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如何有效降低低温环境下包装袋破损率

2016年5月18日 发表评论 阅读评论

关键词:耐寒性、寒冷环境、低温、柔韧性、软塑包装、破损率、破袋、抗摆锤冲击能

食品软塑包装成品在寒冷环境下不易发生变质,保质期可相对延长,因为低气温可抑制微生物的繁殖与生长且食物营养成分不易被氧化,所以食品出现霉变、酸败等问题的概率普遍降低[1,2]。然而低温环境却也带来了副作用,在降低产品发生变质概率的同时,会对产品在运输、存储及销售过程中的包装密封性及完好性产生不良影响。例如,速冻水饺在生产线时并未出现袋体破裂现象,但在经过冷冻储藏后袋体或封口处出现破裂现象。如何充分利用低温环境,选用合适的包装材料或改进包材性能,降低寒冷环境下产品破损率,是困扰食品企业的质量难题。

在低温条件下,高分子软塑材料均具有脆度增加的趋势,易发生脆裂现象。因为低温条件下,软塑包装相应的高分子材质内部的分子链段活动能力降低,在外力作用下的变形性下降,抵抗冲击能力减弱,从而引起软塑包装柔韧性降低、脆性增加,即包装材料的柔韧性及抗冲击性在低温下变差,导致不耐受外界的冲击,发生破袋、漏气等破损现象。而为了改善软塑包装材料在低温下不易脆裂,则需要向其原料内加入增韧剂等添加物,但其耐寒性究竟如何,是否可以承受住低温环境,应通过耐寒性测试进行验证。是通过比较标准环境条件下与低温环境(大多为零下18℃)下所测试得出的抗摆锤冲击能,如耐寒性不小于某一固定百分率比值(例如BOPA/LDPE复合膜的耐寒性需不小于60%),则说明包装材料在低温下的物理机械强度未发生明显劣变,如比值越低说明材料的耐寒性越差。

一、试验方法与设备

1. 试验设备

FIT-01薄膜冲击试验仪(Labthink兰光):依据能量守恒原理研发。仪器的半圆形冲头在一定的速度下冲击并穿过薄膜试样,根据冲头所消耗的能量,以此评价薄膜的抗摆锤冲击能力。

设备的冲击能量有1 J、2 J、3 J三种量程,并可扩展到5 J,分辨率为0.01 J;冲头直径分为Φ25.4 mm、Φ19 mm、Φ12.7 mm三种,试样的夹口直径有Φ89 mm、Φ60 mm两种;并采用气动方式夹持试样。设备除可用于塑料薄膜、薄片、复合膜、金属薄片等材料抗摆锤冲击能的精确测定外,还可用于纸张、纸板等抗摆锤冲击能的测试,如烟包镀铝纸、利乐包装铝塑纸复合膜等。

图1  FIT-01薄膜冲击试验仪

2. 试验步骤

耐寒性中需要测试的抗摆锤冲击能的测试方法参考GB 8809 《塑料薄膜抗摆锤冲击试验方法》。

(1) 裁样

分别从1号、2号样品表面裁取10 cm × 10 cm的试样各20片,并放置在23±2℃、45% ~ 55%RH环境下至少4 h。

(2) 测厚

分别测试1号、2号样品的厚度。每个试样片的中心位置测试一点,两个试样的厚度分别取20片试样测试结果的算术平均值。

(3) 低温处理

从两种样品中各随机抽取10片裁好的试样,放入-18℃的环境中低温处理2 h。

(4) 设备校准

选用合适直径的冲头和冲击量程,使试样的检测结果处于所选量程的10% ~ 90%之间。本次试验选用直径Φ12.7 mm的冲头,试样的夹口直径为Φ89 mm,冲击量程为3 J。按照设备的使用要求进行校准。

(5) 常温试样测试

将试样片装夹在设备中,踩下气动踏板,夹紧试样。点击试验选项,冲头落下,冲击试样,设备自动显示试样的测试结果。重复该操作,直至1号、2号样品中未经低温处理的10片试样均测试完毕。

(6) 低温处理试样测试

试样低温处理完毕后,取出,按照(5)中的步骤进行测试。

二、结果与讨论

将-18℃环境放置后测定的薄膜抗摆锤冲击能除以标准环境条件下测定的薄膜抗摆锤冲击能,即为耐寒性,单位为%。

经测试,1号样品的耐寒性为85.4%,2号样品的耐寒性为95.2%。1号样品的耐寒性明显低于2号样品,即处于低温环境中下1号样品的柔韧性发生较大的劣变,脆度明显增加,包装的抗冲击性能显著降低,耐受冲击、挤压、跌落等破坏力的性能劣化程度较大,而2号样品在低温环境下的柔韧性变化较小,仍保持较高的抗冲击强度,这是引起北方寒冷区域1号方便面样品包装破损率增加,而2号方便面样品包装破损率无明显变化的重要原因。

三、总结

耐寒性是软塑包装材料的一项重要的性能指标,是考核包装材料在低温条件下柔韧性变化的物理性能,是低温环境中流通的产品包装应重点关注的指标。通过选择合适的树脂原料、改善包材材料加工工艺、添加适量的增塑剂、选用具有良好耐低温性的包装材料等措施可有效提高包装袋的耐寒性,防止低温环境下包装袋破损率的增加。Labthink兰光始终致力于为全球客户提供专业的包装检测设备与贴心的检测服务。了解关于更多相关检测仪器信息,您可以登陆www.labthink.com 查看具体信息或直接致电0531-85068566咨询。Labthink兰光期待与行业中的企事业单位增进技术交流与合作。

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