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猪耳朵蒸煮袋出现局部皱褶的原因分析一览

近期见到一个不良猪耳朵蒸煮袋样品，如下图所示。

该猪耳朵蒸煮袋的结构为PA/R-CPP；所包装的内容物为猪耳。该样品已经过高温蒸煮，内容物已被取出。

从样品的外观来看，该样品猪耳朵蒸煮袋在蒸煮前经过了抽真空的处理；经过蒸煮后，与猪耳相接触的部位出现了严重的表面皱褶（参见薄膜的中部），而且是内外层材料同步起皱；而该猪耳朵蒸煮袋的未与猪耳直接接触的部位则没有出现皱褶（参见图片的左上角和左下角）。

客户的投诉要求是：对上述现象，尤其是个别部位没有皱褶的现象做出合理的解释。

为此，向有关的专家提出了技术咨询。专家的答复是：出现皱褶的部位是被包装袋内的某种物质侵蚀而发生"溶胀"，抗拉伸强度降低，在高温蒸煮的条件下，由于蒸煮袋反压控制不良，猪耳朵蒸煮袋发生溶胀的部位被延伸的程度明显大于正常值，故在该猪耳朵蒸煮袋冷却后该部位出现前述的表面皱褶。

至于何种物质会使该结构的复合材料发生溶胀，专家没有给出明确的答复。

带着这个问题，上网进行了查询。在《工程塑料网》的《标准频道》查到了一则名为《聚丙烯的特性》的文章，作者不详，文章发布时间为2010年5月20日。

该文中关于聚丙烯的化学性能是这样描述的：

"PP（聚丙烯）的化学稳定性很好，除了强氧化剂和非极性溶剂能使PP降解外，(例:浓硫酸、浓硝酸、发烟硫酸、发烟硝酸、铬酸溶液、卤素、苯、四氯化碳、氯仿)，PP对化学侵蚀有很强的抵抗力。浓度较低的溶液则对PP无害。但低分子量的脂肪烃、汽油、二甲苯、氯化烃等能使PP（聚丙烯）软化和溶胀。共聚物溶胀程度比均聚物高。PP从这类溶剂中取出后，其尺寸又会恢复原状。"

该文已明确指出聚丙烯是可以被溶胀的，但就本案例而言，其所提供的依据又略显不足。

翻阅了《腐蚀数据手册》（左景伊编，化学工业出版社出版，1982年7月第一版）后，从中又有了一些新发现。

表一、不同的介质对聚丙烯的腐蚀数据

表二、不同的介质对聚酰胺的腐蚀数据

注：上表中各个符号的含义：

∨：良好，腐蚀轻或无；

○：可用，但有明显腐蚀；

×：不适用，腐蚀严重；

△：同类材料由于配方等的不同，耐蚀性有差异，选用时要慎重。

从表一中可以发现：在100℃的条件下，除了橄榄油对聚丙烯薄膜没有明显的腐蚀作用之外，其他的常用油脂都会对聚丙烯薄膜产生或大或小的腐蚀作用。很显然，在121℃的蒸煮条件下，这种腐蚀作用会更明显。

从表二中则可以发现，在常温条件下，常用的油脂类对聚酰胺的腐蚀作用不大，但《手册》中缺少高温条件下的腐蚀数据。

根据GB/T 20218-2006《双向拉伸聚酰胺薄膜》，PA薄膜的拉伸强度指标为不小于180MPa（纵、横向）；根据上海紫江企业集团股份有限公司薄膜基材事业部的《R101型高温蒸煮膜企业标准》，蒸煮CPP膜的拉伸强度指标为不小于40/30MPa（纵/横向）。通过查阅单位换算表得知，1MPa=1000000 N/㎡（牛顿每平方米）。

如果以PA15/CPP80的结构进行计算，15微米厚、15mm宽的PA膜的拉伸强度应不小于180×106×15×10-6×15×10-3= 40500×10-3 = 40.5 N；80微米厚、15mm宽的CPP膜的拉伸强度应不小于40×106×80×10-6×15×10-3= 48000×10-3 = 48 N；因此，此种结构的蒸煮袋就能够满足GB/T 10004-2008《包装用复合膜、袋干法复合、挤出复合》中"半高温蒸煮级"蒸煮袋的"拉断力不小于40N"的要求。

而如果该蒸煮袋在包装后、蒸煮前受到内容物的侵蚀而溶胀、拉伸强度因而下降以后，在高温蒸煮过程中，由于反压控制不良，蒸煮袋膨胀了起来，于是，已被溶胀的部分的复合膜被延伸的程度就会大于未被溶胀的部分。如果，已被溶胀的部分的复合膜被延伸的程度超过了其弹性变形的范围，那么，在冷却后，就会在此部分出现表面的皱褶现象。

结论：

1、加工该猪耳产品所使用的配料中的某种成分对该复合膜有溶胀作用，降低了该复合膜的拉伸强度。而这种溶胀作用在包装袋的有内容物和无内容物的两部分所表现出来的程度是有差别的；

2、应用该蒸煮袋包装袋的食品加工企业在进行蒸煮杀菌处理的过程中，未对蒸煮锅的反压实施良好的控制，使得该蒸煮袋在蒸煮过程中发生了明显的"涨袋"现象，但未达到"破袋"的程度；因而使包装袋的不同部位受到了不同程度的延伸作用，在局部使包装袋的变形程度超过了复合膜的弹性变形范围。

解决问题的方法：

严格控制蒸煮锅的反压，力争使蒸煮袋在蒸煮锅内不"涨袋"或不超过其弹性变形范围。

对于此类问题的分析，内容物对复合薄膜的溶胀作用是问题发生的必要条件，而蒸煮锅的反压控制不良是充分条件。即如果有溶胀作用存在，又有反压控制不良的状况存在，则此问题必然发生。如果仅有溶胀作用存在，而反压条件控制良好，则一定不会发生此类问题。如果没有溶胀作用存在，仅是反压条件控制不良，也不会发生此类问题（但可能会发生其他类型的问题）。

来源：中夏软包装微信公众号