Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Рулон алюминиевой фольги

Алюминиевая фольга (или алюминиевая фольга в Северной Америке; часто неправильно называемая оловянной фольгой ) представляет собой алюминий, полученный в виде тонких металлических листов толщиной менее 0,2 мм (7,9 мил); Также обычно используются более тонкие калибры до 6 микрометров (0,24 мил). [1] В Соединенных Штатах фольга обычно измеряется в тысячных долях дюйма или мил . Стандартная бытовая фольга обычно имеет толщину 0,016 мм (0,63 мил), а бытовая фольга для тяжелых условий эксплуатации - 0,024 мм (0,94 мил). Фольга податлива, и может быть легко изогнут или обернуты вокруг объектов. Тонкие пленки хрупкие и иногда ламинируются другими материалами, такими какпластик или бумага, чтобы сделать их прочнее и полезнее.

Ежегодное производство алюминиевой фольги составляло приблизительно 800000 тонн (880,000 тонн) в Европе [1] и 600000 тонн (660000 тонн) в США в 2003 году [2] Приблизительно 75% из алюминиевой фольги используются для упаковки из пищевых продуктов , косметических средств , а также химические продукты, а 25% используется в промышленности (например, теплоизоляция, электрические кабели и электроника). [2] Легко перерабатывается .

Алюминиевая фольга вытеснила оловянную фольгу в середине 20 века. В Соединенном Королевстве и Соединенных Штатах ее часто неофициально называют «оловянной фольгой», так же как стальные банки часто еще называют « жестяными банками ». Металлизированные пленки иногда ошибочно принимают за алюминиевую фольгу, но на самом деле это полимерные пленки, покрытые тонким слоем алюминия. В Австралии алюминиевую фольгу широко называют альфойлом .

История [ править ]

Перед алюминиевой фольгой [ править ]

Фольга из тонкого листа олова была коммерчески доступна раньше, чем ее алюминиевый аналог. Оловянная фольга продавалась на коммерческом рынке с конца девятнадцатого до начала двадцатого века. Термин «оловянная фольга» сохранился в английском языке как термин для новой алюминиевой фольги. Оловянная фольга менее податлива, чем алюминиевая, и придает легкий привкус олова завернутым в нее продуктам. Оловянная фольга была вытеснена алюминием и другими материалами для упаковки пищевых продуктов. [3]

Первые аудиозаписи на цилиндрах фонографа были сделаны на оловянной фольге. [4]

Первая алюминиевая фольга [ править ]

Впервые олово было заменено алюминием в 1910 году, когда был открыт первый завод по прокатке алюминиевой фольги «Dr. Lauber, Neher & Cie». [5] был открыт в Эммисхофене , Швейцария . Завод, принадлежащий JG Neher & Sons, производителю алюминия, был основан в 1886 году в Шаффхаузене , Швейцария, у подножия Рейнского водопада , улавливая энергию водопада для обработки алюминия. Сыновья Неера вместе с доктором Лаубером открыли бесконечный процесс прокатки и использование алюминиевой фольги в качестве защитного барьера в декабре 1907 года.

В 1911 году компания Tobler из Берна начала упаковывать шоколадные плитки в алюминиевую фольгу, включая уникальную треугольную плитку Toblerone . [6] К 1912 году алюминиевая фольга использовалась Maggi (сегодня бренд Nestlé) для упаковки супов и бульонов. [ необходима цитата ]

Первое использование фольги в Соединенных Штатах было в 1913 году для упаковки Life Savers , шоколадных батончиков и жевательной резинки. [7] Со временем процессы развивались и включали использование печати, цвета, лака, ламината и тиснения алюминия.

Производство [ править ]

Рулон алюминиевой фольги с микрометром толщиной 13 мкм (0,5 мил )

Алюминиевая фольга производится путем прокатки листовых слитков, отлитых из расплавленной алюминиевой заготовки , с последующей повторной прокаткой на станах для прокатки листов и фольги до желаемой толщины или путем непрерывного литья и холодной прокатки. Для поддержания постоянной толщины при производстве алюминиевой фольги бета-излучение пропускается через фольгу к датчику на другой стороне. Если интенсивность становится слишком высокой, ролики регулируются, увеличивая толщину. Если интенсивность становится слишком низкой и фольга становится слишком толстой, ролики прикладывают большее давление, в результате чего фольга становится тоньше.

Метод непрерывного литья гораздо менее энергоемкий и стал предпочтительным. [8] Для толщины менее 0,025 мм (1 мил ) два слоя обычно объединяются для заключительного прохода и затем разделяются, что дает фольгу с одной светлой стороной и одной матовой. [9] Две соприкасающиеся друг с другом стороны матовые, а внешние стороны становятся яркими; это сделано для уменьшения разрывов, увеличения производительности, контроля толщины и устранения необходимости в роликах меньшего диаметра. [9]

Некоторая смазка необходима на этапах прокатки; в противном случае на поверхности фольги может появиться рисунок в виде елочки . Эти смазочные материалы распыляются на поверхность фольги перед прохождением через валки стана. Обычно используются смазочные материалы на основе керосина , хотя для фольги, предназначенной для упаковки пищевых продуктов, необходимо использовать масла, разрешенные для контакта с пищевыми продуктами.

В процессе холодной прокатки алюминий деформируется и подвергается отжигу для большинства целей. Рулоны фольги нагревают до достижения степени мягкости, которая может достигать 340 ° C (644 ° F) в течение 12 часов. Во время этого нагревания смазочные масла выгорают, оставляя сухую поверхность. Смазочные масла не могут полностью выгореть для жестких темперирующих валков, что может затруднить последующее нанесение покрытия или печать.

Затем рулоны алюминиевой фольги разрезаются на перемоточных машинах на меньшие рулоны. Продольная резка и перемотка рулона - важная часть процесса отделки.

Свойства [ править ]

Крупный план алюминиевой фольги на обратной стороне вспучивающейся резиновой ленты.

Алюминиевая фольга толщиной более 25 мкм (1 мил ) непроницаема для кислорода и воды. Фольга более тонкая, чем эта, становится немного проницаемой из-за мельчайших отверстий, вызванных производственным процессом.

Алюминиевая фольга имеет блестящую сторону и матовую сторону. Блестящая сторона образуется при прокатке алюминия во время последнего прохода. Трудно изготавливать ролики с достаточно мелким зазором, чтобы выдержать толщину фольги, поэтому для последнего прохода два листа прокатываются одновременно, что удваивает толщину калибра на входе в ролики. Когда листы позже разделяются, внутренняя поверхность становится матовой, а внешняя - блестящей. Эта разница в послевкусии привела к восприятию, что предпочтение стороны имеет эффект при приготовлении. Хотя многие считают (ошибочно), что различные свойства удерживают тепло, когда они обертываются блестящей поверхностью наружу, и удерживают тепло, когда блестящая поверхность обращена внутрь, реальная разница незаметна без инструментов. Повышенная отражательная способность снижает как поглощение, так ивыброс радиации. Фольга может иметь антипригарное покрытие только с одной стороны. [10] Коэффициент отражения яркой алюминиевой фольги составляет 88%, а у матовой фольги с тиснением - около 80%. [7]

Использует [ редактировать ]

Упаковка [ править ]

Конфеты в упаковке из алюминиевой фольги

Алюминий используется для упаковки, поскольку он очень пластичен: его можно легко превратить в тонкие листы и сложить, свернуть или упаковать. Алюминиевая фольга действует как полный барьер для света и кислорода (которые вызывают окисление или прогоркание жиров), запахов и вкусов, влажности и микробов, поэтому она широко используется в пищевой и фармацевтической упаковке, в том числе в упаковке длительного хранения ( асептическая упаковка ) для напитков и молочных продуктов, что позволяет хранить без охлаждения. Контейнеры и противни из алюминиевой фольги используются для выпечки пирогов и упаковки блюд на вынос , готовых закусок и кормов для домашних животных с длительным сроком хранения .

Алюминиевая фольга широко продается на потребительском рынке, часто в рулонах шириной 500 мм (20 дюймов) и длиной несколько метров. [11] Он используется для упаковки пищевых продуктов с целью их сохранения, например, при хранении остатков пищи в холодильнике (где это служит дополнительной цели предотвращения обмена запахом), при транспортировке бутербродов в дорогу, при выпечке или когда продажа еды на вынос или фаст-фуда . Например, в ресторанах Tex-Mex в Соединенных Штатах обычно предлагают буррито на вынос, завернутые в алюминиевую фольгу.

Изоляция [ править ]

Алюминиевая фольга широко используется для защиты от излучения (барьер и отражательная способность), теплообменников ( теплопроводность ) и кабельных прокладок (барьер и электрическая проводимость ). Теплопроводность алюминиевой фольги делает ее обычным аксессуаром при курении кальяна : лист перфорированной алюминиевой фольги часто помещается между углем и табаком, что позволяет нагревать табак, не вступая в прямой контакт с горящим углем.

Электромагнитное экранирование [ править ]

Эффективность экранирования алюминиевой фольги зависит от типа падающего поля (электрического, магнитного или плоской волны), толщины фольги, и частотой (которая определяет глубину кожи ). Эффективность экранирования обычно разбивается на потери на отражение (энергия отражается от экрана, а не проникает через него) и потери на поглощение (энергия рассеивается внутри экрана).

Хотя алюминий немагнитен, он является хорошим проводником, поэтому даже тонкий лист отражает почти всю падающую электрическую волну. На частотах более 100 МГц передаваемое электрическое поле ослабляется более чем на 80 децибел (дБ) ( пропускается менее 10-8 = 0,00000001 мощности) [12], однако фактическое поглощение энергии минимально: остающееся высокое - частота ВЧ энергия почти идеально отражается от однородной плоской поверхности алюминия, и, таким образом, отраженный сигнал может продолжать распространяться внутри, и если в экране есть отверстия или проходы подходящей геометрии, распространение сигнала может продолжаться через них, причем алюминий является хорошим материалом для реализации СВЧ волновода. [ необходима цитата ]

Тонкие листы алюминия не очень эффективно ослабляют низкочастотные магнитные поля. Эффективность экранирования зависит от глубины кожи. Поле, проходящее через толщину скин-слоя, теряет около 63% своей энергии (оно ослабляется до 1 / e = 1 / 2,718 ... своей первоначальной энергии). Тонкие экраны также имеют внутренние отражения, которые снижают эффективность экранирования. [13] Для эффективного экранирования от магнитного поля экран должен иметь толщину в несколько толщин. Алюминиевая фольга составляет около 1 мил (25 мкм); толщина 10 мил (250 мкм) (в десять раз толще) обеспечивает менее 1 дБ экранирования на 1 кГц, около 8 дБ на 10 кГц и около 25 дБ на 100 кГц. На этих частотах ферромагнитный материал, например низкоуглеродистая стальнамного более эффективен из-за различных и дополнительных свойств электромагнитной проницаемости , и в обычных практических реализациях экранирования используется как внутренний высокочастотный отражающий материал, такой как алюминий, предпочтительно связанный (посредством отжига или гальваники)сделано, чтобы избежать емкости между разделенными слоями), к более прочной структурной ферромагнитной оболочке, обычно из мягкой стали (в специализированных приложениях могут быть предпочтительны более дорогие, менее конструктивные и менее обрабатываемые материалы). Несмотря на относительно низкую массовую плотность алюминия, эта конструкция обычно и легче, и более эффективна, чем конструкция с эквивалентной поглощающей способностью, в которой используется только алюминий (хотя и с более низкими теплоотводящими свойствами, обычно обеспечиваемыми улучшенной вентиляцией, что само по себе требует тщательного рассмотрения для сохранения желаемой эффективности экранирования). [ необходима цитата ]

Кулинария [ править ]

Алюминиевая фольга также используется для приготовления на гриле нежных продуктов [14], таких как грибы и овощи. Используя этот метод, иногда называемый мешочком , пищу заворачивают в фольгу, затем кладут на решетку, предотвращая потерю влаги, которая может привести к менее привлекательной текстуре.

Как и все металлические предметы, алюминиевая фольга реагирует на помещение в микроволновую печь . Это происходит из-за того, что электромагнитные поля микроволн вызывают электрические токи в фольге и высокие потенциалы в острых точках листа фольги; если потенциал достаточно высокий, это вызовет электрическую дугу в областях с более низким потенциалом, даже в воздухе, окружающем лист. Современные микроволновые печи были разработаны для предотвращения повреждения трубки магнетрона с резонатором из-за отражения микроволновой энергии, и доступны алюминиевые корпуса, предназначенные для микроволнового нагрева. [15]

Искусство и украшения [ править ]

Более тяжелые пленки из алюминия используются для искусства, украшения и ремесел, особенно в ярких металлических цветах. Металлический алюминий, обычно серебристого цвета, может быть окрашен в другие цвета путем анодирования . Анодирование создает оксидный слой на поверхности алюминия, который может принимать цветные красители или соли металлов, в зависимости от используемого процесса. Таким образом, алюминий используется для создания недорогой золотой фольги, фактически не содержащей золота, и многих других ярких металлических цветов. Эти пленки иногда используются в отличительной упаковке.

Геохимический отбор [ править ]

Фольга используется геохимиками-органиками / нефтяниками для защиты образцов горных пород, взятых с полей и в лабораториях, где образец подвергается анализу на биомаркеры . В то время как пластиковые или тканевые мешки обычно используются для отбора геологических проб, тканевые мешки проницаемы и могут пропускать органические растворители или масла (например, масла, выделяемые с кожи), чтобы испортить образец, а следы пластика из пластиковых пакетов также могут испортить образец. Фольга препятствует проникновению органических растворителей и не портит образец. Фольга также широко используется в геохимических лабораториях как барьер для геохимиков и для хранения образцов.

Ленточные микрофоны [ править ]

Материал, используемый во многих ленточных микрофонах, - это алюминиевый лист, или « имитация серебряного листа », как его иногда называют. Это чистый алюминий толщиной от 0,6 до 2,0 мкм. Это практически тот же материал, который BBC использовала для изготовления лент Coles , за исключением того, что они еще более тонкие. Они сделали это, вставив ленту между туалетной бумагой и ударив шариковым молотком.. Это «холодная ковка» листа. Затем алюминиевый лист отжигали в течение часа в печи для восстановления гибкости. Ленте также должны быть приданы гофры: использовалось Coles 25 на дюйм (цикл 1 мм). RCA 44BX имеет 19 гофр на дюйм (цикл 0,7 мм) и имеет длину около 50 мм (2,0 дюйма); RCA 77 имеет 13 гофр на дюйм (цикл 0,5 мм). Лента RCA имеет толщину от 1 до 1,5 микрометров (0,00005 дюйма). Новые ленты Nady и AEA заявляют, что в своих микрофонах они используют алюминиевую ленту толщиной 2 микрометра. [ расплывчато ]

Экологические проблемы [ править ]

Некоторые изделия из алюминиевой фольги могут быть переработаны примерно за 5% от первоначальной стоимости энергии [16], хотя многие алюминиевые ламинаты не перерабатываются из-за трудностей с разделением компонентов и низкого выхода металлического алюминия.

См. Также [ править ]

  • Шляпа из оловянной фольги

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b «Факты об алюминиевой фольге» . Архивировано из оригинала на 2016-03-25 . Дата обращения 27 мая 2020 .
  2. ^ a b «Фольга и упаковка» . Архивировано 27 декабря 2007 года на Wayback Machine . Алюминиевая ассоциация (США).
  3. ^ Бергер, Кеннет Р. (декабрь 2002 г.). «Краткая история упаковки» . Университет Флориды. Архивировано 9 сентября 2014 года . Проверено 24 сентября 2014 года .
  4. ^ Проект сохранения и оцифровки цилиндров, UCSB. "Tinfoil Recordings" (веб-страница) . Цилиндровые записи: грунтовка . Калифорнийский университет в Санта-Барбаре. Архивировано 16 октября 2011 года . Проверено 17 октября 2011 года .
  5. ^ Мэри Беллис (2012-04-09). «Чарльз Мартин Холл - История алюминия» . Inventors.about.com . Проверено 28 декабря 2012 .
  6. ^ «История» . Архивировано 12 мая 2015 года.
  7. ^ а б Хэнлон, Дж. (1992). 1-е изд. Справочник по проектированию упаковки, Ланкастер, Пенсильвания, и Technomic Publishing: ISBN 0-87762-924-2 . Глава 3 Пленки и фольга. 
  8. ^ Робертсон, Г. (2006). 2-е изд. Пищевая упаковка, принципы и практика, Бока-Ратон, Флорида, Taylor & Francis Group: ISBN 0-8493-3775-5 . Глава 7 Металлические упаковочные материалы. 
  9. ^ а б Дегармо, Э. Пол; Black, J T .; Козер, Рональд А. (2003). Материалы и процессы в производстве (9-е изд.). Вайли. п. 386. ISBN. 0-471-65653-4.
  10. ^ «Часто задаваемые вопросы» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 21.10.2014 . Проверено 24 августа 2014 .
  11. ^ Примеры продуктов, заархивированные 18 декабря 2008 г. на Wayback Machine
  12. ^ Отт, Генри (1976), Методы снижения шума в электронных системах , Wiley Interscience, ISBN 0-471-65726-3. Отт (1976 , рис. 6-13) графически отображает потери на отражение для меди и показывает потери электрического поля и плоских волн более 90 дБ.
  13. Перейти ↑ Ott 1976 , pp. 155–156
  14. ^ Сказал, Оливье; MikeC, шеф-повар (22 ноября 2011 г.). Кухня в огне!: Овладение искусством готовки за 12 недель (или меньше) . Da Capo Press. ISBN 9780738214535. Архивировано 22 октября 2017 года.
  15. Huss, G. (1997) Упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, и материалы, пригодные для двойной печи в Энциклопедии технологии упаковки Wiley, 2-е изд., Под редакцией Броуди, А. и Марша, К. Нью-Йорк, Джона Вили и сыновей.
  16. ^ Азиатско-Тихоокеанское партнерство по чистому развитию и климату . «План действий, стр. 5, таблица 2: 4,2 против 0,19» . Архивировано из оригинала на 2009-04-06 . Проверено 24 апреля 2009 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Европейская ассоциация алюминиевой фольги
  • Алюминиевая ассоциация (США)
  • Алюминиевая фольга от How Products Are Made, vol. 1, Томсон Гейл (2005).
  • Как это сделано: алюминиевая фольга - канал HowItsMadeEpisodes на YouTube.