發布日期:2018.05.13 | 點擊:5412次
文/陳新,質量總監
珠海新泉包裝容器有限公司
目前市場上應用于玻璃瓶包裝的冠型瓶蓋(俗稱皇冠蓋)按內襯密封墊片材料可分為PVC和非PVC墊片;按灌裝工藝可分為普通瓶蓋(適用于常溫和巴氏殺菌75℃以下)及耐高溫瓶蓋(殺菌溫度100℃以上)。
皇冠蓋外觀看似簡單普通,其生產工藝所涉及的關鍵技術卻很復雜。由于墊片材料直接接觸內容物,因而瓶蓋質量直接影響食品的安全及保質期。
耐高溫瓶蓋墊片應用的兩難處境
眾所周知,PVC瓶蓋墊片含有氯乙烯(VCM)殘留及塑化劑(DOP、DEHP等),會直接影響包裝產品的食品安全——其中VCM是國際上公認的一類致癌物質,而DOP、DEHP等物質早已被證實會干擾人體內分泌,影響生殖系統,同時對肝臟和泌尿系統也有很大的危害。因此,早在20年前歐盟已禁止PVC墊片瓶蓋用于食品包裝,其他國家也陸續跟進。
PVC耐高溫瓶蓋墊片被限制使用,非PVC墊片又難以攻克。目前市場上由常溫灌裝及巴氏殺菌灌裝的食品、飲料,已全面使用非PVC瓶蓋墊片。但對于耐高溫瓶蓋產品來說,由于多年來一直是發泡PVC瓶蓋墊片的天下,因而非PVC瓶蓋墊片的生產工藝一度是令業界頭痛的技術難題。故此2017開始實施的GB9685規定了幾種可以限量使用的增塑劑,但是僅僅這幾種增塑劑很難達到生產需要的發泡效果。
PVC發泡墊片的生產工藝是:采用PVC糊樹脂為主要原料,與液體酯類增塑劑、發泡劑、穩定劑等助劑調配成液體膠,通過離心滴型工藝加熱塑化成彈性膠體,發泡效果與添加劑呈正比例,同時添加劑的品種非常多,監管非常困難。作為食品直接接觸材料,它所帶來的食品安全風險顯而易見。一方面,PVC耐高溫瓶蓋墊片不安全不環保;另一方面,非PVC耐高溫瓶蓋墊片的技術難題又未能解決,這種現狀一度制約了玻璃瓶裝耐高溫殺菌食品、飲料如豆奶、果汁等飲品的開發和成長。
PP耐高溫瓶蓋墊片在國內研發成功
珠海新泉包裝容器有限公司的前身為廣州新泉包裝容器有限公司,以皇冠蓋的專業研發、生產聞名行業20多年。多年來公司技術團隊一直潛心非PVC耐高溫瓶蓋墊片的研發攻關,已取得非PVC耐高溫墊片瓶蓋生產技術的突破,成為全國第一家(目前也是唯一一家)能生產非PVC耐高溫瓶蓋(殺菌溫度≥121℃,30分鐘)的企業,并且實現了商業化應用。
適于食品包裝用皇冠蓋密封墊的非PVC材料包括PE(聚乙烯)和PP(聚丙烯),不過僅PP可耐高溫(超過121℃)。由于常規的PP粒料注塑工藝無法達到高溫瓶蓋的使用要求,因而必須對原料進行改性,此外模具、生產工藝也需要進行創新改造。
PP耐高溫瓶蓋墊片與PVC材料的比較
無論各項性能指標,還是諸如展示、促銷等功能,PP耐高溫瓶蓋墊片都表現出明顯勝過PVC材料的優勢。
性能指標對比新泉公司自2011年起就開始對PP耐高溫瓶蓋技術進行研發攻關,共開展了300多項(次)測試及50多次線上灌裝使用跟蹤測試,其中耐老化試驗跟蹤測試長達24個月。
根據公司技術部的資料,PVC與PP耐高溫墊片各項性能指標對比見表1~4。
表1 PVC材料和PP材料墊片中對人體有害成分對比
表2 PVC材料和PP材料物理性能對比
放置時間 |
耐壓(kPa) |
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PVC |
PP |
|
1個月 |
≦200 |
≧950 |
3個月 |
≦200 |
≧900 |
5個月 |
≦150 |
≧850 |
7個月 |
≦150 |
≧850 |
9個月 |
≦150 |
≧850 |
備注 |
國標對冠型瓶蓋的耐壓標準是≥800kPa。 |
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注:模擬實驗是先在250ml玻璃瓶中灌裝230ml自來水,再用PVC和PP墊片瓶蓋按豆奶瓶的標準尺寸封裝,接著放入滅菌鍋進行121℃、30分鐘的模擬殺菌,最后放置規定的時間后用瓶蓋耐壓專用測試儀進行測試。
表3 PVC材料與PP材料瓶蓋對食品保質期對比
存儲時間 |
豆奶質量異常率 (PVC耐高溫蓋密封) |
豆奶質量異常率 (PP耐高溫蓋密封) |
1個月 |
0% |
0% |
3個月 |
8% |
0% |
6個月 |
13% |
0% |
9個月 |
20% |
0% |
12個月 |
22% |
0% |
試驗說明 |
采用PVC和PP耐高溫蓋在豆奶玻璃瓶生產線按正常生產灌裝封蓋殺菌,各取60瓶樣品在實驗室常溫狀態下進行保質期對比測試。跟蹤測試周期為12個月。豆奶質量異常是指豆奶變色、結塊、霉爛狀、發臭等異常情況。 |
表4 PVC材料和PP材料適用范圍及高溫灌注后內墊對比
圖1 PVC瓶蓋墊片高溫殺菌后呈腐蝕狀,隨著儲存時間推移,腐蝕會更加嚴重。
圖2 白色PP瓶蓋墊片經高溫殺菌后仍然平整光滑
圖3 透明PP瓶蓋墊片經高溫殺菌后仍然平整光滑
產品展示與促銷功能對比PVC耐高溫瓶蓋墊片因工藝局限性,只能是白色、不透明,這樣就無法在瓶蓋上印刷二維碼及有獎促銷等圖文信息;此外,墊片也不能用于立體蓋。而PP材料由于透明度好、加工范圍廣,上述難題便迎刃而解。
圖4 PVC耐高溫瓶蓋墊片只能是白色、不透明材料,這樣就無法在墊片上印刷二維碼及有獎促銷等圖文信息,這些問題在PP瓶蓋墊片上都迎刃而解。
PP耐高溫瓶蓋墊片應用前景廣闊
自2015年起,珠海新泉公司的PP耐高溫瓶蓋憑借技術領先優勢,被廣泛用于高溫灌裝殺菌工藝食品飲料領域,如豆奶、果汁、醬味調料等,瓶蓋遠銷港澳臺地區及東南亞國家;與此同時,還帶動了下游客戶對高溫殺菌新產品的開發熱情,因而廣受客戶好評,已成為公司新的利潤增長點。