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第5章 食品包装材料及容器(1)

本章学习重点和要求:

1.掌握食品包装中常用的纸、塑料、金属、玻璃、陶瓷材料的特性与应用;

2.了解包装容器结构设计要求及制造工艺方法。

第一节 纸包装材料及容器

纸是以纤维素纤维为原料所制成材料的通称,是一种古老而又传统的包装材料。自从公元105年中国发明了造纸术以后,纸不仅带来了文化的普及,而且促进了科学技术的发展。在现代包装工业体系中,纸和纸包装容器占有非常重要的地位。某些发达国家纸包装材料占包装材料总量的40%~50%,我国占40%左右。从发展趋势来看,纸包装材料的用量会越来越大。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)卫生安全性好;

(5)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纸箱、纸盒、纸袋、纸质容器等包装制品,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,并将部分取代塑料包装材料在食品包装上的应用,以解决塑料包装所造成的环境保护问题。

一、纸类包装材料的包装性能

用作食品包装的纸类包装材料性能主要体现在以下几方面。

(一)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。

环境温-湿度对纸和纸板的强度有很大的影响,空气温—湿度的变化会引起纸和纸板平衡水分的变化,最终使其机械性能发生不同程度的变化。为纸的机械性能随相对湿度变化的规律,由于纸质纤维具有较大的吸水性,当湿度增大时,纸的抗拉强度和撕裂强度会下降而影响纸和纸板的使用性。

在测定纸和纸板的机械性能指标时必须保持一个相对的温—湿度条件。我国采用的是(65±2)%相对湿度、(20±2)℃温度的试验条件;ISO标准采用(50±2)%相对湿度、(23±1)℃温度的试验条件。

(二)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。

(三)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。

(四)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,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。

(五)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正确合理选择各种纸和纸板。

二、包装用纸和纸板

(一)包装用纸和纸板的分类、规格

1.纸和纸板的分类

纸类产品分纸与纸板两大类: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。根据用途,纸大致可分为文化用纸、工农业技术用纸、包装用纸、生活用纸等几种。纸板也大体分为包装用纸板、工业技术用纸板、建筑用纸板及印刷与装饰用纸板等几种。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.纸和纸板的规格

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。规定纸和纸板的规格尺寸,对于实现纸箱、纸盒及纸桶等纸制包装容器规格尺寸的标准化和系列化,具有十分重要的意义。

国产卷筒纸的宽度尺寸主要有1940mm、1600mm、1220mm、1120mm、940mm等规格;进口的牛皮纸、瓦楞原纸等的卷筒纸,其宽度多为1600mm、1575mm、1295mm等数种;平板纸和纸板的规格尺寸主要有787mm×2mm、880mm×2mm、850mm×1168mm等。

(二)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(Kraft Paper)

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30~100g/m2之间,分A、B和C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、防潮性和印刷性良好。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。

2.羊皮纸(Parchment paper)

羊皮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45g/m2、60g/m2,工业品包装的标准定量为45g/m2、60g/m2、75g/m2,但应注意羊皮纸酸性对金属制品的腐蚀作用。

3.鸡皮纸(Wrapping Paper)

鸡皮纸是一种单面光的平板薄型包装纸,定量为40g/m2,不如牛皮纸强韧,故戏称“鸡皮纸”。鸡皮纸纸质坚韧,有较高的耐破度、耐折度和耐水性,有良好的光泽。可供包装食品、日用百货等,也可印刷商标。鸡皮纸生产过程和单面光牛皮纸生产过程相似,要施胶、加填和染色。用于食品包装的鸡皮纸不得使用对人体有害的化学助剂,要求纸质均匀、纸面平整、正面光泽良好及无明显外观缺陷,其卫生要求应符合GB11680《食品包装用原纸卫生标准》的规定;根据定货要求可生产各种颜色的鸡皮纸。

4.食品包装纸(Food Packaging Paper)

食品包装纸(QB 1014—2010)按质量分为一等品和合格品;按用途分为Ⅰ型和Ⅱ型。

Ⅰ型为糖果包装原纸,为卷筒纸,经印刷上蜡加工后供糖果包装和商标用纸,可按订货合同生产平板纸。平板纸尺寸:787mm×2mm,或按订货合同规定,卷筒规格应按订货合同规定。

Ⅱ型为普通食品包装纸,有双面光和单面光两种,色泽可根据订货合同规定白度或其他色泽进行生。

食品包装纸直接与食品接触,必须严格遵守其理化卫生指标,纸张纤维组织应均匀,不许有明显的云彩花,纸面应平整,不许有折子、皱纹、破损裂口等纸病。

5.半透明纸(Semitransparent Paper)

半透明纸是一种柔软的薄型纸,定量为31g/m2,用漂白硫酸盐木浆特殊压光处理而制成的双面光纸;质地紧密坚韧,具有半透明、防油、防水防潮等性能,且有一定的机械强度。半透明纸可用于土豆片、糕点等脱水食品的包装,也可作为乳制品、糖果等油脂食品包装。

6.玻璃纸(Glass Paper)

玻璃纸又称赛璐玢,是一种天然再生纤维素透明薄膜,一种透明性最好的高级包装材料,可见光透过率达100%,质地柔软、厚薄均匀,有优良的光泽度、印刷性、阻气性、耐油性、耐热性,且不带静电;多用于中、高档商品包装,主要用于糖果、糕点、化妆品、药品等商品美化包装,也可用于纸盒的开窗包装。但它的防潮性差,撕裂强度较小,干燥后发脆,不能热封。

玻璃纸分平板纸和卷筒纸,分优等品、合格品两等,要求纸面平整、洁净、明亮,不允许有短边、裂口、缺角、折子、严重皱纹等外观缺陷。用于直接接触食品的玻璃纸不得使用对身体有害的助剂,卫生要求符合GB11680的规定。用于透明胶带原纸的玻璃纸,当要求不加防黏剂时,可不考核抗黏性指标,但应在合同中标明。色纸应使用耐酸性染料。每批纸的颜色不应有显着差别。彩色纸应色彩鲜艳美观,颜色均匀,不应有宽度大于1mm的色道子,或按合同要求。

玻璃纸和其他材料复合,可以改善其性能。为了提供其防潮性,可在普通玻璃纸上涂一层或两层树脂(硝化纤维素、PVDC等)制成防潮玻璃纸。在玻璃纸上涂蜡可以制成蜡纸,与食品直接接触,有很好的保护性。

7.茶叶袋滤纸(Tea Bag Paper)

茶叶袋滤纸是一种低定量专用包装纸,用于袋泡茶的包装,要求纤维组织均匀,无折痕皱纹,无异味,具有较大的湿强度和一定的过滤速度,耐沸水冲泡,同时应有适应袋泡茶自动包装机包装的干强度和弹性。

茶叶袋滤纸国外多用马尼拉麻生产。我国用桑皮纤维经高游离状打浆后抄造,再经树脂处理,也可用合成纤维(即湿式无纺布)制造。

8.涂布纸(Coated Paper)

涂布纸主要是在纸表面涂布沥青、LDPE或PVDC乳液、改性蜡(热熔粘合剂和热封蜡)等,使纸的性能得到改善。如PVDC涂布纸表面非常光滑,无嗅无味,可用于极易受水蒸气损害,特别是需要隔绝氧气的食品包装。此外,还可以涂布防锈剂、防霉剂、防虫剂等制成防锈纸、防霉纸、防虫纸等。

9.复合纸(Compound Paper)

复合纸是另一类加工纸,是将纸与其他挠性包装材料相贴合而制成的一种高性能包装纸。常用的复合材料有塑料及塑料薄膜(如PE、PP、PET、PVDC等),金属箔(如铝箔)等。复合方法有涂布、层合等方法。复合加工纸具有许多优异的综合包装性能,从而改善了纸的单一性能,使纸基复合材料大量用于食品包装等场合。1989年我国制定了液体食品复合软包装材料的行业标准ZBY 39002—1989,1999年我国又制定了QB/T 3531—1999代替之。新标准适用于原纸、高压低密度聚乙烯、铝箔等为原材料经挤压复合而成,专供瑞典利乐公司无菌灌装机包装液体食品之材料;产品按质量分为A、B、C三个等级,要求无毒卫生安全,内层PE的卫生要求必须符合GBn 88和GBn 84标准规定

(三)包装用纸板

1.白纸板(White Board)

白纸板是一种白色挂面纸板,有单面和双面两种,其结构由面层、芯层、底层组成。白纸板作为重要的高级销售包装材料应该具备三大功能,即:印刷功能、加工功能、包装功能;产品按质量水平分为A、B、C三个等级,纸板底面颜色可按订货合同规定,有平板纸和卷筒纸两种产品类型。单面白纸板面层通常是用漂白的化学木浆制成,表面平整、洁白、光亮,芯层和底层常用半化学木浆、精选废纸浆、化学草浆等低级原料制成;双面白纸板底层原料与面层相同,仅芯层原料较差。白纸板主要用于销售包装,经彩色印刷后可制成各种类型的纸盒、箱,起着保护商品、装潢美化商品的促销作用,也可用于制作吊牌、衬板和吸塑包装的底板。随着商品经济的发展,白纸板的需求量越来越大,因为白纸板具有如下优点。

(1)具有一定的挺度和良好印刷性。

(2)缓冲性能好,制成纸盒后能够有效地保护商品。

(3)具有优良的成型性与折叠性,机械加工能够实现高速连续生产。

(4)废旧纸板可再生利用,自然条件下能被微生物降解,不污染环境。

(5)白纸板作为基材可与其他材料复合,制成包装性能优良的复合包装材料。

2.标准纸板

标准纸板是一种经压光处理,适用于制作精确特殊模压制品以及重制品的包装纸板,颜色为纤维本色。

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