Vervaardigen van aluminium verpakkingsmateriaal

Voor de vervaardiging van verpakkingsmateriaal wordt uitgegaan van aluminium gietblokken, die door middel van verdere bewerking in de vorm van warm- of koudwalsen worden omgezet in:

plaat (dikte >1 mm);
dunne plaat (dikte 350 mm - 1 mm);
dunne band (dikte 20 mm - 350 mm);
folie (dikte 7 mm - 20 mm).

Uit dunne plaat worden schijven gestansd, die dienen als uitgangsmateriaal voor het extruderen van onder andere blikjes. Van dunne band met een dikte van circa 0,3 mm worden deksels gemaakt voor blikjes. Dunne band wordt verder gewalst tot folie, dat wordt gebruikt voor bekers, schaaltjes enzovoort alsmede voor sluiters voor onder andere melkflessen en kunststof bekers of schalen. Aluminium met een dikte van meer dan 20 mm is volledig dicht voor water, vetten, oliën, geurstoffen, waterdamp, gas en licht. Bij dunnere folies nemen de dichtheidseigenschappen af als gevolg van doorgaande poriën. Zachtgegloeid aluminiumfolie vertoont maar heel weinig terugvering, hetgeen zich uit in goede bewerkbaarheid en vormvastheid en het is heel goed te bedrukken. Bijkomende voordelen van aluminium zijn verder het hoge reflecterende vermogen, in het bij zonder voor warmtestraling, en de weerstand tegen hoge, maar ook lage temperaturen.

Verpakkingsmateriaal

In Europa neemt de fabricage van verpakkingsmiddelen zo’n 10% van het totale aluminiumverbruik voor haar rekening. Deze verpakkingsmiddelen kunnen worden onderverdeeld in:

vaten en grote containers;
sluitdeksels die kunnen worden opengescheurd en schroef doppen;
sluitingen vor melkflessen en kunststof bekers en dozen;
tweedelige conserven- en drankblikjes;
maatbekertjes;
schaaltjes (voor onder andere kant-en-klaar gerechten);
huishoudfolie en inpakfolie.

Aluminium in combinatie met ander materiaal

Een belangrijk toepassings gebied voor aluminiumfolie is de fabricage van samengesteld materiaal voor verpakkingsdoeleinden, omdat de nadelen van aluminiumfolie (corrosiegevoeligheid, geringe weerstand tegen scheuring) met behoud van de voordelen van dit materiaal (gas-, waterdamp- en lichtdicht) door de volgende combinaties verregaand kunnen worden ondervangen:

Aanbrengen van een deklaag ter verbetering van de corrosieweerstand. Geschikte deklagen zijn lakken op basis van nitrocellulose of PVC.
Lamineren van aluminiumfolie op papier, karton, glasschuim en kunststoffolie van LDPE, PA, PET of PP, waardoor er verpakkingsmateriaal wordt verkregen dat beschikt over voldoende ondoorlaatbaarheid voor licht, gas, waterdamp en water en met voldoende mechanische sterkte. Als hechtingsmiddel dienen was, hotmelts, in water oplosbare lijm op basis van natuurlijke grondstoffen, dispersielijmen en laklijmen.
Extrusielaminaten. Vooral voor verpakking van vloeistoffen wordt dikwijls papier en karton toegepast dat in een arbeidsgang door middel van extrusielaminaten wordt voorzien van één laagje LDPE en aluminiumfolie. Hierbij ontstaat een verpakkingsmateriaal met zeer geringe doorlaatbaarheid, dat kan worden gelast en dat beschikt over aanzienlijke mechanische sterkte.
Metalliseren. Een verdere toepassing van aluminium is het metalliseren van kunststoffolie en papier onder hoogvacuüm, waardoor de ondoorlaatbaarheid van de kunststoffolie wezenlijk wordt verbeterd.

Afbeelding 1 Dieptrekken en natrekken van naadloze blikjes.

Afbeelding 2 Doorsnede van een sluitnaad van een blikje.

Blikjes

Aluminium blikjes werden voor het eerst toegepast in 1959 en sindsdien hebben zij hun markt aandeel aanzienlijk weten te vergroten. Aangezien aluminium heel slecht is te solderen bleef de toepassing ervan beperkt tot die producten die kunnen worden verpakt in blikjes, waarvan de zijnaden zijn gelijmd of gekit. Aldus verpakte producten zijn onder andere motorolie en citrussappen. Van alle drankblikjes in de VS wordt ongeveer de helft van aluminium gemaakt en van de ver tinde stalen blikjes is ongeveer 80% voorzien van aluminium deksels met een treksluiting (of beter gezegd een trekopening). Omdat de afzet van aluminium toenam kon de prijs ervan dalen, zodat het materiaal concurrerend werd voor dunne vertinde staalplaat. Aluminium drankblikjes zijn nog iets duurder dan die gemaakt van vertind blik, maar als het recycleren van aluminium in de berekeningen wordt meegenomen dan komt de prijs van aluminium drankblikjes wat lager uit dan die van vertind staal. Een laag gewicht en weerstand tegen atmosferische corrosie zijn aantrekkelijke eigenschappen voor containermateriaal. Als aluminium op de juiste wijze wordt toegepast, is het een zeer bruikbaar materiaal en zal het een rol van betekenis spelen in de verpakkingsindustrie. Aluminium kan worden vervormd door middel van slagextrusie, trekken, trekken en nastrekken of extruderen en nastrekken. Daardoor is het mogelijk om van aluminium blikjes uit één stuk te maken (zie afbeelding 1), met bewerkingsmachines die veel lijken op die waarmee tubes worden gemaakt. Voor de fabricage van blikjes worden doorgaans legeringen gekozen zoals 5082 en 5182, die 1 tot 3% magnesium bevatten.

Deze legeringen zijn corrosievast en ze zijn toe te passen in de volledig uitgeharde H19-toestand. Ook aan aluminium kleven nadelen en die moeten worden onderkend om niet in allerlei voetangels en klemmen te trappen. Hoewel het metaal zeer goed bestand is tegen atmosferische invloeden, zijn er bepaalde producten die te agressief zijn voor aluminium maar niet voor vertind staal. Om dan toch aluminium toe te kunnen passen moet de toevlucht worden genomen tot deklagen die geheel anders zijn dan de deklagen zoals die voor vertind staal worden toegepast. Omdat blik openers het wel goed doen op blik, maar niet of nauwelijks op aluminium en de wat geavanceerder blikopeners tevens zijn voorzien van een magneetje om het deksel vast te houden, hetgeen bij het nietmagnetische aluminium niet werkt, moest er een geschikte methode worden bedacht voor het openen van aluminium blikjes. Een van de oplossingen die vooral wordt toegepast bij blikjes met geconcentreerd sinaasappelsap, bestaat uit het aan een zijde voorzien van de blikjes van deksels van vertind staal; op het aluminium deksel zijn de woorden: ‘openen andere zijde’ ingeslagen. Omdat aluminium blikjes niet zo stevig zijn als stalen blikjes, blijft hun gebruik beperkt tot die gevallen waar of geen druk of alleen (niet te hoge) inwendige druk heerst, zoals drankblikjes en spuit bussen. Het is vrij onwaarschijnlijk dat aluminium wordt gebruikt voor het inblikken van overige voedingsmiddelen.

Tweedelige blikjes

Als metaal in de vorm van een beker wordt getrokken, zodat de bodem en het opstaande gedeelte een geheel vormen en de bovenkant uit een afzonderlijk deel bestaat, heeft dat enkele voordelen. Een daarvan is dat de zijnaad is verdwenen. In geval van vertind stalen blikjes, waarvan de zijnaden zijn dichtgesoldeerd, is er sprake van een potentiële bron van loodcontaminatie. Een ander voordeel is dat de kans op lekken in de bodemen zijnaad is opgeheven. Een nadeel is de hogere kostenpost voor het opzetten van een productielijn voor tweedelige blikjes, die ongeveer achtmaal zo duur is als een lijn voor driedelige blikjes. Verwerkers van voedingsmiddelen hebben behoefte aan een gevarieerd aanbod in afmetingen voor de verschillende producten die in verschillende seizoenen worden geoogst en de tweedelige blikjes lenen zich hier niet voor. In de drankindustrie hebben de tweedelige blikjes een aanzienlijk marktaandeel verworven. Meer dan de helft van de bierblikjes en ruim een kwart van de frisdrankblikjes zijn van het tweedelige type. Het succes van het tweedelige blikje is gedeeltelijk het gevolg van de ontwikkeling van de treksluiting. Voor dit ontsluitingssysteem is het gebruik van een aluminium deksel noodzakelijk, zelfs op een stalen blikje, om een voldoende sterk geheel te krijgen dat toch gemakkelijk kan worden geopend. Aluminium kan relatief gemakkelijk worden bewerkt, terwijl staal hard en verend is en niet kan worden voorgekerfd zonder risico te lopen op lekkage van de inhoud tijdens de verwerking. Corrosie in de kerf vormt eveneens een probleem. De trekringetjes van drankblikjes vallen soms door wat voor oorzaak dan ook in het blikje na openen en er zijn talloze gevallen bekend dat de consument het ringetje heeft ingeslikt, hetgeen gevolgen van uiteenlopende aard had. Dit soort sluitingen geeft ook nogal wat rommel op de openbare weg en in sommige staten van Amerika zijn ze dan ook verboden.

Schalen

Ondiepe schalen gemaakt van dunwandig aluminium vinden op ruime schaal toepassing voor diepvriesproducten en gebakken producten. Deze schalen zijn er in de uiteenlopendste maten en vormen. Het merendeel heeft gegolfde randen, alhoewel de randen ook in gladde vorm kunnen worden geleverd. In dat laatste geval zijn de gereedschapskosten veel hoger, hetgeen de stuksprijs doet toenemen. Er komen drie algemene sluitingen voor: een verticale flens, die om een plat kartonnen deksel wordt gevouwen, een horizontale flens, waarop met de nodige warmtetoevoer een deksel wordt geseald en een horizontale flens met een omhulling die onder de flens wordt gekrompen. Er wordt gebruikgemaakt van drie typen deksels: kartonnen deksels, soms voorzien van een transparant venster, een plat aluminium deksel met een omlaagstaande flens die onder de schaalrand kan worden gevouwen en een opstaand deksel dat geschikt is voor het afdekken van producten die hoger Afbeelding 3 Doorsnede van een blikje. zijn dan de schaal.

Afbeelding 3 Doorsnede van een blikje.