包装可持续性：迁移、测试与法规
发布时间：
2025-06-25
一、迁移现象与食品包装风险
迁移定义：印刷油墨中的化学物质因分子尺寸（通常<1000 Da）及化学特性，从印刷层向包装食品转移的过程。
高风险包装类型及对应LM油墨必要性：
包装形式 | 非LM油墨风险 | 关键机制 |
1. 干食品袋 | - 卷对卷生产导致转印（Set-off）风险 - 铝高阻隔层抑制扩散迁移 - 降解产物可穿透PE层迁移至食品 | 多层结构压力传递 |
2. 杯体模内/自粘标签 | - 堆叠储存引发转印 - 杯体材料厚度（通常>200μm）降低扩散迁移风险 | 静态压力作用 |
3. 收缩套标（PP/PE/PS/PET） | - 扩散迁移风险：低至中 - 直接迁移风险与瓶子储存时间、壁厚正相关 | 材料渗透性差异 |
二、迁移机制的三维模型
转印迁移（Set-off Migration）
触发条件：印刷层与食品接触面在卷材（压力>0.1MPa）或堆叠（>50kg/m²）下直接接触。
过程：未固化单体/光引发剂在压力下物理转移至接触面（图1）。
图1. 当表面印刷层与未印刷的食品接触面紧密接触时，由于卷筒或堆叠中存在压力，可能会发生迁移现象。
扩散迁移（Diffusion Migration）
两阶段路径：
阶段1：印刷后未填充期，小分子（MW<500 Da）穿透基材向内侧扩散。
阶段2：食品填充后，脂溶性物质（如矿物油）被食品萃取（图2）。
图2. 扩散迁移可能会发生，这是因为小而易移动的分子能够轻易地穿透包装材料层。
气相迁移（Gas Phase Migration）
典型迁移物：矿物油（MOSH/MOAH）、半挥发性UV光引发剂（如BP、ITX）。
独特路径：物质从基材挥发至包装顶空气相，再冷凝吸附于食品表面（图3）。
图3. 比如矿物油或某些紫外线引发剂等物质，能够通过气相从基底表面迁移出去。
三、低迁移（LM）油墨系统的设计核心
分子量阈值原则：
经验公式：分子量 > 1000 Da 的成分迁移概率显著降低（扩散系数∝1/√MW）。
LM配方组件：
高分子量光引发剂（e.g., 酰基膦氧化物类，MW 800-1200 Da）
低聚物（丙烯酸酯类，MW 1500-5000 Da）
单体（高官能度单体减少残留）
与标准油墨差异：标准油墨含低分子量物质（MW 200-500 Da），迁移风险高（图4）。
图4. 低迁移型油墨的配方成分
四、全球食品接触材料法规体系详解
欧洲/中东/非洲（EMEA）
法规 | 核心要求 | 技术指标 |
(EC) 1935/2004 | - Article 3：不得危害健康、不可改变食品成分/感官特性 | 通用安全框架 |
(EC) 2023/2006（GMP） | - 印刷面禁止直接接触食品 - 迁移量/不可见转印需低于限值 | 质量管理体系认证 |
(EU) 10/2011（塑料） | - 仅限塑料材料 - 许可物质清单（Union List） - 总迁移限值OML=60 mg/kg食品 - 特定物质SML（e.g., BPA=0.6ppm） | 迁移测试方法：10天/40℃模拟脂类食品 |
瑞士法规（817.023.21）
全球首个印刷油墨正面清单：
List A：毒理学评估物质（设定SML/OML，e.g., 苯胺 SML=0.01ppm）
List B：未评估物质（检出限≤10 ppb）
适用范围：仅限故意添加物（IAS）及非直接食品接触（non-DFC）油墨
德国油墨条例（21st Consumer Goods Ord.）
过渡期：2026年1月1日全面实施
未列物质规则：
禁用直接食品接触（DFC）应用
非CMR（致癌、致畸、生殖毒性）物质
迁移量必须<10 ppb
非故意添加物（NIAS）：需按国际科学准则（e.g., EFSA指南）自主评估
美洲及亚洲重点法规
区域 | 法规 | 技术要点 |
美国 | FDA 21 CFR 175.300（间接添加剂） | 物质需满足"Threshold of Regulation"（TOR，≤0.5ppb膳食暴露） |
中国 | GB 4806.1-2016（通用安全） GB 9685-2016（添加剂标准） | - A4章列示油墨添加剂（e.g., 二氧化钛限量1%） - 要求毒理学数据申报 |
东南亚 | 印尼Reg.20/2019 越南Law 55/2010 菲律宾RA 10611 | 参考欧盟框架，部分采用OML=60mg/kg |
南美共同市场 | GMC RES. 03/92（框架） RES.56/92（塑料通用要求） RES.02/12（塑料细则） | 迁移限值与欧盟一致 |
五、迁移测试全流程规范
1. 测试依据与模拟物选择
法规基准：(EU) 10/2011 Annex III
食品模拟物匹配表：
食品类型 | 模拟物 | 测试条件 |
水性食品（pH>4.5） | 10%乙醇 | 10天/40℃ |
酸性食品（pH≤4.5） | 3%乙酸 | 10天/40℃ |
脂类食品 | 50%乙醇或异辛烷 | 10天/40℃（乙醇） 2天/20℃（异辛烷） |
2. 最严苛场景采样策略
关键参数覆盖：
样本处理规范：
工业仓储条件模拟：堆压≥100kg/m²、温度40±2℃、湿度60%RH
运输防护：铝箔包裹（避免环境污染物吸附）
溯源标识：样本ID关联油墨批号/固化能量/储存时长
3.测试方法实操（图8-9）
图 8（上方）和图 9（下方）。印刷样品可使用标准容器进行模拟环境下的暴露测试，也可直接置于包装内进行测试。
直接填充法：适用于密闭容器（如PEHD瓶套标、PES杯）
步骤：注入模拟物→密封→恒温培养→HPLC/GC-MS分析
标准单元暴露法：用于平面材料（如标签）
设备：欧盟标准迁移池（面积1-2dm²）
条件：模拟物接触单面印刷层（60±5μm厚度）
4. 数据换算与合规判定
单位转换公式：
- 迁移量(μg/kg)=检测值(μg/dm2)×6 dm21 kg food迁移量(μg/kg)=检测值(μg/dm2)×1kgfood6dm2
合规阈值：
OML（总迁移）：≤60 mg/kg
SML（特定物质）：e.g., 双酚A≤0.6 mg/kg
未列物质：≤10 ppb（0.01 mg/kg）
5. 行业指南补充
EuPIA迁移测试指南（http://www.eupia.org）核心建议：
NIAS（非故意添加物）筛查：采用GC×GC-TOFMS高分辨率非靶向分析
光引发剂降解产物：强制评估（e.g., 二苯甲酮光解产物）
参考文献：
Brown, C. (2023). Sustainability in Packaging: Migration, Testing and Regulation. UV+EB Technology, Q4 2023, 42-45.
法规原文：
(EU) No 10/2011：https://eur-lex.europa.eu
瑞士 Ordinance 817.023.21：https://www.admin.ch
德国 Ink Ordinance：https://www.bvl.bund.de
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