农业生产机械化论文、自动化生产会影响商品价值吗?

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广州市天珠自动化机械设备工程机械、建筑机械为什么说生产自动化条件下剩余价值的源泉没有发生变化?
为什么说生产自动化条件下剩余价值的源泉没有发生变化?
09-06-22 &
在当今自动化生产十分普及的情况下,剩余价值依旧是普遍存在的。其原因简而言之就是,自动化过程的本身就是剩余价值的标准实现。也就是说,自动化很大程度上就是通过剩余价值来实现的。我们所指的自动化就是最高程度的生产机械化,也就是变人力为机器的力量,以机械取代手工。自动化与非自动化的根本区别就是有无取代人力的相关设备,那么,设备是哪来的?人造的,人手造出来的——剩余价值的典型表现。人制造了机器来代替自己工作,制造机器的过程中出现了剩余价值。机器造出来了,要开始生产,还是人来操作机器,人也在工作。说到底,人类要生产,不管条件多先进,多少要有自己的参与,这种参与就是一种劳动形式,这之中必然就有剩余价值的产生。有生产,就有人的劳动力转化为剩余价值。   举一个例子。各单位的人事部门过去用笔纸的方式来记录人员的档案,现在都用了计算机来进行数据存储管理。看上去是简单多了,不需要什么人力。但是计算机哪来的?数据库软件哪来的?科学家发明了计算机,工程师设计了各种软件,这过程中他们都创造了大量的剩余价值。数据库的管理需要有技能的人员进行操作,他们同样创造了剩余价值。乍一听这个问题会愣一下甚至被蒙,都自动化了还有没有剩余价值?想通了也就不怀疑了。剩余价值就是资本原始积累的方式,怎么可能少的了它。剩余价值不会因为生产方式的改变而存在或消失。我个人感觉似乎书上的语言对剩余价值比较有敌意,把他当作资本主义敌人的武器来警觉对待。其实何必呢,事实是不靠剩余价值我们的社会主义市场经济也发展不到今天,更别说加入WTO了,不是吗?剩余价值的存在与否不取决于是否自动化。 在资本主义生产自动化的条件下,剩余价值的源泉,仍然只能是雇佣工人的剩余劳动。这是因为:  1.机器再先进也仍然是机器,即使是机器人之类的自动化装置和自动化的机器体系,它们在生产过程中也只是当作劳动资料发挥作用,决不能取消劳动的作用。在价值增值过程中,生产资料的价值只是转移到新产品中,而不会增殖。这种价值的转移是通过工人的劳动实现的。由于自动化机器的使用,可以提高劳动效率,使每个劳动力动用的生产资料增加,从而改变生产中劳动力和生产资料的比例。但是,这种变化并不能改变生产资料的作用,不可能创造价值和剩余价值。  2.价值是一般一类劳动的凝结,劳动是商品价值的唯一源泉,自动化的机器虽然代替了人的一部分劳动,但是不可能完全取代人的劳动,也不能改变劳动者在生产中的主体地位。机器再完善也是由人来使用的。马克思指出:“为了从事生产劳动,现在不一定要亲自动手,只要成为总体工人的一个器官,完成他属的某一种职能就够了。”这里所说的“总体工人”,既包括直接进行生产操作的劳动者,又包括与物质生产有关的科学技术人员和管理人员,剩余价值是由他们共同创造的。而且,在“总体工人”中,劳动的复杂程度大为提高,可以创造更多的价值和剩余价值。  3.个别企业的资本家首先采用自动化的机器体系,或采用比其他企业自动化程度更高的机器体系,可以大幅度提高劳动生产率,减少雇佣工人数量,并获得更多的剩余价值。这是因为该企业生产的商品的个别价值低于社会价值,从而获得超额剩余价值,其来源是这些企业的工人劳动的生产率特别高的缘故。  4.如果自动化生产在某个部门得到普及,成为该部门的正常生产条件,则资本有机构成大为拉高。由于平均利润率规律的作用,将从有机构成低的部门转过来一部分剩余价值,这样,资本家获得的剩余价值不仅来自本部门工人的剩余劳动,而且来其他部门工人的剩余劳动。如果生产自动化在社会范围内得到普及,导致社会劳动生产率普遍提高,则全体资本家都可以得到更多的相对剩余价值这仍然是工人的剩余劳动创造的
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  食品包装作为最古老的包装行业,在现代包装领域占有非常重要的地位。由于人们对食品安全的认识的提高和重视,现代食品包装更是具有举足轻重的地位。食品包装涉及包装材料、包装结构、包装容器、包装工艺、包装机械以及包装标准与法规等多方面内容,尤其随着新材料、新设备、新工艺的出现,食品包装技术也在不断的进步和发展。本书按照食品的类型,分别介绍了各类典型食品的包装材料、工艺技术和包装机械,旨在尽量结合当前最先进的生产现状,编写出最接近食品包装技术实际应用的教材,力求能够反映食品包装领域的新成果和发展方向,以满足目前的教学需要。
本书是由黑龙江八一农垦大学、内蒙古农业大学和内蒙古科技大学三所院校多年从事包装工程与技术、食品科学与工程教学和研究工作的教师共同编写。其中,第一章、第二章和第七章由黑龙江八一农垦大学的李大鹏老师编写;第三章由内蒙古农业大学的孙文秀老师编写;第四章由黑龙江八一农垦大学的孟令伟老师编写;第五章由黑龙江八一农垦大学的刘伟老师编写;第六章由黑龙江八一农垦大学的王洪江老师编写;第八章由内蒙古科技大学的李俊芳老师编写。全书最后由黑龙江八一农垦大学的李大鹏老师负责组稿和统稿,并根据出版社的意见对全书进行了修改和补充;内蒙古农业大学的赵丽芹老师对本书的编写给予了极大地帮助和关心,在此表示特别的感谢。
本书内容丰富,适用于食品科学与工程或其他轻工专业的大学本科、专科教学使用,也可供包装工程专业有关研究人员、工程技术人员作参考。
由于编者水平有限,书中错误、不当和疏漏之处在所难免,诚挚欢迎阅读本书的师生和有关专家、学者批评指正。
  本章学习重点与要求:
1.掌握包装及食品包装的相关概念;
2.了解包装的发展及与现代社会生活的关系;
3.掌握食品包装质量的评价体系。
包装的萌芽应该追溯到人类最原始的时代。早在8000年前,我们的祖先就开始使用烧制的陶瓷盛装物品和食物。半坡遗址的陶瓷,龙山遗址的黑陶,以及植物的叶子、果壳、葫芦、竹筒,动物的贝壳、兽皮等作为物品的包装载入了人类文明的史册。人类社会发展到有商品交换和贸易活动时,包装已逐渐成为商品的组成部分,同时又是实现商品价值和使用价值的手段。现代包装已成为人们日常生活消费中必不可少的内容。人类生活离不开包装,却也为包装所困扰。
食品包装从始至今,历来都是包装的主体。很多食物易腐败变质而丧失其营养和商品价值,因而它们必须适当被包装才能贮存和成为商品流通。随着科学技术的发展和人们消费水平的日益提高,人们对食品包装的要求也越来越高。食品包装的迅猛发展和千姿百态,既丰富了人们的生活,也逐渐改变着人们的生活方式。
第一节 包装的基本概念
一、包装的定义
谈到包装,人们曾赋予其不同的内涵。过去人们认为包装是用器具去容纳物品,或对物品进行裹包、捆扎等的操作,仅仅起容纳物品、方便取用的作用,这样的理解显然是片面的。现在人们对包装赋予了更广泛的含义,它以系统论的观点,把包装的目的、要求、构成要素、功能作用以及实际操作等因素联系起来,形成了一个完整的概念。
根据中华人民共和国国家标准(GB/T 08),包装(Package,Packaging)的定义:为在流通过程中保护产品、方便贮运、促进销售,按一定技术方法而采用的容器、材料及辅助物等的总体名称;也指为了达到上述目的而采用容器、材料和辅助物的过程中施加一定技术方法等的操作活动。
世界各国对包装的涵义有不同的理解,说法也不尽相同,但基本意思是一致的,都以包装的功能作用为其核心内容。例如,美国把包装定义为:“包装,是使用适当的材料、容器,而施于技术,使其能将产品安全到达目的地——即在产品输送过程中的每一阶段,不论遭到怎样的外来影响,皆能保护其内装物,而不影响产品价值。”而日本包装工业标准JIS Z对包装的定义是:包装是在商品的运输与保管过程中,为保护其价值及状态,以适当的材料,容器等对商品所施加的技术处理,及施加技术处理后保持下来的状态。加拿大认为“包装是将产品由供应者送到顾客或消费者手中,而能保持产品完好状态的工具”。英国认为“包装是为货物的运输和销售所做的艺术、科学和技术上的准备工作”。
国际上各个国家对现代包装的定义不尽相同,但其基本含义一致,可归纳成两个方面:一是关于包装商品的容器、材料及辅助物品;二是关于实施包装封缄等的技术活动。
食品包装(Food Package)是指:采用适当的包装材料、容器和包装技术,把食品包裹起来,以使食品在运输和贮藏过程中保持其价值和原有的状态。
二、包装的功能
现代商品社会中,包装对商品流通起着极其重要的作用,包装的科学合理性会影响到商品的质量可靠性,及能否以完美的状态传达到消费者手中,包装的设计和装潢水平直接影响到商品本身的市场竞争力乃至品牌、企业形象。现代包装的功能有四个方面。
(一)保护商品
包装最重要的作用是保护商品。商品在贮运、销售、消费等流通过程中常会受到各种不利条件及环境因素的破坏和影响,采用科学合理的包装可使商品免受或减少这些破坏和影响,以期达到保护商品之目的。
对食品产生破坏的因素大致有两类:一类是自然因素,包括光线、氧气、温湿度、水分、微生物、昆虫、尘埃等,可引起食品氧化、变色、腐败变质和污染;另一类是人为因素,包括冲击、振动、跌落、承压载荷、人为盗窃污染等,可引起内装物变形、破损和变质等。
不同食品、不同的流通环境,对包装保护功能的要求不同。如饼干易碎、易吸潮,其包装应耐压防潮;油炸花生极易氧化变质,要求其包装能阻氧避光照;而生鲜食品为维持其生鲜状态,要求包装具有一定的O2、CO2和水蒸气的透过率。因此,包装工作者应首先根据包装产品的定位,分析产品的特性及其在流通过程中可能发生的质变及其影响因素,选择适当的包装材料、容器及技术方法对产品进行适当的包装,保护产品在一定保质期内的质量。
(二)方便储运
包装能为生产、流通、消费等环节提供诸多方便:方便厂家及物流部门搬运装卸、存储保管、商店陈列销售,也方便消费者的携带、取用和消费。现代包装还注重包装形态的展示方便、自动售货及消费开启和定量取用的方便。一般说来,产品没有包装就不能储运和销售。
(三)促进销售
包装是提高商品竞争能力、促进销售的重要手段。精美的包装能在心理上征服消费者,增加其购买欲望;超级市场中包装更是充当着无声推销员的角色。随着市场竞争由商品内在质量、价格、成本竞争转向更高层次的品牌形象竞争,包装形象将直接反映一个品牌和一个企业的形象。
现代包装设计已成为企业营销战略的重要组成部分。企业竞争的最终目的是使自己的产品为广大消费者所接受,而产品包装包含了企业名称、标志、商标、品牌特色以及产品性能、成分容量等商品说明信息,因而包装形象比其他广告宣传媒体更直接、更生动、更广泛的面对消费者。消费者从产品包装上得到更直观精确的品牌和企业形象。食品作为商品所具有的普遍和日常消费性特点,使得其通过包装来传达和树立企业品牌形象更显重要。
(四)提高商品价值
包装是商品生产的继续,产品通过包装才能免受各种损害而避免降低或失去其原有的价值。因此,投入包装的价值不但在商品出售时得到补偿,而且能给商品增加价值。包装的增值作用不仅体现在包装直接给商品增加价值这一最直接的增值方式,而且更体现在通过包装塑造名牌所体现的品牌价值这一种无形而巨大的增值方式。例如,世界着名的碳酸饮料品牌“可口可乐Coca-Cola”,2011年品牌价值咨询机构Eurobrand对其估值高达550.79亿欧元(约合人民币4830亿元),成为全球第二大价值品牌。
当代市场经济倡导名牌战略,同类商品名牌与否差值很大;品牌本身不具有商品属性,但可以被拍卖,通过赋予它的价格而取得商品形式,而品牌转化为商品的过程可能会给企业带来巨大的直接或潜在的经济效益。包装增值策略的运用得当,将取得事半功倍、一本万利的效果。
三、包装的分类
现代包装种类很多,因分类角度不同形成多样化的分类方法。
(一)按在流通过程中的作用分类
包装可分为销售包装和运输包装。
1.销售包装(Consumer Package)
GB/T 08包装术语中规定:销售包装,即以销售为主要目的,与内装物一起到达消费者手中的包装。它具有保护、美化、宣传产品,促进销售的作用。因此,要求销售包装不仅具有对商品的保护作用,而且更注重包装的促销和增值功能,通过包装装潢设计手段来树立商品和企业形象,吸引消费者、提高商品竞争力。一般能放到货架上销售的包装形式(体积较小)均属于销售包装,比如瓶、罐、盒、袋及其组合包装等。
2.运输包装(Transport Package)
GB/T 08包装术语中规定:运输包装,即以运输贮存为主要目的的包装。它具有保障产品的安全,方便储运装卸,加速交接、点验等作用。因此,运输包装应具有很好的保护功能以及方便贮运和装卸功能,其外表面对储运注意事项应有明显的文字说明或图示,如“防雨”“易燃”“不可倒置”等。一般能够直接放置在仓库或者运输工具中的包装均为运输包装(体积较大),常见运输包装有瓦楞纸箱、木箱、金属大桶、各种托盘、集装箱等。
(二)按包装结构形式分类
包装可分为贴体包装、泡罩包装、热收缩包装、便携包装、托盘包装、集合包装等。
1.贴体包装(Skin Packaging)
贴体包装又叫真空贴体包装(Vacuum Skin Packaging,VSP),将产品置于底板(纸板或塑料片材)上,在真空作用和加热条件下使得贴体薄膜紧贴产品表面,并与底板封合的一种包装形式。
2.泡罩包装(Blister Packaging)
将产品封合在用透明塑料片材料制成的泡罩与盖材之间的一种包装形式。
3.热收缩包装(Shrink Packaging)
将产品用热收缩薄膜裹包或装袋,通过加热使薄膜收缩而形成产品包装的一种包装形式。
4.便携包装(Carrier Pack,Carry-home Pack)
为方便消费者携带,装有提手或类似装置的包装形式。
5.托盘包装(Palletizing Packaging)
将产品或包装件堆码在托盘上,通过扎捆、裹包或黏结等方法固定,形成一个搬运单元,以便用机械设备搬运。
6.集合包装(Assembly Packaging)
将若干同类或不同类商品包装在一起,形成一个合适的搬运单元的包装。
此外,还有捆扎包装、可折叠式包装、可拆卸包装、喷雾式包装等。
(三)按包装材料和容器分类
(四)按包装质地分类
1.硬质包装(Rigid Package)
所谓硬质包装,即在充填或取出内装物后,容器形状基本不发生变化的包装。该容器一般用金属、木质材料、玻璃、陶瓷、纸板、硬质塑料等材料制成。
2.软包装(Flexible Package)
在充填或取出内装物后,容器形状可发生变化的包装。该容器一般用纸、纤维制品、塑料薄膜或复合包装材料等制成。
(五)按包装使用次数分类
1.一次性包装(Portion Package)
一次性包装,即仅使用一次的包装。这类包装一般不具备重复使用的价值,或者产品的高要求使得包装不能重复使用。比如,厚度很薄的一次性塑料袋,一次性食品包装用纸、纸盒,一次性塑料输液瓶等。
2.可重复利用包装(Returnable Package)
可重复利用包装,也称之为周转包装,即可使用一次以上的包装。此类包装用过一次之后,不进行任何处理或者经过适当的处理后仍然就有使用的价值和功能,故可以重复利用。一般像玻璃啤酒瓶、塑料周转箱、托盘包装等都属于这一类。
(六)按被包装产品分类
包装可分为食品包装、化工产品包装、有毒物品包装、易碎物品包装、易燃品包装、工艺品包装、家电产品包装、杂品包装等。不同产品对包装有不同的要求,某些特殊产品还有相应的包装法规规范。
(七)按销售对象分类
包装可分成出口包装、内销包装、军用包装和民用包装等。
(八)按包装技术方法分类
包装可分为真空充气包装、控制气氛包装、脱氧包装、防潮包装、软罐头包装、无菌包装、热成型包装、热收缩包装、缓冲包装等。
第二节 包装与现代社会生活
包装与现代生活息息相关,现代社会生活离不开包装,包装的发展也深刻地改变和影响着现代社会生活。
一、包装策略与企业文化
产品包装是企业形象最直接生动的反映。包装形象(Packaging Image)包括企业标志、商标、标准字体、标准色等企业形象诸要素。现代企业越来越注重产品的包装形象,因为名牌的创立和认同,首先经过产品包装形象的确立和认同;包装产品经过大批量的、多次重复的展现和消费,其商品形象直接而有效地印在消费者的心目中。凡是科学的合理包装,均能概括、鲜明、集中、深刻反映商品的品质内涵,展示企业的素质形象。此观点得到企业界的广泛认同,因此,包装成为企业树立形象,创造名牌最基本、最重要的手段。
国际上杰出成功的企业通常把包装策略放在CIS(Corporate Identity System)即企业形象战略中加以统筹考虑。从广泛的意义上讲,CIS实质上是企业整体形象的包装;企业通过包装,向人们展示其内在品质和完美形象,从而赢得市场和消费者。因此,企业整体形象包装与包装策略成为现代企业文化的主流。
二、包装与资源和环境
资源的消耗和环境的保护是全球生态的两大热点问题,包装与其密切相关,并且成为这两个问题的焦点之一。包装制造所用材料大量地消耗自然资源;在包装生产过程中因不能分解的有毒三废造成对环境的污染;数量巨大的包装废弃物成为环境的重要污染源;这些因素均在助长着自然界恶性生态循环,世界各国为此投入巨大,问题有所控制,但依然严峻。
  (一)包装与资源
地球的自然资源并非取之不尽、用之不竭,每一种物质的形CD需要漫长的时间。森林的大量采伐已严重破坏地球的气候和生态平衡,世界森林面积已不足国土总面积的32%。包装工业产品70%以上为一次性使用,使用后即为废弃物,产品生命周期较其他工业产品短,故消耗资源量大。如美国用于包装的纸和纸板占纸制品总量的90%,这充分说明包装消耗着相当数量的自然资源。
从省料节能观点出发,包装应力求精简合理,防止过分包装和夸张包装;充分考虑包装材料的轻量化,采用提高材料综合包装性能等措施探索容器薄壁化和寻求新的代用材料,在满足包装要求的前提下,用纸塑类材料代替金属、玻璃包装材料。目前,牛奶、果汁类饮料产品基本采用纸塑类复合包装材料,并采用无菌包装技术包装,一方面大量节省了包装能源和成本,同时也较好地保持了食品原有风味和质量。此外,通过改进包装结构,实现包装机械化、自动化,加强包装标准化和质量管理等也能达到省料节能之目的。
我国也在积极建设资源节约型社会,在包装的使用上大力度提倡塑料包装有偿使用。例如,2008年1月份国务院办公厅下发了“关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知”,明确要求从日起在全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于0.025mm的超薄塑料购物袋,同时禁止超市、商场、集贸市场等零售场所免费提供塑料购物袋。这是一个新的开始,限塑令的提出可以逐步提高普通大众的环保意识和有偿使用意识。
(二)包装与环境保护
包装在促进商品经济发展的同时,对环境造成的危害也日趋严重。统计表明:截止2011年,全国垃圾积累量超过60亿吨,侵占了300多万亩土地。目前,在我国600多个大中城市中,有2/3的城市被垃圾围城。我国每年包装废弃物约占城市固体垃圾总量的1/3,其中塑料占包装废弃物总量的37.8%、纸占34.8%、玻璃占16.9%、金属占10.5%。
综上所述,人类在进行产品包装的同时,唯有注重生态环境的保护,从单纯的解决人类最基本的功能性需求,转向人类生存环境条件的各方面要求,最终使产品包装与产品本身一起,与人及环境建立一种共生的和谐关系。因此,包装工业应力求低耗高效,使产品获得合理包装的同时,解决好废旧包装的回收利用和适当处理。有句话说得好:“垃圾是放错了地方的资源”,2010年我国包装工业总产值突破10000亿元,而包装废弃物的价值将近4000亿元。换一个角度来看,这些垃圾如果能变成资源被重新利用,对资源节约和环境保护工作来说意义重大。
就食品包装来说,首先要解决好产品和包装的合理定位问题,抵制过度包装,优先采用高新包装技术和高性能包装材料,在保证商品使用价值的前提下,尽量减少包装用料和提高重复使用率,降低综合包装成本;其次应大力发展绿色包装、生态包装,研究包装废弃物的回收利用和处理问题。我国作为发展中国家,应避免走发达国家先污染再治理的道路,在社会主义市场经济条件下,包装工业应高度重视环境保护和生态平衡问题,优先发展易于循环利用,耗资、耗能少的包装材料;开发可控生物降解、光降解及水溶性的包装材料,并在推出新型包装材料的同时,同步推出其回收再利用技术,把包装对生态环境的破坏降低到最低程度。
(三)绿色包装
1987年联合国环境与发展委员会发表了《我们共同的未来》宣言,1992年6月再次通过《里约环境与发展宣言》和《21世纪议程》,在全世界范围内掀起了一场以保护环境和节约资源为中心的绿色浪潮,形成了崇尚自然、保护环境的绿色理念。在绿色理念的倡导下,“绿色包装”作为迎合包装与环境的和谐共处的一个新概念,在20世纪的80年代末90年代初涌现出来。发达国家最初把这个新概念称之为“无公害包装”“环境友好包装”或“生态包装”,我国自1993年开始称为“绿色包装”。
到目前为止,有关绿色包装虽然没有明确的定义,但是一般认同的“绿色包装”是指能够循环再生利用或降解,节约资源和能源,并且在包装产品从材料、制品加工到废弃物处理全过程对人体健康及环境不造成公害的适度包装。因此,绿色包装意味着必须节省资源和能源,避免废弃物的产生,易回收、可再循环利用以及可降解等,能够满足生态环境保护的要求。发达国家已经要求包装做到“3R”和“1D”原则,即Reduce(减量化)、Reuse(重复使用)、Recycle(再循环)、Degradable(可降解)。而随着绿色理念的不断延伸,消费者则对新型包装提出“4R1D”要求,在“3R1D”原则上加了Recover(能源再生)。
所谓绿色包装材料,是指能够循环使用、再生利用或降解腐化,不造成资源浪费,并在材料存在的整个生命周期中对人体及环境不造成公害的包装材料。绿色包装材料本质上涵盖了保护环境和资源再生两方面的含义,这样就形成了一个封闭的生态循环圈。
就目前食品所使用的包装材料而言,如纸、塑料或是纸塑复合材料,从资源与环境两方面综合评判是否为绿色包装,即从资源利用、制造到使用后的处理来综合比较,结论是否定的。因此,绿色包装的技术体系应该解决包装在使用前后的整个过程中对生态环境的破坏问题,研究和寻找理想的绿色包装技术,或针对商品的不同要求去开发研究相应的绿色包装制品和方法。
倡导绿色包装的实际意义在于促进建立和完善包装资源的回收和再生系统,使包装废弃物得到充分利用,大大减少对生态环境的污染和破坏,同时又大量减少自然资源的消耗,使得人类的生存环境更安全、更清洁、更舒适。
第三节 食品包装概论
食品是人类生存和社会发展的物质基础,是人们从事劳动生产和一切活动的能量源泉,也是国家稳定和社会发展的永恒主题。随着社会的进步和发展,尤其是进入21世纪的今天,人们的温饱问题基本解决,包装对食品本身而言,不再是可有可无的环节,而是必不可少的组成部分。对食品进行合理包装,既能在一定程度上保证食品的质量,方便生产、贮存和运输,又能促进产品的销售,提高商品价值,是任何一个食品生产过程不容忽视的重要环节。
食品包装学作为一门综合性的应用科学,涉及化学、生物学、物理学、美学等基础科学,更与食品科学、包装科学、市场营销等人文学科密切相关。食品包装工程是一个系统工程,它包容了食品工程、机械力学工程、化学工程、包装材料工程以及社会人文工程等领域。因此,做好食品包装工作,首先要掌握与食品包装相关的学科技术知识,以及综合运用相关知识和技术进行包装操作的能力和方法;其次应该建立评价食品包装质量的标准体系。
一、怎样做好食品包装
(一)了解食品本身特性及其所要求的保护条件
做好食品包装首先应了解食品的主要成分、特性及其加工和贮运流通过程中可能发生的内在反应,包括非生物的内在生化反应和生物性的腐败变质反应机理;其次应研究影响食品中主要成分,尤其是脂肪、蛋白质、维生素等营养成分的敏感因素,包括光线、氧气、温度、微生物及物理、机械力学等方面的影响因素。只有掌握了被包装食品的生物、化学、物理学特性及其敏感因素,确定其要求的保护条件,才能正确选用包装材料、包装工艺技术来进行包装操作,达到保护功能并适当延长食品贮存保鲜保质期的目的。
(二)研究和掌握包装材料的包装性能、适用范围及条件
包装材料种类繁多、性能各异,因此,只有了解各种包装材料和容器的包装性能,才能根据包装食品的防护要求选择既能保护食品风味和质量,又能体现其商品价值,并使综合包装成本合理的包装材料。例如,需高温杀菌的食品应选用耐高温包装材料,而低温冷藏食品则应选用耐低温的材料包装。
(三)掌握有关的包装技术方法
对于给定的食品,在选取合适的包装材料和容器后,还应采用最适宜的包装技术方法。包装技术的选用与包装材料密切相关,也与包装食品的市场定位等因素有关。同一种食品往往可以采用不同的包装技术方法而达到相同或相近的包装要求和效果,但包装成本不同。例如,易氧化食品可采用真空或充气包装,也可采用封入脱氧剂进行包装,但后者的包装成本较高;有时为了达到设定的包装要求和效果,必须采用特定的包装技术。
(四)研究和了解商品的市场定位及流通区域条件
商品的市场定位、运输方式及流通区域的气候和地理条件等是食品包装设计必须考虑的因素。国内销售商品与面向不同国家的出口商品的包装和装潢要求不同,不同运输方式对包装的保护性要求不同,公路运输比铁路运输有更高的缓冲包装要求。对食品包装而言,商品流通区域的气候条件变化至关重要,因为环境温湿度对食品内部成分的化学变化、食品微生物及其包装材料本身的阻隔性都有很大的影响,在较高温湿度区域流通的食品,其包装要求应更高;运往寒冷地区的产品包装,应避免使用遇冷变硬脆化的高分子包装材料。
  (五)研究和了解包装整体结构和包装材料对食品的影响
包装食品的卫生与安全非常重要,而包装材料及包装整体结构与此关系很大,包装操作时应了解包装材料中的添加剂等成分向食品中迁移的情况,以及食品中某些组分向包装材料渗透和被吸附情况等对流通过程中食品质量安全的影响。
(六)进行合理的包装结构设计和装潢设计
根据食品所需要的保护性要求、预计包装成本、包装量等诸方面因素进行合理的包装设计,包括容器形状、耐压强度、结构形式、尺寸、封合方式等方面;应尽量使包装结构合理、节省材料、节约运输空间及符合时代潮流,避免过分包装和欺骗性包装。
包装装潢设计应与内装产品相适应,做到商标醒目、文字简明、图案色彩鲜明,富有视觉冲击力,并能迎合所定位的消费人群的喜好。出口商品应注意消费国家的民族习惯,并避免消费群体的禁忌。
(七)掌握包装测试方法
合格的商品必须通过有关法规和标准规定的检验测试,商品检测除对产品本身进行检测外,对包装也必须检测,合格后方能使用流通。包装测试项目很多,大致可分成以下两类。
1.对包装材料或容器的检测
包括包装材料和容器的O2、CO2和水蒸气的透过率、透光率等的阻透性测试;包装材料的耐压、耐拉、耐撕裂强度、耐折次数、软化及脆化温度、黏合部分的剥离和剪切强度测试;包装材料与内装食品间的反应,如印刷油墨、材料添加剂等有害成分向食品中迁移量的测试;包装容器的耐霉试验和耐锈蚀试验等。
2.包装件的检测
包括跌落、耐压、耐振动、耐冲击试验和回转试验等,主要解决贮运流通过程中的耐破损问题。
包装检测项目非常多,但并非每一个包装都要进行全面检测。对特定包装究竟要进行那些测试,应视内装食品的特性及其敏感因素、包装材料种类及其国家标准和法规要求而定。例如,罐头食品用空罐常需测定其内涂料在食品中的溶解情况;脱氧包装应测定包装材料的透氧率;防潮包装应测定包装材料的水蒸气透过率等。
(八)掌握包装标准及法规
包装操作自始至终每一步都应严格遵守国家标准和法规。标准化、规范化过程贯穿整个包装操作过程,才能保证从包装的原材料供应、包装作业、商品流通及国际贸易等顺利进行。必须指出,随着市场经济和国际贸易的发展,包装标准化越来越重要,只有在掌握和了解国家和国际有关包装标准的基础上,才能使我们的商品走出国门,参与国际市场竞争。
二、评价包装质量的标准体系
包装质量是指产品包装能满足生产、贮运销售至消费整个生产流通过程的需要及其满足程度的属性。包装质量的好坏,不仅影响到包装的综合成本效益、产品质量,而且影响到商品市场竞争能力及企业品牌的整体形象。因此,了解和建立包装质量标准体系是我们做好包装工作的重要内容。评价食品包装质量的标准体系主要考虑以下几个方面。
(一)包装能提供对食品良好的保护性
食品极易变质,包装能否在设定的食品保质期内保全食品质量,是评价包装质量的关键。包装对产品的保护性主要表现在以下四点。
(1)物理保护性:包括防振耐冲击、隔热防尘、阻光阻氧、阻水蒸气及阻隔异味等。
(2)化学保护性:包括防止食品氧化、变色,防止包装的老化、分解、锈蚀及有毒物质的迁移等。
(3)生物保护性:主要是防止微生物的侵染及防虫、防鼠。
(4)其他相关保护性:指防盗、防伪等。
(二)卫生与安全
包装食品的卫生与安全直接关系到消费者的健康和安全,也是近年来国内外社会的热点问题,将做专题介绍。
(三)方便与促销
包装应具有良好的方便和促销功能,体现商品的价值和吸引力。
(四)加工适应性好
包装材料应易加工成型,包装操作简单易行,包装工艺应与食品生产工艺相配套。
(五)包装成本合理
包装成本应指包装材料成本、包装操作成本、运输包装成本和销售成本等在内的综合经济成本。
除上述几点外,评价食品包装质量的标准体系还应考虑包装废弃物易回收利用,不污染环境及符合包装标准及法规等。
三、食品包装的安全与卫生
近年,食品安全成为全球关注的焦点,2008年发生的“三鹿婴幼儿奶粉安全事故”在国内外更引起强烈震动。然而食品安全并不仅是食品本身的安全,也包括食品被包装后的安全,食品包装材料的安全性是食品安全不可分割的重要组成部分。因食品包装材料的安全性引起的食品安全事故近年也屡屡发生,如:2005年初,甘肃某食品厂生产的薯片包装袋被检查发现印刷油墨里的苯残留量是国家允许的3倍,严重超标;同年在超市中又检查出PVC保鲜膜使用DEHA作为增塑剂,在高温加热下会迁移到食品中导致人体得癌;2006年,某不良商家用弃旧光盘生产劣质奶瓶,奶瓶中酚的含量值达到0.09mg/L,超出标准值近1倍,而重金属铅的指标更是超标200倍,酚和铅被人体摄入就会蓄积在各脏器组织内,很难排出体外,当体内的累积达到一定量时,就会破坏肝细胞和肾细胞,造成慢性中毒甚至致癌;2007年,国家质检总局组织对食品包装用塑料复合膜(袋)产品质量进行了国家监督抽查,共抽查了北京、天津、河北、山东、江苏、上海、浙江、广东、福建9个省、直辖市,100家企业生产的100种产品,产品抽样合格率为69%。抽查结果表明,大型生产企业产品抽样合格率为90%,产品质量较好。而一些小型生产企业产品抽样合格率为61%,产品质量存在较多问题。另外,一次性塑料快餐盒质量也存在很多问题,许多不法厂家为了降低成本,在产品中大量添加工业级的碳酸钙、滑石粉、石蜡等禁止用于食品包装生产的添加剂。更有甚者,将主要原料和添加剂的比例对调,工业碳酸钙、石蜡等添加剂的使用量超过了50%,有的高达80%。以上种种食品包装材料(其涵义可以扩大为与食品、人体接触的材料)的安全事故表明对食品包装材料加强监管、建立完整系统的食品包装材料安全保障系统已经十分急迫,必须引起高度重视。
提供安全卫生的包装食品是人们对食品厂商的最基本要求。食品包装各个环节的安全与卫生问题,可大致从三个方面去考察:即包装材料本身的安全与卫生性,包装后食品的安全与卫生性及包装废弃物对环境的安全性。
包装材料的安全与卫生问题主要来自包装材料内部的有毒、有害成分对包装食品的迁移和溶入。这些有毒有害成分主要包括:材料中的有毒元素如铅、砷等;合成树脂中的有毒单体,各种有毒添加剂及黏合剂;印刷油墨有毒溶剂残留以及涂料等辅助包装材料中的有毒成分。
包装材料的安全与卫生直接影响包装食品的安全与卫生,世界各国都制定了有关包装材料的卫生标准和使用条件。日《中华人民共和国食品安全法》正式实施,取代原来的《食品卫生法》。这是我国食品安全生产、流通、加工、餐饮保障领域的一件大事,关系到老百姓的切身利益和身体健康。以下内容是《中华人民共和国食品安全法》有关包装的相关细则摘录。
第二十七条 食品生产经营应当符合食品安全标准,并符合下列要求:
(一)具有与生产经营的食品品种、数量相适应的食品原料处理和食品加工、包装、贮存等场所,保持该场所环境整洁,并与有毒、有害场所以及其他污染源保持规定的距离。
(五)餐具、饮具和盛放直接入口食品的容器,使用前应当洗净、消毒,炊具、用具用后应当洗净,保持清洁。
(六)贮存、运输和装卸食品的容器、工具和设备应当安全、无害,保持清洁,防止食品污染,并符合保证食品安全所需的温度等特殊要求,不得将食品与有毒、有害物品一同运输。
(七)直接入口的食品应当有小包装或者使用无毒、清洁的包装材料、餐具。
(八)食品生产经营人员应当保持个人卫生,生产经营食品时,应当将手洗净,穿戴清洁的工作衣、帽;销售无包装的直接入口食品时,应当使用无毒、清洁的售货工具。
第二十八条 禁止生产经营下列食品:
(七)被包装材料、容器、运输工具等污染的食品。
(九)无标签的预包装食品。
第四十一条 食品经营者贮存散装食品,应当在贮存位置标明食品的名称、生产日期、保质期、生产者名称及联系方式等内容。
食品经营者销售散装食品,应当在散装食品的容器、外包装上标明食品的名称、生产日期、保质期、生产经营者名称及联系方式等内容。
第四十九条 食品经营者应当按照食品标签标示的警示标志、警示说明或者注意事项的要求,销售预包装食品。
第六十六条 进口的预包装食品应当有中文标签、中文说明书。标签、说明书应当符合本法以及我国其他有关法律、行政法规的规定和食品安全国家标准的要求,说明食品的原产地以及境内代理商的名称、地址、联系方式。预包装食品没有中文标签、中文说明书或者标签、说明书不符合本条规定的,不得进口。
第八十六条 违反本法规定,有下列情形之一的,由有关主管部门按照各自职责分工,没收违法所得、违法生产经营的食品和用于违法生产经营的工具、设备、原料等物品;违法生产经营的食品货值金额不足一万元的,并处二千元以上五万元以下罚款;货值金额一万元以上的,并处货值金额两倍以上五倍以下罚款;情节严重的,责令停产停业,直至吊销许可证:
(一)经营被包装材料、容器、运输工具等污染的食品。
(二)生产经营无标签的预包装食品、食品添加剂或者标签、说明书不符合本法规定的食品、食品添加剂。
复习思考题
1.包装、食品包装的定义?
2.包装的功能是什么?
3.现代包装的类型有哪些?
4.怎样做好食品包装?
5.食品包装中哪些环节存在安全与卫生问题?
  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 )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 3,1999年我国又制定了QB/T 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。
  3.箱纸板(Case Board)
箱板纸是以化学草浆或废纸浆为主的纸板,以本色居多,表面平整、光滑,纤维紧密、纸质坚挺、韧性好,具有较好的耐压、抗拉、耐撕裂、耐戳穿、耐折叠和耐水性能,印刷性能好。箱纸板用于制造瓦楞纸板、固体纤维板或“纸板盒”等产品的表面材料,分为普通箱纸板,牛皮挂面箱纸板、牛皮箱纸板。普通箱纸板为未用硫酸盐木浆抄造的箱纸板;牛皮挂面箱纸板为表面两层或一层用硫酸盐木浆抄造的箱纸板。牛皮箱纸板俗称牛皮卡纸,配浆中硫酸盐木浆占80%以上,且正反面色泽相近的箱纸板。箱纸板按质量分为优等品、一等品、合格品三个等级,其中,优等品适宜制造重型、精细、贵重和冷藏物品包装用的瓦楞纸板;一等品适宜制造一般物品包装用的瓦楞纸板;合格品适宜制造轻载瓦楞纸板。箱板纸分平板纸和卷筒纸两种。
4.瓦楞芯纸(Corrugating Base Paper)
瓦楞芯(原)纸是一种低定量的薄纸板,具有一定的耐压、抗拉、耐破、耐折叠的性能。瓦楞芯纸经轧制成瓦楞纸后,用黏结剂与箱纸板黏合成瓦楞纸板,可用来制造纸盒、纸箱和做衬垫用;瓦楞纸在瓦楞纸板中起支撑和骨架作用,因此,提高瓦楞芯纸的质量,是提高纸箱抗压强度的一个重要方面。瓦楞芯纸按质量分为优等品、一等品、合格品三个等级,其中,优等品又分为三个等级,分别是:AAA(瓦楞芯纸优等品中的最高等级);AA(瓦楞芯纸优等品中的第二等级);A(瓦楞芯纸优等品中的第三等级)。瓦楞芯纸的纤维组织应均匀,纸幅间厚薄一致;纸面应平整,不许有影响使用的折子、窟窿、硬杂物等外观纸病;瓦楞芯纸切边应整齐,不许有裂口、缺角、毛边等现象;水分应控制在8%~11%,如果水分超过15%,加工时会出现纸身软、挺力差、压不起楞、不吃胶、不粘合等现象;如果水分低于8%,纸质发脆,压楞时会出现破裂现象。
5.加工纸板
加工纸板是为了改善原有纸板的包装性能,对纸板进行再加工的一类纸板,如在纸板表面涂蜡、涂聚乙烯或聚乙烯醇等,处理后纸板的防潮、强度等综合包装性能大大提高。
(四)瓦楞纸板
瓦楞纸板是由瓦楞芯纸轧制成屋顶瓦片状波纹,然后将瓦楞纸与两面箱板纸黏合制成。瓦楞波纹宛如一个个连接的小型拱门,相互并列支撑形成类似三角的结构体,即坚固又富弹性,能承受一定重量的压力。瓦楞形状由两圆弧一直线相连接所决定,瓦楞波纹的形状直接关系到瓦楞纸板的抗压强度及缓冲性能。
1.瓦楞纸板的楞形
瓦楞楞形即瓦楞的形状。一般可分为U形、V形、和UV形三种。
U形瓦楞的圆弧半径较大,缓冲性能好,富有弹性,当压力消除后,仍能恢复原状,但抗压力弱些。黏合剂的施涂面大,容易黏合。V形瓦楞的圆弧半径较小,缓冲性能差,抗压力强,在加压初期抗压性较好,但超过最高点后即迅速破坏。黏合剂的施涂面小,不易黏合,但成本低。UV形是介于V形和U形之间的一种楞形,其圆弧半径大于V形,小于U形,因而兼有二者的优点,是目前广泛使用的UV楞形。
2.瓦楞纸板的楞型
所谓楞型,是指瓦楞的型号种类,即瓦楞的大小、密度与特性的不同分类。同一楞型,其楞形可以不同。按国家标准GB/T 规定,所有楞型的瓦楞形状均采用UV形,瓦楞纸板的楞型有A、B、C、E、F五。
A型楞:单位长度内的瓦楞数量少而瓦楞高度大,有较大的缓冲力。A楞纸箱适于包装较轻的易碎物品。
B型楞:单位长度内的瓦楞数量多而瓦楞高度小。B楞纸箱适于包装较重和较硬的物品,多用于罐头、瓶装物品等的包装。由于B楞坚硬且不易破坏,近年来多用它制造形状复杂的组合箱。
C型楞:单位长度内的瓦楞数及瓦楞高度介于A、B型之间,性能则接近于A楞。近年来,随着保管及运输费用的上涨,纸板厚度低于A楞的C楞纸板受到人们的重视。
E型楞:单位长度内的瓦楞数目最多,瓦楞高度最小,具有平坦表面和较高平面刚度。用它制造的瓦楞折叠纸盒,比普通纸板缓冲性能好,而且开槽切口美观;表面光滑可进行较复杂的印刷,大量用于食品的销售包装。
F型瓦楞:具有比E型瓦楞纸板更好的裱合性,与彩印面纸板裱合后,面纸表面平整、光滑,无露楞、起皱褶现象,并可承受更大的平面压力,是E型瓦楞纸板的3~4倍,因而可直接在面纸板上印刷更精细、复杂的图案和文字。同时,它可与A、B、C、E型瓦楞纸板组成多层瓦楞纸板,以获得各种物理性能,用于装载各种不同硬度、尺寸、重量的物品。
此外,F型瓦楞还适合普通平压压痕切线机、裱纸机进行加工,切口整齐、美观,更适用于真空吸附传送的自动生产线及包装线;还可以采用各种不同的原纸、彩色原纸、皱纹纸、香味纸起楞,获得不同效果和风格的单面细瓦楞纸板。并可直接用于制作各种纸箱、纸盒及包装物,以其细密的瓦楞来凸现包装物的独特品位和风韵。F型瓦楞纸板比E型瓦楞纸板的厚度小,瓦楞(坑纸)精细、密集、坚硬,强度、挺度高,粘合强度好。更有利于防止过度包装,符合环保要求。
3.瓦楞纸板的种类
(1)单面瓦楞纸板:仅在瓦楞芯纸的一侧贴有面纸,一般不用于制作瓦楞纸箱,而是作为缓冲材料和固定材料。
(2)双面瓦楞纸板:又称单瓦楞纸板,在瓦楞芯纸的两侧均贴以面纸,目前多使用这种纸板。
(3)双芯双面瓦楞纸板:简称双瓦楞纸板,用双层瓦楞芯纸加以面纸板制成,即由一块单面瓦楞纸板和一块每双面瓦楞纸板黏合而成。在结构上,可以采用各种楞型的组合形式,如AB、BC、AC、AA等结构。组合形式不同,其性能也各不相同,一般外层用抗戳穿能力好的楞型,而内层用抗压强度高的楞型,由于双瓦楞纸板比单瓦楞纸板厚,所以各方面的性能都比较好,特别是垂直抗压强度明显提高,多用于制造易损、较重及需要长期保存等的物品(如含水分较多的新鲜果品等)的包装纸箱。
(4)三芯双面瓦楞纸板 简称三瓦楞纸板,使用三层瓦楞芯纸制成,即由一块单面瓦楞纸板和一块双瓦楞纸板黏合而成。在结构上也可以采用A、B、C、E各种楞型的组合,常用AAB、AAC、CCB、和BAE结构。其强度比双瓦楞纸板又要强一些,可以用来包装重物品以代替木箱,一般与托盘或集装箱配合使用。
4.瓦楞纸板技术标准
用于制造瓦楞纸箱的瓦楞纸板技术指标可参见表2-15。GB/T 规定,瓦楞纸板按质量分为优等品和合格品。单瓦楞纸和双瓦楞纸按照大小综合定量不同各分为1类~5类,三瓦楞纸板按照其最小综合定量不同分为1类~4类。同时标准规定瓦楞纸板表面应平整、清洁、不许有缺材、薄边,切边整齐,粘合牢固,其脱胶部分之和每平方米不大于20cm2。
三、包装纸箱
(一)瓦楞纸箱的特性及纸箱结构基本形式
1.瓦楞纸箱的特性
瓦楞纸箱由瓦楞纸板制作而成,是使用最广泛的纸包装容器。纸板结构60%~70%的体积中空,具有良好的缓冲减震性能,与相同定量的层合纸板相比,瓦楞纸板的厚度大2倍,大大增强了纸板的横向抗压强度,故大量用于运输包装。与传统的运输包装相比,瓦楞纸箱有如下特点:
(1)轻便牢固、缓冲性能好。瓦楞纸板是空心结构,很少的用材便可构成刚性较大的箱体。
(2)原料充足,成本低。瓦楞纸板的原料很多,边角木料、竹、麦草、芦苇等均可,其成本仅为同体积木箱的一半左右。
(3)加工简便。瓦楞纸箱的生产可实现高度的机械化和自动化,用于产品的包装操作也可实现机械化和自动化。
(4)贮藏和运输方便。空箱可折叠或平铺展开运输和存放,便于装卸、搬运和堆码,节省运输工具和库房的有效空间,提高其使用效率。
(5)使用范围广。瓦楞纸箱包装物品范围广,与各种覆盖物和防潮材料结合制造使用,可大大提高使用性能,拓展使用范围,如防潮瓦楞纸箱可包装水果和蔬菜;加塑料薄膜覆盖的可包装易吸潮食品;使用塑料薄膜衬套,在箱中可形成密封包装,可以包装液体、半液体食品等。
(6)易于印刷装潢。瓦楞纸板有良好的吸墨能力,印刷装潢效果好。
2.纸箱箱型结构的基本形式
纸箱种类繁多,结构形式各异。按照国际纸箱箱型标准,基本箱型一般用四位数字表示,前两位表示箱型种类,后两位表示同一箱型种类中不同的纸箱式样。纸箱箱型结构基本形式如下:
(1)02类摇盖纸箱:由一页纸板裁切而成纸箱坯片,通过钉合、黏合剂或胶纸带黏合来结合接头。运输时呈平板状,使用时封合上下摇盖。这类纸箱使用最广,尤其是0201箱,可用来包装多种商品,国际上称为RSC箱(Regular Slotted Case)。
(2)03类套合型纸箱:具有两个以上独立部分组成,即箱体与箱盖(有时也包括箱底)分离。纸箱正放时,顶盖或底盖可以全部或部分盖住箱体。
(3)04类折叠型纸箱:通常由一页纸板组成,不需钉合、或胶纸带黏合,甚至一部分箱型不需要黏合剂黏合,只要折叠即能成型,还可设计锁口、提手和展示牌等结构。
(4)05类滑盖型纸箱:由数个内装箱或框架及外箱组成,内箱与外箱以相对方向运动套入。这一类型的部分箱型可以作为其他类型纸箱的外箱。
(5)06类固定型纸箱:由两个分离的端面及连接这两个端面的箱体组成。使用前通过钉合、黏合剂或胶纸带黏合将端面及箱体连接起来,没有分离的上下盖。
(6)07类自动型纸箱:仅有少量黏合,只要是一页纸板成型,运输呈平板状,使用时只要打开箱体即可自动固定成型。结构与折叠纸盒相似。
(7)09类为内衬件:包括隔垫、隔框、衬垫、隔板、垫板等。盒式纸板、衬套周边不封闭,放在纸盒内部,加强了箱壁并提高包装的可靠性。隔垫、隔框用于分割被包装的产品,提高箱底的强度等。
(二)纸箱的结构设计
1.纸箱结构设计的一般原则与依据
(1)设计原则:符合保护商品要求,达到要求的性能指标;符合生产厂包装车间的要求,装箱使用方便;满足销售者要求,便于搬运、堆垛、货架陈列等;达到商品包装标志上(怕热、易碎等)的要求;原材料利用最经济,排列套装结构合理;适合机械化包装,外销的设计应符合销往国有关包装标准及规定。
(2)设计依据:所包装商品的性质(如重量、尺寸、易碎、怕压、怕热等);贮运条件(堆垛高度、搬运条件、仓储流通条件及贮存时间等)。
(三)瓦楞纸箱的技术标准
1.通用瓦楞纸箱
通用瓦楞纸箱国家标准(GB/T )适用于运输包装用单瓦楞纸箱和双瓦楞纸箱。瓦楞纸箱按照使用不同瓦楞纸板种类、内装物最大重量及综合尺寸、预计的储运流通环境条件等将其分为20种。
瓦楞纸箱的机械性能,应根据每种具体产品所用瓦楞纸箱的标准或技术要求,或由供需双方商定。瓦楞纸箱的其他规定,详见瓦楞纸箱国家标准(GB/T )。
2.金属罐食品罐头包装纸箱
GB/T 1《金属罐食品罐头包装纸箱技术条件》规定,金属罐食品罐头箱型结构采用GB/T 6543中规定的0201型纸箱(RSC箱),瓦楞纸板采用A型楞和C型楞,衬垫材料纸板采用B型楞,内装物重量超过20kg时应使用双瓦楞纸板。
纸箱质量除应符合GB6543的规定外,还应要求纸箱内部尺寸偏差为±3mm,箱高不应有负公差;纸箱外壁不得涂上光油;纸箱搭接处接合强度当拉动接合处的两端至纸板断裂时,接合处不应脱钉或脱胶。包装纸箱其他规定,详见GB1《金属罐食品罐头包装纸箱技术条件》。
(四)瓦楞纸箱的物理性能及测试
在设计纸箱箱体结构时,首先要根据所包装商品的性质、易碎易损程度、重量、拟采用的箱形结构式样,仓储条件、堆码高度、运输条件、路程远近等,测算纸箱应该承受的压力,然后确定楞型、瓦楞纸板层数、用料配比等。在此基础上试制出样箱,经试装测试取得数据,方能批量生产;这样能确保在一定载荷条件下包装件的可靠性,又能合理用料。
1.影响纸箱包装强度的主要因素
(1)包装纸箱的主要破坏方式。
①在包装箱装载、封闭、堆垛、贮存及运输过程中,箱体材料中产生垂直方向的压缩,当包装强度不足时而引起包装破坏。
②在运输及装卸过程中,产生水平方向的压缩而引起包装破坏。
③包装过程包装箱跌落时,由于动载荷会使包装产生轴向拉伸而引起包装破坏。
④在使用过程中,当强行从包装箱取商品时,包装箱会发生边缘撕裂。
(2)纸箱包装的主要变形形式。
①包装在运输及使用过程中由于静载荷或动载荷产生的变形。
②由于作用力作用在包装件某一部位形成集中载荷,使包装破裂或产生永久变形时造成包装件的变形。
  包装件变形值的大小及其所能承受的最大载荷,取决于纸箱的包装强度,而包装强度则取决于以纸板材料的结构性质。影响瓦楞纸箱强度的因素可分为两类:一类是瓦楞纸板的基本因素,它是决定瓦楞纸箱抗压强度的主要因素,主要包括原纸的抗压强度、瓦楞楞型、瓦楞纸板种类、瓦楞纸板的含水量等因素;另一类是在设计、制造及流通过程中发生影响的可变因素,主要包括箱体尺寸比例、印刷面积与印刷设计、纸箱的制造技术、制箱机械的缺陷及质量管理等因素,这类因素在设计或制造瓦楞纸板及瓦楞纸箱的过程中可以设法避免。
2.瓦楞纸板物理性能及测试
为了使瓦楞纸箱能抵抗在贮运过程中所遇到的各种应变及损害,纸箱及纸板必须具有许多性能要求,如抗压强度、耐破强度、减振性能等。纸箱的包装性能除了与箱体尺寸、制造技术、流通使用环境等密切相关外,还与瓦楞纸板的性能有很大关系,因此,常需测定瓦楞纸板的各种物理性能指标。
(1)瓦楞纸板的一般物理性能测试。
①定量:按GB/T 451.2—2002进行,试样必须具有足够的尺寸,最低限度为500cm3(ISO 536)。对已制成瓦楞纸板的各组分的测试,可将纸板浸在温水中,然后分离、烘干、再进行分别测试。
②厚度:测试时使用瓦楞纸板厚度计(GB/T ),试件的面积应大于厚度计的接触面积[10±0.2cm2],并施加一定的压力[20±0.5kPa]。
③水分:把试样放在100~105℃(GB/T 462—2003)的烘箱内烘干至恒重,试样所减少的重量与试样原重之比即为水分测试值。
(2)瓦楞纸板机械性能及测试。
①耐破强度:测定方法(GB/T )是以液压增加法测定其耐破强度值的,测定时为了防止试样滑动,试样应具有不低于690kPa的支持力。
②戳穿强度:指瓦楞纸板受锐利物品冲撞,发生损坏时的抵抗力。戳穿强度测定按GB/T 05《纸板 戳穿强度的测定》的规定进行测试。
③平压强度:依据(GB/T 96)的规定,在一定温湿度条件下,一定面积(大于50cm2)试样在平压试验机上测定瓦楞纸板所能承受的压力,单位N(或kPa)。
④边压强度:测定方法(GB/T )是将矩形的瓦楞纸板试样置于耐压强度测定器的两压板之间,并使试样的瓦楞方向垂直于耐压强度测定器的两板,然后对试样施加压力,直到破坏时最大压力即边压强度。单位N/m。
⑤黏合强度:测定方法(GB/T )适用于测定各种瓦楞纸板楞峰与面板或芯纸的黏合强度,以试样被全部分离时所需的最大力表示,单位N/m。
3.瓦楞纸箱的物理性能测试
(1)压缩强度试验:通常称为抗压力试验,是纸箱测试最基本的一个项目。抗压强度是考核纸箱质量的重要指标,它反映了纸箱内在强度质量,也是运输包装的主要考核指标,决定着瓦楞纸箱包装的实际功能。纸箱压缩强度试验方法(GB/T 08)是将试验样品置于试验机两平面压板之间,然后均匀施加压力,直到试验纸箱发生破裂时的最大压力,以N表示。
(2)综合测试:指瓦楞纸箱装入商品后,进行破坏性模拟试验、跌落试验、迥转试验等,这些试验项目一般由专门的包装测试机构实施。
第二节 塑料包装材料及容器
塑料是一种以高分子聚合物——树脂为基本成分,再加入一些用来改善其性能的各种添加剂制成的高分子有机材料。塑料用作包装材料是现代包装技术发展的重要标志,因其原材料来源丰富、成本低廉、性能优良,成为近年来世界上发展较快、用量巨大的包装材料。塑料包装材料广泛应用于食品包装,并逐步取代了玻璃、金属、纸类等传统包装材料,使食品包装的面貌发生了巨大的改变,体现了现代食品包装形式的丰富多样、流通使用方便的特点,成为食品销售包装中最主要的包装材料之一。尽管塑料包装材料用于食品包装还存在着某些卫生安全方面的问题,及包装废弃物的回收处理对环境的污染等问题,但塑料包装材料仍是21世纪需求增长最快的食品包装材料之一。
一、塑料的基本概念、组成及包装性能
(一)塑料的组成和分类
1.高分子聚合物的基本概念
高分子聚合物是一类分子量通常在104~106以上的大分子物质,其分子所含原子数通常数几万、几十万甚至高达几百万个,分子长度达102~104nm或更长。由于高分子聚合物由巨大的分子组成,且大分子又有特殊的结构,从而使高分子聚合物具有一系列低分子化合物所不具有的特殊性能,如化学惰性、难溶、强韧性等。高分子聚合物的分子量虽然很大,但它们的化学组成并不复杂,通常由C、H、O、N等构成,往往由一种或几种简单的低分子化合物(也称单体)以某种形式重复连接而成。如聚乙烯由若干乙烯组成,简写。高分子聚合物大分子是由一些基本单元结构重复连接而成,这一单元结构称为链节,如聚乙烯分子的链节。大分子中重复链节的数目n为链节数,也称作聚合度。显然,高分子聚合物大分子的分子量M及分子链的长度与聚合度有关。
式中:m——基本单位的分子量;
n——大分子的聚合度。
同一种高分子聚合物中,各大分子所含链节的数目是不同的,即聚合度不同。因此,某种高分子聚合物的聚合度和分子量是指其平均聚合度和平均分子量。
2.塑料的组成
塑料是一种以高分子聚合物——树脂为基本成分,再加入一些用来改善性能的各种添加剂而制成的高分子材料。其中树脂是最基本、最主要的组分,也是决定塑料类型、性能和用途的根本因素。
(1)聚合物树脂。塑料中聚合物树脂占40%~100%。塑料的性能主要取决于树脂的种类、性质及在塑料中所占的比例,各类添加剂也能改变塑料的性质,但所用树脂种类仍是决定塑料性能和用途的根本因素。目前生产上常用树脂有两大类:一类为加聚树脂,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯等,这是构成食品包装用树脂的主体;另一类是缩聚树脂,如酚醛、环氧、氨基酸脂等,在食品包装上应用较少。
(2)常用添加剂。常用的添加剂有增塑剂、稳定剂、填充剂、抗氧化剂等。
①增塑剂:是一类提高树脂可塑性和柔软性的添加剂,通常为一些有机低分子物质。聚合物分子间夹有低分子物质后,加大了分子间距,降低其分子间作用力,从而增加大分子的柔顺性和相对滑移流动能力。因此,树脂中加入一定量增塑剂后,其Tg、Tm温度降低,在黏流态时黏度降低,流动塑变能力增高,从而改善塑料成型加工性能。
②稳定剂:用于防止或延缓高分子材料的老化变质。塑料老化变质的因素很多,主要有氧气、光和热等。稳定剂主要有三类:第一类为抗氧剂,有胺类抗氧剂和酚类抗氧剂,酚类抗氧剂其抗氧能力虽不及胺类,但因具有毒性低、不易污染的特点而被大量应用;第二类为光稳定剂,用于反射或吸收紫外光、防止塑料树脂老化、延长其使用寿命,效果显着且用量极少,光稳定剂品种繁多,用于食品包装应选用无毒或低毒的品种;第三类为热稳定剂,可防止塑料在加工和使用过程中因受热而引起降解,是塑料等高分子材料加工时不可缺少的一类助剂,目前应用最多的是用于聚氯乙烯的热稳定剂,其中铅稳定剂和金属皂类热稳定剂因含重金属而毒性大,因此,用于食品包装应选用有机锡稳定剂等低毒性产品。
③填充剂:它的功用是弥补树脂的某些不足性能,改善塑料的使用性能,如提高制品的尺寸稳定性、耐热性、硬度、耐气候性等,同时可降低塑料成本。常用填充剂有碳酸钙、陶土、滑石粉、石棉、硫酸钙等,其用量一般为20%~50%。
④着色剂:用于改变塑料等合成材料固有的颜色,分无机颜料、有机颜料和其他染料。塑料着色可使制品美观,提高其商品价值,用作包装材料还可起屏蔽紫外线和保护内容物的作用。
⑤其他添加剂:根据其功能和使用要求,在塑料中不可加入润滑剂、固化剂、发泡剂,抗静电剂和阻燃剂等。
塑料所用各种添加剂应具有与树脂很好的相溶性、稳定性、不相互影响其作用等特性,对用于食品包装的塑料,特别要求添加剂具有无味、无臭、无毒、不溶出的特性,以免影响包装食品的品质、风味和卫生安全性。
3.塑料的分类
塑料的品种很多,分类方法也很多,通常按塑料在加热、冷却时呈现的性质不同,把塑料分为热塑性塑料和热固性塑料两类。
(1)热塑性塑料(Thermoplastic):主要以加成聚合树脂为基料,加入适量添加剂而制成。在特定温度范围内能反复受热软化流动和冷却硬化成型,其树脂化学组成及基本性能不发生变化。这类塑料成型加工简单,包装性能良好,可反复成型,但刚硬性低,耐热性不高。包装上常用的塑料品种有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚酰胺、聚碳酸酯、聚偏二氯乙烯等类塑料。
(2)热固性塑料(Thermosetting Plastic):主要以缩聚树脂为基料,加入填充剂、固化剂及其他适量添加剂而制成;在一定温度下经一定时间固化,再次受热,只能分解,不能软化,因此不能反复塑制成型。这类塑料具有耐热性好,刚硬、不熔等特点,但较脆且不能反复成型。包装上常用的有氨基塑料、酚醛塑料、环氧塑料等。
(二)塑料材料的主要包装性能指标
1.主要保护性能指标
保护性能指的是能保护内容物,防止其质变、被破坏的性能,主要包括阻透性、机械力学性能、稳定性等。
(1)阻透性:包括对水分、水蒸气、气体、光线等的阻隔性能。
①透气度Qg和透气系数Pg:透气度Qg指一定厚度材料在一个大气压差条件下、1m2面积、24h内所透过的气体量(在标准状况下),单位cm3/(m2·24h)。透气系数Pg指单位时间、单位压差下透过单位面积和厚度材料的气体量,单位g/(m·h·Pa)。
②透湿度Qv和透湿系数Pv:透湿度Qv指一定厚度材料在一个大气压差条件下、1m2面积、24小时内所透过的水蒸气的克数,单位g/(m2·24h)。透湿系数Pv指单位时间单位压差下、透过单位面积和厚度材料的水蒸气重量,单位g/(m·h·Pa)。
③透水度Qg和透水系数Pg:透水度Qg指1m2材料在24h内所透过的水分重量,单位g/(m2·24h)。透水系数Pg指单位时间、单位压差下、透过单位面积和厚度材料的水分重量,单位位g/(m·h·Pa)。
④透光度T:指透过材料的光通量和射到材料表面光通量的比值,以%表示。
(2)机械力学性能:指外力作用下材料表现出抵抗外力作用而不发生变形和破坏的性能,主要有下列几项。
①硬度:指在外力作用下材料表面抵抗外力作用而不发生永久变形的能力,常用布氏硬度(HB)和洛氏硬度(HR)表示。
②抗张、抗压、抗弯强度:材料在拉、压、弯力缓慢作用下不被破坏时,单位受力截面所能承受的最大力分别称为材料的抗张、抗压、抗弯强度(MPa)。
③爆破强度:使塑料薄膜袋破裂所施加的最小内应力,表示容器材料的抗内压能力;也可由材料的抗张强度来表示,常常用来检测包装封口的封合强度。
④撕裂强度:指材料抵抗外力作用使材料沿缺口连续撕裂破坏的性能,也指一定厚度材料在外力作用下沿缺口撕裂单位长度所需的力(N/cm)。
⑤戳刺强度:材料被尖锐物刺破所需的无原则的最小力(N)。
(3)稳定性:指材料抵抗环境因素(温度、介质、光等)的影响而保持其原有性能的能力,包括耐高、低温性,耐化学性,耐老化性等。
①耐高、低温性能:温度对塑料包装材料的性能影响很大,温度升高,其强度和刚性明显降低,其阻隔性能也会下降;温度降低,会使塑料的塑性和韧性下降而变脆。材料的耐高温性能用温度指标来表示,热分解温度是鉴定塑料耐高温性能的指标之一,而耐低温性用脆化温度表示(指材料在低温下受某种形式外力作用时发生脆性破坏的温度)。用于食品的塑料包装材料应具有良好的耐高、低温性能。
②耐化学性:指塑料在化学介质中的耐受程度,评定依据通常是塑料在介质中经一定时间后的重量、体积、强度、色泽等的变化情况,目前尚无统一的耐腐蚀标准。
③耐老化性:指塑料在加工、储存、使用过程中在受到光、热、氧、水、生物等外界因素作用下,保持其化学结构和原有性能而不被损坏的能力。
2.卫生安全性
食品用塑料包装材料的卫生安全性非常重要,主要包括无毒性、耐腐蚀性、防有害物质渗透性、防生物侵入性等。
  (1)无毒性。塑料由于其成分组成、材料制造、成型加工以及与之相接触的食品之间的相互关系等原因,存在着有毒单体或催化剂残留,有毒添加剂及其分解老化产生的有毒产物等物质的溶出和污染食品的不安全问题。目前国际上都采用模拟溶媒溶出试验来测定塑料包装材料中有毒有害物的溶出量,并对之进行毒性试验,由此获得对材料无毒性的评价,确定保障人体安全的有毒物质极限溶出量和某些塑料材料的使用限制条件。
模拟溶媒溶出试验其溶媒的选用主要取决于包装食品的特性,部分国家常用食品分类与模拟溶媒如表2-18所列,溶出试验方法及条件按国家的有关法规或标准进行。
(2)抗生物侵入性。塑料包装材料无缺口及孔隙缺陷时,一般其材料本身就可抗环境微生物的侵入渗透,但要完全抵抗昆虫、老鼠等生物的侵入则较困难。材料抗生物侵入的能力与其强度有关,塑料的强度比金属玻璃低得多,为保证包装食品在贮存环境中免受生物侵入污染,有必要对材料进行虫害侵害率或入侵率试验,为食品包装的选材及确定包装质量要求和贮存条件等技术指标提供依据。
侵害率:指用一定厚度某材料制成的容器内装食品后密封,在存放环境中存放至被昆虫侵入包装时所经过的平均周数。
入侵率:指用一定厚度某材料制成的容器装入食品后密封,在存放环境中存放时每周侵入包装的昆虫的个数。
3.加工工艺性及主要性能指标
(1)包装制品成型加工工艺性及主要性能指标。塑料包装制品大多数是塑料加热到黏流状态后在一定压力下成型的,表示其成型工艺性好坏的主要指标有:熔融指数(MI)、成型温度及温度范围(温度低,范围宽则成型容易)、成型压力(MPa)、塑料热成型时的流动性、成型收缩率。
(2)包装操作加工工艺性及主要性能指标。表示包装材料在食品包装各工艺过程,尤其在机械化、自动化工艺过程中的操作适应能力,其工艺性指标有:机械性能,包括强度和刚度;热封性能,包括热封温度、压力、时间及热封强度(在规定的冷却时间内热封焊缝所能达到的抗破裂强度)等。
(3)印刷适应性。包括油墨颜料与塑料的相容性,印刷精度、清晰度、印刷层耐磨性等。
二、食品包装常用的塑料树脂
(一)聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)
1.聚乙烯(PE)
聚乙烯树脂是由乙烯单体经加成聚合而成的高分子化合物,为无臭、无毒、乳白色的蜡状固体,其分子结构式为;大分子为线型结构,简单规整且无极性,柔顺性好,易于结晶。聚乙烯塑料是由PE树脂加入少量的润滑剂和抗氧化剂等添加剂构成。
(1)聚乙烯的主要包装特性。阻水阻湿性好,但阻气和阻有机蒸汽的性能差;具有良好的化学稳定性,常温下与一般酸碱不起作用,但耐油性稍差;有一定的机械抗拉和抗撕裂强度,柔韧性好;耐低温性很好,能适应食品的冷冻处理,但耐高温性能差,一般不能用于高温杀菌食品的包装;光泽度透明度不高,印刷性能差,用作外包装需经电晕处理和表面化学处理改善印刷性能;加工成型方便,制品灵活多样,且热封性能很好。PE树脂本身无毒,添加剂量极少,因此被认为是一种安全性很好的包装材料。
(2)乙烯的主要品种、性能特点及应用
①高压低密度聚乙烯(LDPE):具有分支较多的线型大分子结构,结晶度较低,密度也低,为0.91~0.94g/cm3,因此,阻气、阻油性差,机械强度也低,但延伸性、抗撕裂性和耐冲击性好、透明度较高,热封性和加工性能好。LDPE在包装上主要制成薄膜,用于包装要求较低的食品,尤其是有防潮要求的干燥食品。利用其透气性好的特点,可用于生鲜果蔬的保鲜包装,也可用于冷冻食品包装,但不宜单独用于有隔氧要求的食品包装;经拉伸处理后可用于热收缩包装,由于其热封性、卫生安全性好、价格便宜,常作复合材料的热封层,大量用于各类食品的包装。
②低压高密度聚乙烯(HDPE):大分子呈直链线型结构,分子结合紧密,结晶度高达85%~95%,密度为0.94~0.96g/cm3,故其阻隔性和强度均比LDPE高;耐热性也高,长期使用温度可达100℃,但柔韧性、透明性、热成型加工性等性能有所下降。HDPE也大量用于薄膜包装食品,与LDPE相比,相同包装强度条件下可节省原材料;由于其耐高温性较好,也可作为复合膜的热封层,用于高温杀菌(110℃)食品的包装;HDPE也可制成瓶、罐容器盛装食品。
③线型低密度聚乙烯(LLDPE):大分子的支链长度和数量均介于LDPE和HDPE之间,具有比LDPE优的强度性能,抗拉强度提高了50%,且柔韧性比HDPE好,加工性能也较好,可不加增塑剂吹塑成型。LLDPE主要制成薄膜,用于包装肉类、冷冻食品和奶制品,但其阻气性差,不能满足较长时间的保质要求。为改善这一性能,采用与丁基橡胶共混来提高阻隔性,这种改性的PE产品在食品包装上有较好的应用前景。
2.聚丙烯(PP)
聚丙烯塑料的主要成分是聚丙烯树脂,密度为0.90~0.91g/cm3,是目前最轻的食品包装用塑料材料。
(1)主要包装特性。阻隔性优于PE,水蒸气透过率和氧气透过率与高密度聚乙烯相似,但阻气性仍较差;机械性能较好,具有的强度、硬度、刚性都高于PE,尤其是具有良好的抗弯强度;化学稳定性良好,在一定温度范围内,对酸碱盐及许多溶剂等有稳定性;耐高温性优良,可在100~120℃范围内长期使用,无负荷时可在150℃使用,但耐低温性比PE差,-17℃时性能变脆;光泽度高,透明性好,印刷性差,印刷前表面需经一定处理,但表面装潢印刷效果好;成型加工性能良好,但制品收缩率较大;热封性比PE差,但比其他塑料要好;卫生安全性高于PE。
(2)包装应用。聚丙烯主要制成薄膜材料包装食品。薄膜经定向拉伸处理(BOPP、OPP)后的各种性能,包括强度、透明光泽效果、阻隔性比普通薄膜(CPP)都有所提高,尤其是BOPP,强度是PE的8倍,吸油率为PE的1/5,故适宜包装含油食

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