1前言

世界各国都在使用饮料罐和食品罐。在生鲜食品低温运输系统发达、容易购买到生鲜食品的日本，罐的主要用途是饮料罐。在北美罐装食品较多，外出时常常携带食品罐头。远离海洋的地区，将鱼类制造成罐头，便于流通。食品自给率高的国家，将丰富的食品制作成罐头出口。

根据食品和饮料的种类、保存性、便利性等要求，研究开发出许多钢制罐体。以下对代表性的饮料钢罐和制罐用钢板制造技术进行介绍。

2清洁罐的开发和镀锡板技术

1896年，美国开发出三片罐（sanitary can）（属于开顶罐，见图1）。与过去的镀锡板罐相比，三片罐大大提高了食品保存性。在三片罐的制造中采用二重卷边和自动钎焊技术，使三片罐的生产效率有了飞跃提高。三片罐的日产量由过去的60-70个提高到1000个以上。因此三片罐被称为近代制罐的开始，开启了批量制罐的时代。

当时的制罐材料是镀锡钢板。镀锡钢板具有良好的加工性、耐蚀性和印刷性，现在仍是代表性的制罐用钢板。

据称，早在13世纪，波希米亚就开始在薄钢板上镀锡。18世纪，英国开发出用轧制薄钢板制造镀锡板的技术。19世纪初，英国成为世界少数的镀锡板生产国。

日本经历了日中、日俄战争后，提出了军用食品罐头的要求。当时的官办八幡制铁所于1923年首先生产出日本国产的镀锡板。

当时的镀锡板制造方法是，将一张一张的基板浸渍在镀锡槽中，对基板表面进行热镀锡。当时锡的价格很高，但在热镀时，又很难将镀层控制得很薄。在这种情况下，德国于1934年开发出，镀锡量稳定的、减少锡用量的电镀锡技术（图2）。

电镀锡时，在含锡的溶液槽中，将基板作为阴极，将锡作为阳极进行电镀锡。采用电镀方法，可以对镀层锡量进行控制，获得美观光滑的板面。日本于1955年从国外引进电镀锡技术，并建造了电镀锡生产线。

3非镀锡工艺和粘结罐的开发

20世纪50年代以后，锡的价格高涨并且当时锡产地的社会局势不稳定。锡不仅价格高，而且有资源枯竭的危险。在这种形势下，加速了不使用锡的新材料的开发。1961年以后，日本钢铁厂率先在世界开发出镀铬处理取代镀锡处理的新工艺TFS（Tin Free St eel）（图3）。

过去，镀锡板制造技术是日本从欧美引进的技术，而TFS则是日本率先独自开发的罐用材料制造技术。日本不仅出口TFS钢板，而且向外输出TFS技术。

由于TFS钢板不能进行钎焊，因此不能制造出与镀锡板罐同样的钎焊罐。所以，在TFS钢板开发初期的20世纪60年代，仍然大量使用镀锡板罐。

此后，日本推进了使用TFS钢板制罐技术的开发，并于1970年开发出使用TFS钢板的粘结罐。粘结罐的罐体是尼龙带经高频加热粘结而成的罐。由于轧制技术的发展，罐用钢板的厚度比过去大大减薄，因此，可以将高质量、低

价格的罐用钢板供给制罐厂商。TFS粘结罐主要作为果汁和碳酸饮料的包装得到广泛应用，在一段时间内TFS粘结罐占金属罐市场的30%。图4显示了容器用的钢板品种结构，容器包括（容器：饮料罐、食品罐、圆桶罐、18L罐、高压容器、集装箱以及涂料罐等普通罐、铁盖罐）。

与TFS粘结罐同时进入市场的是美国的铝材DI（Drawing ＆ Ironing）罐（薄壁拉伸罐）。DI罐是罐体和罐盖组成的两片罐（图5）。罐体是薄板冲压成的坯杯经变薄深冲到原板厚度的1/3制成的。后来，用镀锡板制作的DI罐也进入市场。

于是，在20世纪70-80年代，市场上供应的钢罐有镀锡板焊接罐、TFS粘结罐、镀锡板DI罐等等。这个时期是饮料生产厂可以任意选用钢罐的时期。

4环保型层压板两片罐

从20世纪80年代后期开始，地球环境问题引起人们的极大关注，对容器也提出了环保要求。1992年使用TFS钢板制成的层压两片罐（也叫金属复合罐，商品名TULC：Toyo Ul timate Can）进入市场，TULC作为环境友好型钢罐受到人们关注。

在DI罐的制造过程中需要用含有润滑剂的冷却水进行冷却和用清水进行洗涤。由于TULC使用了添加聚酯薄膜的层压钢板。因此，TULC的成形是干式成形，不需要进行冷却和洗涤。由于TULC罐体内面是层压板的涂装面，所以省略了喷涂和烧结烘烤工序。因此，TULC制造工艺是省空间和节能的工艺，也是高生产效率的工艺（图6为DI罐和TULC罐的制造工艺流程）。

为了防止在成形时因产生的热量使层压钢板性能恶化，必须对成形温度进行精确控制。在层压钢板制造技术方面，最初使用的是在钢板上粘附聚酯薄膜的材料。后来，为提高生产效率，使用了高延展性薄膜材料。现在开发出不粘附聚酯薄膜，而是将熔融树脂直接涂敷在钢板上的直接层压工艺。

层压两片罐开发初期主要是应用于钢制罐，并显示出良好的环保性，现在也应用于铝制罐。

5承载先进钢铁技术的制罐用钢板

日本的制罐用钢板之所以达到世界最先进水平，是由于制造罐用钢板的先进钢铁技术起了重要作用。一般来说，制罐用钢板使用的是延展性高的、易成形的低碳钢。制罐厂对罐用钢板的要求是提高成形加工性和降低成本。如可制造出成形性优良、薄壁、坚固的钢罐，则可减少钢罐单耗、降低钢罐成本。

目前钢罐罐体用钢板厚度极薄，已经达到60-70μm。要对极薄钢板进行高加工度成形，关键是要提高钢的洁净度。为此，就要降低钢中的夹杂物。目前制罐用钢板的洁净度已经达到或超过汽车钢板的洁净度。

日本钢板制造技术的特点体现在炼钢阶段对钢成分的准确控制以及利用连铸技术降低非金属夹杂物等。在连铸阶段，在钢水凝固前将钢中的氧化物等固体夹杂物去除，以防止钢的强度和加工性下降，并防止表面缺陷的产生。

连续退火技术是应对钢罐薄壁化和提高钢板加工性不可或缺的技术。冷轧板卷（基板）经连续退火、平整轧制、精整的连续退火处理，使制罐用钢板具有均匀的质量，并提高了强度、加工性和成形性。由于制罐用钢板具有这些特性，使制罐厂提高了制罐速度和成材率。

6保证食品安全性的钢罐

虽然目前使用的容器罐有许多种类，但消费者体会到钢罐的优点之一是其高安全性。与其他容器罐相比，钢罐可以坚固地保存装入物。即使要破坏钢罐也是不容易的。此外，可以进行敲击检查是钢罐的一个特点。敲击检查是对装有食品的钢罐底部进行敲击，根据敲击发出的声音，判断罐内压力变化、检查食品是否腐坏的方法。敲击检查容易进行，可以及时发现罐内食品腐坏，防止腐坏罐头出厂和流通。

钢罐的另一个特点是循环利用率高。2014/15财年（截至2015年3月31日）日本钢罐循环利用率达到92%。超过了经济产业省规定的90%的目标。

（慧子）