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食品容器用覆膜鐵、覆膜鋁主要是用于罐頭、飲料、奶粉等產(chǎn)品的容器包裝。雖然我國制造覆膜鐵的企業(yè)近千家,但是這些企業(yè)的生產(chǎn)工藝大部分采用膠粘法,無法滿足食品容器食品安全及殺菌性能要求,所以真正能適用于食品容器覆膜鐵制造企業(yè)大約也就七八家。作為食品包裝材料,覆膜鐵、覆膜鋁的質(zhì)量安全自然要得到保證。我國屬于食品金屬容器生產(chǎn)和使用大國,制定屬于我國的食品容器用覆膜鐵、覆膜鋁標(biāo)準(zhǔn)體系,可以大大提高我國在罐頭領(lǐng)域及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的國際標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán),于是國標(biāo)委決定牽頭首次制定食品容器用覆膜鐵、覆膜鋁檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。
雖然標(biāo)準(zhǔn)尚未發(fā)布,但是為了方便大家及時(shí)掌握相關(guān)檢測(cè)項(xiàng)目要求,我們下面就一些食品容器用覆膜鐵、覆膜鋁關(guān)鍵檢測(cè)指標(biāo)介紹一下。目前國內(nèi)用于食品容器用覆膜鐵、覆膜鋁采用的薄膜主要為雙向拉伸改性聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。聚丙烯薄膜也具有技術(shù)可行性,應(yīng)用相對(duì)較少。廠家為了保證穩(wěn)定的附著性,覆膜鐵基板主要采用冷軋電鍍鉻薄鋼板,部分覆膜鐵基板為了滿足顏色要求或者三片罐罐身焊接要求,也會(huì)采用電鍍錫薄鋼板。對(duì)于需要進(jìn)行表面處理要求的材料,一般會(huì)采用符合相應(yīng)的食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)的潤滑劑(油、蠟)。具體參考執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)如下:
GB/T 16958 包裝用雙向拉伸聚酯薄膜;
GB/T 10003 普通用途雙向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜
GB/T 24180 冷軋電鍍鉻鋼板及鋼帶
GB/T 2520 冷軋電鍍錫鋼板及鋼帶。
覆膜鐵、覆膜鋁的尺寸檢測(cè)項(xiàng)目主要分為厚度、寬度、長度及鋼卷的內(nèi)徑。覆膜鐵的厚度以基板厚度表示,厚度允許誤差及薄邊要求同樣按照基板的要求,檢測(cè)參考相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T24180 冷軋電鍍鉻鋼板及鋼帶。寬度、長度、鋼卷內(nèi)徑、外形的要求雖然也與GB/T 24180 要求在數(shù)值上一致,但是覆膜鐵并非鍍鉻鐵,而且這些內(nèi)容與覆膜及裁剪過程也有一定的關(guān)系,因此需要各自單獨(dú)檢測(cè)。外形要求檢測(cè)包括脫方度、鐮刀彎、不平度、邊浪、中浪、翹曲、毛刺、花邊板。重量及允許偏差應(yīng)符合 GB/T 708 冷軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差的要求。收設(shè)備能力及工藝條件限制,某些客戶對(duì)于覆膜鐵尺寸方面有更高的要求時(shí),供需雙方可協(xié)商。覆膜鋁產(chǎn)品參考了覆膜鐵對(duì)尺寸、外形和重量要求進(jìn)行了規(guī)定。
外觀質(zhì)量檢測(cè)項(xiàng)目要求分為了基本要求、焊縫及膜接頭要求、帶缺陷交付的要求?;疽笾兴岬降谋砻嫒毕萑菀妆孀R(shí)。由于焊縫與基板的厚度差導(dǎo)致附近工藝不穩(wěn)定段,通常需要剔除,并且焊縫本身容易導(dǎo)致制蓋、制罐模具的損傷,因此,雖然允許鋼帶帶缺陷交貨,但是鋼帶中應(yīng)無焊縫。膜接頭數(shù)量較多時(shí),嚴(yán)重影響到下游的生產(chǎn)效率,對(duì)鋼帶交付的覆膜鐵中限制膜接頭數(shù)量不超過 3 個(gè)?;邃搸П旧頃?huì)存在一定比例的缺陷,在此以外,要限定因覆膜產(chǎn)生的缺陷比例。
對(duì)于覆膜鐵、覆膜鋁的理化性能,我們可以檢測(cè)膜縮進(jìn)量、膜厚及允許偏差、耐蒸煮性、抗酸性、抗硫性、抗鹽性、抗沖擊性、附著力、相容性等關(guān)鍵指標(biāo)。具體要求如下:
1.膜縮進(jìn)量
膜縮進(jìn)量允許范圍的確定主要根據(jù)覆膜設(shè)備能力及工藝水平確定。采用熱貼合或者膠粘法覆膜時(shí),由于薄膜寬度與基板寬度存在偏差、加熱后薄膜會(huì)發(fā)生收縮、輸送過程中基板或薄膜位置的波動(dòng),會(huì)出現(xiàn)覆膜后薄膜寬度大于或者小于基板寬度的現(xiàn)象。當(dāng)邊部薄膜超多基板過多時(shí)(>2.0mm),容易導(dǎo)致覆膜鐵外形方面的缺陷(翹曲、邊浪等),也會(huì)出現(xiàn)邊部膜絲膜屑的產(chǎn)生。對(duì)于經(jīng)常采用涂料鐵作為原料的廠家,從涂料鐵切換為覆膜鐵,當(dāng)邊部薄膜未覆蓋基板(露鐵)較多時(shí)(<-2.0mm),制蓋制罐可能出現(xiàn)邊部罐蓋露鐵的缺陷,在實(shí)際應(yīng)用過程中,通常會(huì)存在邊部余料,露鐵量小于邊部余料時(shí)便不影響應(yīng)用。如果難以滿足現(xiàn)有膜縮進(jìn)量允許范圍-2.0mm~+2.0mm 的規(guī)定,可通過增加基板的寬度解決(會(huì)降低材料利用率)。
2.膜厚及允許偏差
基板表面存在一定的粗糙度,覆膜后,膜層一部分嵌入到基板表層,實(shí)際厚度不易測(cè)量準(zhǔn)確。因此,膜厚以覆膜前薄膜的厚度(單位μm)表示,根據(jù)供需雙方協(xié)商確定。膜厚允許偏差為±5%,試驗(yàn)方法見 GB/T 6672 塑料薄膜和薄片厚度測(cè)定 機(jī)械測(cè)量法。在約定膜厚后,覆膜前后膜層厚度的變化通常不會(huì)影響到加工性能,其它抗性方面的產(chǎn)生的要求可通過抗沖擊性、附著力、耐蒸煮等性能要求另行規(guī)定。
3.耐蒸煮性
部分材料經(jīng)過加工成形為包裝容器,灌裝食品后需要經(jīng)過蒸煮殺菌過程。因此對(duì)材料本身提出耐蒸煮性的要求。目前國內(nèi)覆膜鐵材料大部分采用改性 PET薄膜,而該類型的薄膜覆膜(加熱熔融貼合+冷卻)后,膜層中非結(jié)晶體和結(jié)晶體共存。經(jīng)過殺菌加熱后,非晶體向結(jié)晶體轉(zhuǎn)變,在色相上會(huì)有一定的變化。尤其當(dāng)受熱不均勻,不同區(qū)域的結(jié)晶速率差異較大時(shí),會(huì)出現(xiàn)明顯的結(jié)晶斑。因此,對(duì)于有蒸煮殺菌要求時(shí),需要選擇合適的薄膜,或者對(duì)覆膜鐵材料進(jìn)行預(yù)先的處理,避免結(jié)晶斑的產(chǎn)生。當(dāng)膜層有針孔,并且附著力不良時(shí),蒸煮后可能出現(xiàn)氣泡、脫落、腐蝕的問題。無耐蒸煮性要求的產(chǎn)品,此項(xiàng)指標(biāo)不做要求。
4.抗酸性
PET、PP 等薄膜本身具有良好的抗酸性,不會(huì)與酸發(fā)生反應(yīng)。但是部分類型的酸分子在加熱過程中會(huì)穿透薄膜分子間隙,與基板發(fā)生反應(yīng)(例如 PET 覆膜鐵采用 3%乙酸蒸煮后的腐蝕現(xiàn)象)。經(jīng)過長期的應(yīng)用總結(jié),對(duì)于采用檸檬酸調(diào)節(jié)PH 值的內(nèi)容物,覆膜鐵能體現(xiàn)出優(yōu)良的耐蝕性。滿足 2%檸檬酸作為覆膜鐵抗酸性的基本要求。當(dāng)內(nèi)容物中含有其它類型的酸時(shí),建議進(jìn)行相容性試驗(yàn)。類似于耐蒸煮性要求,如果覆膜鐵膜層存在針孔露鐵、附著力不良等性能缺陷,抗酸試驗(yàn)后會(huì)出現(xiàn)氣泡、脫落、腐蝕等現(xiàn)象,屬于杜絕發(fā)生的范圍。無抗酸性要求的產(chǎn)品,此項(xiàng)指標(biāo)不做要求。
5.抗硫性
采用半胱氨酸鹽酸溶液,經(jīng)抗硫試驗(yàn)后覆膜面無氣泡、無脫落、無泛白、無腐蝕。無抗硫性要求的產(chǎn)品,此項(xiàng)指標(biāo)不做要求。
6.抗鹽性
采用 3%NaCl 溶液,經(jīng)抗鹽試驗(yàn)后覆膜面無氣泡、無脫落、無泛白、無腐蝕。無抗鹽性要求的產(chǎn)品,此項(xiàng)指標(biāo)不做要求。
7.耐蝕力
經(jīng)電解腐蝕試驗(yàn),可以直觀看出膜層表面是否存在針孔露鐵、劃傷露鐵的缺陷。涂料鐵產(chǎn)品的露鐵缺陷可以通過涂膜完整性的缺陷電流值進(jìn)行判定,但是覆膜鐵材料采用涂膜完整性試驗(yàn)時(shí),缺陷電流值及時(shí)很小(<1mA),覆膜鐵表面也已經(jīng)存在有風(fēng)險(xiǎn)的露鐵點(diǎn),需要采用更為嚴(yán)格的檢驗(yàn)方式,因此將耐蝕力要求及試驗(yàn)方法作為檢驗(yàn)方式。由于薄膜加工、基板表面粗糙均勻度、基板表面雜質(zhì)、覆膜過程中的雜質(zhì)等種種影響因素,無法決定保證覆膜鐵膜層不存在任何的露鐵點(diǎn)。經(jīng)長期應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),耐蝕力滿足下表 1 級(jí)要求時(shí),覆膜鐵在實(shí)際應(yīng)用中可以滿足耐蝕性的要求。
8.抗沖擊性
該指標(biāo)用于判斷在經(jīng)過沖壓、拉伸等加工變形后,覆膜鐵材料是否保持膜層完整性及仍具有一定的耐腐蝕性能。基板的厚度越薄、硬度越高,沖擊后基板沖裂的概率越大,根據(jù)不同厚度規(guī)定落錘高度,見下表。
熱塑性薄膜(PET、PP 等)經(jīng)過印涂固化某個(gè)區(qū)間溫度的烘烤后,會(huì)發(fā)生脆化,其抗沖擊性有明顯的降低(沖擊后膜層產(chǎn)生裂紋概率增加),并且該過程不可逆,抗沖擊性不良的材料不易通過其它工藝彌補(bǔ)該性能缺陷。覆膜鐵材料的覆膜工藝參數(shù)設(shè)置對(duì)后續(xù)的耐烘烤性會(huì)產(chǎn)生影響,在確定材料用途后,覆膜工藝方可對(duì)應(yīng)設(shè)置。對(duì)于可印刷(或其它加工變形前需要經(jīng)過烘烤工序)材料,測(cè)試前應(yīng)經(jīng)過熱處理。熱處理?xiàng)l件應(yīng)不低于實(shí)際烘烤條件。
9.附著力
樣片經(jīng)過井字刻線,通過杯突及蒸煮觀察是否剝離,判斷覆膜鐵膜層與基板的附著力是否合格。
當(dāng)覆膜鐵用于不可印刷高變形量產(chǎn)品時(shí),要求杯突高度要求不低于 6mm,如果附著力無法滿足該杯突高度下無剝離的要求,易開蓋(EOE)內(nèi)刻線耐蝕性、深沖 DRD 罐膜層耐沖拔性能會(huì)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于可印刷的高變形量產(chǎn)品,目前在沖拔罐產(chǎn)品上有所應(yīng)用,但是,材料經(jīng)過印涂烘烤,再經(jīng)過加工變形后膜層與基板的附著力會(huì)明顯下降,無法確保材料經(jīng)過熱處理再滿足 6mm 杯突試驗(yàn)的要求,只能通過制罐后的工藝優(yōu)化提高產(chǎn)品的性能。杯突高度 3mm 的程度下
膜層與基板發(fā)生剝離,說明附著力不良,對(duì)后續(xù)高變形量的加工成形及產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生較大的影響。
對(duì)于低變形量用途的材料,無論是否需要經(jīng)過烘烤,3mm 杯突高度下殺菌無剝離,基本均可以滿足實(shí)際應(yīng)用要求。此外,當(dāng)采用二次冷軋薄鋼板作為覆膜鐵基板時(shí),杯突高度超過 3mm,易出現(xiàn)杯突沖裂的問題,因此杯突高度不易過分要求。
10.相容性
當(dāng)覆膜鐵材料所采用的原材料、覆膜工藝發(fā)生變化,或者用途(罐蓋型號(hào)、尺寸、內(nèi)容物、殺菌方式等)發(fā)生變化,建議均要進(jìn)行相容性測(cè)試。
以上便是國標(biāo)委對(duì)食品容器用覆膜鐵、覆膜鋁檢測(cè)提出的要求。統(tǒng)一質(zhì)量要求,對(duì)國內(nèi)的覆膜鐵覆膜鋁行業(yè)的發(fā)展方面起著重要作用。想要推進(jìn)覆膜鐵生產(chǎn)制造企業(yè)質(zhì)量控制水平,讓更多的企業(yè)參與到食品包裝容器的生產(chǎn),保證罐頭領(lǐng)域的安全性,就需要制定一部完善的食品容器用覆膜鐵、覆膜鋁標(biāo)準(zhǔn),對(duì)覆膜鐵行業(yè)進(jìn)一步規(guī)范。
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