近年来，我国涂层钢板的品种和产量日益增加，已经形成了完整的产业结构。在世界范围内，随着涂层钢板的应用领域的不断扩大，它作为新型的包装材料已开始应用于包装工业。在我国，由于涂层钢板刚刚发展起来，其应用范围还正在扩大，由于金属容器包装加工技术和成本等的限制，目前主要在金属容器罐及包装箱等领域开始应用，金属容器包装行业大范围的应用还没有开始，但随着金属容器包装业的不断发展，涂层钢板在金属容器包装业的广泛应用将指日可待。

因为涂层钢板一般由冶金企业集中生产，省去了产品制作中的涂装工序，大大降低了包装制造企业的成本。据计算，涂层薄钢板包装制品的成本降低了5%～10%，节省能源1/6～1/5。尤其节约了薄钢板包装制品的预处理和涂装设备的大量投资，并且改善了企业的环境和工人劳动条件。

涂层钢板兼有有机涂层与钢板两者的优点，既有有机涂层的良好着色性、成型性、耐蚀性、装饰性，又有钢板的高强度和易加工性，能很容易地进行冲裁、弯曲、深冲、焊接等加工，这就使涂层钢板制成的包装产品具有优良的实用性、装饰性、加工性、耐久性。

一、涂层钢板的耐腐蚀特性

1、涂层的膜下腐蚀过程

有机涂层虽然具有隔离钢材与外界腐蚀环境的能力，但一般而言，有机涂层往往存在微小针孔，外界的水分、蒸汽、氧及各种离子均能通过针孔渗透到钢板与涂层间的界面，并形成局部电池，发生膜下腐蚀。

当涂层膜下发生腐蚀时，有机涂层就会鼓泡。鼓泡位置与局部电池的阳极和阴极的位置相一致，阳极区域呈酸性，涂层有变脆倾向。阳极区呈碱性，涂层软化膨胀，使黏接性变差。同时阴极域由于水的侵入，鼓泡容易长大，鼓泡破裂，导致大面积的腐蚀。

涂层钢板的腐蚀速度除与有机涂层物理化学性能有关外，还取决于有机涂层的抗气体、液体和离子的渗透性能。

2、涂层的防腐蚀机理

钢材同水和空气接触发生腐蚀反应，是局部电池作用的结果，即所谓电化学腐蚀。有机涂层具有隔绝钢材与外界腐蚀环境的功能。当离子经过涂层、渗透到钢材和涂层界面后并形成局部电池时，具有高电阻值的有机涂层，相当于在局部电池两极间插入一电阻，使局部电流难以流动，因而阻碍了钢材的腐蚀。

由此可知，涂层的防腐蚀性能与涂层的成分、厚度、均匀性以及涂层与钢材的结合力等有密切的关系。增加涂层厚度和层数会减少涂层实际存在的微小针孔，这样也提高涂层的耐蚀性，如采用二涂二烘，或三涂三烘工艺，即可得到耐蚀性优良的涂层钢板。

3、涂层钢板的耐蚀性

涂层钢板的耐蚀性通常以失光、变色、粉化、细裂、开裂鼓泡和锈斑等腐蚀破坏程度来表示。

影响涂层钢板耐蚀性的因素很多，涉及涂层钢板的基板种类、涂料种类、涂敷层数和厚度、涂层钢板使用环境以及涂层钢板应用中的机械加工、运输、保管等诸多方面的因素。单从涂层钢板的涂层特性原理分析，决定涂层钢板耐蚀性的根本因素是涂层结构特性和基板的耐蚀性能。涂层的保护性在大气腐蚀环境下，主要决定于涂料的耐蚀性或抗老化性。

二、涂层钢板在金属容器包装业的应用

1、金属容器包装对涂层钢板的性能要求

由于金属容器包装产品是内装产品的外衣，既要美观又要实用。一般要求主要是对其涂膜的性能和质量、涂膜的附着力等都有较高的要求。

涂膜厚度要求：为保证涂膜足够的防护能力和使用寿命，要求涂膜厚度15~25μm。

涂膜色差要求：对同一卷钢板的不同部位或同一批产品的不同板卷的颜色，要求一致或差别尽可能小，这可通过色差仪进行监测。

涂膜光泽要求：涂层钢板表面涂膜的光泽与涂料的种类有关，不同的用户对光泽度的要求也不同。

涂膜附着力要求：涂层钢板在用于金属容器包装产品的生产时均需要进行弯曲、深冲等机械加工，因此，要求涂膜与钢板的附着力要强，要求有良好的耐冲击和深冲性能，加工时涂膜不产生裂纹或脱落。

此外，涂层钢板的涂膜要有一定的硬度、耐候性、耐潮湿性、耐水浸性、耐沸水性、耐污染性及耐热性、耐寒性、自熄性、防火性等。

2、涂层钢板在金属容器包装生产中的加工方法

为防止涂层的损坏，金属容器包装的生产者最关心的是各产品部件之间采用何种方法联接。目前，涂层钢板在金属箱、金属桶、金属罐等生产中，主要的联接方法有卷封咬合、铆接和焊接等，也可采用粘接方法。

卷封咬合多用于钢桶的桶底盖封口工序，其特点与采用普通钢板生产钢桶是一样的。铆接多用于包装箱等产品的生产中，与采用普通钢板生产钢箱的一样的。

为使涂层无损焊接，目前有以下两类焊接设备。

一是电容放电式螺栓焊接，将电容器所贮存的电加在端部带末有突刺的螺栓和涂层钢板上，电容通过突刺放电产生电弧，在数毫秒的时间内将螺栓及涂层钢板表面熔化并焊接在一起。

二是电阻式焊接，首先在被焊处用冲头压出几个凸点，然后用铜电极压紧，通以脉冲电流，周期只有数毫秒时间，脉冲电流通过时产生热量将金属熔化焊接，如常用的凸焊机和缝焊机。

这两种焊机的共同特点就是在10毫秒内完成焊接，不等热传到钢板的另一面，焊接即已完成，因而保证另一面的涂层将不遭受高温的破坏。

3、涂层钢板在金属容器包装生产中的一些常见问题

金属容器包装生产的原材料涂层钢板，在材料进厂后应尽快使用，一般以两月内使用为宜，即使要贮存，要求贮存环境干燥，并保持相对恒温。卷板要求立式贮存和运输，贮存时不允许多层堆放。产品出厂后不要露天存放。

在贮放和运输过程中，当受到压力作用时，涂膜表面会因受压而失去光泽。压力消除后，经过一段时间放置，这种现象或减轻或自行消除，在30℃以上存放则可以使复原的时间缩短。

涂层钢板的切口或是在金属容器包装生产时冲的小孔，都露出金属切口。切口很容易发生腐蚀，并常引起涂膜剥落。可在切口处涂以涂料，或在冲孔处加用橡胶垫圈或涂以密封胶。

在涂层钢板的运输和加工中，个别划伤或污染是不可避免的，若是轻度污染，可用抹布沾取清洁剂擦净，倘若是较重污染和划伤，则首先要将表面洗净，然后涂以修补涂料。修补涂料必须对原涂层的附着力良好，而且在涂后与原来颜色一致。

三、金属容器包装用涂层钢板的应用和发展动向

1、涂层钢板在金属罐生产中的应用动向

金属罐多用于食品包装，通常都要涂敷涂层，以满足卫生性、耐蚀性与抗化学反应性能的要求。

（1）涂料种类：

金属罐内涂层所用的涂料和覆膜种类很多，通常的涂料是在机高分子中加入固化剂、增塑剂等配料，溶解在溶剂和稀释剂中。

主要的涂料有：①环氧系涂料，包括环氧酚、环氧脲、环氧酯、环氧丙烯等；②乙烯基涂料，包括纯乙烯、改性乙烯、乙烯有机溶胶等；③丙烯聚酯系涂料，包括丙烯氨、丙烯环氧树脂等。

一般而言，罐内表面主要用环氧系、乙烯系和聚酯系涂料，罐外表面主要用丙烯系和聚酯系涂料。此外，在覆膜板上也可使用厚度为几十微米的热塑性树脂薄膜。从加工性和与罐装物的适应性方面来看，以聚乙烯对钛酸盐（PET）为代表的聚酯和以聚丙烯（PP）为代表的树脂使用最好。

（2）罐的制作与涂层

黏接罐采用薄膜状尼龙系热金属黏接剂进行罐身黏接，将罐的金属板与有机材料的底漆和黏结剂结合在一起。黏接罐一般用于罐装啤酒、碳酯饮料等冷饮用罐。倘若在高温（为90℃）装罐或高温消毒（为120℃）场合，则需要对无锡钢板（TFS）、涂层底漆和黏结剂进行改进，以保证在高温严苛环境下保持优良的黏结性能。

焊接罐用平板两端加压重合，由外部电阻或激光（小直径罐）加热使金属材料熔合在一起。为避免铅对人体健康的不利影响，美国发明角焊法，瑞士发明缝焊法，其中缝焊法早已成为主流。

深冲罐要求钢板有好的强度、加工性能、耐腐蚀性能等。冲压成型后，罐身部位壁厚只有板厚的40%。深冲罐进一步发展是：薄壁轻量化，改善加工性能和提高而腐蚀性能。

2、金属容器用涂层钢板的发展动向

环保问题日益受到人们的重视，涂层钢板生产工艺也要求适应这一潮流。首先要降低涂料中的挥发性成分，采用水性涂料、快干涂料、粉末涂料等新涂料；其次，不使用有溶剂排出的涂料，转而使用预先在金属板上贴上涂层的覆膜板。1990年日本已开始使用薄膜覆膜板作为深冲罐和焊接罐用板，其用量逐渐扩大。近年我国也开始推广使用。

替代涂料的塑料覆膜层，具有良好的防锈、装饰、隔热、减震等功能。用聚乙烯对酞酸盐（PET）和聚丙烯（PP）覆层的无锡板和铝合金板可用于制作瓶盖、DRD罐和喷雾罐的阀盖等。

贴有聚酯膜覆膜层钢板，有优良的加工附着性和加工耐蚀性，适合于制作加工变形量大和内装高腐蚀性物品的深冲罐和焊接罐。聚酯膜覆膜钢板另一特点是适应性强，食品中的色、香、味是多种成分在生产工艺中经复杂调味剂配合后所决定的，聚酯膜覆膜对食品中香味的吸收率最小，可以使罐内食品中种成分保持微妙的平衡关系，使之长期处于良好状态。

此外，用覆膜钢板制罐，可采用干式成型，无需过量的润滑剂。这可避免由清洗润滑剂而产生大量废水污染环境。总之，塑料覆膜钢板可提高食品容器性能，降低生产成本，市场需求必将进一步增加。