Yixing Feihong Steel Pacaging kann beschichten
1. Warum beschichtete Dosen?
Lebensmittel- und Getränkedosen bewahren den Geschmack und die Nährwerte ihrer Füllung bis zu mehreren Jahren. Infolge derart langer Lagerzeiten müssen die Wechselwirkungen zwischen Verpackung und Lebensmittel minimiert werden. Dosen sind typischerweise mit einer organischen Schicht beschichtet, die die Unversehrtheit der Dose vor den Auswirkungen des Lebensmittels schützt und chemische Reaktionen zwischen dem Metall der Dose und dem Lebensmittel verhindert. Um die technischen und gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen, sollten Dosenbeschichtungen den Produktions- und Sterilisationsprozessen standhalten (1, 3), universell für alle Lebensmittel- und Getränketypen anwendbar sein (2) und die chemische Migration in Lebensmittel in Mengen verhindern, die die menschliche Gesundheit gefährden (4). haften Sie auch nach nicht beabsichtigter Verformung an der Dose (5), widerstehen Sie aggressiven Lebensmitteltypen und schützen Sie das Metall der Dosen (6), bewahren Sie das Lebensmittel auf und bewahren Sie seine organoleptischen Eigenschaften über mehrere Jahre (7).
2. Können Produktions- und Marktdaten
Dosen bestehen aus drei verschiedenen Materialien: Aluminium, verzinntem Stahl (Weißblech) und elektrolytischem chrombeschichtetem Stahl (ECCS). Dosenkörper werden entweder als dreiteilige geschweißte Dosen (3PC), zweiteilige gezogene und neu gezeichnete Dosen (DRD) oder als zweiteilige gezogene und gebügelte Dosen (D& I) hergestellt. Unabhängig vom Material und vom Herstellungsprozess werden die meisten Dosen innen und außen mit Filmen von 1 bis 10 µm Dicke beschichtet. Beschichtungen werden üblicherweise durch Walzenbeschichtung auf beide Seiten planarer Bleche oder Spulen aufgebracht, bevor die Dosen geformt werden. Alternativ werden Beschichtungen auf vorgeformte Dosen gesprüht. Blechdosen werden ohne Innenbeschichtung für helle, saure Säfte und Früchte (z. B. Ananas, Birnen, Pfirsiche) verwendet, da Zinn leichter oxidiert wird als das Lebensmittel, wodurch Verdunkelungen und Geschmacksveränderungen durch Oxidation der Früchte verhindert werden. Lebensmitteldosen werden normalerweise unter den genauen Bedingungen je nach Lebensmitteltyp drucksterilisiert. Getränkedosen können jedoch in den versiegelten Dosen pasteurisiert oder sterilisiert oder unter aseptischen Bedingungen gefüllt werden.
Jedes Jahr werden weltweit mehr als 300 Milliarden Getränkedosen hergestellt. Im Jahr 2014 bestanden 90% der Getränkedosen aus Aluminium. Die restlichen 10% bestanden aus Stahl. Darüber hinaus wurden 2011 weltweit schätzungsweise 75 Milliarden Konservendosen verkauft. Im Jahr 2013 wurden weltweit rund 30 Milliarden US-Dollar und 9 Milliarden US-Dollar mit Getränke- bzw. Lebensmitteldosen verdient. Im Jahr 2011 wurde die weltweite Produktionskapazität von Dosenbeschichtungen auf 800'000 Tonnen geschätzt, was einem Marktwert von 2,8 Milliarden Euro entspricht.
3. Beschichtungen: Eigenschaften und Alternativen
Viele verschiedene Dosenbeschichtungen sind im Handel erhältlich, die meisten basieren jedoch auf einer begrenzten Anzahl chemischer Funktionalitäten (Tabelle). Beschichtungen enthalten verschiedene Additive, z. B. Mittel zur Erhöhung des Oberflächenrutschens sowie der Abrieb- und Kratzfestigkeit von Dosenbeschichtungen, Schmiermitteln, Antischaummitteln, Klebstoffen, Salzsäuremessern und Pigmenten.
Beschichtungen auf Epoxidbasis haben mit mehr als 90% den höchsten Marktanteil. Können Hersteller und Lebensmittelunternehmen jedoch aufgrund toxikologischer Beweise, öffentlicher Diskussionen und jüngster behördlicher Entscheidungen damit begonnen haben, Epoxidbeschichtungen auf BPA-Basis durch Alternativen zu ersetzen? Acryl- und Polyesterbeschichtungen werden derzeit als Alternativen der ersten Generation zu Epoxidbeschichtungen verwendet, und in jüngerer Zeit wurden Polyolefin- und Nicht-BPA-Epoxidbeschichtungen entwickelt. Weitere Erfindungen umfassen BPA-Erfassungssysteme und Deckbeschichtungen. Die meisten dieser alternativen Beschichtungen sind teurer als Epoxidbeschichtungen und weisen möglicherweise noch nicht die gleichen Eigenschaften hinsichtlich ihrer Stabilität und universellen Anwendbarkeit auf.
Epoxidbeschichtungen
In den 1950er Jahren wurden Epoxidharze als Beschichtungen für Aluminium- und Stahldosen eingeführt. Ihre Stabilität, Schutzfunktion und technischen Eigenschaften machten sie zum am häufigsten verwendeten Beschichtungsmaterial. Die meisten Epoxidbeschichtungen werden aus Bisphenol A (BPA, CAS 80-05-7) und Epichlorhydrin unter Bildung von Bisphenol A-Diglycidylether-Epoxidharzen synthetisiert. Es wurden viele verschiedene Mischungen von Epoxidbeschichtungen entwickelt, wobei Epoxid-Phenol-Beschichtungen die wichtigste Untergruppe sind. Andere gemischte Harze sind beispielsweise Epoxyamine, Acrylate und Anhydride.
Oleoresine
Erste Dosenbeschichtungen wurden aus Oleoresinen hergestellt, bei denen es sich um Gemische aus Öl und Harz handelt, die aus Pflanzen extrahiert wurden. Oleoresine sind ziemlich flexibel und leicht aufzutragen, haften jedoch nicht gut auf Metalloberflächen, haben eine begrenzte Korrosionsbeständigkeit und benötigen lange Aushärtezeiten. Darüber hinaus können sie die organoleptischen Eigenschaften von Lebensmitteln verändern.
Vinyl
Vinylbeschichtungen werden aus Vinylchlorid und Vinylacetat synthetisiert. Sie sind unter sauren und alkalischen Bedingungen hochflexibel und stabil, haften jedoch nicht gut auf Metall und halten bei hohen Temperaturen nicht stand. Vinylbeschichtungen benötigen Weichmacher und Stabilisatoren und werden häufig mit anderen Harzen gemischt. Vinylorganosole werden aus Suspensionen von Harz in organischem Lösungsmittel hergestellt. Organosole bieten eine vergleichsweise höhere chemische Beständigkeit, thermische Stabilität und Haftungseigenschaften als Vinylbeschichtungen.
Phenolisch
Phenolharze bestehen aus Phenolen und Aldehyden. Sie sind hochkorrosionsbeständig und schützen Dosen vor Sulfidflecken. Phenole haben eine geringe Flexibilität, haften nicht gut auf Metall und können den Geruch und Geschmack von Lebensmitteln verändern. Sie werden als Beschichtungen für Fässer und Eimer verwendet, aber ungemischte Phenolharze werden in Lebensmittel- und Getränkedosen nicht verwendet. Phenole sind jedoch übliche Vernetzer (z. B. in Epoxidharzen) und erhöhen ihre Beständigkeit.
Acryl
Acrylharze werden am häufigsten aus Ethylacrylat synthetisiert. Sie haben ein sauberes Aussehen und zeigen Korrosions- und Sulfidfleckbeständigkeit, sind jedoch spröde und können den Geschmack und Geruch von Lebensmitteln verändern.
Polyester
Isophthalsäure (IPA) und Terephthalsäure (TPA) sind die Hauptcarbonsäuren, die in Polyesterbeschichtungen verwendet werden. Polyesterharze sind während des Produktionsprozesses leicht zu handhaben und haften gut auf der Metalloberfläche, sind jedoch unter sauren Bedingungen normalerweise nicht stabil und weisen eine schlechte Korrosionsbeständigkeit auf. Alternativ werden Polyethylenterephthalat (PET) -Beschichtungen zum Laminieren von Getränkedosen verwendet, es werden jedoch Klebstoffe benötigt, um das PET an das Metall zu binden.
Polyolefine
Beschichtungen, die auf Dispersionen von Polyolefinen basieren, sind kürzlich auf den Markt gekommen. Nach Angaben des Herstellers weist die endgültige Polyolefinbeschichtung Korrosionsschutz, Haftung und Flexibilität auf, ohne den Geschmack des Lebensmittels zu beeinträchtigen.
4. Regulierung
U.S.
Polymer- und Harzbeschichtungen sind darunter abgedeckt21 CFR 175.300. Dieser Code listet zulässige Ausgangsstoffe auf und legt Testbedingungen und Migrationsgrenzen fest. Dosenbeschichtungen, die diese Spezifikationen erfüllen, sind gesetzeskonform. Im Mai 2015 fügte das kalifornische Amt für Umweltverträglichkeitsprüfung (OEHHA) BPA hinzuListe der Chemikalienbekanntermaßen reproduktive Schäden verursachen unterSatz 65. Hersteller, Händler und Einzelhändler müssen nun die Verbraucher von BPA-haltigen Produkten mit einer klaren und angemessenen Warnung bezüglich der chemischen Gefahren (FPF) informierenberichtet).
Europa
Dosenbeschichtungen sind nicht durch eine EU-weite Gesetzgebung geregelt, sondernnationale Maßnahmensind in den Niederlanden vorhanden,Belgien, der Tschechischen Republik, Griechenland, Italien, der Slowakei, Frankreich und Spanien. Für Bisphenol-A-Diglycidylether (BADGE) und seine Derivate bestehen harmonisierte Vorschriften für bestimmte Chemikalien, von denen bekannt ist, dass sie aus Dosenbeschichtungen migrieren (Verordnung der Kommission)EG 1895/2005) und für anorganisches Zinn (Verordnung der KommissionEG 242/2004). Ein Entwurf einer Verordnung der Kommission über die Verwendung von BPA in Lacken und Beschichtungen schlägt derzeit eine spezifische Migrationsgrenze von 0,05 mg / kg Lebensmittel (FPF) vorberichtet). In Frankreich ist die Verwendung von BPA in FCMs verboten, einschließlich aller Verpackungen, Behälter und Utensilien, die in direkten Kontakt mit Lebensmitteln kommen sollen (LOI)n° 2010-729) (FPFberichtet).
5. Migration, Exposition&Amp; Biomonitoring
Die meisten Studien zur Untersuchung der chemischen Migration aus Lebensmitteldosen konzentrierten sich auf BPA, BADGE und ihre Derivate. Insbesondere die Datenmenge für BPA bietet eine gute Grundlage für Expositionsabschätzungen. Die Gesamtmigration aus Dosen kann jedoch auch Oligomere, Katalysatoren, Reaktionsbeschleuniger, epoxidierte Speiseöle, Aminoharze, Acrylharze, verschiedene Ester, Wachse, Schmiermittel und Metalle enthalten. Darüber hinaus bilden nicht absichtlich zugesetzte Substanzen (NIAS) wie Verunreinigungen, Reaktionsnebenprodukte und Abbauprodukte im Allgemeinen einen Teil des Migrats. Expositionsabschätzungen für diese oft komplexen Gemische sind viel schwieriger oder sogar unmöglich zu berechnen, da viele NIAS unbekannte oder nicht identifizierte Substanzen sind.
Es besteht eine Korrelation zwischen der Exposition des Menschen gegenüber BPA und dem Verzehr von Konserven und in weitaus geringerem Maße von Dosengetränken. Im Jahr 2012 zeigte eine Studie, dass BADGE und seine Derivate in allen Testproben aus den USA und China nachgewiesen wurden und dass die Urinkonzentrationen die von BPA um das 3- bis 4-fache überstiegen.
6. Gesundheitliche Auswirkungen
Dosenbeschichtungen setzen im Allgemeinen komplexe chemische Gemische in das Lebensmittel frei und nur wenige der Migranten wurden gründlich getestet. Für BPA liegen umfangreiche Toxizitätsdaten vor, die viele verschiedene Endpunkte wie Reproduktions- und Entwicklungseffekte sowie neurologische, immunmodulatorische, kardiovaskuläre und metabolische Effekte abdecken. Im Jahr 2004 wurde festgestellt, dass BADGE keine Bedenken hinsichtlich Genotoxizität, Karzinogenität, Reprotoxizität und Entwicklungstoxizität aufwirft. Neuere Studien zeigten jedoch einige Auswirkungen auf reprotoxische und Entwicklungsendpunkte.
Viele migrierende Substanzen sind völlig unbekannt, können jedoch stark zur Toxizität des Migrats beitragen. Im Jahr 2006 wurden die zytotoxischen Wirkungen von Migraten aus Beschichtungen auf Epoxid- und Polyesterbasis unter Verwendung einer Reihe von Tests getestet. Die Ergebnisse eines dieser Assays zeigten, dass nur etwa 0,5% der zytotoxischen Wirkungen, die beim Migrieren von Epoxidbeschichtungen gemessen wurden, auf die Menge an BPA, BADGE und BADGE · H2O zurückgeführt werden konnten. Dieses Beispiel zeigt, wie wichtig Tests sind, die auf die endgültige Migration und nicht nur einzelne Substanzen während der Risikobewertung abzielen.
