CC BY
40
^ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ УПАКОВОЧНОЙ ОТРАСЛИ
ТЕМА НОМЕРА
УДК 664.8.036.55
Совершенствование методики оценки
наружного покрытия металлических штампованных банок
В.А. Шавырин, Т.Ф. Платонова, канд. техн. наук, И.Е. Розенблат, аспирант ВНИИ консервной и овощесушильной промышленности
Существующие на сегодня методы испытания и оценки наружного лакокрасочного и литографированного покрытия регламентируются следующими нормативными документами: ГОСТ 5981-88 «Банки металлические для консервов. Технические условия», ТУ 10.244.007-90 «Жесть белая и алюминий в листах литографированные. Технические условия», ОСТ 10.138-88 «Жесть белая в листах лакированная. Общие технические условия». Некоторые предприятия-из-
Как показывает практика, несмотря на формальное соответствие лакированных образцов жести и банок требованиям НД и факультативных испытаний, изготовленные штампованные банки не всегда могут применяться для стерилизуемой продукции.
готовители банок работают по специально разработанным для себя Техническим условиям (ТУ), в которых методы испытаний и оценки наружного покрытия соответствуют методам в вышеперечисленных документах.
В частности, ГОСТ 5981-88 дает следующий регламент по оценке наружного покрытия:
п. 1.3.9. «На лакокрасочном покрытии наружной поверхности допускаются незначительные нарушения покрытия в виде легких царапин и потертостей»;
п. 1.3.15. «Лакокрасочное покрытие наружной поверхности должно быть устойчиво к стерилизации в течение 1 ч при температуре 120±2 °С в питьевой воде или паровой среде. После стерилизации допускается потемне-
Ключевые слова: металлическая тара; литографированная жесть; лакокрасочное покрытие; закаточный шов.
Key words: metal container; lithographed plate; paint-lacquer coating; seam
ние или посветление покрытия по местам нарушения покрытия»;
Приложение 2 п. 5.1. «зону деформированной части (до 10 мм) от места отреза или сгиба при оценке лакокрасочного покрытия не учитывают».
ТУ 10.244.007-90: п. 1.9. «Лакокрасочное покрытие должно выдерживать штамповку без изменения сплошности, равномерности, гладкости, цвета и блеска, свойственного применяемым материалам. Допускаются легкая матовость по местам вытяжки, поверхностные царапины и отдельные сдиры пленки лака, не нарушающие оловянного покрытия»;
п. 1.10. «После стерилизации или кипячения «допускается незначительное изменение цвета и блеска покрытия, посветление и потемнение в местах дефектов поверхности жести и лакокрасочного покрытия». ОСТ 10.138-88:
п. 1.5. «Лакокрасочное покрытие должно быть равномерным, сплошным гладким, без трещин и пузырей, иметь цвет и блеск, свойственный применяемым лакокрасочным материалам»;
п. 1.9.2. «Механическая прочность лакокрасочного покрытия должна соответствовать требованиям по прочности при растяжении, ударе, штамповке», причем после штамповки крышек типа I «допускаются поверхностные царапины длиной не более 10 мм, отдельные сдиры пленки лака общей площадью не более
2 мм2, не нарушающие оловянного покрытия и легкая матовость по местам вытяжки»;
п. 1.9.4. После испытаний на химическую стойкость «на поверхности жести, предназначенной для наружной поверхности металлической тары, допускаются поверхностные царапины длиной не более 10 мм и отдельные сдиры пленки лака, не нарушающие оловянного покрытия, каждое площадью не более 2 мм2 на 100 см2 поверхности;
п. 3.3.5 «зону деформированной части образцов (до 10 мм от места деформации) не учитывают».
Помимо этого применяются факультативные способы оценки наружного лакокрасочного и литографированного покрытий:
метод отрыва липкой ленты от решетчатого надреза покрытия (характеризует адгезию покрытия до и после стерилизации по количеству отделившихся квадратов лаковой пленки);
«ацетоновая проба» - характеризует устойчивость покрытия к 10-кратному втиранию ватным тампоном, смоченным ацетоном;
«устойчивость к царапанью» - характеризует механическую прочность покрытия при воздействии царапающего элемента с усилием 3 ньютона;
«пористость лакокрасочного покрытия» проверяется химическим методом с использованием раствора медного купороса до и после стерилизации и определяет количество пор в покрытии на единицу площади;
«глубина лунки по Эриксену» - характеризует пластические свойства покрытия и должна составлять не менее 6 мм.
Как показывает практика, несмотря на формальное соответствие лакированных образцов жести и банок требованиям НД и факультативных испытаний, изготовленные штампованные банки не всегда могут применяться для стерилизуемой продукции. В отдельных случаях брак обнаруживается на этапе стерилизации закатанной банки с продукцией, выражающийся в значительных «сползаниях» (1-4 см2) наружного лакокрасочного покрытия от линии закаточного шва вниз по корпусу банки.
Такой прецедент произошел зимой 2010 г., когда в отдел применения тары в консервной промышленности обратились два предприятия. Одно произвело продукцию в металлической штампованной банке № 1 на сумму порядка 10 млн руб., другое изготовило и поставило ме-таллолитографированные штампо-
INNOVATIVE SOLUTIONS FOR THE PACKAGING INDUSTRYЩ
1
ванные банки. Металлолитографию листов жести осуществляло третье предприятие. Обычно в подобных случаях возникает вопрос: кто виноват и кто должен возмещать за убытки? Отделу тары ВНИИКОП довольно часто приходится сталкиваться с различными видами брака, обнаруженного как на лакированной консервной жести, так и на та-роупаковочных изделиях. Поэтому основные причины в конкретном случае сползания наружного лакокрасочного покрытия, в принципе, известны. На этапе лакирования жести это: некачественная поверхность нелакированной жести (например, замасливание поверхности листов жести или наличие пассивационной пленки, ухудшающей адгезию лака к поверхности);
недостаточное выдерживание поступивших в зимний период пачек жести в условиях теплого цеха (как следствие, конденсат на поверхности и снижение адгезии лака);
неправильная подготовка лакокрасочного материала перед нанесением (интенсивность, продолжительность и температура смешивания, нарушение рецептуры);
отклонение от режимов сушки (продолжительность сушки, температура);
технологические нарушения (плохая промывка лаконаносящих валов, запыленность цеха во время лакирования и т. д.). На этапе штамповки банки: недостаточное выдерживание поступивших в зимний период пачек жести в условиях теплого цеха (как следствие, конденсат на поверхности и увеличение брака при штамповке);
недостаточное количество смазки на рабочем инструменте штампа;
наличие нагара, посторонних включений на рабочем инструменте;
недостаточная шлифовка элементов матрицы и пуансона в штампе;
механические повреждения наружного покрытия в процессе транспортировки банок по жестяно-ба-ночной линии, хранения и укладки в короба.
На этапе расфасовки продукции и изготовления консервов:
плохая регулировка или неправильный профиль закаточных роликов, повреждающих поверхность корпусов банок;
несоответствие качества автоклавной воды нормативным требованиям.
Зная все многообразие причин образования дефекта «сползание лака», установить конкретную до-
вольно сложно. Опрос производителей об обстоятельствах возникновения брака, как правило, не дает объективной информации, поскольку каждое предприятие утверждает, что на производстве не происходило отклонений от существующей технологии. Отсутствие на заводах самописцев, фиксирующих параметры лакирования или режимы стерилизации, усложняет задачу. Остается допустить влияние «человеческого фактора» на одном или нескольких этапах производства.
На начальном этапе исследований необходимо произвести проверку представленных образцов банок и литографированной жести на соответствие требованиям существующих нормативных документов. В конкретно описываемом случае проверка показала соответствие представленных образцов всем требованиям. Но в то же время зафиксировано частичное сползание лакокрасочного покрытия после термической обработки консервной продукции. Тогда мы применяем так называемый метод «провокационных» испытаний.
Суть его в следующем. Зная около десяти основных факторов, вызывающих сползание лакокрасочного покрытия, нужно попытаться (насколько возможно) их воспроизвести. Например, умышленно заморозить жесть и после штамповки банок провести оценку механической и химической стойкости лакокрасочного покрытия, нанести абразив на пуансон или матрицу при штамповке, загрязнить автоклавную воду «случайно» попавшим продуктом, сделать воду более мягкой или жесткой и т. д. В итоге можно добиться ожидаемого результата. Но не всегда. Тогда проводится аналитическая работа, в процессе которой анализируются все возможные и «невозможные» факторы, вплоть до ошибок при проведении исследований или несовершенства существующих методов испытаний.
В рассматриваемом случае происходило так.
При проведении очередного визуального осмотра банок с консервной продукцией отмечено, что сползание лаковой пленки на отдельных образцах начиналось от границы «кромка закаточного шва - корпус банки». То есть закаточный шов как бы подрезал покрытие, что впоследствии привело к отслоению лаковой пленки после термической обработки. Было принято решение нанести на одних образцах порожних банок вертикальные надрезы на участке от кром-
В настоящее время пересматривается ГОСТ 5981 «Банки металлические для консервов. Технические условия». Раздел «Контроль устойчивости лакокрасочных покрытий банок и крышек при стерилизации в модельных средах. Обработка результатов».
ки до дна, на других - горизонтальные. После стерилизации лаковое покрытие на образцах с горизонтальными надрезами начало сползать по линиям надреза в «запретной зоне».
«Запретной зоной» решили назвать «зону деформированной части (до 10 мм) от места отреза или сгиба, которую при оценке лакокрасочного покрытия не учитывают» (Приложение 2 п.5.1. ГОСТ 5981-88).
Место отреза - это кромка штампованной банки, а место сгиба - от-бортовка корпуса. Поэтому, согласно методикам ГОСТ на банки и ОСТ на лакированную жесть, эта зона не оценивалась. Возможно, это и правильно, но лишь при условии соблюдения всех технологических требований на этапе производства жести, ее литографирования, изготовления банки и стерилизации консервной продукции. Практика показывает, что технология выдерживается не всегда.
Проведенные «провокационные» испытания не позволили установить единственную причину возникшего брака, но привели к корректировке существующих методов исследований и оценке качества тароупаковоч-ных изделий.
В настоящее время пересматривается ГОСТ 5981 «Банки металлические для консервов. Технические условия». Раздел «Контроль устойчивости лакокрасочных покрытий банок и крышек при стерилизации в модельных средах. Обработка результатов» дополнен фразой: «При оценке качества наружного лакокрасочного покрытия штампованных банок учитывать всю наружную поверхность предварительно закатанных банок».
Таким образом, казалось бы, незначительное уточнение одной формулировки ГОСТ позволит избежать ошибок при оценке качества металлической консервной тары и сократить безвозвратные потери.
