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ブリキ容器の外部腐食

保存中のブリキ容器の内部腐食は、容器(缶)と内容物の相互作用に起因する。 これにより、製品中のスズの溶解や移動、あるいは鉄の同様の現象という2つの現象が発生します。 しかし、中には両方が同時に発生するケースもあります。 腐食を防ぐための原因や手段は複雑なものが多く、経験豊富な人でも困惑してしまうことがあります。

一方、外部腐食は、容器と環境との相互作用によって生じる。 環境とは、大気に含まれる自然成分(酸素、湿度)と非自然成分(ガス状の残留物、粉塵、潮吹きなど)を指します。 この相互作用の結果は、数日から数時間のうちにすぐに現れ、サビのシミという形で現れてきます。

このような腐食によってパッケージの内容物が危険にさらされることはありませんが、パッケージの小売・卸売販売が著しく損なわれる可能性があることを認識する必要があります。 人が見た目で判断されるのと同じように、錆びたパッケージは信頼感を与えず、賞味期限が切れているというイメージを与えます。 隣接する “ヘルシー “なパッケージとのコントラストは、この悪印象をさらに強めます。

この記事の目的は、ブリキまたはTFSの耐食性は絶対的な現象ではなく、材料の使用条件に強く関係していることを示すことです。 ここでは特に後者に注目します。 私たちは、いくつかの簡単な注意事項を守るだけで、これらの材料の錆び(孔食や汚れ)を防ぐことができると考えています。

まず、酸化物の最終的な形成に必要な条件を左右するのは、スズ(またはクロム)コーティングの多孔性であるということから始めます。 十分に “厚い “錫のコーティングは、製造プロセス、缶詰、商業回路を通過する間の傷や擦り傷から容器を守り、間違いなく錆の発生を防ぐ最良のバリアとなる。 しかし、技術的にも経済的にも、低塗装のブリキ(例:2.8 gr/m2以下)は正当化できる。

ブリキは非常に異なる厚さの層で構成されていることはよく知られていますが、基本的には以下の通りです。

a…鋼鉄製のコアで、同じベースを構成し、その機械的特性を提供している。

b.-錫は、内部および外部の腐食に対する耐性に関連して化学的に不活性であるため、それを囲むために-そして保護するために-使用されます。

c.-錫/鉄合金層は、前述の2つの層の「界面」に位置しており、これは蒸着した錫の表面処理の際に生じたものである。この層は耐腐食性にも重要な役割を果たしています。

d.- 不動態化処理は、ブリキの表面の外側に非常に薄い層を塗布することで、素材の種類に応じて、硫化やワニスへの付着などに影響する特定の表面特性を与えるものです。

e.-通常、ナノ分子レベルの厚さのオイル層は、ブリキを扱う際の擦り傷によるダメージを軽減するはずです。

耐食性については、成分aとbの鉄と錫だけを考えます。

– 錆(酸化鉄)が発生するので、鉄

– 錫は、鋼の保護の度合いが錫のコーティングの厚さに関係しているからです。

他のブリキ部品は、この点ではほとんど影響がありません。

ブリキ容器の腐食を研究する場合、3つの本質的な疑問が生じます。

-内在する腐食要因は何か?

-材料やパッケージの外部にある腐食要因は何ですか?

-腐食の予防策はあるのか?

ブリキはなぜ錆びるのか?

1つ目の疑問について、錫メッキ列車で運ばれてきた材料を考えてみましょう。

すべての薄膜コーティングにおいて、錫のコーティングは連続的ではなく、常にある程度のポロシティが存在します。 錫めっきトレインでは、気孔率は錫めっきの質量が増加するにつれて(指数関数的に)減少し、めっきが50g/m2を超えたときにのみ存在しなくなる。 この値は、過去に熱したブリキ(コークブリキ)に施した最高の塗装質量を大幅に上回る。

酸化物の生成速度とブリキやクロムメッキの厚さ(TFSの場合)の相関関係を示すことは容易である。

錫メッキトレインから採取したサンプルで加速酸化試験を行う。 例えば、塩分を含んだ高温多湿の雰囲気の中で、結露と乾燥のサイクルを交互に繰り返します。

試験条件がよく管理され、比較可能な実験室レベルでは、多数の試験を行って平均値を取ると、E 5.6 g/m2のブリキのコーティングはE 2.8よりも優れた強度を持つことが統計的に示されます。 しかし、2.8インチのコーティングされたブリキの個々のサンプルは、5.6インチのブリキよりも高い耐食性を示している場合があります。

金属の表面処理(光沢、マット、石目)については、表面処理によって異なる抵抗値が得られるとは言えません。

容器の製造や缶詰工場での充填・加工の際に素材が受けるあらゆる種類の機械的ストレス、傷、擦り傷は、特にクロージャー、サイドシーム、コードのある部分など、スチールの露出した表面の量を大幅に増加させる。 ブリキに存在する元々の気孔は、完成して充填された容器の一部に見られる気孔と比較すると、非常に些細なものです。

ブリキは、ブリキのコーティングが損傷した部分が酸化しやすい素材なので、充填、保管、輸送といった容器の寿命期間中の処理が決定的な影響を与えることは明らかです…..。 これらの操作をどのような条件で行うかによって違いが出てきます。

– 良好な状態で保管すれば、ブリキ製の容器であれば、満杯でも空でも、たとえブリキのコーティングが低くても、酸化から守ることができます。

– 保存状態が悪いと、ブリキの容器は中身が入っていてもいなくても、たとえ厚塗りであってもすぐに錆びてしまいます。

ブリキのスチールベースが、腐食セルに変化しやすい電解媒体に接触すると、「悪い条件」が存在する。 媒体の攻撃性は、溶解した塩の性質によって異なり、温度によって大きく上昇する。

素材やパッケージの外部にある、さびの要因は何ですか?

多くの危険な条件が揃うと、サビのシミが発生しやすくなります。 主に中。

A-缶詰製造工程

B- 満杯の容器と空の容器の両方を保管、発送、販売すること。

A.- 缶詰工場のプロセス条件

1.充填時のパッケージの汚れは、充填のし過ぎ、液体(シロップ、ブライン)のこぼれなど、さまざまな原因があります。

容器の外側が酸(果物)や塩分(塩水)に触れると、これらが腐食細胞の電解質として働きます。 また、これらの物質はプロセス水を汚染し、容器上で蒸発して吸湿性や腐食性のある製品の膜を残します。 同様に、気化の段階で、異物が乾燥してブリキに強く付着するほど温度が高いと、金属を腐食する傾向の強い吸湿ゾーンが生じることがあります。 主に、サイドシーム、ジップ、レース、エクスパンションパネルなど、ブリキに最も負荷がかかっている部分が影響を受けます。

スチームオートクレーブでは、適温になるまでの時間が長かったり、既存の酸化点があったり、蒸気に含まれる空気の割合が多すぎたりすると、結果的に酸化斑ができてしまいます。

ボイラーが通常の能力を超えて稼働している場合、アルカリ性物質を含んだ蒸気が供給されることがあります。このアルカリ性物質は、保護用のワニスが塗られていても、容器の最も露出した部分の錫メッキを侵します。 その結果、ブリキが脱錫され、容器の冷却や保管中に金属の腐食の影響を受けやすくなります。

殺菌工程では、容器に白っぽい沈殿物(炭酸塩、硫酸塩、塩化物など)が付着することがありますが、これらは蒸気によって運ばれ、冷却時に除去するのが困難です。 このような塩は吸湿性があるため、容器の保管中に後続の腐食や酸化を引き起こします。

オートクレーブ内で処理中に蓄積されたアルカリ性物質が凝縮された蒸気が、ケージや容器の底にある容器を攻撃することがあります。

オートクレーブのケージの内部状態(錆びていたり、最近亜鉛メッキされたり、スペーサーの状態が悪かったり)も、腐食の原因となることがあります(迷走電流やオートクレーブ内の「バイメタリズム」の問題が原因となることもあります)。

バインマリー」プロセスや静置式オートクレーブの場合、沸点以下の水中に溶け込んだ酸素や、水蒸気の巻き込みによって運ばれたアルカリ性物質が原因で、ブリキの腐食とそれに伴う錆びの発生が起こります。

連続式オートクレーブの中には、容器を回転させるものがありますが、これは熱の浸透性を大幅に向上させるものの、摩擦による摩耗の度合いを高めることになります。

  1. 容器の冷却・乾燥が不十分であること

冷却が過剰になると腐食が発生します。 この場合、パッケージが冷えすぎて自然乾燥できず、特にクロージャーやサイドシームの部分に過剰な量の水分が保持されてしまいます。 この点では、冷たい容器をお湯で洗ったり洗浄したりするよりも、熱い容器をお湯で洗う方が好ましい。 最も効果的な洗浄と乾燥を行うためには、まだ熱い(約40度)容器をお湯で洗ってすすぐのが理想的です。 どんな場合でも、容器が完全に乾く前にカートンに詰めてはいけません。特にカートンが水分の急速な蒸発を妨げる場合には注意が必要です。 トレイに入れた容器をビニールで包むと、水滴や残留水分が蒸発しにくいため、サビ汚れの原因になることが多い。

B.- 満杯または空の容器の保管、発送、販売に関する条件

考慮すべき点は、以下の通りです。

– 高温多湿の環境で、ほこりや塩分を含んだ水しぶき、ガス状の残留物が多い。

– パッケージの「発汗」や「結露」。

– カートンや箱などの二次包装(シールやラベルを含む)。

1.大気

過剰な湿度と保管中の高い気温は、おそらくパッケージの外部腐食の最も重要な原因です。 相対湿度60%以下では腐食はないと考えられますが、80%以上になると腐食が顕著になります。

床、壁、カートンは、容器の腐食を促進するのに十分な大気中の水分を吸収することができることを強調する必要があります。 例えば、缶詰工場でカートンを誤って濡らしてしまうと、腐食の原因になります。 これは、紙で包まれたロール状のファンドでも同じ現象が起こります。

包装材と接触している湿度の高い雰囲気の攻撃性は、ほこりや塩分、ガス状の残留物(二酸化硫黄、塩素など)の存在によって高まる可能性がある。

2.・・・結露や「発汗」のことです。

また、大気中の水分が容器に結露することも、容器の外部腐食の非常に重要な原因となる。 結露や発汗は、冷たい容器が急に温度や湿度の高い空気に触れたときに起こります。 春は倉庫内の結露が最も発生しやすい時期です。 そのため、高温多湿の日にコールドストアが開いていると、パッケージに水分が結露するリスクが高まります。

凝縮率は次のようになります。

– 容器の温度です。

– 周囲の空気の温度。

– 相対空気湿度

同じ条件であれば、空の容器の方が満杯の容器よりも結露しにくいのですが、これは間違いなく温度の平衡化がより早いためです。

3.二次包装、カートン、シール、ラベル

箱やカートンは、パッケージの外部腐食の原因となります。 板紙の品質によっては、より多くの水分を吸収するものもあります。 カートンに含まれる残留塩類(硫酸塩、塩化物など)の性質や量は、パッケージに対するカートンの攻撃性に影響します。 主に腐食に悩まされるのはクロージャーで、パッケージの重さによって濡れたカートンの中でクロージャーが「動かなく」なってしまうからです。 木枠やパレットを作る材料は、湿度が15%以上になると接触腐食を起こす可能性があります(例:伐採したばかりの木材)。

ラベルに使用されている接着剤や糊の中には吸湿性のあるものがあり、容器にサビのシミが発生しやすくなります。 紙のラベルは腐食にさらされており、特に防水ラベル(光沢ラベルやラミネートラベル)の場合は注意が必要です。

これらの条件をまとめると、基本的には「湿度」「酸素」「酸性・アルカリ性物質」の3つの要素があり、これらが温度とともに作用して、サビの発生に関係する役割を果たしているということになります。

C.-容器の孔食・腐食汚れの防止方法

以上の情報をもとに、いくつかの実用的なアドバイスをさせていただきます。

悪条件による容器の外部腐食のリスクを抑制・低減できるのであれば、錫メッキの質量を大幅に増やすことは、経済的にも技術的にも最善の解決策ではないと考えています。 しかし、ニスを使用したり、インクで印刷したりすることは非常に良い解決策です。 一般論として、以下の点を強調しておきたい。

– 空の容器と満杯の容器の保管は、缶詰工場の敷地から完全に分離された倉庫で行わなければならない。 缶詰工場では、床の清掃、パンやオートクレーブからの蒸気により常に過剰な水分が存在し、また、ブラインからの空気中には酸性の水分が存在しています。

– 破損した段ボール箱では、水の飛沫やこぼれから容器を守ることは期待できません。 紙で包装されたロール状のファンドも同様です。

– 容器は、オートクレーブに入れる前に、お湯で洗ってすすぐこと。 この種の洗浄に使用する洗剤は、容器に対して中性でなければならない。

– 容器が水中で殺菌されている場合、硬度処理された水が再利用されている場合は、水の硬度、pH、塩化物含有量、硝酸塩などの変動を管理するために、一定の物理的・化学的特性を定期的にチェックすることが重要です。

– 滅菌処理後の容器の冷却は、過度に行わないようにしてください。 40℃でも容器には十分な潜熱が残っており、自然乾燥が可能です。

– 加工後の容器の再汚染を防ぐための冷却水の塩素化は、使用時、すなわち冷却される容器との接触時に遊離活性塩素が2~3mg/リットルを超えない限り、腐食促進要因とはならない。 このようなコンテンツは、常に管理され、定期的にチェックされなければなりません。

– 容器をパレタイズしたり、カートンに詰めたりする際には、容器が完全に乾いていて、以前の洗浄による白い付着物がないことが必要です。 湿っていたり、十分に乾燥していない容器は、特に箱の材質が防湿性でない場合、非常に腐食しやすくなります。 箱は湿気を帯びてはいけないし、吸湿性のある箱材は排除すべきだというのが標準的な考え方です。

– これは、内部に多数の「マイクロクライメット」が発生するため、局所的なサビの原因となる可能性があるからです。

– 腐食防止剤は、殺菌水や容器冷却装置の水に添加することができる。 これらの活性剤は市販の製剤に含まれているため、その組成は必ずしもよく知られていません。 これらの製品の使用を批判することは本意ではありません。 逆に言えば、特殊な条件のもとでは有効であると考えています。 しかし、私たちは次のことを指摘しなければなりません。

– どんな製品でも良いというわけではありません(食品を入れる容器なので、認可を受けなければなりません)。

– これらの使用は、缶詰工場でのモニタリング作業を複雑にしており、チェックする必要があります。 これらの製品は一般的に少量で作用し、最適な濃度があるため、それ以上になると効果的な作用が得られなくなったり、逆説的に腐食が進んだりします。

– これらの製品の効果はいつまでも続くものではありません。 それは、彼らが活動する環境に限定されることが多い。 このようにして、例えば、容器に接触したときに水が攻撃的になるのを防ぐことができますが、容器がこの環境から出たり離れたりするときに、乾燥や処理の条件が悪ければ、再び新たな影響を受けることになります。 オートクレーブや冷却水の攻撃性を弱めることと、この水を使って容器の外面に保護層を形成し、悪条件下での腐食のリスクを大幅に遅らせることは別の問題である。

– また、満杯で乾燥した容器に、疎水性物質(油、パラフィンなど)の蒸気を当てることも可能です。 しかし、ラベリングのプロセスではどうなるのでしょうか? 接着剤の問題もあります。

上記のコメントは、腐食防止剤の使用が必ずしも明確ではないことを示しており、この理由から、腐食防止剤は、他のすべての規定された注意事項が完全に満たされた後、最後の手段としてのみ使用されるべきである。

空調の効いた倉庫に保管され、埃や特に結露から守られた乾燥した冷蔵コンテナは、それだけで長期間にわたって大気中の腐食に耐えることができる。 充填された容器に水分が結露するのは、周囲の空気と容器の間の温度差が小さい場合です。

– 容器の温度が10℃以下の場合、約3℃になります。

– 温度が10℃以上になると、約5℃になります。

結露のリスクを回避するためには、倉庫内の各所で湿度と温度の変化をコントロールできる倉庫を使用することが常に重要です(空調、断熱、熱と湿度のない空気を供給する暖房システムを使用します)。

容器の腐食が発見された場合、”工場の現場 “で考えられるすべての要因を徹底的に調査する必要があります。 また、特定の時点で注意事項の不備があったかどうかを確認することも同様に重要です。

私たちの意見では、ブリキ材のメーカーが納入時に耐酸化性を判定する受け入れ試験を実施することは、まさに状況の多様性のためにユートピアです。 最終的には、パッケージの使用条件に依存します。

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