旨在首次对欧盟各国使用的食品包装油墨的法规进行统一,但墨水的表面张力使其难以打印有特定高度的线条

由于该新型喷墨打印技术可用于制造电子和微流体,该草案已经过委员会和其他欧盟成员国政府的评估,德国印刷油墨法令也基于可用作食品接触材料的化学品

近日,瑞士电子与微技术中心(CSEM)表示其已经研发出可用于打印波导的新喷墨技术,该喷墨技术属于增材制造技术的一种。研究人员使用该方法制造出如图所示的光波导。通过波导(红色)发出的光线可用于测量波导的光学特性。

多年来,欧洲对油墨和其他食品接触材料的监管相对脱节。现在,油墨生产商很快就能通过更加协调一致的方式解决问题。

德国政府发布关于食品接触材料印刷油墨的最新法令草案后,委员会随之采取措施。该草案已经过委员会和其他欧盟成员国政府的评估。上述过程采用一项为期两年的制度完成。根据该制度,必须在欧盟范围内对各国的新技术法规进行评估,以确保其符合欧盟法律,且不损害欧盟的单一市场。

需求背景

但是,由于化学品在印刷油墨中具有迁移性,因此对包装食品污染风险进行评估和管理时,首先要解决一些不确定因素。

至少有八个成员国对德国法令表示担忧,主要原因在于该法令对用于食品包装的油墨和清漆制定了一系列国家法规,这将扰乱欧盟的内部市场。
在过去八年中,只有瑞士颁布的国家法令,对印刷油墨在食品包装中的迁移性做出具体限定。而该国甚至并非欧盟成员国。虽然该法令仅在瑞士具有强制性,但其已在整个欧洲范围内作为自愿性标准得以实施。
国际食品品牌的拥有者发现,如果在食物检测限为0.01微克/千克食物未出现迁移至食物中的情况,重要标准中特定的迁移性限值才能用于包装。
目前,法规的严格程度随着更严格的控制措施而增加。例如,用于食品包装印刷油墨中的致癌、致突变和生殖毒性物质。
在欧盟成员国的支持下,欧盟委员会驳回了索赔要求,即要求欧盟对食品包装油墨采取强制性的迁移限值,并采取其他与油墨相关的法律控制措施。整个油墨行业一直呼吁用欧盟法规替代瑞士法令。
委员会认为,欧盟目前关于食品接触材料用塑料基材的法规和另一项关于食品包装材料良好生产规范的法规已足以发挥作用,即使这两部法规未包含与油墨相关的任何措施。
因此,欧盟委员会对油墨行业制定立法措施的压力一直在增加,这是由于德国的印刷油墨法令不仅将成为国家法令,而且一旦实施,其将成为与另一项泛欧洲标准,与瑞士法规产生竞争。
欧洲议会已于去年秋天通过一项决议,即对于食品接触材料,欧盟委员会应立即针对纸张和纸板、清漆和涂料、金属和合金、印刷油墨和粘合剂,优先制定具体措施。
欧洲议会呼吁重点关注食物接触材料,无论直接或间接接触食物,均具有较高的迁移风险,例如包裹液体和高脂肪食物的材料,以及与食物长期接触的材料。
除了印刷油墨行业外,包装供应链中的其他行业也对欧盟缺乏具体详细的立法控制表示担忧。
欧盟印刷油墨协会执行董事MartinKanert称:委员会称其应有所作为。我们一直希望在法规方面协调一致。我们最担心的是,将食品包装迁移性的各种法规拼凑起来,会使情况变得更糟。
当欧盟委员会制定新立法时,德国政府却暂停实施印刷油墨法令。
Kanert补充说:但德国政府并未完全撤回。如果欧盟委员会或欧盟显著延迟食品包装印刷油墨统一法规的推行时间,或由于其他原因而未能以期望的方式实施法规,则德国政府表示将考虑恢复该法令。
该法令的内容和条款可能会对欧盟立法的内容产生重大影响。与瑞士条例一样,德国印刷油墨法令也基于可用作食品接触材料的化学品。
这两项法规之间的主要区别在于,瑞士法令的关注点在于印刷油墨与包装外表面的相互作用,因此与食品的任何接触均为间接接触。
德国法令涉及印刷油墨和其他与食品有直接和间接接触的材料,并非局限于包装。例如,其包含的餐巾纸印刷表面的油墨可能会与食物接触。
此外,德国法令未包含任何关于非本国风险评估双边认证的条款,因此认为印刷油墨配方中的专用化学品和材料具有安全性。这些物质还需得到德国联邦消费者保护和食品安全办公室的评估和批准。
对于未经过适当风险评估的物质,如果其在食物中的检测浓度不低于0.01mg/kg,则可在德国用于与食品表面间接接触的印刷油墨。
如果未对致癌、致突变和生殖毒性物质的使用进行安全评估,则不能使用。
该法令还禁止在印刷油墨材料中使用纳米粒子,除非风险评估表明其作为食品接触材料具有安全性。
欧盟委员会在从事所提出的新立法的初步工作时,根据负责食品接触材料的咨询委员会的会议报告,一直在使用德国法令确定法规的关键内容委员会的关注点几乎肯定会列入正面清单包括正面清单类型,物质的风险评估手段,以及确保相互承认的方式。还必须确定正面清单合规性包含的内容,以及执行方式。
Kanert称:我们不了解委员会采取的具体措施,其很可能基于正面清单制度。我们希望看到欧盟采用统一的正面清单制度。
有一个重要问题,即无法对所有用于食品包装印刷油墨的物质进行正式评估。EuPIA估计约有6,000种物质用于印刷油墨配方,其中只对约15%进行充分评估,以了解其是否在迁移至食品后会对健康造成不利影响。
欧盟委员会于2016年年中收到德国法律草案通知时,德国法令的正面清单仅包含535种物质。
EuPIA和欧洲议会在内的其他机构均提出这一问题的解决方案。除正式评估外,也可由印刷业自行对这些物质进行评估。
欧洲议会已提出一个自我评估方案,其类似于欧盟REACH立法下的方法。根据该立法,所有工业化学品均须在总部位于赫尔辛基的欧洲化学品管理局注册,并由行业组织制定安全概要。
Kanert说:我们希望欧盟委员会采取务实的政策和印刷油墨监管法规。毕竟,REACH采用的自我评估方案是一个先例。
委员会相信新法能迅速发挥推动作用,从而为2018年年中之前获得欧洲议会和理事会的批准做好准备。按照上述进度的平均速度,在起草阶段可采取一项欧盟立法。
关键词:包装油墨

由于该新型喷墨打印技术可用于制造电子和微流体,研究团队相信亦能实现光电传感器等器件的制造。这些光电传感器可用于健康监测和芯片上实验室器件的制造(在这些器件中能够在一个小型电路或芯片上集成和自动化操作多个实验室功能)。

欧盟委员会的执行机构位于布鲁塞尔,该机构负责起草欧盟法规,并由欧洲议会和代表各成员国政府的部长理事会批准。该委员会宣称其正在提出关于食品接触材料的新规定,旨在首次对欧盟各国使用的食品包装油墨的法规进行统一。

面临挑战

德国印刷油墨法规

CSEM的Fabian
Ltolf说:使用喷墨打印技术,打印的位置和尺寸均可设定,也没有材料的浪费。但墨水的表面张力使其难以打印有特定高度的线条,而这对于波导的制造是必须的。Ltolf解释道,由于表面张力,沉积在衬底上的墨水往往鼓起或分离,但我们的两步技术方法能够将该点转化为一个技术优势。

德国政府发布关于食品接触材料印刷油墨的最新法令草案后,委员会随之采取措施。该草案已经过委员会和其他欧盟成员国政府的评估。上述过程采用一项为期两年的制度完成。根据该制度,必须在欧盟范围内对各国的新技术法规进行评估,以确保其符合欧盟法律,且不损害欧盟的单一市场。

技术核心

至少有八个成员国对德国法令表示担忧,主要原因在于该法令对用于食品包装的油墨和清漆制定了一系列国家法规,这将扰乱欧盟的内部市场。

研究人员表示沉积墨水分为两步,而非一步,以实现对有特定高度、具有更平滑特性的线条的打印。研究人员打印了被称为钉帽(pinning
cap)的小液滴。这些球形帽可钉住在第二步打印中由墨水形成的液体桥,制造出能够固定墨水和阻止在打印线条中出现鼓起的结构。在沉积了一系列液滴后,第二步骤中的墨水打印通过在第一步打印液滴间进行自对准以减小其表面能量。

在过去八年中,只有瑞士颁布的国家法令,对印刷油墨在食品包装中的迁移性做出具体限定。而该国甚至并非欧盟成员国。虽然该法令仅在瑞士具有强制性,但其已在整个欧洲范围内作为自愿性标准得以实施。

技术优势

国际食品品牌的拥有者发现,如果在食物检测限为0.01微克/千克食物未出现迁移至食物中的情况,重要标准中特定的迁移性限值才能用于包装。

与此前的墨水打印方法不同,研究人员不需要预先定义衬底图形,可增加可用设计空间和简化制造。除了在两点之间打印出直线,研究人员表示该技术能够用于连接三点或更多交叉点来制造更多角度。该技术可打印由丙烯酸类高聚物组成的2.5维光波导,也能够使用其他金属墨水来制造电子或满足生物可降解应用的蔗糖混合物。

目前,法规的严格程度随着更严格的控制措施而增加。例如,用于食品包装印刷油墨中的致癌、致突变和生殖毒性物质。

成果评估

在欧盟成员国的支持下,欧盟委员会驳回了索赔要求,即要求欧盟对食品包装油墨采取强制性的迁移限值,并采取其他与油墨相关的法律控制措施。整个油墨行业一直呼吁用欧盟法规替代瑞士法令。

为了评估新的打印方法,研究人员制造出一个120毫米宽、31毫米高的聚合物波导。经过测量,波导的光损失为0.91dB/cm,只比现有使用光刻技术制造出的波导高一个数量级。Ltolf说:波导能够在短距离进行光传输,而不是整个网络,对于这样的应用可以容忍现有损失水平。

委员会认为,欧盟目前关于食品接触材料用塑料基材的法规和另一项关于食品包装材料良好生产规范的法规已足以发挥作用,即使这两部法规未包含与油墨相关的任何措施。

技术缺陷

因此,欧盟委员会对油墨行业制定立法措施的压力一直在增加,这是由于德国的印刷油墨法令不仅将成为国家法令,而且一旦实施,其将成为与另一项泛欧洲标准,与瑞士法规产生竞争。

研究人员表示,可实现的最小波导受限于喷头所碰触的墨水滴尺寸。对于研究所用打印机,最小波导约为40微米,高度约为10微米。Ltolf说:在我们现有材料和硬件的组合中,无法制造出小于10微米的波导,而这是单模传输的典型要求,但是我们已经很接近了。不过,并没有基础性物理限制来阻止我们打印单模波导。Ltolf表示,一些研究团队已经验证电流体动力学打印可实现亚微米范围的打印能力,并相信有望通过将这些喷墨打印技术的组合来制造出单模波导。

欧洲议会已于去年秋天通过一项决议,即对于食品接触材料,欧盟委员会应立即针对纸张和纸板、清漆和涂料、金属和合金、印刷油墨和粘合剂,优先制定具体措施。

意义

欧洲议会呼吁重点关注食物接触材料,无论直接或间接接触食物,均具有较高的迁移风险,例如包裹液体和高脂肪食物的材料,以及与食物长期接触的材料。

Ltolf.说:喷墨打印不需要光刻技术所需的掩膜版,更易于连接器件。而且,如果你希望能够更快测试一个想法或改变一个参数,增材制造方法如喷墨打印只需要改变数字设计。

除了印刷油墨行业外,包装供应链中的其他行业也对欧盟缺乏具体详细的立法控制表示担忧。

Ltolf说:我们的方法可使用单个喷头制造出带有多个功能的器件,为在芯片上制造出整个集成的电路铺平道路。这意味着光电器件能够附着到柔性混合电子器件上,光源或探测器等光子器件也能够集成到打印的光子电路中。

欧盟印刷油墨协会执行董事MartinKanert称:委员会称其应有所作为。我们一直希望在法规方面协调一致。我们最担心的是,将食品包装迁移性的各种法规拼凑起来,会使情况变得更糟。

下一步工作

当欧盟委员会制定新立法时,德国政府却暂停实施印刷油墨法令。

研究团队正寻求优化打印方法和墨水,以进一步减少波导的光损失。他们还寻求将打印过程更适用于大规模制造,并最终实现商业制造。

Kanert补充说:但德国政府并未完全撤回。如果欧盟委员会或欧盟显著延迟食品包装印刷油墨统一法规的推行时间,或由于其他原因而未能以期望的方式实施法规,则德国政府表示将考虑恢复该法令。

关键词:喷墨打印

该法令的内容和条款可能会对欧盟立法的内容产生重大影响。与瑞士条例一样,德国印刷油墨法令也基于可用作食品接触材料的化学品。

这两项法规之间的主要区别在于,瑞士法令的关注点在于印刷油墨与包装外表面的相互作用,因此与食品的任何接触均为间接接触。

德国法令涉及印刷油墨和其他与食品有直接和间接接触的材料,并非局限于包装。例如,其包含的餐巾纸印刷表面的油墨可能会与食物接触。

此外,德国法令未包含任何关于非本国风险评估双边认证的条款,因此认为印刷油墨配方中的专用化学品和材料具有安全性。这些物质还需得到德国联邦消费者保护和食品安全办公室的评估和批准。

对于未经过适当风险评估的物质,如果其在食物中的检测浓度不低于0.01mg/kg,则可在德国用于与食品表面间接接触的印刷油墨。

如果未对致癌、致突变和生殖毒性物质的使用进行安全评估,则不能使用。

该法令还禁止在印刷油墨材料中使用纳米粒子,除非风险评估表明其作为食品接触材料具有安全性。

欧盟委员会在从事所提出的新立法的初步工作时,根据负责食品接触材料的咨询委员会的会议报告,一直在使用德国法令确定法规的关键内容委员会的关注点几乎肯定会列入正面清单包括正面清单类型,物质的风险评估手段,以及确保相互承认的方式。还必须确定正面清单合规性包含的内容,以及执行方式。

Kanert称:我们不了解委员会采取的具体措施,其很可能基于正面清单制度。我们希望看到欧盟采用统一的正面清单制度。

有一个重要问题,即无法对所有用于食品包装印刷油墨的物质进行正式评估。EuPIA估计约有6,000种物质用于印刷油墨配方,其中只对约15%进行充分评估,以了解其是否在迁移至食品后会对健康造成不利影响。

欧盟委员会于2016年年中收到德国法律草案通知时,德国法令的正面清单仅包含535种物质。

EuPIA和欧洲议会在内的其他机构均提出这一问题的解决方案。除正式评估外,也可由印刷业自行对这些物质进行评估。

欧洲议会已提出一个自我评估方案,其类似于欧盟REACH立法下的方法。根据该立法,所有工业化学品均须在总部位于赫尔辛基的欧洲化学品管理局注册,并由行业组织制定安全概要。

Kanert说:我们希望欧盟委员会采取务实的政策和印刷油墨监管法规。毕竟,REACH采用的自我评估方案是一个先例。

委员会相信新法能迅速发挥推动作用,从而为2018年年中之前获得欧洲议会和理事会的批准做好准备。按照上述进度的平均速度,在起草阶段可采取一项欧盟立法。

关键词:油墨