Читайте также:
|
|
Банки, первоначально изготовлявшиеся из белой жести, в настоящее время также выпускаются из черной и хромированной жести, ламинированной стали и алюминия.
Сталь
Распространенное в английском языке слово обозначает консервную банку. Даже если материал и содержит какую-то долю олова, то это всего лишь очень тонкое покрытие с одной или с обеих сторон стенок контейнера.
Стандартной единицей измерения стального материала является стандартная стопа белой жести, соответствующая 112 металлическим листам размером 14х20 дюймов (35,6 x 50,8 см) с суммарной поверхностью одной стороны листов, равной 20,2 м2,или 40,5 м2 для обеих сторон листов. Вес стандартной стопы жести обычно составляет от 20,4 до 61,2 кг, и этому соответствует толщина материала от 128 до 382 мкм.
В наше время большая часть низкоуглеродистой стали, применяемой в производстве тары, обрабатывается с помощью кислородно-конвертерного процесса и либо отливается в чушки, либо, как это чаще бывает, непрерывно отливается в слябы и вытягивается путем горячего проката, после чего толщина материала составляет от 1,91 до 2,54 мм, что является первым шагом в процессе изготовления так называемых жестепрокатных изделий. После этого для приобретения материалом окончательного состояния, пригодного для выпуска банок, требуется еще много этапов обработки.
Горячекатаная полоса протравливается в серной или соляной кислоте в целях удаления окалины и покрывается маслом против ржавчины, а также для обеспечения смазки листа в процессе холодной прокатки, которая осуществляется на прокатном стане, оборудованном пятью или шестью валками. В результате толщина стального листа сокращается до 90%.
При этом продукция, обладая максимальной твердостью, бывает очень хрупкой; поверхность приходится очищать от масла, а также отжигать для обеспечения пластичности материала консервной банки. После отжига жесть поступает на другой прокатный стан, где толщина листа сокращается еще на 35%. Повышенная прочность полученного материала позволяет производителям консервной тары использовать более легкие марки проката, что сокращает затраты.
На следующем этапе обработки сталь, как однократно прокатанная, так и полученная способом двойной прокатки, подвергается отпуску - другому способу холодной обработки, незначительно сокращающему толщину листа (примерно от 0,5 до 2%). При этом несколько повышается упругость металла, а окончательное качество поверхности металла создается путем дробеструйной обработки и/или шлифовки, после чего поверхность становится либо шершавой, либо гладкой.
Существуют многочисленные виды отпуска, которым присвоены различные номера в соответствии с их жесткостью (табл. 1). Как правило, для изготовления концов банок идет сталь с большей жесткостью, чем для корпусов. На практике производители банок часто выбирают недорогие, но самые прочные, пригодные для обработки марки.
Сталь после отпуска называют "черной жестью" (поскольку когда-то, в самом начале ее производства, после отпуска на поверхности стали образовывалась черная окалина). Такая сталь традиционно используется в изготовлении баночек для специй, а также применяется для транспортной тары. На ее основе выпускается белая жесть, а также может производиться гальваническое хромирование поверхности.
Первоначально лужение жести осуществлялось путем погружения стальной полосы в ванну расплавленного олова. Затем технологию нанесения горячего покрытия сменило нанесение покрытия методом электроосаждения, названного гальваническим. Он был разработан во время второй мировой войны, когда прекратились поставки высококачественного олова из Малайзии, обеспечивает более ровное нанесение покрытия при меньших затратах материала.
Обработка путем электрохимической пассивации, для которой обычно применяется дигидрат дихромата натрия, стабилизирует поверхность и приводит к образованию тонкой пленки хрома, оксидов хрома и олова. Затем наносится масло, которое предотвращает коррозию и защищает оловянное покрытие в процессе штамповки банки (рис. 1).
Хотя толщина оловянного покрытия составляет только около 0,30 мкм, белая жесть обладает устойчивостью к коррозии не только за счет защитного слоя олова,
Таблица 1.1. Марки белой жести
Отпуск | Твердость по Роквеллу, шкала 30-Т | Сферы применения |
46-52 | Насадки, носики и крышки контейнеров; детали, производимые при помощи глубокой вытяжки | |
50-56 | Некоторые специальные детали банок и детали неглубокой вытяжки | |
54-63 | Концы банок, крышки большого диаметра и корончатые крышки | |
Т65 | 62-68 | Жесткие дно и корпус банок для неагрессивных |
Т70 | продуктов | |
67-73 | Используется, когда необходима очень высокая жесткость | |
DRS | 70-76 | Корпус и концы круглых банок |
DR9 | 73-79 | Корпус и концы круглых банок |
DR9М | 74-80 | Крышки банок для пива и газированных напитков |
Рис. 1. Большинство консервных банок сделаны из белой жести (на рис. слева) или стали с поверхностью, хромированной гальваническим способом (ECCS). Оловянное или хромированное покрытие обеспечивает коррозионную стойкость, но в некоторых случаях для хорошей сочетаемости с упакованным продуктом на них требуется дополнительно наносить слой эмали
нанесенного на поверхность, но и благодаря катодной реакции, которая сводит к минимуму возможное окисление имеющихся микроотверстий и всех участков, лишенных покрытия. Покрытие также предотвращает растворение железа в напитках или пищевых продуктах, приводящее к появлению неприятного железного привкуса.
Толщина слоя оловянного покрытия указывается в виде веса покрытия, применяемого для одной стандартной кипы белой жести. Например, жесть № 25 имеет 113,4 г олова на стандартную кипу (40,5 м2) или 56,7 г на одной стороне всех листов.
До начала второй мировой войны вес оловянного покрытия обычно составлял от 453,6 до 640,4 г. В наше время вес покрытия может составлять от 45,4 до 453,6 г. Выпускается также сталь с двухсторонним покрытием разной толщины. Толщина покрытия определяется тем, что является более агрессивной средой — упакованный продукт или внешнее окружение банки. В качестве примера двухстороннего покрытия разной толщины приведем жесть с 113,4 г покрытия на одной стороне и 56,7 г на другой, что в сумме составляет 172,4 г/стандартную кипу. На белой жести легким тиснением наносится обозначение количества покрытия, а также указывается, с какой стороны листа нанесен более толстый слой (рис. 2).
Рис. 2. Нанесение двухстороннего покрытия разной толщины позволяет снизить расход олова и при этом нанести более толстый слой с той стороны, где он более необходим. Обозначение веса покрытия и стороны с более толстым слоем покрытия указывается в виде специальных символов
Тем не менее, если не применяется никаких дополнительных покрытий, защитные свойства олова в определенной степени ограничены. Если такая банка оказывается во влажной атмосфере, то быстро образуется ржавчина. Как ни странно, на внутренней поверхности укупоренной банки меняется полярность обоих материалов, что обеспечивает значительную степень антикоррозионной защиты и предотвращается образование мелких пор за счет электрохимического взаимодействия олова со сталью. Тем не менее уже долгое время ведутся разработки многочисленных видов внутренних защитных покрытий и лаков для внешней поверхности банки - соответственно для защиты металла от агрессивного воздействия продукта и внешней среды (см. раздел «Внутренние защитные покрытия металлических банок»).
Высокая стоимость олова и трудности, связанные с его поставкой, привели к попыткам применения материалов, его не содержащих. Результатом этих разработок стала технология гальванического хромирования стали. На поверхность черной жести электролитическим способом наносится очень тонкий слой хрома (0,008 мкм), который затем окисляется. Такой материал характеризуется повышенной термостойкостью, отличным соединением с покрытиями, пригодностью к литографированию, а также устойчивостью к образованию пятен при контакте с серосодержащими продуктами. Благодаря более низкой себестоимости и высокой практичности хромирование широко используется при изготовлении консервных банок.
Для обеспечения защитных свойств хромированной жести на обе стороны материала необходимо наносить дополнительные покрытия, поскольку она лишена возможности защиты гальваническими анодами и антикоррозионных свойств покрытия. При выпуске сборных банок с использованием хромирования припаивание невозможно, и вместо него применяется склеивание. При удалении слоя хрома с краев допустима также сварка боковых швов.
Другим материалом на основе стали, применяющимся в производстве консервных банок, является полиэфирный ламинат на металлической основе, не требующий применения какого-либо внутреннего защитного покрытия. В настоящее время в Японии разрабатывается трехслойный материал (два слоя сложного полиэфира и слой металла между ними), применение которого избавит от необходимости нанесения защитных и декоративных покрытий.
Дата добавления: 2015-07-19; просмотров: 146 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Преимущества и недостатки | | | Алюминий |