Wir konzentrieren uns in dieser Arbeit auf einige Aspekte, die mit der Verwendung von Lacken als Innenschutz von Metallbehältern einhergehen, wie z. B.:

– Grundtyp des zu verwendenden Lacks, abhängig von den Eigenschaften des zu verpackenden Produkts.

– Das Verhalten der korrosiven Wirkung auf lackierte Behälter.

– Migration von Lackbestandteilen in das Produkt.

– Das Verhalten von Lacken in der Umwelt.

In einem weiteren, spezifischeren Artikel werden wir die eigentliche Materie der Lacke als solche entwickeln.

1º.- VERWENDUNGEN

Der Inhalt von Metallbehältern kann unterschiedliche Eigenschaften haben und der innere Schutzlack muss entsprechend dieser Eigenschaften ausgewählt werden. Schauen wir uns einige Fälle an:

A.- Aggressive Produkte (Säuren und Halbsäuren, nicht schwefelhaltig)

Das Vorhandensein von Zinn ist manchmal für diese Produkte wünschenswert, da es schnell Sauerstoff entfernt, dessen längeres Vorhandensein das Produkt wahrscheinlich oxidieren würde. Deshalb müssen sie nicht unbedingt in lackierten Behältern konserviert werden. Zinn hat eine reduzierende und klärende Funktion bei weißen oder klaren Früchten und Säften (Zitrusfrüchte, Birnen, Pfirsiche, Ananas) und hilft, deren Aussehen zu verbessern.

Der eindeutige Trend auf dem Markt ist jedoch die Verwendung von Innenschutzlacken, einschließlich weißer Lacke – pigmentiert mit Titanoxid -, die ein hygienischeres Gefühl vermitteln, indem sie das „marmorierte“ oder geäderte Aussehen beseitigen, das sich auf der Oberfläche des Weißblechs bildet, wenn das Blech abgezogen wird. Aber auch Gold wird in seinen verschiedenen Ausführungen verwendet.

Bei stickstoffreichen Gemüseprodukten (Bohnen, Karotten, Melonen, Tomaten) kann es manchmal zu schweren Korrosionsfällen kommen, wenn die Verpackung nicht geschützt ist. In Anbetracht der Tatsache, dass es manchmal schon nach wenigen Monaten zu einer vollständigen Entkonservierung kommt, ist die Innenlackierung die einzig sichere Lösung. Diese Lösung ist inzwischen fast überall im Einsatz.

Bei zweiteiligen Behältern werden je nach Korrosivitätsgrad des Produktes unterschiedliche Systeme eingesetzt. Als Beispiel können Sie zwischen anderen Lösungen wählen:

– Epoxid-phenolisch, in bestimmten Fällen mit Aluminium pigmentiert (für mittlere Aggressivität)

– Titanoxid-modifizierter Polyester (für mittlere Aggressivität)

– Organosol, pigmentiert mit Titanoxid (oder Aluminium)

– Epoxid-Phenol als Basislack (pigmentiert oder unpigmentiert) mit einem Decklack aus unpigmentiertem Organosol.

Für dreiteilige Behälter gelten die oben genannten Systeme, obwohl Sie auch auf andere, wirtschaftlichere Systeme zurückgreifen können, wie z. B.:

– Epoxid-Phenolharz (für mittlere Aggressivität)

– pigmentiertes modifiziertes Epoxid (mit Aluminium- oder Titanoxid)

– Epoxid-Phenol in Doppelschicht, die zweite Schicht kann pigmentiert sein.

Bei Saftkonserven mit Anthocyanpigmenten – blau, violett und rot – (Kirschen, Erdbeeren, Himbeeren) ist es oft notwendig, eine doppelte Lackschicht zu verwenden, um die Unvollkommenheiten der Basisschicht zu korrigieren. Die verwendeten Lacke sind vom Epoxid-Phenol- oder Öl-Harz-Typ, letztere in einem viel kleineren Anteil. Im Allgemeinen wird die Doppellage verwendet, wenn eine deutliche Gefahr von Korrosionsperforationen besteht.

B.- Schwefelhaltige Produkte

Während des Sterilisationsprozesses können Lebensmittel Schwefelverbindungen freisetzen, wodurch die Gefahr von Eisensulfid- oder Zinnflecken besteht. Dieses Risiko steigt mit der Prozesstemperatur und der Dauer, in der diese Temperatur gehalten wird. Um dieses Phänomen und insbesondere den Abbau der Proteine des Produkts durch Hitzeeinwirkung zu reduzieren, werden schnelle Erhitzungs- und Abkühlungsverfahren eingesetzt.

Weißblech kann verschiedene Oberflächenbehandlungen – Passivierung – aufweisen. Die gebräuchlichste, aufgrund ihrer Zusammensetzung (Vorhandensein von metallischem Chrom) als Passivierung 311 bezeichnet, vermeidet Zinnsulfidflecken. Die wichtigste Rolle beim Schutz der Metallbasis vor der Gefahr der Sulfidverschmutzung spielt jedoch der Lack. Das Ziel ist es, eine physikalische und chemische Barriere zum Schutz des Produkts zu schaffen.

Die physikalische Barriere wird durch dicht vernetzte Beschichtungen gebildet. Zu diesem Zweck werden in der Regel Epoxid-Phenol-Lacke für Produkte verwendet, die nicht sehr aggressiv oder gar nicht aggressiv sind. Bei aggressiven Produkten kann man das Problem lösen, indem man von einem Lack des vorherigen Typs ausgeht, aber eine dickere Folienschicht aufträgt oder auf eine doppelte Lackschicht zurückgreift. Oft wird die physikalische Barriere durch einen Maskierungseffekt verstärkt, der durch die Einarbeitung von Pigmenten (Aluminium- oder Titanoxid, das dem Lack eine weiße Farbe verleiht) in den Lack erreicht wird, so dass Schwefelflecken, falls sie auftreten, nicht sichtbar sind. Das oben Genannte gilt für dreiteilige Behälterkörper und Deckel. Bei tiefgezogenen Behältern ist es zur Erzielung eines ausreichenden Schutzes ratsam, bei weniger aggressiven Produkten Lacke vom Typ Polyester – die flexibler sind – und bei aggressiven Produkten eine Doppelschicht (Epoxid-Phenol + Organosol) zu verwenden.

Die chemische Barriere wird durch ein Pigment erreicht, das dazu neigt, Schwefel-Ionen abzufangen. Zu diesem Zweck wird Zinkoxid verwendet, das Beschichtungen auf Epoxid-Phenolharz-Basis zugesetzt wird.

Als Zusammenfassung fügen wir eine Tabelle mit der Klassifizierung der gebräuchlichsten Lebensmittelprodukte bei, die in mit Sanitärlacken geschützten Metallbehältern aufbewahrt werden. Sie werden nach dem Grad ihrer Aggressivität – in drei Stufen – und nach ihrer Schwefelkraft klassifiziert. Sobald das Lebensmittel in eine bestimmte Gruppe eingeordnet wurde, ist es möglich, das entsprechende Lacksystem für einen korrekten Schutz des Lebensmittels zu definieren.

AGGRESSIVITÄT GEGENÜBER LEBENSMITTELN
GRUPPE	SEHR AGGRESSIV		MÄSSIG AGGRESSIV		WENIG AGGRESSIV
	pH<4,5		pH 5,5 – 4,5		pH 7 > 5,5
	KEINE SCHWEFELMITTEL	SULFURANTS	KEINE SCHWEFELMITTEL	SULFURANTS	KEINE SCHWEFELMITTEL	SULFURANTS
	Grüne Oliven		Schwarze Oliven		Getrocknete Kastanien
	Aprikosen		Esskastanien (in Sirup)		Getrocknete Datteln
	Esskastanien (Sahne)		Quittenfleisch		Dehydrierte Früchte
	Kirschen		Konfitüren
	Pflaumen
	Fruchtcocktail
	Erdbeeren
FRUCHT	Abb.
	Äpfel
	Pfirsich
	Melone
	Orangen
	Birnen
	Ananas
	Weintrauben
	Fruchtsäfte
	Artischocken säurebildend.		Natürliche Artischocken	Erbsen	Artischocken in Öl
	Gesäuerter Staudensellerie		Sellerie in seinem natürlichen Zustand	Bohnen
	Auberginen säurehaltig.		Zucchini	Mais
	Pilz säurebildend.		Pilz	Lauch
GEMÜSE	Essiggurken		Spargel
	Säuernde Paprika		Spinat
	Rote Bete säuerlich.		Grüne Bohnen
	Tomate		Natürliche Paprika
			Rote Bete
			Kartoffeln in Salzlake
			Gebratene Tomate
		Eingelegter Thunfisch		Natürlicher Thunfisch	Tintenfisch in seiner Tinte	Sardellen in Öl
FISH		Sardinen in eingelegter Sauce		Muscheln in ihrem natürlichen Zustand		Sardinen in Öl
		Muscheln in eingelegter Sauce		Natürliche Krustentiere		Thunfisch in Öl
				Mollusken in ihrem natürlichen Zustand		Makrele in Öl
				Sardinen in Tomate
			Würstchen in Salzlake		Frikadellen	Kutteln
			Kalbfleisch in Sauce		Vögel	Schinken
CARNICOS					Chorizo	Getrüffelte Lende
					Pasteten	Mittagessen
					Kalbfleisch	Mortadela
			Natürliche Bohnen		Fabada
LEGUME			Kichererbsen in Salzlake		Kichererbsen
			Linsen in Salzlake		Linsen
	Mayonnaise		Nudeln mit Sauce		Öle
VARIOUS	Ketchup		Gemüseeintopf		Tierfutter
			Gemüsesuppen		Kaffee
					Cookies
					Pulverisierte oder kondensierte Milch

2º.- KORROSION IN LACKIERTEN BEHÄLTERN

1. a) Korrosion unter der Folie

An der durch den Lack geschützten Zinn-Eisen-Batterie kann ein elektrolytischer Korrosionseffekt auftreten. In diesem Fall wirkt das Zinn als Opferanode und das Eisen nutzt den kathodischen Schutz aus. Ursache dafür ist eine Pore im Lack, durch die die als Elektrolyt wirkende Leitflüssigkeit des Produkts eingeleitet wird. Dadurch können sich unter dem Lackfilm schwarze Korrosionsstellen bis hin zu lokalen Ablösungen des Lacks bilden. Sie beeinträchtigt zwar das innere Erscheinungsbild des Behälters, gefährdet aber nicht die Haltbarkeit des Behälters, da keine Gefahr der Perforation besteht. Die metallische Verunreinigung des Produkts bleibt begrenzt.

1. b) BohrenManchmal wird der Zinn-Eisen-Stapel unter dem Lackfilm umgedreht; dann ist das Eisen korrodiert. Erhöht die Eisenkontamination des Produkts in der Verpackung, was oft zur Perforation führt. Eisen hat einen ungünstigen Einfluss auf die Farbe einiger Lebensmittel. Die polyphenolischen Verbindungen (Tannine) bilden zusammen mit dem Eisen-Ion schwarze Komplexe. In der Chrom-Eisen-Zelle kann das Eisen immer als anodisch gegenüber dem Chrom betrachtet werden. Eisen löst sich auf, wenn es Korrosion ausgesetzt wird (diese „Pittings“ führen manchmal zu Perforationen). Chrombeschichtete Materialien sollten immer einen verstärkten organischen Schutz im Vergleich zu Weißblech haben. 3º.- MIGRATIONS- UND VERTRÄGLICHKEITSPROBLEME BEI DER VERWENDUNG VON ORGANISCHEN BESCHICHTUNGEN

   Innenlacke für Lebensmittelverpackungen sollten keine Gefahr der Toxizität darstellen. Der direkte Kontakt mit Lebensmitteln in Dosen erfordert natürlich die Anwendung bestimmter Regeln zur Auswahl der verwendeten Materialien und zur Sicherstellung der Qualität der Anwendung.

   Wir haben gesehen, dass die verwendeten Beschichtungen chemisch eng mit Kunststoffen verwandt sind; folglich sind Migrations- und Kompatibilitätsprobleme mit ihnen verbunden.

   Unabhängig von der Art der organischen Beschichtung müssen drei wesentliche Kriterien beachtet werden:

   1º.- Alle seine Bestandteile müssen in einer Positivliste erscheinen.

   2º.- Der organische Lackfilm darf nach dem Auftragen und Aushärten gemäß den Angaben des Lieferanten keine Bestandteile in größeren Mengen abgeben, als es die geltenden Vorschriften vorsehen.

   3º.- Die Beschichtung muss ihre Rolle als Barriere zwischen der Metallbasis und dem Lebensmittel effektiv erfüllen. Vor allem darf er die organoleptischen Eigenschaften des letzteren nicht beeinträchtigen.

Im Allgemeinen hat jedes Land seine eigenen Vorschriften, aber die, die weltweit den Standard setzen, sind vor allem die der amerikanischen FDA und auch die des Europäischen Gemeinsamen Marktes. Andere Länder wie die Schweiz oder die skandinavischen Länder haben ebenfalls sehr strenge und verlässliche Regelungen.

Im Hinblick auf das Migrationsproblem sind zwei Aspekte zu berücksichtigen:

Quantitative Aspekte

Die Höchstwerte werden durch die länderspezifischen Vorschriften bestimmt, die die maximal zulässige Migrationsmenge in den Lebensmitteln festlegen. Diese Menge wird im Allgemeinen in Milligramm migrierter Substanzen pro Kilogramm Futtermittel (mgrs/kg) oder auch in Milligramm migrierter Substanzen pro Quadratdezimeter Kontaktfläche zwischen Lack und Futtermittel bewertet.

Im Allgemeinen stellen die an der analytischen Prüfung beteiligten Labore sicher, dass die Ergebnisse unter den offiziellen Grenzwerten liegen, wenn die Beschichtung unter den von den Lieferanten empfohlenen Bedingungen aufgetragen wird.

Qualitative Aspekte

Auch hier werden spezifische Migrationsgrenzen festgelegt. Besonderes Augenmerk wird auf bestimmte Monomere gelegt, die als hochgiftig gelten. Es gibt Listen von Produkten mit spezifischen Angaben über die maximal zulässige Migration. Diese Mengen werden üblicherweise in ppb (parts per billion) oder in mgrs/Tm (Milligramm Migration pro Tonne Produkt) angegeben. Man kann sagen, dass in Bezug auf Lacke, die in Lebensmittelverpackungen verwendet werden, eine zusätzliche Sicherheit besteht, weil:

– Monomere sind von Natur aus am reaktionsfreudigsten; daher verschwinden sie oder werden leicht in die makromolekulare Struktur eingebaut, die dadurch chemisch inert wird.

– Während der Aushärtung des Lacks (die in der Regel mindestens 200 ºC für 12 Minuten beträgt) und bei Kenntnis der Siedetemperatur der Monomere ist es undenkbar, dass auch nur Spurenwerte übrig bleiben.

– Die gleiche Argumentation kann auf Lacklösungsmittel angewendet werden, von denen einige ebenfalls giftig sind. Auch diese werden bei der Aushärtungstemperatur der verschiedenen organischen Beschichtungen schnell verschwinden, lange bevor sie die Vernetzungs- und Funktionseigenschaften erreichen, für die sie konzipiert sind.

Am Ende des letzten Jahrhunderts gab es auf europäischer Ebene einen Fall von Migration mit hohem Aufkommen: die „Badge“. Es handelte sich um Bisphenol A Diglycidyl Ether (BADGE). Es war ein Reaktionsprodukt, das bei der Herstellung von Epoxidharzen verwendet wurde, obwohl es auch als wesentlicher Bestandteil verwendet wurde, der vielen anderen Materialien zugesetzt wurde (in Form von Epoxidflüssigkeit, die zwischen 80 – 90 % freies BADGE enthält), wie z. B. Organosolen, Polyestern usw. …., mit den Funktionen Weichmacher, Haftvermittler oder Salzsäureentfernung. Im ersten Fall wurde das Badge Teil des Polymers, das in den Polymerisationsreaktionen gebildet wird, und folglich standen nur minimale Restmengen zur Verfügung, um in das Lebensmittel zu migrieren; im zweiten Fall, der als Additiv fungierte, trat das Badge nicht in die Reaktion ein, wobei dieser Fall in Bezug auf die Migration ungünstiger war, weshalb hier mehr Wert auf seine Kontrolle gelegt wurde.

Eine sehr anspruchsvolle Gesetzgebung in bestimmten europäischen Ländern wie der Schweiz, Österreich und Dänemark bezüglich der maximalen Menge dieses Produkts, die in Lebensmittel migrieren darf, führte zu einem schwierigen Formulierungsproblem in Lacken, die in bestimmten Arten von Konserven weit verbreitet sind. Es gab eine Ablehnung von Sendungen von Behältern aus verschiedenen Ländern, die für den Verbrauch in den genannten Nationen bestimmt waren, und es war eine gemeinsame Anstrengung der Hersteller von Lacken – Änderung der Rezepturen – und von Behältern – Durchführung komplexer Homologationen – erforderlich, um auf diese neuen Marktbedürfnisse zu reagieren.

4º.- LACKE UND DIE UMWELT

Die zum Schutz von Metallbehältern verwendeten Lacke enthalten zum Zeitpunkt des Auftragens eine geringe Menge an Lösungsmitteln. Beim Aushärten im Ofen werden sie in die Atmosphäre freigesetzt, wenn keine Verbrennungsanlage vorhanden ist. Seine Verwendung wird aufgrund der strengen Umweltgesetze immer weiter verbreitet. Aber die Kosten für diese Installation sind sehr hoch, so dass die Industrie nach anderen Alternativen gesucht hat, um dieses Problem zu lösen.

So werden sie verwendet:

– Lacke mit hohem Feststoffgehalt (über 50 %)

– Lacke mit Reaktivverdünnern, die deshalb in den Trockenextrakt eingearbeitet werden.

– Lacke auf Wasserbasis

– Pulverbeschichtungen.

Die letzten beiden verdienen einen besonderen Kommentar. Lacke mit wasserbasierten Formeln enthalten immer einen geringen Anteil an Lösemitteln (zwischen 15 und 20 %) in Bezug auf die gesamte flüchtige Fraktion, aber viel weniger als ein herkömmlicher Lack. Sie haben eine große Anwendung im Bereich der Getränkeverpackungen gefunden. Pulverbeschichtungen werden in anderen Arbeiten auf dieser Website ausführlich behandelt. Seine häufigste Anwendung ist der innere Schutz der Seitennähte von dreiteiligen Containern.

Es gibt andere Lackiertechniken, die aus verschiedenen Gründen unregelmäßige Ergebnisse erzielt haben: nicht ausgereifte Technologie, hohe Kosten, variable Ergebnisse… Unter ihnen können wir den organischen Schutz mittels Elektrophorese und Elektroabscheidung erwähnen. Diese Technik ist in der Automobilindustrie alt, aber in der Metallbearbeitung kaum entwickelt. Es werden Lacke mit wasserbasierter Formulierung verwendet. Die Deckkraft ist sehr lokalisiert, da die Abscheidung nur in ungeschützten Bereichen des Metalls erfolgt. Obwohl das Funktionsprinzip sehr einfach ist, ist die Installation recht komplex, da ein Spülbereich, eine Lackfilterung, Flüssigkeitstanks usw. erforderlich sind.

Gegenwärtig wird die Verpackungsindustrie – wie auch die Schutzlackindustrie – stark von den verschiedenen Recycling-, Umwelt- und Migrationsgesetzen beeinflusst. Das bedeutet, dass nicht nur die Eignung von Kontinent-Inhalten berücksichtigt werden muss, sondern auch deren Auswirkungen auf diese Bereiche.

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