費星海

（江蘇省瑞達包裝有限公司，江蘇 淮安 223200）

1 小包裝食用鹽產品概況

1.1 現有的鹽產品包裝袋結構及形式

現有的鹽產品包裝主要分為兩類：

第一種是片材類卷膜產品，結構為消光聚丙烯薄膜（BOPP）+聚乙烯薄膜（PE），表層聚丙烯薄膜厚度為0.018mm,內層聚乙烯薄膜厚度為0.062 mm，加工工藝為干式復合，這是目前最主要的鹽產品包裝形式，約占總量的90%以上，包裝產品執行的標準是GB/T10005-2008，適合在全自動粉粒包裝機上連續不間斷使用，包裝效率高，產量大，每分鐘生產速度55-65包，包裝規格有500克、400克、350克及250克。

第二種是鍍鋁自立袋類產品，結構為聚丙烯光膜（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，加工工藝為干式復合，此類包裝袋使用在高端食用鹽包裝上，數量較少，執行的是企標，產品在灌裝食鹽前已經完成基本的包裝結構，只留下頂部的灌裝口，每分鐘生產速度30-60包，包裝規格有400克、350克及320克。

1.2 鹽產品的灌裝方式

目前食鹽小包裝灌裝全部采取自動包裝形式，片材類卷膜產品使用的是牽引式全自動包裝機，產品在包裝機上經過放料、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包裝過程，需要對產品背面、上下端進行封口。

鍍鋁自立袋產品使用的是給袋式全自動包裝機，產品經過吸送、開口、裝填、封口、傳送、打碼、裝箱等工序完成產品包裝，只需要對產品頂部進行熱封即可。

1.3 鹽產品的運輸形式

主要有兩種，一種是船舶運輸，另外一種是汽車運輸，其中船舶運輸由于受到裝卸方式、船型等因素影響，有的混裝船運輸鹽產品時堆碼高度達到約10米，對產品的破壞比較嚴重。

1.4 鹽產品的倉儲狀況

采用托盤堆碼倉儲，不同的公司根據庫容情況堆碼10至15層高（正常為2.6米高），下部的產品受壓情況嚴重，如果外層紙箱強度不足，則對小包裝的質量提出更高要求。

1.5 鹽產品質量問題現狀

經調研，目前市場上對鹽產品包裝反映較多的是破損問題，其中片材類卷膜產品發生頻率遠高于鍍鋁自立袋類產品。

1.6 概述

總體來說，由于鹽產品密度大，灌裝速度快，運輸環節多，倉儲要求高，食用鹽小包裝袋是一種對強度質量要求很高的軟包裝產品，目前還存在一些質量問題，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，從而導致變形、破損，具體分析來看，主要有三個方面原因，即：包裝物材料本身的一些性能指標達不到產品包裝需要的標準；灌裝熱封工藝問題導致材料的強度下降；運輸倉儲環境中外力遠超正常范圍。

2.1 包裝材料本身強度性能不足

2.1.1 影響包裝材料強度方面的指標

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

2.1.2 熱封強度對比情況

在影響塑料軟包裝產品強度的指標中，熱封強度是主要因素，產品破損也多數出現在封口熱封質量上，熱封強度主要依賴于復合膜的結構、熱封材料的選擇、復合加工的強度，對比現有的兩種鹽產品包裝形式，使用強度測試儀，進行正常生產條件下的熱封強度測試，情況如下：

片材類卷膜產品的熱封強度測試（圖1）

鍍鋁自立袋類產品的熱封強度測試（圖2）

圖中可以看出，由于材料結構不同，鍍鋁自立袋類產品的熱封強度大于片材類卷膜產品的熱封強度。

2.1.3 跌落性能對比情況

熱封強度是測試產品靜態的封口情況，而在實際生產運輸過程中，鹽產品是處于動態的運輸環境中，跌落性能指標更加準確的反映出包裝物對產品的防護效果，經對正常生產條件下的兩種產品測試，結果如下：

片材類卷膜產品的跌落性能測試（圖3）

（試驗條件：內容物400克，拋高3米，測試產品拋高完好次數）

鍍鋁自立袋類產品的跌落性能測試（圖4）

（試驗條件：內容物400克，拋高6米，測試產品拋高完好次數）

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

從上述的圖1-圖4可以看出，鍍鋁自立袋類產品的靜態的熱封強度比片材類卷膜產品的熱封強度高出63%，而在動態的跌落試驗中，鍍鋁自立袋類產品也遠比片材類卷膜產品更耐跌落。

另外，對于全自動牽引式包裝機來說，包裝內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的強度，其強度要比熱封部分完全冷卻后的強度低很多，由于在自動包裝生產線上，內容物的充填方式大多是讓內容物從一定高度落入包裝袋中，對包裝袋底部形成強烈的沖擊，如果熱黏強度低，材料在未冷卻的情況下，包裝袋底部就容易被內容物沖擊破壞，導致封口不牢而漏鹽，而給袋式全自動包裝機由于給料及包裝方式不同，則不存在類似的問題。

通過以上的試驗看出，材料本身的性能對包裝物的強度影響巨大，在面對相同的運輸、倉儲環境的時候，鍍鋁自立袋由于材料較厚、組合更合理，對鹽產品的防護性能好，不易破損漏鹽，而現有的片材類卷膜產品各項強度指標較低，導致質量問題較為突出。

2.2 灌裝熱封工藝問題對包裝物強度性能的影響

2.2.1 塑料熱封原理

熱封有三個要素，即熱封溫度、熱封壓力、熱封時間。

熱封是熱和力共同作用的結果，一方面在熔融狀態下的封口表面，大分子相互擴散、滲透、相互纏繞達到封口密閉；另一方面，在熔融黏流狀態的高分子在封口壓力作用下變形，相互接近，分子間產生足夠的引力，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比較理想的黏流狀態，由于高聚物沒有確定的熔點，是一個熔融溫度范圍，即在固態與液相之間有一個溫度區域，當加熱到該溫度區域時，薄膜進入熔融狀態。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處于黏流狀態下的高聚物在封口界面間產生有效的大分子相互滲透和擴散現象。

熱封前后，材料的厚度應滿足如下關系：

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，如果熱封后實際厚度大于t’，則說明熱封時所施加的壓力不足，將會影響到封口強度和封口的密閉性。

熱封時間

熱封時間是指薄膜在熱刀下停留的時間，熱封時間是與熱封溫度和熱封壓力相關聯，熱封溫度低，需要的熱封時間長，熱封壓力小，需要的熱封時間也長，熱封時間決定了熱封設備的生產效率。

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，熱封的溫度和時間也隨之增大，如果熱封溫度不變，則需要延長熱封時間，經有關實驗，薄膜厚度每增加0.025mm，則熱封時間相應增加50%。

2.2.2 灌裝熱封工藝對食鹽包裝袋強度的影響

據筆者到小包裝食用鹽生產灌裝現場調研情況來看，小包裝袋封口處出現較為普遍的打皺變形現象，通過和正常情況下生產的包裝片材進行熱封強度（圖1）和跌落性能（圖3）對比，情況如下：

牽引式全自動包裝機生產的包裝袋熱封強度情況（圖5）

牽引式全自動包裝機生產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生產產品的熱封強度和跌落性能與設計理論值相差較大，達不到預期效果。經分析，和如下因素有關聯。

熱封溫度過高

經現場觀察，包裝袋熱封部位嚴重收縮變形，有的機器儀表顯示溫度達到224℃，而目前的片材產品結構為聚丙烯薄膜/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

目前食用鹽包裝現場的氣體壓力數值大約在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，一般熱封后，封口部位的強度損失不得大于10%-15%，如果壓力過高，就會使得兩層已經熔融的材料在熱封處逸出而變薄，從而產生斷根現象，對強度產生較大影響。

包裝速度過快

由于產能方面的壓力，食鹽包裝廠牽引式全自動包裝機的加工速度約為55-65包/分鐘，這就勢必要求必須提供較高的熱封溫度和壓力才能保證產品在很短的時間內有效封合，進而影響產品的強度。

熱封燙刀設計不合理

不同的包裝設備生產廠家，對熱封刀的設計不盡相同，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行緩沖，由于壓力不均， 也會對熱封強度造成影響，同時封口外觀易打皺變形。

3 建議措施

3.1 強化產品包裝系統設計理念

開發一款新的包裝產品，在投放市場前，除了在包裝版面上精心創作設計外，還要對產品包裝實現的全過程進行系統考慮，從包裝材料選擇到對灌裝設備的適應性，再到運輸倉儲的特殊要求等等，只有在投產之前完成相關的性能測試，以確定包裝材料及結構，這樣才能使產品包裝發揮其應有的功能，即保護產品、促進銷售、方便儲運的功效。

3.2 加強灌裝操作人員的業務培訓

由于灌裝操作對產品包裝質量的巨大影響，而且許多產品質量問題（強度方面）在生產線上不易被發現，因此，必須加強從業人員的業務培訓，除了要讓員工了解與灌裝熱封相關的一些理論知識外，同時能夠通過一些產品外觀現象判斷產品加工性能的優劣，從而提高員工的技能水平，避免不合格產品流入市場。

3.3 完善軟包裝產品售后服務體系

目前，軟包裝企業對食鹽包裝定點廠的售后技術服務還未完全到位，生產出新產品后，由其進行相關的灌裝調試、生產，包裝廠參與度不足，必須要完善現有的售后服務體系，一方面要及時編制好新產品使用說明書，把材料的性能特點及使用注意事項詳細的告之使用單位，另一方面對客戶提出的各類問題，要及時予以處理解決，并不斷提高，避免產品質量事故發生。

江谷，朱雨川.《軟包裝印刷及后加工技術》，印刷工業出版社，2007.