第第2章章 食品包装材料及容器食品包装材料及容器食品包装材料是伴随着人类的文明而产生的,原始的包装大都取自于大自然,狩猎时代的树叶、兽皮,石器时代的石器、铁器、铜器、布匹,19世纪前欧洲的木桶、羊皮、猪皮、羊胃及日本的树叶、荷叶、竹筒、木桶、竹皮编织物、稻草编织物直到19世纪罐藏技术的出现,才是食品包装真正工业化开始目前食品包装主要用的包装材料(产值比例)有:纸(35%)、塑料(31%)、玻璃(29%)、金属(26%)、陶瓷等,而其中发展最快、应用最广的是塑料包装材料但考虑到环境污染、食品质量及物流等问题,绿色环保或者抗菌、控温等功能性包装材料是未来发展的方向2.1 纸包装材料及容器纸包装材料及容器 纸是以纤维素为原料制成材料的通称,是一种古老而又传统的包装材料在现代包装工业体系中,纸和纸包装容器仍占有非常重要的地位目前,一些发达国家纸包装占包装材料总量的40%50%,我国占40%左右从发展趋势来看,纸包装材料的用量还将增大纸类包装材料之所以在包装领域独占鳌头,是因为其具有如下独特的优点:(1)原料来源广泛、成本低廉、品种多样、容易形成大批量生产;(2)加工性能好、便于复合加工、且印刷性能优良;(3)具有一定机械性能、重量较轻、缓冲性好;(4)废弃物可回收利用,无白色污染。
纸作为现代包装材料主要用于制作箱、盒、袋、容器等包装制品,其中瓦楞纸板及其纸箱占据纸类包装材料和制品的主导地位由多种材料复合而成的复合纸和纸板、特种加工纸,已被广泛应用以解决塑料包装所造成的环境保护问题2.1.1.1 2.1.1.1 机械性能机械性能 纸和纸板具有一定的强度、挺度和机械适应性,它的强度大小主要决定于纸的材料、质量、厚度、加工工艺、表面状况及一定的温湿度条件等另外纸还具有一定的折叠性、弹性及撕裂性等,适合制作成型包装容器或用于裹包2.1.1.2 2.1.1.2 阻隔性能阻隔性能 纸和纸板属于多孔性纤维材料,对水分、气体、光线、油脂等具有一定程度的渗透性,且其阻隔性受温湿度的影响较大单一纸类包装材料一般不能用于包装水分、油脂含量较高及阻隔性要求高的食品,但可以通过适当的表面加工来满足其阻隔性能的要求2.1.1.3 2.1.1.3 印刷性能印刷性能 纸和纸板吸收和黏结油墨的能力较强,所以印刷性能好,因此在包装上常用作为印刷表面纸和纸板的印刷性能主要决定于表面平滑度、施胶度、弹性及黏结力等2.1.1 纸类包装材料的包装性能纸类包装材料的包装性能2.1.1.4 2.1.1.4 加工性能加工性能 纸和纸板具有良好的加工性能、可折叠处理,并可采用多种封合方式,容易加工成具有各种性能的包装容器,容易实现机械化加工操作,且目前已经有成熟的生产工艺。
良好的加工性能为设计各种功能性结构(如开窗、提手、间壁及设计展示台等)制造了条件另外,通过适当的表面加工处理,可以为纸和纸板提供必要的防潮性、防虫性、阻隔性、热封性、强度及物理性能等,扩大其使用范围2.1.1.5 2.1.1.5 卫生安全性能卫生安全性能 在纸的加工过程中,尤其是化学法制浆,通常会残留一定的化学物质(如硫酸盐法制浆过程残留的碱液及盐类),因此,必须根据包装内容物来合理选择各种纸和纸板2.1.1 纸类包装材料的包装性能纸类包装材料的包装性能2.1.2.1 外观外观 纸的外观品质可以根据纸的不同用途,用其各种外观“纸病”加以度量凡不包括在纸张技术要求内的纸张缺欠称为纸病可以用感官鉴别的纸病称为外观纸病,外观纸病的产生原因:如加工时原料处理不当、操作不当、包装运输疏忽等具体有以下几种:(1)尘埃 指肉眼可见的与纸张表面颜色有显著差别的细小脏点2)透光点和透帘 把纸张迎光照看,见到纸页纤维层较其他部分薄的称透光点,大的称透帘3)孔眼和破洞 指纸张上完全穿通的窟窿,小的称孔眼,大的称破洞4)折子 纸张本身折叠产生的条痕,能伸展开的(仍有折痕)称活折子,不能展开的称为死折子5)皱纹 纸面出现凹凸不平的曲皱,破坏纸张的平滑匀称,妨碍印刷。
2.1.2 纸及纸板的质量指标纸及纸板的质量指标2.1.2.2 物理性能物理性能(1)定量(W)指每平方米纸或纸板的质量,单位g/m22)厚度(d)指纸样在两测量板之间,在一定压力下直接测出来的厚度,单位mm3)紧度(D)是纸的单位体积重,指纸的结实与松弛程度,单位g/m34)成纸方向 纵向,与造纸机运行方向平行的方向;横向,与造纸机运行方向垂直的方向纸与纸板的许多性能都有显著的方向性,如抗拉强度和耐折度,纵向大于横向,撕裂度则横向大于纵向5)纸面 正面,指抄纸时与毛毯接触的一面,也称毯面;反面,指抄纸时贴向抄纸网的一面,也称网面纸张的反面有网纹而比较粗糙、疏松,正面则比较平滑、紧密6)水分 指单位质量的试样,在100105温度烘干至质量不变时,所减少的质量与试样原质量的百分比,以%表示2.1.2 纸及纸板的质量指标纸及纸板的质量指标2.1.2.2 物理性能物理性能(7)平滑度 指在规定真空度下,使定量容积的空气透过纸样与玻璃面之间的缝隙所用的时间,单位S8)施胶度 指用标准墨划线后,不发生扩散和渗透的线条的最大宽度,单位mm它反应了加入胶料的程度9)吸水性 指单位面积的试样在规定的温度条件下,浸水60s后吸收的实际水分,单位g/(m2h)。
2.1.2 纸及纸板的质量指标纸及纸板的质量指标2.1.2.3 机械性能机械性能(1)抗拉强度 指纸或纸板抵抗平行施加的拉力的能力,即拉断之前所承受的最大拉力表示方法有:抗张强度、抗张指数、抗张力(N)、裂断长(m)、伸长率抗张强度:指单位宽度的纸和纸板断裂前所能承受的最大张力,单位N/m(GB/T 22898-2008)抗张指数:抗张强度除以定量,单位N.m/g(GB/T 22898-2008)裂断长:宽度一致的纸盒纸板在自身重量作用下断裂时的长度称为裂断长,单位m伸长率:指纸和纸板断裂时的伸长对原试样长度的比率,用%表示2)破裂强度 又称耐破度,指单位面积纸或纸板所能承受的均匀增大的垂直最大压力,单位kPa这是一个综合性能指标,对包装用纸具有特别意义2.1.2 纸及纸板的质量指标纸及纸板的质量指标2.1.2.3 机械性能机械性能(3)撕裂度 是表明纸的抗撕破能力采用预切口将纸两边往相反方向撕裂至一定长度所需的力,单位mN它是包装纸、箱板纸的重要质量指标4)耐折度 指在一定张力下将纸或纸板往返折叠,直至折缝断裂为止的双折次数,分为纵向和横向两项,单位为折叠次数5)耐破度 由液压系统施加压力,当弹性胶膜顶破纸样圆形面积时的最大压力,单位kPa。
6)戳穿强度 指的是在流通过程中,突然受到外部冲击时所能承受的冲击力的强度7)环压强度 在一定加压速度下,使环形试样平均受压压溃时所能承受的最大力8)边压强度 在一定加压速度下,使矩形试样的瓦楞垂直于压板,平均受压时所能承受的最大力2.1.2 纸及纸板的质量指标纸及纸板的质量指标2.1.2.4 光学性质光学性质(1)白度 指白或近白的纸对蓝光反射率所显示的白净程度,用标准白度计对照测量用反射百分率(%)表示2)透明度 指可见光透过纸的程度,以清楚地看到底样字迹或线条的试样层数来表示2.1.2.5 化学性质化学性质(1)酸碱度 纸在制造过程中,由于方法不同,使纸呈酸性或碱性酸碱性大都能使纸质量显著降低,必须严格控制对于直接接触食品的包装用纸,还要考虑是否对食品有影响2)纸、纸板和纸浆纤维组成 分析标准见GB/T 4688-20022.1.2 纸及纸板的质量指标纸及纸板的质量指标2.1.3.1 包装用纸和纸板的分类、规格包装用纸和纸板的分类、规格(1)纸和纸板的分类 凡定量在225g/m2以下或厚度小于0.1mm的称为纸,定量在225g/m2以上或厚度大于0.1mm的称为纸板但这一划分标准并不是很严格,如有些折叠盒纸板、瓦楞原纸的定量虽小于225g/m2,通常也称为纸板;有些定量大于225g/m2的纸,如白卡纸、绘图纸等通常也称为纸。
纸与纸板可分为平板和卷筒两种规格,其规格尺寸根据不同形式有两种要求:平板纸要求长和宽,卷筒纸和盘纸只要求宽度在包装方面,纸主要用作包装商品、制作纸袋、印刷装潢商标等;纸板则主要用于生产纸箱、纸盒、纸桶等包装容器2.1.3 包装用纸和纸板包装用纸和纸板2.1.3.2 包装用纸包装用纸 包装用纸品种很多食品包装必须选择适宜的包装用纸,使其质量指标符合保护包装食品质量完好的要求常用食品包装用纸有以下几种:(1)牛皮纸 是用硫酸盐木浆抄制的高级包装用纸,具有高施胶度,因其坚韧结实似牛皮而得名,定量一般在30100g/m2之间,分优等品、一等品和合格品三个等级,可经纸机压光或不压光根据纸的外观,有单面光、双面光和条纹等品种;有漂白与未漂白之分,多为本色纸,色泽为黄褐色牛皮纸机械强度高,有良好的耐破度和纵向撕裂度,并富有弹性,抗水性、防潮性和良好的印刷性大量用于食品的销售包装和运输包装,如包装点心、粉末等食品,多采用强度不太大,表面涂树脂等材料的牛皮纸牛皮纸主要技术指标见表2-12.1.3 包装用纸和纸板包装用纸和纸板2.1.3 包装用纸和纸板包装用纸和纸板表表2-1 牛皮纸主要技术指标(牛皮纸主要技术指标(GB/T 22865-2008)指指标名称名称单位位规定定优等品等品一等品一等品合格品合格品定量ag/m240.02.0 50.02.5 60.03.0 70.03.5 80.04.0 90.04.5 1005.0 1205.0耐破度40.0g/m2kPa1351208050.0g/m217515511060.0g/m221519014570.0g/m225522518580.0g/m230526522590.0g/m2345305260100.0g/m2390345295120.0g/m2470420360纵向撕裂度40.0g/m2mN29024513550.0g/m243538022560.0g/m258049533570.0g/m272561045080.0g/m290070554590.0g/m21080815650100.0g/m21220910740120.0g/m214801130950吸水性(cobb,60S)g/m230交货水分%8.02.0a本表规定外的定量,其指标可就近按插入法考核。
2)羊皮纸)羊皮纸 又称植物羊皮纸或硫酸纸又称植物羊皮纸或硫酸纸它是用未施胶的高质量化学浆纸表面纤维胶化,即羊皮化后,经洗涤中和残酸,再用甘油浸渍塑化形成质地紧密坚韧的半透明乳白色双面平滑纸张由于采用硫酸处理而羊皮化,因此也称硫酸纸,羊皮纸具有良好的防潮性、气密性、耐油性和机械性能适于油性食品、冷冻食品、防氧化食品的防护要求,可以用于乳制品、油脂、鱼肉、糖果点心、茶叶等食品的包装食品包装用羊皮纸定量为45、60g/m2,工业品包装的标准定量45、60和75g/m2,但应注意羊皮纸酸性对金属制品的腐蚀作用食品羊皮纸的主要技术指标见表2-2,其中主要指标介绍如下:耐破指数:耐破度除以其定量,单位kPa.m2/g透油度:指在一定温度和压力条件下,标准变压器油在一定时间内从1m2面积的纸页中渗透过来的质量,以g/m2表示(GB/T 5406-2002)尘埃度:每平方米纸和纸板上,具有一定面积的尘埃的个数;或每平方米面积的纸和纸板上尘埃的等值面积,单位mm2(GB/T 1541-2013)2.1.3 包装用纸和纸板包装用纸和纸板2.1.3 包装用纸和纸板包装用纸和纸板表2-2 羊皮纸主要技术指标(GB/T 24696-2009)指指标名称名称单位位规定定优等品等品一等品一等品合格品合格品定量g/m245.02.5 60.03.0抗张指数(纵横平均)N.m/g54.047.042.0耐破指数干kPa.m2/g4.504.003.50湿3.002.502.00耐折度(纵横平均)次250220。