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Logistica: 3 Packaging

Alluminio

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L'alluminio è, per abbondanza, il terzo elemento ed il primo metallo (rappresenta l' 8,8% della crosta terrestre), anche se in natura non si ritrova allo stato puro ma sotto forma di ossidi e silicati complessi; è il più recente tra i materiali usati per l'imballaggio ma il suo consumo si è notevolmente accresciuto, raddoppiando negli ultimi 15 anni. Gli impieghi dell'alluminio sono molteplici ed i più importanti non sono certo quelli legati alla produzione di imballaggi ma relativi al settore edilizio (circa il 20%) e dei trasporti (il 26%). Solo un 10% circa dell'alluminio impiegato nel nostro paese è destinato al settore del packaging, e più del 90% di questa quota è utilizzato a contatto con gli alimenti.

Alluminio: Produzione

L'alluminio si ricava, in forma molto pura, per elettrolisi (un processo energeticamente molto costoso) da minerali ricchi di questo elemento (caolino, mica, feldspati ma soprattutto bauxite). La bauxite viene attaccata con soluzioni concentrate di soda caustica sotto pressione, fino ad ottenere la precipitazione dell’idrato di alluminio che viene calcinato ad allumina (Al2O3). L’ossido di alluminio viene sottoposto ad elettrolisi in un bagno di criolite fusa (Na3AlF6) sotto una corrente di 50.000-150.000 kA. L’alluminio metallico si riduce al catodo e l’ossigeno si combina all’anodo a formare anidride carbonica.

Alluminio: Struttura

L'alluminio tende spontaneamente ad autopassivarsi (si ricopre cioè di un sottile strato di ossido di alluminio che protegge il metallo dalla corrosione), questa protezione spontanea è però generalmente insufficiente (ha uno spessore medio di 10-50 Ångstrom ed è, inoltre, poroso e molto disomogeneo). Viene pertanto passivato industrialmente per via chimica o elettrochimica (anodizzazione) per ottenere uno strato più omogeneo di 500-2000 Ångstrom di spessore. Una successiva operazione, detta di fissaggio, ne riduce, senza annullarla completamente, la porosità.

Alluminio: Proprietà chimiche e fisiche

Il metallo puro (non passivato) non è un elemento particolarmente nobile e va, quindi, facilmente incontro a corrosione. Tra i valori di pH 3.5 e 8, l'alluminio anodizzato si trova nel cosiddetto stato di immunità, per la stabilità dello strato di ossidi (naturali o anodici) che gli garantisce una notevole inerzia nel contatto con altri materiali (ad esempio: alimenti imballati); al di sopra e al di sotto questo intervallo, gli ossidi si sciolgono esponendo il metallo al rischio di corrosione. E' considerato il metallo leggero per eccellenza, avendo una massa volumica pari a 2,7 g/cm3. E’ un materiale duttile e malleabile (si può ridurre fino a spessori di 5-6 μm); fonde a 670°C e bolle a 2075° C; la conducibilità termica dell'alluminio è 13 volte maggiore di quella dell'acciaio inossidabile, 4 volte maggiore di quella dell'acciaio e 0.6 volte minore di quella del rame, la sua conducibilità elettrica, però, risulta doppia di quella del rame; non infragilisce anche a bassissime temperature, non è magnetico. E' difficilmente saldabile.

Alluminio: Impieghi nell'imballaggio

Si impiegano per l'imballaggio diverse leghe di alluminio, diverse per proprietà meccaniche (in particolare il Mg è un alligante dell’alluminio utile a renderlo più resistente), resistenza alla corrosione ed attitudine alla saldatura ma il titolo del metallo leggero è sempre molto alto. Il riciclo dell'alluminio è facilitato dall'alta purezza delle leghe di alluminio che si impiegano per usi di packaging ed è particolarmente conveniente dal punto di vista energetico: la produzione di alluminio di seconda fusione (riciclato) comporta un dispendio energetico 20 volte inferiore a quello di prima fusione. Gli impieghi nel settore dell'imballaggio sono molto diversificati e perciò si è soliti distinguere i manufatti di alluminio in "rigidi", "semi-rigidi" e "flessibili", questi ultimi corrispondono ai prodotti ottenuti a partire da foglio sottile con spessore inferiore ai 200 μm. L'alluminio non è contemplato dalla legislazione sanitaria sugli oggetti a contatto con gli alimenti, anche se l'Unione Europea ha da molto tempo in programma di disciplinarne l'uso.

Alluminio: il foglio sottile

Utilizzato a livello domestico o nei reparti di gastronomia, il foglio sottile di alluminio (spessore tra 4 e 150 micron) è anche un importante materiale da accoppiamento con altri (carte, cartoncini, film plastici). Si produce con due tecniche diverse: per calandrature successive, a caldo, di blocchi di metallo puro e per deposizione continua del metallo fuso su cilindri raffreddati; quest’ultima tecnica, meno costosa da un punto di vista energetico, sta prendendo sempre più piede. Per quanto sottile, il foglio di alluminio, in quanto metallo, rappresenta una barriera insuperabile per gas, vapori e radiazioni luminose. Queste sue prestazioni lo fanno scegliere come strato impermeabilizzante in molte strutture multistrato. Agli spessori più piccoli, tuttavia, non è infrequente riscontrare numerosi microfori nel foglio, originatisi da particelle di ossido o di polvere presenti sul foglio durante il ciclo di fabbricazione, che pregiudicano le sue prestazioni protettive. Agli spessori maggiori viene impiegato per formare, mediante imbutitura, vaschette, vassoi ed altri utili oggetti.

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