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ブリキの腐食

主な関心は、包装材製造の原材料としてのブリキの挙動を、特に腐食の観点から検討することである。

雰囲気剤は、周囲の湿度、平均温度、表面処理、温度変化、錫メッキの厚さや質などによってブリキを攻撃します。 もちろん、容器の外側に接触してブリキを劣化させる要素は他にもありますが、今回は容器の内側で起こること、あるいは起こりうることを簡単に説明したいと思います。 そして、その中には、化学的または電気化学的な変化のみが含まれ、微生物学的な性質のものは、その途方もない広がりと複雑さゆえに、脇に置いておく。 このような変化は腐食と呼ばれるが、実際にはもっと複雑な現象である可能性がある。

この腐食の影響により、包装の内容物が食べられなくなったり、本質的な特性を失ったり、包装の通常の外 観が変化したり、穴が開いたりすることがあります。 いずれにせよ、これは容器とコンテンツのアセンブリが使用不能になることを意味し、容器への充填からこの現象が発生するまでの経過時間が容器の「賞味期限」となる。

パッケージされている製品の種類は非常に多く、中には酸性が強いもの、金属に対して非常に攻撃的なものなどがあります。 しかし、ブリキは長期間にわたって腐食することがない。 スズの溶解が遅い理由の一つは、水素に対して比較的高い電位を持つため、金属表面で放出された水素が液体媒体中を通過する反応が遅くなることである。 なお、酸化媒体中では、水素原子が酸素と反応して水を形成し、腐食を促進することがある。これは、缶詰を予熱してガス状または溶解した空気を除去し、良好な真空度を達成する必要がある大きな理由の一つである。

しかし、スズの化学的特性は、その良好な挙動を十分に説明するには不十分である。 錫は非常に薄い層に分布しており、絶縁層としては機能せず、鋼を露出させる孔があります。 これは、導電性の液体に浸された2つの電極が電気的に接続された、小さな電気電池のようなものである。 スズは含有量によって、鉄に対して陽極と陰極になります。

最も一般的な前者の場合、錫はゆっくりと溶けていく。つまり、錫は自らを犠牲にすることで鋼を保護する。 錫が金属の形で存在し、鉄と直接電気的に接触している限り、容器に穴が開くことはないだろう。 錫が陰極として働くと、陽極腐食が鉄の裸孔に集中し、急激な穿孔が発生することがある。

通常、カソードでは水素ガスの放出が必要で、これがヘッドスペースの真空に代わり、ヘッドスペースに正圧を発生させることができる。 この内圧の形成は、何らかの微生物的なプロセスによるものである可能性もあるが、細菌的な変化にはガスを発生させないタイプのものもあることを忘れてはならない。 内圧が十分に上昇すると、缶の底か蓋のどちらか、あるいは両方が中央部で変形し、缶の内部に異常が発生したことを消費者に示し、その内容物は消費に適さない可能性があります。 ガスが発生していない状態で改ざんがあった場合、それを示す外部信号がありません。

殺菌された保存食の場合、その過程で一定の内圧が発生し、包装が膨らむ傾向がある。 この圧力は、製品が熱の作用で膨張し、体積が増加することで発生する。 空隙(ヘッドスペース)があると、それが減少して圧力が上昇し、大気圧以上になり、冷却されると元の負の値(真空)に戻る。 この瞬間的な圧力変化により、瞼に一過性の変形が生じ、その後消失する。 もともと真空でない、あるいはヘッドスペースがない場合、内圧が非常に高く、蓋の変形は永久的かつ不可逆的であり、深刻なダメージを受けるかのような缶詰が出来上がります。 したがって、蓋や底のプロファイルは、プロセス中の適度な圧力変動を吸収することはできても、より顕著な発酵や内部腐食による変動を吸収できないように、一定の範囲内で変形可能で弾力性がなければならないことになる。

容器の内部腐食、すなわち缶の内容物中の錫の溶解は、消費者にとって有害ではなく、製品の味、香り、見せ方に変化をもたらすだけである。 したがって、腐食による水素の発生で容器が膨らんでいるのは、すでに賞味期限を過ぎた古い缶詰であることを示しているに過ぎない。

また、容器の中身が容器に攻撃するタイプもよくあります。 これは腐食ではありません。 これは、製品中に存在する硫黄化合物や滅菌時に放出される硫黄化合物がブリキと反応したものである。 反応はスズと鉄の場合があり、反応の強さ、ブリキの種類などによって、茶色、灰色、黒色などさまざまな外観の汚れが発生します。 最悪の場合、反応生成物が上乗せ液に混ざったり、内容物に付着したりすることがあり、健康に害はないものの、非常に悪い印象を与えてしまいます。 この問題を解決するのが、現在非常に普及している衛生ニスの使用です。

以上のことから、缶詰の賞味期限は様々な要因に左右されますが、他の条件が同じであれば、容器内側の錫コーティングの厚さによって変化することが推測されます。

前述したように、少なくともトップとボトムにはニスを使うのが最も一般的な手法です。 攻撃的な製品でない場合は、ニスを使用して表現力を向上させる。 これらを使用することで、錫のコーティングを減らすことができ、錫の削減量とニスの量、つまり量と品質の関数によって、ニスのコストを大きく相殺することができるのである。

腐食性の強い製品の場合、容器全体にワニスを塗るのが普通です。 これは、ワニスの塗布の質を高める必要がありますが、それでも露出した錫の表面は非常に小さいので、常に一定のリスクを想定しています – ワニスの孔 – 。 この孔では、スズが陰極的に作用すれば、一定時間は鉄を保護するが、スズがほとんど「使えない」ため、あまり長くは続かず、すぐに容器壁が穿孔する過程が続く。 錫が陽極的に作用すると、ピアス加工が直ちに開始されます。 リスクが高い場合は、総ワニスの二度塗りや、パッケージ形成後の内部の総塗装に頼ることも必要です。

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