Технология производства фольги из вторичного алюминия
Информация - Разное
Другие материалы по предмету Разное
ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ФОЛЬГИ ИЗ АЛЮМИНИЯ
Алюминий по содержанию в земной коре различных элементов занимает третье после кислорода и кремния, место, а среди металлов он является неоспоримым лидером, достигая, несмотря на малый удельный вес, 8,8% от массы всех, содержащихся в недрах металлов. Для сравнения в земле содержится 4,2% железа, 0,003% меди, а золота - 0,000005%.
Однако, из-за высокой химической активности, алюминий в природе в свободном состоянии не встречается и присутствует только в виде разнообразных по составу соединений, например, бокситов, глинозема, корунда и т.п. Поэтому вплоть до 1835 года, когда датскому физику Гансу Эрстеду удалось открыть серию последовательных реакций по восстановлению алюминия из глинозема, этот уникальный по свойствам металл не только не использовался, но и не был известен. Промышленное производство алюминия было освоено лишь в конце Х1Х века.
Этот легкий, блестящий, коррозионностойкий, пластичный, легко поддающийся обработке различными способами, металл получил в ХХ веке очень широкое применение в различных отраслях техники, в том числе в производстве упаковочных материалов.
По данным американской алюминиевой ассоциации из более, чем 10000 тыс. тонн мирового производства алюминия, четвертая часть идет на производство упаковки (контейнеры, банки, крышки, колпачки, фольга бытового назначения, ламинаты на основе фольги). А в некоторых странах со слабо развитыми машиностроительными отраслями хозяйства и индустрией стройматериалов, доля производимых из алюминия упаковочных средств достигает 75%.
Для придания алюминиевым сплавам специфических или специальных свойств в алюминий в процессе его производства вводят микродобавки различных металлов. В результате становится возможным, например, с помощью одних добавок повысить коррозионную стойкость сплава, а благодаря другим, улучшить перерабатываемость и повысить пластичность, смачиваемость, устойчивость к высоким температурам (Таблица 1).
Таблица 1. "ияние добавок на изменение характеристик сплавов алюминия
№ п/пПрисадки в алюминиевом сплавеУлучшаемые характеристики1Марганец и магний (Mn + Mg)Прочность и формуемость2Магний и кремний (Mg + Si)Коррозионная стойкость3Медь и цинк (Cu + Zn)Прочность4Хром и марганец (Cr и Mn)Однородность структуры5Хром и титан (Cr + Ti)Однородность структуры6Железо и кремний (Fe + Si)Качество поверхности изделий7Магний, кремний и медь (Mg + Si + Cu)Предел текучести8Магний, литий и медь (Mg + Li + Cu)Предел текучести9Магний, цинк и медь (Mg + Zn + Cu)Предел текучести
Европейским стандартом EN 573-1 предусмотрена четырехзначная цифровая система обозначения, как алюминия, так и его сплавов: от 1000-ой до 8000-ой серий. К 1000-oй серии относится коммерчески чистый алюминий (содержание Al ? 99%), чистота которого указана в двух последних цифрах в сотых долях процента, следующих за величиной 99%. Например чистота алюминия 1198-ой серии составляет 99,98%. Вторая цифра в серии (от 1 до 9) отображает градации пределов примесей в алюминии. Если второй цифрой является ноль, то это означает, что алюминий имеет природный уровень примесей.
Для обозначения сплавов алюминия, содержащих различные добавки (Таблица 2) используются цифровые серии от 2000-ой до 8000-ой. Последние две цифры в этих группах обозначают идентификационный номер сплава, а вторая - его модификацию. Аналогичная нумерация предусмотрена и стандартом США (ASTM В 221).
Таблица 2. Добавки в алюминиевых сплавах различных серий
Цифровая серия сплаваСодержащиеся в сплаве добавки2000Медь3000Марганец4000Кремний5000Магний6000Магний + кремний7000Цинк + магний + медь8000Прочие (железо, кремний, медь, марганец, литий)
При производстве упаковочных материалов значительная часть алюминия используется в виде тонколистового проката - фольги. Следует отметить, что международный стандарт ISO относит к фольгам прокат толщиной до 200 мкм.
Для упаковки пищевой продукции наиболее употребляемой является фольга, изготовленная из алюминия или алюминиевого сплавов 1000-ой, 3000-ой и 8000-ой серий, содержащая железа - от 0,5 до 1,5%, кремния - от 0,1 до 0,7%, марганца - от 0,02 до 1,5% и при необходимости повышения прочности - до 0,25% меди.
В начале ХХ века, до появления производств алюминиевой фольги широкое применение находила оловянная фольга и покрытая оловом жесть, использование которой при любой толщине было ограничено высокой жесткостью и пониженной пластичностью. Эти ограничения не позволяли пользоваться ею, как оберточным материалом для упаковки различных продуктов и уж, тем более, как структурной составляющей в многослойных ламинатах.
Впервые заменить луженую жесть алюминиевой фольгой стало возможным в 1910 году, после реализации технологического процесса непрерывного проката алюминия, освоенного по разработкам д-ра Лаубера в г. Креузлингене (Швейцария). Именно с этого завода началась история алюминиевой фольги, как высокобарьерного материала для упаковки продуктов питания.
Спустя три года в США тоже было запущено производство алюминиевой фольги для упаковки жевательной резинки, леденцов и конфет. Однако это был уже следующий шаг в развитии технологии получения фольгированных материалов, так как производство дополнительно включало отделочные процессы окрашивания, печати, лакирования, ламинирования и тиснения фольги.
В промышленности алюминиевая фольга производится путем последовательной и многократной (до 10-12) ее прокатки между стальными полированными валами с постепенно уменьшающимися зазорами между ними.