食用鹽小包裝袋破損問題探討

費(fèi)星海

（江蘇省瑞達(dá)包裝有限公司，江蘇 淮安 223200）

1 小包裝食用鹽產(chǎn)品概況

1.1 現(xiàn)有的鹽產(chǎn)品包裝袋結(jié)構(gòu)及形式

現(xiàn)有的鹽產(chǎn)品包裝主要分為兩類：

第一種是片材類卷膜產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)為消光聚丙烯薄膜（BOPP）+聚乙烯薄膜（PE），表層聚丙烯薄膜厚度為0.018mm,內(nèi)層聚乙烯薄膜厚度為0.062 mm，加工工藝為干式復(fù)合，這是目前最主要的鹽產(chǎn)品包裝形式，約占總量的90%以上，包裝產(chǎn)品執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是GB/T10005-2008，適合在全自動(dòng)粉粒包裝機(jī)上連續(xù)不間斷使用，包裝效率高，產(chǎn)量大，每分鐘生產(chǎn)速度55-65包，包裝規(guī)格有500克、400克、350克及250克。

第二種是鍍鋁自立袋類產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)為聚丙烯光膜（BOPP）+鍍鋁聚酯薄膜（VMPET）+聚乙烯薄膜（PE），聚丙烯光膜厚度為0.028mm,鍍鋁聚酯薄膜厚度為 0.012mm, 聚乙烯薄膜厚度為0.10 mm，加工工藝為干式復(fù)合，此類包裝袋使用在高端食用鹽包裝上，數(shù)量較少，執(zhí)行的是企標(biāo)，產(chǎn)品在灌裝食鹽前已經(jīng)完成基本的包裝結(jié)構(gòu)，只留下頂部的灌裝口，每分鐘生產(chǎn)速度30-60包，包裝規(guī)格有400克、350克及320克。

1.2 鹽產(chǎn)品的灌裝方式

目前食鹽小包裝灌裝全部采取自動(dòng)包裝形式，片材類卷膜產(chǎn)品使用的是牽引式全自動(dòng)包裝機(jī)，產(chǎn)品在包裝機(jī)上經(jīng)過放料、牽引、熱封、裝填、切斷后，再通過傳送、打碼、裝箱等工序完成整個(gè)包裝過程，需要對(duì)產(chǎn)品背面、上下端進(jìn)行封口。

鍍鋁自立袋產(chǎn)品使用的是給袋式全自動(dòng)包裝機(jī)，產(chǎn)品經(jīng)過吸送、開口、裝填、封口、傳送、打碼、裝箱等工序完成產(chǎn)品包裝，只需要對(duì)產(chǎn)品頂部進(jìn)行熱封即可。

1.3 鹽產(chǎn)品的運(yùn)輸形式

主要有兩種，一種是船舶運(yùn)輸，另外一種是汽車運(yùn)輸，其中船舶運(yùn)輸由于受到裝卸方式、船型等因素影響，有的混裝船運(yùn)輸鹽產(chǎn)品時(shí)堆碼高度達(dá)到約10米，對(duì)產(chǎn)品的破壞比較嚴(yán)重。

1.4 鹽產(chǎn)品的倉儲(chǔ)狀況

采用托盤堆碼倉儲(chǔ)，不同的公司根據(jù)庫容情況堆碼10至15層高（正常為2.6米高），下部的產(chǎn)品受壓情況嚴(yán)重，如果外層紙箱強(qiáng)度不足，則對(duì)小包裝的質(zhì)量提出更高要求。

1.5 鹽產(chǎn)品質(zhì)量問題現(xiàn)狀

經(jīng)調(diào)研，目前市場上對(duì)鹽產(chǎn)品包裝反映較多的是破損問題，其中片材類卷膜產(chǎn)品發(fā)生頻率遠(yuǎn)高于鍍鋁自立袋類產(chǎn)品。

1.6 概述

總體來說，由于鹽產(chǎn)品密度大，灌裝速度快，運(yùn)輸環(huán)節(jié)多，倉儲(chǔ)要求高，食用鹽小包裝袋是一種對(duì)強(qiáng)度質(zhì)量要求很高的軟包裝產(chǎn)品，目前還存在一些質(zhì)量問題，特別是包裝袋破損變形方面。

2 造成食鹽小包裝袋易破損的原因分析

食鹽包裝袋出現(xiàn)變形、破損，主要是由于受到的外力作用，超過了材料本身的一些物理性能指標(biāo)，從而導(dǎo)致變形、破損，具體分析來看，主要有三個(gè)方面原因，即：包裝物材料本身的一些性能指標(biāo)達(dá)不到產(chǎn)品包裝需要的標(biāo)準(zhǔn)；灌裝熱封工藝問題導(dǎo)致材料的強(qiáng)度下降；運(yùn)輸倉儲(chǔ)環(huán)境中外力遠(yuǎn)超正常范圍。

2.1 包裝材料本身強(qiáng)度性能不足

2.1.1 影響包裝材料強(qiáng)度方面的指標(biāo)

影響包裝材料強(qiáng)度方面的指標(biāo)有：熱封強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、熱黏強(qiáng)度、抗沖擊、抗刺穿、跌落性能、耐撕裂等等，不同材料的性能指標(biāo)各不相同，一般情況下軟包裝是由兩種或以上的材料復(fù)合加工而成，因此其性能也根據(jù)分層組合材料的不同顯示出綜合效果，下面對(duì)影響包裝物強(qiáng)度的幾個(gè)主要指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，以此來分析說明材料本身的性能對(duì)包裝強(qiáng)度的影響。

2.1.2 熱封強(qiáng)度對(duì)比情況

在影響塑料軟包裝產(chǎn)品強(qiáng)度的指標(biāo)中，熱封強(qiáng)度是主要因素，產(chǎn)品破損也多數(shù)出現(xiàn)在封口熱封質(zhì)量上，熱封強(qiáng)度主要依賴于復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)、熱封材料的選擇、復(fù)合加工的強(qiáng)度，對(duì)比現(xiàn)有的兩種鹽產(chǎn)品包裝形式，使用強(qiáng)度測(cè)試儀，進(jìn)行正常生產(chǎn)條件下的熱封強(qiáng)度測(cè)試，情況如下：

片材類卷膜產(chǎn)品的熱封強(qiáng)度測(cè)試（圖1）

鍍鋁自立袋類產(chǎn)品的熱封強(qiáng)度測(cè)試（圖2）

圖中可以看出，由于材料結(jié)構(gòu)不同，鍍鋁自立袋類產(chǎn)品的熱封強(qiáng)度大于片材類卷膜產(chǎn)品的熱封強(qiáng)度。

2.1.3 跌落性能對(duì)比情況

熱封強(qiáng)度是測(cè)試產(chǎn)品靜態(tài)的封口情況，而在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)輸過程中，鹽產(chǎn)品是處于動(dòng)態(tài)的運(yùn)輸環(huán)境中，跌落性能指標(biāo)更加準(zhǔn)確的反映出包裝物對(duì)產(chǎn)品的防護(hù)效果，經(jīng)對(duì)正常生產(chǎn)條件下的兩種產(chǎn)品測(cè)試，結(jié)果如下：

片材類卷膜產(chǎn)品的跌落性能測(cè)試（圖3）

（試驗(yàn)條件：內(nèi)容物400克，拋高3米，測(cè)試產(chǎn)品拋高完好次數(shù)）

鍍鋁自立袋類產(chǎn)品的跌落性能測(cè)試（圖4）

（試驗(yàn)條件：內(nèi)容物400克，拋高6米，測(cè)試產(chǎn)品拋高完好次數(shù)）

（片材類卷膜產(chǎn)品拋高6米一次就破損，而鍍鋁自立袋類產(chǎn)品拋高3米多次無破損發(fā)生 ）

從上述的圖1-圖4可以看出，鍍鋁自立袋類產(chǎn)品的靜態(tài)的熱封強(qiáng)度比片材類卷膜產(chǎn)品的熱封強(qiáng)度高出63%，而在動(dòng)態(tài)的跌落試驗(yàn)中，鍍鋁自立袋類產(chǎn)品也遠(yuǎn)比片材類卷膜產(chǎn)品更耐跌落。

另外，對(duì)于全自動(dòng)牽引式包裝機(jī)來說，包裝內(nèi)層材料的熱黏性能也很重要，熱黏性能是指材料熱封后還沒有冷卻時(shí)的強(qiáng)度，其強(qiáng)度要比熱封部分完全冷卻后的強(qiáng)度低很多，由于在自動(dòng)包裝生產(chǎn)線上，內(nèi)容物的充填方式大多是讓內(nèi)容物從一定高度落入包裝袋中，對(duì)包裝袋底部形成強(qiáng)烈的沖擊，如果熱黏強(qiáng)度低，材料在未冷卻的情況下，包裝袋底部就容易被內(nèi)容物沖擊破壞，導(dǎo)致封口不牢而漏鹽，而給袋式全自動(dòng)包裝機(jī)由于給料及包裝方式不同，則不存在類似的問題。

通過以上的試驗(yàn)看出，材料本身的性能對(duì)包裝物的強(qiáng)度影響巨大，在面對(duì)相同的運(yùn)輸、倉儲(chǔ)環(huán)境的時(shí)候，鍍鋁自立袋由于材料較厚、組合更合理，對(duì)鹽產(chǎn)品的防護(hù)性能好，不易破損漏鹽，而現(xiàn)有的片材類卷膜產(chǎn)品各項(xiàng)強(qiáng)度指標(biāo)較低，導(dǎo)致質(zhì)量問題較為突出。

2.2 灌裝熱封工藝問題對(duì)包裝物強(qiáng)度性能的影響

2.2.1 塑料熱封原理

熱封有三個(gè)要素，即熱封溫度、熱封壓力、熱封時(shí)間。

熱封是熱和力共同作用的結(jié)果，一方面在熔融狀態(tài)下的封口表面，大分子相互擴(kuò)散、滲透、相互纏繞達(dá)到封口密閉；另一方面，在熔融黏流狀態(tài)的高分子在封口壓力作用下變形，相互接近，分子間產(chǎn)生足夠的引力，使熱封表面相互密閉。

熱封溫度

熱封溫度是使黏合膜層加熱到一個(gè)比較理想的黏流狀態(tài)，由于高聚物沒有確定的熔點(diǎn)，是一個(gè)熔融溫度范圍，即在固態(tài)與液相之間有一個(gè)溫度區(qū)域，當(dāng)加熱到該溫度區(qū)域時(shí)，薄膜進(jìn)入熔融狀態(tài)。高聚物的黏流溫度及分解溫度是熱封的下限和上限，黏流溫度與分解溫度差值的大小是衡量熱封難易的重要因素。

熱封壓力

熱封壓力的作用是使已經(jīng)處于黏流狀態(tài)下的高聚物在封口界面間產(chǎn)生有效的大分子相互滲透和擴(kuò)散現(xiàn)象。

熱封前后，材料的厚度應(yīng)滿足如下關(guān)系：

其中t’----熱封后的厚度，t----熱封前單層材料的厚度，

由上面的公式可以看出，熱封后的厚度小于熱封前兩層材料的厚度之和，如果熱封后實(shí)際厚度大于t’，則說明熱封時(shí)所施加的壓力不足，將會(huì)影響到封口強(qiáng)度和封口的密閉性。

熱封時(shí)間

熱封時(shí)間是指薄膜在熱刀下停留的時(shí)間，熱封時(shí)間是與熱封溫度和熱封壓力相關(guān)聯(lián)，熱封溫度低，需要的熱封時(shí)間長，熱封壓力小，需要的熱封時(shí)間也長，熱封時(shí)間決定了熱封設(shè)備的生產(chǎn)效率。

不同材料的熱封溫度范圍差異極大，同種材料的，密度越低，熱封溫度越低，分子量大的，熱封溫度高。

材料厚度增大時(shí)，熱封的溫度和時(shí)間也隨之增大，如果熱封溫度不變，則需要延長熱封時(shí)間，經(jīng)有關(guān)實(shí)驗(yàn)，薄膜厚度每增加0.025mm，則熱封時(shí)間相應(yīng)增加50%。

2.2.2 灌裝熱封工藝對(duì)食鹽包裝袋強(qiáng)度的影響

據(jù)筆者到小包裝食用鹽生產(chǎn)灌裝現(xiàn)場調(diào)研情況來看，小包裝袋封口處出現(xiàn)較為普遍的打皺變形現(xiàn)象，通過和正常情況下生產(chǎn)的包裝片材進(jìn)行熱封強(qiáng)度（圖1）和跌落性能（圖3）對(duì)比，情況如下：

牽引式全自動(dòng)包裝機(jī)生產(chǎn)的包裝袋熱封強(qiáng)度情況（圖5）

牽引式全自動(dòng)包裝機(jī)生產(chǎn)的包裝袋跌落性能情況（圖6）

從圖可以看出，目前的牽引式包裝機(jī)生產(chǎn)產(chǎn)品的熱封強(qiáng)度和跌落性能與設(shè)計(jì)理論值相差較大，達(dá)不到預(yù)期效果。經(jīng)分析，和如下因素有關(guān)聯(lián)。

熱封溫度過高

經(jīng)現(xiàn)場觀察，包裝袋熱封部位嚴(yán)重收縮變形，有的機(jī)器儀表顯示溫度達(dá)到224℃，而目前的片材產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為聚丙烯薄膜/聚乙烯薄膜，材料較薄，不能承受過高的熱封溫度，否則容易變形打皺。部分高聚物材料熱封溫度情況見圖7。

圖7

熱封壓力較大

目前食用鹽包裝現(xiàn)場的氣體壓力數(shù)值大約在4-5 Kg/cm2之間，而軟包裝熱封最合適壓力在2-3 Kg/cm2范圍內(nèi)，一般熱封后，封口部位的強(qiáng)度損失不得大于10%-15%，如果壓力過高，就會(huì)使得兩層已經(jīng)熔融的材料在熱封處逸出而變薄，從而產(chǎn)生斷根現(xiàn)象，對(duì)強(qiáng)度產(chǎn)生較大影響。

包裝速度過快

由于產(chǎn)能方面的壓力，食鹽包裝廠牽引式全自動(dòng)包裝機(jī)的加工速度約為55-65包/分鐘，這就勢(shì)必要求必須提供較高的熱封溫度和壓力才能保證產(chǎn)品在很短的時(shí)間內(nèi)有效封合，進(jìn)而影響產(chǎn)品的強(qiáng)度。

熱封燙刀設(shè)計(jì)不合理

不同的包裝設(shè)備生產(chǎn)廠家，對(duì)熱封刀的設(shè)計(jì)不盡相同，有的采用單面加熱，另一面安裝硅膠片，保證熱封壓力均勻；有的采用雙面加熱，沒有安裝硅膠片在熱封部位進(jìn)行緩沖，由于壓力不均， 也會(huì)對(duì)熱封強(qiáng)度造成影響，同時(shí)封口外觀易打皺變形。

3 建議措施

3.1 強(qiáng)化產(chǎn)品包裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念

開發(fā)一款新的包裝產(chǎn)品，在投放市場前，除了在包裝版面上精心創(chuàng)作設(shè)計(jì)外，還要對(duì)產(chǎn)品包裝實(shí)現(xiàn)的全過程進(jìn)行系統(tǒng)考慮，從包裝材料選擇到對(duì)灌裝設(shè)備的適應(yīng)性，再到運(yùn)輸倉儲(chǔ)的特殊要求等等，只有在投產(chǎn)之前完成相關(guān)的性能測(cè)試，以確定包裝材料及結(jié)構(gòu)，這樣才能使產(chǎn)品包裝發(fā)揮其應(yīng)有的功能，即保護(hù)產(chǎn)品、促進(jìn)銷售、方便儲(chǔ)運(yùn)的功效。

3.2 加強(qiáng)灌裝操作人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)

由于灌裝操作對(duì)產(chǎn)品包裝質(zhì)量的巨大影響，而且許多產(chǎn)品質(zhì)量問題（強(qiáng)度方面）在生產(chǎn)線上不易被發(fā)現(xiàn)，因此，必須加強(qiáng)從業(yè)人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，除了要讓員工了解與灌裝熱封相關(guān)的一些理論知識(shí)外，同時(shí)能夠通過一些產(chǎn)品外觀現(xiàn)象判斷產(chǎn)品加工性能的優(yōu)劣，從而提高員工的技能水平，避免不合格產(chǎn)品流入市場。

3.3 完善軟包裝產(chǎn)品售后服務(wù)體系

目前，軟包裝企業(yè)對(duì)食鹽包裝定點(diǎn)廠的售后技術(shù)服務(wù)還未完全到位，生產(chǎn)出新產(chǎn)品后，由其進(jìn)行相關(guān)的灌裝調(diào)試、生產(chǎn)，包裝廠參與度不足，必須要完善現(xiàn)有的售后服務(wù)體系，一方面要及時(shí)編制好新產(chǎn)品使用說明書，把材料的性能特點(diǎn)及使用注意事項(xiàng)詳細(xì)的告之使用單位，另一方面對(duì)客戶提出的各類問題，要及時(shí)予以處理解決，并不斷提高，避免產(chǎn)品質(zhì)量事故發(fā)生。

江谷，朱雨川.《軟包裝印刷及后加工技術(shù)》，印刷工業(yè)出版社，2007.