啤酒和茶葉公司生產鋁罐，這家公司去年已生產了4．8億個鋁罐，加上另外兩家日本鋁罐生產廠商，預期今后2~3年內日本鋁罐產量將翻一番。鋁罐由于質輕且易回收而受到飲料行業(yè)的青睞，最近它又不斷普及到其它行業(yè)并有取代玻璃瓶和金屬瓶的趨勢。
三．結論
專家認為，鋁質材料新的市場份額還會隨著所謂 有效包裝 (active packaging)的推進取得新的進展。由于鋁質產品開發(fā)新技術的應用，今后鋁材的需求量將進一步擴大。
