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包装材料检测中容易出现不合格的项目及常见原因解析

三方检测单位 2022-05-17

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包装材料是产品从生产到终端的“安全屏障”,其性能直接关系到产品质量、运输安全及消费者健康。然而在实际检测中,不少材料因关键指标不达标被判定不合格,不仅增加企业成本,还可能引发市场召回风险。本文聚焦包装材料检测中高频出现的不合格项目,结合实验室数据与生产场景,拆解其背后的常见原因,为企业优化质量控制提供参考。

阻隔性能不达标:氧气与水蒸气透过率超标

阻隔性能是食品、药品等敏感产品包装的核心指标,主要考核氧气透过率(OTR)与水蒸气透过率(WVTR)。检测中常见的不合格情况是透过率远超标准要求,导致内容物氧化变质或受潮。

从原因看,首先是材料配方问题:比如部分企业为降低成本,使用低密度聚乙烯(LDPE)替代线性低密度聚乙烯(LLDPE),LDPE的分子链支化程度高,结晶度低,氧气与水汽更容易穿透;若为复合膜,胶黏剂选择不当也会影响阻隔性——比如使用溶剂型胶黏剂时,残留溶剂会破坏材料的致密结构,形成透气通道。

其次是生产工艺缺陷:挤出成型时,若机筒温度过高或螺杆转速不均匀,会导致树脂降解,分子链断裂,材料的阻隔层(如EVOH、PVDC)结构被破坏;复合工艺中,涂布辊压力不稳定会造成胶黏剂涂布量不足(如低于1.5g/㎡),层间结合不紧密,形成“针孔”状的透气点。

此外,储存环境也会影响:部分企业将成品膜堆放在潮湿车间,材料吸潮后,水分子会填充到聚合物分子间隙,降低阻隔层的致密性,尤其对于尼龙(PA)这种易吸潮的材料,若储存湿度超过60%RH,WVTR可能上升30%以上。

机械强度不足:拉伸、撕裂与冲击性能不达标

机械强度直接关系到包装在运输、搬运中的抗破损能力,常见不合格项目包括拉伸强度(纵向/横向)、直角撕裂强度、落镖冲击强度不满足要求。

原料问题是主要诱因:不少企业为降低成本,在新料中掺杂大量回收料(如PE回收料比例超过20%),回收料中的杂质(如油墨残留、降解分子)会破坏树脂的分子链完整性,导致拉伸强度下降15%-25%;若使用再生PET,其粘度(IV值)会从原生料的0.8降至0.6以下,冲击强度大幅降低。

加工工艺不当也会引发问题:吹膜生产时,若冷却风环的风速不均匀,会导致膜的厚度偏差超过±10%(标准通常要求±5%),薄处的拉伸强度会比厚处低30%以上;挤出时若模头间隙调整不当,会造成材料分子取向不一致,横向撕裂强度可能比标准低20%。

添加剂使用过量同样影响强度:比如在PVC包装膜中,增塑剂(如DOP)添加量超过50phr时,会削弱PVC分子间的作用力,拉伸强度从原来的40MPa降至25MPa以下;而抗氧剂添加过多(如超过0.5%),会形成“塑化剂”效应,导致材料变脆,冲击强度下降。

迁移物超标:重金属、溶剂与塑化剂的合规风险

迁移物检测是包装材料的“合规红线”,尤其是与食品直接接触的材料,需符合GB 4806.7、GB 9685等标准。常见不合格项目包括重金属(铅、镉)、溶剂残留(甲苯、异丙醇)、塑化剂(DEHP、DBP)迁移量超标。

原料合规性是关键:部分企业使用劣质原料,比如含铅稳定剂的PVC材料(铅含量可达1000mg/kg以上,标准要求≤1mg/kg),或使用回收的食品包装纸(含油墨残留的重金属);而再生塑料中可能残留之前的塑化剂,若未经过脱除处理,迁移量会超过标准10倍以上。

印刷与复合工艺是主要来源:溶剂型油墨印刷时,若烘干温度不够(如低于80℃)或风速不足,会导致溶剂残留量超过5mg/㎡(标准要求≤3mg/㎡);复合工艺中,若胶黏剂的固化温度(如聚氨酯胶需要40℃固化24小时)未达标,会残留未反应的异氰酸酯单体,迁移到食品中引发安全问题。

储存与使用条件加速迁移:若包装材料在高温环境(如40℃以上)储存,塑化剂的迁移速度会增加2-3倍;而油性食品(如食用油、巧克力)中的脂肪会作为“萃取剂”,加速塑化剂从包装向内容物迁移,比如DEHP在食用油中的迁移量可达0.5mg/kg(标准要求≤0.3mg/kg)。

印刷质量缺陷:套印不准、墨层脱落与色差超标

印刷质量直接影响包装的外观与品牌形象,常见不合格项目包括套印误差超过0.1mm(标准要求≤0.05mm)、墨层附着力不足(胶带测试脱落)、色差ΔE超过2.0(标准要求≤1.5)。

设备精度问题是套印不准的主因:版辊的加工精度不够,圆跳动超过0.01mm,会导致印刷时图案偏移;印刷机的张力控制系统故障,放卷张力波动超过±5N,会造成材料拉伸不均匀,套印误差增大。

墨层脱落多因表面处理不当:塑料膜(如PE、PP)的表面张力较低(约30dyne/cm),若未经过电晕处理(需达到38-42dyne/cm),油墨无法有效附着;而电晕处理后的膜若放置超过72小时,表面张力会下降,同样导致墨层脱落。

色差问题源于原料与工艺:若使用的油墨批次不同,色粉的含量差异会导致色差;印刷时若油墨的粘度控制不当(如高于25s),会导致墨层厚度不均匀;而烘干温度过高(如超过100℃),会使油墨中的树脂分解,颜色变浅,ΔE值超过标准。

尺寸精度不符:长度、宽度与厚度偏差超标

尺寸精度是包装自动化生产线的“适配关键”,若偏差过大,会导致包装机卡纸、封边不严等问题。常见不合格项目包括长度偏差超过±1%、宽度偏差超过±0.5%、厚度偏差超过±10%。

设备计量误差是主要原因:牵引辊的周长校准不准确,比如实际周长比设定值大1%,会导致成品长度比订单要求长1%;而分切机的刀轴调整不当,会造成宽度偏差超过±2mm(标准要求±1mm)。

材料收缩率超标引发长度偏差:PP膜的热收缩率(120℃×10min)若超过5%,在制袋后会因收缩导致长度缩短;而PET膜若未经过热定型处理,在高温环境下储存(如40℃),会收缩2%以上,导致尺寸不符。

张力控制不当影响宽度与厚度:收卷时张力过大(如超过100N),会导致材料横向拉伸,宽度变窄;而挤出时若模头的流量不均匀,会造成厚度偏差超过±10%,薄处的强度不足,厚处的成本浪费。

水分含量过高:纸包装与塑料膜的性能隐患

水分含量看似普通,却会影响包装的强度、印刷效果与阻隔性能。常见不合格项目包括纸包装的水分超过10%(标准要求7-9%)、塑料膜(如PA、PET)的水分超过0.1%(标准要求≤0.05%)。

原料储存不当是纸包装水分超标的主因:纸浆或原纸堆放在潮湿车间(湿度超过70%RH),会吸收空气中的水分,含水量从7%升至12%以上;而造纸时若干燥部的温度低于100℃,或车速过快,会导致水分未充分蒸发。

塑料膜的水分超标多因除湿不足:PA、PET等吸湿性材料在挤出前需除湿(温度80-120℃,时间4-6小时),若除湿机故障或时间不够,原料中的水分会在挤出时汽化,形成气泡,同时降低材料的阻隔性能(WVTR上升20%以上)。

成品储存环境加剧问题:纸包装若储存在潮湿仓库(湿度超过70%RH),会继续吸潮,导致耐破度从150kPa降至100kPa以下;而塑料膜若未密封包装,在雨季会吸潮,水分含量超标,影响后续复合工艺的粘结强度——比如PA膜的水分超过0.1%时,复合后的层间剥离强度会从3N/15mm降至1.5N/15mm以下。

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