摘要：隨著包裝形式的多樣化發(fā)展，與包裝直接接觸的氣體種類(lèi)增多，包裝材料對(duì)不同氣體的阻隔性是影響包裝保質(zhì)效果的重要因素。本文通過(guò)測(cè)試BOPP/CPP薄膜對(duì)氧氣、氮?dú)獾淖韪粜阅軐?duì)比分析了包裝材料對(duì)不同氣體阻隔性的高低，并描述了試驗(yàn)原理、試驗(yàn)過(guò)程、設(shè)備參數(shù)及適用范圍等內(nèi)容，為企業(yè)監(jiān)控分析材料對(duì)氣體的阻隔性能提供參考。

關(guān)鍵詞：氧氣透過(guò)量、氮?dú)馔高^(guò)量、BOPP/CPP、包裝材料、阻隔性能、壓差法氣體滲透儀

1、意義

隨著產(chǎn)品種類(lèi)的增多及包裝技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)品的包裝形式越來(lái)越多，例如抽真空包裝、充氮包裝、氣調(diào)包裝等，對(duì)這些形式的包裝來(lái)說(shuō)，包裝材料對(duì)氣體的阻隔性能是影響包裝效果的重要因素。若包裝材料的阻隔性較差，包裝內(nèi)部與環(huán)境中的氣體交換量較大，則會(huì)引起包裝中的氣體成分含量發(fā)生變化，影響包裝的保質(zhì)效果。以氣調(diào)包裝為例，氣調(diào)包裝通過(guò)對(duì)包裝內(nèi)部不同氣體含量比例的控制以保持產(chǎn)品的外觀及質(zhì)量，而同種包裝材料對(duì)不同氣體的阻隔能力并不相同，這與氣體分子的大小及其與包裝材料的相容性有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)氣體分子越小，與材料的相容性越好，氣體越容易在材料中滲透，即氣體透過(guò)量越高。這種不同氣體透過(guò)量的差異很可能會(huì)導(dǎo)致包裝內(nèi)部氣體比例發(fā)生變化。因此，通過(guò)對(duì)不同氣體阻隔性的比較分析，研制并選擇合適阻隔性能的包裝材料，對(duì)保證包裝發(fā)揮其保質(zhì)效果具有重要意義。

2、試驗(yàn)依據(jù)

氣體透過(guò)性能的檢測(cè)方法有壓差法與等壓法兩種測(cè)試原理，受傳感器種類(lèi)及試驗(yàn)原理的限制，等壓法一般僅可測(cè)試氧氣透過(guò)量，本文采用壓差法可測(cè)試樣品對(duì)不同氣體的阻隔性能，所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體透過(guò)性試驗(yàn)方法 壓差法》。

3、試驗(yàn)樣品

本次試驗(yàn)所選擇的樣品為干法復(fù)合而成的BOPP/CPP薄膜，分別測(cè)試該樣品的氧氣透過(guò)量與氮?dú)馔高^(guò)量。

4、試驗(yàn)設(shè)備

本文所利用的試驗(yàn)設(shè)備為VAC-VBS壓差法氣體滲透儀，該設(shè)備由濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

圖1  VAC-VBS壓差法氣體滲透儀

4.1 試驗(yàn)原理

壓差法指的是試驗(yàn)過(guò)程中試樣兩側(cè)保持一定的壓力差，并通過(guò)測(cè)試低壓側(cè)壓力的變化情況得到試樣氣體透過(guò)量的方法。具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為，試樣裝夾到設(shè)備上后將測(cè)試腔分為上、下兩腔，通過(guò)對(duì)設(shè)備上、下腔抽真空至一定的真空度，然后向上腔充入一定壓力的試驗(yàn)氣體，使上、下腔保持一定的壓力差，上腔內(nèi)的氣體在壓力差的作用下，通過(guò)試樣滲透到下腔中，通過(guò)測(cè)試下腔中的壓力變化情況得到試樣的氣體透過(guò)量。

4.2 適用范圍

(1) 本設(shè)備適用于多種薄膜、片材的氣體滲透性能測(cè)試。薄膜類(lèi)包括各種塑料薄膜、紙塑復(fù)合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復(fù)合膜等膜狀材料；片材類(lèi)包括各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材。

(2) 本設(shè)備還可擴(kuò)展到航空航天用材料、紙及紙板、漆膜、玻纖布、玻纖紙、化妝品軟管片材、各種橡膠片材等材料的透氣性測(cè)試。

(3) 本設(shè)備適用于多種氣體的透過(guò)率測(cè)試，如氧氣、二氧化碳、氮?dú)?、氦氣、空氣等?/span>

(4) 本設(shè)備滿足多項(xiàng)國(guó)家和標(biāo)準(zhǔn)，如ISO 15105-1、ISO 2556、GB/T 1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB00082003。

4.3 設(shè)備參數(shù)

測(cè)試范圍為0.1 ~ 100,000 cm³/(m²·24h·0.1MPa)；可同時(shí)完成3個(gè)試樣的測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果為3個(gè)試樣測(cè)試結(jié)果的平均值；試樣的溫度范圍為15 ~ 55℃，控溫精度為±0.1℃；提供標(biāo)準(zhǔn)膜進(jìn)行快速校準(zhǔn)，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和通用性；支持Lystem^TM實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，統(tǒng)一管理試驗(yàn)結(jié)果和檢測(cè)報(bào)告。

5、試驗(yàn)過(guò)程

5.1 裁樣

從待測(cè)的BOPP/CPP薄膜樣品表面裁取直徑為80 mm的試樣6片，放置在23 ℃的干燥器中狀態(tài)調(diào)節(jié)48 h。

5.2 氧氣透過(guò)量測(cè)試

(1) 在三個(gè)測(cè)試腔的周邊均勻涂抹真空油脂，并在測(cè)試區(qū)域放置濾紙。取其中3片試樣分別粘貼在設(shè)備的3個(gè)測(cè)試腔表面，去除試樣與測(cè)試腔間的氣泡，并用試樣夾緊裝置夾緊。

圖2 試樣裝夾圖

(2) 設(shè)置試樣名稱、試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)濕度等參數(shù)信息，點(diǎn)擊試驗(yàn)選項(xiàng)，試驗(yàn)開(kāi)始，打開(kāi)真空泵。試驗(yàn)結(jié)束后，設(shè)備顯示試驗(yàn)結(jié)果。

5.3 氮?dú)馔高^(guò)量測(cè)試                                                   

設(shè)備接上氮?dú)鈿庠矗凑?/span>5.2中的步驟檢測(cè)試樣的氮?dú)馔高^(guò)量。

6、試驗(yàn)結(jié)果

本次試驗(yàn)所測(cè)試的BOPP/CPP薄膜樣品的氧氣透過(guò)量為779.0179 cm³/(m²·24h·0.1MPa)，氮?dú)馔高^(guò)量為202.3561 cm³/(m²·24h·0.1MPa)。

7、結(jié)論

從本文的試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，所測(cè)得樣品的氧氣透過(guò)量明顯高于氮?dú)馔高^(guò)量，這說(shuō)明在相同時(shí)間內(nèi)、相同條件下滲透過(guò)包裝材料的氧氣量更多，這種現(xiàn)象與氮?dú)夥肿又睆酱笥谘鯕夥肿又睆接嘘P(guān)。另外，從試驗(yàn)過(guò)程來(lái)看，設(shè)備易于操作，試驗(yàn)效率與智能化程度高，測(cè)試精度高，測(cè)試結(jié)果可靠，可以準(zhǔn)確的反映出所測(cè)試樣品對(duì)氧氣、氮?dú)獾淖韪粜阅?。?jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測(cè)設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)與包裝檢測(cè)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，始終致力于為客戶提供、專業(yè)、精密的檢測(cè)設(shè)備與準(zhǔn)確、、貼心的檢測(cè)服務(wù)，目前現(xiàn)有設(shè)備包括氣體透過(guò)量檢測(cè)設(shè)備、水蒸氣透過(guò)量檢測(cè)設(shè)備、智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)、密封試驗(yàn)儀、摩擦系數(shù)儀、遷移量及不揮發(fā)物測(cè)定儀、撕裂度儀等多款設(shè)備。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)溝通與合作。