Tovaroznav_pakuv_mater_i_tari-Sirohman

3

МЕТАЛЕВІ МАТЕРІАЛИ І ТАРА

Металеві пакувальні матеріали займають вагому частку в загальному виробництві. Перші відомості про організацію виробництва білої жерсті в Німеччині беруть початок з XIV століття. Захисні олов’яні покриття на залізному листі були відкриті ще наприкінці XI століття у Богемії. Промисловий випуск тари з білої жерсті розпочався після 1810 р.

У XIX ст. результати наукових досліджень Мечнікова та Пастора стали поштовхом для виготовлення консервованих харчових продуктів. Водночас у 1825 році було відкрито спосіб виробництва алюмінію. Наступний електролітичний метод дав змогу знизити вартість алюмінію майже у 500 разів. Завдяки цьому підвищилась конкурентна спроможність алюмінієвої тари.

На даному етапі широко використовуються алюмінієві банки в пивоварній, м’ясній, рибній, лакофарбовій промисловостях, алюмінієві туби — у фармацевтичній і харчовій промисловостях, алюмінієва фольга — для загортання шоколаду та інших кондитерських виробів.

Для пакування продовольчих і непродовольчих товарів у великій кількості використовується біла жерсть, частка якої досягає 93 % усієї жерсті. Біла жерсть — це тонкий, м’який сталевий лист, який покрито тонким шаром олова з обох боків. Чорна жерсть без олова використовується тільки у виготовленні ящиків чи банок для різних технічних масел або мастил. З інших видів жерсті можна виділити хромовану, яка не може використовуватись для контакту з харчовими продуктами.

Світове виробництво білої жерсті становить приблизно 14 млн. т. Основну частку у ньому займають США (40 %), Японія (19 %), Німеччина (10 %), Франція (10 %), Канада (6 %), Італія (5 %). Найбільшим імпортером білої жерсті вважається Японія.

В Україні недостатньо виробляється білої жерсті необхідного асортименту та якості. Запорізький завод використовує гаряче лудження з великими затратами олова.

51

Тара із жерсті забезпечує тривале зберігання харчових продуктів. Вона стійка до різних механічних дій, не руйнується під впливом статичних та динамічних навантажень при складанні, транспортуванні та споживанні продукції. Ця тара зручна для повторної переробки і в розвинутих країнах цей показник переробки досягає 60—80 %.

При оцінці властивостей жерсті важливим є раціональне її використання. Для цього виготовляють жерстяні банки з тонкими стінками, зі збереженням параметрів міцності та корозійної стійкості. Прикладом можуть служити нові види надтонкої жерсті товщиною нижче 0,18 мм. Їх отримують методом подвійного холодного прокатування, диференційованим покриттям шарами різної товщини обох сторін жерсті. Виробництво м’якої жерсті для виготовлення банок здійснюється глибоким витягуванням.

Завдяки зміні форми упаковки досягається економія жерсті на одиницю продукції. Гнучка оболонка з квадратним дном має ребра жорсткості і надто тонкі стінки. Для цього використовують жерсть товщиною 0,12 мм, і маса такої упаковки зменшується на

15%.

Нанесення на жерсть під час виготовлення тонкого шару оло-

ва гарячим або електролітичним лудженням дає змогу покращити її зовнішній вигляд, підвищити корозійну стійкість, забезпечити наступне паяння. Гальванічне лудження зменшує витрати олова з 17 до 4-5 кг на 1 т білої жерсті, яка становить основну частку у світовому виробництві.

Раціональним є комбінування різних марок жерсті з картоном та полімерами, на основі новітніх технологій виготовлення упаковки. Так, розроблений новий матеріал Ferrolite що є комбінацією плівок ПП або ПЕТФ з шаром сталі, який загартували. Банки для соусу, виготовлені із цього матеріалу, мають вищий ступінь корозійного захисту і вони привабливіші.

Останнім часом жерстяним банкам складають конкуренцію упаковки з алюмінію і полімерів.

3.1.Основні матеріали

увиробництві металевої тари

Для виготовлення металевої тари використовують основні матеріали підприємств чорної та кольорової металургії. Підприємства чорної металургії випускають такі види жерсті:

52

•чорна холоднокатана лакована;

•біла холоднокатана гарячого лудження;

•біла холоднокатана електролітичного лудження;

•електролітично-хромована лакована;

•алюмінірована.

Жерсть чорна холоднокатана лакована буває чорна (звичай-

на) і чорна тонка, які поділяються на марки: ЧЖ-1 (чорна жерсть нормальної твердості), ЧЖ-2 (чорна жерсть підвищеної твердості) та ЧЖ-3 (чорна жерсть загального призначення).

Жерсть білу гарячого лудження отримують шляхом занурен-

ня листів жерсті у розплавлене олово.

Їх класифікують за ступенем твердості стальної основи залежно від товщини покриття олова. За станом поверхні та дефектів форми їх поділяють на класи, групи, марки (рис. 3.1).

*ГЖК — гарячелуджена жерсть консервна; **ГЖР — гарячелуджена жерсть різна

Рис. 3.1. Класифікація білої жерсті гарячого лудження

Жерсть білу електролітичного лудження отримують шляхом електролітичного лудження жерсті в лужних, кислих та галогенідних електролітах. Єлектролітичне лудження порівняно з гарячим — значно продуктивніше; забезпечує більш рівномірне покриття оловом, товщину якого можна регулювати диференційовано, покриттям олова з різних сторін жерсті.

Білу жерсть електролітичного лудження класифікують залежно від стану поверхні та дефектів форми листів і штаб, від товщини нанесеного шару олова з кожної сторони листа або штаби, від твердості сталевої основи і поділяється на класи, марки, види. (рис. 3.2).

53

Жерсть з нормальним

покриттям

Залежно від товщини шару олова з кожної Види

сторони листа або штаби

Жерсть з диференційованим покриттям

Рис. 3.2. Класифікація білої жерсті електролітичного лудження

Хромована лакована жерсть — це холоднокатана електролі- тично-хромована жерсть, яка з обох боків покрита шаром лаку або сумішшю масел. Переваги хромованого покриття порівняно з іншими видами покриттів — хромове покриття по відношенню до стальної основи жерсті являє собою катодне покриття, яке обмежує міграцію хрому в товар. На цьому виді жерсті не спостерігається «мармотизація», що має особливе значення при виробництві харчових консервів, а хромована лакована літографована жерсть має високі декоративні властивості.

54

Хромована лакована жерсть поділяється на 4 види (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Основні види хромованої лакованої жерсті

Алюмінірована жерсть являє собою холоднокатану низьковуглецеву чорну жерсть, на поверхню якої у вакуумі з обох боків нанесено металевий алюміній. Алюмінірована жерсть поділяється на класи — Al 1, Al 2, Al 3, Al 4, Al 5. Цяжерстьмаєдостатнюкорозійнустійкість, хороші механічні властивості, високу теплопровідність, легкість, нетоксичність, здатністьвідображатитепловітасвітловіпромені.

Слово алюміній походить від латинського слова alumen (квасці). Щодо поширення на землі, то він займає третє місце після кисню і кремнію. У земній корі знаходиться близько 8 % цього сріблясто-білого матеріалу. Найбільш розповсюдженими мінералами для одержання алюмінію вважаються боксити, які містять 30—60 % глинозему (оксиду алюмінію). Для одержання 1 т алюмінію потрібно в середньому 2 т глинозему або 4 т бокситу. Процес цей енергомісткий (на виплавку 1 т алюмінію необхідно затратити 14 тис. кВт/год електроенергії).

Світове виробництво алюмінію в кінці 90-х років ХХ ст. уже перевищило 20 млн т на рік.

Підприємства кольорової металургії поставляють такі матеріали:

•тонкий прокат алюмінію;

•тонкий прокат алюмінієвих сплавів;

•лаковану алюмінієву стрічку;

•алюмінієву фольгу.

Більше 90 % потреби України у фользі досі задовольняється за рахунок поставок її по імпорту із 38 країн світу, у першу чергу із Росії, а також із Німеччини, Чехії, Словакії, Австрії, Індії, Словенії, Естонії.

55

На основі алюмінієвої фольги освоєно виробництво багатошарових комбінованих матеріалів з високими бар’єрними властивостями. В їх числі переважає фольга каширована папером або поліпропіленовою плівкою.

Комплексною програмою розвитку кольорової металургії України на період до 2010 р. прогнозується поетапний ріст споживання пакувальних матеріалів на основі алюмінієвої фольги і планується доведення об’єму споживання даного виду продукції в 2005 р. до 16 тис. т.

Крім гладкої фольги побутового призначення товщиною 14 мкм, планується виготовляти такі матеріали:

•забарвлена фольга з багатокольоровим друком для кондитерської промисловості;

•алюмінієва фольга (товщиною 25 мкм) з багатокольоровим друком і термозварним лаком для фармацевтичних блістерів товщиною 40 мкм для кришок йогуртів, соків тощо;

•забарвлена алюмінієва фольга каширована папером для пакетів різного призначення (морозиво);

•алюмінієва фольга каширована сухим способом з термозварною плівкою для пакетів з концентрованими сухими супами, шоколадом, печивом;

•плівка з багатошаровим друком, каширована сухим способом алюмінієвою фольгою і термозварною плівкою для пакування кави, сухого молока, сублімаційних продуктів.

УСША на пакувальні цілі використовується близько 60 % усього алюмінієвого прокату, в країнах Європи — 30 %. При цьому, на американському ринку алюміній переважно використовується для виготовлення банок (до 85 % усього прокату), а в Європі переважає пакувальна фольга (65 %).

Завдяки особливим властивостям алюмінію (легкість, морозостійкість, рециклічність тощо), найбільш високим попитом користується фольга (товщина 6—250 мкм) і різноманітні комбіновані матеріали на основі фольги з багатокольоровим друком (до 8-ми кольорів), покриті термостійким або захисним лаком.

Із алюмінію та його сплавів виготовляють: гнучкы пакувальні матеріали, напівжорсткі — товщиною 20—100 мкм і жорстку алюмінієву тару.

До гнучких матеріалів відносять алюмінієву фольгу. Вона являє собою тонкопрокатане до товщини 6-250 мкм листове полотно алюмінію. Для пакування використовують фольгу м’яку або напівжорстку з лаком чи без нього, марок А5 і А6.

56

Розплав алюмінію обробляють спеціальними флюсами і хлор- но-азотною сумішшю з наступною фільтрацією на керамічних фільтрах. Відлита вона товщиною до 10 мм направляється на прокатку до товщини 0,5 мм. Після цього стрічка піддається обробці у камерних печах в атмосфері азоту, охолоджується і прокатується на фольгопрокатних станах. При цьому одержують фольгу товщиною до 6 мкм.

Алюмінієва фольга характеризується багатьма ознаками:

•водо-, газо-, жиронепроникність фольги забезпечується фізичними властивостями металу. (Завдяки упорядкованій сітці атомів металу). Крізь неї не можуть проникати гази (крім водню);

•непрозорість і висока світловідбиваюча здатність забезпе-

чує захист продуктів від ультрафіолетового опромінення, наприклад, тому м’ясо зберігає своє природне забарвлення, а молокопродукти — галогенну структуру;

•інертність і гігієнічність дозволяє використовувати алюмі-

нієву фольгу для всіх харчових продуктів, особливо в асептичному пакуванні. Не допускається, алюмінієва упаковка без спеціального покриття для консервування і довготривалого зберігання, оскільки іони металу мігрують у харчові продукти;

•формування, пластичність і здатність набувати заданоъ форми (фігурні кондитерські вироби);

•алюміній немагнітний матеріал, він не притягується інши-

ми металами і тому використання фольги для пакування на машинах не викликає труднощів;

•можливість комбінування з іншими матеріалами. Розроб-

лені і застосовуються промисловістю такі пакувальні матеріали:

¾буфлен — папір/фольга/поліетилен;

¾лафолен — лавсан/фольга/поліолефіни;

¾цефлен — целофан/поліетилен/фольга/поліетилен;

¾ламістер — лак/фольга/поліпропілен.

Недоліком фольги вважається недостатня механічна міцність. Алюмінієва фольга і пакувальні матеріали на її основі застосовуються практично у всіх галузях промисловості:

•гладка алюмінієва фольга — у кондитерській промисловості для упакування шоколаду;

•тиснена і забарвлена — для декорування горловин пляшок із шампанськими винами і шоколадних виробів складної геометричної форми;

•із захисним лаком — для пакування плавлених сирків;

57

•з термозварним лаковим покриттям — для пакування сметани, йогурту, майонезу, сиру кисломолочного, десертів та інших кисломолочних продуктів;

•каширована пергаментом, підпергаментом, сульфітним папером — для пакування жировмісних продуктів, морозива типу «брикет», у кондитерській і тютюновій промисловості;

•ламінована полімерними плівками — для пакування продуктів дитячого харчування, сухого молока, кави, соків, кондитерських виробів, прянощів, харчових концентратів, продуктів сублімаційної сушки, горішків;

•забарвлена з багатокольоровим друком — для кондитерської промисловості;

•з багатокольоровим друком і термозварним лаком (товщиною 25 мкм) — для кришок йогуртів, соків тощо;

•забарвлена каширована папером — для пакетів різного призначення (морозиво, солодощі тощо);

•каширована папером, з багатокольоровим друком і каширована сухим способом з термозварною плівкою — для пакетів з концентрованими супами, шоколадом, печивом;

•плівка з багатокольоровим друком, каширована сухим способом алюмінієвою фольгою і термозварною плівкою — для пакування кави, сухого молока, сублімаційних продуктів.

Розрізняють такі види алюмінієвої фольги: ФГ, стералкон, ФЛ.

Алюмінієві лаковані стрічки поділяються на такі марки: алюмінієва консервна для банок (АКЛ), алюмінієва консервна для кришок (АЛК), алюмінієва різного призначення (АЛР), алюмінієва різного призначення та для банок під нестерилізовані продукти (АЛРК).

Високі бар’єрні властивості (зокрема за непроникність алюмінієвої фольги для багатьох компонентів), стерильність, теплопровідність і жаростійкість сприяють збереженню вітамінів і аромату упакованих у неї продуктів. Фольга зберігає первинний вигляд і якість упакованого продукту, попереджує його висихання при замороженні.

Комбіновані багатошарові матеріали, які містять алюмінієву фольгу, використовують для асептичного пакування харчових рідин, виготовлення тари під продукти, які вимагають гарячого фасування.

Восновному нині застосовується фольга 6,2 і 7,3 мкм, хоча в майбутньому прогнозується масове виробництво алюмінієвої фольги товщиною 5,1 мкм. Вирішення цих проблем дає можливість

58

алюмінієвій фользі успішно витримувати гостру конкуренцію з боку металізованих у вакуумі плівок і нових видів полімерних матеріалів.

За даними Держкомстандарту, у 2003 р. в Україну було імпортовано 8692,5 т алюмінієвої фольги товщиною не більше 0,2 мм із 37 країн світу. Основна частка припала на європейську фольгу — 78,5 %, 19 % -на поставки із СНД, 1,5 % — на країни Азії. Частка фольги на основі паперу, картону і полімерних матеріалів склала близько 50 % від загального об’єму поставок. Лідерство у поставках ламінатів для оліє-жирової продукції належить фінській фользі — до 70 %.

Крупним виробником фольги і матеріалів на її основі в Росії є ВАТ «Саянал». Компанія випускає практично всі види фольги, які використовують у харчовій промисловості. В асортименті фольга товщиною 0,006-0,25 мм, оброблена різними лаками, тиснена з фігурними малюнками, каширована і ламінована, а також пакувальні матеріали на її основі з використанням полімерів, паперу, картону і їх поєднань.

ВАТ «Петербургська фольга» поставляє термолаковану, кашировану і ламіновану фольгу, алюмінієві туби, а також формоч- ки-касалетки для короткотривалого зберігання продуктів, які піддаються глибокому заморожуванню і наступному термообробітку.

НПГ «Технологія» представляє на українському ринку продукцію угорського виробника алюмінієвої фольги і гнучких пакувальних матеріалів. В асортименті поставок переважає фольга термоформована для харчової і фармацевтичної промисловості, для упакування сиру, забарвлена і незабарвлена фольга для кондитерської промисловості, каширована фольга для кондитерської промисловості, каширована фольга для пакування масла, маргарину, кисломолочного сиру, а також гладка фольга для наступної переробки (ламінації).

Із Словенії надходять пакувальні матеріали широкого спектра: алюмінієва фольга чиста, термолакована та ламінована для кондитерської, харчової та молочної промисловості (упаковка для шоколаду, цукерок, кави. соусів, сирів, йогуртів, паштетів); капсули для шампанських вин та алкогольних напоїв; фольга для блістеру, стрін-фольга для фармацевтичної промисловості; ламінати для тютюнової промисловості.

Широке використання алюмінію для виготовлення упаковок обумовлене його властивостями. Серед різних видів упаковки з алюмінію можна відзначити дві групи: об’ємну (банки, туби, ба-

59

лони, кеги) та упаковку з використанням алюмінієвої фольги. Сучасні сумарні світові потужності з виробництва алюмінієвих банок дають змогу кожному спожити напоїв по 4 банки на рік. Близько 45 % цих потужностей припадає на США, забезпечуючи 60 % пива та 50 % безалкогольних напоїв в алюмінієвих банках. У Європі цей відсоток у середньому дорівнює 25 і 19 відповідно. Помітний динамічний розвиток цього виду упаковки в країнах Східної Європи (у Польщі за останні п’ять років виробництво пива в банках із алюмінію збільшилося в 10 разів), Китаї та країнах Південної Америки.

Досить інтенсивно зростає виробництва аерозольної упаковки. Вона складається із балона, клапана, розпилювальної головки і кришки. Балон виготовляється з алюмінію або з жерсті, а клапан вважається головною і найбільш технічно складною частиною аерозольної упаковки.

3.2.Допоміжні матеріали

увиробництві металевої тари

При виробництві металевої тари використовують лакофарбовані ущільнюючі і матеріали для пайки металевої поверхні.

До лакофарбованих матеріалів належать: лаки для внутрішнього і зовнішнього покриття металевої тари, емалі та фарби, друкувальні фарби для металевих поверхонь.

Друковані фарби для металевих поверхонь можуть бути: безбарвні та золотисті ґрунтлаки, білі та кольорові грунт-емалі, кольорові друкувальні фарби, прозорі безбарвні покривні лаки.

Ущільнюючі пасти бувають водно-аміачні (наносяться методом наливу через розливне сопло) і розчинні (наносяться методом штемпелювання).

Лаки, призначені для внутрішнього покриття металевої тари, повинні відповідати санітарно-гігієнічним вимогам: мати високу хімічну стійкість до упакованого в тару товару і високу адгезію до металевої поверхні, бути безпористими, механічно міцними, еластичними, твердими та теплостійкими, і стійкими під час тривалого зберігання.

Лаки для зовнішнього покриття металевої тари мають бути з високим ступенем білизни пігментованих матеріалів та стійкими до пожовтіння, придатними до друку фарбами на жерсті, стійкими до деформацій та витирання, стерилізації та пастеризації, дії

60