食品接触用纸和纸板料料及制品参数耐折度检测
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发布时间:2026-05-07 06:20:10 更新时间:2026-05-06 06:20:10
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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在现代食品包装与储存体系中,食品接触用纸和纸板材料及制品占据了举足轻重的地位。从日常饮用的一次性纸杯、外卖包装盒,到烘焙用纸、液体包装盒,纸基材料因其良好的加工性能、优异的印刷适应性以及环保可回收特性,被广泛应用于各类食品接触场景。然而,食品包装在灌装、运输、储存及消费者最终使用的过程中,不可避免地会经历各种机械应力,其中最为常见且极具破坏性的便是折叠应力。这就引出了食品接触用纸和纸板制品的一项关键物理性能指标——耐折度。
耐折度,是指纸或纸板在受到一定张力的情况下,能够承受往复折叠而不致断裂的最大次数。它直接反映了材料抵抗反复弯曲变形的柔韧性和抗疲劳能力。对食品接触用纸和纸板进行耐折度检测,其根本目的在于评估材料在实际应用场景中的结构稳定性和使用寿命。如果食品包装用纸的耐折度不达标,在折叠成型或受外力弯折时极易发生破裂、折痕处渗透等问题,这不仅会导致包装丧失保护食品的功能,引发食品泄漏、受潮或变质,更严重的是,纸张在折裂处产生的微小纤维脱落或涂层破损,可能会直接混入食品中,造成食品安全隐患。因此,通过科学严谨的耐折度检测,企业可以在研发阶段筛选出合适的原材料,在生产过程中把控工艺稳定性,在出厂前验证产品是否符合相关国家标准和行业标准的硬性要求,从而为食品安全构筑坚实的物理屏障。
食品接触用纸和纸板的耐折度并非一个单一的绝对数值,它是一个与材料纵横向纤维排列、厚度、水分含量及内部结合力密切相关的综合性指标。在专业检测领域,耐折度检测主要分为两大类:纵向耐折度和横向耐折度。
纸张在抄造过程中,纤维会顺着造纸机的方向排列,这个方向即为纵向;与纵向垂直的方向则为横向。由于纤维取向的差异,纸张具有明显的各向异性。通常情况下,纸张纵向的纤维结合力较强,抗张强度较高,但在折叠应力下,纵向的柔韧性往往不如横向;反之,横向由于纤维交织较为松散,伸长率较大,往往表现出不同的耐折特性。因此,完整的耐折度检测必须同时涵盖纵、横向测试,以全面评估材料的抗折叠能力。
在实际检测参数中,除了直接读取的“耐折次数”(即试样断裂前承受的往复折叠次数)外,有时还会关注耐折度的对数值。这是因为不同纸张的耐折次数差异极大,从几次到数万次不等,采用对数形式可以更科学地呈现数据的分布特征。对于食品接触用纸板而言,如用于制作较厚包装盒的白卡纸或涂布白纸板,其耐折度还直接关系到压痕折弯后的成型效果。耐折度不佳的纸板在压痕折叠时,表面涂层易产生裂纹甚至剥落,内层纤维易发生断裂,不仅破坏包装外观,更可能使食品直接暴露于外部环境之中。
食品接触用纸和纸板耐折度的检测,需在严格的标准环境条件下,依托专业精密的仪器设备进行。目前行业内普遍采用的主要是肖伯尔式耐折度仪和MIT式耐折度仪,两者的测试原理和适用范围各有侧重,但核心流程均需遵循相关国家标准或行业标准的规范。
首先是样品的准备与状态调节。这是确保检测结果准确性和复现性的前提。取样时必须避开纸病和折痕,按照标准规定裁取具有代表性的试样。由于纸张对环境温湿度极为敏感,试样必须在标准大气条件(通常为温度23±1℃,相对湿度50±2%)下进行充分的状态调节,使纸张水分达到平衡状态。随后,将试样平整地夹持在耐折度仪的夹头之间。
对于MIT式耐折度仪,主要适用于厚度在1毫米以下的纸和纸板。其工作原理是:试样在受到规定初始张力的情况下,通过一个往复摆动的折叠头,使试样在折叠口处反复向前后两侧进行近135度的折叠。在折叠过程中,试样的抗张力会随着疲劳程度的增加而下降,当试样断裂时,仪器自动停止并记录折叠次数。MIT法的优势在于可以施加不同的张力,能够较好地模拟较厚纸板在实际使用中的弯折受力情况。
对于肖伯尔式耐折度仪,则更适用于较薄的纸张。其测试原理是将试样两端夹紧,施加低于断裂负荷的张力,然后通过折叠刀片在试样中间进行前后往复的近180度折叠,直至试样断裂,记录折叠次数。
无论采用哪种仪器,正式检测时均需按照纵横向分别测试足够数量的试样(通常每个方向不少于10个),以获取统计学意义上的平均值、最大值、最小值及变异系数。在整个操作流程中,操作人员需严格避免用手触摸试样测试区域,防止汗液或油脂改变纸张的物理属性;同时需定期对仪器的张力弹簧、折叠头角度及磨损情况进行校准,折叠头的磨损程度对测试结果影响极大,必须保证其处于标准规定的尺寸和光洁度范围内,以确保测试结果的客观公正。
耐折度检测在食品接触用纸及纸板材料的质量控制体系中,贯穿于从原料采购到最终产品交付的全生命周期,其适用场景十分广泛。
在新产品研发阶段,研发人员需要通过耐折度检测来验证配方或工艺调整的有效性。例如,为了提升食品包装的防油防水性能,企业可能会在纸浆中添加特定助剂或在表面进行淋膜处理。然而,某些助剂或涂层可能会改变纸张内部的纤维结合力,导致柔韧性下降。此时,耐折度检测就成为评估新材料是否兼顾阻隔性与机械加工性能的关键依据。
在来料检验环节,食品包装制造企业需要将耐折度作为判定原纸质量是否合格的核心指标之一。如果进厂的原纸耐折度不达标,在后续的高速模切、压痕、折叠成型等自动化加工工序中,极易出现断纸、爆线等停机故障,不仅严重降低生产效率,还会造成大量废品损耗。
在成品出厂检验环节,尤其是针对各类液体包装用纸盒、快餐包装纸盒、冷冻食品包装盒等,耐折度检测不可或缺。这类食品包装在灌装封口、冷链运输以及消费者开盒倾倒时,折角部位需要承受反复的弯折与内部液体压力的双重作用。只有确保成品具有足够的耐折度,才能防止包装在保质期内发生渗漏或破裂。此外,在应对市场监管部门的抽检或进行食品相关产品合规认证时,提供权威的耐折度检测报告,也是企业自证产品符合相关国家标准、展现质量信誉的必要手段。
在实际的耐折度检测与结果判定过程中,企业往往会遇到一些具有共性的技术疑问,正确理解这些问题对于质量控制至关重要。
第一,为何同一批次纸张的耐折度测试结果离散度较大?这通常与纸张本身的微观均匀性及操作细节有关。纸和纸板作为天然高分子材料,其纤维分布不可能绝对均匀,局部存在的浆块、孔洞或轻微的毛布印痕都会成为折叠时的应力集中点,导致提前断裂。此外,试样裁切时边缘是否平整光滑、夹持时是否完全垂直且无初始松弛,都会显著影响测试结果的稳定性。
第二,环境温湿度对耐折度的影响为何如此显著?纸张纤维中含有大量羟基,具有强烈的吸湿性。当环境湿度偏高时,纸张吸收水分,纤维间的氢键结合力减弱,纸张变软,抗张强度下降,但同时柔韧性增加,这在一定程度上可能会提高某些薄纸的耐折次数;反之,在干燥环境下,纸张变脆,柔韧性急剧下降,耐折次数会大幅降低。因此,脱离标准温湿度条件获得的检测数据是无效的。
第三,耐折度与抗张强度是否呈正相关?这是一个常见的认知误区。实际上,耐折度是纸张抗张强度与伸长率综合作用的结果。抗张强度高的纸张,如果其伸长率很小(即质地脆硬),在折叠时无法通过形变来释放应力,耐折度反而可能很低;只有当纸张兼具一定的抗张强度和良好的伸长率(即具备一定的弹性)时,才能表现出优异的耐折性能。
第四,带有食品级涂层的纸板,其耐折度如何评价?对于PE淋膜或涂有防油涂层的纸板,涂层与原纸的结合力以及涂层本身的柔韧性会极大影响整体的耐折性能。在测试中,不仅要看纸板是否断裂,还要仔细观察折叠处涂层是否出现不可逆的裂纹或剥落。有时纸板纤维虽未断裂,但涂层已经破损,对于食品接触材料而言,这种局部的阻隔失效同样是不合格的。
食品接触用纸和纸板材料及制品的耐折度,绝非一个简单的物理数据,它直接关系到包装的结构完整性、食品的安全性以及消费者的使用体验。在食品安全要求日益严格、市场竞争日趋激烈的今天,企业必须高度重视耐折度等关键物理性能指标的把控。通过科学的抽样、规范的状态调节、精密的仪器检测以及严谨的数据分析,全面掌握材料的抗疲劳特性,不仅能够有效规避因包装破损带来的食品安全风险,更能为产品的工艺优化和降本增效提供坚实的数据支撑。只有将包括耐折度在内的各项指标严格纳入质量管控体系,才能让食品接触用纸制品真正成为守护食品安全、传递品质信赖的坚实载体。

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