1 包裝及容器用鋁板帶箔材的發(fā)展概況
食品業(yè)與制藥業(yè)廣泛應(yīng)用鋁,因?yàn)殇X無(wú)毒性、無(wú)吸附性、不易碎裂、能抑制細(xì)菌生長(zhǎng)并能用蒸汽清洗。當(dāng)集裝箱或輸送帶須進(jìn)入加熱或冷凍區(qū)時(shí),鋁的低容積比熱可以起節(jié)能作用。鋁的無(wú)火花性質(zhì),對(duì)于面粉廠(chǎng)和其它易受火災(zāi)與爆炸危害的工廠(chǎng)而言是寶貴的。鋁的抗腐蝕性,對(duì)于包裝運(yùn)輸脆性商品、貴重化學(xué)試劑和化妝品很重要。用于空運(yùn)、船運(yùn)、火車(chē)和卡車(chē)裝運(yùn)的密封鋁集裝箱,可用來(lái)裝運(yùn)不宜散裝的化學(xué)試劑。
包裝業(yè)一直是鋁的重要消費(fèi)市場(chǎng)之一,且發(fā)展很快,2005年全世界包裝、容器用鋁量占全球鋁總產(chǎn)量的2l%左右。包裝業(yè)產(chǎn)品包括家用包裝材料、軟包裝、食品容器、瓶蓋、軟管、飲料罐、食品罐等。
鋁制飲料罐是鋁的應(yīng)用史中最為成功的一例;鋁制食品罐也在加速滲入市場(chǎng),軟飲料、啤酒、咖啡、快餐食品、肉類(lèi)、酒類(lèi),均可包裝在鋁罐內(nèi);生啤酒可在包鋁的鋁桶內(nèi)裝運(yùn);鋁還廣泛用于牙膏、食品、軟膏和顏料的包裝軟管以及藥
?、?用鋁箔制成的軟包裝袋,用于食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)及化妝品行業(yè);
?、?用鋁箔制成的半剛性容器(盒、杯、罐、碟、小箱);
?、?家用鋁箔和食品包裝用鋁箔;
?、?金屬罐盒、玻璃瓶和塑料瓶的密封蓋;
?、?剛性全鋁罐,特別是二片全鋁啤酒罐和軟飲料罐(硬包裝罐);
?、?復(fù)合箔制容器;
?、?軟的管形容器;
⑧ 大型剛性包裝容器,如集裝箱、冷藏箱、啤酒桶、氧氣瓶、液化天然氣罐等。
美國(guó)鋁罐料用鋁量,1975年為65萬(wàn)t,1980年達(dá)100萬(wàn)t以上;2005年美國(guó)全鋁易拉罐產(chǎn)量為1300億只左右(消費(fèi)量1000億只以上,出口量約占23%),耗鋁材200萬(wàn)t以上,約占其鋁板帶材總產(chǎn)量(465萬(wàn)t)的4l%,處于平穩(wěn)發(fā)展期(年增長(zhǎng)1%一2%)。日本2005年鋁罐料產(chǎn)消量約為44萬(wàn)t,其中罐蓋及拉環(huán)l4萬(wàn)t,罐體料30萬(wàn)t,也處于平穩(wěn)發(fā)展階段(年增長(zhǎng)率2%左右)。
2005年,歐洲的鋁罐料產(chǎn)消量約為120萬(wàn)t,韓國(guó)11.5萬(wàn)t,巴西11.5萬(wàn)t,其它國(guó)家約l0萬(wàn)t,這些國(guó)家的年增長(zhǎng)率約為5% ~10%。
目前,全球鋁罐料的總產(chǎn)量已達(dá)430萬(wàn)tla左右,其中罐體料289萬(wàn)t/a,罐蓋及拉環(huán)料141萬(wàn)t/a。除美國(guó)、日本、歐洲等國(guó)家和地區(qū)已處于相對(duì)穩(wěn)定發(fā)展期外,中國(guó)、巴西、印度等國(guó)家尚處于高速發(fā)展期,因此全球的年增長(zhǎng)率仍會(huì)保持在8%以上。
我國(guó)鋁罐的應(yīng)用歷史不長(zhǎng),基礎(chǔ)較差,但近年來(lái)發(fā)展很快。2003年產(chǎn)消量為75億只,2004年為82億只,2005年達(dá)103億只,平均年增長(zhǎng)l7.5% 。估計(jì)到2010年可達(dá)180億只,以后會(huì)以10%的速度增長(zhǎng)若干年。2005年全國(guó)已有l(wèi)6家制罐企業(yè),共22條生產(chǎn)線(xiàn),總生產(chǎn)能力達(dá)115億只/年。預(yù)計(jì)在不久的將來(lái),我國(guó)不僅是鋁罐料的生產(chǎn)大國(guó),也會(huì)成為鋁罐的消費(fèi)大國(guó)。
[next]
2 易拉罐用鋁合金帶材的技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
2.1 鋁易拉罐料的應(yīng)用情況
目前,美國(guó)容器包裝工業(yè)用鋁量,約占美國(guó)鋁消費(fèi)總量的25%,占軋制產(chǎn)品的40%左右;全鋁二片飲料罐占總飲料罐市場(chǎng)的3/4以上,占啤酒市場(chǎng)的80%,占軟飲料罐市場(chǎng)的60%。澳大利亞容器包裝工業(yè)用鋁量,占其鋁半成品總量的28%以上;鋁罐占啤酒市場(chǎng)用罐量的75%~80%,占飲料罐市場(chǎng)的72%以上。西歐、日本等國(guó)的鋁罐比例相對(duì)較小,但近年來(lái)增長(zhǎng)很快,特別是日本的鋁罐料生產(chǎn)和消費(fèi)在飛速發(fā)展。中國(guó)人均易拉消費(fèi)量(3.8只/人·年)還很低,僅為美國(guó)(380只/人·年)的1/100左右,但發(fā)展速度很快。按1t帶材(0.28HⅡn厚)生產(chǎn)7×10只(外加1.92%工藝廢罐)計(jì)算,2005年我國(guó)共消費(fèi)103億只罐,折合罐體料15萬(wàn)t、蓋料及拉環(huán)7萬(wàn)t,(罐體:罐蓋(環(huán))=68:32),計(jì)22萬(wàn)t。估計(jì)到2010年我國(guó)鋁易拉罐用鋁帶材的消費(fèi)量為39萬(wàn)t/a,2015年可達(dá)62.5萬(wàn)t/a,可見(jiàn)中國(guó)的易拉罐市場(chǎng)還有廣闊的發(fā)展空間。
2.2 易拉罐對(duì)鋁帶材的質(zhì)量要求
鋁易拉罐的生產(chǎn)要經(jīng)過(guò)40多道工序,其中與鋁帶材性能相關(guān)的主要工序有落料、沖杯、變薄拉深、修邊、沖洗、外印、內(nèi)噴涂、烘干、縮頸、翻邊等。鋁帶材必須具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和良好的深沖成型性,以保證連續(xù)沖制、變薄拉深的順利進(jìn)行和烘烤后具有適當(dāng)?shù)那?qiáng)度。在易拉罐罐體的生產(chǎn)過(guò)程中,首先是將厚度為0.25mill~0.30HⅡn的帶材沖落成直徑為138mm左右的圓料;然后經(jīng)兩次深沖制成沖杯,其直徑減縮率大于50%;再經(jīng)過(guò)三次變薄拉深,壁厚減到0.08HⅡn~0.10HⅡn,拉伸減薄率超過(guò)65%。由于變薄拉深加工可使坯料的延伸性處于極低狀態(tài),所以即使是很小的夾雜物也會(huì)成為破裂、折邊的原因;隨后,要保證在修邊縮頸和翻邊過(guò)程中不出現(xiàn)斷裂,也要求材料具有較好的塑性;經(jīng)過(guò)幾次烘烤后,必須保證罐體的軸向承壓和罐底耐壓能力,要求罐體軸向承壓1.35kN,罐底耐壓強(qiáng)度630kPa,以確保罐裝和儲(chǔ)運(yùn)順利進(jìn)行。因此,對(duì)罐體用鋁帶材的綜合性能提出了相當(dāng)嚴(yán)格的要求:抗拉強(qiáng)度270~310MPa,屈服強(qiáng)度250~300MPa,延伸率大于3%,制耳率小于2%;帶材表面無(wú)明顯波紋,表面光潔度均勻一致,無(wú)氧化,無(wú)肉眼可見(jiàn)的夾雜、壓傷、斑痕等缺陷;帶厚均勻一致,厚差在0.005mm之內(nèi)。
輕量化一直是易拉罐的發(fā)展趨勢(shì)。隨著制罐企業(yè)封縫機(jī)械和其它技術(shù)的不斷進(jìn)步,罐體用鋁帶材的厚度已由上世紀(jì)的0.343咖減為0.250 mm;罐蓋用鋁帶材的厚度也由原來(lái)的0.39HⅡn減為0.24mm。為提高生產(chǎn)效率,各制罐廠(chǎng)家也在依靠先進(jìn)技術(shù)不斷提高罐體的成形速度,上世紀(jì)80年代中期,美國(guó)易拉罐生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)能力都在800罐/min左右,而目前已達(dá)2 000罐/min。
綜上所述,隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷改進(jìn)、易拉罐的輕量化和成形速率的提高,對(duì)鋁帶材的性能提出了更加嚴(yán)格的要求。只有不斷地提高鋁帶材的精度、表面質(zhì)量、內(nèi)在冶金質(zhì)量及成形性能,才能適應(yīng)易拉罐的生產(chǎn)需要。
2.3 提高易拉罐用鋁帶材質(zhì)量的主要工藝措施
高精度鋁合金帶材的生產(chǎn)過(guò)程主要包括熔煉鑄造、銑面、均勻化和加熱、熱粗軋、熱精軋、精整、剪切、退火等工藝過(guò)程。要使帶材具有良好的深沖成形性能、抗疲勞、抗腐蝕、優(yōu)良的表面質(zhì)量、較高的強(qiáng)度、足夠的塑性、小制耳率和嚴(yán)格的尺寸偏差,就要求材料具有合適的化學(xué)成分,優(yōu)異的冶金質(zhì)量,合理的織構(gòu)和板形公差等。要達(dá)到這些要求,必須對(duì)鋁帶材的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的控制,成分控制、鋁熔體處理及熱軋工藝優(yōu)化等是提高帶材質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
目前各國(guó)主要采用3104合金作為罐體材料,該合金的Mn、Mg含量均為1%左右。添加Mn可以提高合金強(qiáng)度,Mn低于0.5%時(shí)強(qiáng)度不足,但高于2%時(shí)則在A1一Mn—Fe系合金結(jié)晶過(guò)程中形成粗大的一次晶化合物,使材料的成形性能變差,并可能導(dǎo)致罐體成形時(shí)產(chǎn)生針孔或撕裂;Mg能比Mn更有效地提高合金強(qiáng)度。Mg低于0.2%時(shí)則強(qiáng)化作用不足,增加Mg含量可以提高帶材的屈服強(qiáng)度,但高于2%時(shí)帶材的變薄拉伸性及罐底凸緣成形性能變差,且在拉伸時(shí)易造成罐體劃傷;Si在A1一Mn—Fe合金中可以促使一次晶化合物轉(zhuǎn)變?yōu)閍相,改善變薄拉伸性能,同時(shí)si還與Mg形成gzSi析出相從而提高帶材強(qiáng)度,因此si含量必須在0.1%以上,但不得超過(guò)0.5%,否則會(huì)降低加工性能;Fe與Mn形成(FeMn)A1化合物,對(duì)拉深有利,因此其含量應(yīng)大于0.2%,但大于0.7%時(shí)會(huì)惡化成形性能;Cu含量低于0.05%時(shí)不能起強(qiáng)化作用,而大于0.5%時(shí)會(huì)降低耐蝕性能。
為了避免形成粗大金屬間化合物,在DC鑄錠中,F(xiàn)e、Mn、Mg含量應(yīng)滿(mǎn)足以下關(guān)系:W(Fe)+W(Mn)×1.07+W(Mg)×0.27<.0%W(Fe)+W(si)<0.9%鑄錠質(zhì)量對(duì)后續(xù)加工和最終產(chǎn)品性能有著決定性作用,因此對(duì)鋁熔體進(jìn)行排雜、除氣凈化是提高其冶金質(zhì)量的關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)外在鋁熔體凈化處理技術(shù)方面已做了大量的工作,開(kāi)發(fā)出了一些較先進(jìn)的凈化方法與裝置,如SNIF法、ALPUR法、RDU快速除氣法、RID法、旋轉(zhuǎn)葉輪法、FIL1)法、MINT法等。這些方法或裝置大多數(shù)是從除氣凈化的角度出發(fā)設(shè)計(jì)的,其除氫效率雖然比較明顯,但對(duì)于一些純凈度要求較高的高成形性鋁材仍很難滿(mǎn)足要求。
長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn),夾雜物與氫氣之間存在著某種相互依存的關(guān)系,夾雜物是形成氣孔的主要因素,因此進(jìn)行高效排雜處理也是提高鋁材冶金質(zhì)量的關(guān)鍵。
此外,鋁熔體處理還包括變質(zhì)處理和晶粒細(xì)化處理等。粗大的一次晶及大晶粒組織等對(duì)鋁帶材性能的影響也很突出。研究表明,當(dāng)一次晶化合物長(zhǎng)度超過(guò)459.m時(shí),則會(huì)增加翻邊裂口的頻率及變薄拉伸中的撕裂;冷軋板材晶粒寬度大于25,ttm時(shí),罐體頸縮成形性能變差,且不能有效減薄罐體壁厚。
[next]
由于易拉罐用鋁合金帶材自身的特殊性,必須采用熱軋供坯的生產(chǎn)工藝。在熱軋過(guò)程中必須合理地控制帶坯的冶金組織、力學(xué)性能、表面質(zhì)量、幾何尺寸、板形等,以滿(mǎn)足后續(xù)加工和最終產(chǎn)品的質(zhì)量要求。
一般情況下,用作罐體料的AA3004/3104 鋁合金帶材的加工工藝過(guò)程是:半連續(xù)鑄造(鑄錠厚度500—750rain),580~610℃均勻化處理4~12h,約530—550℃進(jìn)行熱粗軋、熱精軋,終軋厚度2~3.5rain。對(duì)制耳率的控制是相當(dāng)關(guān)鍵的,若制耳率較大,不僅會(huì)增加修邊量,浪費(fèi)材料,增加生產(chǎn)成本,而且在深沖和變薄拉深過(guò)程中容易在兩制耳間產(chǎn)生開(kāi)裂。目前罐料生產(chǎn)企業(yè)為降低制耳率所采取的措施主要是控制熱軋的終軋溫度,使材料處于完全再結(jié)晶狀,再?lài)?yán)格控制冷軋變形量,最終使帶材的軋制織構(gòu)占再結(jié)晶織構(gòu)的25%左右。3104合金帶材熱軋終了溫度高于300℃時(shí),有利于形成再結(jié)晶立方織構(gòu),增大再結(jié)晶織構(gòu)量的比例,從而抑制制耳率。采用1+4式熱連軋生產(chǎn)線(xiàn)軋制罐料時(shí),粗軋帶坯厚度為3O~48mm溫度為400~410℃,噴淋乳液冷卻到350~36℃后,再經(jīng)熱精軋軋至厚2.5mm;若第4機(jī)架的軋制速度大于400m/mn,則帶坯的溫度可達(dá)325℃,成卷后自然冷卻,材料可達(dá)充分再結(jié)晶狀態(tài),其再結(jié)晶立方織構(gòu)可達(dá)85%以上;再冷軋3道次可達(dá)到0.28mm厚、H19狀態(tài),冷軋織構(gòu)與再結(jié)晶立方織構(gòu)的搭配最為合理,帶材的制率最低。當(dāng)然,制耳率與材料中夾雜物粒子的大小與多少也有關(guān)系,粒子越細(xì),分布越均勻,有利于降低制耳率。
目前世界各國(guó)基本上都是采用熱連軋供坯方式生產(chǎn)高精度高質(zhì)量的鋁罐料。連鑄軋、單機(jī)架單卷取熱軋和單機(jī)架雙卷取熱軋供坯方式很難生產(chǎn)出高質(zhì)量罐料,甚至1+1熱軋供坯因質(zhì)量不穩(wěn)定也已很少被采用。表1所列為世界十大鋁板帶熱連軋生產(chǎn)線(xiàn)及我國(guó)近幾年建成或擬建的熱連軋生產(chǎn)線(xiàn),它們大多用于生產(chǎn)高質(zhì)量鋁易拉罐坯料。
2.4 易拉罐用鋁合金帶材的開(kāi)發(fā)
2.4.1 罐體用鋁合金帶材
制罐廠(chǎng)對(duì)鋁罐料的要求非常嚴(yán)格,不但要求內(nèi)在質(zhì)量好,化學(xué)成分優(yōu)化,含氣量、含渣量低,還要求有很好的深沖性能,制耳率要低,同時(shí)要求厚度公差小,板形好,有很好的表面質(zhì)量。
目前罐體用鋁合金仍然是A1一Mn系的AA3004、AA3104、AA3204 等合金,狀態(tài)為H19。
為獲得高質(zhì)量坯料,從熔鑄開(kāi)始到熱軋、冷軋、精整等各道工序都應(yīng)嚴(yán)格控制。鑄造時(shí)為了防止混入20~30p.m以上的夾雜物,須用SNIF法或陶瓷管過(guò)濾器對(duì)熔體進(jìn)行過(guò)濾,并使用rri—B細(xì)化劑細(xì)化鑄態(tài)組織。為了防止生成粗大化合物,細(xì)化劑的添加量須控制在最佳范圍。罐體料的生產(chǎn)必須采用熱軋供坯,最好采用熱連軋,保證熱軋后的溫度在320 oC以上,再經(jīng)過(guò)3~4道冷軋,厚度達(dá)到0.25~0.32 lnrn。冷軋后進(jìn)行清洗、涂層、拉矯,在切邊、重卷時(shí)進(jìn)行靜電涂油,然后包裝出成品。熱軋和冷軋時(shí),重要的是控制帶材的厚度、凸度、表面質(zhì)量、力學(xué)性能及異向性等,制耳率規(guī)定在4% 以下。由于罐體坯料需要具有一定的強(qiáng)度和成形性,所以現(xiàn)在都采用3104一H19合金帶材。表2所示是3104 一H19帶材的典型性能。
鋁罐的發(fā)展方向是薄壁化(即輕量化),以減少材料用量。350mL罐通常采用0.40—0.35n`l//l厚的帶材,薄壁化后,帶材厚度可減至0.32—0.25 n`l//l。單只鋁罐的用料量已由1980年的12.93 g減少到10.71 g以下。
2.4.2 罐蓋(蓋、拉環(huán)件等)用鋁合金帶材
有內(nèi)壓的啤酒、碳酸飲料罐和沒(méi)有內(nèi)壓的果汁罐分別采用5082(或5182)和5052合金帶材,狀態(tài)為H38。帶材先經(jīng)氧化處理,以提高涂料附著性和耐蝕性;兩面涂漆烘干后,再進(jìn)行罐蓋成形加工。
2.4.3 容器封口材料
容器封口材料不屬于易拉罐范疇,這里只是順便加以介紹。近年來(lái)封IZl技術(shù)發(fā)展迅速,各種瓶裝飲料、食品、藥品等廣泛采用鋁制防盜蓋、撕扯式密封蓋等。
最早的防盜蓋采用1200或3003合金帶材制造,由于不能滿(mǎn)足用戶(hù)一次沖制成形的要求,因此研制開(kāi)發(fā)出了A1一Fe—si系LT98合金(類(lèi)似于8011合金)和AI—Mg—Mn(Cr)系的封口合金。選用鋁蓋的主要理由是材料衛(wèi)生、可保證商品質(zhì)量、密封性好、容易開(kāi)栓(或開(kāi)封)取出內(nèi)裝物,此外,還具有良好的防盜性、加工性及裝飾效果。現(xiàn)在流行的蓋用鋁帶材的種類(lèi)、性能及用途如表3所示。
2.5 鋁易拉罐材料的發(fā)展新動(dòng)向
鋁易拉罐的發(fā)展趨勢(shì)是減小壁厚,降低成本,便于回收和方便使用:
① 罐體材料的厚度由0.42 n`l//l向0.254 n`l//l減薄,目前大部分為0.28 n`l//l厚,30年間減薄了39.5%。罐料每減薄0.01 I111/1,則每公斤帶材可節(jié)省0.22美元;
?、?正在研發(fā)一種單一的合金來(lái)代替原用的3104、5182、5052等3—4種合金,以便于管理、生產(chǎn)和回收;
?、?美國(guó)正在研發(fā)一種0.3 nlnl厚的罐料,并改沖杯圓片為多邊形,據(jù)說(shuō)可更節(jié)省材料;
④由于易拉罐的蓋子被拉開(kāi)后無(wú)法重新密封,因此日本幾家公司開(kāi)始把旋轉(zhuǎn)式瓶蓋轉(zhuǎn)用到易拉罐上。據(jù)說(shuō),新式易拉罐的密封性更好,可有效防止飲料與太陽(yáng)光及氧接觸;此外,重量更輕,且便于回收和再循環(huán);
?、菰陂_(kāi)發(fā)新合金、新品種的同時(shí),罐料加工技術(shù)(如熱連軋、冷連軋、熱處理等)也在向更寬、更薄、更罐蓋用鋁合金帶材所需具備的特性之一是異向性要小。為了盡量減小帶材的力學(xué)性能或成形性的波動(dòng),除控制合金成分外,還要嚴(yán)格控制熱、冷軋條件,板厚偏差應(yīng)在-t-5 btm以?xún)?nèi)。
[next]
3 包裝用鋁箔的技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
3.1 鋁箔包裝業(yè)的發(fā)展概況
鋁箔因其優(yōu)良的特性,廣泛用作食品、飲料、香煙、藥品、照相底版、家庭日用品等的包裝材料,電解電容器材料,建筑、車(chē)輛、船舶、房屋等的絕熱材料,裝飾用金銀線(xiàn)、壁紙,以及各類(lèi)文具、印刷品和輕工產(chǎn)品的裝潢商標(biāo)等。在上述各種用途中,能最有效地發(fā)揮鋁箔性能特點(diǎn)的是作包裝材料。鋁箔是柔軟的金屬薄膜,不僅具有防潮、氣密、遮光、耐腐蝕、保香、無(wú)毒無(wú)味等優(yōu)點(diǎn),而且還具有優(yōu)雅的銀白色光澤,易于加工出各種美麗的圖案和花紋,因而受到人們的青睞。
特別是鋁箔與塑料和紙復(fù)合之后,把鋁箔的屏蔽性與紙的強(qiáng)度、塑料的熱密封性融為一體,進(jìn)一步提高了作為包裝材料所必需的對(duì)水汽、空氣、紫外線(xiàn)和細(xì)菌等的屏蔽性能,大大拓寬了鋁箔的應(yīng)用市場(chǎng);被包裝的物品與外界的光、濕、氣等充分隔絕,從而受到了良好的保護(hù);使用這種復(fù)合鋁箔包裝蒸煮食品,至少可以保證一年以上不變質(zhì),而且加熱和開(kāi)包都很方便,深受消費(fèi)者歡迎。
隨著人民生活水平的提高和旅游事業(yè)的發(fā)展,啤酒、汽水等飲料和罐頭食品的需求量日益增多,需要有現(xiàn)代化的包裝與裝潢,以利于國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)。近年來(lái),為適應(yīng)市場(chǎng)要求,也開(kāi)發(fā)出了屏蔽性好的塑料薄膜和噴鍍箔等包裝材料,但它們的綜合性能都不如鋁箔。盡管鋁箔有不可避免的針孔缺陷,但通過(guò)涂層和層壓加工能得到彌補(bǔ)和改善。因此可以說(shuō),鋁箔是具有多種優(yōu)良性能、比較完美的包裝材料,在諸多領(lǐng)域中都充分顯示出它的廣闊前景。
由于鋁箔的應(yīng)用范圍十分寬廣,是發(fā)展最快的鋁加工材之一。當(dāng)前,全世界的鋁箔工業(yè)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā)展時(shí)期。2004年全球鋁箔產(chǎn)量245萬(wàn)t,2005年超過(guò)了260萬(wàn)t,其中雙零箔產(chǎn)量約為46萬(wàn)t。2005年,美國(guó)鋁箔產(chǎn)量約68萬(wàn)t,歐洲80萬(wàn)t,日本18萬(wàn)t。用于包裝業(yè)的鋁箔占鋁箔總產(chǎn)量的75%以上。表4所示為2002年日本的鋁箔消費(fèi)結(jié)構(gòu)。
表4 2002年日本的鋁箔消費(fèi)結(jié)構(gòu)
為了提高軋制效率和產(chǎn)品質(zhì)量,現(xiàn)代化鋁箔軋機(jī)在向大卷、寬幅、高速、自動(dòng)化方向發(fā)展。鋁箔軋機(jī)的輥身寬度已達(dá)2200mm以上,軋制速度達(dá)2000m/min以上,卷重達(dá)20t以上;自動(dòng)化水平也大大提高,普遍安裝了厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)(AGC),大多數(shù)安裝了板形儀(AFC)。鋁箔工業(yè)正面臨一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)期。表5所示為國(guó)外部分大于2000mm的鋁箔軋機(jī);表6為國(guó)內(nèi)外鋁箔技術(shù)指標(biāo)比較。
[next]
表5 我國(guó)已建或在建的大于2000mm的鋁箔軋制分布情況
表6 中國(guó)鋁箔產(chǎn)量、進(jìn)出口量與消費(fèi)量/kt
我國(guó)的鋁箔工業(yè)發(fā)展十分迅猛,目前共有鋁箔廠(chǎng)150多家,各種鋁箔軋機(jī)400多臺(tái),其中大于2000mm的鋁箔軋機(jī)(含在建的)達(dá)33臺(tái),為世界之冠,見(jiàn)表7。表7 我國(guó)已建或在建的大于2000mm的鋁箔軋機(jī)分布情況。
表7 鋁箔包裝用途一覽表
2005年我國(guó)鋁箔總產(chǎn)量達(dá)62.54萬(wàn)t,比2005年的51.2萬(wàn)t上升22.5% ,僅比美國(guó)的68.3萬(wàn)t低8.4%,居世界第二位。估計(jì)到2006年,中國(guó)的鋁箔產(chǎn)消量(大于70萬(wàn)t/a)均會(huì)超過(guò)美國(guó)。目前中國(guó)已成為鋁箔凈出口國(guó),見(jiàn)表8。
表8 我國(guó)鋁箔消費(fèi)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè) 萬(wàn)t/a
[next]
3.3 包裝用鋁箔的技術(shù)開(kāi)發(fā)
素箔一般用純鋁(1050、1350等)生產(chǎn),近年來(lái)也開(kāi)始開(kāi)發(fā)3XXX和5XXX合金箔。采用素箔包裝容易。
3.2 鋁箔在包裝業(yè)中的應(yīng)用與消費(fèi)結(jié)構(gòu)
鋁箔的第一大用戶(hù)是包裝業(yè)。在Et本及西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,鋁箔在食品、飲料包裝與Et用品包裝方面的用量分別占鋁箔總消費(fèi)量的45%、25% 以上,合計(jì)占鋁箔總消費(fèi)量的75%以上,而且還在逐年增加。鋁箔包裝除用于上述兩方面外,還有一個(gè)消費(fèi)大戶(hù)就是香煙包裝。由于我國(guó)的生活方式與發(fā)達(dá)國(guó)家不同,所以鋁箔的消費(fèi)結(jié)構(gòu)也大不一樣。
一般來(lái)說(shuō),單獨(dú)使用素箔包裝的場(chǎng)合較少,大多使用的是經(jīng)過(guò)各種深加工的鋁箔或復(fù)合鋁箔。鋁箔的加工方式及在包裝上的用途列于表9;表l0為我國(guó)鋁箔消費(fèi)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)。
在使用過(guò)程中形成針孔而降低其阻隔性能,因此常將鋁箔與紙、高分子聚合物或其它金屬薄板等制成復(fù)合包裝材料,廣泛用于制作食品、醫(yī)藥、化妝品、卷煙等商品的包裝及包裝襯里。目前已開(kāi)發(fā)的鋁箔復(fù)合包裝材料主要有:
① 鋁箔復(fù)合紙,其中40% 50%用于香煙包裝;
?、?鋁塑復(fù)合罐材,用鋁箔與塑膜、牛皮紙(紙板)復(fù)合而成,可以制成方形、圓形、長(zhǎng)方形、錐形等多種包裝罐;
?、?鋁塑復(fù)合軟膜,廣泛應(yīng)用于食品包裝、蒸煮袋,以及化學(xué)藥品、工業(yè)產(chǎn)品及軍用品包裝等;
?、?鋁塑復(fù)合軟管包裝材料,用于包裝牙膏、化妝品、洗滌品、化學(xué)品、顏料等;
⑤鋁塑復(fù)合泡罩包裝材料,主要用于藥品罩包裝等。近年來(lái),包裝用鋁箔漸成市場(chǎng)發(fā)展的主流,應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,特別是在食品、飲料、奶制品、醫(yī)藥、化妝品、化工、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域發(fā)展迅速,以箔代罐方面也取得了不少成果。新品種和新產(chǎn)品層出不窮,如法國(guó)Cofresco公司研發(fā)出一種黑鋁箔,采用了納米技術(shù),用于容器和家用箔,可與食品一起加熱;荷蘭某公司研發(fā)的微波爐用速食品用鋁碗,極易加熱,使用方便;加拿大某公司開(kāi)發(fā)出的屏蔽鋁箔用的襯里材料,可對(duì)食品提供全方位保護(hù)。
總的來(lái)說(shuō),鋁箔在包裝業(yè)獲得了十分廣泛的應(yīng)用,研發(fā)出了大量的新材料、新品種和新產(chǎn)品,不僅大大促進(jìn)了鋁箔生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,同時(shí)對(duì)包裝業(yè)的發(fā)展也起了重要的推動(dòng)作用。
3.4 包裝用鋁箔生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向
?、?鋁箔厚度向更薄的方向發(fā)展。2015年某些企業(yè)可商業(yè)化生產(chǎn)0.0055mm箔,大部分包裝箔將為0.006mm(稍負(fù)一些)箔;2020年有可能批量生產(chǎn)0.005mm箔;
?、?幅度向更寬方向發(fā)展。到2015年,寬度≥1800mm的鋁箔可能占到20% ,寬度≥1600mm<1800mm的鋁箔可能占到30% 以上;
?、?軋制速度向更高方向發(fā)展。目前鋁箔軋機(jī)的最高軋制速度為2500m/min,到2015年可能會(huì)有所增加,但預(yù)計(jì)不會(huì)超過(guò)3000m/min;
?、?品種向多樣化方向發(fā)展,合金材料向多元化方向發(fā)展,新產(chǎn)品、新材料會(huì)不斷增加,以滿(mǎn)足不同用途的需求。
4 結(jié)語(yǔ)
鋁合金是一種優(yōu)良的包裝、容器用材料,在各種硬包裝和軟包裝中獲得了廣泛的應(yīng)用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,這種趨勢(shì)會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展,在一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi),包裝業(yè)將仍然是鋁板帶箔材的主要用戶(hù)之一。
目前世界上,包裝用高精度高性能特薄鋁板帶和高性能鋁箔的生產(chǎn)技術(shù)已達(dá)到了相當(dāng)高的水平,并正向更薄、更精、更寬和多品種的方向發(fā)展。
我國(guó)是鋁業(yè)大國(guó),高性能鋁板帶和鋁箔的生產(chǎn)水平、產(chǎn)消量已走在世界前列。預(yù)計(jì)在不久的將來(lái),產(chǎn)品品種和質(zhì)量也會(huì)趕上或超過(guò)世界先進(jìn)水平,成為鋁板帶箔的生產(chǎn)和消費(fèi)強(qiáng)國(guó)。
免責(zé)聲明:本文來(lái)源于網(wǎng)絡(luò),版權(quán)歸原作者所有,且僅代表原作者觀點(diǎn),轉(zhuǎn)載并不意味著鋁加網(wǎng)贊同其觀點(diǎn),或證明其內(nèi)容的真實(shí)性、完整性與準(zhǔn)確性,本文所載信息僅供參考,不作為鋁加網(wǎng)對(duì)客戶(hù)的直接決策建議。轉(zhuǎn)載僅為學(xué)習(xí)與交流之目的,如無(wú)意中侵犯您的合法權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)與0757-85529962聯(lián)系處理。