复合纸盒
出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《软饮料工业手册》第675页（3349字）
(一)构造与材质
果蔬汁及清凉饮料用的复合纸盒是聚乙烯复合纸容器，复合纸结构一般由7层组成，从内至外分别是聚乙烯(两层，＞40μm)、铝箔(7～10μm)、聚乙烯、纸板、印刷油墨、聚乙烯(或蜡层，15～20μm)。分述如下。
1．原纸
包装液体用的纸容器选用高强度纸板，漂白或不漂白。原纸厚度和纸浆材料根据容器种类和尺寸有所不同，例如容量500～1000mL的Pure-pak大型纸盒，定量(每平方米纸的克数)为300g／m2，而且以长纤维、刚度高的针叶树的原浆为主，以防纵长结构在保存过程中盒身鼓胀，有损外观。而对于150～200mL的Tetra-pak等小型纸盒，容器质软，可选用定量10～130g／m2的薄纸板，并可混用阔叶树的纸浆。
纸盒原纸禁止使用荧光染料等材料。
2．聚乙烯(PE)
食品容器应选用无添加物、黏接性等加工特性好、相对密度为0．917～0．925的低密度聚乙烯(LDPE)，而且加工时应注意其均匀性、膜黏接性、密封性和臭气等问题，选择最适合容器制造的树脂，低密度聚乙烯性质参见表3－4－1。复合聚乙烯的厚度，内面为40～60μm，外面为10～30μm。
表3－4－1 低密度聚乙烯性质
注：1cmHg=1333．3Pa
3．铝箔
铝箔的主要性质如下。
(1)反射率 铝箔用于包装的理由之一是其具有反射热射线的性质，铝箔可以防止紫外线的不利影响，长期保存食品不变质。
(2)防湿性 铝箔有较好的防湿性，但防湿性和防水性与铝箔的针孔数有关。美国Alcoa公司的试验表明，包装用9μm厚的铝箔，平均透湿度［g／(m2·24h)］为4．9，而13μm聚乙烯复合纸透湿度为40～50，90μm聚乙烯膜为0．7。
(3)针孔 铝箔惟一缺点是存在针孔(Pin hole)，25μm以下厚度的铝箔不可避免会出现针孔。广泛使用的9μm厚的铝箔每平方米针孔数约400个，7μm厚的为1000个以上。
如表3－4－2所示，铝箔厚度增加时，针孔发生率降低，可靠性高，但成本也高，从经济性和安全性方面考虑，用于聚乙烯复合纸的铝箔厚度一般为7～10μm。
表3－4－2 铝箔厚度与针孔发生率
(二)复合纸盒种类
复合纸盒的成型方式一般有两种，一种是由纸盒成型机预先制成折叠式扁纸盒，使用时再展开成型，杀菌后进入灌装机。这类预成型纸盒(Precut carton)有美国的Pure-pak，德国Bloc-pak等。另一种方式是从原料卷板开始，杀菌、成型、灌装、密封，均在一台包装机内完成，这类纸盒统称后成型纸盒(Post formed carton)，有瑞典Tetra-pak和Tetra-brik等，各种纸盒形状见图3－4－1。
图3－4－1 主要复合纸盒形状
1．Tetra-pak(瑞典)
Tetra-pak俗称利乐包，分有四角包(Tetra-pak)和砖型盒(Tetra-brik)，都是采用无菌包装的纸盒容器。包装材料为卷筒纸板，经过双氧水杀菌后成型为筒状，纵向密封，加热杀菌、灌装，横向封口和摺叠而成，满量灌装。当纸盒两个横向封口成垂直位置时即成四角(四面)纸盒。
2．Bloc-pak(德国)
这种屋顶形长方体纸盒具有支承结构，强度好，耐冲击，也容易堆积，保存性好。灌装口有3种形式：铝箔片、吸管孔、利用冲孔部分或全部开口，根据用途选择。纸盒容量180～1000mL，共8种规格。Bloc-pak用途很广，根据开口形式和铝箔复合层，可分别用于牛乳、乳饮料、乳酸菌饮料、果蔬汁饮料(碳酸类饮料除外)，还可用于奶油、布丁等半固形物。
Bloc-pak包装机包括纸盒成型、灌装、密封和装箱，全部自动化，1人可以操作4台机器。预成形纸盒一次500个放入盒仓内，用完可不断补充。利用真空将扁平纸盒从盒仓内取出，展开成方柱形，将底折成平面密封，因此底部强度较大。采用活塞式强制灌装方式，改变活塞行程就可改变灌装量。灌装时，灌装嘴几乎降至空盒底部，利用活塞将与灌装嘴一体的定量筒内的饮料强制压出。灌装嘴与液面保持一定距离，不会出现起泡现象，灌装后灌装嘴拉出。灌装后将纸盒上部折成特殊的屋顶形，并进行密封。封口部分打上生产日期和代号。生产能力180～500mL为3600盒／h；540～1000mL为3000盒／h。
3．Pure-pak(美国)
Pure-pak这是另一种屋顶形预成型纸盒，较高，稳定性不及Bloc-pak。
4．E-pak(德国)
E-pak是E-pak公司开发的类似Tetra-pak的纸盒，纸盒材料原由聚乙烯、纸板、聚乙烯构成，以后用聚偏二氯乙烯(PVDC)或贴合铝箔以取代聚乙烯层。E-pak用于无发泡性液体，例如牛乳、果汁以及黏性液体的包装。E-pak包装机有两种形式，一种是J型，设备小巧。原料纸板为卷筒纸(每卷700m)，横向移动折叠，用紫外线杀菌，上侧二折成为灌装口，利用光电机构在一定的印刷间隔内进行两侧密封后，切断成袋状，然后用成型机构成型为盒状，送入灌装机，用定量泵定量灌装后进行顶封和折叠密封。
另一种为H型，卷筒纸垂直移动，紫外杀菌后纵向两折，成型管密封侧面后，横向移动，通过光电机构时进行底部密封和分切，然后从成型机移向灌装机，经过旋转式灌装机构灌装后，进行顶封和折叠密封。
E-pak包装机采用热灌装方式，E-pak包装机自动完成从容器成型、灌装直至密封的整个过程，包装后进行冷却。生产能力J型机最1000～1200个／h，H型机最高3200～3600个／h。我国仿制的这种纸盒包装机详见图2－1－57。
5．Combibloc(德国)
Combibloc(康美盒)又称PKL纸盒，为预成型盒，灌装折叠过程包括盒身成型→底部加热折叠成型→顶部预折→过氧化氢消毒→烘干→灌装→消泡→超声波密封→印码。康美盒不采取满装方式，纸盒内部有顶隙，在灌装某些产品时可以充氮或注入蒸汽。康美盒纵向密封与Tetra-pak不同，不用塑料封条。纸盒四角坚挺，底部平稳，容量有200、250、500和1000mL。康美盒可以进行无菌包装，也可采用非无菌包装，灌装量由槽内探测器和气动进料阀控制。包装机生产能力：CA606A6000盒／h，标准容量为200、250和500mL。CF7066300盒／h，标准容量200、250mL。