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La spettroscopia d’impedenza elettrochimica viene impiegata con numerosi vantaggi per il controllo di imballaggi metallici a uso alimentare, farmaceutico e cosmetico. Lo dimostrano sul campo gli esperti di Laminazione Sottile
Electrochemical impedance spectroscope technology is used with numerous advantages for controlling metal packaging for food, pharmaceuticals and cosmetics. This has been demonstrated in the field by the experts of Laminazione Sottile
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TECNICA APPLICATA La spettroscopia d’impedenza elettrochimica viene impiegata
con numerosi vantaggi per il controllo di imballaggi metallici a uso alimentare, farmaceutico e cosmetico. Lo dimostrano sul campo gli esperti di Laminazione Sottile, gruppo italiano di levatura internazionale attivo nella produzione di laminati di allumino e sue leghe.
C. Sinagra, A. Atienza, A. Pennestri, A.W. Ipock

La scelta di un imballaggio metallico per il contenimento di cibi, bevande, prodotti farmaceutici e cosmetici, deve essere fatta tenendo conto delle caratteristiche del prodotto da confezionare (PH, concentrazione salina, composizione chimica dell’alimento, shelf life), delle modalità di riempimento (temperatura del prodotto in fase di confezionamento, processi di cottura, grillage, eventuali processi di congelamento) e del tipo di chiusura dell’involucro (termosaldata, aggraffatura meccanica, rullatura ecc…).
La prima cosa di cui il progettista deve tener conto è la resistenza dell’imballaggio agli attacchi chimici da parte di uno o più componenti presenti nell’alimento/farmaco o prodotto cosmetico, per evitare che fenomeni di corrosione possano alterarne le proprietà organolettiche e cromatiche o provocare alterazioni chimiche del prodotto contenuto (ossidazione, inrancidimento, proliferazione batterica, ecc..).
Proprio per elevare le caratteristiche protettive, gli svariati materiali metallici destinati all’imballaggio possono essere accoppiati con film polimerici, applicati con diversi sistemi.
I più utilizzati sono la verniciatura (coil coating o sheet coating) e l’accoppiamento del metallo a film polimerici (utilizzando adesivi a solvente o senza solvente, oppure per estrusione o co-estrusione a caldo di polimeri).
In sintesi, gli elementi fondamentali per la progettazione di un packaging metallico sono:
• la scelta del metallo (la corrosione è influenzata fortemente dalla composizione chimica dello stesso);
• la scelta dei pretrattamenti di superficie che precedono la fase di protezione polimerica (sgrassaggio termico o chimico, trattamenti di superficie quali fosfocromatazione, fluotitanazione ecc.);
• la scelta del rivestimento polimerico.
Dopo aver messo a contatto una soluzione aggressiva con il campione da testare, la spettroscopia d’impedenza elettrochimica (EIS) consente di misurare, in tempi brevi, sia la resistenza a corrosione di una lega sia la protezione offerta da un pretrattamento di superficie e/o da un rivestimento polimerico. Ma questa tecnica consente anche di fornire indicazioni sulla permeabilità di un rivestimento all’acqua, all’ossigeno e all’elettrolita.
Inoltre, sempre attraverso il controllo del prodotto, l’EIS agevola la valutazione dell’influenza dei diversi parametri di processo (spessori del rivestimento, profili termici degli impianti di verniciatura, portate d’aria ecc..) così da ottimizzare le resistenze di un manufatto, supportare il personale addetto alle verifiche di qualità e stabilire se il prodotto presenta le caratteristiche di protezione verificate in fase di progettazione e testate in fase di campionatura o preserie.
La trattazione riporta, a titolo d’esempio, le potenzialità di questa tecnica, utilizzata nella scelta della lega di alluminio e di un pretrattamento, nella verifica di un rivestimento corretto e di un rivestimento applicato in maniera non uniforme per problemi di processo, oltre che nel confronto tra nastri sottili di alluminio verniciato per l’imballo di formaggi in monoporzione.

Applicazioni pratiche sul prodotto
Allo scopo di valutare il comportamento nel tempo di un substrato metallico all’attacco di un ambiente aggressivo, si utilizza la tecnica di analisi EIS (spettroscopia di impedenza elettrochimica). Tutti i materiali al passaggio di corrente presentano un certa resistenza e, in particolar modo, la tecnica EIS consente di studiare la risposta in corrente di un substrato metallico sottoposto a un disturbo sinusoidale di tensione a diverse frequenze. Rapportando la corrente misurata con la tensione, attraverso specifici software, si ricava l’andamento dell’impedenza elettrochimica che distingue il comportamento del sistema a corrosione (figura 1). L’analisi sperimentale, necessaria a suffragare le effettive potenzialità della nuova metodologia applicativa, deve essere condotta con l’obiettivo di migliorare le caratteristiche qualitative dei prodotti finali. Presso i laboratori di R&D di Laminazione Sottile sono stati testati alcuni tipi di contenitori a uso alimentare, andando a verificare sul prodotto finito i diversi parametri.

• Il primo test è stato effettuato comparando 2 diversi contenitori a uso alimentare in alluminio nudo non laccato, in 2 leghe differenti.
Nella figura 2, sono paragonati i valori del modulo d’impedenza alla frequenza di 0,02 Hz dei campioni presi in esame, evidenziando in modo esplicito la prima componente d’influenza della corrosione, ovvero la composizione chimica del substrato preso in esame.
Come risulta evidente sin dall’inizio della prova il campione in lega AA8079 ha un comportamento a corrosione migliore rispetto al suo omologo in AA8006.

Campione % Fe % Si % Mn
Contenitore in lega AA8079 1,85 0,25 0,35
Contenitore in lega AA8006 1,45 0,15 -

L’effetto corrosivo dell’ambiente utilizzato per la prova viene evidenziato in modo particolare se paragoniamo le immagini dei campioni prima e dopo l’immersione nella soluzione corrosiva (figura 3).
Attraverso le immagini, ricavate utilizzando un microscopio elettronico a scansione elettronica (SEM), già a ingrandimenti non elevati (300X), si riscontrano effetti corrosivi rilevanti sulla superficie dei campioni. Maggiormente colpito risulta essere proprio il campione in lega AA8006, con elevata presenza di “crateri” (pits) provocati dalla soluzione aggressiva.

• Il secondo test ha avuto come oggetto la comparazione qualitativa di due pretrattamenti forniti su di un campione di uguale lega e stato, ma con una differente tipologia di trattamento superficiale (Cr3+ e Fluotitanazione Cr-free), testandola con l’utilizzo della spettroscopia d’impedenza elettrochimica.
I campioni presi in esame sono in lega AA3005 stato fisico H16 (utilizzo finale scatole ad uso alimentare). A seguito del pretrattamento superficiale, i campioni sono stati testati in soluzione acquosa areata di Na2SO4 acidificata a pH = 4, per valutarne il comportamento e stabilire l’efficacia del nuovo prodotto, rispetto a quello di fosfocromatazione in uso attualmente.
Come si evince da una valutazione dei grafici del modulo d’impedenza (figura 4) e dell’angolo di fase dei due campioni, la resistenza a corrosione fornita dal prodotto no-rinse fluotitanato, ha dato esiti soddisfacenti e totalmente comparabili con quelli del prodotto standard di fosfocromatazione. In particolare, il modulo d’impedenza del campione fosfocromatato, per la durata della prova ha avuto un valore stabile di @107Wcm2 con un angolo di fase che non mostrava particolari flessi tipici di fenomeni corrosivi superficiali. Identico andamento è evidenziato nei grafici del prodotto alternativo (cr-free) testato nelle medesime condizioni.

• Una controprova sul prodotto finito dell’esperienza fatta su campioni con diversi pretrattamenti, è data dal terzo test, dove vengono comparate due scatole ad uso alimentare in lega AA5052 con e senza pretrattamento superficiale, verniciate con ciclo organosol (Primer + Top).
Come si evince dalla valutazione dei grafici di figura 5, vi è una netta differenza sia in termini di modulo d’impedenza che in angolo di fase, già ad inizio test (t = 0 min), dove il modulo del campione che ha subito un pretrattamento di fosfocromatazione risulta raggiungere un valore di @109 Wcm2 mentre il modulo dell’altro campione è ben al di sotto, con un “misero” 107 Wcm2 . Al termine della prova (durata 7 giorni) il paragone rispecchia quello d’inizio test, con l’aggiunta di rilevanti fenomeni corrosivi: nel campione senza pretrattamenti, infatti, sono evidenziati vistosi flessi/diminuzioni dell’angolo di fase nell’arco temporale testato.
Tale tipologia di prova, oltre a determinare l’efficacia di un pretrattamento superficiale consentendoci di comparare qualitativamente le varie forniture di un prodotto, ci consente di stabilire in tempo reale, con analisi finalizzate alla determinazione del grado di resistenza alla corrosione effettuate direttamente sulla scatola/contenitore formato, anche quale sarà la reazione del sub strato metallico al contatto con gli agenti corrosivi dei prodotti che dovrà contenere, “abbattendo” letteralmente i costi e i rischi di lotti produttivi di qualità inferiore.
Ovviamente, essendo il modulo d’impedenza in funzione anche della superficie di contatto, il calcolo della superficie “bagnata” dalla soluzione durante la prova dovrà essere sempre lo stesso e verrà controllato ogni volta prima di effettuare l’analisi e inserito correttamente nel programma di acquisizione dati.

• Il quarto test riguarda una problematica di processo, riscontrata su alcuni campioni di scatole verniciate con il medesimo film polimerico ma che, già a una valutazione qualitativa macroscopica, presentavano una diversa tipologia di spalmatura.
Tale inconveniente, oltre a non essere accettabile da un punto di vista qualitativo e visivo del prodotto finito, ha ripercussioni negative anche sulla resistenza a corrosione delle scatole agli agenti esterni o concatenati al prodotto da conservare.
L’effetto è reso palese dall’analisi dei suoi valori di modulo d’impedenza e angolo di fase che mostrano enormi differenze, negative, rispetto al campione con una spalmatura omogenea e in assenza di “spaghettature” evidenti (figura 6).
Dall’analisi dei dati riscontrati sulle scatole, attraverso l’EIS, abbiamo valutato l’influenza di tale difetto, comparando nel tempo i valori di modulo e di angolo di fase. Come si evince da un paragone dei due grafici della figura 7, il campione con l’evidente difetto di spalmatura della vernice presenta un tipico fenomeno corrosivo superficiale; nella fattispecie, la presenza di un flesso a medie frequenze corrisponde a un doppio strato capacitivo, tipico di un fenomeno di delaminazione dello strato di vernice, con conseguente infiltrazione della soluzione aggressiva al di sotto di esso, dovuto per certo alla mancata adesione degli strati polimerici al substrato metallico (totalmente assente nel campione senza difetti evidenti).
Inoltre il valore finale del modulo d’impedenza, nel campione “ok”, diminuisce dopo 1 giorno ma rimane sempre al di sopra del valore del modulo del campione con presenza di “spaghettatura”. L’angolo di fase mostra sensibili differenze tra i due campioni, avvalorando le precedenti valutazioni, a tal punto che è ormai evidente la formazione di fenomeni corrosivi, sin dall’inizio del test (figura 8).

• Il quinto test riguarda un campione di alluminio utilizzato per contenere formaggini a pasta morbida, e ha avuto lo scopo di valutare le caratteristiche protettive agli agenti aggressivi (sostanze contenute nel prodotto finale), fornita al substrato dalla verniciatura adatta al contatto alimentare effettuata da due diversi fornitori.
Per eseguire i test, abbiamo utilizzato una soluzione areata di NaCl al 3,5% in peso con aggiunta di Acido Lattico, per simulare l’ambiente particolarmente aggressivo che contraddistingue il prodotto campionato. Da una valutazione dei due grafici del modulo d’impedenza (figura 9) dei campioni esaminati, i valori iniziali sono pressoché identici, ma il comportamento a corrosione nel tempo, è ben diverso.
Già dopo 20 minuti il campione del “fornitore n. 2” ha un visibile calo di modulo seguito, nel proseguio della prova, da un ritorno a valori più alti fino ai 7 giorni, quando si stabilizza a @107 Wcm2, valore che sarà poi quello finale del test.
Il campione del primo fornitore, invece, mostra una costanza nei risultati e un calo del modulo d’impedenza evidente solo dopo parecchi giorni dall’inizio della prova, dando un valore simile o vicino a quello dell’altro fornitore (@107Wcm2) ma mostrando, nel complesso, un miglior comportamento dello strato di vernice all’azione aggressiva della soluzione utilizzata.
La valutazione complessiva della prova è avvalorata dall’andamento nel tempo dell’angolo di fase (figura 10) che evidenzia ancor più visibilmente come, nel tempo, il prodotto del “fornitore n. 2” reagisca in modo peggiore al contatto con la soluzione aggressiva; e questo accade già a t=0 dove l’angolo di fase decade ad alte frequenze, al contrario di quanto accade nel campione del “fornitore n. 1”.

Conclusioni
La spettroscopia d’impedenza elettrochimica si è rivelata un utile strumento nella ricerca delle tecniche per la definizione e il controllo del miglior imballaggio da utilizzare in funzione del particolare tipo di prodotto contenente. Di fatto è possibile ottenere un completo feedback sul differente comportamento di varie leghe, soggette allo stesso sistema aggressivo in tempi molto brevi. In aggiunta la tecnica EIS può essere utilizzata anche come sistema di controllo dell’efficacia di un processo, come quello di verniciatura, potendo dare un’indicazione dell’effetto barriera che il rivestimento ha nei confronti di un sistema aggressivo, in funzione della qualità della spalmatura e dell’aderenza e quindi, del rivestimento al supporto metallico. Infine la spettroscopia può essere utilizzata anche nell’analisi delle caratteristiche protettive, paragonando un rivestimento a un altro, così da identificare il migliore rispetto al prodotto da conservare.

Ciro Sinagra, A. Atienza, A. Pennestri, A.W.Ipock
R&D Laminazione Sottile Group



Una nota importante
La ricerca, oggetto della trattazione, è stato presentato al Seminario “Tecnologie innovative per la produzione e il controllo del packaging alimentare metallico”, organizzato da AICQ Meridionale il 28 ottobre 2004 a Napoli. In questa sede, non riportiamo in dettaglio i “passaggi” che costituiscono il cuore della tecnica EIS, ma diamo spazio alle applicazioni pratiche della ricerca nonché ai risultati ottenuti. Per ulteriori informazioni di carattere scientifico, rimandiamo agli esperti di Laminazione Sottile e alla bibliografia.
L’argomento è di estrema attualità, dato che il gruppo “Corrosione” di ASSOMET sta cercando di mettere a punto una procedura di collaudo affidabile ed è in previsione l’emanazione di un Decreto dal parte del Ministero della Sanità, relativo alla disciplina igienica dei materiali e degli oggetti di alluminio.

An important note
The study, object of the treatise, was presented at the Seminar “Innovatory technology for the production and control of metal food packaging”, organized by AiCQ Meridionale 28th October 2004, held in Naples.Here we do not give a detailed account of the “phases” that make up the heart of the EIS technology, but we give space to the practical applications of the study as well as the results obtained.
For further scientific information, please contact the experts at Laminazione Sottile and consult the accompanying bibliography.
The subject is extremely topical, in that the “Corrosion” group of ASSOMET is trying to device a reliable test procedure and a decree is to be issued by the Italian Ministry of Health, governing the hygienic discipline of materials and objects in aluminium.






Bibliografia
|1| J.R. Mac Donald, “Impedence Spettroscopy Emphasizing Solid State Materials”, Ed. J.Wiley & Sons, 1987.
|2| F.Mansfels, Elettrochimica Acta, 38, 1891 - 1993.
|3| L. De Rosa, T. Monetta, F. Bellucci, D.B. Mitton, A. Atienza, C. Sinagra - “The effect of a conversion layer and organic coating on the electrochemical behavior of 8006 and 8079 aluminum alloys” -Progress in Organic Coating 44, pag 153-160 - 2002.
|4| C.Sinagra, A.Atienza, R.Zocchi, G.Lapelazzuli, L.De Rosa, T.Monetta, F.Bellucci, “Corrosione e protezione dell’alluminio” - Alluminio Magazine n. 1 Febbraio - 1999.
|5| L.De Rosa, T.Monetta, F.Bellucci, R.Zocchi, A.Atienza, C.Sinagra, “La spettroscopia di impedenza elettrochimica nella valutazione della resistenza a corrosione di laminati in lega di alluminio”, La Metallurgia Italiana n. 3 - 1999.
|6| C.Sinagra, R.Zocchi, “La verniciatura di nastri in lega di alluminio destinati alla produzione di contenitori semirigidi per alimenti: garanzie di igiene, qualità, estetica e riciclabilità”, Converter n. 51 - 1996





Aluminium packaging
Quality research


APPLIED TECHNOLOGY Electrochemical impedance spectroscope technology is used with numerous advantages for controlling metal packaging for food, pharmaceuticals and cosmetics. This has been demonstrated in the field by the experts of Laminazione Sottile, Italian group of international standing that produces aluminium and aluminium-alloy laminates.
C. Sinagra, A. Atienza, A. Pennestri, A.W. Ipock

The choice of metal packaging for containing foods, beverages, pharmaceutical products and cosmetics, has to be made considering the characteristics of the product to be packed (PH, salt concentration, chemical composition of the foodstuff, shelf life), the mode of filling (temperature of the product in the packaging phase, cooking and grilling processes, any freezing processes) and the type of closure of the packaging (heatsealed, mechanically seamed, press-rolled etc…). The first thing that the designer has to consider is the resistance of the packaging item to chemical aggression by one or more components present in the foodstuff/pharmaceutical or cosmetic product, to avoid any corrosion phenomena altering the organoleptic properties and color or cause chemical alterations in the product contained (oxidisation, fouling, bacterial proliferation, etc…).
In order to enhance its protective features, the various metals used in the packaging can be laminated with polymeric films applied using several systems. The most used are coil or sheet coating and the lamination of metal with polymeric films (using solvent-based or solvent-free adhesives, or by way of hot extrusion and coextrusion of polymers).
Summing things up, the fundamental points for designing metal packaging are;
• the choice of metal (corrosion is strongly influenced by the chemical composition of the same);
• the choice of pre-treatment of surfaces that precede the polymer protection phase (thermal or chemical degreasing, surface treatments such phospherchromatisation, fluorotitanation etc.);
• the choice of polymer coating.
After having placed the sample to be tested in contact with an aggressive solution, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) enables the measuring of both the resistance to corrosion of an alloy as well as the protection offered by a surface pre-treatment and/or a polymeric coating in a relatively brief time. But this technique also allows one to provide indications as to the coating’s water, oxygen and electrolytic permeability. As well as that, also by controlling the product, EIS facilitates a rating of the influence of the various process parameters (coating thickness, thermal profiles of the coating system, air pressure etc..) this so as to optimize the resistance of a manufactured item, to support the quality control personnel and establish if the product presents the protection characteristics verified in the design stage and tested in the sampling or preseries phase. For example the treatise includes the potentials of this technology used in the choice of the aluminium alloy and of a pre-treatment, in checking a correct coating and a coating applied in a non uniform manner due to problems of process, as well as in the comparison between thin lacquered aluminium strips for packaging single portion cheese.

Practical applications
on the product

In order to rate the performance in time of a metal substrate under attack from an aggressive environment, EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy) is used. All materials have a given resistance to the passing of electric current, and in particular, the EIS method enables the studying of the response under current of a metal substrate subject to a sinusoidal power disturbance on different frequencies. Comparing the current measured with the power, using specific software, the performance of the electrochemical impedance is calculated that features in the system’s reaction to corrosion (figure 1).
The experimental analysis needed to confirm the actual potentials of the new applicative methodology, is to be carried out with the objective of improving the qualitative characteristics of the end products. Several types of food containers were tested at Laminazione Sottile’s laboratories, and the various parameters checked on the end product.

• The first test was carried out comparing 2 different containers for foodstuffs in sheer uncoated aluminium, made in two different alloys. Figure 2 shows a comparison of the readings of the impedance module at the frequency of 0.02 Hz of the samples under examination, explicitly highlighting the first component influencing corrosion, or that is the chemical composition of the substrate under examination.
As was clear, right from the start of the test the sample in AA8079 alloy showed a better performance against corrosion compared to the AA8006.

Sample % Fe % Si % Mn
Container in AA8079 alloy 1.85 0.25 0.35
Container in AA8006 alloy 1.45 0.15 -

The corrosive effect of the environment used for the test is particularly highlighted if we compare the photos of the sample before and after immersion in the corrosive solution (figure 3). Through the images, made using a electronic scansion microscope (SEM), without substantial enlargement (300X) considerable corrosive effects can be seen on the surface of the samples. The sample in AA8006 alloy is the most affected, with a large amount of pits caused by the aggressive solution.

• The second test had as its object the qualitative comparison of two pretreatments on a sample of the same alloy in the same state, but with different surface treatments (Cr3+ and Cr-free Fluorotitanization), testing it by using electrochemical impedance spectroscopy. The samples examined were AA3005 physical state H16 (end use foodstuff tins). Following the surface pretreatment, the samples were tested in aired aqueous solution Na2SO4 acidified with pH = 4, to rate its reaction and to rate the effectiveness of the new product, compared to the phosphorchromatisation currently in use. As can be seen from a rating of the graphs of the impedance module (figure 4) and by the phase angle of the two samples, the corrosion resistance provided by the no-rinse fluorotitanated product gave satisfactory results that are totally comparable with that of the standard phosphorchromatisation.
In particular the impedance module of the phosphorchromed sample for the entire test showed a stable reading of @107 Wcm2 with a phase angle that does not show any given effects typical to surface corrosion. The same result is shown in the graphs of the alternative (cr-free) product tested under the same conditions.

• A counter test on the end product of the experience built up on samples with different pretreatments, is given in the third test, where two food tins in AA5052 alloy with and without surface preatreatment, coated with organosal cycle (Primer + Top ) were compared. As is to be seen by examining the graphs in figure 5 there is a clear difference both in terms of the impedance module as well as in the phase angle, already at the beginning of the test (t = 0 min), where the module of the sample that underwent pretreatment with phosphorchromatisation is seen to attain a reading of @109 Wcm2 while the other sample put in a “mere” 107 Wcm2. At the end of the test (that lasted 7 days) the comparison shows similarity to the beginning of the test, with the addition of considerable corrosion: in the sample without pre-treatment, in fact clear effects/drops in the phase angle over the time it was tested are to be seen. This type of test, as well as determining the effectiveness of a surface pre-treatment, enabling the qualitative comparison of the various supply batches of a product, also enables us to rate in real time the reaction of the metal substrate in contact with the corrosive agent of the product it is to contain, the analysis having the purpose of testing and rating the degree of corrosion resistance directly on the formed tin/container, literally “knocking down” the costs and risks of low quality production lots. Obviously, in that the impedance module is also proportional to the contact surface, the calculation of the surface “wetted” by the solution during the test should always be the same and is to be controlled prior to the analysis being carried out and correctly inserted in the data gathering program.

• The fourth test concerns a process problem, found on some samples of tins coated with the same polymeric film but that, when subjected to a macroscopic quality check, presented a different type of spreading. This problem, as well as not being acceptable from a qualitative and visual point of view on the end product, also had negative repercussions on the cans’ corrosion resistance to external agents or associated with the product to be preserved. The effect was highlighted by the analysis of the values of the impedance module and the phase angle that show enormous differences in negative terms compared to the sample with a homogeneous spread and completely free of whiskers (figure 6). From the analysis of the data gleaned from the can by EIS, we rated the influence of the said flaw, comparing the module and the phase angle readings throughout the experiment. As can be seen from a comparison of the two graphs in figure 7, the sample with evident spreading flaws of the coating has a typical surface corrosion; in actual fact, the presence of medium frequency flaw corresponds to a double capacity layer, typical of a phenomenon of delamination of the coating layer, with the consequent infiltration of the aggressive solution under the same, certainly caused by the non adhesion of the layers of polymer to the metal substrate (totally absent in the sample without evident flaws). As well as that the end reading of the impedance module, in the sample that is “OK”, drops after a day but is still above the reading of the module of the sample showing “whiskers”. The phase angle shows considerable differences between the two samples, supporting the preceding judgements, to the degree that the formation of corrosion is seen to be evident right from the beginning of the test (figure 8).

• The fifth test concerned a sample of aluminium used for containing soft cheese, and had the purpose of rating the protective characteristics against the aggressive agents (substances contained in the end product), passed on to the substrate by the coating suited for food contact applied by two different suppliers. To carry out the test, an aired solution of NaCl at 3.5% in weight with the addition of Lactic Acid was used, to simulate the particularly aggressive environment of the product sampled.
From a rating of the two impedance module graphs (figure 9) of the samples examined, the initial values are close to being identical, but the performance of corrosion in time is very different. Already after 20 minutes the sample from “supplier n. 2” has a visible drop in the module followed by, as the test continues, a return to higher readings over 7 days, when it stabilises at @107Wcm2, the final test reading. The sample of the first supplier in turn shows a constancy in the results and a drop in the impedance module evident only after many days from the beginning of the test, giving a reading similar or closer to that of the other supplier (@107Wcm2) but showing overall a better performance of the coating to the aggressive action of the solution used. The overall rating of the test was confirmed by the run in time of the phase angle (figure 10), that evermore clearly shows how the product of “supplier n. 2” reacts worse to contact with aggressive solutions; this already occurs at t=0 where the phase angle drops at high frequencies, this as opposed to the readings of the sample from “supplier n. 1”.

Conclusions
Electrochemical impedance spectroscopy has been shown to be a useful tool in the search for techniques for the definition and the control of the best packaging to be used in relation to the special type of product contained. In fact one can obtain a complete feedback on different performances of the various alloys, subject to the same aggressive system in very short periods of time. Added to that EIS technology can also be used as a system for controlling the effectiveness of a process, like that of coating, being able to give an indication as to the barrier effect that the coating has in contact with an aggressive system, this in terms of the quality of the spreading as well as adherence and hence of the coating of the metal substrate. Lastly, spectroscopy can also be used in the analysis of protective characteristics, comparing one coating to another, to thus be able to identify the coating that best respects the characteristics of the product to be preserved.

Ciro Sinagra, A. Atienza, A. Pennestri, A.W.Ipock - R&D Laminazione Sottile Group