Yixing Feihong Steel Pacaging покрытие для банок
1. Почему банки с покрытием?
Банки для пищевых продуктов и напитков сохраняют вкусовые качества и питательную ценность наполнителя до нескольких лет. Вследствие такого длительного хранения необходимо минимизировать взаимодействие между упаковкой и пищевыми продуктами. Банки обычно покрыты органическим слоем, который защищает целостность банки от воздействия пищи и предотвращает химические реакции между металлом банки и пищей. Для выполнения технических и юридических требований покрытия для банок должны выдерживать процессы производства и стерилизации (1, 3), быть универсально применимыми для всех типов пищевых продуктов и напитков (2), предотвращать попадание химических веществ в продукты питания в количествах, представляющих опасность для здоровья человека (4), прилипать к банке даже после непреднамеренной деформации (5), противостоять агрессивным продуктам питания и защищать металл банок (6), а также сохранять пищу и сохранять ее органолептические свойства в течение нескольких лет (7).
2. Данные о производстве и рынке банок
Банки изготавливаются из трех различных материалов: алюминия, стали с луженым покрытием (белой жести) и стали с электролитическим хромовым покрытием (ECCS). Корпуса тазов могут быть выполнены в виде трехсоставных сварных банок (3PC), двухкомпонентных тянутых и повторно вытянутых (DRD) банок или двух составных тянутых и утюженных банок (D& I). Независимо от материала и производственного процесса, большинство банок покрывают изнутри и снаружи пленкой толщиной от 1 до 10 мкм. Покрытия обычно наносятся на обе стороны плоских металлических листов или рулонов путем нанесения роликового покрытия до формирования банок. В качестве альтернативы покрытия наносятся на предварительно отформованные банки. Жестяные банки используются без внутреннего покрытия для светлых кислых соков и фруктов (например, ананаса, груш, персиков), потому что олово окисляется легче, чем еда, что предотвращает потемнение и изменение вкуса, вызванные окислением фруктов. Емкости для пищевых продуктов обычно стерилизуются под давлением с соблюдением точных условий в зависимости от типа пищи. Однако банки для напитков можно пастеризовать или стерилизовать в запечатанных банках или разливать в асептических условиях.
Ежегодно во всем мире производится более 300 миллиардов банок для напитков. В 2014 году 90% банок для напитков были изготовлены из алюминия; остальные 10% состоят из стали. Кроме того, согласно оценкам, в 2011 году во всем мире было продано 75 миллиардов банок для пищевых продуктов. В 2013 году около 30 миллиардов долларов США и 9 миллиардов долларов США были получены от банок для напитков и пищевых продуктов соответственно. В 2011 году глобальные производственные мощности по производству консервных покрытий оценивались в 800 000 метрических тонн, что соответствует рыночной стоимости в 2,8 миллиарда евро.
3. Покрытия: свойства и альтернативы.
Коммерчески доступно множество различных покрытий для банок, но большинство из них основано на ограниченном количестве химических веществ (таблица). Покрытия содержат различные добавки, например агенты для увеличения скольжения поверхности, а также устойчивости к истиранию и царапинам покрытий для консервных банок, смазки, пеногасители, адгезивы, поглотители соляной кислоты и пигменты.
Покрытия на основе эпоксидной смолы занимают самую высокую долю рынка - более 90%. Однако производители жестяных банок и пищевые компании начали заменять эпоксидные покрытия на основе BPA альтернативами в результате токсикологических данных, общественных обсуждений и недавних нормативных решений. Акриловые и полиэфирные покрытия в настоящее время используются в качестве альтернативы эпоксидным покрытиям первого поколения, а совсем недавно были разработаны полиолефиновые и эпоксидные покрытия без бисфенола А. Дальнейшие изобретения включают системы улавливания BPA и верхние покрытия. Большинство этих альтернативных покрытий дороже, чем эпоксидные покрытия, и могут еще не демонстрировать такой же набор характеристик в отношении их стабильности и универсальности.
Эпоксидные покрытия
В 1950-х годах эпоксидные смолы использовались в качестве покрытий для алюминиевых и стальных банок. Их стабильность, защитная функция и технические свойства сделали их наиболее часто используемым материалом для покрытий. Большинство эпоксидных покрытий синтезируются из бисфенола A (BPA, CAS 80-05-7) и эпихлоргидрина, образуя эпоксидные смолы на основе бисфенола A-диглицидилового эфира. Было разработано множество различных смесей эпоксидных покрытий, из которых наиболее важной подгруппой были эпоксидно-фенольные покрытия. Другие смешанные смолы представляют собой, например, эпоксиамины, акрилаты и ангидриды.
Живица
Первые покрытия для банок были сделаны из олеорезинов, которые представляют собой смесь масла и смолы, извлеченные из растений. Олеорезины довольно гибкие и легко наносятся, но плохо прилипают к металлическим поверхностям, обладают ограниченной коррозионной стойкостью и требуют длительного времени отверждения. Кроме того, они могут изменить органолептические свойства пищи.
винил
Виниловые покрытия получают из винилхлорида и винилацетата. Они очень гибкие и стабильные в кислых и щелочных условиях, но плохо держатся на металле и не выдерживают высоких температур. Виниловые покрытия нуждаются в пластификаторах и стабилизаторах, и их часто смешивают с другими смолами. Виниловые органозоли получают из суспензий смолы в органическом растворителе. Органозоли обладают сравнительно более высокой химической стойкостью, термостойкостью и адгезионными свойствами, чем виниловые покрытия.
фенольный
Фенольные смолы состоят из фенолов и альдегидов. Они обладают высокой устойчивостью к коррозии и защищают банки от сульфидных пятен. Фенольные смолы обладают низкой гибкостью, плохо прилипают к металлу и могут изменять запах и вкус продуктов. Они применяются в качестве покрытий для бочек и ведер, но несмешанные фенольные смолы не используются в банках для пищевых продуктов и напитков. Однако фенольные смолы являются обычными сшивающими агентами (например, в эпоксидных смолах) и повышают их устойчивость.
акрил
Акриловые смолы чаще всего синтезируют из этилакрилата. Они имеют чистый внешний вид и устойчивы к коррозии и сульфидным пятнам, но они хрупкие и могут изменять вкус и запах продуктов.
Полиэстер
Изофталевая кислота (IPA) и терефталевая кислота (TPA) являются основными карбоновыми кислотами, используемыми в полиэфирных покрытиях. С полиэфирными смолами легко обращаться в процессе производства, они хорошо прилипают к металлической поверхности, но обычно они нестабильны в кислых условиях и обладают плохой коррозионной стойкостью. В качестве альтернативы покрытия из полиэтилентерефталата (ПЭТ) используются для ламинирования банок для напитков, но для связывания ПЭТ с металлом необходимы клеи.
полиолефины
Недавно на рынке появились покрытия на основе дисперсий полиолефинов. По словам производителя, конечное полиолефиновое покрытие демонстрирует защиту от коррозии, адгезию и гибкость, не влияя на вкус пищи.
4. Регулирование
U.S.
Полимерные и смоляные покрытия покрывают под21 CFR 175.300, В этом коде перечислены разрешенные исходные вещества и указаны условия испытаний и пределы миграции. Покрытия для банок, отвечающие этим требованиям, соответствуют закону. В мае 2015 года Калифорнийское Управление по оценке рисков для здоровья окружающей среды (OEHHA) добавило BPA всписок химикатовизвестно, что причиняет вред репродуктивной системеПредложение 65., Производители, дистрибьюторы и розничные торговцы теперь должны информировать потребителей о продукции, содержащей BPA, с четким и разумным предупреждением о химической опасности (FPFсообщается).
Европа
Покрытия для банок не регулируются законодательством ЕС, нонациональные мерынаходятся в Нидерландах,Бельгия, Чехия, Греция, Италия, Словакия, Франция и Испания. Для диглицидилового эфира бисфенола А (BADGE) и его производных существуют согласованные правила для конкретных химических веществ, которые, как известно, мигрируют из покрытий банок (Постановление Комиссии1895/2005 по EC) и для неорганического олова (Постановление Комиссии242/2004 по К.Э.). В проекте Постановления Комиссии об использовании BPA в лаках и покрытиях в настоящее время предлагается конкретный предел миграции 0,05 мг / кг пищевых продуктов (FPFсообщается). Во Франции использование BPA запрещено в FCM, включая всю упаковку, тару и посуду, предназначенную для прямого контакта с пищевыми продуктами (LOIn° 2010-729) (FPFсообщается).
5. Миграция, выдержка& биомониторинга
Большинство исследований по изучению химической миграции из пищевых банок были сосредоточены на BPA, BADGE и их производных. Особенно объем данных для BPA обеспечивает хорошую основу для оценки воздействия. Однако общая миграция из банок может также содержать олигомеры, катализаторы, ускорители реакции, эпоксидированные пищевые масла, аминосмолы, акриловые смолы, различные сложные эфиры, воски, смазки и металлы. Кроме того, непреднамеренно добавленные вещества (NIAS), такие как примеси, побочные продукты реакции и продукты разложения, обычно составляют часть миграции. Оценки воздействия для этих часто сложных смесей гораздо труднее или даже невозможно рассчитать, потому что многие NIAS являются неизвестными или неидентифицированными веществами.
Существует корреляция между воздействием BPA на человека и потреблением консервированных продуктов и, в гораздо меньшей степени, консервированных напитков. В 2012 году исследование показало, что BADGE и его производные были обнаружены во всех тестируемых образцах из США и Китая, и что его концентрации в моче превышали таковые для BPA в 3-4 раза.
6. Воздействие на здоровье
Покрытия для банок обычно выделяют сложные химические смеси в пищу, и только некоторые из мигрантов были тщательно протестированы. Существуют обширные данные о токсичности бисфенола А, охватывающие множество различных конечных точек, таких как репродуктивные эффекты и эффекты развития, а также неврологические, иммуномодулирующие, сердечно-сосудистые и метаболические эффекты. В 2004 году было признано, что BADGE не вызывает опасений по поводу генотоксичности, канцерогенности, репротоксичности и токсичности для развития. Однако более поздние исследования показали некоторое влияние на репротоксические конечные точки и конечные точки развития.
Многие мигрирующие вещества совершенно неизвестны, но они могут в значительной степени способствовать токсичности мигрирующих веществ. В 2006 году цитотоксические эффекты мигрантов из покрытий на основе эпоксидных и полиэфирных смол были протестированы с помощью серии анализов. Результаты одного из этих анализов показали, что только около 0,5% цитотоксических эффектов, измеренных при миграции из эпоксидных покрытий, можно проследить до количества BPA, BADGE и BADGE · H2O. Этот пример иллюстрирует важность тестов, нацеленных на конечную миграцию, а не только на отдельные вещества, во время оценки риска.
