Acoperire interioară promițătoare pentru conservele alimentare
Stuttgart. Cutiile din tablă sunt discutate critic. Pe de o parte, materiile prime pentru lacul interior al cutiei includ bisfenolul A, despre care se spune că are un efect asemănător hormonilor. Pe de altă parte, regulamentul european REACH impune trecerea la procese de post-tratare fără crom în producția de tablă. Sistemele de acoperire pe bază de poliester se dovedesc a fi o alternativă promițătoare într-un proiect de cercetare Fraunhofer IPA.
Conservele din tablă sunt utilizate pe scară largă ca materiale de ambalare pentru multe tipuri de legume, pește, carne și mâncăruri gata. Copia are multe avantaje față de alte materiale de ambalare. Mai presus de toate, este ușor și nu fragil ca de ex. b.
Sticlă. Pentru a vă asigura că alimentele acide rămân comestibile chiar și după un timp lung de contact în cutie, conservele trebuie să fie acoperite pe interior.
Vopseaua interioară a cutiei împiedică conținutul să atace metalul și ionii metalici să intre în alimente. Acoperirile interioare pe bază de rășini epoxidice s-au dovedit de succes de peste 40 de ani. Una dintre materiile prime pentru aceasta este bisfenolul A (BPA), care este controversat din cauza efectului său asemănător hormonilor. În plus, regulamentul european REACH impune ca producția să fie convertită în procese de post-tratare fără crom în producția de tablă în viitorul apropiat. Noile acoperiri fără BPA ca materie primă (BPA-non-intent) trebuie, prin urmare, să fie compatibile cu substraturile care au fost pretratate fără crom. Cu toate acestea, această schimbare poate să nu fie vizibilă pentru consumator, care este obișnuit cu un nivel ridicat de calitate și durabilitate a conservelor.
Fraunhofer IPA din Stuttgart investighează în prezent influențele polimerului și ale structurii de rețea a acoperirilor de poliester întărite cu rășină fenolică asupra proprietăților finale ale acoperirii. Accentul este pus pe conserve din trei bucăți din tablă de tablă. Proprietățile de aderență ale acoperirilor interioare de cutie fără intenție BPA pe substraturi din tablă pasivată cu crom și fără crom sunt, de asemenea, în atenție.
Prin examinarea sistematică a acoperirilor din poliester, ar trebui determinate structura și relațiile de proprietate, permițând astfel optimizarea mai rapidă a acestor noi sisteme. În plus, sunt dezvoltate și validate metode pentru prezicerea stabilității acoperirilor de poliester după sterilizare și depozitarea ulterioară pe termen lung.
Solicitare mecanică: mai întâi vopsiți, apoi formați cutii
O provocare deosebită în formularea acoperirilor de protecție a conservelor este aceea că, spre deosebire de practica obișnuită de vopsire, substraturile plate din tablă sunt mai întâi acoperite (aproximativ 10 μm grosimea stratului) și numai apoi corpurile și capacele pot sunt perforate și formate din materialul foliei acoperite. Vopseaua trebuie să fie flexibilă, să adere bine și să ofere, de asemenea, duritate și protecție suficientă. Flexibilitatea vopselelor este examinată, printre altele, cu ajutorul testului de cupping conform DIN EN ISO 1520 și al testului de îndoire a dornului conform DIN EN ISO 6860. Aderența la substratul din tablă înainte și după sterilizare este testată cu testul transversal conform DIN EN ISO 2409 și duritatea cu amortizarea pendulului conform DIN EN ISO 1522.
Rezultatele preliminare arată că componenta poliesterică a acoperirilor fără intenție BPA este responsabilă pentru flexibilitatea și buna aderență a acoperirii la substratul din tablă, în timp ce componenta rășină fenolică este necesară pentru duritatea și întărirea bună a acoperirii cutii.
Stres extrem cauzat de sterilizare
În timpul sterilizării la cald, acoperirea este supusă la stres extrem, deoarece este supusă la temperaturi de până la 15-30 de minute
130 °C este expus la materiale de umplutură agresive. Așa-numita temperatură de tranziție sticloasă a acoperirii este depășită semnificativ. Acest lucru transformă un polimer într-o topitură cauciucoasă. Mobilitatea crescută a segmentelor de lanț polimeric poate înrăutăți semnificativ efectul inițial de protecție anticorozivă al acoperirii. În general, se caută prin urmare temperaturi de tranziție sticloasă mai ridicate.
Proprietățile termice ale acoperirilor întărite sunt examinate utilizând analiza mecanică dinamică (DMA) pe filme libere și calorimetria diferențială dinamică (DSC). Diferențele de temperatură de tranziție sticloasă în funcție de raportul de amestec al componentelor poliester și rășini fenolice ajută la căutarea raportului de amestecare cu temperatura maximă de tranziție vitroasă în combinație cu proprietăți mecanice bune.
Protecție împotriva coroziunii atunci când este depozitat cu materiale de umplutură agresive
Dacă o formulă de vopsea a fost optimizată în ceea ce privește proprietățile sale mecanice și termice, aceasta trebuie examinată în ceea ce privește efectul său de protecție împotriva coroziunii. Pe lângă deteriorarea calității alimentelor, coroziunea internă a conservelor poate duce și la scurgeri sau chiar la bombardare.
Proprietățile de protecție împotriva coroziunii ale acoperirilor fără intenție BPA pe substraturi din tablă sunt măsurate folosind spectroscopie de impedanță electrochimică
(EIS) examinat ca un test pe termen scurt. Principiul de măsurare EIS se bazează pe măsurarea rezistenței (impedanța) dependentă de frecvență a acoperirii.
Dezvoltarea unei rutine de măsurare adecvate și interpretarea rezultatelor măsurătorii se bazează în esență pe experiența empirică care leagă datele EIS cu orice deteriorări care apar în acoperire. În timp ce multe studii EIS au fost deja publicate pentru sisteme bazate pe rășini epoxidice, baza empirică pentru noile sisteme BPA fără intenție nu a fost încă creată.
Rezultatele cercetării până în prezent arată clar că prin această metodă, plăcile acoperite manual pot fi diferențiate în ceea ce privește calitatea aplicării vopselei, grosimea stratului și, de asemenea, calitatea formulării vopselei. Comparațiile dintre măsurătorile EIS înainte și după sterilizare permit să se facă declarații despre cât de sever este atacată un strat de un simulant alimentar în timpul sterilizării și cum sunt afectate proprietățile sale de protecție împotriva coroziunii. Pe parcursul proiectului de cercetare, rezultatele testelor electrochimice pe termen scurt vor fi, de asemenea, corelate cu rezultatele testelor de depozitare pe termen lung a conservelor vopsite industrial și umplute cu substraturi din tablă pasivată cu conținut de crom și fără crom.
Concluzie
Pe lângă cerințele foarte mari în ceea ce privește proprietățile mecanice, noile acoperiri interioare de cutie fără intenție BPA trebuie să asigure o bună protecție împotriva coroziunii atunci când sunt depozitate cu produse de umplutură agresive timp de câțiva ani. Timpul de dezvoltare a noilor acoperiri poate fi scurtat semnificativ doar prin teste adecvate pe termen scurt. Spectroscopia de impedanță electrochimică (EIS) oferă un mare potențial pentru aceasta. Diferențierea vopselelor se bazează pe parametri selectați din rutina de măsurare AC/DC/AC, care se corelează cu aplicarea vopselei, precum și cu absorbția de apă și efectul de barieră al vopselelor.
Mai multe informații pot fi găsite la
http://www.ipa.fraunhofer.de/innenbeschichtung_konservendosen.html
