Aluminiumfolie - Aluminium foil

Eine Rolle Alufolie

Aluminiumfolie (oder Aluminiumfolie in Nordamerika; oft informell Zinnfolie genannt ) ist Aluminium, das in dünnen Metallblättern mit einer Dicke von weniger als 0,2 mm (7,9 mil) hergestellt wird; dünnere Dicken bis hinunter zu 6 Mikrometer (0,24 mil) werden ebenfalls häufig verwendet. In den Vereinigten Staaten werden Folien üblicherweise in Tausendstel Zoll oder Mil gemessen . Standard-Haushaltsfolie ist typischerweise 0,016 mm (0,63 mil) dick, und schwere Haushaltsfolie ist typischerweise 0,024 mm (0,94 mil) dick. Die Folie ist biegsam und kann leicht gebogen oder um Gegenstände gewickelt werden. Dünne Folien sind zerbrechlich und werden manchmal mit anderen Materialien wie Kunststoff oder Papier laminiert , um sie stärker und nützlicher zu machen.

Die Jahresproduktion von Aluminiumfolie betrug 2003 etwa 800.000 Tonnen (880.000 Tonnen) in Europa und 600.000 Tonnen (660.000 Tonnen) in den USA im Jahr 2003. Ungefähr 75% der Aluminiumfolien werden für die Verpackung von Lebensmitteln , Kosmetika und chemischen Produkten verwendet, und 25% wird für industrielle Anwendungen verwendet (zB Wärmedämmung, elektrische Kabel und Elektronik). Es kann leicht recycelt werden .

Aluminiumfolie verdrängten Zinnfolie im 20. Jahrhundert Mitte. Im Vereinigten Königreich und in den Vereinigten Staaten wird es oft informell „Tin-Folie“ genannt, genauso wie Stahldosen oft noch „ Blechdosen “ genannt werden. Metallisierte Folien werden manchmal mit Aluminiumfolie verwechselt, sind aber in Wirklichkeit Polymerfolien, die mit einer dünnen Aluminiumschicht beschichtet sind . In Australien wird Aluminiumfolie allgemein als Alufolie bezeichnet .

Geschichte

Vorher Alufolie

Folie aus einem dünnen Zinnblatt war vor ihrem Gegenstück aus Aluminium im Handel erhältlich. Zinnfolie wurde vom späten 19. bis zum frühen 20. Jahrhundert kommerziell vermarktet. Der Begriff "Tin-Folie" ist im Englischen als Begriff für die neuere Aluminiumfolie erhalten geblieben. Zinnfolie ist weniger formbar als Aluminiumfolie und neigt dazu, darin verpackten Lebensmitteln einen leichten Zinngeschmack zu verleihen. Alufolie wurde durch Aluminium und andere Materialien zum Verpacken von Lebensmitteln ersetzt.

Die ersten Tonaufnahmen auf Phonographenzylindern wurden auf Zinnfolie gemacht.

Die erste Alufolie

1910 wurde Zinn erstmals durch Aluminium ersetzt, als die erste Aluminiumfolienwalzanlage "Dr. Lauber, Neher & Cie." wurde in Emmishofen , Schweiz, eröffnet . Das Werk des Aluminiumherstellers JG Neher & Sons wurde 1886 in Schaffhausen , Schweiz, am Fuße des Rheinfalls gegründet , um die Energie des Wasserfalls zur Verarbeitung von Aluminium zu gewinnen. Im Dezember 1907 entdeckten Nehers Söhne zusammen mit Dr. Lauber das Endloswalzverfahren und die Verwendung von Aluminiumfolie als Schutzbarriere.

1911 begann Tobler mit Sitz in Bern, seine Schokoladentafeln in Alufolie zu verpacken, darunter die einzigartige dreieckige Tafel Toblerone . Bis 1912 verwendete Maggi (heute eine Marke von Nestlé) Aluminiumfolie zum Verpacken von Suppen und Brühwürfeln.

Die erste Verwendung von Folie in den Vereinigten Staaten war 1913 zum Verpacken von Lebensrettern , Schokoriegeln und Kaugummi. Im Laufe der Zeit entwickelten sich Prozesse, die die Verwendung von Druck, Farbe, Lack, Laminat und die Prägung des Aluminiums umfassten.

Herstellung

Eine Rolle Aluminiumfolie, mit Mikrometer, die eine Dicke von 13 µm (0,5 mils ) zeigt

Aluminiumfolie durch Walzen hergestellte Platte Ingots gegossen aus geschmolzenem Billet Aluminium , dann wieder Abrollen auf Bleche und Folien Mühlen auf den gewünschten Dicken Walzen oder durch kontinuierliches Gießen und das Kaltwalzen. Um eine konstante Dicke bei der Herstellung von Aluminiumfolien aufrechtzuerhalten, wird Betastrahlung durch die Folie zu einem Sensor auf der anderen Seite geleitet. Wenn die Intensität zu hoch wird, passen sich die Walzen an und erhöhen die Dicke. Wenn die Intensitäten zu gering werden und die Folie zu dick geworden ist, üben die Walzen mehr Druck aus, wodurch die Folie dünner wird.

Das Stranggussverfahren ist viel weniger energieintensiv und hat sich zum bevorzugten Verfahren entwickelt. Bei Dicken unter 0,025 mm (1 mil ) werden normalerweise zwei Schichten für den letzten Durchgang zusammengefügt und anschließend getrennt, wodurch eine Folie mit einer hellen Seite und einer matten Seite entsteht. Die beiden sich berührenden Seiten sind matt und die Außenseiten werden hell; Dies geschieht, um Reißen zu reduzieren, die Produktionsraten zu erhöhen, die Dicke zu kontrollieren und die Notwendigkeit einer Walze mit kleinerem Durchmesser zu umgehen.

Während der Walzphasen ist eine gewisse Schmierung erforderlich; andernfalls kann die Folienoberfläche mit einem Fischgrätmuster markiert werden . Diese Schmiermittel werden auf die Folienoberfläche gesprüht, bevor sie durch die Walzen der Mühle geleitet werden. Kerosene basierende Schmiermittel werden häufig verwendet, obwohl Öle für den Lebensmittelkontakt zugelassen muss für Lebensmittelverpackungen vorgesehen Folie verwendet werden.

Aluminium wird während des Kaltwalzprozesses kaltverfestigt und für die meisten Zwecke geglüht . Die Folienrollen werden erhitzt, bis der Weichheitsgrad erreicht ist, der 12 Stunden lang bis zu 340 °C (644 °F) betragen kann. Bei dieser Erwärmung verbrennen die Schmieröle und hinterlassen eine trockene Oberfläche. Bei harten Temperwalzen können Schmieröle nicht vollständig abgebrannt werden, was das anschließende Beschichten oder Bedrucken erschweren kann.

Die Aluminiumfolienrollen werden dann auf Rollenschneidmaschinen in kleinere Rollen geschnitten . Rollenschneiden und Aufrollen ist ein wesentlicher Bestandteil des Veredelungsprozesses.

Eigenschaften

Mikroskopische Nahaufnahme einer Aluminiumfolie auf der Rückseite eines intumeszierenden Gummistreifens.

Aluminiumfolien, die dicker als 25 µm (1 mil ) sind, sind für Sauerstoff und Wasser undurchlässig. Folien, die dünner sind, werden durch herstellungsbedingte winzige Pinholes leicht durchlässig.

Aluminiumfolie hat eine glänzende Seite und eine matte Seite. Die glänzende Seite entsteht beim Walzen des Aluminiums im letzten Stich. Es ist schwierig, Walzen mit einem Spalt herzustellen, der fein genug ist, um die Foliendicke zu bewältigen, daher werden für den letzten Durchgang zwei Bleche gleichzeitig gewalzt, wodurch die Dicke der Dicke am Eintritt in die Walzen verdoppelt wird. Wenn die Blätter später getrennt werden, ist die Innenfläche stumpf und die Außenfläche glänzend. Dieser Unterschied im Finish hat zu der Annahme geführt, dass sich die Bevorzugung einer Seite beim Kochen auswirkt. Während viele (fälschlicherweise) glauben, dass die unterschiedlichen Eigenschaften die Wärme fernhalten, wenn sie mit der glänzenden Oberfläche nach außen gewickelt werden, und die Wärme mit der glänzenden Oberfläche nach innen gerichtet halten, ist der tatsächliche Unterschied ohne Instrumentierung nicht wahrnehmbar. Ein erhöhtes Reflexionsvermögen verringert sowohl die Absorption als auch die Emission von Strahlung. Die Folie darf nur auf einer Seite mit einer Antihaftbeschichtung versehen sein. Das Reflexionsvermögen einer hellen Aluminiumfolie beträgt 88 %, während eine matt geprägte Folie etwa 80 % beträgt.

Verwendet

Verpackung

Bonbons in Alufolienverpackung

Aluminium wird für Verpackungen verwendet, da es sehr formbar ist: Es kann leicht zu dünnen Blechen verarbeitet und gefaltet, gerollt oder verpackt werden. Aluminiumfolie wirkt als totale Barriere gegen Licht und Sauerstoff (die Fette oxidieren oder ranzig werden lassen), Gerüche und Aromen, Feuchtigkeit und Keime und wird daher in großem Umfang in Lebensmittel- und Pharmaverpackungen verwendet, einschließlich langlebiger Verpackungen ( aseptisch). Verpackung ) für Getränke und Milchprodukte, die eine Lagerung ohne Kühlung ermöglicht. Behälter und Tabletts aus Aluminiumfolie werden zum Backen von Kuchen und zum Verpacken von Speisen zum Mitnehmen , Fertigsnacks und langlebiger Tiernahrung verwendet.

Aluminiumfolie wird in großem Umfang auf dem Verbrauchermarkt verkauft, oft in Rollen von 500 mm (20 Zoll) Breite und mehreren Metern Länge. Es wird zum Einpacken von Lebensmitteln verwendet, um es haltbar zu machen, z. B. bei der Aufbewahrung von Essensresten im Kühlschrank (wo es zusätzlich zur Verhinderung von Geruchsaustausch dient), beim Mitnehmen von Sandwiches auf Reisen, beim Backen oder beim Verkauf einiger Sorten zum Mitnehmen oder Fast Food . Tex-Mex- Restaurants in den Vereinigten Staaten bieten beispielsweise in der Regel in Aluminiumfolie eingewickelte Burritos zum Mitnehmen an .

Isolierung

Aluminiumfolie wird häufig für Strahlungsschilde (Barriere und Reflexionsvermögen), Wärmetauscher ( Wärmeleitung ) und Kabelauskleidungen (Barriere und elektrische Leitfähigkeit ) verwendet. Die wärmeleitenden Eigenschaften der Aluminiumfolie machen sie zu einem gebräuchlichen Accessoire beim Shisha- Rauchen: Zwischen Kohle und Tabak wird häufig ein Stück perforierte Aluminiumfolie gelegt, damit der Tabak erhitzt werden kann, ohne in direkten Kontakt mit der brennenden Kohle zu kommen.

Elektromagnetische Abschirmung

Die Abschirmwirkung von Aluminiumfolie hängt von der Art des einfallenden Felds (elektrische, magnetische oder ebene Welle), der Dicke der Folie und der Frequenz (die die Eindringtiefe bestimmt ) ab. Die Wirksamkeit der Abschirmung wird normalerweise in einen Reflexionsverlust (die Energie prallt von der Abschirmung ab, anstatt sie durchdringt) und einen Absorptionsverlust (die Energie wird innerhalb der Abschirmung abgeführt) aufgeteilt.

Obwohl Aluminium nicht magnetisch ist, ist es ein guter Leiter, sodass selbst ein dünnes Blech fast die gesamte einfallende elektrische Welle reflektiert. Bei Frequenzen über 100 MHz wird das übertragene elektrische Feld um mehr als 80 Dezibel (dB) gedämpft (weniger als 10 −8 = 0,00000001 der Leistung kommt durch) – die tatsächliche Energieaufnahme ist jedoch minimal: die verbleibende hochfrequente HF-Energie wird von einer gleichmäßigen flachen Aluminiumoberfläche fast perfekt reflektiert, und daher kann sich das reflektierte Signal intern weiter ausbreiten, und wenn Löcher oder Durchgänge mit geeigneter Geometrie in der Abschirmung vorhanden sind, kann sich die Signalausbreitung durch diese fortsetzen, wobei das Aluminium ein gutes Material für die Implementierung ist ein Mikrowellen- Wellenleiter .

Dünne Aluminiumbleche dämpfen niederfrequente Magnetfelder nicht sehr effektiv. Die Abschirmwirkung ist abhängig von der Eindringtiefe. Ein Feld, das eine Hauttiefe durchquert, verliert etwa 63 Prozent seiner Energie (es wird auf 1/e = 1/2,718... seiner ursprünglichen Energie abgeschwächt). Dünne Abschirmungen weisen auch interne Reflexionen auf, die die Abschirmwirkung verringern. Für eine wirksame Abschirmung gegen ein Magnetfeld sollte die Abschirmung mehrere Skin-Tiefen dick sein. Aluminiumfolie ist etwa 25 µm (1 mil); eine Dicke von 10 mil (250 µm) (zehnmal dicker) bietet weniger als 1 dB Abschirmung bei 1 kHz, etwa 8 dB bei 10 kHz und etwa 25 dB bei 100 kHz. Bei diesen Frequenzen ist ein ferromagnetisches Material wie Baustahl aufgrund unterschiedlicher und komplementärer elektromagnetischer Permeabilitätseigenschaften viel effektiver, und übliche praktische Abschirmungsimplementierungen verwenden sowohl ein inneres Hochfrequenz-Reflexionsmaterial wie Aluminium, vorzugsweise verbunden (durch Glühen oder Galvanisieren , getan, um Kapazitäten zwischen getrennten Schichten zu vermeiden), zu einer stärkeren strukturellen ferromagnetischen Hülle, normalerweise Weichstahl (in speziellen Anwendungen können teurere, weniger strukturell nützliche und weniger bearbeitbare Materialien bevorzugt werden.) Trotz der relativ geringen Massendichte von Aluminium ist dies Design ist in der Regel sowohl leichter als auch effektiver als ein äquivalent absorbierendes Design, das nur Aluminium verwendet (obwohl mit schlechteren Wärmeableitungseigenschaften, die normalerweise durch eine verbesserte Belüftung ausgeglichen werden, die selbst sorgfältig geprüft werden muss, um die gewünschte Abschirmwirkung zu erhalten).

Kochen

Aluminiumfolie wird auch zum Grillen empfindlicher Lebensmittel wie Pilze und Gemüse verwendet. Bei dieser Methode, die manchmal auch als Hobo-Pack bezeichnet wird , werden die Lebensmittel in Folie gewickelt und dann auf den Grill gelegt, um Feuchtigkeitsverlust zu vermeiden, der zu einer weniger ansprechenden Textur führen kann.

Wie alle metallischen Gegenstände reagiert Aluminiumfolie auf das Einlegen in einen Mikrowellenherd . Dies liegt an den elektromagnetischen Feldern der Mikrowellen, die elektrische Ströme in der Folie und hohe Potentiale an den scharfen Stellen der Folienbahn induzieren ; Wenn das Potential ausreichend hoch ist, wird es in Bereichen mit niedrigerem Potential, sogar in der das Blech umgebenden Luft , einen Lichtbogen verursachen . Moderne Mikrowellenherde wurden entwickelt, um eine Beschädigung der Hohlraum-Magnetronröhre durch Mikrowellenenergiereflexion zu verhindern , und Aluminiumgehäuse, die für die Mikrowellenerwärmung ausgelegt sind, sind erhältlich.

Kunst und Dekoration

Schwerere Folien aus Aluminium werden für Kunst, Dekoration und Kunsthandwerk verwendet, insbesondere in leuchtenden Metallic-Farben. Metallisches Aluminium, normalerweise silbrig, kann durch Eloxieren andere Farben annehmen . Beim Eloxieren entsteht auf der Aluminiumoberfläche eine Oxidschicht, die je nach Verfahren farbige Farbstoffe oder Metallsalze aufnehmen kann. Auf diese Weise wird aus Aluminium eine preiswerte Goldfolie hergestellt, die eigentlich kein Gold enthält, und viele andere leuchtende Metallic-Farben. Diese Folien werden manchmal in unverwechselbaren Verpackungen verwendet.

Geochemische Probenahme

Folie wird von organischen/Erdöl-Geochemikern zum Schutz von Gesteinsproben verwendet, die aus den Feldern und in den Labors entnommen werden, in denen die Probe der Biomarker- Analyse unterzogen wird. Während normalerweise Plastik- oder Stoffbeutel für eine geologische Probenahme verwendet werden, sind Stoffbeutel durchlässig und können dazu führen, dass organische Lösungsmittel oder Öle (z die Probe. Die Folie dichtet das Eindringen organischer Lösungsmittel ab und verunreinigt die Probe nicht. Folie wird auch häufig in geochemischen Labors verwendet, um eine Barriere für den Geochemiker und zur Probenlagerung bereitzustellen.

Bändchenmikrofone

Das in vielen Bändchenmikrofonen verwendete Material ist Aluminiumblatt, oder „ Imitation Silver Leaf “, wie es manchmal genannt wird. Dies ist reines Aluminium und ist etwa 0,6 bis 2,0 Mikrometer dick. Es ist praktisch das gleiche Material, das die BBC für Coles-Bänder verwendet hat , mit der Ausnahme, dass sie das Blatt auch noch dünner von Hand schlagen. Sie taten dies, indem sie das Band zwischen Toilettenpapier klemmten und mit einem Kugelhammer schlugen . Dadurch wird das Blatt "kalt geschmiedet". Das Aluminiumblatt wurde dann eine Stunde lang in einem Ofen geglüht, um die Flexibilität wiederherzustellen. Das Band muss auch gewellt werden: Coles verwendet 25 pro Zoll (1 mm-Zyklus). RCA 44BX hat 19 Wellen pro Zoll (0,7 mm Zyklus) und ist etwa 50 mm (2,0 Zoll) lang; RCA 77 hat 13 Wellen pro Zoll (0,5 mm Zyklus). RCA-Bandmaterial ist etwa 1 bis 1,5 Mikrometer (0,00005 Zoll) dick. Das neue Nady Bändchen plus AEA geben beide an, dass sie 2 Mikrometer Aluminiumbändchen in ihren Mikrofonen verwenden.

Umweltprobleme

Einige Produkte kann Aluminiumfolie werden rezykliert bei etwa 5% der ursprünglich Energiekosten, obwohl viele Aluminium - Laminate aufgrund von Schwierigkeiten nicht zurückgeführt werden in die Komponenten und geringe Ausbeute an Aluminiummetall zu trennen.

Siehe auch

Verweise

Externe Links