Обратный звонок

Металлическая тара

Такой вид тары, как металлическая тара, нашла довольно широкое применение, как в транспортной упаковке, так и в потребительской. Она является многооборотная, возвратная и пригодна к ремонту.

Достоинствами металлической тары являются:
• хорошая механическая прочность;
• по сравнению со банками из стекла такая тара имеет меньшую массу;
• она стойкая к высоким перепадам температур (пригодна для стерилизации), давлению;
• высокая степень утилизации;
• удобно использовать, в связи с хорошими прочностными характеристиками и низкой способностью к деформации;
• герметичность такой тары;
• непроницаемость света;
• возможность длительно хранить продукцию (консервы).

Недостатки металлической тары:
• она подвержена коррозии;
• есть возможность, что соединения тяжелых металлов перейдут в продукт;
• нужно наносить защитный слой олова и дополнительно использовать лаковый слой;
• большой объем при транспортировании пустой тары.

Сырье для производства металлической тары

Для производства металлической тары используются стальные и алюминиевые сплавы металлов. Сталь получают из руд, содержащих железо, с помощью выплавки в мартеновских или конверторных печах, а если необходимы специальные марки стали, то используют электроплавильные печи. Сталь – это сплав железа с углеродом, причем содержание последнего в нем составляет приблизительно 0,06 – 2,14%. Помимо этого там имеются примеси марганца, кремния, фосфора, серы, кислорода, азота, водорода в небольшой доле процента и каждая из этих примесей придает сплаву какие-то необходимые особые свойства. Выпускается сталь различных марок и по различному назначению. Например, сплав, который содержит большое количество углерода, называется чугун.

Сталь углеродистая называется по своему основному элементу, входящему в состав, – это углерод, который сильно влияет, как на структуру, так и на свойства металла. Количество углерода в них содержится не более 1,35%. При увеличении содержания углерода твердость сплава, а также его прочность, упругость возрастает и снижается пластичность и относительное удлинение. В зависимости от того, какая степень раскисления у стали, её подразделяют на кипящую (кп), полуспокойную (пс) и спокойную (сп). Процесс раскисления – это введение в сплав различных добавок, которые способны снизить содержание в нем кислорода.

Конструкционные углеродистые стали в своем составе имеют углерод в малом количестве, где-то от 0,06 до 0,85 %. Они высоко пластичны и хорошо обрабатываются давлением. Жестью называют тонколистовую углеродистую сталь с различным покрытием или же без покрытия. Производят жесть из горячекатаного листового проката толщиной 2–2,4 мм из низкоуглеродистой стали марок 08 кп и 08 пс, раскисленного алюминия или кремния. Выпускают также белую и черную жесть. Первый вид чаще всего используют при производстве упаковки для продуктов питания. Черную жесть обычно лакируют или хромируют, а также цинкуют, никелируют, также покрывают алюминием. Её применяют для производства разнообразных видов тары, однако все же оно ограничено в соответствии с гигиеническими данными тары.

Белая жесть представляет собой тонколистовую углеродистую сталь, которая покрыта с обеих сторон небольшим слоем олова. Оловом называется серебристо-белый металл, обладающий довольно низкой температурой плавления (232 °С), хорошей пластичностью и мягкостью. Олово 99,9% чистоты является безопасным, ведь свинца в нем содержится не более 0,1%, а в реальности обычно бывает и того меньше – 0,05%. Олово также является хорошо устойчивым материалом к воздействию на него холодной и горячей воды, различных органических кислот. Оно также довольно медленно растворяется в разбавленных минеральных кислотах и в растворах щелочей, также оно не токсично к продуктам питания. Примерно 90% белой жести, которая производится – это будущая консервная тара.

Белая жесть имеет довольно ровную и блестящую поверхность. Она химически устойчива. Это обусловливается высокой устойчивости самого олова. Еще одно название белой жести – «луженая жесть». Её называют так из-за того, что в основном её получают методом горячего лужения. Суть его в том, что олово наносится лист стали из расплава. Сегодня применяют обычно метод электролитического лужения. Здесь тонкий слой металла наносится на стальной лист из электролитов в гальванической ванне электрохимическим методом. Способ электролитического лужения является наиболее производительным и экономным способом, поскольку если правильно подобрать компоненты и параметры ванны, то есть плотность тока, концентрация электролита, время нанесения и другие параметры, то существует возможность получить довольно прочное и равномерное покрытие, но немного меньшей толщины, чем в случае с горячим лужением. Небольшое количество белой жести горячего лужения производят в основном для производства тары для изделий длительного хранения.

Хромированную жесть применяют для того, чтобы увеличить ассортимент металлической тары, поскольку олово является достаточно дорогостоящим металлом. Также по причине снижения ресурсов его в месторождениях стали часто применять лакированные хром, никель, алюминий.
Хромированная жесть обладает голубовато-белым цветом металлического хрома. Плотность хрома имеет плотность, очень близкую к плотности железа. Хром является устойчивым к окислению воздухом и выдерживает воздействие воды, но он является растворимым в разбавленных кислотах. Малотоксичным является металлический хром. Он достаточно стоек к коррозии, поэтому используется для хромирования металлических поверхностей. Хромовое покрытие более дешевое, чем оловянное, и хром не является дефицитным металлом.

Выпускается хромированная жесть лакированной с двух сторон. Её использование без дополнительного защитного слоя практически невозможно, поскольку оно более жесткое по сравнению с оловом и имеет абразивность, а это приводит к быстрому износу оборудования, которое используется для производства банок. По отношению к железу защитные свойства хрома в хромированной жести несколько ниже, нежели у олова в луженой жести. Хромированная жесть быстрее растворяется в кислой среде, выделяя водород. Недостатком хромированной жести можно назвать сложность закатывания банок с высокой скоростью. Поэтому часто хромированную жесть применяют для производства кронен-пробок, для закаточных крышек под стеклянные банки, для изготовления банок под сыпучие продукты, а также для консервов, для производства банок для лаков и красок, товаров бытовой химии и применяют в производстве комбинированной тары.

Черную жесть используют для производства кронен-пробок, которые идут для укупоривания бутылок, однако ее не используют для упаковки продуктов питания, а чаще применяют для производства потребительской тары для непродовольственных товаров. Черную жесть часто покрывают специальными лаковыми покрытиями, которые необходимы для защиты её от коррозии. Её изготавливают в ограниченном ассортименте, поскольку она обладает очень низкими эстетическими свойствами и сильно подвержена коррозии.

Оцинкованная жесть или оцинкованная сталь часто используется для производства потребительской и транспортной тары для непродовольственных товаров. Цинк – это светло-серый легкоплавкий (419 °С) металл, который очень устойчив к атмосферным воздействиям в связи с образованием защитной оксидной пленки. Цинк необходим для получения защитных покрытий на стальных изделиях. Качественное цинковое покрытие обладает характерным морозным узором из кристаллов цинка.

Покрытия цинка не способны выдержать воздействия различных пищевых и минеральных кислот, воды и щелочей. Соединения цинка по своей природе токсичны, вследствие этого на изделия, которые предназначены для упаковки продуктов питания, не наносят цинковые покрытия.
Алюминий является основным компонентом алюминиевых сплавов. Получают его из бокситовых руд методом электролиза расплава соленых соединений в присутствии криолита, который снижает температуру плавления. Алюминий обладает низкой плотностью (2200 кг/м3), поэтому он достаточно мягкий и пластичный. Известно также, что на его поверхности образуется очень тонкая, прочная оксидная пленка, которая делает его стойким к атмосферным воздействиям, к влиянию органических кислот, аммиака и щелочи. Алюминия в 3–4 раза дороже жести, но он намного легче весит, поскольку удельная стоимость единицы массы товара сопоставима.

По способу изготовления продукции алюминиевые сплавы делятся на:
1) деформируемые – Д (которые получаются методами пластической деформации. Сюда относятся банки, баллоны, тубы),
2) литейные – Л (которые изготавливают литьем. Сюда относятся обручи для фляг).

Деформируемые алюминиевые сплавы делятся в свою очередь на упрочняемые и не упрочняемые с помощью термообработки. Упрочняемые деформируемые сплавы алюминия – это дуралюмины марок д1 и д2 (цифры показывают номер сплава). Основным легирующий элементом данных сплавов является медь (3,8–4,8%); также в сплаве имеется магний (0,4–2,3%) и марганец (0,4–0,8%). Легирующие элементы добавляют дуралюминам прочность, твердость и некоторую пластичность. Эти свойства закрепляются при термообработке. Для коррозионной стойкости листы из дуралюмина подвергаются плакировке, то есть покрываются слоем чистого алюминия, а затем нагреваются и прокатываются.

К деформируемым алюминиевым сплавам, неупрочняемым термической обработкой, относятся сплавы алюминия с марганцем и магнием марок АМц (марганца до 1,8 %) и АМг1– АМг6 (цифры показывают среднее содержание магния). Деформируемые алюминиевые сплавы имеют повышенную устойчивостью к механической нагрузке и коррозии. Для того, чтобы поверхность сплава сделать прочным проводят нагартовку (или отбивку).
Литейные алюминиевые сплавы имеют хорошую текучесть, малую усадку, пористость. Большое количество марок этих сплавов расшифровываются так: АЛ (цифра) – алюминий литейный; цифра обозначает номер сплава, у которого химический состав регламентирован ГОСТом. Часто используются алюминиевые литейные сплавы I группы с кремнием (силумины). Силумины не подвергаются термической обработке, их прочность повышают путем добавления модификаторов. В тех сплавах, которые предназначены для изделий, контактирующих с продуктами питания, содержание свинца не должно быть превышено 0,15%, цинка – 0,3%, мышьяка – 0,015%, а примеси бериллия не должно быть вовсе.

Алюминий легко превратить в очень тонкую фольгу. Без неё невозможно произвести полужесткую металлическую упаковку и комбинированных материалов. Алюминиевая фольга в толщину имеет размер от 10 до 200 мкм. При калибровании, то есть прокатке через последнюю пару валов, сдвоенные полосы фольги прокатывают, именно в связи с этим внутренняя сторона фольги немного матовая, а внешняя обладает зеркальным блеском, однако свойства их абсолютно идентичны. Довольно тонкая фольга обладает микроразрывами и трещинами. Эти отверстия делают ее водо- и кислородопроницаемой, поэтому необходима специальная обработка лаком. Литейные и деформируемые алюминиевые сплавы нужны для производства потребительской и транспортной тары («молочные» фляги).

Производство металлической тары

Как производят металлическую тару? Давайте разберем этот вопрос подробнее. Для того чтобы выработать металлическую тару, нужно изначально получить собственно сырье, которым является металл.

Производство белой листовой жести. Технологический процесс включает в себя такие стадии обработки:
• холодная прокатка углеродистой стали;
• электролитическая очистка поверхности, которая необходима для удаления неровностей, окисленного слоя;
• отжиг;
• обезжиривание и подготовка полосы к основному процессу, которым является лужение;
• электролитическое лужение;
• нарезка на листовые заготовки.

Из-за толщины слоя олова срок годности банки может быть различным, поскольку в случае. Если нарушена целостность покрытия в процессе производства или при хранении продукта, упакованного внутрь, содержащего соли, воду и другие вещества. В присутствии влаги в таком месте жесть быстро ржавеет. Это происходит из-за того, что возникает гальваническая пара олово-железо (электрохимическая коррозия). В связи с этим, чем толще слой олова, тем продолжительность его защитного действия больше.

При производстве листового полуфабриката или рулонного материала, используемого для производства различных банок, необходимо делить покрытие по толщине на три класса: I класс – 2,8 г/м2, II класс – 5,6 г/м2, III класс – 11,2 г/м2 с каждой из сторон листа. Толщина покрытия III класса составляет до 1,5 мкм. При горячем способе лужения средний расход олова составляет 20 г/м2, а средняя толщина слоя 3 мкм (колебания 1,6-5 мкм). Толщина стального листа равна приблизительно 200-250 мкм (0,20-0,25 мм).

Жесть с покрытием III класса уже практически не вырабатывается. Это связано с тем, что на её изготовление идет очень большой расход олова. Очень часто применяют белую жесть марки ЭЖК II класса. Для того, чтобы увеличить ее коррозионной стойкости, проводят дополнительное лакирование внешней поверхности олова и предпринимают другие способы.

Для того, чтобы повысить коррозионную стойкость белой жести, проводят следующие технологические операции:
• пассивирование – это процесс получения тонкой оксидной пленки, у которой толщина приблизительно 1-2 мм на поверхности олова. Для того, чтобы это сделать, необходимо обработать окислителями поверхность жести электролитического лужения в специальных ваннах. Благодаря пассивированию повышается устойчивость олова к сероводороду, который выделяется из продукта при стерилизации рыбы, мяса, некоторых овощей;
• снижает трение нанесение масляной пленки, как следствие, снижается и вероятность повреждения олова при последующей обработке металла. Сейчас вместо растительного масла применяют органические синтетические эфиры, имеющие низкий коэффициент трения;
• лакирование поверхности проходит полимерными смолами (эпоксиды, акрилаты). Слои лака спасают олово от повреждений. Чаще всего используется эпоксифенольный лак. Он является допустимым для контакта с продуктами питания. Тонкая пленка высохшего (за счет химической реакции отвердения) лака является инертной и не переходит в раствор. Консервную ленту также покрывают фенольно-масляными лаками, белково-устойчивыми эмалями и другими веществами.

Достаточно важно для повышения стойкости оловянного покрытия уменьшить пористость покрытия. В случае, если удается получить плотное, непористое покрытие, то скорость коррозии заметно снижается. Недостатком можно назвать то, что покрытие олова на белой жести обычно всегда содержит поры. Известен также тот факт, что сем тоньше оловянный слой, тем вероятность получить систему сообщающихся пор, открывающих путь внутрь покрытия для влаги, больше. В слоях олова горячего лужения, ширина которых 4-5 мкм, вероятнее, что поры будут перекрывать друг друга, а это позволит жести лучше защищать слой железа от окисления.

Производство жестяных банок

Существуют литографированные и нелитографированные банки, которые укупорены двойным закаточным швом. Процесс их производства идет на двух параллельных линиях, которыми является производство корпуса и производство крышки и/или донышка. Процесс изготовления донышек и крышек у всех типов банок практически идентичен. Различаются стадии производства корпуса в соответствии с типом банки. В сборной («трехчастной») банке делается продольный шов на корпусе.

Производство банок I типа. Изначально листовую жесть делят на специальные заготовки, так называемые бланки. Далее из штабеля банки по очереди идут через узел насечки. В узле формообразования заготовка приобретает форму цилиндра с определенно заданным диаметром, а продольный шов затем отбортовывается. Шов соединяется либо способом сварки или либо с помощью пайки. Это зависит от технологии. Специальный калибрующий венец делает нахлест краев заготовки. Это необходимо для того, чтобы подготовить ее к сварке. Далее уже пройдя процесс сварки корпус банки идет на установку. Там на сварной шов, на его внутреннюю и наружную наносится лак, а затем его просушивают. Корпус отбортовывается и соединяется в фальц с донышком, которое до этого специально подготовили. После этого он закатывает с помощью двойного шва. Когда банка сформирована, она контролируется на герметичность. Банки, имеющие плохую герметичность, уходят в брак.

Процесс производства цельных банок II типа проходит гораздо проще. В этом процессе листовой или рулонный материал сначала идет на пресс. Там идет производство глубокой вытяжки металла, а потом происходит механическая вырубка и отбортовка горловины; проходит этап лакирования внутренней поверхности и отвердение лака.

Процесс производства концов (донышек и крышек) неодинаков. Все зависит от того, обладают ли они устройством для облегчения вскрывания (легковскрываемые крышки) или нет.

В случае, если крышки и донышки одного типа (для обычных сборных банок), то тогда их производят одинаково. Сначала лист направляется в некую зону штампа, там производится штамповка-вырубка одновременно нескольких заготовок. Крышки или донышки отштампованные идут по транспортеру для подвивки и гумитирования, т. е. введения в фальц крышки уплотнительной, герметизирующей пасты. Далее пасту подсушивают в туннельной печи. Донышки для сборных банок направляют на соединение с корпусом. Крышки переводят в вертикальное положение и направляют на упаковку.

Производство банок для консервов невозможно без таких материалов, как:
• холоднокатаная жесть белая, листовая или рулонная марок ЭЖК, ЭЖК-Д и ГЖК;
• белая холоднокатаная жесть горячего лужения в рулонах;
• белая листовая жесть лакированная (по нормативной документации);
• белая листовая и рулонная жесть (по НД);
• белая листовая жесть литографированная (по НД);
• хромированная лакированная жесть марки ХЛЖК;
• алюминиевая лакированная лента или листы (по НД);
• припой оловянно-свинцовый с номинальным содержанием олова 40 %;
• уплотнительные пасты (по НД);
• материал лакокрасочный шовный (по НД).

Бочки стальные делают двумя способами. Первый из них – сварным, а второй – закатным способом. То есть донья соединяются с корпусом или с помощью сварки, или механическим способом или закаткой. Бочки производят двух типов: тип I – с несъемными доньями и тип II – со съемным верхним дном. Бочки должны быть устойчивыми к внутренней среде, поэтому обязательным требованием является непроницаемость швов.

Контроль качества металлической тары

Качество металлической тары проверяется самыми различными способами. Внешний вид банок определяют органолептическим способом, то есть на поверхности банок не должны быть вмятины, скобки, перегибы, пузырей и т.д. Допускаются следующие виды дефектов: скобки и вмятины глубиной не более 1 мм, не нарушающие защитного покрытия, для сборных банок –перегибы (граненость), сборных паяных банок следы от капель припоя площадью до 1 мм2, забросы припоя в виде частиц на внутреннюю поверхность размером не более 1,6 мм.

Продольный шов у металлической тары должен обладать гладкой поверхностью и плотно прилегать к банке. Также на этом шве паяном могут быть иметься рифты или бороздки, которые не нарушают целостность внутреннего защитного баночного покрытия. Возможны также и перекосы, которые могут быть в нахлесте шва, но они должны быть не более 0,5 мм, допустимы утолщения нахлестки продольного шва, которые могут превышать удвоенную толщину жести корпуса в пределах 0,25 мм, могут быть наплывы припоя в местах нахлестки на внутренней поверхности банки, но общей площадью в пределах 50 мм2. Сварной шов необходимо покрыть лакокрасочным материалом. Закаточный шов может быть гладким и быть плотно прикатанным по всему периметру к корпусу банки без накатов и подрезов, заусенцев и волнистости. Может быть видимое увеличение толщины шва, но не более 20%.

Для того, чтобы достичь высокой герметичности крышки у металлических банок покрываются слоем специальной уплотнительной пасты, а края корпуса хорошо отбортовывают, так чтобы не было деформаций. Металлические банки должны в течение 10 секунд выдержать избыточное давление воздушно-водяного тестера (гидростатическое) в зависимости от вместимости и диаметра:
90–110 кПа – вместимостью до 1000 см3 и диаметром до 100 мм;
85–95 кПа – вместимостью свыше 1000 см3 и диаметром от 100 до 153 мм;
70–80 кПа – диаметром более 153 мм.

Проверяют герметичность банок из металла для сухих сыпучих продуктов при избыточном давлении сжатого воздуха 90–110 кПа.
Требования к защитно-декоративному покрытию устанавливают в зависимости от того, для чего предназначается банка. Их делают с лакированной или без лакирования внутренней и наружной, литографированной поверхностью. Вид лакокрасочного покрытия (ЛКП) поверхностей банок устанавливают в соответствии с желанием потребителей.

Важно также чтобы лакокрасочное покрытие имело равномерное, сплошное, гладкое покрытие, не содержало трещины и пузыри. На его внутренней поверхности могут находится нарушения на продольном паяном шве и содержаться незалакированные участки в местах нахлестки, но на расстоянии до 2мм. от кромки нахлестки и расплывчатость полосы лакокрасочного материала по сторонам сварного шва. Может также быть изменен цвет лакокрасочного покрытия по шву в процессе пайки или сварки, разнооттеночность цвета корпуса и крышки, допускается также легкая потертость и содержание несквозных царапин и не более трех точечных повреждений, каждое из которых площадью не более 1мм2. Возможно наличие незалакированных участков суммарной площадью не более 40 мм2 на закаточном шве.

Контролируют качество поперечного шва в сборных банках для донышка и для крышки, в цельных же контролируют только крышки по таким параметрам, как внешний вид, разобранный шов, размер, расчет толщины шва и перекрытия – 10 кПа. Также строго регламентируются и санитарно-химические требования к жестяной таре для продуктов питания. Главные контролируемыми соединениями являются фенол, дифенилолпропан, эпихлоргидрин, формальдегид, ацетальдегид, цинк, свинец.

Контроль стойкости лакокрасочных покрытий банок и крышек

В закатных бочках, которые предназначены для продуктов питания, контролируется соединение, которое должно быть выполнено закатным швом без уплотнителя с герметизацией шва контактной роликовой сваркой. Тоже самое допустимо в бочках, которые предназначены для непищевых изделий. Проводят испытания бочек на прочность и герметичность. Необходимо, чтобы они сохраняли герметичность при внутреннем избыточном давлении. Показатели для бочек типа I – 0,05 МПа, а для бочек типа II – 0,03 МПа.

Необходимо, чтобы бочки, которые уже заполнены, выдерживали удар при свободном падении с высоты, равной 1,2 м. Верхнее дно обычно содержит одну или же две горловины. В них устанавливаются двурезьбовые пробки на 2 дюйма и на 3/4 дюйма. Внешняя поверхность покрыто защитным лакокрасочным покрытием. По требованию заказчика может быть поставка бочек, содержащих в своем комплекте с крышками-пломбами, предназначенными для пломбирования горловин, а также комплектоваться кольцами для запломбирования горловин, таможенной и другими службами. На пробке горловины и на верхнем дне бочки, имеющих тип I, а также на замке стяжного обруча бочки, имеющих тип II, есть специальное устройство для пломбирования. Это помогает предохранить бочки от несанкционированного в них доступа. Цинковое покрытие в оцинкованных бочках равномерно наносится по всей поверхности стали, что помогает предотвратить появление ржавых пятен и полос. Покрытие должно блестеть, быть гладким и светлым, обладать характерным для горячего цинкования рисунком поверхности кристаллического цинка, не содержать трещин, всевозможных вздутий и отслоений. У цинкового покрытия толщина должна составлять от 30 мкм. При контроле качества на оцинкованной поверхности бочек может быть одновременно до пяти дефектов. Среди которых могут быть матовые пятна и следы оксидов, которые расположены вразброс и имеющие площадь не более 8 см2; флюсовые поверхностные пятна около шва общей площадью не более 2 см2; не более 3 темных, не покрытых цинком точек на наружной поверхности детали размером до 1 мм; незначительная шероховатость на площади не более 10 см2; малозаметные следы от инструмента без обнажения стали; малозаметные наплывы цинка без резких переходов; участки, покрытые цинком без кристаллизации общей площадью оцинкованных деталей не более 0,1%. Для каждой бочки проводят испытание на герметичность. Прочность цинкового покрытия за рабочую смену контролируют два раза.

Ассортимент металлической тары

Всего выпускается более 60 разновидностей металлических банок, которые имеют различную вместимость в диапазоне от 50 до 9590 см3. Металлические банки используют для консервов различных видов, для плодоовощных консервов, которые используются для общественного питания и для промышленной переработки, для упаковки рыбных пресервов (соленые сельди) и других видов изделий. Также ведется учет в пересчете на условные банки. За одну условную объемную банку в пищевой промышленности принимается банка с вместимостью 353 см3. Для банок, которые имеют другой объем, используется коэффициент пересчета. Его получают делением фактической вместимости банки на 353, т. е. на вместимость банки. За массовую условную единицу принято 400 г продукта.

К потребительской таре из металла относятся тубы, различные крышки для стеклянных банок, фольга, а также комбинированные материалы, лента, которая применяется для производства тары и т.д. К транспортной таре, изготовленной из металла, относятся бочки стальные, канистры из стали, фляги, алюминиевые и проволочные ящики многооборотные, ящики-лотки из металла и титановые сварные бочки. Стальные бочки производят номинальной вместимостью 100 л, полная 101,4 л, 200 л, полная 201,8 л; оцинкованные бочки, которые применяют только для транспортирования непродовольственных товаров, поскольку при контакте с пищевыми кислотами образуются токсичные соединения цинка (с оцинкованными внутренними и наружными поверхностями). Ассортимент металлической тары разнообразен и широк. Сюда также относятся ведра металлические, канистры, фляги, бидоны, декоративно-подарочные металлические изделия и т.д.