冰箱烫印件食品级改善方案探究

贾丽 刘丹 黄玲 霍耀楠 沈剑

美的集团冰箱事业部 安徽合肥 230601

1 引言

欧洲食品等级测试No.1935/2004/EC是欧盟2004年10月27日颁布制订并生效的针对欧盟境内的食品接触材料及其制品的框架性法规，该法规是为了确保直接或间接与食品接触的材料或者制品在欧盟市场上的有效功能，同时也为保护人类健康和消费者权益提供了基础。因此，对于出口到欧洲的食品级接触材料，需要满足该法规，对应的具体实施性法规为 (EU)No 10/2011。

(EU)No 10/2011在测试规则、适用范围和符合性判定规则方面进行了说明，法规使用的材料和制件涵盖以下分类：（1）材料和容器及其部件由单一塑料制成；（2）多层复合物料和制件以及粘合或其他方式组合在一起的材料；（3）以上两种材料带有印刷或涂层的制件；（4）塑料薄膜或塑料涂层，成型于盖子或其他密封物品内，由两种或多种不同材料连同盖子或密封制件组成的材料；（5）多层复合材料或容器中的塑料涂层。因此，厨房家电，如小家电和冰箱箱内与食品有直接或者间接接触的制件等，皆需要满足食品级接触材料的安全法规[1-3]。

近年来，欧盟不断地发布(EU) No 10/2011的更新升级修订指令，相关修订指令已到达15个，其中食品接触的塑料制品法规(EU)10/2011的修订法规(EU)2016/1416在重金属的迁移项目中新增铝金属的迁移，并且迁移限量为1 mg/kg，对现有烫印膜（电化铝）制件的影响很大，无疑将对出口企业带来更为严苛的技术要求。

烫印是制件表面装饰的一个重要手段，通过加热的方式将烫印膜上的金属或涂料转印到制件上，起到装饰或者标识的作用，是家用电器、消费类电子产品的塑料制件最常用的一种装饰工艺。烫印膜材料的膜层结构为PET基材+剥离层+保护层+真空镀膜+热熔胶层，其中真空镀层的作用是用来实现各种金属外观效果或花纹图案，常用的真空镀层为镀铝、镀铬和镀锡[4]。在家用电冰箱、电冰柜产品中，常用的烫印膜为烫印铝膜，又称为电化铝箔膜，其以自身光泽炫丽和饱和的金属质感及相对低廉的价格优势，在生产中的使用率越来越高，可以满足消费者日益增长的消费需求[5-6]。目前常用的烫印铝膜主要有F-AR 0 007-ST/AM4153/601AL（金属拉丝效果）、AM89039/686AL（金属拉丝效果）、SLM17300/AL（镜面银）等产品。将烫印铝膜中的金属铝用金属锡替代，即为电镀锡膜。电镀锡膜的生产工艺与电镀铝膜工艺相同，金属层是采用高真空连续蒸发卷绕镀铝设备镀出符合烫印箔要求的镀锡膜层[7]。这种电镀锡烫印膜烫印在制件后，可以呈现出与金、银本身色彩相同的颜色，且电镀锡烫印膜具有不导电和可焊接的优点，应用领域较广，目前彩电行业烫印膜多数为电镀锡膜材料（如N-Brush DR 0-011ST-NC金属拉丝效果）。颜料膜是在烫印膜的金属镀层上再喷涂一层油墨，即颜料膜的结构为PET基材+剥离层+保护层+油墨层+真空镀膜+热熔胶层，烫印至制件上后，裸露在最外层的为油墨层，可对金属层进行保护，因此颜料膜中金属镀层的厚度可以做得很薄，但是金属触感不明显，目前主要用在纸类包装和纸张行业。

除了烫印，覆膜工艺也是后装饰的一种重要工艺。覆膜常用金属复合膜，膜的结构一般为：PET、PA/VMPET/LLDPE、PP，其中VMPET一般是通过真空镀的方式，将金属（一般为金属Al）镀至PET基材上，放置于复合膜的中间层，膜层与膜层之间通过粘合剂进行复合。金属复合膜的外表面为PET或者PA高分子层，其耐磨性能和耐划伤性能较好，提升膜的使用寿命，同时对金属镀层起到保护功能，使得所镀金属不直接暴露在最外面。金属复合膜目前主要用于食品包装，起到食品保鲜防潮的作用。

(EU)10/2011法规中重金属特定迁移测试方法，是采用3%的乙酸模拟液，在特定的温度下浸泡制件相应的时间后（10天）进行定量测试。对于电化铝烫印制件，其金属铝直接暴露在外表面。铝是一种较为活泼的金属，会与乙酸模拟液化学反应进而迁出，制件上会出现腐蚀点，严重的情况，整个金属层会发生脱落，不能满足迁出限制要求。本文根据机理分析，从选择惰性较好的锡金属、在铝金属层添加防护等手段，避免或降低欧盟(EU)No 10/2011法规中所限定的重金属的迁移量，为冰箱塑料烫印件可以满足出口欧盟区域的要求提供技术参考。

2 实验部分

2.1 主要原材料

电化铝烫印膜；电镀锡膜；颜料膜；金属复合膜；ABS光板件。

2.2 实验仪器及设备

烫印机：东莞市华诺杰精密机械有限公司；

覆膜机：澳源高速全自动覆膜机；

电感耦合等离子体光谱仪：德国斯派克光谱仪。

2.3 实验样件制作

2.3.1 不同样件的制备

ABS光板制件经注塑脱模后，为消除内应力，至少放置24 h后再进行烫印和覆膜工序。取镀铝膜、镀锡膜、颜料膜样品，在环温（25±3）℃，相对湿度65%左右的操作间，在ABS制件上进行烫印样件制作。

取覆膜样品，在（25±3）℃，相对湿度40%左右的洁净操作间，进行覆膜样品的制作。

2.3.2 测试准备

对不同样品分别进行重金属迁出测试。

2.4 实验测试

2.4.1 测试法规

(EU) No 10/2011; (EU) No 2016/1416。

2.4.2 测试步骤

重金属特定迁移量（Specific migration of heavy metal），是指在特定的温度、特定的时间下，食品接触材料向特定的模拟物溶剂中转移的特定重金属的量。根据冰箱中食物存放环境，确定重金属迁出测试方法为：取一定表面积样品（1 dm2），在20℃的温度条件下，浸泡在3%的醋酸溶液（浸泡液体积为167 ml）中240 h，然后用电感耦合等离子体光谱仪进行分析测试。

3 结果与讨论

在本文中，分别选取电镀锡膜、颜料膜和金属复合膜三种膜材料进行重金属特定迁移测试。作为对照，电化铝烫印膜材料作为基础数据进行对比参考。

3.1 镀铝膜样品重金属测试

如表1所示，通过测试数据可知，在醋酸模拟液中，镀铝膜样品Al迁出量为1.3 mg/kg，超出了(EU) No 10/2011法规中重金属铝的最大允许迁出量。这是因为电化铝烫印膜转印制件后，金属铝直接暴露在空气中，一般情况下铝在空气中表面会形成致密的氧化膜保护层，对金属铝能起到一定的防护作用，因此烫印铝金属制件能在空气中较长时间存在而制件外观无明显腐蚀变化。但是，若将烫铝金属印制件放置于醋酸模拟液中浸泡，氧