商品包装材料

第九章商品包装商品包装材料的选定商品包装材料包装材料是商品包装的物质基础，包装材料依靠科学技术的发展而日新月异地变化，同时也使包装形态千变万化。作为设计人员一定要熟悉各种包装材料的特性，才能在包装设计中科学地加以运用，从而设计出优美独特的形态结构，向消费者提供更多的产品信息和选择。包装材料经历了漫长的发展过程原始社会人们用树叶、贝壳、竹筒、葫芦等大自然材料来包装食物，北宋时期以纸张、布等为包装材料；近代工业的发展，金属、玻璃、塑料等包装材料相继出现，拓宽了新的应用领域。目前常用的包装材料有纸材、塑料、玻璃和金属四大类。纸制品包装纸是我国古代四大发明之一，其资源广，重量轻，成本低，折叠性好，有适于印刷，可回收等诸多优势，被称为“绿色包装材料”，是应用最广泛的一种包装材料。纸作为产品信息的载体，可使产品包装外型自由多变，富有个性，能给消费者耳目一新的感觉，增强产品包装的视觉效果。纸制品的缺点是：气密性、密封性、防潮性、透明性较差。纸制品包装世界造纸工业在国民经济上占重要地位，纸业产品结构中，45%服务于信息系统，40%服务于包装，15%服务于人民生活。纸制品包装在我国包装行业中约占38％，世界十大纸板生产国中，中国远远超过德、法、意、英、西班牙、巴西、加拿大，仅次于美国，超过日本位于世界第二。“十一五”计划是中国经济高速发展的重要时期，将会带来纸包装的发展，有望赶上美国跃居世界第一位。就上海市纸容器行业来看，1990年纸包装销售额近10亿元，到2002年增长到60亿元，2006年达到160亿元，2007年将近200亿元，平均增长率为30％左右。纸包装材料种类纸包装材料可分为纸、纸板两大类。1、一般纸类是指每平方米重量在200g以下，或厚度在0.1mm以下的纸制品。2、纸板指每平方米重量在200g以上，或厚度在0.1mm以上的纸制品。纸类包装（1）纸包装薄膜研究开发高性能纸包装薄膜来替代食品包装中常用的塑料薄膜，是非常有前景的绿色包装；目前研究开发的产品有大豆蛋白和淀粉混合的可食性包装膜，它能保持水分，阴隔氧气，保持食品原味和营养价值；另一种为壳聚糖可食性包装膜，它是从贝类提取壳聚糖，将它与月挂酸结合在一起生成均匀的可食性薄膜，有很好的保鲜作用；还有用脱乙酰壳多糖作原料，加工成包装纸，可用于快餐面、调味品、面包、食品等包装，可直接放在锅内烹调，不必去除袋子；用虫胶和淀粉混合可制成耐水耐油的包装纸或涂层，用于快餐食品包装。纸类包装（2）一次性纸制品容器纸杯、纸盘、纸碗、纸饭盒等一次性纸制品容器可以取代各种塑料容器，废弃物可以用作造纸工业的二次纤维，较大程度地减少了塑料的污染；纸板类包装瓦楞纸板始于18世纪末，19世纪初因其量轻而且价格便宜，用途广泛，制作简易，且能回收甚至重复利用，使它的应用有了显著的增长。到20世纪初，已获得为各种各样的商品制作包装而全面的普级、推广和应用。由于使用瓦楞纸板制成的包装容器对美化和保护内装商品有其独特的性能和优点，因此，在与多种包装材料的竞争中获得了极大的成功。成为迄今为止长用不衰并呈现迅猛发展的制作包装容器的主要材料之一。瓦楞纸板瓦楞纸板是由面纸、里纸、芯纸和加工成波形瓦楞的瓦楞纸通过粘合而成。根据商品包装的需求，瓦楞纸板可以加工成单面瓦楞纸板、三层瓦楞纸板、五层、七层、十一层等瓦楞纸板。瓦楞纸板单面瓦楞纸板一般用作商品包装的贴衬保护层或制作轻便的卡格、垫板以保护商品在贮存的运输过程中的震动或冲撞，三层和五层瓦楞纸板在制作瓦楞纸箱中是常用的。目前，许多三层或五层瓦楞纸板制作的瓦楞纸箱或瓦楞纸盒已堂而皇之的直接上了销售柜台，成了销售包装。七层或十一层瓦楞纸板主要为机电、烤烟、家俱、摩托车、大型家电等制作包装箱。在特定的商品中，可以用这种瓦楞纸板组合制成内、外套箱，便于制作，便于商品的盛装、仓储和运输。近年来，根据环保的需要和国家相关政策的要求，这类瓦楞纸板制作的商品包装，有逐渐取代木箱包装的趋势。瓦楞纸箱瓦楞纸板的楞形不同波纹形状的瓦楞，粘结成的瓦楞纸板的功能也有所不同。即使使用同样质量的面纸和里纸，由于楞形的差异，构成的瓦楞纸板的性能也有一定区别。目前国际上通用的瓦楞楞形分为四种，它们分别是A型楞、C型楞、B型楞和E型楞。它们的技术指标和要求见表一。A型楞制成的瓦楞纸板具有较好的缓冲性，富有一定的弹性，C型楞较A型楞次之。但挺度和抗冲击性优于A型楞；B型楞排列密度大，制成的瓦楞纸板表面平整，承压力高，适于印刷；E型楞由于薄而密，更呈现了它的刚强度。表一瓦楞的波形形状构成瓦楞纸板的波形瓦楞纸的楞形形状分为V形、U形和UV形。V形瓦楞波形的特征是：平面抗压力值高，使用中节省粘合剂用量，节约瓦楞原纸。但这种波形的瓦楞做成的瓦楞纸板缓冲性差，瓦楞在受压或受冲击变霰后不容易恢复。U形瓦楞波形的特征是：着胶面积大，粘结牢固，富有一定弹性。当受到外力冲击时，不象V形楞那样脆弱，但平面扩压力强度不如V形楞。根据V形楞和U形楞的性能特点，目前已普遍使用综合二者优点制作的UV形瓦楞辊。加工出来的波形瓦楞纸，既保持了V形楞的高抗压力能力，又具备U形楞的粘合强度高，富有一定弹性的特点。目前，国内外的瓦楞纸板生产线的瓦楞辊均采用这种UV形状的波形瓦楞辊。瓦楞纸箱行业调整和发展方向1.继续推行“集中制板、分散制箱”，调整行业内部生产结构，推行行业内部合作生产格局。目前大多数省市瓦楞纸板生产线开机率不足，瓦线生产厂设备利用率只有42％，质量极差。上海包协纸委会从1996年提出“集中制板、分散制箱”，调整行业内部生产结构，推行行业内部合作的生产新格局。改革后，大厂发挥先进设备优势，扩大纸板生产。目前瓦线开机率已达到85％左右，小型纸箱企业向大厂购买纸板，既提高质量又减少人员和场地，降低生产成本。目前单面瓦楞机组除少量E、F型外基本已经不开机，所有小纸箱企业都向大厂购买纸板加工纸箱，形成以大带小局面，达到了双赢的目的。瓦楞纸箱行业调整和发展方向2.加速发展微细瓦楞纸箱纸盒。物理性能和印刷品质好。据业内人士预算，在今后五年内将会占据30％的市场。海尔、飞利浦、科龙、长虹、联想、摩托罗拉、大唐电信、诺基亚等手机企业都使用微细瓦楞包装。例如，大唐电信的手机产品使用瓦楞包装后比原来用白板纸纸盒成本降低了约３５％，目前其每批需求纸箱数量为２万－３万个。

在冷冻食品中，雀巢的月光宝盒、和路雪的千层雪等产品都在使用微细瓦楞包装。用作内包装时，无需印刷，在不涂防潮油的情况下能耐低温、防潮。

瓦楞纸箱行业调整和发展方向3.加速发展柔性板多色网点印刷，实现纸箱包装美观化。国内的瓦楞纸箱运输包装将向销售商品包装发展。目前在广东、上海、江浙等地，水印瓦楞纸箱纸盒的生产和使用相当普遍。环保型水性油墨的使用进一步推广注意各国立法对纸箱的要求德国对纸箱提出下列要求：纸箱表面不能上蜡、上油，也不能涂塑料、沥青等防潮材料；外表不能有蜡纸或油质隔纸；纸箱的连接需采取粘合方式，不能用任何金属或塑料钉或夹；尽可能用胶水粘箱，不能用PVC或其他塑料胶带，如果不得不用塑料胶带，也要用不含PE、PB成分的；纸箱上所做的标记必须用水溶性颜料。塑料包装塑料包装是指以人工合成树脂为主要原料的各种高分子材料制成的包装。塑料作为包装材料具有良好的防水性、耐油性、透明性、耐寒性、耐药性，成本低，重量轻、可着色、易加工等特点，可塑造成多种形状进行包装印刷。塑料包装的缺点：强度和耐热性不是太好，有些塑料有毒，带异味，塑料废弃物处理不当会造成污染。塑料包装主要的塑料包装材料：PE（聚乙烯塑料），PVC（聚氯乙烯塑料）PP（聚丙烯塑料）PET（聚酯塑料）聚乙烯（PE）聚乙烯是世界上产量最大的合成树脂，也是消耗量最大的塑料包装材料，约占塑料包装材料的30％。低密度聚乙烯透明度较好，柔软、伸长率大，抗冲击性与耐低温性较优，在各类包装中用量仍较大。聚乙烯（PE）高密度聚乙烯具有较高的结晶度，允许较高的使用温度，其硬度、气密性、机械程度、耐化学药品性能都较好，由于它具有较高的耐油脂性能，广泛用于盛装牛奶、牛奶制品，包装天然果汁和果酱之类的食品。不过的保香性差，装食品饮料不宜久藏。美国采用聚乙烯包装专盛柠檬汁。聚氯乙烯（PVC）PVC塑料大致可分为硬制品、软制品两类。硬制品增塑剂一般少于5％，软制品中增塑剂多达20％以上。硬质PVC因不含或很少含有增塑剂，其成品无增塑剂的异味，而且机械强度优良，质轻，化学性质稳定，所以制成的PVC容器广泛用于饮料包装，如可口可乐等。PVC材料的安全性一直是人们关注的问题。用于包装的PVC树脂中的氯乙烯含量不能高于1×10－6，即1千克PVC树脂只允许含1毫克氯乙烯单体，用这种PVC树脂生产的瓶子包装饮料，在食品中测不出氯乙烯单体。聚丙烯（PP）聚丙烯薄膜是高结晶结构，渗透性为聚乙烯的1／4～1／2，透明度高，光洁，加工性能高，广泛用于制备纤维、成型制品，但主要是塑料薄膜。目前，具有气密性、易热合性的聚丙烯的涂布薄膜及与其它薄膜、玻璃纸、纸、铝箔等复合的复合材料已大量生产，用PP复合材料制作的容器可用于饮料包装。各类PP都有一个带静电的共同特点，为解决这个问题，一般在薄膜上涂布防静电剂或者将防静电剂混炼于薄膜中。在薄膜上涂布气密性好的聚偏二氯乙烯类树脂可提高PP的抗氧化性聚酯塑料（PET）聚酯塑料（PET）是一种结晶性好，无色透明，极为坚韧的材料。有玻璃的外观，无臭、无味、无毒，易燃，燃烧时有蓝色边缘的黄色火焰，气密性良好。PET的膨胀系数小，成型收缩率低，仅0．2％，是聚烯烃的十分之一，较PVC和尼龙小，故制品的尺寸稳定。机械强度堪称最佳，其扩张程度与铝相似，薄膜强度为聚乙烯的9倍、聚碳酸酯和尼龙的3倍，冲击强度是一般薄膜的3～5倍。而其薄膜又有防潮和保香性能。虽然聚酯具有上述优点，但是其薄膜价格较贵，热封困难，易带静电，所以单独使用极少，大多是用热封性较好的树脂涂布共同制成复合薄膜。选用塑料包装的原则1、对商品的保护功能2、对商品的展示效果4、其他相关性能3、对包装机械的适应性对商品的保护功能(1)可靠的机械保护作用

可靠的机械保护作用包括防止包装内商品泄漏或者外界物质进入包装对商品的破坏与污染。直接反映塑料薄膜的机械保护功能的性能指标，主要是薄膜的力学强度，如拉伸强度、撕裂强度、落体冲击强度(落标冲击)以及抗穿刺强度等等，强度值愈大，保护效果愈佳。对商品的保护功能(2)焊接强度

良好的焊接强度也是塑料薄膜袋可靠地保护商品的必要条件。如果焊缝强度不足，焊缝将成为塑料薄膜袋的致命弱点，由于焊缝破裂而使塑料袋失去对商品的保护作用。普通聚丙烯双向拉伸薄膜具有良好的力学强度，但因焊接性能很差，因此双向拉伸聚丙烯单膜一般不作制袋使用，当需要制袋时，需采用含有热封层的、以双向拉伸聚丙烯薄膜为基材的复合薄膜，就是这个道理。

塑料薄膜的焊接性能通常以焊缝强度表示，即N／15mm，焊缝强度愈高，表示其焊接性能愈好对商品的保护功能(3)阻隔性能

阻隔性指塑料薄膜防止氧气、二氧化碳、氮气等气体以及香气、水蒸气等物质透过的性能。对于许多商品，特别是食品类商品，塑料包装薄膜阻隔性能的好坏，是所包装的商品能否长期、有效贮存的重要因素。各种商品对阻隔性能的要求不同。例如加工熟食品的长期贮存，必须选用阻隔性好的包装薄膜，阻止氧气进入薄膜袋中，以防止食物的氧化变质及抑制其中的微生物的繁殖；新鲜果蔬的包装则要求薄膜要有适度的透气性，适当抑制呼吸并使所包装的物品能够维持一定的新陈代谢而不致坏死。

阻隔性能塑料薄膜阻隔性的最常用的表示方法是采用一定温度、一定湿度条件下，单位面积薄膜在一定时间内透过某种物质的量来加以度量。氧、二氧化碳、氮气等常以cm3／(m2·24h·0．1MPa)来表示(其中0．1MPa表示薄膜两侧的压力差)，水蒸气透过量常以g／(m2·24h)表示。自然，薄膜对某气态物质的透过量愈大，表示它对该物质的阻隔性能愈差。塑料薄膜对香气的阻隔性，通常将具有香味的物质采用薄膜袋封存之后，测定香气透过薄膜袋所需要的时间(塑料袋置于干燥器中，定期打开检查，以最初能感知香味的时间为保香时间)，保香时间愈长，表示薄膜对该香气透过的阻隔性愈好。

对商品的保护功能（4）遮光性能遮光性对一些商品的包装也是十分重要的。光，特别是紫外光，是一些物质变色、褪色以及光氧化变质的重要原因，故需引起重视。遮光性以给定波长的透光性予以度量，透光率高，遮光性差。对商品的展示效果(1)透光率、雾度与光泽度

透光率与雾度是决定被包装商品可见性与清晰度的重要指标，对商品的展示效果的关系特别大。透光率与雾度均以百分率表示，透光率的值愈大，表示薄膜的透明度愈好；而雾度愈大，表示透过薄膜观察物体的混浊度愈大，即清晰度愈差。也就是说当需要对薄膜袋中所包装的商品提供好的展示性效果时，应当选取透光率大、雾度低的塑料包装薄膜。

光泽度表示塑料薄膜在受光照时的反光能力，以样品在正反射方向，相对于标准表面反射光亮度的百分率表示。光泽度的数值愈大，薄膜表面光亮度愈佳。

对商品的展示效果(2)印刷性

众所周知，包装上的印刷图案对于商品的宣传、展示效果也是不容忽视的。概略地讲，塑料薄膜印刷性能的好坏是指薄膜是否容易获得牢固而美丽的印刷图案。有的薄膜的印刷性能欠佳，需要通过表面预处理(例如聚乙烯薄膜印刷前，要进行电晕处理)，有的塑料薄膜印刷性能较好，其表面不需要经过表面处理即可直接印刷(例如聚乙烯醇薄膜)。薄膜印刷性能的好坏，可通过对其表面张力的测定进行初步判断，塑料薄膜的表面张力以mN／m表示，数值大者印刷性能较好。一般地讲，薄膜的表面张力大于38mN／m者，其印刷性能已足以达到使用要求。如果薄膜的表面张力不足(38mN／m以下)，印刷前需进行表面处理。

对商品的展示效果(3)抗静电性

塑料薄膜的抗静电性的大小，直接影响塑料薄膜袋的吸尘性。抗静电性好者，不易吸尘；抗静电性差，则易于吸尘。吸尘会降低塑料薄膜袋的透明性、光泽度、以及印刷图案的清晰度，因此塑料薄膜的良好的抗静电性，对于持久地保持包装袋良好的展示效果是十分重要的。当期望有良好的展示效果时，应当选择抗静电性良好的薄膜。塑料薄膜的抗静电性以表面电阻率或带电半衰期表示。表面电阻率愈低、带电半衰期愈短，表明薄膜的抗静电性能愈佳。对包装机械的适应性(1)薄膜的爽滑性

良好的爽滑性有利于包装时薄膜在包装机中的顺利移动，避免它在移动中因阻力过大而破损。薄膜的爽滑性可以通过其摩擦系数的大小予以描述。摩擦系数愈小，爽滑性能愈佳。因此，自动包装机配用的薄膜，常需将其摩擦系数控制在某一数值以下，例如液体包装用薄膜的标准，将其摩擦系数规定在o．35以内。

对包装机械的适应性(2)热焊接性能

这里所讲的热焊接性能，不仅指塑料包装薄膜是否能够热封合，或者热封合之后，是否能够达到足够高的焊接强度的问题，而且往往还要求塑料包装薄膜在热封合时，允许有一个较大的热封合温度区间和较大的热封合压力区间。有的薄膜虽然可以热封合，而且可得到较高的焊缝强度，但热封合条件较苛刻，不能很好地与包装机械匹配使用，对此应予以充分注意。其他相关性能(1)塑料薄膜与被包装物品间的相容性

常需考虑的是塑料包装薄膜是否会被所包装的物质所腐蚀、溶解或溶胀而丧失强度以及塑料薄膜是否会和所包装的物质发生化学反应，使商品性能下降或者包装袋因而破坏等等。

其他相关性能(2)塑料薄膜对商品流通环境的适应性常需要考虑的是薄膜的耐高、低温性能，例如冷藏，特别是冷冻食品使用塑料包装薄膜，需要具有良好的耐低温性能；蒸煮食品用塑料包装薄膜，需要具有良好的耐高温性能等等。其他相关性能(3)介电性

集成块之类的商品容易因包装带静电而被击穿，因而这类商品包装所选用的塑料薄膜一定要有良好的抗静电性能，其表面电阻率一般控制在108欧姆左右或更低。其他相关性能(4)卫生性

当包装食品或医药品时，选取的塑料包装薄膜必须具有良好的卫生性能，符合国家有关卫生标准的