Сирохман І.В Товарознавство пакувальних матеріалів і тари

Подождите немного. Документ загружается.

МЕТАЛЕВІ МАТЕРІАЛИ І ТАРА

Металеві пакувальні матеріали займають вагому частку в за-

гальному виробництві. Перші відомості про організацію вироб-

ництва 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 бі-

лої жерсті розпочався після 1810 р.

У XIX ст. результати наукових досліджень Мечнікова та Пас-

тора стали поштовхом для виготовлення консервованих харчових

продуктів. Водночас у 1825 році було відкрито спосіб виробниц-

тва алюмінію. Наступний електролітичний метод дав змогу зни-

зити вартість алюмінію майже у 500 разів. Завдяки цьому підви-

щилась конкурентна спроможність алюмінієвої тари.

На даному етапі широко використовуються алюмінієві банки в

пивоварній, м’ясній, рибній, лакофарбовій промисловостях, алю-

мінієві туби — у фармацевтичній і харчовій промисловостях, алю-

мінієва фольга — для загортання шоколаду та інших кондитерсь-

ких виробів.

Для пакування продовольчих і непродовольчих товарів у ве-

ликій 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 використовува-

тись 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.

Тара із жерсті забезпечує тривале зберігання харчових продук-

тів. Вона стійка до різних механічних дій, не руйнується під

впливом статичних та динамічних навантажень при складанні,

транспортуванні та споживанні продукції. Ця тара зручна для по-

вторної переробки і в розвинутих країнах цей показник перероб-

ки досягає 60—80 %.

При оцінці властивостей жерсті важливим є раціональне її ви-

користання. Для цього виготовляють жерстяні банки з тонкими

стінками, зі збереженням параметрів міцності та корозійної стій-

кості. Прикладом можуть служити нові види надтонкої жерсті

товщиною нижче 0,18 мм. Їх отримують методом подвійного хо-

лодного прокатування, диференційованим покриттям шарами різ-

ної 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 ре-

бра 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 упа-

ковки. 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 ко-

розійного захисту і вони привабливіші.

Останнім часом жерстяним банкам складають конкуренцію

упаковки з алюмінію і полімерів.

3.1. Основні матеріали

у виробництві металевої тари

Для виготовлення металевої тари використовують основні ма-

теріали підприємств чорної та кольорової металургії. Підприємс-

тва чорної металургії випускають такі види жерсті:

• 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 твердо-

сті) 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 залеж-

но від товщини покриття олова. За станом поверхні та дефектів

форми їх поділяють на класи, групи, марки (рис. 3.1).

Залежно від товщини

покриття

За ступенем твердості

стальної основи

Залежно від стан

поверхні та дефектів

форми

Класи Групи Марки

ІІ класІ клас Група А Група Б ГЖК * ГЖР**

**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 галогені-

дних електролітах. Єлектролітичне лудження порівняно з гаря-

чим — значно продуктивніше; забезпечує більш рівномірне по-

криття оловом, товщину якого можна регулювати диференційо-

вано, покриттям олова з різних сторін жерсті.

Білу жерсть електролітичного лудження класифікують залеж-

но від стану поверхні та дефектів форми листів і штаб, від тов-

щини нанесеного шару олова з кожної сторони листа або штаби,

від твердості сталевої основи і поділяється на класи, марки, види.

(рис. 3.2).

Залежно від стану по-

верхні та дефектів фор-

ми листів і штаб

Марки

ЕЖК — електролуджена

же

сть консе

вна

ЕЖР —електролуджена

же

сть

ізна

Залежно від твердості

сталевої основи

Жерсть А

Жерсть В, С, Д

Жерсть нормальної

тве

дості

Жерсть підвищеної

тве

дості

Залежно від товщини

нанесеного олова

Класи

І 0,38 мкм

ІІ 0,75 мкм

ІІІ 1,15 мкм

Залежно від товщини

шару олова з кожної

сторони листа або штаби

Жерсть

з нормальним

покриттям

Жерсть з

диференційованим

покриттям

Види

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 об-

межує міграцію хрому в товар. На цьому виді жерсті не спостері-

гається «мармотизація», що має особливе значення при виробни-

цтві харчових консервів, а хромована лакована літографована

жерсть має високі декоративні властивості.

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

Основні види хромованої

лакованої же

сті

ХЖК — хромована жерсть консервна промаслена

ХЛЖК — хромована лакована жерсть консервна

ХЖР — хромована жерсть різна промаслена

ХЛЖР — хромована лакована жерсть різна

Рис. 3.3. Основні види хромованої лакованої жерсті

Алюмінірована жерсть являє собою холоднокатану низьковугле-

цеву 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. Ця жерсть має достатню корозійну стійкість,

хороші механічні властивості, високу теплопровідність, легкість, не-

токсичність, здатність відображати теплові та світлові промені.

Слово алюміній походить від латинського слова alumen (квас-

ці). 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 мінера-

лами для одержання алюмінію вважаються боксити, які містять

30—60 % глинозему (оксиду алюмінію). Для одержання 1 т алю-

мінію потрібно в середньому 2 т глинозему або 4 т бокситу. Про-

цес цей енергомісткий (на виплавку 1 т алюмінію необхідно за-

тратити 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 матері-

али:

• 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, Слове-

нії, Естонії.

На основі алюмінієвої фольги освоєно виробництво багатоша-

рових комбінованих матеріалів з високими бар’єрними властиво-

стями. В їх числі переважає фольга каширована папером або полі-

пропіленовою плівкою.

Комплексною програмою розвитку кольорової металургії

України на період до 2010 р. прогнозується поетапний ріст спо-

живання 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 конди-

терської промисловості;

• алюмінієва фольга (товщиною 25 мкм) з багатокольоровим

друком і термозварним лаком для фармацевтичних блістерів тов-

щиною 40 мкм для кришок йогуртів, соків тощо;

• забарвлена алюмінієва фольга каширована папером для па-

кетів різного призначення (морозиво);

• алюмінієва фольга каширована сухим способом з термозвар-

ною плівкою для пакетів з концентрованими сухими супами, шо-

коладом, печивом;

• плівка з багатошаровим друком, каширована сухим спосо-

бом алюмінієвою фольгою і термозварною плівкою для пакуван-

ня кави, сухого молока, сублімаційних продуктів.

У США на пакувальні цілі використовується близько 60 %

усього алюмінієвого прокату, в країнах Європи — 30 %. При

цьому, на американському ринку алюміній переважно викорис-

товується для виготовлення банок (до 85 % усього прокату), а в

Європі переважає пакувальна фольга (65 %).

Завдяки особливим властивостям алюмінію (легкість, моро-

зостійкість, рециклічність тощо), найбільш високим попитом

користується фольга (товщина 6—250 мкм) і різноманітні ком-

біновані матеріали на основі фольги з багатокольоровим дру-

ком (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 яв-

ляє собою тонкопрокатане до товщини 6-250 мкм листове полот-

но алюмінію. Для пакування використовують фольгу м’яку або

напівжорстку з лаком чи без нього, марок А5 і А6.

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 об-

робці у камерних печах в атмосфері азоту, охолоджується і про-

катується на фольгопрокатних станах. При цьому одержують фоль-

гу товщиною до 6 мкм.

Алюмінієва фольга характеризується багатьма ознаками:

• водо-, газо-, жиронепроникність фольги забезпечується

фізичними властивостями металу. (Завдяки упорядкованій сіт-

ці атомів металу). Крізь неї не можуть проникати гази (крім

водню);

• непрозорість і висока світловідбиваюча здатність забезпе-

чує захист продуктів від ультрафіолетового опромінення, напри-

клад, тому м’ясо зберігає своє природне забарвлення, а молоко-

продукти — галогенну структуру;

• інертність і гігієнічність дозволяє використовувати алюмі-

нієву фольгу для всіх харчових продуктів, особливо в асептично-

му пакуванні. Не допускається, алюмінієва упаковка без спеціаль-

ного 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 ма-

шинах не викликає труднощів;

• можливість комбінування з іншими матеріалами. Розроб-

лені і застосовуються промисловістю такі пакувальні мате-

ріали:

¾ буфлен — папір/фольга/поліетилен;

¾ лафолен — лавсан/фольга/поліолефіни;

¾ цефлен — целофан/поліетилен/фольга/поліетилен;

¾ ламістер — лак/фольга/поліпропілен.

Недоліком фольги вважається недостатня механічна міцність.

Алюмінієва фольга і пакувальні матеріали на її основі застосо-

вуються 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 геометрич-

ної форми;

• із захисним лаком — для пакування плавлених сирків;

• з термозварним лаковим покриттям — для пакування смета-

ни, йогурту, майонезу, сиру кисломолочного, десертів та інших

кисломолочних продуктів;

• каширована пергаментом, підпергаментом, сульфітним па-

пером — для пакування жировмісних продуктів, морозива типу

«брикет», у кондитерській і тютюновій промисловості;

• ламінована полімерними плівками — для пакування продук-

тів дитячого харчування, сухого молока, кави, соків, кондитерсь-

ких виробів, прянощів, харчових концентратів, продуктів сублі-

маційної сушки, горішків;

• забарвлена з багатокольоровим друком — для кондитерської

промисловості;

• з багатокольоровим друком і термозварним лаком (товщи-

ною 25 мкм) — для кришок йогуртів, соків тощо;

• забарвлена каширована папером — для пакетів різного при-

значення (морозиво, солодощі тощо);

• каширована папером, з багатокольоровим друком і каширо-

вана сухим способом з термозварною плівкою — для пакетів з

концентрованими супами, шоколадом, печивом;

• плівка з багатокольоровим друком, каширована сухим спо-

собом алюмінієвою фольгою і термозварною плівкою — для па-

кування кави, сухого молока, сублімаційних продуктів.

Розрізняють такі види алюмінієвої фольги: ФГ, стерал-

кон, ФЛ.

Алюмінієві лаковані стрічки поділяються на такі марки: алю-

мінієва консервна для банок (АКЛ), алюмінієва консервна для

кришок (АЛК), алюмінієва різного призначення (АЛР), алюмініє-

ва різного призначення та для банок під нестерилізовані продук-

ти (АЛРК).

Високі бар’єрні властивості (зокрема за непроникність алюмі-

нієвої фольги для багатьох компонентів), стерильність, тепло-

провідність і жаростійкість сприяють збереженню вітамінів і

аромату упакованих у неї продуктів. Фольга зберігає первинний

вигляд і якість упакованого продукту, попереджує його висихан-

ня при замороженні.

Комбіновані багатошарові матеріали, які містять алюмінієву

фольгу, використовують для асептичного пакування харчових рі-

дин, виготовлення тари під продукти, які вимагають гарячого фа-

сування.

В основному нині застосовується фольга 6,2 і 7,3 мкм, хоча в

майбутньому прогнозується масове виробництво алюмінієвої фо-

льги товщиною 5,1 мкм. Вирішення цих проблем дає можливість

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 імпор-

товано 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 поста-

вках ламінатів для оліє-жирової продукції належить фінській фо-

льзі — 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, тис-

нена з фігурними малюнками, каширована і ламінована, а також

пакувальні матеріали на її основі з використанням полімерів, па-

перу, картону і їх поєднань.

ВАТ «Петербургська фольга» поставляє термолаковану, ка-

шировану і ламіновану фольгу, алюмінієві туби, а також формоч-

ки-касалетки для короткотривалого зберігання продуктів, які

піддаються глибокому заморожуванню і наступному термообро-

бітку.

НПГ «Технологія» представляє на українському ринку продук-

цію угорського виробника алюмінієвої фольги і гнучких пакува-

льних матеріалів. В асортименті поставок переважає фольга тер-

моформована для харчової і фармацевтичної промисловості, для

упакування сиру, забарвлена і незабарвлена фольга для конди-

терської промисловості, каширована фольга для кондитерської

промисловості, каширована фольга для пакування масла, марга-

рину, кисломолочного сиру, а також гладка фольга для наступної

переробки (ламінації).

Із Словенії надходять пакувальні матеріали широкого спектра:

алюмінієва фольга чиста, термолакована та ламінована для кон-

дитерської, харчової та молочної промисловості (упаковка для

шоколаду, цукерок, кави. соусів, сирів, йогуртів, паштетів); кап-

сули для шампанських вин та алкогольних напоїв; фольга для

блістеру, стрін-фольга для фармацевтичної промисловості; ламі-

нати 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-

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 краї-

нах 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

у виробництві металевої тари

При виробництві металевої тари використовують лакофарбо-

вані ущільнюючі і матеріали для пайки металевої поверхні.

До лакофарбованих матеріалів належать: лаки для внутріш-

нього і зовнішнього покриття металевої тари, емалі та фарби,

друкувальні фарби для металевих поверхонь.

Друковані фарби для металевих поверхонь можуть бути: без-

барвні та золотисті ґрунтлаки, білі та кольорові грунт-емалі, ко-

льорові друкувальні фарби, прозорі безбарвні покривні лаки.

Ущільнюючі пасти бувають водно-аміачні (наносяться мето-

дом наливу через розливне сопло) і розчинні (наносяться мето-

дом 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 три-

валого 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, стійки-

ми до деформацій та витирання, стерилізації та пастеризації, дії