Обећавајући унутрашњи премаз за конзерве за храну
Стуттгарт. О конзервама од калаја се критички расправља. С једне стране, сировине за унутрашње лакирање конзерви укључују бисфенол А, за који се каже да има ефекат сличан хормону. С друге стране, европски РЕАЦХ пропис захтева прелазак на процесе накнадне обраде без хрома у производњи белог лима. Системи премаза на бази полиестера су се показали као обећавајућа алтернатива у Фраунхофер ИПА истраживачком пројекту.
Конзерве од белог лима се широко користе као амбалажни материјали за многе врсте поврћа, рибе, меса и готових јела. Бела плоча има многе предности у односу на друге материјале за паковање. Пре свега је лаган и није крхак као нпр. б.
стакло. Да би се осигурало да кисела храна остане јестива чак и након дужег времена контакта у конзерви, конзерве морају бити премазане изнутра.
Унутрашња боја лименке спречава да садржај нападне метал и да метални јони уђу у храну. Унутрашњи премази на бази епоксидних смола показали су се успешним више од 40 година. Један од почетних материјала за ово је бисфенол А (БПА), који је контроверзан због свог ефекта сличног хормону. Поред тога, европски РЕАЦХ пропис захтева да се производња у блиској будућности претвори у процесе накнадног третмана без хрома у производњи белог лима. Нови премази без БПА као полазног материјала (БПА-нон-интент) морају стога бити компатибилни са подлогама које су претходно третиране без хрома. Међутим, ова промена можда неће бити приметна за потрошача, који је навикао на висок ниво квалитета и трајности конзервиране хране.
Фраунхофер ИПА у Штутгарту тренутно истражује утицаје полимерне и мрежне структуре полиестерских премаза очвршћених фенолном смолом на коначна својства премаза. Фокус је на троделним лименкама од белог лима. Својства адхезије унутрашњих премаза БПА нон-интент цан на подлогама од калаја пасивизираних хромом и без хрома су такође у фокусу.
Систематским испитивањем полиестерских премаза треба утврдити структуру и односе својстава, чиме се омогућава бржа оптимизација ових нових система. Поред тога, развијене су и валидиране методе за предвиђање стабилности полиестерских премаза након стерилизације и каснијег дуготрајног складиштења.
Механички напон: прво фарбајте, а затим формирајте лименке
Посебан изазов у формулисању заштитних премаза за лименке је то што се, за разлику од уобичајене сликарске праксе, прво премазују равне подлоге од белог лима (дебљина слоја цца 10 μм), а тек онда се тела и поклопци могу избијати и формирати од обложеног лименог материјала. Боја мора бити флексибилна, добро приањати и нудити довољну тврдоћу и заштиту. Флексибилност боја се испитује, између осталог, помоћу теста савијања према ДИН ЕН ИСО 1520 и теста савијања трна према ДИН ЕН ИСО 6860. Адхезија на подлогу од белог лима пре и после стерилизације тестира се попречним сечењем према ДИН ЕН ИСО 2409, а тврдоћа са пригушењем клатна према ДИН ЕН ИСО 1522.
Прелиминарни резултати показују да је полиестерска компонента БПА ненаменских боја одговорна за флексибилност и добро приањање премаза на подлогу од белог лима, док је компонента фенолне смоле потребна за тврдоћу и добро очвршћавање премаза лименке.
Екстремни стрес изазван стерилизацијом
Током вруће стерилизације, премаз је подвргнут екстремном стресу јер је изложен температурама до 15-30 минута
130 °Ц је изложен агресивним материјалима за пуњење. Такозвана температура преласка стакла премаза је значајно прекорачена. Ово претвара полимер у гумени растоп. Повећана покретљивост сегмената полимерног ланца може значајно погоршати првобитни ефекат заштите од корозије премаза. Уопштено гледано, траже се више температуре преласка стакла.
Термичка својства очврслих премаза се испитују применом динамичке механичке анализе (ДМА) на слободним филмовима и динамичком диференцијалном калориметријом (ДСЦ). Разлике у температури стакластог прелаза у зависности од односа мешања компоненти полиестера и фенолне смоле помажу у потрази за односом мешања са максималном температуром преласка стакла у комбинацији са добрим механичким својствима.
Заштита од корозије када се складишти са агресивним материјалима за пуњење
Ако је формулација боје оптимизована у погледу њених механичких и термичких својстава, мора се испитати у погледу њеног ефекта заштите од корозије. Осим што нарушава квалитет хране, унутрашња корозија конзерви такође може довести до цурења или чак бомбардовања.
Својства заштите од корозије БПА ненамерних премаза на подлогама од белог лима мере се помоћу спектроскопије електрохемијске импедансе
(ЕИС) испитан као краткорочни тест. ЕИС мерни принцип се заснива на мерењу фреквенцијско зависне отпорности (импедансе) премаза.
Развој одговарајуће рутине мерења и интерпретација резултата мерења су у суштини засновани на емпиријском искуству које повезује ЕИС податке са свим оштећењима која се јављају у премазу. Док су многе ЕИС студије већ објављене за системе засноване на епоксидним смолама, емпиријска основа за нове БПА ненамерне системе тек треба да се створи.
Досадашњи резултати истраживања јасно показују да се коришћењем ове методе ручно обложене беле плоче могу разликовати у погледу квалитета наношења боје, дебљине слоја и квалитета формулације боје. Поређења ЕИС мерења пре и после стерилизације омогућавају да се дају изјаве о томе колико јако је премаз нападнут од стране симуланта хране током стерилизације и како су његова својства заштите од корозије нарушена. У току истраживачког пројекта, резултати краткорочних електрохемијских испитивања ће такође бити у корелацији са резултатима испитивања дуготрајног складиштења индустријски обојених и пуњених лименки са пасивираним лименим подлогама које садрже хром и не садрже хром.
Закључак
Поред веома високих захтева у погледу механичких својстава, нови унутрашњи премази за ненаменске лименке БПА морају да обезбеде добру заштиту од корозије када се складиште са агресивним производима за пуњење неколико година. Времена развоја нових премаза могу се значајно скратити само одговарајућим краткотрајним тестовима. Спектроскопија електрохемијске импедансе (ЕИС) нуди велики потенцијал за ово. Разликовање премаза се заснива на одабраним параметрима из рутине мерења АЦ/ДЦ/АЦ, који су у корелацији са наношењем боје, као и са упијањем воде и ефектом баријере премаза.
Више информација можете наћи на
http://www.ipa.fraunhofer.de/innenbeschichtung_konservendosen.html
