潘伟 俞文骥 高灵强 邹耀邦
四川普什醋酸纤维素有限责任公司 宜宾普拉斯包装材料有限公司
邻苯二甲酸酯类是某几种高分子材料的塑化剂,可以使其柔韧性增强,容易加工,可合法用于工业用途。但它们并不属于食品香料原料。因此不仅不能被添加在食物中,甚至不允许使用在食品包装上。但塑化剂无处不在,如何排查?本文做一番介绍。
2012年酒鬼酒塑化剂超标事件[1]中,查出有以下几种成分,DEHP(邻苯二甲酸酯二(2-乙基己)酯,商品名DOP),DIDP(邻苯二甲酸酯二异丁酯),DBP(邻苯二甲酸酯二丁酯)分别为0.49、0.4和1.08mg/kg,大大超出当时卫生部的规定[2]。最大的可能是接触了某些含塑化剂的材料,主要有三大类,包括PVC(聚氯乙烯)、纤维素衍生物、丙烯酸类涂料油墨等。
在白酒包装制品生产车间、酿造厂,到底生产过程当中到底有哪些因素会导致塑化剂的出现?下面从人、机、料、法、环、测各个方面加以说明。
人的因素中最主要的是穿者打扮。GB14481-2013《食品企业通用卫生规范》[3]规定,进入作业区的人员不应化妆染指甲。女士常用到的指甲油在调制过程中常会加入挥发性溶剂、硝化纤维素、油等,常加入一定量的塑化剂作为定香剂。个人防护用一次性手套[4]、橡胶手套,在车间的日常生产中也是经常用到的,有些材质为PVC[5],其中添加有一定量的塑化剂,也有食品专用不含邻苯二甲酸酯类增塑剂的PVC手套。
凉鞋、拖鞋、矿用鞋、工作鞋以及女士高跟鞋,较常见的鞋底料有:RB(橡胶底)、PU(聚氨酯)、PVC牛筋底、TPU(聚氨酯牛筋底)、TPR(热塑性弹性体,通常为SBS丁苯橡胶鞋材料)、TR(改性TPR,改善了善材料的柔韧性、拉伸弹性、抗撕裂强度及耐磨度)等。其中PVC鞋底料中采用DOP与DBP并用,DBP含量高达20-30份[6];拖鞋材质有TPR、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)与PVC,即使是EVA拖鞋中也含有DOP[6]。PVC材质的有PVC鞋底[7]、鞋面革。拖鞋是酿酒厂的工作鞋,会与酒糟产生接触污染,是整改的重点。不只是鞋底,还有鞋面革,它是PVC皮革最大的需求市场[8]。
GB14481规定了着工装,但没具体规定材质,如没有排除人造革等。人造革分PVC型与PU型。民用的有鞋口革、衣服用革、箱用革、包用革、手袋用革、手套车、家具革等。工业用的有:车辆用革、地板用革等。PVC人造革中含有55份DOP,10份DBP[9],这些都有机会产生接触污染,白酒相关厂家应避免采用PVC革的工作服与工作鞋。
防护镜与视力矫正眼镜的镜架,有金属架[10]、尼龙架[11]与醋酸纤维素(CA)架,其中CA添加有25%~35%的DEP(邻苯二甲酸二乙酯),也应避免。
个人用品如手机充电器、数据线和电话机电线都是PVC材质,均含塑化剂,应作管控。一些常用到的手机软质保护壳[12],主要材质有硅胶、TPU、PC(聚碳酸酯)、ABS(苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物)、PP(聚丙烯)、皮革,也有用PVC的[13]。
2.2.1 注塑工序注塑工序可能接触到PVC的过程一般包括配料、上料、和注塑制品的收集。(1) 配料过程
图1 配料过程所用的机械式混料机
如图1所示,机械式混料机为配料过程中常用到的设备,其密封圈多为硅橡胶等耐热材料,要排查有无塑化剂。(2)上料过程
图2 上料过程所用到的送料机与干燥机
如图2所示,送料机与干燥机为常用上料设备,其输送管道、气管,有的材质为聚氨酯(TPU),有的为PVC、钢管与橡胶管等。许多厂家已将上料管更换为透明TPU管道,但也要检测是否含有塑化剂。
白酒厂也会用到许多管道,很容易误用PVC软管包括纤维增强、钢丝增强透明软管[14,15]。在塑化剂事件爆发期间,许多酒企都更换了管道材质,甚至有对每一根橡塑管道都做测试。
(3)注塑过程
如图3所示,轻型皮带输送机为注塑产品收集时常用到的设备,其传送带或输送带,有的材质为PU,有的为PVC[16,17],使用了DOP、DBP类塑化剂。其实有专门的食品卫生型输送带,美国的会注明符合FDA或USDA要求[18],不含邻苯二甲酸酯类塑化剂。如果发现使用了PVC输送带,可以更换,也可以在输送带表面贴非PVC膜隔离,避免接触污染。酿酒厂同样存在该问题,粮食、酒糟输送带应做塑化剂测试。
图3 注塑产品收集时常用到的皮带输送机
2.2.2 印刷工序
注塑制品常用输送带进入印刷设备进行印刷,注意事项同上一节。此外印刷油墨多采用紫外光固化(UV)型丙烯酸漆,正常的会使用不同预聚物和单体来调节漆膜柔韧性,不使用塑化剂调节。白酒包装中用到的丙烯酸酯类油漆涂料、油墨特别多,主要是UV型,就不用太担心了。但还是建议对它们做塑化剂检测。
2.2.3 装配工序
此工序也主要应注意各种皮带输送过程,半成品常通过皮带输送机进入装配设备进行装配。另外在手工装配时常用到的一些胶皮,也要避免使用PVC制品。
白酒包装制品要避免使用PVC等材质,哪些材料可直接接触白酒,可参考文献[19]。此外需要注意的是色母料与添加剂。
色母粒为常用的添加原料,其在制备中一般会用到分散(油)剂。分散剂是一种同时具有亲油性和亲水性的界面活性剂,主要包括脂肪酸类、脂肪族酰胺类和酯类、蜡类(固体石蜡、液状石蜡、微晶石蜡)。有些分散油中可能添加有一定量的塑化剂[20],需要检测。
有一年AS制品(丙烯腈与苯乙烯的共聚物)发脆,工业广告推荐一种灵丹妙药,从香港买来,添加0.1%左右就能解决发脆问题。用色谱-质谱联用分析,发现主要成分竟然是DBP,绝不可用于白酒包装制品。白酒包装制品本身的包装袋、取样袋也有PVC材质的,也需排查。
除了上述各工序中易接触到PVC而受到塑化剂污染的过程外,在瓶盖等包装制品生产车间中还可能因接触到某些工具、用具而受到塑化剂的污染。
托盘是在车间生产过程中常用到的器具,主要用来转运货物,如图4所示。有些物流托盘采用废旧塑料生产,有些采用PVC成型[21]。一些工序间转移零部件的吸塑托盘、隔板也可能是PVC材质。
某些工具手柄(见图5)和压盖机垫片等部分为PVC材质。高端的螺丝刀手柄材质主要是CA和TPR(热塑性弹性体),主要集中在我国台湾生产,低端的有PP(聚丙烯)与PVC[22],主要在我国江浙与印度生产。CA的增塑剂主要是DEP。
图4 托盘
图5 工具手柄
GB14481对厂房的卫生条件有所规定,但对建材没有具体要求。其实车间的门、窗、风淋间的隔板和门帘等都有可能造成塑化剂污染。
图6 门、窗、帘
如图6所示,车间的塑钢门、窗及透明门帘、隔热窗帘[23]的材质均为PVC。许多企业有意无意忽略塑钢门窗,整改不彻底,理由是更换涉及的面大,成本高,殊不知这是给塑化剂接触污染预留一个口子。
车间中生产设备、电力系统用电缆和电线导管,其绝缘保护层均为PVC材质。民用、常用电缆、普通电源线、动力电缆以及控制系统用的电缆,只要不是通讯用的,基本上都是PVC做的,增塑剂普遍使用,并占了相当大的重量比。聚乙烯、聚丙烯电缆,基本上都是通讯用途,普通电器上很少用。日常生活、工厂里面接触到的电缆基本上都是PVC电缆。PVC电缆中,DOP占比为20%~30%,更软的线占比可能达40—50%。如果要求低烟无卤的电缆,可能是PE、PP或乙丙橡胶做的,虽不含PVC,但也加了大量增塑剂。DOP是最便宜的增塑剂,是主增塑剂,用量也最大,其次是DBP。
PVC也有弹性体,摸起来很柔软。弹性体中增塑剂的量,比普通塑料还要多。质量好的PVC弹性体,采用长分子链的基料[24],相对来说,增塑剂少一点。如果分子链比较短的基料,为保证弹性,那么就会采用大量的增塑剂。如果增塑剂相容性不好,后期会迁移到表面,形成油汪汪的一层,甚至凝聚产生油滴现象。这类弹性体一般在移动场合使用的电缆上,随设备弯曲、扭曲、卷绕等场合,如手机的电源线、手持电源线。在工厂车间使用场合中,移动用的、临时接用的线也都是这种弹性体,那么增塑剂进入到食品中,这些电缆的可能性最大。PVC插头基本与电缆一样。
车间内外一般都存在有下水管道(见图7),包括软管和硬质管,材质为UPVC(未增塑PVC)、PE(聚乙烯),图7(c)为UPVC管,其中添加有几份塑化剂。
图7 下水管道
图8 PVC材质的墙纸或壁纸
图9 实验室与办公家具
车间中有时用到的墙纸或壁纸(图8),主要材质有PVC、纸张、无纺布等[25]。另外地板[26,27]、屋顶树脂瓦[28],也有些是PVC。一些办公桌、革面椅(图9)、革面沙发等家具市场是PVC革较大需求的市场[8]、实验室用桌,常用到的垫板可能是PVC材质。木桌面刷有木器漆如硝基纤维素漆,其中往往添加有一定量的塑化剂[29]。常见的油漆中,使用邻苯二甲酸酯类如DBP、DOP等作为增塑剂的,以硝基漆和自干型丙烯酸漆为主。现在由于禁用很多也改为环氧大豆油作增塑剂。油漆涂料中用的增塑剂,DBP更多一些,因为价格低也容易买到。丙烯酸油漆涂料用量大,无处不在,UV固化型的就不用担心,不会添加增塑剂。
测量计量环节也应避免接触污染,取样工具、封样袋,办公用品例如PVC文件夹、透明PVC文件袋、塑胶卡[30]等也可能会造成污染。
前几年白酒行业中出现塑化剂事件,我们注意到酒鬼酒中的塑化剂有DEHP、DBP、DIBP,后二者是不常用的塑化剂。塑料制品主要是PVC中的增塑剂含量高,但以DOP为主,占消费量50%以上[31],DBP次之。参看表1,就能迅速发现,DBP含量最高的PVC制品主要是鞋底、管道以及人造革。由此看出,酿酒业大力整顿员工穿着打扮以及酒液输送管道,十分正确。但对建筑门窗、隔热帘、办公室装修、办公家具的整改还有欠缺。如果白酒中发现长碳链类(烷基碳数7~13)的邻苯二甲酸酯类物质如DINP,那么其来源一定是电线电缆,DINP主要用于耐热电缆,2009年前DOP是线缆行业用量最大的增塑剂,此后由于限制使用而被DINP所取代成为VDE70°C料与UL60°C料的主增塑剂[32],因为DINP与DIDP不是内分泌干扰物[31,33]。
表1 生产车间中常见制品中的塑化剂
邻苯二甲酸酯塑化剂一直是白酒业的高压线,但它又无处不在,一不小心就会产生接触污染。现在的分析仪器测试能力达到了ppb级,也就是往一个标准游泳池中加一滴塑化剂,都能检测出来。因此需要包装材料企业、白酒酿造企业从人、机、料、法、环、测各个方面去事先控制。许多材料都有所谓环保型或食品级,在生产车间建设、装修时就应有所考虑,避免发生塑化剂接触污染事件后再去普查整改。
致谢:本文写作过程中得到了线缆专家邢太文、油漆涂料专家左兴国的专业意见,在此表示感谢。