《金屬包裝容器－鋼桶制造技術》
楊文亮 辛巧娟 編著
第一章 緒論
第三節 鋼桶產品結構的發展趨勢
我國加入WTO后，大力提倡綠色包裝，鋼桶包裝也不例外。就國際鋼桶發展趨勢來看，除了在鋼桶生產全過程及回收利用方面，已在環保領域有所進展外，鋼桶產品在我國開始出現新的發展。
因為鋼桶產品的改變是一個比較大的變革，關系到世界范圍內的通用性和認同性。由于我國的鋼桶標準與國際發達國家差距較大，結構也有諸多的不合理性，不利于環保。隨著對外經濟和貿易的發展，出口產品越來越多，我們的鋼桶包裝已越來越多的被洋人拒之門外。為了滿足國際貿易的需要，國內已出現了多種采用國外標準生產的鋼桶產品。十年前國際標準化工作組就出臺了鋼桶ISO標準，但直至今天，當我們的鋼桶被國外用戶拒絕，我們才不得不采用國際標準來生產鋼桶了。只有發展，企業才能立足，產品只有改進，才能生存和沿續。所以，發展才是硬道理，停滯不前不利于鋼桶包裝產品的進步。
多年來，我國鋼桶產品以200升閉口鋼桶為主，中小型鋼桶為輔，產品結構沒有多大變化。其主要特點是：
1．桶型為圓柱形。這樣的形狀是傳統的鋼桶形狀，當然從生產工藝上也是最簡單的，而且鋼桶的強度也最大。但在如今國際競爭中，從降低成本的方向來看，它對運輸空間的占用太大了，桶與桶之間的空隙顯然是極不經濟的。
2．外凸的環筋。圓柱形桶身上外凸的環筋為鋼桶增加了強度。但它也使鋼桶的最大直徑增加了許多，同樣造成了運輸空間的浪費。
3．全開口桶桶口直徑過大。對于全開口桶來說，當鋼桶桶口加上桶蓋和封閉器后，桶口直徑便成了鋼桶最大的直徑處，也造成了運輸空間的浪費。
4．材料厚度大。在鋼桶國家標準GB325-2000中，輕型桶的材料已經降低了。原先200升鋼桶用1.5mm厚的鋼板制造，后來變為1.25mm，再后來又變為1.2mm。現在，1.0mm厚的鋼桶已經很普遍了。
5．平面型的桶頂，使閉口鋼桶內容物不能排干凈的缺點，造成內容物浪費和環境污染，也給鋼桶重復利用帶來了麻煩。
加入WTO后，商品的國際化包裝和運輸越來越多，相應的國家標準也越來越跟不上形勢的發展，國際流行的鋼桶結構形式越來越多的進入國內，而這種國際流行的鋼桶結構已成為出口商品的首選包裝。目前鋼桶的發展趨勢已日趨明朗，這對于我國傳統的鋼桶結構來說，無疑是最大的挑戰，所以國內許多制桶企業紛紛調整產品結構，以適應市場的需要。
針對我國傳統的鋼桶結構來說，這些新的鋼桶結構發展趨勢主要表現在以下幾個方面。
一、鋼桶直徑尺寸的國際標準化
鋼桶是一種金屬包裝，由于它的材料較為堅固，所以在使用中并不像其它包裝那樣只用一次。而大多數重復使用鋼桶時，常常需要對鋼桶進行整形和修復，但由于我國鋼桶標準與國際標準在鋼桶尺寸上存在較大的差異，故在鋼桶出口后再次修復就成了困難，因為大規模的鋼桶修復生產線是難以對付不同尺寸鋼桶的。而且國外鋼桶進口我國后再要修復同樣也存在一定的困難。
隨著對外經濟貿易的發展，不同尺寸鋼桶的運輸也將成為一大難題。以常用的200升鋼桶為例，按照ISO668標準，歐美的標準鋼桶都有著最佳的直徑，如國際通用鋼桶內直徑標準為φ571.5mm，它能在ISO集裝箱中分組并列堆放，而且放滿后整個集裝箱沒有多余的空隙，這樣在運輸中可以占到最合理的堆放空間。而我們的國家標準200升鋼桶的直徑為φ560mm，由于尺寸的差異還不能達到最大程度地利用裝箱空間，無形中浪費了運輸空間，增加了運輸費用。
由于鋼桶不能重復使用，從而使能源和資源沒有得到充分的利用，產生了不必要的浪費，而廢棄的鋼桶又對我們賴以生存的環境造成不良的影響，當前，隨著環境保護的進一步深入，改變鋼桶結構尺寸是勢在必行的，是未相當重要的一項任務。而這一尺寸的改變，主要是鋼桶的直徑國際統一化。目前在國內出現的208升集裝箱專用鋼桶、國際標準化鋼桶等都是這一趨勢的表現。
二、鋼桶薄型化趨勢越來越明朗
隨著經濟的發展和科學技術的進步、鋼板材質的提高、生產工藝地不斷更新，鋼桶的材料厚度也由厚向薄發展。從國內外鋼桶標準的發展中我們可以看到差異。我國200升鋼桶目前普遍采用1.20mm厚的薄鋼板，這比原來的1.5mm已經薄了些，而國外，大多采用厚0.8mm左右的鋼板，而且桶身、桶底、桶頂采用不同厚度的薄鋼板。
幾年前，國內就有一些企業做過薄型鋼桶的試驗，其各項質量檢測結果均能達到國家標準要求。但由于等效包裝的概念還不為許多人們所接受，所以受到了很多用戶的阻礙，認為這是偷工減料，擔心產品質量受影響。其實，鋼桶薄型化不是偷工減料，不是偽劣產品，是在保證產品功能的前提下，改進結構和工藝，進行深加工的結果。鋼桶薄型化是技術發展的象征。
現在，隨著原材料的漲價，降低成本成了鋼桶薄型化的最大理由，于是薄型鋼桶越來越有市場，用戶也喜歡接受這一點，看來鋼桶薄型化已成為不可阻當的趨勢。
三、200升全開口縮徑鋼桶受到外商歡迎
近年來200升全開口桶的市場越來越大，多數用于包裝出口果醬、蕃茄醬以及固體（半固體）化工產品等。全開口鋼桶的封閉器為螺栓型封閉器和杠桿型封閉器兩種。普通全開口桶有一個共同的特點，就是當封閉器安裝后，桶頂上部的外直徑大大超過了同容量閉口桶的最大外徑，這使得鋼桶在貨物運輸中占用了更大的體積。在實用中，常會造成集裝箱內放五排不夠、放四排空余的情況，使用戶大感頭痛。
在國外，為了解決這個問題，把桶頂部的桶口處進行了縮口，減小了桶口直徑，使得桶口封閉器安裝后最大外徑小于桶環筋處的直徑。這樣，就解決桶口直徑過大引起的運輸空間的浪費問題。
近年來，國內也有少數企業應用戶的需要制造了200升縮徑桶，鋼桶內徑依然為國家標準φ560mm，桶口縮徑處內徑為φ530mm。此種鋼桶受到了外商的極大歡迎，它解決了普通全開口鋼桶解決不了的運輸空間浪費問題，正逐步走向普及和流行。如圖1-1所示為開口縮徑桶示意圖。
四、集裝箱專用鋼桶（“W”筋桶）國內落戶
集裝箱專用鋼桶是由歐洲引入的，首先由意大利GMI公司在我國推廣，由于它的結構型式改善了國標鋼桶在運輸中空間占用不合理的問題，所以得到了大多數用戶的肯定。
集裝箱專用鋼桶的主要特點是桶身上的環筋被整體向桶內陷入，即在桶身環筋高度不減少的情況下，在環筋與桶身相連的部位制造了向內凹進的環形槽，使環筋頂部的最大直徑比原標準小了5mm，原國標鋼桶的環筋外徑為φ585mm，而集裝箱鋼桶的環筋外徑為φ575mm。從而使鋼桶的最大直徑比國標鋼桶小了10mm，不要小看這10mm，在集裝箱運輸中，這種鋼桶能夠最大限度的使空間得到應用，達到最經濟的運輸成本。如圖1-2所示。
圖1-2 “W”筋桶桶身環筋波紋示意圖
由于該環筋的形狀截面像“W”，所以國內制桶行業中常叫它為W型環筋桶。該環筋不僅減少了鋼桶最大直徑，而且增強了桶身的強度，也使桶身的形狀更加美觀了。在國外，多數集裝箱鋼桶都免去了桶身上的波紋，使桶形更加漂亮。
五、200升柱錐形開口桶市場發展迅猛
近年來，我國西部地區的蕃茄醬，由于日照時間長、品質好，從而在歐美地區名聲大噪。現在，西北地區每年出口蕃茄醬、果醬600萬桶，并全部使用意大利標準的錐形桶，新疆昌德公司還不惜代價從意大利引進錐形桶生產線，開創了中國生產200升錐形桶產品的先例。目前，200升錐形桶在西部地區的新疆、甘肅、內蒙、陜西、寧夏等地銷售非常好，大有供不應求之勢。
200升錐形桶屬于全開口桶，它的桶口內徑為φ553mm，桶底內徑為φ516mm，桶高有970mm和990mm兩種。桶身上在距桶口100mm處有一環筋，桶底上有4條圓周筋和6條徑向筋，并在筋上有24個φ4mm的小孔。桶底小孔的作用是當裝卸貨物時排氣的，因為在桶壁與貨物之間還有一層塑料袋。桶身環筋的作用是當空桶儲運時進行套裝的層次限制。錐形桶的封閉器是杠桿型封閉器，桶身和桶底一般采用0.7～0.8mm的冷軋薄鋼板制造，內外均涂以氨基烤漆，外部為綠色，內部為防銹紅色。錐形桶的最大特點是空桶運輸方便、成本低，在運輸時，每摞桶14個，每個托盤4摞，一輛汽車可裝10托盤，一車能裝空桶560只，而普通鋼桶一車只能裝不超過100只鋼桶，可見其運輸費用大大地降低了，這就為空桶的遠距離銷售運輸提供了有利的條件。如圖1-3為錐形桶示意圖。
錐形桶的另一大好處是其尺寸的國際標準化，在遠洋運輸中占用的集裝箱空間最為合理，是目前國際最流行的鋼桶之一。
六、特種類型鋼桶倍受青睞
1．鋼塑復合桶
近年來鋼塑復合桶發展較快，它是在普通的鋼桶內部封閉一個塑料桶作為內膽，既具有鋼桶的強度，又具有塑料桶的耐腐蝕性能。多用于盛裝強腐蝕性化工產品、易燃易爆危險品等，在我國的南方各地應用較廣。
該桶生產時，先將塑料桶裝入鋼桶桶身內，再在兩端用鋼桶的桶頂和桶底進行卷封，使之成為一體。一般鋼塑復合桶的鋼桶桶口只有一個大孔，將塑料桶口露于桶外，桶口和桶蓋都是塑料桶配件。
2．“ODD”型鋼桶
我國目前的閉口鋼桶，桶底和桶頂均為平面型，桶口離桶邊和垂直拐角處尚有75mm的距離，不論把鋼桶怎樣傾斜，桶內的液體總是倒不干凈。實踐證明，桶內總有0.5～1升的殘余物。不僅造成內容物的浪費，而且給再次使用或回收利用造成了麻煩，并且污染環境。而且這種平頂平口結構，使鋼桶在露天立放時，常因積雨水而通過密封不好的桶口內滲造成鋼桶內銹或導致內容物污染，從而也造成了環境的污染和資源的浪費。
為了解決這一問題，歐洲鋼桶制造行業設計了一種特殊的桶頂結構，他們稱作“ODD”桶，該桶結構在五年前的一次國際鋼桶技術研討會上出現，在歐美國家較為流行。該桶的結構是，當鋼桶桶口向上直放時，注入口和透氣口均高于桶頂平面，而注入口比透氣口更高些，它們是通過在桶頂中央壓制的引流槽實現的，當鋼桶傾倒液體時，液體沿著桶頂引流槽流向較低處的注入口，從而將桶內的液體排凈。如圖1-4為“ODD”桶蓋示意圖。
圖1-4 “ODD”桶蓋示意圖
對于我國標準鋼桶的殘余內容物問題，采用“ODD”桶的結構來解決是最經濟的，因為要是采用ISO標準鋼桶的話，要改變的結構和尺寸畢竟要多得多。
七、封閉器型式逐步多樣化
我們原先的鋼桶，口型以閉口鋼桶為主，多少年來沒有大的變化。實際應用中，還有全開口桶、中開口桶、小開口桶等；按封閉器類型分，有螺栓型、封閉箍型、三爪固定型、卷封型等。從國際經濟發展形勢看，我國目前還是沒有脫離舊的模式。隨著經濟的發展，假冒偽劣商品也日益增多，隨之而來的是防偽技術也日益高超，于是，使用包裝鋼桶的廠商們便希望有一種更方便和安全的鋼桶，所以，口型上的發展將成為一大變革。目前國際上已出現了許多可適用于鋼桶防偽防盜的封閉器專利技術，不僅開啟方便，而且技術也較為成熟。目前我國尚沒有采用，只是在一些高檔小桶包裝上不同程度地采用了。
由于目前使用最多的閉口鋼桶封閉器的桶口部件是螺圈與桶頂壓合結構，故常因此處滲漏而使內容物污染環境。為了解決這個問題，國外有人將桶頂注入口和透氣口采用一體化封閉器，即直接在桶頂蓋上沖孔、翻邊滾螺紋。當然這種結構的制造工藝比較復雜，還沒有形成大批量生產。
印度一家公司設計出一種被稱為“S”型桶口壓合結構的技術，是目前國際上最為先進的桶口鎖合技術，它采用縮口技術把螺圈包在中間，即使在桶口處跌落試驗后也不會滲漏，再加上該公司的GRT螺圈技術的采用，使傳統的閉口鋼桶封閉器具有了新的生命。這項技術曾在去年上海國際鋼桶技術研討會上展出，國內目前尚無企業生產和使用。
八、鋼桶的外表涂裝色彩更加豐富多彩
目前我國鋼桶的色彩已經大大地豐富了，以前常見的單調色彩已不多見了，而今人們崇尚的自然色已取代了它，如天藍色、海藍色、森林綠、桔紅色等等，令人耳目一新，它使我們的鋼桶家族更加五彩繽紛。這還不算，近年來越來越多的套色桶是一大新趨勢，為了生產套色桶，許多企業把原先的靜電涂裝設備淘汰了，換成了高壓無氣噴涂，從而實現了多色桶的生產。
最近，噴塑桶也將成為一種新時尚，它是采用靜電噴涂技術把塑料粉末噴到桶表面上，再經過高溫熔化后凝固在桶表面的技術，噴塑桶不僅美觀漂亮，而且附著力強，且具有較好的耐腐蝕和耐候性，是高檔鋼桶表面涂裝技術的發展方向。
目前，我國采用馬口鐵生產的小包裝桶，彩色印鐵已經普及。國外已有了大容量鋼桶材料的印鐵，在不久的將來我們也會有的。新型預涂裝卷材在國外已發展多年了，在我國目前才剛剛開始，而且多用于建筑和裝潢。將來用于鋼桶生產時，不僅免去了鋼桶生產涂裝工序，更重要的是減少了涂裝帶來的環境污染，而且也使鋼桶的涂裝質量美觀程度提高了。
九、鋼桶容量的兩極分化趨勢已現
由于鋼桶包裝不可比擬的優點，使它越來越受到人們的青睞，它那強烈的金屬質感、堅固的結構和可重復多次使用的特點，以及易于實現高檔化的包裝形式，使人們賦予了它更大的希望。所以人們希望它體積小一些，直接面對最終用戶，既免去了分裝的麻煩，而且裝卸使用都比較方便。例如近年來越來越普及的四升矩形桶、20升方便桶等，就為人們提供了越來越多的方便。今后，這個發展趨勢會更加明確，而且由于用途的不同還將出現更多的種類。
由于鋼桶的價格相對于其它一些常規包裝來說，是稍微高了些。為了降低包裝和運輸成本，便于回收多次使用，近來國外出現了大型集裝鋼桶，如500升和1000升集裝桶。由于在裝卸中這些桶常用叉車等操作，所以包裝損傷的程度比起常規鋼桶來講要小得多，回收復用的價值更高。相對于盛裝同樣容量的貨物來說，包裝費用更低。這種大型化的包裝桶在將來的發展中也會占一席之地。因為它更利于國際間的遠距離運輸。
十、國際標準鋼桶是未來鋼桶發展的主要趨勢
近年來國際標準化組織（ISO）出臺了第一部鋼桶標準，這預示著鋼桶的發展必須與國際接軌。
鋼桶國家標準多年來沒有什么突破性的發展，也因此限制了我國鋼桶包裝業的發展步伐，因此勢必被淘汰。無論從技術的先進性，還是從結構的合理性上來講，國際標準都是國家標準無法比擬的。國標尺寸的鋼桶在國際集裝箱等運輸中常常因浪費空間而受到指責和限制，而ISO國際標準鋼桶尺寸卻是最佳的，因為它最大限度的利用了標準集裝箱空間，因而最為合理，受到世界范圍的歡迎和推廣。
國際標準鋼桶不僅是桶體尺寸具有合理性，更重要是的其桶頂和桶底的結構具有國標鋼桶不可比擬的優點。它的桶頂和桶底并不像國標鋼桶那樣是平的，而是向外鼓出的，形成一個類似球面的桶頂，它在承受內外部壓力方面達到了最佳的效果，而且當鋼桶向外傾倒內容物時，是很容易排空的，這對于環境保護來講至關重要，因為我們的閉口鋼桶是不可能排空的，這不僅浪費了內容物的全部使用，而且給鋼桶重復使用帶來了麻煩。
所以，誰第一個采用國際標準，誰就最先拿到了邁向國際大門的鑰匙，所以采用國際鋼桶標準來生產鋼桶，已成為國內鋼桶企業發展和立足的根本和發展趨勢。
