– 包装する製品の特性に応じて、使用するワニスの基本的な種類。
– ニスを塗った容器への腐食作用の挙動について。
– ワニス成分の製品への移行。
– 環境下でのワニスの性能について。
別の、より具体的な記事では、そのようなワニスの実際のテーマを展開します。
1.使用目的
金属容器の内容物には様々な特性があり、その特性に応じて内側の保護膜を選択する必要があります。 いくつかのケースを見てみましょう。
A.-攻撃的な製品（酸および半酸、非硫黄系）
スズは酸素を素早く除去するため、これらの製品にはスズの存在が望ましい場合がありますが、酸素が長時間存在すると製品が酸化してしまいます。 そのため、必ずしもニスを塗ったパッケージで缶詰にする必要はありません。 スズは、白または透明なフルーツやジュース（柑橘類、洋ナシ、モモ、パイナップル）を還元し、透明にする役割を持ち、それらの外観を向上させます。
しかし、市場の明確なトレンドは、酸化チタンを顔料とした白色コーティングを含む内装保護コーティングを使用することで、ブリキを剥がしたときに表面にできる「霜降り」や「マーブル」のような外観をなくし、より衛生的な感じを与えることができるようになりました。 しかし、金も様々なバージョンで使用されています。
窒素を多く含む野菜製品（豆、ニンジン、メロン、トマト）は、包装が保護されていないと、深刻な腐食が発生することがあります。 わずか数ヶ月で完全に脱膜してしまうこともあるので、安全性を考えれば内添ニスが唯一の答えです。 このソリューションは、現在ではほぼ広く使われています。
ツーピース容器の場合は、製品の腐食性の度合いに応じて異なるシステムを使用します。 一例ですが、他のソリューションも可能です。
– エポキシ-フェノール系、場合によってはアルミニウムで着色（適度な攻撃性のため）
– 酸化チタン変性ポリエステル（中程度の攻撃性の場合）
– 酸化チタン（またはアルミニウム）で着色されたオルガノゾル
– エポキシフェノールをベースコート（顔料または未顔料）とし、未顔料のオルガノゾルをトップコートとしたもの。
スリーピース容器の場合は、上記の方式が有効ですが、より経済的な方式として、以下のような方式もあります。
– エポキシフェノール（中程度の攻撃性の場合）
– ピグメント・モディファイド・エポキシ（酸化アルミニウムまたは酸化チタン入り）
– エポキシ-フェノール2層、2層目には顔料を使用することができます。
アントシアニン色素（青、紫、赤）を使用したジュースジャム（チェリー、ストロベリー、ラズベリー）の場合、下地の欠点を修正するためにワニスを2層使用する必要がある場合があります。 ワニスにはエポキシフェノール系とオイルレジン系がありますが、後者の割合はかなり少ないです。 一般的には、腐食による穿孔の危険性が明らかな場合に二重層を使用します。
B.- 硫化製品
殺菌工程では、食品から硫黄化合物が放出され、その結果、硫化第一鉄やスズの汚れが発生する危険性があります。 このリスクは、プロセスの温度とその温度が維持される時間の長さによって増加します。 この現象、特に熱の作用による製品のタンパク質の劣化を抑えるために、急速な加熱・冷却技術が用いられている。
ブリキにはさまざまな表面処理（不動態化処理）が施されています。 最も一般的なものは、その組成（金属クロムの存在）から311パッシベーションと呼ばれるもので、硫化スズの汚れを防ぎます。 しかし、硫化物による汚染のリスクから金属ベースを保護する上で最も重要な役割を果たすのはワニスである。 その目的は、製品を保護するための物理的・化学的バリアを作ることです。
物理的バリアは、高密度に架橋されたコーティングによって提供されます。 この目的のために、エポキシ-フェノールコーティングは、あまり攻撃的ではない、または全く攻撃的ではない製品によく使用されます。 アグレッシブな製品の場合は、前のタイプのワニスから始めて、膜を厚くするか、ワニスを二重にすることで解決できます。 物理的なバリアーは、顔料（白色を出す酸化アルミニウムや酸化チタン）をワニスに混ぜることで得られるマスキング効果によって強化されることが多く、硫化物のシミが現れても目立たないようになっています。 以上は、3ピース容器の本体と蓋に適用されます。 深絞りの容器の場合、十分な保護効果を得るためには、攻撃性の低い製品には柔軟性の高いポリエステルタイプのワニスを使用し、攻撃性の高い製品には2層（エポキシフェノール＋オルガノゾル）のワニスを使用することをお勧めします。
ケミカルバリアは、硫黄イオンを捕捉しやすい顔料によって実現されています。 この目的のために、エポキシ・フェノール樹脂系の塗料に添加された酸化亜鉛が使用されています。
サニタリーワニスで保護された金属容器で保存される最も一般的な食品の分類をまとめた表を掲載しています。 侵食性の度合いによって3段階に分類されており、硫化力によっても分類されています。 食品が特定のグループに分類されると、その食品を正しく保護するための適切なワニスシステムを定義することができます。
| フードアグレッシブ | ||||||
| グループ | 非常にアグレッシブ | 適度な攻撃性 | LOW AGGRESSIVE | |||
| pH<4.5 | pH 5.5 – 4.5 | pH 7> 5.5 | ||||
| NON-SULFURANTS | 硫黄化合物（SULFURANTS | NON-SULFURANTS | 硫黄化合物（SULFURANTS | NON-SULFURANTS | 硫黄化合物（SULFURANTS | |
| グリーンオリーブ | ブラックオリーブ | 干し栗 | ||||
| アプリコット | 栗（シロップ漬け） | 乾燥したデーツ | ||||
| 栗（クリーム） | カリンの肉 | ドライフルーツ | ||||
| チェリー | Jams | |||||
| プラム | ||||||
| フルーツカクテル | ||||||
| イチゴ | ||||||
| フルーツ | イチジク | |||||
| りんご | ||||||
| ピーチ | ||||||
| メロン | ||||||
| オランジュ | ||||||
| 洋梨 | ||||||
| パイナップル | ||||||
| ブドウ | ||||||
| フルーツジュース | ||||||
| アーティチョークの酸味。 | ナチュラルアーティチョーク | ピーズ | アーティチョークのオイル漬け | |||
| 酸性化したセロリ | セロリ・ナチュラル | ソラマメ | ||||
| ナスの酸味。 | コートゲット | トウモロコシ | ||||
| 酸性化したキノコ | マッシュルーム | ネギ | ||||
| ベジタブル | ピクルス | アスパラガス | ||||
| ピーマンの酸味。 | ほうれん草 | |||||
| ビートルートのアシディック | インゲン | |||||
| トマト | 自然のままの唐辛子 | |||||
| ビートルート | ||||||
| じゃがいもの塩水漬け | ||||||
| フライドトマト | ||||||
| マグロの漬け物 | ツナ、天然 | イカの墨煮 | アンチョビのオイル漬け | |||
| フィッシュ | イワシのピクルスソース | 自然のままのムール貝 | イワシのオイル漬け | |||
| ムール貝のピクルス | 天然の甲殻類 | マグロのオイル漬け | ||||
| 野生の軟体動物 | サバのオイル漬け | |||||
| イワシのトマト煮 | ||||||
| ソーセージの塩水漬け | ミートボール | トリプ | ||||
| 仔牛のソース煮込み | バーズ | ハム | ||||
| CARNICOS | チョリソー | トリュフ風味のロース肉 | ||||
| パテ | ランチ | |||||
| 仔牛 | モルタデラ | |||||
| 天然豆 | ファバダ | |||||
| LEGUME | ひよこ豆の塩水漬け | ひよこ豆 | ||||
| レンズ豆の塩水漬け | レンズ豆(Lentils) | |||||
| マヨネーズ | パスタ（ソース付き | オイル | ||||
| VARIOUS | ケチャップ | 野菜シチュー | 動物飼料 | |||
| 野菜スープ | コーヒー | |||||
| ビスケット | ||||||
| パウダーミルクまたはコンデンスミルク | ||||||
2º.- ワニスを塗った容器の腐食
- a) 膜下腐食
ワニスで保護された錫-鉄電池では、電解腐食現象が起こります。 この場合、錫は犠牲陽極として働き、鉄は陰極保護を利用します。 これは、ワニスに孔が開いて、そこから電解質として機能する製品の支配液が入ってくるために起こるもので、その結果、ワニス膜の下に黒い腐食領域が発生し、ワニスが局所的に剥がれることもあります。 パッケージの内側の外観には影響を与えますが、穿孔のリスクがないため、パッケージの保存性を脅かすことはありません。 製品の金属汚染は限定的です。
- b) Piercing
錫と鉄のスタックの動作がニス膜の下で逆になり、鉄が腐食されることがある。 パッケージ内の製品の鉄分汚染を増加させ、しばしば穿孔を引き起こす。 鉄分は一部の食品の色に悪影響を及ぼす。 ポリフェノール化合物（タンニン）が鉄イオンと一緒になると、黒い錯体ができます。 クロム-鉄電池では、鉄はクロムに対して常にアノードになると考えられます。 腐食すると鉄が溶ける（この「継ぎ足し」がミシン目になることもある）。 クロムコーティングされた材料は、ブリキに比べて常に有機的な保護を強化する必要があります。 第3回 – 有機コーティングの使用に伴う移行性と互換性の問題
食品包装用のインナーコーティングは、毒性のリスクがあってはならない。 缶詰に直接触れるということは、当然のことながら、その配合に使用される材料の選択とその使用の品質を確保するために、一定の基準を適用する必要があります。
化学的には、使用されるコーティング剤はプラスチック材料と密接に関連しており、その結果、移行や互換性の問題が関連していることを見てきました。
有機コーティングの性質に関わらず、3つの基本的な基準を尊重しなければなりません。
1º.・・・全ての構成要素がポジティブリストに掲載されている必要があります。
2º.・・・有機ワニスフィルムは、サプライヤーの仕様に従って塗布され、硬化された後、有効な規則で定められた量以上の成分を放出してはなりません。
コーティングは、金属ベースと食品の間のバリアとしての役割を効果的に果たす必要があります。とりわけ、後者の官能的な品質を損なわないようにしなければならない。
錫と鉄のスタックの動作がニス膜の下で逆になり、鉄が腐食されることがある。 パッケージ内の製品の鉄分汚染を増加させ、しばしば穿孔を引き起こす。 鉄分は一部の食品の色に悪影響を及ぼす。 ポリフェノール化合物（タンニン）が鉄イオンと一緒になると、黒い錯体ができます。 クロム-鉄電池では、鉄はクロムに対して常にアノードになると考えられます。 腐食すると鉄が溶ける（この「継ぎ足し」がミシン目になることもある）。 クロムコーティングされた材料は、ブリキに比べて常に有機的な保護を強化する必要があります。 第3回 – 有機コーティングの使用に伴う移行性と互換性の問題
一般的には各国で独自の規制がありますが、世界的な基準となっているのは、主にアメリカのFDA（米国食品医薬品局）の規制と、欧州共同市場の規制です。 スイスやスカンジナビアなどの他の国でも、非常に厳格で信頼できる規制があります。
移住問題に関しては、2つの側面があります。
定量的側面
最大値は、食品に含まれる移動量の上限を定めた各国の規制によって決定されます。 この量は一般的に、飼料1キログラムあたりの移行物質のミリグラム（mgrs/kg）、あるいはワニスと飼料の接触面の平方デシメートルあたりの移行物質のミリグラムで評価されます。
一般的に、分析試験機関は、サプライヤーが推奨する条件でコーティングを行った場合、その結果が公式の限界値を下回ることを保証します。
質的側面
また、具体的な移行制限もここで設定されます。 特に、毒性が強いとされる特定のモノマーに注目しています。 最大移行量を具体的に示した製品リストがあります。 これらの量は通常、ppb（parts per billion）またはmgrs/Tm（製品1トンあたりの移行量）で設定されています。 食品包装に使用されるワニスについては、安全性が増していると言えます。
– モノマーはもともと最も反応性が高いため、消滅するか、化学的に不活性な高分子構造に容易に取り込まれる。
– ワニスの硬化中（通常は少なくとも200℃で12分間）に、モノマーの沸点を知っていれば、微量の値でも残ることは考えられません。
– 同じ理由で、ワニスの溶剤にも毒性のあるものがあります。 これらも、様々な有機コーティングの硬化温度では、設計された架橋特性や機能特性に到達するずっと前に、急速に消失してしまいます。
前世紀末、ヨーロッパレベルでは「バッジ」という大きな移民事件があった。それは、ビスフェノールAジグリシジルエーテル（BADGE）だった。これは、エポキシ樹脂の製造に使用される反応生成物であるが、有機溶剤、ポリエステルなどの多くの他の材料（80～90％の遊離BADGEを含むエポキシ液の形で）….、可塑剤、接着促進剤、塩酸除去剤として添加される必須成分としても使用された。第一のケースでは、バッジは重合反応で形成されるポリマーの一部となり、結果的に食品に移行する残留量はごくわずかでした。第二のケースでは、バッジは添加剤として作用するため、反応には入らず、移行に関してはこのケースの方が不利であり、そのためにバッジの管理が最も重視されました。
スイス、オーストリア、デンマークなどヨーロッパの一部の国では、食品に移行する製品の最大量について非常に厳しい法律が適用されており、ある種の保存食に広く使用されているワニスでは難しい配合の問題が生じていました。 複数の国で消費される予定だった包装材が拒否されたこともあり、このような新しい市場ニーズに対応するためには、配合を変更するコーティングメーカーと複雑なホモロゲーションを行う包装材メーカーが共同で努力する必要がありました。
第4回 – ワニスと環境
金属容器の保護のために使用されるワニスには、塗布時に少量の溶剤が含まれています。 オーブンでの硬化中に、焼却炉がない場合は大気中に放出されます。 環境保護のための法律が整備されたことにより、その使用が拡大しています。 しかし、この設置には非常に高いコストがかかるため、業界ではこの問題を解決するために他の代替手段を探していました。
このように使われています。
– 高固形分（50％以上）のワニス
– ワニスには反応性希釈剤が含まれており、これが乾燥エキスに取り込まれます。
– 水性ワニス
– 粉体塗装。
最後の2つは特別なコメントに値する。 水性処方のコーティング剤は、常に全揮発分に対して少量の溶剤（15～20％）を含んでいますが、従来のコーティング剤よりもはるかに少ない量です。 飲料用パッケージの分野でも大いに活用されています。 粉体塗装については、このサイトの他の作品でも広く取り上げています。 最も広く使われているのは、スリーピースコンテナのサイドシームの内側保護です。
他にも、電気泳動や電着による有機物の保護など、様々な理由で、技術が十分に発達していない、コストが高い、結果にばらつきがあるなどの理由で、結果にばらつきがあるワニスがあります。 この技術は自動車業界では古くからありますが、金属加工分野ではほとんど開発されていませんでした。 水性処方のワニスを使用。 金属の保護されていない部分にのみ蒸着が行われるため、カバー力は非常に局所的です。 動作原理は非常にシンプルですが、リンスエリア、ワニスフィルター、液体タンクなどが必要となるため、設置はかなり複雑です。
現在、包装業界は、保護コーティング業界と同様に、様々なリサイクル法、環境法、移住法に大きく影響されています。 つまり、コンテナとコンテンツの適合性だけでなく、これらの分野での影響も考慮しなければならないのです。
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