Powszechnie wiadomo, że obecne opakowania do żywności wykorzystywane zgodnie z przeznaczeniem nie mogą stanowić zagrożenia dla zdrowia konsumenta. We wszystkich krajach, w tym także w Polsce, bezpieczeństwo opakowań żywności regulują odpowiednie przepisy. W Unii Europejskiej zawarte są one w dyrektywach oraz normach dotyczących materiałów i wyrobów przeznaczonych do kontaktu z żywnością, a w szczególności w dyrektywie 1935/2004.
Obszerne przepisy odnoszą się do wszystkich typów opakowań i materiałów opakowaniowych, a także do urządzeń, narzędzi, sprzętu oraz naczyń, które są przeznaczone do kontaktu z żywnością. Ustawodawstwo nakłada na producentów wyrobów odpowiedzialność za ich bezpieczeństwo. W praktyce oznacza to przede wszystkim przestrzeganie przy ich wytwarzaniu zasad dobrej praktyki produkcyjnej GMP (Good Manufacture Practice), polegającej m.in. na stosowaniu substancji dozwolonych, zamieszczonych na listach pozytywnych oraz sprawdzaniu zgodności wyrobów z obowiązującymi wymaganiami.
Zasadniczo migrację związków chemicznych bada się dwojako: poprzez migrację globalną oraz bardziej szczegółowo migrację specyficzną. Przez migrację globalną rozumie się całkowitą masę pozostałości wszystkich substancji uwalnianych z wyrobu do płynów modelowych imitujących żywność, w ściśle określonych warunkach badania. Dozwolony jej limit wynosi 10 mg/dm2 powierzchni i 60 mg/kg żywności lub płynu modelowego. Migracja specyficzna odnosi się tylko do określonej substancji uwalnianej z wyrobu do płynów modelowych w warunkach badania. Natomiast limit migracji specyficznej SML (Specific Migration Limit) ustalony został na ten moment tylko dla niektórych substancji, które mogą być stosowane w procesie produkcji i przetwórstwa tworzyw sztucznych przeznaczonych do kontaktu z żywnością.
Jednak co się dzieje, kiedy trzeba pogodzić świat produkcji wielkotonażowej ze specjalistyczną chemią analityczną wykrywającą zanieczyszczenia w stężeniach porównywalnych do wrzucenia zapałki do basenu olimpijskiego? W praktyce niemożliwe jest zachowanie wszystkich parametrów druku w identycznych warunkach. Przykładem tego może być bez wątpienia zastosowanie lamp UV w przypadku produkcji opakowań z farbami i lakierami UV. Intensywność mocy standardowych lamp UV obniża się w czasie pracy.
W praktyce poligraficznej obecnie około 90 proc. dzisiejszych systemów utwardzania UV stosuje suszenie za pomocą lamp rtęciowych. Podczas każdorazowego uruchomienia po dłuższej przerwie lampy UV potrzebują od 10 do 20 min na rozgrzanie, co oznacza, że w tym czasie nie można korzystać z maszyny. Przeciętna żywotność obecnych lamp rtęciowych według producentów wynosi około 1000 godzin pracy. Kolejnym, obok kosztów, problemem jest emisja ciepła. Lampy rtęciowe wydzielają energię o długości fali od 200 do 800 nanometrów, z czego tylko 5 proc. zostaje wykorzystane do utwardzenia farb i lakierów UV, a pozostałe 95 proc. zostaje zamienione na ciepło.
Sam proces utrwalania przy zastosowaniu klasycznych lamp UV może przebiegać z różną intensywnością w czasie. Główne różnice są widoczne jedynie we wnętrzu utrwalającej się warstwy farby i lakieru, ponieważ zewnętrzna warstwa jest utrwalona. Różnice te widoczne są dopiero przy użyciu specjalistycznych urządzeń. Jednym z takich urządzeń służącym do oceny stopnia utrwalenia powłoki jest mikroskop sił atomowych AFM (Atomic Force Microscopy). Przykład warstwy papieru z farbą oraz lakierem UV LOM przy zastosowaniu dwóch dawek promieniowania UV (A = 60 W i B = 130 W) przedstawiono na rys. 1.
Widoczna różnica może znacząco wpływać na migrację związków chemicznych z opakowań do żywności. Na wykresie 1. przedstawiono zależność wpływu dawki promieniowania UV, które jest stosowane w tradycyjnych maszynach drukarskich, na stopień migracji fotoinicjatora z opakowania do płynów modelowych imitujących różne typy żywności. W tym przypadku zastosowano 95, 50 oraz 10 proc. etanol, które pełniły odpowiednio funkcję płynów modelowych imitujących artykuły spożywcze: produkty spożywcze zawierające tłuszcze (płyn modelowy D2), produkty spożywcze z mleka i alkoholu (płyn modelowy D1) i produkty spożywcze z wodą (płyn modelowy A).
Na podstawie powyższych danych przedstawionych w formie wykresu możemy wywnioskować, że wzrost mocy promieniowania UV prowadzi do początkowego spadku migracji, a następnie do stopniowego wzrostu migracji, w tym przypadku fotoinicjatora. Przyczyną takiego zjawiska wraz ze wzrostem mocy utrwalania może być powstawanie mikropęknięć w strukturze uszlachetnionej warstwy, które są niewidoczne dla ludzkiego oka. Takie mikropęknięcia ułatwiają emisję związków chemicznych do płynów modelowych, a tym samym do żywności.
Identyczną zależność obserwuje się w przypadku zastosowania różnych grubości warstw poligraficznych. Na wykresie 2. przedstawiono również zależność wpływu dawki promieniowania UV na stopień migracji fotoinicjatora, jednak w tym przypadku zastosowano 3 grubości warstw: 4, 6 oraz 12 µm. Jako płyn modelowy zastosowano 50 proc. etanol. Wydaje się, że również w tym przypadku wraz ze zwiększeniem grubości warstw uwalnianych jest więcej związków chemicznych przez powstające mikropęknięcia.
Analizując powyższe dane możemy z całą pewnością stwierdzić, że proces produkcji opakowań do kontaktu z żywnością na każdym etapie powstawania powinien być ściśle kontrolowany. Dodać i podkreślić należy, że większa świadomość oraz wiedza dotycząca możliwych procesów chemicznych zachodzących podczas druku pozwolą w pewnym stopniu zminimalizować ryzyko migracji związków chemicznych z opakowania do żywności, a tym samym zmniejszyć zagrożenie dla potencjalnego klienta.
Źródło: Laboratorium badawczo-wdrożeniowe Print Coatings Polska
Alfa-Print Sp. z o.o.
ul. Świętokrzyska 14A
00-050 Warszawa
