Est PETG Sécurité alimentaire ? La vérité sur les emporte-pièces

Que disent réellement les règlements ?

PETG Le polyéthylène téréphtalate modifié au glycol (PET) appartient à la même famille de polymères que les bouteilles d'eau en plastique et les emballages alimentaires à clapet. Le « G » indique qu'une partie de l'éthylène glycol est remplacée par du CHDM (cyclohexanediméthanol), ce qui empêche la cristallisation et confère au matériau sa transparence.

Statut FDA

PET et ses variantes modifiées au glycol sont répertoriées sous 21 CFR 177.1630, Ce règlement concerne les polymères de polyéthylène téréphtalate destinés au contact alimentaire. Il spécifie les exigences relatives à l'identité du polymère et aux limites de teneur en substances extractibles.

statut de l'UE

Sous Règlement (UE) n° 10/2011, PETLes monomères constitutifs sont listés à l'annexe I avec des limites de migration spécifiques : acide téréphtalique à 7,5 mg/kg d'aliment, éthylène glycol à 30 mg/kg d'aliment. La limite de migration globale pour toutes les substances plastiques est de 10 mg/dm².

L'écart entre le polymère brut et l'impression 3D

Les approbations de la FDA et de l'UE s'appliquent au polymère brut, et non à un objet fini imprimé en 3D. PETG Cette pièce diffère des emballages alimentaires moulés par injection de trois manières importantes :

1. Les lignes de la couche FDM créent des rainures microscopiques qui retiennent les bactéries et résistent au nettoyage.
2. La buse en laiton par laquelle passe le filament peut contenir du plomb
3. Les colorants, les stabilisateurs UV et les modificateurs de fluidité ajoutés lors de la fabrication du filament peuvent ne pas posséder leur propre homologation pour le contact alimentaire.

Rien de tout cela ne signifie imprimé PETG est dangereux. Cela signifie «PETG Affirmer que « un produit est sans danger pour les aliments selon la FDA » est une simplification excessive. La réponse dépend du produit fabriqué, de son procédé d'impression et de son mode de contact avec les aliments.

Le problème des bactéries de la couche limite

L'extrusion FDM dépose un matériau à section transversale approximativement circulaire. Chaque couche crée une rainure en forme de V le long de la précédente. Pour une hauteur de couche standard de 0,2 mm, ces rainures ont une profondeur d'environ 200 microns. À titre de comparaison : une bactérie Salmonella mesure 0,5 micron de large et 2 à 5 microns de long. Les rainures sont environ 200 fois plus grandes que les bactéries qui peuvent les coloniser.

UN Étude de 2021 publiée dans Frontiers in Microbiology Des chercheurs ont étudié la croissance de biofilms bactériens sur des matériaux imprimés en 3D. Ils ont constaté que les biofilms s'accumulaient préférentiellement entre les couches, les bactéries comblant les sillons et formant des « ponts entre les couches parallèles les plus hautes ». Après deux heures d'exposition, la fixation d'E. coli variait de 6,5 × 10⁶ bactéries par unité de surface.&sup6; à 1,9 × 10&sup7; cellules dépendant du matériau.

Rugosité de surface en fonction de la hauteur de couche

À titre de comparaison, le plastique moulé par injection atteint des valeurs Ra bien inférieures à 1 micron. PETG Plus précisément, une rugosité moyenne de Ra 6,4 microns a été observée avec des paramètres d'impression optimisés.

Mais peut-on les nettoyer ?

Une étude menée à l'Université de l'Utah Valley a testé l'élimination des agents pathogènes des surfaces imprimées en 3D, notamment PETGLe liquide vaisselle et l'eau chaude (environ 49 °C) ont éliminé 90 % ou plus des agents pathogènes testés. Les taux d'ATP (utilisés en milieu hospitalier pour vérifier la propreté) sont descendus en dessous de 10 RLU, le seuil de sécurité hospitalier. Un brossage au bicarbonate de soude ou un rinçage à l'eau de Javel diluée ont permis d'éliminer les biofilms résiduels grâce à une action chimique et physique combinée.

Alors oui, le nettoyage fonctionne.Cela demande simplement plus d'efforts que de laver un ustensile lisse moulé par injection.

Contamination des buses et plomb

Les buses standard des imprimantes 3D utilisent du laiton C36000 à usinage facile, contenant de 2,5 à 3,7 % de plomb en poids. Le plomb facilite l'usinage du laiton pour obtenir la forme de la buse. Une buse de 3 grammes et de 0,4 mm contient environ 0,045 à 0,093 g de plomb au total. Après l'usinage du canal, environ 0,007 g de plomb sont potentiellement en contact avec le filament.

L'étude de l'UVU a comparé des buses neuves à des buses ayant plus de 1 000 heures d'utilisation. Résultat : aucune perte de masse mesurable. La quantité de plomb transférée de la buse au filament était trop faible pour être détectée par leurs instruments. À titre de comparaison, ces mêmes chercheurs ont constaté que la manipulation de clés en laiton expose les consommateurs à 19 fois la dose de plomb recommandée, soit bien plus que tout transfert de la buse au filament.

Si la présence de plomb vous préoccupe, les buses en acier inoxydable (grade 304 ou 316) n'en contiennent pas. En contrepartie, leur conductivité thermique est plus faible (environ 15 W/mK contre environ 115 W/mK pour le laiton), ce qui peut nécessiter une température de buse supérieure de 5 à 10 °C ou une vitesse d'impression légèrement inférieure.

Pourquoi les emporte-pièces constituent un cas particulier

Tous les contacts alimentaires ne se valent pas. Une tasse contenant du café chaud pendant 30 minutes présente un profil de risque différent de celui d'un emporte-pièce en contact avec de la pâte crue pendant 5 secondes. Concernant les emporte-pièces en particulier, les facteurs de risque sont en votre faveur :

Le temps de contact est minimal. L'emporte-pièce s'enfonce dans la pâte et se retire en quelques secondes. La migration de toute substance du plastique vers les aliments est proportionnelle à la fois au temps de contact et à la température. Ces deux facteurs sont ici négligeables.

La température de contact est la température ambiante. La pâte à biscuits crue se situe à environ 20–25 °C, bien en dessous de cette température. PETGSa température de transition vitreuse est de 80 à 85 °C. Aucune dégradation thermique ne se produit et il n'y a pas de lixiviation accélérée par la chaleur.

La pâte est cuite au four à 175–200 °C pendant 10 à 15 minutes. Les salmonelles sont détruites à 74 °C et les E. coli à 70 °C. Toutes les bactéries transférées de la surface de l'emporte-pièce à la pâte sont éliminées lors de la cuisson.

Aucun liquide n'est utilisé. Contrairement à une tasse ou une paille, un emporte-pièce ne contient pas de liquide susceptible de s'infiltrer dans les pores et d'en extraire des substances au fil du temps.

Cela fait des emporte-pièces l'une des applications de contact alimentaire les moins risquées pour l'impression 3D. PETGMême les instructions officielles de Prusa indiquent qu'il ne devrait pas y avoir de problème majeur à imprimer des emporte-pièces personnalisés, à condition toutefois que les lignes de couches accumulent des résidus et que les emporte-pièces soient considérés comme semi-jetables.

Fabrication PETG des impressions plus sûres pour le contact alimentaire

Si vous souhaitez aller au-delà du scénario standardisé à faible risque et imprimer des articles avec un contact alimentaire plus prolongé, voici comment améliorer la sécurité.

Paramètres d'impression

PETG Basique et la vitesse plus élevée PETG Rapido Les deux conviennent à l'impression à proximité des aliments. Le Rapido offre une meilleure fluidité, ce qui peut faciliter l'adhérence entre les couches à haute température. Pour une vue d'ensemble, comparaison des différents types de filaments, Ce document présente un aperçu des propriétés mécaniques et thermiques.

Revêtements sans danger pour les aliments

Les revêtements époxy scellent les pores microscopiques responsables de la prolifération bactérienne. Alumilite Amazing Clear Cast Plus est un époxy bi-composant (rapport de mélange 1:1) conforme aux normes FDA en vertu de la norme 21 CFLe règlement R 175.300 concerne les revêtements destinés au contact alimentaire. Il durcit en 24 à 48 heures et forme une barrière lisse et non poreuse sur les lignes de jointure.

Pour la sécurité alimentaire, le revêtement est plus important que le filament de base. PLA L'impression peut être plus sûre qu'un papier non couché. PETG L'impression est possible grâce au revêtement qui élimine totalement le problème de porosité. Attention : les revêtements s'usent avec le temps, au lavage et à l'usage. Inspectez-les régulièrement et appliquez un nouveau revêtement ou remplacez-les dès que des signes d'usure sont visibles.

Quand faut-il s'inquiéter et quand ne pas s'inquiéter

Le calcul du risque est simple une fois les variables isolées.

Pour un contact bref à température ambiante avec des aliments solides (emporte-pièces, tampons à pâte, moules à chocolat à usage unique) : non revêtus PETG L'utilisation d'une buse en acier inoxydable et l'application d'une fine couche d'eau donnent des résultats satisfaisants. Laver après chaque utilisation et remplacer lorsqu'il est usé.

Pour un contact prolongé avec des liquides ou des aliments chauds (tasses, bols, pailles, ustensiles) : appliquez un revêtement époxy alimentaire, inspectez-le régulièrement et envisagez l’utilisation d’un produit commercial de qualité alimentaire. Une tasse imprimée en 3D sans revêtement est déconseillée, quel que soit le filament utilisé.

Pour les articles qui ne sont jamais en contact direct avec les aliments (organisateurs d'épices, séparateurs de tiroirs à ustensiles, supports pour couvercles de casseroles) : la sécurité des matériaux n'est pas un problème. Imprimez dans le matériau le plus adapté à l'usage prévu. C'est là que la plupart PLA et PETG logique de comparaison s'applique : PETG pour les objets proches de la chaleur, PLA pour tout le reste.

Le PLA guide de toxicité aborde la question de la sécurité sous un autre angle, si vous vous demandez si PLA bénéficie du même statut auprès de la FDA. Et pour les articles qui combinent contact alimentaire et exigences d'ajustement spécifiques, comme Accessoires pour station espresso, Les mêmes considérations matérielles s'appliquent.