伍秋濤

上節(jié)中，筆者對幾種因包裝袋性能不良引起的破袋現(xiàn)象進行了分析，除此之外，不同的使用環(huán)境，如水煮或蒸煮加工、包裝產(chǎn)品放置時間過長、內(nèi)裝物具有腐蝕性等，也會對包裝袋的性能產(chǎn)生不同程度的影響，從而引起破袋現(xiàn)象，本節(jié)中筆者將對此進行詳細(xì)解析。

水煮引起破袋

1.現(xiàn)象

某款凈重為1.5kg的筍產(chǎn)品，采用的是BOPA/PE復(fù)合結(jié)構(gòu)的水煮包裝袋，當(dāng)其經(jīng)過水煮后，封邊內(nèi)側(cè)有墨層的一邊出現(xiàn)了破袋現(xiàn)象，且破袋處存在油墨轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，而其余三邊（封邊內(nèi)側(cè)邊緣無油墨）完好，包裝袋的相關(guān)性能測試數(shù)據(jù)也全部合格，由此可見，常溫環(huán)境下測試所得的包裝袋剝離強度、熱封強度并不能完全代表包裝袋在水煮條件下的性能。

2.原因分析

由于油墨與基材的附著力主要是來自分子間的吸附力，而膠黏劑與油墨表面的黏合是通過化學(xué)鍵的作用，其黏合力遠大于油墨在基材表面的附著力，因而就會出現(xiàn)墨層轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。同時，分子間的吸附力在水煮條件下的衰減程度遠高于化學(xué)鍵的作用力，這樣就會使本身并不高的黏合強度的衰減幅度加大，導(dǎo)致水煮條件下對熱封強度的補強作用有限，因此破袋現(xiàn)象總是出現(xiàn)于封邊上有油墨的地方?？梢?，水煮包裝袋封邊內(nèi)側(cè)有油墨的部位是整個包裝袋耐水煮性能最薄弱的區(qū)域，因此需要在油墨中添加固化劑，這樣才能達到與空白部位膠黏劑黏合強度同等的水平。

此外，導(dǎo)致水煮包裝袋破袋的原因還在于袋內(nèi)的壓力高于袋外壓力。袋內(nèi)壓力的來源主要是：（1）從室溫加熱到98℃的過程中，袋內(nèi)的水和空氣會使包裝袋膨脹，袋內(nèi)水的比例越高，袋內(nèi)壓力就越大；（2）袋內(nèi)水蒸氣會使袋內(nèi)壓力變大，同樣會導(dǎo)致包裝袋膨脹（水煮時是否加蓋對此有明顯影響）。其實，水煮時的破袋原因就是熱狀態(tài)下封口部位高分子材料產(chǎn)生蠕變，當(dāng)熱封強度不足以支持袋內(nèi)壓力時就會導(dǎo)致破袋現(xiàn)象的發(fā)生，此時的強度稱為“熱爆破強度”。

3.應(yīng)對措施

（1）盡量避免將印刷圖文設(shè)計在封邊內(nèi)側(cè)，否則容易形成封邊上抗破袋能力最薄弱的部位。

（2）當(dāng)封邊內(nèi)側(cè)要求有印刷圖文時，其鋪底白墨中應(yīng)適量添加固化劑，這樣可以消除油墨樹脂中-OH基團與膠黏劑中-NCO基團的反應(yīng)，以防消耗膠層中的固化劑，同時避免固化不完全的現(xiàn)象發(fā)生。

（3）選用耐水煮級的膠黏劑，這樣可以避免水煮時包裝袋的剝離強度衰減，從而保持較高的耐破袋封合強度。

（4）保證合適的膠黏劑交聯(lián)反應(yīng)程度，避免出現(xiàn)固化不完全的現(xiàn)象。

（5）選用水煮級PE配方膜，以提高包裝袋在水煮溫度下的熱封強度。

蒸煮引起破袋

1.現(xiàn)象

包裝袋在高溫蒸煮條件下也經(jīng)常發(fā)生破袋現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為：因熱封強度不良產(chǎn)生的破袋，表現(xiàn)為破袋部位從兩熱封層材料之間脫開；因剝離不良或反壓操作不良產(chǎn)生的破袋現(xiàn)象，均表現(xiàn)為封口邊緣出現(xiàn)離層，二者不同的是蒸煮前后剝離強度的下降率不同。

對此，國家標(biāo)準(zhǔn)對包裝袋耐蒸煮性提出了一些相關(guān)要求，如GB/T 10004-2008《包裝用塑料復(fù)合膜、袋干法復(fù)合、擠出復(fù)合》規(guī)定：使用溫度為80℃以上的產(chǎn)品包裝袋經(jīng)耐蒸煮試驗后，應(yīng)無明顯變形、層間剝離、熱封部位剝離等異?，F(xiàn)象。

測試方法：將薄膜熱封制成200mm×120mm的小袋（小于該尺寸的產(chǎn)品按實際規(guī)格），充入容積為袋容積1/2～2/3的水，然后對測試小袋進行排氣并密封好，最后放置在帶反壓裝置的高壓滅菌鍋（熱鍋）中保持30min。高壓滅菌鍋的溫度設(shè)置要求：水煮用包裝為100℃；高溫水煮用包裝按最高使用溫度處理，如135℃高溫蒸煮包裝袋按135℃處理。30min后，減壓冷卻至室溫將測試小袋取出，檢查其有無明顯變形、層間剝離、熱封部位的剝離是否異常等。

2.原因分析

（1）熱封強度不足。即使蒸煮包裝袋的熱封強度達到了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，也有可能在高溫蒸煮的條件下存在明顯的衰減現(xiàn)象，導(dǎo)致其不足以支撐袋內(nèi)的壓力而產(chǎn)生破袋現(xiàn)象，如包裝袋的熱封合面未完全融合，內(nèi)側(cè)有1～2mm的長度能夠被撕開。

在包裝袋封口過程中容易導(dǎo)致熱封強度不合格的兩個因素為：一是封口有夾料，這種情況只出現(xiàn)在有夾料的產(chǎn)品里，呈非連續(xù)性； 二是夾板有異物，導(dǎo)致封口不嚴(yán)或封刀壓力不均。

（2）剝離強度較差。在常溫下測試的剝離強度不能表征高溫蒸煮條件下的剝離強度，如膠黏劑的耐熱性不足（膠層交聯(lián)不充分），其在高溫下的剝離力就會大幅衰減，對熱封強度的補強作用也會下降。

（3）封口及蒸煮操作不當(dāng)。如果同一家客戶反映，不同廠家提供的包裝袋都存在蒸煮破袋的問題，那么就可以排除包裝袋本身的質(zhì)量問題，而很有可能是因使用中封口、蒸煮操作、溫度控制不當(dāng)導(dǎo)致的。例如，溫度控制上存在偏差，指示溫度與實際溫度不符，超出了包裝袋能承受的溫度極限范圍。

封口操作過程一般為：首先在蒸煮包裝袋內(nèi)裝入內(nèi)裝物，排氣或抽真空后，在封口機上加熱密封并檢查其牢度，使其達到技術(shù)要求。應(yīng)注意的是，在灌裝內(nèi)裝物時，要盡量避免油或粉末類內(nèi)裝物對封口處內(nèi)膜造成污染，否則封口剝離強度就達不到要求，在蒸煮時就有可能發(fā)生破袋問題。

反壓操作過程一般為：首先慢慢打開進氣管閥門，使鍋內(nèi)壓力升高0.01～0.02MPa，然后再打開高壓冷水進口閥門，使冷水噴淋到鍋內(nèi)。這時，鍋內(nèi)壓力會驟然下降，如果下降幅度太大又沒有高壓空氣反壓進去，就有可能因袋內(nèi)壓力高于袋外（鍋內(nèi)空間）壓力而使包裝袋產(chǎn)生爆破、泄露問題。要想避免這一問題的發(fā)生，應(yīng)在噴淋冷卻時小心打開高壓空氣的進氣閥門，以維持噴淋冷卻過程中鍋內(nèi)空間的壓力至少要與保溫保壓時的數(shù)值相同，絕不能使其瞬間急劇下降。

久置引起破袋

1.現(xiàn)象

包裝好的袋子，放置2周后，包裝袋內(nèi)的氣穴數(shù)量明顯增加，真空度明顯降低，出現(xiàn)脹袋、破袋現(xiàn)象。

2.原因分析

如果包裝袋脹袋、破袋是普遍現(xiàn)象，則可能原因為：

（1）包裝袋的阻隔性能不良。對此，我們可以通過簡單的對比試驗來判斷包裝袋自身的阻隔性能是否良好，由此來排除阻隔性能是否為引起脹袋、破袋的主導(dǎo)因素。例如，大米包裝袋如果放置一段時間（2周）后真空度依然保持良好，則說明其包裝材料的阻隔性不是引起脹袋的主導(dǎo)因素。

（2）真空包裝后，因氧氣濃度過高引起微生物快速繁殖和生長。實驗證明：當(dāng)包裝袋內(nèi)的氧氣濃度≤1%時，微生物的生長和繁殖速度就會急劇下降；氧氣濃度≤0.5%時，大多數(shù)微生物將受到抑制而停止繁殖（注意：真空包裝袋不能抑制厭氧菌的繁殖和酶反應(yīng)引起的食品變質(zhì)和變色，因此還需要與其他輔助方法結(jié)合，如冷藏、速凍、脫水、高溫殺菌、輻照滅菌、微波殺菌、鹽腌制等才能達到無菌效果）。

（3）殺菌不徹底。殺菌不徹底往往會造成微生物數(shù)量超標(biāo)，主要原因有兩個方面：一是殺菌工藝不合理，殺菌溫度、時間存在偏差；二是操作不當(dāng)或操作失誤造成效果不穩(wěn)定。

導(dǎo)致食品殺菌偏差的原因有：①設(shè)備、儀表方面造成的偏差，如殺菌鍋未按技術(shù)要求規(guī)范安裝，熱分布不均勻；管道系統(tǒng)漏水、漏氣或堵塞，鍋門或者鍋體損壞，鍋體保溫層殘缺不全，導(dǎo)致溫度不均勻；蒸汽、壓縮空氣、自來水等低于使用標(biāo)準(zhǔn)；水銀溫度計損壞或者顯示不準(zhǔn)確，自動溫度記錄儀失靈或指針的弧度與記錄紙不嚙合，或顯示的溫度波動范圍超過水銀溫度計可測量的溫度范圍；②產(chǎn)品造成的偏差：殺菌初溫低于工藝要求；最大灌裝量超過規(guī)定要求；產(chǎn)品pH值超過規(guī)定范圍；生產(chǎn)線、配方或裝籠方式有所改變；③操作方面造成的誤差，如封口到殺菌停留時間超過工藝規(guī)定，導(dǎo)致初菌數(shù)量增加；排氣操作未能同時滿足工藝規(guī)定的溫度和時間要求；殺菌溫度和時間低于工藝的允許范圍。

此外，導(dǎo)致殺菌不徹底的原因還包括：①現(xiàn)場管理，如原料在挑選后存放時間過長，且流水漂洗隨意性很大，使得上道工序與下道工序之間，暴露在空氣中的時間過長；②一些產(chǎn)品的工程時間長，暴露在空氣中可能會引起細(xì)菌滋生現(xiàn)象；③產(chǎn)品從真空包裝后到殺菌的時間間隔過長，沒有殺菌的產(chǎn)品在室溫環(huán)境滯留時間過長，也會導(dǎo)致殺菌不徹底。

腐蝕引起破袋

1.現(xiàn)象

空袋的質(zhì)量合格，裝入內(nèi)容物放置一段時間后出現(xiàn)脫層、破袋現(xiàn)象。該現(xiàn)象主要出現(xiàn)在：①含有溶劑成分的農(nóng)藥包裝袋；②一些酸辣堿性食品的包裝袋。 例如，BOPA/LDPE復(fù)合結(jié)構(gòu)的包裝袋水煮40min后，無脫層、破袋現(xiàn)象，外觀良好，手感剝離強度為2N/15mm。但將空白部位剝開后，膠層從LDPE界面分離開來，LDPE層黏附有一層霧狀物質(zhì)，用手可擦去，分析認(rèn)為這層霧狀物質(zhì)是LDPE中的爽滑劑成分，其遷移到了薄膜界面，形成了弱界面層，導(dǎo)致包裝袋的剝離強度變差。隨后，將植物油、辣椒、鹽、食品添加劑、香精等配料裝入包裝袋并水煮40min后，出現(xiàn)了袋面脫層現(xiàn)象（袋面幾乎沒有剝離強度），而在封邊部位則沒有脫層現(xiàn)象，手感剝離強度與空袋無明顯差別。

2.原因分析

這里需要說明一個概念：耐高溫性≠耐介質(zhì)性！很多企業(yè)為了減少膠黏劑的采購種類，使用半高溫蒸煮膠來生產(chǎn)水煮包裝袋，單從膠層的耐溫性考量是沒問題的，但是不能簡單地認(rèn)為“膠黏劑的檔次越高，產(chǎn)品質(zhì)量也就越可靠”。以上案例中的包裝袋出現(xiàn)脫層、破袋現(xiàn)象主要由于兩個方面的原因：①LDPE中助劑成分析出，使得復(fù)合膜的剝離強度受到影響；②水煮時，內(nèi)容物成分透過了LDPE層，對膠層有一定的腐蝕作用，使剝離強度迅速下降，從而導(dǎo)致脫層、破袋現(xiàn)象。

3.應(yīng)對措施

（1）改進LDPE薄膜的配方，減少爽滑劑的含量，正常情況下空白部位的剝離強度可大于4N/15mm。

（2）通過加速實驗，確認(rèn)膠黏劑型號對內(nèi)容物成分的適應(yīng)性。由于食品具有多樣性，一款膠黏劑是否適合包裝袋內(nèi)食品成分，還需要通過加速實驗來分析，如將內(nèi)容物裝入包裝袋后，在60℃的烘箱條件下放置2周后仍舊完好，則表示其在常溫下可放置2年。另外，包裝袋在加速試驗前后的剝離強度、熱封強度值的下降率≤30%，則基本可認(rèn)為膠黏劑對內(nèi)容物的適應(yīng)性較好。（全文完）