金屬材料是人類發(fā)現(xiàn)和使用最早的傳統(tǒng)材料之一，在我國和一些發(fā)展中國家，金屬材料至今仍占據(jù)著材料工業(yè)的主導(dǎo)地位。金屬材料是四大包裝材料之一，其種類主要有鋼材、鋁材，成型材料是薄板和金屬箔。隨著現(xiàn)代金屬容器成型技術(shù)和金屬鍍層技術(shù)的發(fā)展，綠色金屬包裝材料的開發(fā)應(yīng)用已成為發(fā)展趨勢。

　　一、金屬包裝材料的性能特點及應(yīng)用

　　金屬材料在包裝材料中雖然用量相對不大，但由于其有極優(yōu)良的綜合性能，且資源豐富，所以金屬在包裝領(lǐng)域仍然保持著極強的生命力。特別是在復(fù)合包裝材料領(lǐng)域找到了用武之地，成為復(fù)合材料中主要的阻隔材料層，如以鋁箔為基材的復(fù)合材料和鍍金屬復(fù)合薄膜的成功應(yīng)用就是很好的證明?？偟膩碚f，金屬包裝材料具有以下特點。

　　1、金屬材料延展性好，加工方便，容易成型。金屬材料具有延展性好，加工方便，成型效果好，加工工藝成熟，能連續(xù)化、自動化生產(chǎn)等特點。如板材可以進(jìn)行沖壓、軋制、拉伸、焊接制成形狀大小不同的包裝容器；箔材可與塑料、紙等進(jìn)行復(fù)合；金屬鋁、金、銀、鉻、鈦等還可鍍在塑料膜和紙張上。

　　2.、金屬材料具有優(yōu)良的綜合防護(hù)性能和阻隔性能。金屬強度高，機械性能優(yōu)良，對光、氣、水的阻隔性好，防潮性、保香性、耐熱性、耐寒性、耐油脂等性能大大超過了塑料、紙等其它類型的包裝材料，可長期有效地保護(hù)內(nèi)裝物，適合包裝的多種要求。

　　3、金屬材料具有良好的裝潢性能。金屬材料表面光滑光亮，易于印刷，具有良好的裝潢性能，可以提高包裝物體的美感和檔次。另外，各種金屬箔和鍍金屬薄膜是非常理想的商標(biāo)材料。

　　4、金屬材料易于回收和再生利用，且利于輕量化設(shè)計。金屬包裝材料來源豐富，易于回收、再生利用或重復(fù)使用，且無污染；同時，便于在包裝上推廣輕量化設(shè)計，從而節(jié)省材料，提高效益。

　　5、金屬包裝材料的不足之處是化學(xué)穩(wěn)定性較差，不耐腐蝕。金屬包裝材料雖然有以上特點，但也有不足之處。主要是化學(xué)穩(wěn)定性較差，耐蝕性不如塑料和玻璃，尤其是鋼質(zhì)包裝材料容易銹蝕。因此，金屬包裝材料多需在表面再覆蓋一層防銹物質(zhì)，以防止來自外界和被包裝物的腐蝕破壞作用，同時也要防止金屬中的有害物質(zhì)對商品的污染，例如金屬材料中不同程度地含有重金屬離子 Pb、Be、Sn 等，這些重金屬離子能污染食品，而且對人體危害較大。

　　6、金屬包裝材料的應(yīng)用。目前金屬包裝材料中的成型材料主要是薄板和金屬箔。前者屬剛性材料，如運輸包裝用鋼材、鍍鋅薄鋼板、鍍錫薄鋼板、鍍鉻薄鋼板，一般是直接制桶、制罐；后者為柔性材料，如鋁箔和鍍鋁薄膜等，一般采取真空蒸鍍的方法在其它材料上鍍上一層金屬膜，以提高包裝的阻隔防護(hù)功能。金屬包裝多用于運輸包裝的大容器、罐、桶、集裝箱，如工業(yè)產(chǎn)品包裝容器，食品中的半成品粉粒、乳制品、油脂類及化工原料中的液體及固體狀物質(zhì)的包裝等；在銷售包裝中主要是用于食品、飲料、油劑和一些化妝品中噴霧劑的包裝，如飲料中的易拉罐，食品及日用品中的罐頭筒、鋁筒袋、金屬淺盤，金屬軟管、金屬封閉容器以及瓶蓋、襯袋材料等。

　　二、金屬包裝材料的環(huán)境性能評價

　　金屬包裝材料是一種優(yōu)秀的可循環(huán)再生材料，其易于回收性和優(yōu)秀的再生利用性使金屬成為一種環(huán)境負(fù)載低的綠色包裝材料。如金屬包裝的廢棄物可經(jīng)翻修整理，回收復(fù)用，或經(jīng)回收后回爐重熔鑄造，軋制成新的鋁材或鋼材。因此只要建立了有效的回收系統(tǒng)，其廢棄物是不會對環(huán)境造成污染的。而這些優(yōu)勢源于金屬本身的幾點特殊性質(zhì)。

　　1、金屬的可復(fù)用性。金屬具有較高的物理性能和穩(wěn)定性，使用過程中損失小，包裝的防護(hù)性能幾乎不受影響，因此可多次回收，重復(fù)使用。

　　2、金屬的重熔性。金屬材料由金屬原子構(gòu)成，即使加熱、熔融、變形，金屬也成非原子態(tài)，質(zhì)量也不會改變，即廢金屬具有可重熔性。廢金屬的物理機械特性與金屬基本相同或相近，可以進(jìn)行物理形態(tài)的變化，重現(xiàn)使用價值。從理論上說廢金屬可以無限次循環(huán)，這是其它資源不可比擬的。

　　3、金屬的可變性。金屬材料在實際應(yīng)用中經(jīng)過各種制造過程不僅是原形加工，而且還是提高金屬性能的加工。對循環(huán)再生性來說，各種加工可分成兩類：不損害循環(huán)再生性的加工過程，如熔融、凝固、熱處理；損害循環(huán)再生性的加工過程，如合金化、復(fù)合化等。

　　4、金屬的結(jié)合能。從氧化物、硫化物等礦石中分離提取后的金屬結(jié)合能低，即金屬再熔融能與金屬提取能比較特別低，從這個意義上講，再次利用的金屬被稱為“載能資源”，同時這個特點無疑有利于回收再利用。

　　5、資源的綜合利用效益好。與其它再生資源相比，金屬再生資源的生成量大，對節(jié)省資源，減輕環(huán)境污染，降低建設(shè)資金投入，提高經(jīng)濟(jì)效益都具有明顯的優(yōu)勢。

　　因此，就金屬材料本身屬性來說，是一種具有永續(xù)可再生性的高性能包裝材料，金屬包裝的使用對環(huán)境的負(fù)荷是相當(dāng)?shù)偷?。?dāng)前，由于鋁箔容易回收，用鋁箔和鍍鋁薄膜代替塑料和紙已成為當(dāng)前阻隔性軟包裝(如食品包裝)的一個較好的發(fā)展方向。

　　三、金屬包裝材料的生態(tài)化設(shè)計

　　然而，金屬包裝從生命周期全過程，即采礦、冶煉、軋制鋼(鋁)板到制作包裝、使用、廢棄的整個過程來看，對資源及能源的消耗均很大，對環(huán)境尤其是大氣會造成污染。因此，必須大力推行清潔生產(chǎn)，改進(jìn)落后的生產(chǎn)工藝，推行科學(xué)的生產(chǎn)管理，使金屬材料生產(chǎn)對人體及環(huán)境的傷害及污染減至最小。

　　金屬包裝生態(tài)化設(shè)計是在設(shè)計階段就從包裝材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性和降低環(huán)境負(fù)載出發(fā)，對材料資源(資源容量)、材料成分、工藝、結(jié)構(gòu)和性能、循環(huán)使用、生態(tài)平衡(環(huán)境容量)等諸環(huán)節(jié)綜合考慮，使材料的生產(chǎn)有利于降低環(huán)境負(fù)載，有利于廢棄物循環(huán)再生，不僅后期處理難度小，而且效益高。

    當(dāng)前的金屬包裝材料生態(tài)設(shè)計的方向是追求功能性、安全性、經(jīng)濟(jì)性和低環(huán)境負(fù)載性。金屬包裝材料節(jié)省資源、能源，降低環(huán)境負(fù)載最經(jīng)濟(jì)的途徑是材料可循環(huán)再生性和包裝輕量化。所以目前研究的重點是可循環(huán)金屬成分和組織設(shè)計、包裝專用化選材設(shè)計、包裝容器輕量化和結(jié)構(gòu)合理化設(shè)計以及生產(chǎn)清潔化設(shè)計等。