Алюминиевые банки для напитков

Введение

Контейнер, специально изготовленный для жидкостей, таких как напитки, и обычно изготовленный из алюминия.

Банка для напитков (или консервная банка) – это металлический контейнер, предназначенный для хранения фиксированного объема жидкости, например, газированных безалкогольных напитков, алкогольных напитков, фруктовых соков, чая, травяных чаев, энергетических напитков и т.д. Банки для напитков изготавливаются из алюминия (75% мирового производства) или жести, покрытой оловом (25% мирового производства). Общий мировой объем производства банок для напитков составляет приблизительно 370 миллиардов банок в год. Вскоре после этого газированные напитки, с их большей кислотностью и несколько более высоким давлением, стали доступны в банках. Ключевым фактором для хранения напитков в банках стала внутренняя облицовка, обычно пластиковая или иногда восковая, которая помогала сохранить вкус продукта, предотвращая химическую реакцию с металлом. Важным фактором, повлиявшим на сроки, также стала отмена «сухого закона» в США в конце 1933 года. В 1935 году пивоварня Felinfoel в Уэльсе стала первой пивоварней за пределами США, начавшей коммерческое производство пива в банках. До этого пиво было доступно только в бочках или стеклянных бутылках. С этого времени стали использоваться легкие жестяные банки. Felinfoel являлся крупным поставщиком для британских вооруженных сил за рубежом во время Второй мировой войны. Банки значительно экономили место и вес при экспортных поставках по сравнению со стеклянными бутылками и не требовали возврата для повторного наполнения. Эти ранние банки не имели кольца для открывания, вместо этого они оснащались коронной пробкой (крышкой от пивной бутылки). С XVIII века до начала XX века Уэльс доминировал в мировом производстве жести, достигнув пика в начале 1890-х годов, когда 80% мировой жести производилось в Южном Уэльсе. Банки были герметично закрыты на заводе и требовали специального инструмента для открывания. Обычно банки имели цилиндрическую форму с плоским дном и верхом. Для их открывания требовался пробойник для банки, в разговорной речи известный как «церковный ключ», который зацеплялся за верхний край для рычага; поднятие ручки заставляло острый наконечник пробивать верхнюю часть банки, образуя треугольное отверстие. Обычно на противоположной стороне верха банки делали второе, меньшее отверстие для подачи воздуха при наливании, обеспечивая свободный поток жидкости. В середине 1930-х годов были разработаны банки с крышками, которые можно было открывать и наливать, как из бутылки. Их называли «конусообразными», так как их верхняя часть сужалась к меньшему диаметру крышки. Конусообразные банки запечатывались теми же крышками, которые использовались для бутылок, и их можно было открывать тем же инструментом для открывания бутылок. Существовало три типа конусообразных банок: с высоким профилем, с низким профилем и с J-образным изливом. Самыми ранними были банки с низким профилем и J-образным изливом, датируемые примерно 1935 годом. «Коронатайнер» представлял собой другой тип банки, изготовленный из вытянутой стали с нижней крышкой. Они были разработаны компанией Crown Cork & Seal (ныне известной как Crown Holdings, Inc.), ведущим производителем упаковки для напитков и банок для напитков. Популярность напитков в банках росла медленно, поскольку металлический привкус было трудно устранить из-за несовершенства внутренней облицовки, особенно для более кислых газированных напитков. Банки имели два преимущества перед стеклянными бутылками. Во-первых, для дистрибьюторов плоские банки были более компактными для транспортировки и хранения и весили меньше, чем бутылки. Во-вторых, для потребителей они не требовали залога, который обычно взимался за бутылки, поскольку их выбрасывали после использования. Залог за стеклянные бутылки возвращался, когда потребители возвращали пустые бутылки в магазин. В 1959 году компания Adolph Coors Company представила на рынок алюминиевую банку, пригодную для вторичной переработки, объемом 7 унций. В 2008 году алюминиевая версия конструкции «коронатайнер» была использована для упаковки напитка Caribou Coffee от Coca-Cola.

A drink can (or beverage can) is a metal container designed to hold a fixed portion of liquid such as carbonated soft drinks, alcoholic drinks, fruit juices, teas, herbal teas, energy drinks, etc. Drink cans are made of aluminum (75% of worldwide production) or tin plated steel (25% worldwide production). Worldwide production for all drink cans is approximately 370 billion cans per year. Not long after that, sodas, with their higher acidity and somewhat higher pressures, were available in cans. The key development for storing drinks in cans was the interior liner, typically plastic or sometimes a waxy substance, that helped to keep the product's flavor from being ruined by a chemical reaction with the metal. Another major factor for the timing was the repeal of Prohibition in the United States at the end of 1933. In 1935, the Felinfoel Brewery at Felinfoel in Wales was the first brewery outside the US to commercially can beer. Prior to this time, beer had been available only in barrels or in glass bottles. From this time, lightweight tin cans could be used. Felinfoel was a major supplier to British armed forces abroad in the Second World War. Cans saved a great deal of space and weight for wartime exports compared to glass bottles and did not have to be returned for refilling. These early cans did not have a pull tab, being equipped instead with a crown cork (beer bottle top). From the 18th century until the early 20th century Wales dominated world tinplate production, peaking in the early 1890s when 80% of the world's tinplate was produced in south Wales. Canned drinks were factory sealed and required a special opener tool in order to consume the contents. Cans were typically formed as cylinders, having a flat top and bottom. They required a can piercer, colloquially known as a "church key", that latched onto the top rim for leverage; lifting the handle would force the sharp tip through the top of the can, cutting a triangular hole. A smaller second hole was usually punched at the opposite side of the top to admit air while pouring, allowing the liquid to flow freely. In the mid 1930s, some cans were developed with caps so that they could be opened and poured more like a bottle. These were called "cone tops", as their tops had a conical taper up to the smaller diameter of the cap. Cone top cans were sealed by the same crimped caps that were put on bottles, and could be opened with the same bottle opener tool. There were three types of conetops: high profile, low profile, and j spout. The low profile and j spout were the earliest, dating from about 1935. The "crowntainer" was a different type of can that was drawn steel with a bottom cap. These were developed by Crown Cork & Seal (now known as Crown Holdings, Inc.), a leading drink packaging and drink can producer. The popularity of canned drinks was slow to catch on, as the metallic taste was difficult to overcome with the interior liner not perfected, especially with more acidic sodas. Cans had two advantages over glass bottles. First for the distributors, flat top cans were more compact for transportation and storage and weighed less than bottles. Second for consumers, they did not require the deposit typically paid for bottles, as they were discarded after use. Glass bottle deposits were reimbursed when consumers took the empties back to the store. In 1959, the recyclable aluminum can was introduced to the market in a 7 oz. size by the Adolph Coors Company. In 2008, an aluminum version of the crowntainer design was adopted for packaging Coca Cola's Caribou Coffee drink.

Стандартные размеры

Сравнительная таблица различных стандартов
мл имп. унц. США унц.
568 20.0 19.2
473 16.6 16.0
237 8.3 8.0

Состав

Большинство металлических банок для напитков, произведенных в Соединенных Штатах, изготавливаются из алюминия, в то время как в некоторых частях Европы и Азии примерно 55 процентов изготавливаются из стали, а 45 процентов – из алюминиевого сплава. Стальные банки часто имеют крышку из алюминия. Контейнеры для напитков изготавливаются из двух различных алюминиевых сплавов. Корпус изготавливается из сплава 3004, который легко штампуется, а крышка – из более твердого сплава 5182. Вес пустой алюминиевой банки составляет примерно 34 банки на фунт или 70 на килограмм. Во многих странах мира можно вернуть залог, сдав пустые пластиковые, стеклянные и алюминиевые контейнеры. Скупщики металлолома часто закупают алюминиевые банки оптом, даже если залог не предлагается. Алюминий – один из наиболее экономичных материалов для переработки. При переработке без примеси других металлов комбинация банки и крышки идеально подходит для производства новой заготовки для основной части банки – потеря магния при плавке компенсируется высоким содержанием магния в крышке. Кроме того, для получения алюминия из руд, таких как боксит, требуется большое количество электроэнергии, что делает переработку дешевле, чем производство нового металла. Внутренняя поверхность алюминиевых банок покрыта защитным слоем, предохраняющим алюминий от окисления. Несмотря на это покрытие, незначительное количество алюминия может переходить в жидкость, объем которого зависит от таких факторов, как температура хранения и состав жидкости. В состав внутреннего покрытия банок входят различные типы эпоксидных смол.

Производственный процесс

Современные банки обычно производятся методом механической холодной штамповки, который начинается с выбивки плоской заготовки из очень жесткого холоднокатаного листа. Этот лист обычно изготавливается из сплава 3104 H19 или 3004 H19, представляющего собой алюминий с примерно 1% марганца и 1% магния для обеспечения прочности и пластичности. Плоская заготовка сначала формуется в чашку диаметром около трех дюймов. Затем эта чашка подвергается другому процессу формовки, называемому "растяжкой", который формирует корпус банки. Дно банки также формируется на этом этапе. Пластичный металл деформируется, принимая форму банки с открытым верхом. Благодаря сложной технологии изготовления штампов и формовочных машин, стенки банки тоньше, чем верхняя и нижняя части, где требуется жесткость. Обычные крышки (известные как "оболочки") штампуются из алюминиевой ленты, обычно сплава 5182 H48, и передаются в другой пресс, который преобразует их в крышки с удобным открыванием. Этот пресс известен как пресс-конвертер, который формирует неразъемное рифленое кольцо на крышке и наносит насечку для открывания, одновременно формируя язычки в другом штампе из отдельной алюминиевой ленты.

Наполнение банок

Консервные банки заполняются до того, как на них устанавливают крышку с помощью обжимных машин. Для ускорения производственного процесса операции наполнения и герметизации должны быть предельно точными. Наполнительная головка центрирует банку, используя давление газа, удаляет воздух и направляет поток напитка по стенкам банки. Крышка устанавливается на банку, а затем обжимается в два этапа. Обжимная головка захватывает крышку сверху, а обжимной ролик сбоку загибает край крышки вокруг края корпуса банки. Головка и ролик вращают банку по кругу, обеспечивая герметичность по всему периметру. Затем прижимной ролик с другим профилем сжимает два края под давлением, создавая газонепроницаемое соединение. Наполненные банки обычно содержат газ под давлением внутри, что придает им достаточную жесткость для удобства транспортировки. Без вытяжного кольца поднять зафиксированную часть дна банки было бы невозможно. Линии розлива консервных банок имеют различную производительность – от 15 000 банок в час (б/ч) до 120 000 б/ч и более, с разной степенью автоматизации. Например, подача крышек может начинаться с ручной выгрузки из пакетов на простой желоб, подключенный к обжимной машине, и заканчиваться полностью автоматизированными процессами с автоматической выгрузкой крышек из пакетов и их подачей, а также автоматическими паллеторазборщиками для загрузки разгрузчиков крышек роботами.

Механизмы открытия

Ранние металлические банки для напитков не имели ключа для открывания; их открывали пробойником для банок или "церковным ключом" – устройством, напоминающим открыватель бутылок с острым концом. Банку открывали, проделывая два треугольных отверстия в крышке – большое для питья и второе, меньшее, для подачи воздуха. Уже в 1922 году изобретатели подавали заявки на патенты на банки с ключом для открывания, но технологии того времени делали эти изобретения непрактичными. Позже, с развитием технологий, концы банок стали изготавливать из алюминия вместо стали. В 1959 году Эрмал Фрейз разработал способ открывания банок, который стал доминирующим на рынке консервированных напитков. Его изобретением стала "вытяжная вкладка" (pull tab). Это устранило необходимость в отдельном инструменте для открывания, прикрепив алюминиевый рычаг с петлей и заклепкой к предварительно насеченной клинообразной части крышки банки. Петля крепилась к центру крышки, создавая удлиненное отверстие, достаточно большое, чтобы одно отверстие одновременно служило для вытекания напитка и поступления воздуха. Ранее, во время семейного пикника, мистер Фрейз забыл взять с собой открывашку для банок и был вынужден использовать автомобильный бампер, чтобы открыть банку пива. Подумав, что должен быть более простой способ, он не спал всю ночь, пока не придумал вытяжную вкладку. Вытяжные вкладки, или выброшенные от них ключи, в разговорной речи называли "поп-топами". В 1970-х годах вытяжная вкладка была широко популярна, но ее популярность сопровождалась проблемой: люди часто просто выбрасывали вытяжные вкладки на землю, создавая потенциальный риск травм, особенно для ног или пальцев. В 1960-х годах, по крайней мере, один изобретатель попытался решить проблему мусора, сделав так, чтобы вкладка удерживалась неподвижным ключом, который оборачивал бы вкладку вокруг себя, но эта попытка оказалась коммерчески неудачной. Проблема выброшенных ключей была первоначально решена изобретением нажимной вкладки (push tab). В основном использовавшаяся на банках пива Coors в середине 1970-х годов, нажимная вкладка представляла собой приподнятую, округлую, насеченную область, используемую вместо вытяжной вкладки. Для ее открытия не требовалось петли; вместо этого, приподнятый алюминиевый пузырек вдавливали внутрь банки одним пальцем. Небольшой, ненасеченный участок вкладки предотвращал ее отрыв и падение внутрь банки после нажатия. Нажимные вкладки не получили широкой популярности, поскольку, хотя они и решили проблему мусора, связанную с вытяжными вкладками, они создали опасность: палец человека, вдавливающий вкладку в банку, сразу же оказывался подвержен острым краям отверстия. Особенностью банок пива Coors с нажимной вкладкой было наличие второй, меньшей нажимной вкладки сверху, служащей для вентиляции. "Нажимные вкладки" были впервые представлены в Австралии примерно в 1977 году и были известны как "поп-топы", прежде чем позже их заменили вкладкой "Stay Tab" (неотрывающаяся вкладка). Проблемы безопасности и мусора были окончательно решены в конце 1970-х годов благодаря изобретению Дэниелом Ф. Кудзиком неотрывающейся вкладки "Stay Tab". Обычно банки хранятся в герметичных картонных коробках, гофрированных картонных ящиках или лотках, покрытых пластиковой пленкой. Вся система дистрибуции и упаковка должны контролироваться для обеспечения свежести продукта.

Early metal drink cans had no tabs; they were opened by a can piercer or churchkey, a device resembling a bottle opener with a sharp point. The can was opened by punching two triangular holes in the lid—a large one for drinking, and a second smaller one to admit air. As early as 1922, inventors were applying for patents on cans with tab tops, but the technology of the time made these inventions impractical. Later advancements saw the ends of the can made out of aluminum instead of steel. In 1959, Ermal Fraze devised a can opening method that would come to dominate the canned drink market. His invention was the "pull tab". This eliminated the need for a separate opener tool by attaching an aluminum pull ring lever with a rivet to a pre scored wedge shaped tab section of the can top. The ring was riveted to the center of the top, which created an elongated opening large enough that one hole simultaneously served to let the drink flow out while air flowed in. Previously, while on a family picnic, Mr. Fraze had forgotten to bring a can opener and was forced to use a car bumper to open a can of beer. Thinking there must be an easier way, he stayed up all night until he came up with the pull tab. Pull tab cans, or the discarded tabs from them, were colloquially called "pop tops". Into the 1970s the pull tab was widely popular, but its popularity came with the problem of people frequently simply discarding the pull tabs on the ground, creating a potential injury risk especially to the feet or fingers. In the 1960s, at least one inventor attempted to solve the litter problem, by having the tab be retained by a stationary key that would wrap the tab around itself, which was unsuccessful commercially. The problem of the discarded tops was initially solved by the invention of the push tab. Used primarily on Coors Beer cans in the mid 1970s, the push tab was a raised circular scored area used in place of the pull tab. It needed no ring to pull up; instead, the raised aluminum blister was pushed down into the can using one finger. A small unscored section of the tab prevented it from detaching and falling into the can after being pushed in. Push tabs never gained wide popularity because while they had solved the litter problem of the pull tab, they created a safety hazard where the person's finger upon pushing the tab into the can was immediately exposed to the sharp edges of the opening. A feature of the push tab Coors Beer cans was that they had a second, smaller, push tab at the top as an airflow vent. "Push tabs" were introduced into Australia from around 1977 and were locally known as "pop tops", before being replaced later by the Stay on tab. The safety and litter problems were eventually solved later in the 1970s with Daniel F. Cudzik's invention of the non removing "Stay Tab". Cans are usually in sealed paperboard cartons, corrugated fiberboard boxes, or trays covered with plastic film. The entire distribution system and packaging need to be controlled to ensure freshness.

Всплывающий

Миколай Кондаков и Джеймс Вонг из Тандер-Бей, провинция Онтарио, Канада, изобрели версию с язычком для открывания бутылок в 1951 году или ранее (канадский патент 476789). В 1962 году Эрмал Клеон Фрейз из Дейтона, штат Огайо, США, изобрел схожую конструкцию с цельным креплением и язычком (также известную как кольцевой язычок в британском английском), которая имела кольцо, прикрепленное к креплению для оттягивания, и полностью отрывалась для выброса. Он получил патент США № 3 349 949 на конструкцию банки с открывающимся верхом в 1963 году и лицензировал свое изобретение компаниям Alcoa и Pittsburgh Brewing Company, последняя из которых впервые применила эту конструкцию на банках пива Iron City. Первыми газированными напитками, которые стали продаваться в полностью алюминиевых банках, были R. C. Cola и Diet Rite Cola, оба произведенные компанией Royal Crown Cola в 1964 году. Ранние язычки легко отрывались. В 1976 году в журнале "Journal of the American Medical Association" были отмечены случаи проглатывания детьми оторвавшихся язычков, которые попадали внутрь банки. Язычки, открывающие всю крышку, также использовались в некоторых банках с маслом и в настоящее время используются в банках с супами, кормами для домашних животных, теннисными мячами, орехами и другими продуктами.

Оставайся на вкладке

В 1958 году американскому изобретателю Энтони Баджаде был выдан патент на «закрытие крышки для консервных контейнеров». Изобретение Баджады стало первым проектом, который сохранял язычок для открывания соединенным с крышкой банки, предотвращая его падение внутрь. Его патент истек в 1975 году и был непосредственно упомянут в механизмах, используемых такими компаниями, как Crown Cork & Seal Co., Broken Hill Proprietary Co. и United States Steel Corporation. Примерно через месяц после истечения срока действия патента Баджады, Дэниел Ф. Кудзик, инженер компании Reynolds Metals, подал заявку на патент на конструкцию «закрытие для контейнера». Позже она стала известна как «Sta Tab». Когда Sta Tab был представлен в 1975 году, сначала на пиво Falls City, а затем и на другие напитки, был начат период потребительского тестирования и обучения. Позже Кудзик получил патенты на эту «легко открывающуюся стенку» ( ). Действительность этих патентов была подтверждена в последующих судебных разбирательствах. Аналогично разработанный «экологичный конец с легким открыванием» (Easy open ecology end) был изобретен Эрмалом Фрейзом и Омаром Брауном. Заявка на патент на него также была подана в 1975 году, менее чем через два месяца после истечения срока действия патента Баджады. Эта конструкция, как и у Кудзика, использует отдельный язычок, прикрепленный к верхней поверхности в качестве рычага для нажатия на выдавленную часть крышки, которая складывается под верхнюю часть банки и уходит из-под образовавшегося отверстия, тем самым снижая риск травм и загрязнения окружающей среды от съемных язычков. Такие банки с «удерживаемым кольцом» (retained ring pull) вытеснили банки со съемными язычками в Великобритании в 1989 году для безалкогольных напитков и в 1990 году для алкогольных напитков. Система открывания Stay On Tab (SOT) решила экологическую проблему предыдущей системы с язычком. Однако она породила другую проблему, которая до сих пор не решена – гигиеническую: сегодня внешняя панель язычка попадает внутрь банки, погружаясь в жидкость.

Широкий рот

Одной из недавних модификаций дизайна банок стало появление банок с "широким горлышком" в конце 1990-х годов. American Can Company, теперь часть Rexam, и Coors Brewing Company владеют патентом на дизайн широкого горлышка (номер D385,192) с 1997 года. Другие компании также имеют аналогичные конструкции широкого горлышка. Разработка Ball Corporation 2008 года включает вентиляционную трубку, обеспечивающую прямой приток воздуха в банку и уменьшающую количество необходимых глотков при наливании.

Нажмите на кнопку

Одной из разновидностей была банка с кнопками, в крышке которой были предустановлены две кнопки – маленькая и большая – запечатанные пластиковой мембраной. Эти кнопки удерживались закрытыми давлением газированного напитка внутри банки. Чтобы открыть банку, потребителю нужно было одновременно нажать на обе кнопки, в результате чего образовывались два отверстия. Маленькое отверстие служило для сброса внутреннего давления, после чего можно было нажать на большую кнопку, чтобы создать отверстие для питья. Существовала также опасность порезаться об острые края отверстий или защемить пальцы. Банки с кнопками использовались Pepsi в Канаде с 1970-х по 1980-е годы и Coors в 1970-х. Впоследствии их заменили на банки с кольцом для открывания. В Австралии эти банки были известны как "pop tops" и использовались для газированных напитков с 1977 по начало 1980-х годов. Однако пивоварня Heineken в 1990-х годах ненадолго вернула на европейский рынок банки с кнопками в рамках маркетинговой акции.

Полный конец диафрагмы

Еще одна разновидность пивной банки – банка с "полной раскладкой", когда вся крышка снимается, превращая алюминиевую банку в стакан. Компания Crown Holdings впервые разработала "360 End" для использования компанией SABMiller на чемпионате мира по футболу 2010 года в Южной Африке. Она также использовалась компаниями Anheuser Busch InBev в Китае и Бразилии, а также пивоварней Sly Fox Brewing Company в Соединенных Штатах.

Запрягаемая крышка

Еще один вариант конструкции банки – это герметично закрывающаяся крышка. Версия, запатентованная компанией Cogito Can во Франции, была использована французской сетью супермаркетов Groupe Casino для своего энергетического напитка под собственной торговой маркой.

Переработка

Напиток может быть переработан, и чистый алюминий сохраняет остаточную рыночную стоимость, однако переработанные банки всё ещё необходимо разбавлять до 50% первичным алюминием, поскольку боковые стенки и крышки изготовлены из разных сплавов. Акроним UBC (Used Beverage Container – использованная тара для напитков) используется такими компаниями, как Apple, Inc, для обозначения материала, из которого сделаны корпуса их портативных ноутбуков.

Дизайн

Большинство крупных компаний разливают свои напитки в банки с нанесенным рисунком, где дизайн печатается непосредственно на алюминии, а затем из него формируется банка. В качестве альтернативы, банки могут быть обернуты пластиковой пленкой с дизайном, имитирующей напечатанную банку, но обеспечивающей большую гибкость. Современная тенденция в крафтовом алкоголе – использование наклеек для банок, что позволяет выпускать небольшие партии и оперативно менять дизайн при выпуске новых вкусов.

Сбор

Коллекционирование пивных банок было мимолетным увлечением в конце 1970-х и 1990-х годов. Однако популярность этого хобби быстро пошла на спад. Американская ассоциация коллекционеров пивных банок (BCCA), основанная в 1970 году, поддерживала это увлечение, но теперь переименовалась в Клуб коллекционеров пивоваренной продукции Америки, чтобы выглядеть более современно. По состоянию на конец 2009 года членство в Клубе коллекционеров пивоваренной продукции Америки составляло 3570 человек, по сравнению с пиком в 11 954 в 1978 году. Лишь 19 членов были моложе 30 лет, а средний возраст участников увеличился до 59 лет.