泡罩包裝在奶片的應(yīng)用及性能控制

　　奶片，作為牛奶的深加工品，是由奶粉、植物奶精、乳清蛋白粉、蔗糖等壓制而成，是一種營養(yǎng)豐富的即食零食。目前，90%的奶片包裝皆采用了一種平板式泡罩包裝，在儲運方面發(fā)揮了重要作用。

　　平板式泡罩包裝，亦稱PTP包裝（Press  through Packaging），是將內(nèi)容物填充入通過真空吸泡（吹泡）或模壓成型的泡罩中，將鋁箔等蓋口材料在一定壓力、一定溫度和時間下與成泡基材熱合密封而成。蓋口材料的主體是99%的電解鋁經(jīng)壓延制成的鋁箔，是包裝中使用量ｚｕｉ大的金屬材料，無毒無味，具有優(yōu)良的防潮阻氣保味性和遮光性，能有效的保護內(nèi)容物的品質(zhì)。鋁箔單面印刷后表面涂覆一層保護劑，另一非印刷面涂覆一層粘合劑，便于與泡罩材料熱合。保護層的主要作用是防止鋁箔表面氧化變質(zhì)，保護油墨層不脫落，防止鋁箔在機械收卷時油墨與內(nèi)側(cè)粘合劑接觸而污染內(nèi)容物。粘合劑的主要作用是滿足泡罩包裝的密封性能，要求均勻涂布在鋁箔上。泡罩材料以PVC或PVDC硬片居多，雖然PVC在水蒸氣、氣體和光的阻隔性上較PVDC有明顯的差距，但勝在價格優(yōu)勢，對于對水氧光并非特別敏感的內(nèi)容物來說，“PVC+鋁箔”的包裝阻隔效果就已足夠。

　　奶片富含蛋白質(zhì)和脂肪，若儲藏不當(dāng)，容易發(fā)生氧化和潮解，導(dǎo)致其營養(yǎng)價值降低，甚至產(chǎn)生異味和結(jié)塊，影響食用。為了保證奶片可以具有較長的保質(zhì)期，避免上述問題，需要采用高阻隔的包裝材料和優(yōu)良的密封工藝進行保護。

蓋口材料的性能控制

　　鋁箔，是蓋口材料的主要構(gòu)成，也是阻隔性優(yōu)異的包裝材料，針孔是其穿透性的致命缺陷。在奶片的包裝、運輸及倉儲過程中，難免發(fā)生揉搓、擠壓等等行為，從而使鋁箔材料的針孔孔徑或范圍增大，嚴重的會出現(xiàn)明顯的折痕，這些地方都會造成氣體和水蒸氣的加速滲透，影響鋁箔材料阻隔性能的穩(wěn)定性。

　　一般來說，可以采用兩種方法準確評定蓋口材料的針孔情況和阻隔性變化。一是利用揉搓試驗儀對蓋口材料施加流通過程中可能遇到的揉搓行為，通過松節(jié)油能快速檢驗揉搓后蓋口材料的針孔數(shù)量。二是對揉搓前后的蓋口材料的阻隔性進行分別測試，數(shù)據(jù)的變化能直觀的反映材料阻隔性的改變。上述科學(xué)的量化試驗，有利于蓋口材料的抗揉搓性能和包裝適應(yīng)性的客觀評定，同時對于蓋口材料的選擇提供了具有說服力的數(shù)據(jù)參考。

成型泡罩的性能控制

　　泡罩包裝由蓋口材料和成型泡罩組成，受到生產(chǎn)過程、工藝、設(shè)備以及諸多不確定因素的影響，泡罩包裝整體的阻隔性并不能簡單視為兩種材料阻隔性的疊加，而是需要通過實驗進行驗證。以水蒸氣阻隔性為例，筆者選取了兩種常見泡罩基材及成品泡罩進行測試，分別編號為1#PVC，2#PVC/PVDC，均無明顯缺陷。

　　測試方法：測試泡罩基材時，參照《GB 1037塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗方法》（杯式法）進行試驗。測試成品泡罩時，參照《GBT 31355-2014包裝件和容器水蒸氣透過性測試方法 紅外傳感器法》進行試驗。

　　測試儀器：W3/060水蒸氣透過率測試系統(tǒng)（杯式法原理）、W3/230水蒸氣透過率測試系統(tǒng)（紅外傳感器法原理）。

測試結(jié)果如表1所示:

表1. 水蒸氣透過率測試結(jié)果

　　通過測試數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的升高，泡罩基材和成型泡罩的水蒸氣透過率逐漸增大。從分子熱運動來看，溫度升高會促使水分子運動加劇，水蒸氣的擴散速率加快。同時，泡罩基材分子的分子鏈構(gòu)象變化加快，聚合物的內(nèi)聚度降低，平行分子鏈間的通道變寬，更加利于水分子的擴散。兩方面變化都導(dǎo)致了高溫環(huán)境下泡罩基材和成型泡罩的阻濕性有所下降。

　　假設(shè)奶片泡罩包裝成型泡罩的表面積為5cm²，那么根據(jù)上表中成型泡罩的透濕率進行估算，在23℃條件下,1#成型泡罩材質(zhì)的透濕率為3 g/m²•24h，2#成型泡罩材質(zhì)的透濕率為1.2 g/m²•24h。估算結(jié)果與泡罩基材的測試數(shù)據(jù)存有較為明顯的差異，側(cè)面反映了泡罩基材在加工及成型工序過程中的阻隔性變化情況，以往將成型泡罩透濕性簡單認定為基材透濕性的方法是片面且不準確的。

蓋口材料與泡罩材料的熱合質(zhì)量控制

　　根據(jù)上文所述，泡罩材料是通過熱合的方式與蓋口材料涂有粘合劑的一面密封，其良好的熱合質(zhì)量是保證各泡罩密封性和獨立性的重要因素，否則當(dāng)其中某泡眼中的奶片被取走，其余水泡眼則易出現(xiàn)漏氣、破漏，導(dǎo)致干吃奶片受潮、變質(zhì)，甚至出現(xiàn)損片的現(xiàn)象。究其原因，一方面是由于熱封參數(shù)和工藝的設(shè)置出現(xiàn)偏差，另一方面，若蓋口材料中鋁箔厚度的均勻性較差，則直接影響粘合劑涂布量的均勻性，從而也成為導(dǎo)致封合質(zhì)量變差的一個因素。因此，制定合理的熱合參數(shù)，加強熱合質(zhì)量控制能在ｚｕｉ大程度上避免上述現(xiàn)象的發(fā)生。

　　常用的實驗室質(zhì)量控制方法為：利用HST-H6熱封試驗儀將鋁箔與PVC硬片在熱封溫度為155±5℃、熱封壓力為0.5MPa、熱封時間為1s進行熱封。利用取樣器，從熱封后的試樣中間部位取3條寬度為15mm的試樣條，用于熱合強度的測試。將試樣條的兩端分別夾持在XLW(M)智能電子拉力試驗機的兩個夾頭上，試樣的松緊適度，且試樣的軸線方向與兩夾具的中心線重合。設(shè)置試驗速度為200mm/min，點擊開始試驗按鈕，試驗開始。測試完畢后儀器自動計算、記錄試驗結(jié)果。

總結(jié)

　　日常生產(chǎn)中，奶片泡罩正在倉儲運輸過程中難以*保證良好的包裝質(zhì)量，主要表現(xiàn)在蓋口材料和成型泡罩對氧氣和水蒸氣阻隔性降低，及二者的密封效果差等方面。通過相關(guān)測試和分析，可以發(fā)現(xiàn)不是所有泡罩基材在成型后都能很好的保持原有阻隔性能，而且泡罩基材及成型泡罩的水蒸氣透過量會隨溫度的提高而上升。同時，蓋口鋁箔的針孔數(shù)過多和兩者的熱封質(zhì)量不達標，同樣也會增加成型泡罩的透濕量和透氣量。建議奶片生產(chǎn)企業(yè)加強對泡罩包裝上述性能的控制和檢測，以確保奶片的貨架期質(zhì)量。