特許 5830910 缶成型体の内容物に対する耐腐食性を評価する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5830910

(24)【登録日】2015年11月6日

(45)【発行日】2015年12月9日

(54)【発明の名称】缶成型体の内容物に対する耐腐食性を評価する方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 17/02 20060101AFI20151119BHJP

   G01N 27/00 20060101ALI20151119BHJP

   G01N 27/416 20060101ALI20151119BHJP

【ＦＩ】

   G01N17/02

   G01N27/00 L

   G01N27/46 301M

【請求項の数】3

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2011-87930(P2011-87930)

(22)【出願日】2011年4月12日

(65)【公開番号】特開2012-220394(P2012-220394A)

(43)【公開日】2012年11月12日

【審査請求日】2014年2月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126701

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100130834

【弁理士】

【氏名又は名称】森 和弘

(72)【発明者】

【氏名】野呂 寿人

(72)【発明者】

【氏名】安原 久雄

(72)【発明者】

【氏名】山中 洋一郎

(72)【発明者】

【氏名】北川 淳一

(72)【発明者】

【氏名】安江 良彦

【審査官】 渡邉 勇

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−０１４５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１６８６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３３３４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１３３７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第２９３４１６４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１１−１０２７９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ １７／００ − １９／１０

Ｇ０１Ｎ ２７／００ − ２７／１０

Ｇ０１Ｎ ２７／１４ − ２７／２４

Ｇ０１Ｎ ２７／２６ − ２７／４９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

缶成型体の内容物に対する耐腐食性を評価する方法であって、
前記缶成型体は、金属板からなり、かつ開口部を有し、さらに外面および内面のうち少なくとも内面が樹脂フィルムまたは塗料で被覆されており、
前記缶成型体に前記内容物を充填した後、これを試験体とし、
外部雰囲気の該試験体への流入を遮断可能な装置に設置した後、
前記内容物の温度を、２５〜６０℃の範囲内で一定に保持して、前記試験体の缶成型体に浸漬電位から５０ｍＶ以上、２００ｍＶ以下のアノード側の定電位を印加し、
前記定電位を印加した直後から６〜４８時間の内から任意に選択した期間に生じる積算電気量の序列から、前記缶成型体の前記内容物に対する耐腐食性を評価する方法。

【請求項2】

前記外部雰囲気の前記試験体への流入を遮断する装置に設置し、前記内容物を窒素ガスにより飽和させて前記内容物中の溶存酸素を排出した後に、前記アノード側に定電位を印加することを特徴とする請求項１に記載の前記缶成型体の前記内容物に対する耐腐食性を評価する方法。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の缶成型体の内容物に対する耐腐食性を評価する方法に用いられる測定装置であって、
ａ）前記開口部に圧着させることによって外部雰囲気の前記試験体への流入を遮断する構造を有し、下記イ）からニ）を備えた電解セル蓋Ａと、
イ）窒素ガス注入部
ロ）ガス抜き部
ハ）前記内容物と前記試験体の外部に設けた参照電極Ｄとをイオン伝導を介して電気的に接触させるための塩橋
ニ）前記内容物を介して前記缶成型体との間に電位差を設定するための電極部
ｂ）前記開口部を前記電解セル蓋Ａに圧着させるための固定手段Ｂと、
ｃ）前記試験体を加熱・保温するための恒温手段Ｃと、
ｄ）前記参照電極Ｄと、
ｅ）前記参照電極Ｄ、前記電極部および前記缶成型体の金属板とを接続してなるポテンショスタットＥと、
を備えることを特徴とする缶成型体の内容物に対する耐腐食性を評価する測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、食品缶などの分野で缶成型体の内容物に対する耐腐食性を判断するために缶詰メーカーが実施する通常２年間程度に及ぶ長期間の実缶充填試験（以下「パック試験」ともいう。）の結果を、４８時間以内の短期間で予測することを可能にする缶成型体の内容物に対する耐腐食性の迅速評価技術に関し、主に、缶成型体用被覆金属板や缶成型体などの開発サイクルの効率を改善する技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

食品缶や飲料缶などの用途に用いられる樹脂フィルムや塗料で被覆された容器用の被覆金属板では、缶として使用され、その保管期間中に缶内部の皮膜に欠陥が発生すると、当該金属板にマクロ腐食が生じて、発生ガスによる缶膨れ、穴あき腐食による内容物の漏洩、内容物の変質に起因する食中毒などの重大トラブルを引き起こす事がある。したがって、国民衛生上からも、金属板製造業者及び缶詰メーカーにとっても、缶内部の皮膜欠陥の評価は重要課題である。

【0003】

従来、皮膜欠陥の評価には、専らエナメルレートバリュー法（Ｅｎａｍｅｌ Ｒａｔｅ Ｖａｌｕｅ法；以下「ＥＲＶ法」と称す。）が利用されてきた。ＥＲＶ法を用いて被覆金属板の皮膜欠陥部での金属露出の程度を評価する方法には、例えば、特許文献１ないし特許文献３などがある。

【0004】

また、特許文献６には、ぶりき塗装缶で錫の影響を受けることなく素地鋼の露出程度や部位を評価することができるＥＲＶ法の改良版と言える評価方法が開示されている。

【0005】

一方、缶内面の皮膜欠陥発生原因の類型には、（１）皮膜形成時あるいは製缶時に発生するもの、（２）缶に内容物を充填した後に落下などの衝撃によって発生するもの、（３）長期保管中に内容物の影響を受けて発生するもの、の３種類が存在する。ＥＲＶ法と特許文献６の開示方法は、内容物充填前の上記（１）の皮膜欠陥の検出には効果的だが、内容物充填後に生じる（２）や（３）のタイプの評価には利用できないという問題がある。

【0006】

また、内容物充填後に金属缶内面の皮膜欠陥の発生傾向を評価する技術としては、特許文献４が知られている。これは主に飲料缶用に開発された技術で、衝撃によって生じる缶内面の皮膜欠陥を実缶と同様の条件で測定可能にする評価装置に関するものである。この装置の特徴は、内容物が充填された実缶と同様の環境下で皮膜欠陥を測定するための、密閉機構、脱気機構、内圧加減機構、温度調整機構と、缶に衝撃を負荷するための衝突装置、ならびに、皮膜の電気抵抗を遮蔽環境で測定するための電気化学的測定装置を備えている点にある。

【0007】

また、測定対象が缶成型体ではないが、被覆金属板の場合の同様の装置が特許文献５に開示されている。

【0008】

これらの装置では、特に、上記（２）の、衝撃によって生じる缶内面の皮膜欠陥の程度を皮膜の電気抵抗という形で測定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開平６−５０９２６号公報

【特許文献2】特開平６−７４９３０号公報

【特許文献3】特開平６−７４９４１号公報

【特許文献4】特許第２９３４１６４号公報

【特許文献5】特許第２８９５４１１号公報

【特許文献6】特許第１３３２３９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、同装置を用いて缶詰メーカーが２年程度の時間を費やして行う上記（３）の皮膜欠陥を評価しようとしても、試験環境に内容物を充填した実際の缶を複数個保管して、時間経過と共に一缶ずつ開缶して内容物の状況を評価するのと大差無い結果しか得られない。

【0011】

このような状況のため、金属板製造業者及び缶詰メーカーでは食品保管環境での耐食性評価に長期間を費やさざるをえず、これが障害となって缶成型体用被覆金属板や缶成型体などの開発サイクルを短縮できないことが永らく課題となっていた。

【0012】

本発明は、本来２年程度経過しないと判明しない評価結果を短時間で予測可能な促進試験法を提供し、長期保管環境での缶成型体の内容物に対する耐腐食性を短期間で評価し、判断することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明者らは、上記課題を解決するため、ユーザーの保管環境で缶内面の欠陥部と内容物が接触した場合に生じる腐食現象について鋭意研究を重ねた。

【0014】

その結果、（１）ラミネート缶のように、被覆金属板がラミネート鋼板の場合においては、缶成型体の工業的製造過程で、多かれ少なかれ、極微小な皮膜欠陥（ピンホール）が被覆金属板に導入されるため、内容物を充填した状況下で電気化学測定を行うための浸漬電位の検出が可能であること、（２）ユーザーの実際の保管環境では腐食反応（電気化学反応）によってこのような皮膜欠陥部から鉄がアノード溶解を生じること、（３）このような皮膜欠陥部からのアノード溶解は、浸漬電位から適切な量だけアノード側に分極させることによって促進可能であり、このようにして生じたアノード電流が運ぶ電気量の総和が、ユーザーの実際の保管環境での長期パック試験の序列と整合すること、等の知見を得た。

【0015】

本発明は、上記の知見に基づき、さらに検討を加えた末に完成されたもので、その要旨は次の通りである。
（１）、缶成型体の内容物に対する耐腐食性を評価する方法であって、
前記缶成型体は、金属板からなり、かつ開口部を有し、さらに外面および内面のうち少なくとも内面が樹脂フィルムまたは塗料で被覆されており、
前記缶成型体に前記内容物を充填した後、これを試験体とし、
外部雰囲気の該試験体への流入を遮断可能な装置に設置した後、
前記内容物の温度を、２５〜６０℃の範囲内で一定に保持して、前記試験体の缶成型体に浸漬電位から５０ｍＶ以上、２００ｍＶ以下のアノード側の定電位を印加し、
前記定電位を印加した直後から６〜４８時間の内から任意に選択した期間に生じる積算電気量から、前記缶成型体の前記内容物に対する耐腐食性を評価する方法。
（２）、前記外部雰囲気の前記試験体への流入を遮断する装置に設置し、前記内容物を窒素ガスにより飽和させて前記内容物中の溶存酸素を排出した後に、前記アノード側に定電位を印加することを特徴とする（１）に記載の前記缶成型体の前記内容物に対する耐腐食性を評価する方法。

【0016】

（３）、（１）又は（２）に記載の缶成型体の内容物に対する耐腐食性を評価する方法に用いられる測定装置であって、
ａ）前記開口部に圧着させることによって外部雰囲気の前記試験体への流入を遮断する構造を有し、下記イ）からニ）を備えた電解セル蓋Ａと、
イ）窒素ガス注入部
ロ）ガス抜き部
ハ）前記内容物と前記試験体の外部に設けた参照電極Ｄとをイオン伝導を介して電気的に接触させるための塩橋
ニ）前記内容物を介して前記缶成型体との間に電位差を設定するための電極部
ｂ）前記開口部を前記電解セル蓋Ａに圧着させるための固定手段Ｂと、
ｃ）前記試験体を加熱・保温するための恒温手段Ｃと、
ｄ）前記参照電極Ｄと、
ｅ）前記参照電極Ｄ、前記電極部および前記缶成型体の金属板とを接続してなるポテンショスタットＥと、
を備えることを特徴とする缶成型体の内容物に対する耐腐食性を評価する測定装置。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、缶成型体の内容物に対する耐腐食性を、缶詰メーカーが通常実施する２年間に及ぶ長期パック試験を行うことなく、６〜４８時間という短期間で評価することが可能になる。そのため、金属板製造メーカーや缶詰メーカーでの被覆金属板や缶成型体などの開発サイクルの効率化が図られる。また、缶詰メーカーでは既存の缶成型体に実績のない内容物を充填した場合の耐食性の程度を短期間で評価するためのツールとしても活用できる。

【0018】

このように、本発明を用いれば、実際に長期保管しなくても、注目する内容物に対する缶成型体の耐食性の序列や程度をアノード電流による積算電気量から評価することが可能なため、特に、ラミネート金属板製造条件の最適化やラミネートフィルムの選定などによる被覆金属板の耐食性向上策や耐食性を考慮した缶加工法の検討などを効果的に立案・実施することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明方法を実施するための測定装置の模式図

【図2】図１の参照電極、試験体、白金電極のポテンショスタット接続を説明するための模式図

【図3】ＮａＣｌ溶液を充填したラミネート缶の浸漬電位の測定例

【図4】ＮａＣｌ溶液を充填したラミネート缶のアノード分極測定例

【図5】トマトケチャップを充填したラミネート缶のアノード分極測定例

【図6】トマトのジュース漬けを充填した場合の測定例

【図7】トマトケチャップを充填した場合の測定例

【図8】トマトのジュース漬けとトマトケチャップを充填したＰＥＴ−ＰＢＴ缶と共重合ＰＥＴ缶の積算電気量の関係（ａ）と実測鉄量の関係（ｂ）

【図9】トマトのジュース漬け充填缶とトマトケチャップ充填缶の積算電気量と内容物中の実測鉄量の関係

【図10】積算電気量から計算で求めた鉄含有量と実測鉄量の関係

【図11】トマトのジュース漬けとトマトケチャップを充填したＰＥＴ−ＰＢＴ缶と共重合ＰＥＴ缶の実測鉄量の関係（１２ケ月実缶充填試験後）

【図12】４段階の促進電位で４８時間までの積算電気量を比較した図（実施例３）

【図13】脱気を加えた条件（脱気あり）と脱気を加えない条件（脱気なし）の比較を示す図（実施例４）結果

【図14】市販の内容物を用いたパック試験との比較を示す図（実施例５）

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下に、本発明を具体的に説明する。
本発明の一実施形態である測定装置の模式図を、図１及び図２に示す。試験体（１０）は、樹脂フィルムや塗料で少なくとも内面を被覆された、缶蓋を付ける前の開口部を有する缶成型体（１６）に、内容物（１３）を充填したものとする。評価装置は、このような試験体（１０）を、パッキン（１１）を備えた電解セル蓋（Ａ）との間に挟み込んで試験体（１０）の缶成型体（１６）開口部をパッキン（１１）に圧着させるための底板（１４）、電解セル蓋（Ａ）と底板（１４）を固定するための固定手段（Ｂ）である例えば支柱（ボルトとナット）を備えている。電解セル蓋（Ａ）には、イ）試験体（１０）の内容物（１３）を介して試験体（１０）の缶成型体（１６）との間に電位差を設定するための白金電極、ロ）塩橋（３）、ハ）窒素脱気するための窒素ガス注入部である窒素導入管（５）と水封型ガス抜き管（１２）、ニ）内容物（１３）の温度を確認するための温度計（８）、ホ）内容物のサンプリング用配管等を接続可能な密栓（７）、などが固定されている。

【0021】

試験体（１０）、白金電極、塩橋（３）はポテンショスタット（Ｅ）に接続して使用する。試験体（１０）の缶成型体（１６）側とポテンショスタット（Ｅ）の電気配線は、試験体（１０）の缶成型体（１６）外面の塗膜等絶縁膜を除去した上でスポット溶接で行っている。一方、試験体（１０）の内容物（１３）側では、内容物（１３）に白金電極を浸漬し、その白金電極をポテンショスタット（Ｅ）に接続する。さらに、ＫＣｌ飽和Ａｇ／ＡｇＣｌ電極などの参照電極（Ｄ）をポテンショスタット（Ｅ）に接続し、参照電極（Ｄ）と当該内容物（１３）とを塩橋（３）を介して電気的に接続する。評価装置全体は、恒温手段（Ｃ）である、例えば、ウォーターバスに浸漬して温度管理できる構成になっている。

【0022】

ここで、固定手段（Ｂ）としては、ボルトとナットの例を挙げたが、これに限られない。例えば、万力、クランプのような締め付け工具類を用いてもよい。また、恒温手段（Ｃ）は、ウォーターバスに限られず、電磁式及び電気式ヒーター等その他の恒温手段が含まれる。

【0023】

本発明にかかる評価方法は、缶成型体（１６）に内容物（１３）を充填した後、これを試験体とし、外部雰囲気の該試験体への流入を遮断する装置に設置した後、前記内容物の温度を、２５〜６０℃の範囲内で一定に保持して、前記試験体の浸漬電位を測定し、この測定された浸漬電位から５０ｍＶ以上、２００ｍＶ以下の範囲から選択された電位だけアノード側となる定電位を印加し、この定電位を印加した直後から６〜４８時間の内から任意に選択した期間に生じる積算電気量から耐腐食性を評価する方法である。

【0024】

先ず、評価対象とする缶成型体は、金属板からなり、かつ開口部を有し、さらに、外面及び内面のうち少なくとも内面が樹脂フィルムまたは塗料で被覆されている。

【0025】

開口部の形状は電解セル蓋（Ａ）にパッキン（１１）を介して圧着できるものであればなんでも良いが、パッキンに圧着しやすい、缶胴絞り加工のままで、エッジトリムやエッジ巻き締め加工を施されていないエッジ付きの形状であることが望ましい。また、缶胴にスポット溶接すると内面皮膜が損傷して腐食挙動に影響を与える場合があるため、ポテンショスタットに結線される試験体の缶成型体（１６）側の電気配線（１５）は、内容物が接触しないこの開口部のエッジの外面側にスポット溶接するのが望ましい。

【0026】

金属板には、ラミネート鋼板やブリキなどの缶用鋼板を利用できる。一方、この金属板内面を被覆する樹脂フィルムや塗料には、特に制限は無く公知の材料が使用できる。また、その被覆方法も、特に制限は無く公知の方法を利用してよい。さらに、市販されている被覆済みの金属板を使用しても良い。本発明は内面被覆された缶成型体の内容物に対する耐腐食性を評価する技術に関するものであるが、内面に加えて外面も適宜被覆して試験に供することができる。

【0027】

上記缶成型体に充填する内容物は、評価目的に合わせて、適宜選択すればよい。缶詰メーカーが行う長期パック試験での評価結果を予測する目的でなら、実際に充填される食品そのものを使用するのが望ましい。内容物は、導電性のあるものであれば特にその形態に限定は無く、固体、液体、固体と液体の混合、ゲル状、ゾル状いずれも評価可能である。ここで本発明の対象とする固体とは、ゼリーやにこごりなど、水分を含み導電性があって、それ単独で缶体の大半を隙間無く充填できる食品であれば良く、乾パン、米、チョコレートなどの導電性の著しく低い食品固形物は対象としない。

【0028】

上記缶成型体（１６）に上記内容物（１３）を充填したら、試験体（１０）として上記評価装置に設置する。

【0029】

上記試験体（１０）を上記評価装置のパッキン（１１）を備えた電解セル蓋（Ａ）と底板（１４）との間に挟み込んで固定手段Ｂである支柱（ボルトとナット）で固定すれば、パッキン（１１）により当該試験体へ外部雰囲気の流入を遮断することができる。この状態で、評価装置全体を一定の試験温度に保った恒温水槽中に設置した後、内容物の温度が試験温度に到達したことを確認してから３０分間浸漬電位測定をおこなうが、１０分以内に浸漬電位が安定する場合は１０分の時点で測定を終了することができる。

【0030】

前記内容物中の溶存酸素を排出した上で評価する場合には、評価装置全体を一定の試験温度に保った恒温水槽中に設置する前に、評価装置の電解セル蓋（Ａ）に固定された窒素導入管（５）を内容物（１３）に差し込んで、その状態で窒素ガスを流して電解セル蓋（Ａ）に固定された水封型ガス抜き管（１２）から試験体外に放出させることで、前記内容物を窒素ガスにより飽和させて前記内容物中の溶存酸素を排出することが好ましい。排出時間は試験体の容量等に応じて適宜選択すればよいが、１／２ポンド缶の場合、約３０分で排出させることができる。溶存酸素を排出後、窒素導入管（５）を電解セル蓋（Ａ）に対してスライドさせて内容物から引上げ、気相脱気に切り替えた上で評価装置全体を一定の試験温度に保った恒温水槽中に設置することが好ましい。

【0031】

内容物の温度が試験温度に到達してから、１０〜３０分経過後に測定された浸漬電位から任意の電位だけアノード側の定電位を試験体に印加する。最後に、この定電位を印加した直後から任意の期間に生じる積算電気量を算出し、算出した積算電気量から耐腐食性を評価する。

【0032】

上記内容物の温度（試験温度）は、一定に保持すると共に、２５〜６０℃の範囲から選択した任意の温度とする。

【0033】

従来の長期パック試験は、実際の保管温度で行われることが多い。本発明においても内容物の温度は、従来の長期パック試験の温度を選択するのが望ましいので、下限を２５℃とした。しかし、常温や高温下で腐食反応を促進させたい場合、さらに缶成型体の塗膜やラミネートフィルムのガラス転移温度も考慮した上で、上限を６０℃とした。

【0034】

また、任意の期間に生じる積算電気量は、アノード電流から算出する。具体的には、試験体の缶成型体に上記定電位を印加した状態で、図２のポテンショスタットで試験体の缶成型体側電気配線（１５）に流れる電流を、６〜４８時間の内から任意に選択した期間測定する。この電流は下地鋼板から内容物に溶出する鉄の２価イオンの溶出電流である。得られた電流（＝電荷／時間）を測定時間で積算すれば、その期間に生じる積算電気量となる。この時、１秒単位で測定した電流量（＝電荷）を加算する方法と測定電流の平均値を求めてからこれに秒単位での測定時間を掛け算する方法が考えられるが、どちらの方法を用いても同じ値を示す。この積算電気量は、内容物に溶出した鉄の２価イオンの絶対量に比例する。

【0035】

上記の６〜４８時間の内から任意に選択される期間は、上記定電位を印加した直後を起点として計測する。ここで、選択範囲を６〜４８時間とするのは以下の理由による。６時間未満では、安定した判定が難しい場合があり、この結果から２年間の長期試験結果を予測すると判断を誤るリスクが高くなる。また、４８時間超えの期間を要するようでは、促進試験法として運用しにくく、また、以下に述べるレトルト処理のタイミングによっては細菌の混入による内容物の腐敗の影響も懸念される。通常、食品缶や飲料缶には内容物を充填・密封した後にレトルト釜に入れて高温水蒸気中で滅菌処理する、いわゆる、レトルト処理が施されるため、保管環境で内容物の腐敗は生じない。

【0036】

しかし、缶成型体に内容物を充填した状態で本発明にかかる評価装置一式をレトルト釜に入れてレトルト処理するとなると、電気配線の絶縁、電解セル蓋やパッキンなどの材質の工夫、レトルト釜の改造などが必要になる。そのため、本発明にかかる測定法でレトルト処理や後述のデント処理などの効果を簡易評価したい場合、内容物を充填した缶成型体を本発明にかかる評価装置にセットする前に、仮蓋で密封してこれらの処理をおこなった方が効率的である。

【0037】

但し、このような簡便な方法を取った場合、処理後に仮蓋を外して電解セル蓋で缶成型体を再密封するまでの間に細菌が混入するのを完全に防止するのは困難なため、腐敗しやすい内容物を必要以上に長い期間評価すると、腐敗によって発生する気体が塩橋内に溜まってイオン伝導を妨害するといった障害が発生して電位が不安定になる。また、このように腐敗した状態の内容物では評価できたとしてもその結果そのものを信頼できない。本発明者らの調査によると、評価期間が４８時間まではどのような食品系内容物に対してもこのような細菌による腐敗の影響は顕在化しない。好ましくは、２４〜４８時間である。

【0038】

そして、試験体に印加する定電位は、浸漬電位から５０ｍＶ以上、２００ｍＶ以下の範囲から選択される電位だけアノード側となる電位であるが、その範囲としたのは、以下の検討結果に基づく。

【0039】

図１及び図２の評価装置を用いて、５０℃の２％ＮａＣｌ溶液を充填したＰＥＴラミネート缶の浸漬電位を測定した例を図３に示す。この例では、測定電位が安定し始める測定開始から４０分経過時点での安定した電位を浸漬電位としている。

【0040】

絶縁被膜で被覆されたラミネート板から成型した缶にこのような安定した浸漬電位が現れるのは、缶加工の際、ラミネートフィルムに微量のピンホールが導入されるためだと推測される。２％ＮａＣｌ溶液を充填してから約３０分経過する迄は浸漬電位が不安定だが、これは、上記ピンホール部分が完全に接液して安定化するのに時間を要するためだと推定される。通常、試験体への電位設定は内容物を充填してから３０分程度窒素脱気し、その後安定した浸漬電位が得られてから行っているが、ｐＨが４を下回る内容物を充填する場合には窒素脱気を省略しても評価結果に影響はない。これは、下地鋼板からの鉄の２価イオンの溶出というアノード反応と対になるカソード（この場合、白金電極）での反応が、溶存酸素よりも多量に存在する水素イオンの還元反応に支配されるためである。

【0041】

上記の装置を２組用意して、それぞれに２％ＮａＣｌ溶液と市販ケチャップを充填した２個のＰＥＴラミネート缶を５０℃に保持して、３０分程度窒素脱気した後、２０ｍＶ毎分の電位掃引速度でアノード分極した例を図４、５に示す。この例でわかるように分極試験直前の浸漬電位は二つの缶で異なっているものの、いずれの場合にも浸漬電位から３００ｍＶ（＝０．３Ｖ）程度アノード側（プラス側）の電位まではアノード電流が急速に立ち上がる。電位の上昇に伴ってアノード電流も上昇するが、その上昇率は徐々に減少してある電位を過ぎるとアノード電流がほぼ飽和する。この飽和領域ではＰＥＴラミネート缶内面の欠陥部分もしくは脆化部分の表面で、通常の保管環境では生じない不動態化が生じていると考えられる。ここで、この通常の保管環境では生じない不動態化現象は、厳密には不動態被膜の形成と塩素イオンによるその破壊が同時に進行しているといえる
また、このアノード電流がほぼ飽和する領域に達する前のある特定の範囲内の電位を印加すると試験体のアノード反応を促進できる。このような電位の範囲は、腐食性に顕著な違いがある複数種類の内容物を個別に充填した缶成型体を上記の飽和領域に至る前の電位で定電位電解することによって確定できる。例えば、１年間のパック試験後の内容物へのＦｅ溶出量が一桁以上異なる市販のトマトケチャップとカットトマトジュース漬け（Ｆｅ溶出量：トマトケチャップ＞カットトマトジュース漬け）をＰＥＴラミネート缶に充填し、印加する電位を浸漬電位を基準として０から３００ｍＶまでの範囲で段階的に変化させながら、Ｆｅの溶出量を積算電気量を介して４８時間モニターすると以下のようになる。印加する電位が５０ｍＶ未満ではＦｅの溶出量が少なすぎて４８時間以内に内容物の腐食性の違いを識別するのは困難である。また、印加する電位が２００ｍＶを超えるとトマトケチャップとカットトマトジュース漬けの積算電気量が逆転する場合があり、内容物の腐食性の違いを判定しがたい。このように２００ｍＶを超えた場合に積算電気量の上下関係が不安定になるのは、この領域の電位では内容物に接触する缶成型体内面の一部が不動態化しはじめており、その面積の微妙な違いが現れやすい遷移領域に当たるためだと推定している。

【0042】

上記の例でもわかるように、長期パック試験の結果を予測するために試験体の缶成型体に印加する電位（以下、「促進電位」という。）は、安定した浸漬電位からアノード側に５０ｍＶ以上、２００ｍＶ以下の範囲内が最適である。促進電位の値と極性は、実際のパック試験の結果を予測する上で大変重要である。促進電位を浸漬電位からカソード側に設定すると実際の腐食反応で起こる鉄のアノード溶解が起こらず、内容物中の電解質の陽イオン（２％ＮａＣｌ溶液の場合、Ｎａイオン）が試験体の缶成型体内面の欠陥部分または脆化部分に集積して異常反応を引き起こす。

【0043】

また、アノード側の促進電位でも５０ｍＶ未満だと腐食反応の促進効果が小さくなり、４８時間以内に長期パック試験の結果を予測することが困難になる。逆に、アノード側の促進電位が２００ｍＶを超えると、既に述べた試験体の缶成型体内面の欠陥部分もしくは脆化部分の表面の不動態化や、異常ガス発生などの実際の保管環境では考えがたい化学反応が生じる場合がある。例えば、両極間の電位差が１．５Ｖ以上になると実際の保管環境では生じない内容物中の水の電気分解反応が生じるようになる。

【0044】

また、２％ＮａＣｌを内容物としてＥＲＶ法で使用する６Ｖ程度の電位差を印加すると、水の電気分解反応に伴う水素ガスや酸素ガスの多量発生に加え、欠陥部での塩素ガスの発生や塩酸の生成に伴う欠陥部分の急激な拡大なども生じる。ＥＲＶ法ではこのようにして発生する気泡が金属露出部の発見に利用される。しかし、実際の保管環境では生じないこのような異常反応が生じる状況下での評価試験は、保管環境で生じる腐食反応の促進評価方法とは言えない。本発明者らが、これまでに、塩分や有機酸を含有する種々の模擬溶液や実際の食品を内容物として行ったアノード分極測定の結果では、浸漬電位から２００ｍＶ以下なら上記のような異常反応を避けることができる。したがって、試験体の缶成型体に前記の浸漬電位から５０ｍＶ以上、２００ｍＶ以下の範囲内のアノード側の定電位を印加することにした。

【実施例1】

【0045】

本発明を実施例に基づいて説明する。

【0046】

共重合ＰＥＴフィルムで被覆した板厚０．２ｍｍのラミネート鋼板から製缶した１／２ポンド缶をエタノールで脱脂し、ＥＲＶ法で予備評価した後、レトルト処理もデント処理も行わずに、再度、水洗、エタノール脱脂し、
（１）ＨＥＩＮＺ（登録商標）製トマトケチャップ（以下、単に「トマトケチャップ」または「ケチャップ」と略す場合がある）
（２）イオン（ジャスコ）（登録商標）製カットトマトジュース漬け（以下、単に「トマトジュース」または「ジュース」と略す場合がある）
の２種類の内容物を約１７０ｃｃ充填し、これらを事前に用意した図１の評価装置二組にセットした。

【0047】

まず、評価装置の電解セル蓋でそれぞれの内容物を密閉した後、窒素ガスを３０分間流して飽和（脱気）させてから周辺温度を調整し、内容物の温度が３８℃で安定したことを確認してから、浸漬電位を測定した。トマトケチャップ充填缶の浸漬電位は−５６０ｍＶ、トマトジュース漬け充填缶の浸漬電位は−５９０ｍＶであった。そこで、トマトケチャップ充填缶とトマトジュース漬け充填缶に対して、それぞれの浸漬電位から１００ｍＶアノード側の−４６０ｍＶ、−４９０ｍＶの電位を印加し、その状態で電位の印加直後から４８時間の間にアノード電流によって生じた積算電気量を算出した。同様の測定を同じラミネート鋼板から製缶した別の１／２ポンド缶２缶を使って更に２回繰り返した。計３回の積算電気量の平均値を表１に示す。図６及び図７はそれぞれトマトジュース漬け充填缶とトマトケチャップ充填缶の経過時間に対する電流値の変化を測定した結果の一例である。

【0048】

【表1】

【0049】

表１には、併せて、本発明例と同じラミネート鋼板から製缶した１／２ポンド缶に同じ内容物を充填して蓋を付けて巻き締めた後、レトルト釜で１２０℃、３０分間のレトルト処理を行ない、３８℃で１２ヶ月間貯蔵した後、開缶して測定した内容物中のＦｅ濃度も示した（トマトケチャップ；１０７．８質量ｐｐｍ、トマトジュース漬け；７．２質量ｐｐｍ）。Ｆｅ濃度は、各缶の内容物を全量取り出し、硝酸分解した後、フレームレス原子吸光法を用いて測定した。１２ヶ月間貯蔵缶にはレトルト処理の影響もあると推定されるため、序列での判定しかできないが、促進試験での電気量の積算値と実際の１２ヶ月間の実缶充填試験（パック試験）での鉄溶出量の序列は一致している。

【実施例2】

【0050】

ＰＥＴ−ＰＢＴフィルムで被覆した板厚０．２ｍｍのラミネート鋼板から製缶した１／２ポンド缶を実施例１と同じ条件、同じ要領で評価した。尚、トマトケチャップ充填缶とトマトジュース漬け充填缶の浸漬電位は実施例１の共重合ＰＥＴ缶の場合と同じ値を示した。また、ＥＲＶ法による予備評価では、実施例１の共重合ＰＥＴ缶が０．１〜０．４ｍＡ、ＰＥＴ−ＰＢＴ缶が０．１〜０．５ｍＡで両者に優位差は認められなかった。

【0051】

測定したＰＥＴ−ＰＢＴ缶の積算電気量を実施例１の共重合ＰＥＴ缶の積算電気量に対してプロットした結果を図８（ａ）に示す。ＰＥＴ−ＰＢＴ缶と共重合ＰＥＴ缶ではトマトケチャップを充填した場合に共重合ＰＥＴ缶よりもＰＥＴ−ＰＢＴ缶の積算電気量が大きくなっている。

【0052】

積算電気量の測定を終えた各缶の内容物の容量とそのＦｅ濃度から求めた実測鉄量を図８（ｂ）に、この実測鉄量を積算電気量に対してプロットした結果を図９に示す。トマトジュース漬け充填缶とトマトケチャップ充填缶のいずれの場合も積算電気量と実測鉄量は、フィルムの種類に拘わらず、傾きが等しい直線関係になる。よく知られているようにトマトには固有鉄分が含まれているから、積算電気量を０に外挿した値はそれぞれの固有鉄分と考えてよい。すなわち、両者の相関直線が重ならないのは元々の固有鉄分量に違いがあるためで、溶出鉄量で整理するとその値は積算電気量と比例関係にある。

【0053】

鉄は２価イオンの形で溶出することが知られているから、積算電気量が全て鉄の溶出に費やされた場合には溶出鉄量を次式により算出可能である。

【0054】

Ｑ１＝Ａ／５５．８４５× ２ × ９６５００
ここで、Ｑ１は積算電気量（Ｃ）、Ａは溶出鉄量（ｇ）で、５５．８４５はＦｅの原子量、２はＦｅイオンの価数、９６５００はファラデー定数である。

【0055】

このようにして算出した溶出鉄量にそれぞれの固有鉄分を加えて実測値と比較した結果を図１０に示す。両者は同一直線上にあることがわかる。

【0056】

このことからわかるように、この例のように内容物を充填した試験体に浸漬電位から１００ｍＶアノード側の促進電位を印加した本発明範囲の条件では、試験体内面の欠陥部分または脆化部分と内容物が接触して生じる腐食反応（アノード溶解）だけが促進されている。

【0057】

上記の通り、積算電気量は溶出鉄量の尺度と考えて構わないから、図８（ａ）、（ｂ）の結果から、内容物がトマトケチャップの場合、缶保管環境での耐食性では供試したＰＥＴ−ＰＢＴ缶よりも供試した共重合ＰＥＴ缶の方が優れていると予測できる。

【0058】

同種のＰＥＴ−ＰＢＴ缶と共重合ＰＥＴ缶にトマトケチャップとトマトジュース漬けを充填し、実施例１と同条件でレトルト処理を行った上で、３８℃、１２ケ月間のパック試験を行って測定した実測鉄量を図１１に示す。上記の予測が正しいことは図１１から明らかである。

【0059】

すなわち、本発明を用いれば缶成型体の内容物に対する耐腐食性を、長期パック試験後の内容物中のＦｅ濃度を測定することなく、短期間で評価することができる。

【実施例3】

【0060】

共重合ＰＥＴフィルムで被覆した１／２ポンド缶を８０缶成型してＥＲＶ法による予備評価が０．１〜０．４ｍＡの範囲であった８缶（以下、グループａ）と０．８ｍＡ以上の８缶（以下、グループｂ）を選定した。共重合ＰＥＴフィルムで被覆した１／２ポンド缶は実施例１，２に供したものと同様である。各グループの半数には実施例１，２に記載したトマトケチャップを、残り半数には同じく実施例１，２に記載したトマトジュース漬けを充填した。このように準備した缶成型段階での下地鋼板の露出程度に優位差のある試験体を、５０、１００、２００、３００ｍＶの４段階の促進電位で４８時間までの積算電気量を測定し比較した。結果をまとめて図１２に示す。促進電位毎に内容物が同じ曲線が２本あるが、そのうち、積算電気量が高い方がグループｂ、低い方がグループａの結果である。

【0061】

促進電位が１００ｍＶでは缶成型段階での下地鋼板の露出程度が変化していても腐食性の強いトマトケチャップの積算電気量が腐食性の弱いトマトジュース漬けの積算電気量を上回る結果になっている。この内容物による序列（上下関係）は、促進電位が５０ｍＶでも維持されている。いずれの促進電位でも積算時間が６時間未満の段階で内容物による序列を明確に判断するのは困難である。促進電位が２００ｍＶでは缶成型段階での下地鋼板の露出程度の影響が拡大するが、内容物による序列が何とか維持されている。促進電位が３００ｍＶでは内容物による序列がもはや維持されておらず、缶成型段階での下地鋼板の露出程度の影響の拡大でも説明できない上下関係になっている。

【実施例4】

【0062】

実施例３で製缶した缶の残りから任意に取り出した缶を使用して、脱気以外の測定条件を実施例１に合わせ、脱気を加えた条件（脱気あり）と脱気を加えない条件（脱気なし）でそれぞれ３回ずつ繰り返し測定した結果を図１３に示す。積算電気量は２４時間までの値と４８時間までの値の両方を記載してあるが、いずれも同じ傾向である。

【0063】

脱気を加えない条件（脱気なし）では白金電極上で内容物中の溶存酸素の還元反応が生じるために鉄の溶出反応も促進される可能性がある。したがって、脱気を加えた条件（脱気あり）に比べて脱気を加えない条件（脱気なし）では積算電気量が上がると思われがちだが、両者の結果に顕著な相違は認められない。これはトマトジュースとトマトケチャップのｐＨがそれぞれ４．２と３．６という酸性領域にあり、内容物中に大量に存在する水素イオンが白金電極上のカソード反応を支配するためだと考えられる。したがって、腐食性が特に問題視されるこのような酸性の内容物を評価する場合、脱気を加えるか否かは任意である。

【実施例5】

【0064】

これまでの実施例に示したトマトジュースとトマトケチャップの２種類に、１年間のパック試験実績のある野菜系、果実系、水産系、畜産系を含む以下の６種類を加えた合計８種類の市販内容物で本発明とパック試験の結果を比較した。
・ハラペーニョ（スライス）：ラコステーニャ製
・ブルーベリーシロップ漬け：エムシービバレッジ製
・ブラックオリーブ：ＢＡＲＲＡ製
・まぐろフレーク味付け：はごろもフーズ製
・いわしトマト煮：田原缶詰（ちょうした印）製
・牛大和煮：ニッスイ製
上記内容物を充填する缶には、パック試験で使用したものと同じ共重合ＰＥＴフィルム被覆１／２ポンド缶を使用した。

【0065】

パック試験はレトルト処理を加えた缶で実施済のため、本測定では事前に水パックして１２０℃で３０分間のレトルト処理を加えた缶を使用した。また、缶に充填する内容物の量は一律１２０ｃｃとした。

【0066】

パック試験で「ホットパック」と呼ばれる内容物中の溶存酸素を下げる加熱充填方式が使われた事と、保管温度が３８℃であった事を考慮して、内容物を窒素ガスにより飽和させて前記内容物中の溶存酸素をさらに排出し（窒素脱気）、内容物温度３８℃の条件とし、促進電位１００ｍＶ、評価時間を４８時間として、測定を２回繰り返した。

【0067】

測定結果をパック試験結果と並べて図１４に示す。発明例の結果だけが各内容物に対して二つあるのは測定を２回繰り返しているためである。パック試験の結果は１年間保管後に測定したｐｐｍ単位での鉄の溶出濃度で、この値も積算電気量と同様に内容物中に溶出した鉄の絶対量と比例関係にある。発明例の２回の測定結果には、缶毎の下地鋼板の露出程度の違いに起因すると推定される変動が認められるが、これらとパック試験結果の序列はよく一致している。

【符号の説明】

【0068】

１ 白金電極接続用口
２ 温度計挿入口
３ 塩橋
４ ガス抜き口
５ 窒素ガス注入管
６ 密封用ゴム管
７ 密栓（予備）
８ 温度計
９ 飽和ＫＣｌ溶液
１０ 試験体（１６に１３を充填したもの）
１１ パッキン
１２ 水封型ガス抜き管
１３ 内容物
１４ 底板
１５ 試験体側電気配線
１６ 缶成型体
１７ 水封瓶
Ａ 電解セル蓋
Ｂ 固定手段（ボルトとナット）
Ｃ 恒温手段（ウォーターバス）
Ｄ 参照電極（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極）
Ｅ ポテンショスタット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】