금속포장재 중부대학교 식품생명과학과 허상선 교수.

Presentation on theme: "금속포장재 중부대학교 식품생명과학과 허상선 교수."— Presentation transcript:

1 금속포장재 중부대학교 식품생명과학과 허상선 교수

2 금속용기의 장점 완벽한 차단성 비교적 싸다 내열성, 열전도 및 전기전도성 우수 단단하고 강하다 – 높은 기계적 강도
고속포장라인용으로 적합하다 재활용하기 용이하다 장기간 보존할 수 있다 위생성이 뛰어나다

3 CAN의 제조방법 3 Pieces Can

4 3 피스캔 몸통 접합부분(200배)과 뚜껑 접합 부분

5 이중권체(double seam) 용기본체와 바닥, 뚜껑 사이의 밀봉은 이중권체에 의해 이루어짐
바닥부위의 밀봉은 캔공장에서, 뚜껑부분은 식품공장에서 이루어짐 이중권체: lifter, chuck, roll 로 구성 이중권체가 불완전하면 내용물 부패 위험

6 3 피스 캔 캔의 구성이 몸통, 뚜껑, 바닥 3개 부문 몸통의 성형접착(Side Seam) 접합부 3 피스 캔
3피스 캔의 사이드심 주요 형태

7 납땜관(Soldered Seam Can)
납땜에 의하여 사이드 씸(Side Seam)이 접합한 캔 금속 소재는 주석을 도금한 강판(흔히 양철)을 사용 가장 오랫동안 통조림 용기 분야의 주종 최근에는 납땜의 위생상의 문제점으로 규제 받아 사용량이 급속히 감소 과실류나 야채류 등의 갈변 방지를 위해 캔 내부 산소농도를 낮은 수준으로 제어하는 주석의 작용이 필요한 용도에만 사용

8 접착관 (Lap Seam Cemented Can)
페놀수지도료 TFS 혹은 알루미늄판에 도포 나이론계 접착제 용융압출 가열·냉각해서 접합 주석강판의 대용품으로 전해크롬산 처리한 강판(TFS, Tin-Free-Steel)을 사용 이 TFS는 하층이 금속크롬, 상층이 크롬수화산화물의 이층 피막을 가진 표면처리강판

9

10 용접관(Welded Seam Can) 캔 몸통 사이드씸이 용접에 의하여 접합된 캔 금속 재료 : 주석도강판 주석도금량(0.3~0.8/㎡)이 적은 주석도금강판인 LTS( Low Tin-Coated Steel), 주석 도금전에 니켈도금을 (10~70㎎/㎡)을 하여 주석 합금층의 성장을 억제 하는 TNS(Tin Nickel Coated Steel)가 개발 용접관의 예

11 씨멘트관(Cemented Can) 씨멘트캔의 사이드씸 모서리부문은 납땜캔과 같이 록심구조 폴리아마이드(PA) 수지를 충전·고화시킨 것으로 접합 소재로는 주석도금강판, TFS, AL등이 적용 건조식품류, 육류 등의 용기로 사용

12 투피스(two-piece) 캔 금속이 컵 형태로 만들어 졌을 때 바닥과 옆면은 모두 한 몸이며 윗부분은 다른 조각으로 구성.
옆면의 접합부(side seam)와 바닥의 접합부분이 없어 기술적, 경제적, 미적 장점 단점으로써는 생산설비가 three-piece can의 경우보다 무려 8배 비싸 다양한 캔을 만들기 어려움. 현재 대부분의 맥주 캔, 음료수캔에도 다수

13 2 Pieces Can 2 피스캔의 밑부분은 왜 오목할까? 2 피스 캔

14 투피스(two-piece) 캔 제조 제조공정에서 18% 이상의 소요에너지를 절감 원자재 절약에 있어서도 2~3배의 효과
금속판이나 알루미늄 판을 동그랗게 따낸 다음 사용할 캔의 높이까지 늘려서 만드는 방식

15 성형방법 심교캔(타발관, DR캔, DRD캔) 미리 프리코트된 금속팬을 펀치나 다이스에 의하여 심교가공한 2피스 금속캔
소형 일반식품 통조림에 주로 사용 금속재료는 AL(주로 AL-Mg계 5000계통), 주석도강판과 TFS등이 사용 어육류, 페트푸드 외에 야채류, 수프류 등에도 사용 도막 밀착성, 내식성, 가공성이 우수하고, 식품 위생상 무해

16

17 인발관(DI캔, Drawn & Ironed Can)
AL합금이나 틴플레이트를 소재로 하여 원형 블랭크를 통상 1~2단계에서 심교(Drawing) 가공 캔 몸통부분을 얇게 할 수 있어서 맥주나 탄산음료와 같은 내압이 걸리는 내용물을 담는 용기

18 충격압출관/튜브(Impact Extruded Can/Tube)
타발관, DI캔이 판으로부터 성형된 슬럭을 다이 내에서 충격을 주어 임팩트함으로써 펀치에 따라 금속이 유동 압출되어 컵상태로 성형되는 것 충격압출캔 또는 임팩트캔 내압성을 필요로 하는 에어로졸제품 최근에는 화장품, 의약품 등의 제품과 핫팩된 주류

19 DTR캔(Draw- Thin- Redraw Can) : TULC캔
고강도의 TFS양면에 폴리에스테르(PET) 수지의 이축연신필름을 라미네이트하여 만든 복합재료를 열접착한 프리코트재료를 사용하여 성형 가공한 캔

20 TUCL캔은 제조시 페수, 페가스를 절감하여 에너지, 자원의 소비가 현저히 절감되고, 제조공정에서 발생하는 이산화탄소의 양도 다른 종류의 캔보다 1/2 수준인 TLUC캔 Toyo Ultimater Can

21 1. 피스캔의 재질로 어떤 경우에는 철을, 어떤 경우에는 알루미늄을 사용?
2. 우유캔은 있나 없나? 없다면 왜 없을까?

22 알루미늄

23 일반적 성질 라틴어 alumen에서 유래 은백색의 무른 경금속
전성, 연성이 커서 얇은 박 제조 가능 ->알루미늄 호일 공기 중에 방치하면 산화물의 피막이 생겨 광택이 없어지지만 내부는 산화되지 않음 -> 녹 방지 공기 중에서 녹는점 부근까지 가열하면 백색광을 내면서 연소되어 산화 알루미늄이 된다. 이때 많은 열을 낸다. -> 용접용                                                                                     

24 포장에서의 알루미늄 성질 가벼우면서 아름답고 내식성이 있으며 연성·전성이 풍부하여 가공이 쉽다 치수안정성이 있다.
금속광택성과 광열방사성이 양호하다. 방습성, 보향성, 내후성(일광, 폭우등에 견디는 정도)이 우수하다. 무독, 무취, 무미로서 식품포장에 이상적이다. 재활용이 잘된다.

25 알루미늄 용기 알루미늄 캔 알루미늄 호일 알루미늄 튜브

26 알루미늄 캔 처음 소개된 것은 1959년, 급성장. 가격은 점점 올라가고 있으나 34%가 스크랩에서 재생, 재활용이 용이.
                      처음 소개된 것은 1959년, 급성장. 가격은 점점 올라가고 있으나 34%가 스크랩에서 재생, 재활용이 용이. 음료수캔의 50%는 알루미늄으로 제조. 주철캔 뚜껑에 있는 pull tab의 80%는 알루미늄을 사용. 알루미늄은 무게가 스틸캔의 1/3 정도로 가볍고 부식성이 덜하나 스틸캔에 비하여 강도는 약한 편. 탄산음료나 에어로졸 용기 등 내압이 있는 제품의 포장용.

27 알루미늄이 쉽게 납땜되지 않으므로 side seam은 주로 접합제를 사용하여 모터오일이나 쥬스류의 포장에 사용.
음료수캔의 50%는 알루미늄으로 제조. 주철캔 뚜껑에 있는 pull tab의 80%는 알루미늄을 사용.

28 알루미늄은 무게가 스틸캔의 1/3 정도로 가볍고 부식성이 덜하나 스틸캔에 비하여 강도는 약한 편.
탄산음료나 에어로졸 용기 등 내압이 있는 제품의 포장용. 가볍고 부식성이 적다는 장점은 압연, 압출 성형, 압연과 ironed 등 다양한 방법으로 가공. 캔용으로 주로 쓰이는 알루미늄은 1에서 2%의 마그네슘을 합금한 것으로 특히 부식성이 적다.

29 기타 알루미늄 포장용기 알루미늄 호일 알루미늄 튜브 알루미늄을 4.3 에서 150μm 정도로 얇게 압연한 시트.
용도: 도시락용기, 라미네이트용, 쟁반, 뚜껑의 라이너, composite can 용 성형: 적층, 인쇄, 코팅, embossing 알루미늄 튜브 치약, 의약품(연고), 화장품, 군용식품(미국)

30 알루미늄 호일 알루미늄을 4.3 에서 150μm 정도로 얇게 압연한 시트.
열간압연 및 냉간압연 방법으로 제조(냉간압연이 유리) 용도: 도시락용기, 라미네이트용, 쟁반, 뚜껑의 라이너, composite can 용 성형: 적층, 인쇄, 코팅, embossing 25.4μm 이상일 때 습기, 기체 차단성 완벽

31 알루미늄 호일(박)의 특성 ①중량이 가볍다.→운송비 절감 ②금속광택→디스플레이 효과
③차광성, 열·빛의 높은 반사율→ 자외선으로부터 내용물 보호 ④방습, 비투기성, 보호성, 흡습과 산화 향기의 휘발 방지. ⑤위생적으로 무독, 무해하다 : 식품, 의약품의 포장에 적합. ⑥박테리아, 곰팡이, 벌레류의 침입 방지→초켤릿, 치즈의 포장 ⑦내열, 내한성 및 형태안전성→케익류, 냉동식룸, 레토르트식품 포장에 적합 ⑧기계적성이 양호→고속자동포장기로 사용. ⑨가공특성이 양호 ⑩공해의 염려가 없다(재활용) ⑪기계적 강도가 약하다 ⑫핀홀이 많다.

32 알루미늄 튜브 일반적 성질 개봉 후의 보존기간은 저장조건에 따라 달라지나 튜브 포장 식품은 제품을 일부 사용하고 난 후에도 제품이 산소(공기)와 접촉하지 않는 점에서 다른 성형용기포장에 비해 장점. 공기 중에서 쉽게 산화되는 토마토 퓨레와 같은 제품에는 효과적

33 제조 공정 및 가공 알루미늄 튜브의 제조공정은 알루미늄의 연신특성을 이용하는 점에서 2-piece캔의 제조와 비슷
알루미늄 slug을 die를 통하여 연신(drawing)시킨 후 필요한 길이가 되게 자르고 annealing 공정을 거쳐 유연한 튜브 성형 윤활제를 연소시켜 없애고 내면을 epoxy 계 락카로 코팅하고 외면은 roller coater로 코팅 및 인쇄 미국에서는 일부의 식품이 군용으로 튜브에 포장되어 살균되어 상온 유통되게 가공

34 알루미늄 튜브의 용도 치약이나 화장품의 포장에 쓰이는 알루미늄 튜브 포장이 알루미늄 튜브 포장이 일부의 식품에도 이용
대표적인 이용처는 토마토 퓨레, 겨자, 치즈 스프레드 등 원래는 알루미늄 튜브가 주로 사용되었으나 최근에는 차단성이 높은 공압출 플라스틱 적층튜브가 사용

35 에어로졸 용기 액화가스나 압축가스에 의한 압력에 의해 누름버튼(push-button valve)를 통해 용기내의 액체를 특정한 형태로 분사하는 포장용기 이차 세계대전 초에 살충제를 고안하면서 시작

36 에어로졸의 장단점 장점 하나는 버튼을 누름으로서 쉽게 사용량을 제한.
내용물이 외부로부터의 오염이나 산화되는 것을 방지. 내용물을 쉽게 원하는 형태, 즉 스프레이, 폼, 방울 등으로 변화. 단점: 타른 캔용기 등에 비하여 비싸고 내용물을 볼 수가 없으며 오랜기간동안 보존할 경우 새는 단점

37 에어로졸의 3가지 추진방식 액상 추진체가 액상내용물과 분리되어 있고 기체상태의 추진체가 윗부분을 차지하는 경우가 있고(A) - A의 경우 액체를 작은 수분알갱이로 만들어 안개같은 형태 기체상태의 추진체가 액상내용물과 완전히 분리된 경우(B) - 물방울형태. 액상 추진체와 액상내용물이 완전히 혼합된 경우(C) - 폼형태.

38 용도 살충제, 발포크림, 면도크림, 헤어 스프레이, 페인트, 방향제 등으로 많이 사용. 식품, 의약품에도 사용 증가