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食品接触用硅橡胶制品标准体系的研究

文章被点击 2574次 日期:2012-07-20

江艳  章若红 徐德佳

一、研究的目的与意义

食品接触橡胶制品,主要指各种适用于预期与食品接触或已接触食品的、由橡胶包括热塑性橡胶、橡胶和塑料或其它材料的共混物制成的材料或制品。食品接触用橡胶制品广泛应用于人们的日常生活,如橡胶奶嘴、高压锅垫圈,食品容器橡胶垫片和垫圈、铝背水壶橡胶密封垫片、吸输用食品胶管、橡胶密封件等。

食品接触用橡胶制品的材料大致可分为橡胶和硅橡胶两类。硅橡胶是由各种二氯硅烷经水解、缩聚而得到的一种有机弹性聚合物可分为甲基硅橡胶、乙烯基硅橡胶、苯基硅橡胶、氟硅橡胶、苯基甲基硅橡胶、腈硅橡胶等目前食品接触橡胶制品使用的硅橡胶基本采用乙烯基硅橡胶。硅橡胶具有稳定的硅氧化学结构,能赋予弹性体独特的性能,包括生物相容性耐高温性、耐化学性能、耐老化性能生理惰性等,且以硅橡胶为原材料进行加工制造的橡胶制品生产周期较短,具有较高的生产率,因此硅橡胶制品在我国食品加工行业中使用面越来越广。硅橡胶和之前广泛使用的天然/合成胶在物理机械性能上存在着一定的差异,技术参数不完全相同。我国现行有效的食品用橡胶制品标准中未涉及硅橡胶制品应控制的项目和指标值,难以客观、真实有效地反映现今产品的水平。

本项目旨在对国内外食品接触用橡胶制品标准体系进行研究,为我国食品接触橡胶制品应控制项目技术指标的提出,以及相关标准的制、修订提供参考,推动食品接触用硅橡胶制品标准体系的完善。

 

二、国外相关法规体系

1.欧盟

欧盟具备目前国际上较为全面和专门化的食品接触材料安全法规体系。体系分为框架性法规和针对食品接触材料及制品的指令,共有21部。

框架性法规(ECNo 1935/2004关于拟与食品接触的材料和制品和废除指令80/590/EEC89/109/EEC的法规》中明确要求与食品接触的材料和制品,包括活性和智能材料和制品,其生产应符合良好生产规范,在正常条件或可预见的使用条件下,这些材料和制品的构成成分迁移到食品中的量,不得造成:(1)危害人类健康;或(2)食品成分发生无法接受的变化;或(3)感官特性的裂变等情况。欧盟层面并没有出台专门针对橡胶制品的法规,因此硅胶仅需满足以上通用条款。93/11/EEC指令则规定了天然/合成橡胶奶嘴所释放出的亚硝胺和亚硝胺物质的限量要求。

2004年,欧洲理事会下设的食品接触材料专家委员会出台了针对橡胶产品的AP(2004)4决议和针对硅橡胶产品的AP(2004)5决议,为欧盟各有关机构、成员国政府的立法和日常安全监管工作提供相关的科学意见和决策参考。AP(2004)5决议规定硅橡胶制品在食品中的总迁移限量为10mg/dm2(以材料或制品表面积计)或食品中60mg/kg,同时满足“1号技术文件——用于制造食品接触用品中使用的硅有机化合物的物质清单”所述的迁移限量。针对硅橡胶制品的全面迁移测试要求主要包括:去离子水浸取法3%醋酸浸取法10%酒精浸取法异辛烷橄榄油替代物浸取法95%酒精橄榄油替代物浸取法全套测试等。

在欧盟食品接触材料法规体系中,相当多的法规都是以指令的形式颁布,再由各成员国根据各自情况转换成国内法;同时,部分成员国在符合欧盟法规要求的基础上,也会根据自身情况制定一些适用于本国的安全法规。如德国、法国、意大利、荷兰、匈牙利、捷克、比利时等国家就制定了相应的国家法规对食品接触用的硅橡胶制品予以控制。

1)德国

德国LFGB法案是德国食品安全的基本法律文件,日用品法令(BGVO是配套的实施性法规。橡胶和硅胶是欧盟指令中未涉及的产品和物质,德国联邦风险评估所BfR制定了风险评估建议XV(针对硅橡胶)和建议XXI(针对橡胶产品)。风险评估建议XV对硅橡胶原料的添加量和制品中助剂的残留量进行了明确的规定,并在欧盟指令要求的感官测试外提出了硅橡胶制品中挥发性有机物、可萃取物和过氧化值等项目的检测要求。

2)法国

法国2007-766法令对欧盟EC No.1935/2004 框架法规予以确认。对欧盟没有出台专门指令的产品,法国竞争、消费和反欺诈总局(DGCCRF)制定了指南性文件——DGCCRF 2004-64通告,其中包括针对橡胶的09/11/1994法令和针对硅胶弹性体的25/11/1992法令。25/11/1992法令对食品接触硅橡胶制品规定的主要安全卫生指标包括:挥发性有机物、在不同食品模拟物中的总迁移量、过氧化值、有机锡迁移量等。

3)意大利

意大利以一系列的部长级指令来配合框架性法律的要求,其中针对橡胶制品的是21/03/1973 部长指令。21/03/1973 部长指令规定了食品接触橡胶制品(包括硅橡胶)允许使用的材料和添加剂,并规定了在不同条件下(温度、模拟物、时间)的总迁移量、芳香族伯胺迁移量、重金属迁移量、过氧化值、染料迁移等检测项目要求和方法。

2.美国

食品包装材料所使用物质在美国被视作间接添加剂而被纳入到食品添加剂安全监管法规体系中。食品接触用硅橡胶制品适用的法规主要包括《联邦规章法典》21 CFR 177.2600部分《预期重复使用的橡胶制品》和177.1210部分《用于食品容器的密封材料》。21 CFR 177.2600部分要求对用于接触液体食品的硅橡胶制品测定在去离子水中的浸提量,对用于接触高脂肪食品的硅橡胶制品测定在正己烷中的浸提量。21 CFR 177.1210部分则具体规定了接触各种食品的容器密封材料在不同食品模拟物中进行萃取时的温度和时间。

3. 日本

日本的框架性食品法律——《食品卫生法》规定:禁止生产、销售、使用可能含有有害人体健康物质的食品容器、包装材料。日本厚生劳动省负责为食品卫生法制定相关的配套标准,对食品接触用硅橡胶制品规定的主要安全卫生指标包括:蒸发残渣(蒸馏水,20%乙醇,4%乙酸)、甲醛提取量、苯酚提取量、锌提取量、铅溶出量、镉溶出量、重金属(以Pb计)等。

4. 韩国

《韩国食品卫生法》是食品安全的基本法,规定由食品药品管理厅负责制定食品包装材料、容器的标准和规范。食品药品管理厅制定的《韩国食品法典》对各类食品容器、器具、包装材料进行了规定,包括各类禁止在加工中使用的物质、各类具体物质的限量要求、相应的检验方法等。其中针对食品接触用硅橡胶制品的项目包括:铅溶出量、镉溶出量、蒸发残渣(蒸馏水,20%乙醇,4%乙酸,正庚烷)、重金属(以Pb计)、甲醛提取量、苯酚提取量、锌提取量等。

 

三、 国内相关标准

我国现有的食品接触用橡胶制品标准都制定于二十世纪八九十年代,当时硅橡胶并未得到广泛使用,因此标准并不适用于硅橡胶制品。世界食品接触用橡胶制品行业产品的发展趋势是制造无害、环保的产品。欧盟和其他国家对食品接触用橡胶制品制定了技术法规,代表着食品接触用橡胶制品产品的发展趋势。硅橡胶以其优良的化学稳定性、耐热性等特性,已成为食品接触用橡胶制品的首选材料。因而,对食品接触用橡胶制品标准体系进行研究,是适应科学发展的需要,有利于我国食品接触用硅橡胶制品标准体系的建设,从而加强这类产品的监控,提高我国食品接触用橡胶行业的整体水平

目前食品用橡胶制品有5个现行产品标准和2个现行卫生标准,食品用橡胶制品现行标准清单见表1

1  食品用橡胶制品现行标准清单

类别

序号

标准名称

检测项目

制修订计划

产品标准

1

HG 2943-1984 (1997)

日用压力锅橡胶密封圈

拉断长度

拉断伸长率

20080778-Q-606

日用压力锅橡胶密封圈

拉断永久变形

硬度

耐热系数

耐食用油重量变化率

2

HG 2944-1984 (1997)

食品容器橡胶垫片

拉断强度

拉断伸长率

2009年化工行业

已有修订计划

拉断永久变形

硬度

热空气老化系数

3

HG 2945-1984 (1997)

食品容器橡胶垫圈

拉断强度

拉断伸长率

2009年化工行业

已有修订计划

拉断永久变形

硬度

耐水拉断伸长率老化系数

4

HG 2947-1986 (1997)

铝背水壶橡胶密封垫片

拉断强度

拉断伸长率

2009年化工行业

已有修订计划

拉断永久变形

硬度

热空气老化(拉断强度变化率、拉断伸长率变化率)

5

HG 2946-1984 (1997)

橡胶奶头

拉断强度

拉断伸长率

20071425-Q-469 奶嘴

2009年化工行业

已有修订计划

拉断永久变形

热空气老化系数

卫生标准

1

GB 4806.1-1994

食品用橡胶制品

卫生标准

感官

锌(4%乙酸浸泡液)

20061750-Q-361

食品用橡胶制品卫生标准

高锰酸钾消耗量(水浸泡液)

蒸发残渣(4%乙酸浸泡液、65%乙醇浸泡液、水浸泡液、正己烷浸泡液)

重金属(Pb)(4%乙酸浸泡液)

残留丙烯腈

2

GB 4806.2-1994

橡胶奶嘴卫生标准

感官

锌(4%乙酸浸泡液)

20061751-Q-361

橡胶奶嘴卫生标准

高锰酸钾消耗量(水浸泡液)

蒸发残渣(水浸泡液、4%乙酸浸泡液)

重金属(Pb)(4%乙酸浸泡液)

国内标准体系存在着三方面的问题:

1.现行标准的标龄普遍较长

从表1可见,现有的产品标准和卫生标准标龄都在10年以上,难以客观、真实、有效地反映现今产品的普遍水平,目前相关部门正在组织产品标准和卫生标准的修订工作。

2.标准的制修订跟不上新材料在产品中的应用

目前硅橡胶已经占据了食品用橡胶制品领域的大半壁江山,但是适用于硅橡胶制品的标准却未相应出台。由于硅橡胶和天然/合成胶在材料特性上的差异,不能简单地将现行的标准套用在硅橡胶产品上。

3.国内标准与国外标准存在较大差距

国外对食品接触用硅橡胶制品的相关规定主要集中在安全卫生性能方面,我国对食品接触用硅橡胶制品控制的有害物质与欧盟和美国等发达地区相比还存在着较大的差距,如挥发性有机物、过氧化物等检测项目目前国内暂无标准要求,有必要对这些有害物质进行进一步研究并制修订相应的标准。

 

四、硅橡胶制品物理机械性能的研究

根据硅橡胶制品的特点以及不同用途,可以按表1提及的5种产品确定不同的食品接触用硅橡胶制品应控制的物理机械性能项目见表2,用以控制食品接触用硅橡胶制品的产品质量

2  食品接触用硅橡胶制品物理机械性能应控制的项目

项目

产品标准

日用压力锅

橡胶密封圈

橡胶奶头

食品容器橡胶垫片

食品容器橡胶垫圈

铝背水壶橡胶密封垫片

拉伸强度

拉断伸长率

硬度

 

热空气老化性能

拉断永久变形

 

撕裂强度

 

 

 

压缩永久变形

 

 

 

 

1.拉伸强度表示橡胶被拉伸时其横断面上单位面积所承受的强力表明了胶料的坚韧性,标志胶料在使用过程中所承受外力的能力。拉伸强度是影响产品使用寿命的主要指标。

2拉断伸长率指胶料被拉断时所伸长的长度与原长度的比值。当拉伸强度达到一定值后,伸长率越大时弹性越好

3.

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