فویل آلومینیوم

فویل آلومینیوم یا Aluminium foil یا پوش‌برگ،به آلومینیومی گفته می‌شود که به صورت برگه‌های نازک درآمده باشد. ضخامت فویل آلومینیوم معمولاً کمتر از ۰٫۲ تا ۰٫۰۰۶ میلی‌متر است. فویل آلومینیومی در صورتی که پس از تولید مورد عملیات حرارتی قرار گرفته باشد ،قابل انعطاف است و می‌تواند به‌آسانی خم یا در اطراف اجسام پیچیده شود. فویل های آلومینیومی نازک، و گاهی اوقات مانند پلاستیک یا کاغذ از آنها به عنوان روکش استفاده می‌شود. فویل آلومینیومی در اواسط قرن بیستم جایگزین قلع شد.

در سال ۲۰۰۳ تولید سالانهٔ فویل آلومینیومی در اروپا حدود ۸۰۰٬۰۰۰ تن (۸۸۰٬۰۰۰ تن) و در ایالات متحده آمریکا ۶۰۰٬۰۰۰ تن (۶۶۰٬۰۰۰) بوده‌است. تقریباً ۷۵٪ از تولید فویل آلومینیومی برای بسته‌بندی مواد غذایی، لوازم آرایشی، محصولات و مواد شیمیایی، و ۲۵٪ برای مصارف صنعتی (مانند عایق‌کاری حرارتی، کابل و محصولات الکترونیکی) استفاده می‌شود. در انگلستان و ایالات متحده، به دلایل تاریخی، معمولاً آن را قلع می‌نامند.

در آمریکای شمالی، فویل آلومینیوم به همان نام شناخته می شود. این نام گذاری به وسیله شرکت Reynolds metals یکی از اصلی ترین تولید کنندگان آلومینیوم در آمریکای شمالی است معروف شد. بریتانیا و در ایالات متحده آمریکا فویل آلومینیوم به طور غیر رسمی فویل قلع نامیده می شود. این نامگذاری دلیل تاریخی دارد همانطور که هم اکنون هنوز هم قوطی های آلومینیومی به اسم “قوطی های قلع” نامگذاری می شود. Metallised Films گاهی اوقات به اشتباه فویل آلومینیومی گفته می شوند اما اینها نوارهای پلیمری با پوششی نازک از آلومینیوم هستند. در استرالیا فویل های آلومینیومی اصطلاحاً Alfoil نامیده می شوند.

‌

قبل از فویل آلومینیوم

قبل از تولید آلومینیوم، فویل های قلع به صورت تجاری در دسترس بوده است. فویل قلع از اواخر قرن نوزدهم تا اوایل قرن بیستم به صورت تجاری به فروش می رفته است. واژه “فویل قلع” در زبان انگلیسی اشتباهاً به فویل های آلومینیومی اطلاق می شود.

‌‍‌‎

فویل های اولیه آلومینیومی

در سال ۱۹۱۰ برای اولین بار هنگامی که دکتر لابر و همکاران اولین فویل آلومینیوم را نورد کردند، جایگزین قلع شد. کارخانه نورد فویل آلومینیوم در مالکیت J.G. Neher & Sons که از تولیدکنندگان آلومینیوم بوده است قرار داشت. تولید آلومینیوم توسط این کارخانه در سال 1886 و در شهر Schaffhausen در کشور سوییس در کنار آبشار راین انجام شد که از انرژی جریان آب این آبشار برای تولید آلومینیوم استفاده شد. پسران Neher با همراهی Dr. Lauber یک روش نورد پیوسته را پیدا کردند که از فویل آلومینیوم به عنوان سد محافظ استفاده می شد.

‍‌‎‏

تولید فویل آلومینیوم

فویل آلومینیوم با روش نورد ورقهای حاصل از شمش های ریخته گری آلومینیوم تولید می شود. سپس در طی مراحل زیادی از نورد به قطر مورد نیاز از فویل خواهد رسید. برای رسیدن به یکنواختی در ضخامت فویل در عرض، نواری از پرتوی بتا به فویل تابیده می شود و در سوی دیگر سنسوری قرار دارد اگر شرکت عبور پرتو از فویل زیاد شود غلتک های نورد فاصله خود را بیشتر می کنند تا ضخامت فویل افزایش یابد و همینطور بالعکس اگر شدت عبور پرتوی بتا از فول کمتر از حد استاندارد شود، غلتک های نورد به یکدیگر نزدیک شده و ضخامت فویل را کمتر می کنند.

روش ریخته گری پیوسته، روش بهینه تری نسبت به نورد برای تولید فویل های آلومینیومی است. دلیل این بهینه بودن این است که این روش وابستگی کمتری به انرژی دارد که از این رو امروزه بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. برای ضخامت های بالاتر از 0.025 میلی متر، دولایه فویل جداگانه بر روی هم قرار میگیرند و مرحله آخر نورد بر روی آنها انجام می شود. فویل حاصل از این فرایند فویلی است که یک طرف آن براق و یک طرف دیگر مات است. به همین دلیل در حین روی هم قرار دادن دو ورق بر روی یکدیگر، قسمت های مات را روی هم میگذارند و قسمت های براق بیرون می مانند. این عمل به این دلیل انجام می شود تا در حین اینکه جلوی پارگی ورق را بگیرد، موجب افزایش نرخ تولید، کنترل ضخامت و نیاز به قطر های کمتر غلتک های نورد را برطرف سازد.

در حین انجام نورد، استفاده از برخی روانکار ها مورد نیاز است. در غیر اینصورت سطح فویل به‌صورت الگوی مربعی می شود. این روانکار ها قبل از مرحله آخر نورد که مرحله رسیدن به دقت نهایی است بر روی سطح فویل اسپری می شوند.اگرچه برای نورد فویل های در تماس با مواد غذایی حتماً باید از روغن های مورد تایید در رده صنعت غذایی استفاده شود، روانکار های پایه کِروسن (Kerosene Based Lubricants) برای کاربرد های معمولی استفاده می شوند.

آلومینیوم در خلال نورد در دمای پایین دچار کار سختی می شود. به دلیل سختی حاصل از نورد سرد، برای بیشتر کاربرد ها نیاز است فویل ها آنیل شوند. کلاف های فویل تا زمانی که به دمای نرم شدن برسند حرارت می دهند. این دما و زمان در حدود 340 درجه سلسیوس و 12 ساعت است. در مدت حرارت دهی، روغن های روانکار می سوزند و یک سطح خشک ایجاد میکند. در برخی مواقع این روغن روانکار در وروق های سخت شده کامل سوخته نمی‌شوند که خود می تواند موجب ایجاد یک زمینه برای پوشش بعدی ایجاد کند.

کلاف های بزرگ فویل آلومینیوم به وسیله دستگاه فویل باز کن به کلاف های کوچکتر تبدیل می شود. این فرایند کلاف از کردن و برش دادن از عملیات مهم نهایی کردن تولید است.

‌‍‌‎

خواص مکانیکی:

فویل های آلومینیوم با ضخامت های بیشتر از 25 میکرون، نسبت به آب و اکسیژن اب بند هستند در حالی که فویل های کمتر از این ضخامت به دلیل مسائل ساختی نفوذ پذیر اند.

فویل آلومینیومی یک سطح براق و یک سطح مات دارد. سطح صاف و براق زمانی بدست می آید که آلومینیوم در مرحله آخرنورد سمت غلتک های نورد باشد. به دلیل اینکه در ضخامت های کم امکان تنظیم غلتک های نورد سخت می باشد، معمولاً دو لایه فویل را روی هم می اندازند و نورد میکنند. به همین دلیل سطح در تماس دو فویل آلومینیوم به یکدیگر مات و سطح بیرونی در تماس با غلتک براق است. این تفاوت در کیفیت سطح، به این منظور است که هر سمت از فویل در پخت‌وپز کارایی خاصی دارد. افزایش بازتابش نور از سطحی (در اینجا براق بودن سطح فویل) موجب کاهش دفع و تابش حرارت می شود. فویل ها ممکن است پوشش های نچسب تنها در یک سمت باشند. بازتابش سمت براق آلومینیوم 88درصد و بازتابش سطح مات در حدود 80درصد است.

‌‍‌‎

کاربرد فویل آلومینیومی:

بسته بندی

به دلیل شکل پذیری بالا، فویل آلومینیومی به وفور در صنایع بسته بندی استفاده می شود. فویل آلومینیومی قابلیت تبدیل به ورق های نازک را دارد، میتواند خم، لوله یا بسته بندی شود. فویل آلومینیومی به عنوان مانع عبور نور و اکسیژن، آلودگی ها و ذرات نامطلوب کاربرد دارد (که عبور نور و هوا موجب اکسید شدن و از دست دادن طعم چربی می شود). این فویل ها در بسته بندی های عمر بالا مثل “بسته بندی های اسپتیک” در صنایع نوشیدنی و لبنیات که نیاز به نگهداری در مدت طولانی خارج از یخچال است کاربرد دارد.

فویل آلومینیومی در رول هایی به عرض 500 میلیمتر (20 اینچ) و طول چندین متر به وفور در بازار مصرف فروخته می شود. این فویل های برای بسته بندی غذا برای نگهداری آن استفاده می شود. به عنوان مثال برای نگهداری غذا در یخچال، بسته بندی ساندیچ، طبخ یا حتی فروش غذا های بیرون بر یا فست فود کاربرد دارد. به عنوان مثال، رستوران های Tex-Mex در ایالات متحده، ساندویچ های بوریتوی خود را در فول های آلومینیومی بسته بندی میکند.

‌‍‌‎

عایق

فویل آلومینیومی به وفور برای سپر تابشی استفاده می شود. این سپر هم قابلیت ایجاد مانع را دارد و هم توانایی بازتابش پرتو. کاربرد دیگر عایقی فویل های آلومینیومی در مبدل های حرارتی و کابل های لاینر های کابلی دارد.