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因包装袋性能不良引起的破袋问题解析(1)

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包装袋是食品包装最常用的包装形式之一,其可使内装物与外界环境形成一个相对隔绝的独立空间,以此来延长食品保质期,而如果包装袋在运输流通过程中出现了破袋、泄漏、失真空度等问题,其保质、保鲜作用就会失效,内装食品也会很快变质。本文中,笔者列出几种因包装袋性能不良引起的破袋现象,并加以分析,供业内人士参考。

耐跌落性能差

耐跌落性能是包装袋重要的内在性能之一,反映的是包装袋在运输、搬运、货架展示等过程中防止因破损而影响内装物质量的特性。GB/T 21302-2007《包装用复合膜、袋通则》对包装袋耐跌落性能的要求如表1所示。

包装袋的耐跌落性能与包装材料的韧性有很大关系。选择3种不同的包装材料,各选取15mm热封后的试样,通过测得拉伸形变曲线来体现其各自的韧性,如图1所示。由图1可见,BOPA/PE复合膜的拉伸形变曲线与横坐标围成的面积最大,说明BOPA/PE复合膜的韧性最好,而PET/PE复合膜次之,OPP/PE复合膜最差,这与3种包装材料在实际应用中所表现出来的耐跌落性能好坏是一致的。

此外,环境温度对包装材料的耐跌落性能也有一定的影响。例如,CPP膜的耐寒性较差,在10℃的低温环境下有一定的脆性,耐跌落性能就较差,在这种情况下,我们通常会改用CCPP膜,而且随着共聚物中乙烯含量的增加,CCPP膜的耐寒性也有所提高,一般来说,含5%~7%乙烯的CCPP膜可耐-10℃~-5℃的低温,耐跌落性能较好。

补充一点,在冷冻条件下(-18℃以下),包装材料有发硬、发脆的趋势(不耐冲击、跌落),且真空包装袋表面容易出现裂纹或针孔,此时会发生失真空度的现象。

热黏强度差

注意:热黏强度≠热封强度!热封强度是指包装袋热封冷却后的封合强度,而热黏强度是指包装袋热封后封口部位未冷却时的黏合强度。

采用立式袋进行自动包装时,在横封完成且封口部位尚未冷却的情况下就要进行填充操作,当内装物从一定高度落下时会对横封部位产生一个冲击力,如果该力大于封口部位的热黏强度,则已封合的部位就会重新脱开,严重时就会出现破袋现象。

因热黏强度差引起的破袋现象是很容易进行判断的,其只会出现在一侧的横封部位,且测得的热封强度数值均正常,仔细观察还会发现,破裂部位是从热封层间分离开来的。在这种情况下,只要改变热封层的树脂配方或封合参数(如封口温度、设备速度等)即可完成调整。

耐压性能差

GB/T 21302-2007《包装用复合膜、袋通则》对包装袋耐压性能的要求见表2。耐压性能的影响因素如下。

(1)一些不规则的包装袋型,如插边背封袋、自立袋、异形袋等,在耐压试验中,其热封边的受力强度不如三边封袋那样均匀,而是受袋型的限制在某一点上产生应力集中,当超过该点的力值承受范围时,包装材料就会遭到破坏。

(2)如果内装物具有一定的流动性或袋内存在较多的气体,这些液体或气体就容易将堆码压力传递到包装袋的封口位置上,使得封合不牢而导致破袋现象,对此,应重点考虑增加此类产品包装袋的耐压强度。内装物为固体或经充分排气、封口(或袋面有针孔)的包装袋,在堆码过程中袋面材料直接承受堆码压力,此时耐压强度对包装袋破损的影响不是很明显。

(3)包装袋的热封强度对其耐压性能也有一定的影响。图2反映的是自动包装封合齿轮在包装袋封口部位形成热封纹路的放大图,如果热封压力过大,则可能将包装材料压出小孔,从而发生漏气现象,或在背封袋顶封四层材料叠合的部位产生应力集中现象,使材料断裂,如图3所示。

密封性不良

密封性的测试方法为:在真空室内放入适量的蒸馏水,将包装袋浸入水中,包装袋顶端与水面的距离不得小于25mm。盖上真空室的密封盖,设置真空度,并保持30s。在此期间,如果有连续的气泡产生,则证明包装袋存在泄漏问题,密封性不良;如果有孤立的气泡产生,则证明包装袋无泄漏问题,密封性良好。

密封性不良主要是指热封边的两个热封层之间存在内外连通的间隙。引起包装袋密封性不良的原因主要包括以下几个方面。

(1)热封边上存在局部封合不良的现象。

(2)一些袋型在两层与四层材料的交接处,存在没有完全熔合的现象,如背封袋折边的顶封部位(如图4所示)、自立袋底部的折边封合部位(如图5所示)。以图4所示的花生米背封袋为例,其在填装花生米后进行排气封口,放置一段时间后出现了松包现象,通过气密性测试发现,背封袋顶封的折边处有连续小气泡逸出。需要指出的是,背封袋通常都容易出现泄漏现象,如果内层材料为LDPE结构,则泄漏几率较小;如果内层材料为CPP结构,则泄漏几率较大。

(3)粉末、油脂、液体三类内装物容易污染包装袋封口,从而造成包装袋密封性不良,其中,静电是造成粉末污染包装袋封口的主要原因。因内装物污染包装袋封口而造成的不良影响包括:包装袋局部封合不良,造成液体渗漏;热封强度大幅降低,包装袋跌落、受压时出现泄漏;包装袋在水煮或蒸煮时出现破袋问题。解决上述问题的对策主要包括:尽量避免封合时内装物对包装袋封口的污染;选用抗夹杂物且热封性较好的薄膜材料;对于粉末类物品的包装,应选用抗静电薄膜。

耐穿刺性差

如果包装袋被刺穿,形成了内外连通的微孔,则会导致真空包装失效,从而引起破袋、渗漏。袋面刺穿的几种常见现象如下。

(1)被包装袋相互间的棱角刺穿,对此,应将材质硬度较大的包装袋四周打圆角。

(2)被包装袋内装物的尖角刺穿,对此,应选择耐穿刺性好的材料,如BOPA、PE、CPP等。

(3)被内层薄膜中的晶点杂质刺穿或使阻隔层材料形成裂孔。例如,客户曾反映,某PET12/Al/RCPP70结构的铝箔蒸煮袋有一定比例的液体油脂渗漏现象。将样袋剪开后发现,内层基材RCPP上有较大的晶点杂质、鱼眼硬块,袋面铝箔被刺穿。

(4)制袋或包装过程中,被封刀边缘的尖角刺穿。

阻隔性不良

真空包装要求包装材料具有较好的气体阻隔性能,最常采用的结构为BOPA/LDPE(CPP),其次是三层铝箔结构,还有一些PET/LDPE结构和涂布膜等。而实际使用中,PET/LDPE的阻隔性不如BOPA/LDPE复合膜,因此也较少使用。

另外,理论上讲,镀铝及铝箔复合膜(特别是铝箔复合膜)包装前的阻隔性是很好的,但是铝箔极易产生针孔现象,实际使用时的阻隔性会有所降低。例如,某OPP/Al/LDPE结构的铝箔包装袋用于整鸡的包装,客户将其放置2周后发现,包装袋有松包现象,折开包装对光观察,发现包装袋上出现了很多针孔。又如,对于不规则物品的真空包装,如果使用铝箔包装袋,铝箔材料会受到不同程度的揉搓,这样就会使铝箔层出现针孔,实际阻隔效果也不理想。