روش های تولید قوطی فلزی
تولید قوطی کنسرو از جنس ورق قلع اندود، بر خلاف تصور عموم که آن را آسان می دانند، مستلزم دانستن بسیاری از مهارت های نوین و فنآوری های روز است. دقت و ابعاد قطعات در تجهیزات و ماشین آلات تولیدی تابع تولرانس هایی در حد میکرون است که این صنعت را در گروه صنایع دقیق جای می دهد. مهمترین انواع قوطی، قوطی فلزی غذایی یا غیر غذایی به صورت سه تکه یا دو تکه هستند.
- قوطی سه تکه (3-piece can)
1. قوطی با بدنه درزجوش: بدنه قوطی بعد از رول شدن با روش جوشکاری الکتریکی مقاومتی (ERW :Electrical Resistance Welding) به صورت سیلندر درمی آید.
2. قوطی با بدنه درزجوش لیزری
3. قوطی با بدنه درز لحیمی : این روش به علت آلودگی ناشی از آلیاژ لحیم کاری کنار گذاشته شده است.
4. روش های دیگری نیز برای دوخت درز بدنه قوطی وجود دارد که در کشور ما متداول نیست.
قوطی دوتکه (2-piece can)
1. قوطی دوتکه ((DI: Drawn & Wall Ironed can: قوطی های دوتکه بلند که در اثر عملیات و اتوشدن ورق در قالب کشش شکل می گیرد و کف و بدنه آن ها از یک جنس است.
2. قوطی دو تکه کششی: قوطی های دو تکه با عملیات کشش با نسبت کشش کمتر و جریان مواد به داخل قالب تولید می شود و بدنه و کف قوطی از یک جنس هستند.
مراحل تولید قوطی سه تکه
1.لاک اندود کردن ورق قلع اندود در خط لاک زنی
2. برش قطعات بدنه قوطی (Body Blank) در دستگاه قیچی دوبل (Dublex Slitter)
3. تولید سیلندر بدنه قوطی در دستگاه بدنه ساز
4. پوشاندن درزجوش بدنه از داخل توسط پودر یا لاک به روش الکترواستاتیک جهت حفاظت این قسمت از خوردگی
5. پخته شدن و چسبیدن پودر( یا لاک بیرون درز) به سیلندر بدنه در کوره مخصوص ( Seam Coating Curing Oven)
6. انجام عملیات: تقسیم بدنه (Parting)، کنگره ای کردن ( Beading)، تغییر شکل سطح مقطع قوطی، برگرداندن لبه بدنه (Flanging)، دوخت کف به بدنه (Seaming) که در یک یا چند مرحله و دریک یا چند ماشین با توجه به نیاز و نوع تجهیزات به کار گرفته شده در پایان عملیات تولید صورت می پذیرد.
مراحل تولید قوطی دو تکه
1. لاک اندود کردن ورق قلع اندود در خط لاک زنی
2. برش ورق های بدنه به شکل زیگزاگ یا ساده و یا بدون برش در روش تغذیه ورق (Sheet Feeding)
3. تغذیه ورق قلع اندود به داخل پرس و تولید قوطی دو تکه کششی با لبه برگردانده شده در پرس مخصوص که عملیات کشش و بازکشش (Draw & Redraw)، برش زواید (Trimming) و برگرداندن لبه ها در آن یکجا انجام می شود. اغلب خطوط قوطی سازی در ایران در طول دهه اخیر با انواع ماشین آلات جدید و مدرن تجهیز شده اند. گرایش به استفاده از ورق های قلع اندود نازکتر جهت صرفه جویی در مصرف مواد اولیه از مشخصه های اصلی این خطوط محسوب می شود.
کاهش ضخامت ورق ها در کنار افزایش سرعت تولید، مستلزم رعایت هر چه بشتر محدوده های کیفی مختلف مورد نیاز در تولید مواد اولیه، مخصوصا ورق های قلع اندود است. گفتنی است که طرح چاپ شده روی قوطی های دوتکه کششی با نرم افزار مخصوص طراحی می شود. در این نوع قوطی ها طرح چاپ شده روی ورق پس از کشیده شدن شکل اصلی خود را پیدا می کند. شرکت اسپانیایی لاجیتک از جمله مراکزی است که این سرویس را انجام می دهد و بسیاری از شرکت های ایرانی طرح خود را به آنجا سفارش می دهند.مقادیر روغن و توزیع یکنواختی و عمر آن اهمیت به سزایی در کیفیت لاککاری و عملیات پوشش دهی ورق دارد. بهتر است این روغن با روش های متعارف قبل از ورود به مراحل پوشش دهی، کنترل و تحت بررسی قرار گیرد.
بعضی از این روش ها بدین ترتیب است:
1. تست شکست آب (Water – Break test) : آسانترین روش برای اطمینان از وجود روغن بر روی ورق محسوب می شود.
2. تست به روش الیپسومتر (Ellipsometer) : معمولترین روش برای تعیین ضخامت روغن می باشد که به کمک دستگاهی به همین نام بر مبنای اصول اپتیکی انجام می گیرد.
3. تست به روش سوکسله ( Soxhlet Method) : در گذشته، روش اصلی تعیین ضخامت روغن بر روی ورق قلع اندود به حساب می آمد و در حال حاضر با روش های آسانتر و سریعتر جایگزین شده است. این روش در استاندارد ASTM A623 تشریح شده است و اساس آن بر پایه برداشتن روغن از سطح معینی از ورق به کمک یک حلال جوشان مانند کلروفورم و اندازه گیری روغن به جای مانده پس از تبخیر این حلال است.
9. بسته بندی ورق قلع اندود: بسته بندی نامناسب و قابلیت نفوذ رطوبت محیط تا زمان مصرف به همراه نفوذپذیری شدید ناشی از خاصیت کشش سطحی موجود بین ورق ها، خسارت جبران ناپذیری به این تولید صنعتی وارد می سازد.
طبقه بندی ترکیبی ورق های قلع اندود
تولیدکنندگان قوطی طبقه بندی ترکیبی را برای ورق های قلع اندود در نظر گرفته اند. این طبقه بندی شامل هفت ترکیب می باشد یعنی از نرم ترین ورق که ممکن است در کارخانه تولید شود ( T-1) تا سخت ترین ورقی که کاربرد آن توسط تولیدکنندگان قوطی امکانپذیر است، در خصوص این تقسیم بندی می توان گفت که :
ورق های T-1 و T-2 برای ظروف کششی کشیده مانند بدنه قوطی های ماهی و درب پوشها به کار می روند. ورق های T-4 ، T-3 مخصوص بدنه قوطی های مواد غذائی فرآیند شده است.
ورق های T-5 مخصوص مواردی است که مقاومت بیشتری از لحاظ خمشدن و یا مقاومت زیاد در برابر فشار لازم است.
ورق های T-6 برای قوطی های غذا کاربرد نداشته و فقط برای دو انتهای قوطی آبجو بهکار می رود.
ورق های T-U این ورق ها به طور مستمر مقاوم به گرم و سرد شدن می باشند. با روش الکترولیت قادریم مقادیر مختلفی از قلع را بر روی سطح ورق فولاد بنشانیم به همین دلیل به لحاظ وزن قلع در هر متر مربع تقسیمات ذیل را نیز داریم:
E1=2/8 گرم قلع در متر مربع ورق فولاد
E2=5/6 گرم قلع در متر مربع ورق فولاد
E3=8/4 گرم قلع در متر مربع ورق فولاد
E4=11/2 گرم قلع در متر مربع ورق فولاد
که در این حالت ورق ها بر اساس وزن قلع مورد استفاده در هر متر مربع ورق فولاد تقسیم بندی می شوند.
فرآیند DWI
در فرآیند DWI در عمل ابتدا استیل یا آلومینیوم به صورت کویل با ضخامت مشخص درمی آید. (برای استیل 3/0 میلی متر و آلومینیم 43/0 میلی متر) از کویل های مذکور با استفاده از دستگاه منگنه صفحات یا دایره هائی می سازند که با استفاده از دستگاه پرس به صورت لیوان در آورده می شوند لیوان حاصله سپس توسط فرآیندی به نام وال ایرند با عبور از یک حلقه آهنی به طور متوالی چکش کاری شده و طی این عملیات ضخامت لیوان به یک سوم ضخامت اولیه و ارتفاع آن به سه برابر ارتفاع اولیه با قطر ثابت می رسد و سپس به منظور به دست آوردن ارتفاع مطلوب و شکلدهی ارتفاع اضافی قوطی را قیچی نموده و در نهایت روغن اضافی که در مراحل
شکلدهی اضافه شده از قوطی با عملیات شستشو زدوده و با عبور قوطی تمیز از غلطک های چاپ کننده خارج قوطی را به شکل مناسب تزئین می کنند.
قوطی های DWI نوشابه ها پس از مراحل فوق گلو و لبه داده می شوند، سیستم لاک زدن داخلی قوطی با افشاندن لاکاپوکسی فنولیک یا وینیل همراه با حلال در سطح داخلی و سپس قراردادن قوطی درآون جهت تبخیر حلال انجام می گیرد بدیهی است که نوع سیستم لاک دهی و تعداد لایه های لاک بستگی به جنس قوطی (استیل یا آلومینیوم) و نوع محصولی که قرار است در آن بسته بندی گردد، دارد.
ورق های TFS برای فرآیند DWI مناسب نیستند زیرا لایه کروم چکش کاری حلقه های آهنی را نمی تواند تحمل کند.
فرآیند DRD
در عمل قوطی های DRD با همان مراحل اولیه که برای قوطی های DWIتوضیح داده شده آماده سازی می کردند. اما در این قوطی ها عملیات بعدی ارتفاع و قطر نهائی ظروف طی فرآیند یا کشش توسط ضربه بر روی لیوان حاصل می شوند و به این طریق ظروفی با قطر کوچکتر تهیه می شود. ظروف DRD به طور رایج از ورق های TP، TFS ساخته می شوند. لاک مورد استفاده در داخل ظروف بستگی به جنس قوطی و نوع ماده غذایی مورد استفاده در بسته بندی دارد و معمولا از لاک های اپوکسی فنولیک یا وینیل بدین منظور استفاده می شود. قوطی های دو پارچه ای مزایای زیادی به ویژه از جنبه اقتصادی و زیبائی ظاهر نسبت به قوطی های لحیم یا جوش مقاومتی سه پارچه ای دارند.به طور کلی ظروف حاصله از روش DWI دارای دیواره نسبتا نازک بوده که برای بسته بندی نوشابه های گازدار مناسب می باشد. زیرا قدرت تحمل فشار داخلی را دارند ولی در قوطی های DRD بدنه دارای ضخامت بیشتر بوده بنابراین جهت بسته بندی مواد غذایی نیازمند به حرارت پس از دربندی به کار برده می شوند. انتخاب ورق های TP یا TFS و یا آلومینیوم برای تولید قوطی های دوپارچه ای یک مساله اقتصادی بوده که به قیمت این ورق ها بستگی دارد.