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摘要：本文詳細(xì)介紹了容器阻隔性（透氣性和透濕性）的檢測(cè)原理，并對(duì)測(cè)試過(guò)程中需要重點(diǎn)注意的問(wèn)題以及各種測(cè)試方法的采用進(jìn)行了說(shuō)明和比較。

關(guān)鍵詞：透濕性，透氣性，容器，檢測(cè)

    容器是直接用于液體包裝的包裝形式。由于在容器的制造過(guò)程中原材料往往需要經(jīng)過(guò)高溫、冷卻等加工工藝，因此用于容器制造的原材料的一些指標(biāo)無(wú)法表明容器zui終的性能。所以對(duì)于容器的各項(xiàng)指標(biāo)有必要進(jìn)行全面檢測(cè)。

1．容器阻隔性檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)

    阻隔性是軟包裝的一個(gè)重要指標(biāo)，它的優(yōu)劣直接影響到內(nèi)容物保質(zhì)期的長(zhǎng)短。實(shí)際上，除了紙塑鋁包裝盒及金屬罐之外，一個(gè)完整的容器主要包括瓶體和瓶蓋兩大部分。瓶體是容器阻隔性檢測(cè)的主要對(duì)象，而大量試驗(yàn)證明瓶蓋和瓶體的連接處是一個(gè)影響容器整體阻隔性的關(guān)鍵點(diǎn)。對(duì)容器整體進(jìn)行阻隔性檢測(cè)應(yīng)分為對(duì)瓶體進(jìn)行阻隔性檢測(cè)、對(duì)瓶蓋進(jìn)行阻隔性檢測(cè)、以及對(duì)瓶蓋和瓶體連接處的阻隔性檢測(cè)三部分，zui后再進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)的綜合分析以使容器阻隔性指標(biāo)更加全面詳細(xì)。由于容器瓶蓋多是由金屬制成的，可以認(rèn)為具有很高的阻隔性，因此在判斷容器整體的阻隔性時(shí)主要進(jìn)行對(duì)瓶體的阻隔性檢測(cè)和對(duì)瓶蓋、連接處的阻隔性檢測(cè)兩項(xiàng)試驗(yàn)。

    由于容器外形的特殊性使得對(duì)容器進(jìn)行阻隔性檢測(cè)具有自己的特點(diǎn)，相對(duì)薄膜來(lái)講容器的測(cè)試方法發(fā)展緩慢。以前往往通過(guò)檢測(cè)容器片材來(lái)估算容器的透氣量、透濕量，可是容器的壁厚很不均勻，而且材料性質(zhì)在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生了變化，所以估算結(jié)果與實(shí)際檢測(cè)結(jié)果存在一定的差距。由于檢測(cè)技術(shù)發(fā)展不一，目前容器的透氧性檢測(cè)方法發(fā)展zui快，ASTM F 1307容器透氧檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)的推出更加速了容器透氧性設(shè)備的研發(fā)及推廣，也使得測(cè)試結(jié)果更加科學(xué)、準(zhǔn)確，大大改變了以往測(cè)試方法混亂、數(shù)據(jù)可信性低的狀況。

    蘭光是早涉足阻隔性指標(biāo)檢測(cè)的廠(chǎng)家，于2004年成功研制出國(guó)內(nèi)*臺(tái)容器/薄膜透氧儀，采用電化學(xué)法測(cè)試原理，具有檢測(cè)薄膜及包裝容器透氧性的雙重功能，滿(mǎn)足ASTM F 1307、ASTM D 3985等標(biāo)準(zhǔn)的要求。今年，蘭光推出了可進(jìn)行容器透濕性檢測(cè)的透濕性測(cè)試儀TSY-W3，采用電解法測(cè)試原理，具有檢測(cè)薄膜及包裝容器透濕性的雙重功能。

2．容器透氣性的檢測(cè)原理

    進(jìn)行容器的透氣性檢測(cè)，必須采用等壓法的測(cè)試技術(shù)。由于容器內(nèi)外壓差的存在有時(shí)足以破壞瓶體或高阻隔涂層，使得檢測(cè)無(wú)法繼續(xù)，因此目前傳統(tǒng)壓差法在容器的透氣性檢測(cè)領(lǐng)域中還無(wú)法采用。

    容器透氣性的檢測(cè)原理與等壓法薄膜透氣性的檢測(cè)原理雷同。以檢測(cè)容器的透氧性為例，首先利用制備好的試樣將滲透腔隔成兩個(gè)獨(dú)立的氣流系統(tǒng)，容器一側(cè)為流動(dòng)的測(cè)試氣體（可以是純氧氣或是含氧氣的混合氣體），另一側(cè)為流動(dòng)的高純載氣，雖然試樣兩邊的壓力相等，但氧氣分壓不同。在氧濃梯度差的作用下，氧氣透過(guò)容器壁并被載氣攜帶至傳感器中，由傳感器測(cè)量出載氣流中的氧氣量，從而計(jì)算出材料的氧氣透過(guò)率。

    利用這款設(shè)備也可以檢測(cè)瓶蓋和瓶體連接處的透氧性，為全面了解容器的阻隔性能提供有利的檢測(cè)手段。檢測(cè)瓶蓋和瓶體連接處的透氧性與單純檢測(cè)容器透氧性的差別主要在試樣的制備上，若要檢測(cè)瓶蓋和瓶體連接處的透氧性，則制作完成的試樣在安裝完畢后應(yīng)如圖1所示。

圖1. 容器試驗(yàn)狀態(tài)圖

    與等壓法檢測(cè)薄膜透氣性相同，現(xiàn)在該方法主要用于檢測(cè)試樣的透氧性，也可實(shí)現(xiàn)二氧化碳透過(guò)性的檢測(cè)，但是對(duì)于氮?dú)獾绕渌麣怏w的透過(guò)性目前上尚不能檢測(cè)。

3．容器透濕性的檢測(cè)原理

    進(jìn)行容器的透濕性檢測(cè)，可以采用稱(chēng)重法也可以采用傳感器法。由于稱(chēng)重法中稱(chēng)重傳感器的精度受其量程的限制，因此對(duì)于容器檢測(cè)來(lái)講利用稱(chēng)重法進(jìn)行透濕性測(cè)試的精度要比薄膜檢測(cè)差很多，而且測(cè)試時(shí)間太久（大約需要一個(gè)月的時(shí)間）加大了環(huán)境控制的難度。

 

    利用傳感器法測(cè)量容器透濕性的檢測(cè)原理與檢測(cè)容器透氣性的原理雷同（參見(jiàn)圖2）：將測(cè)試上腔更換為特定外罩（與設(shè)備配套），然后利用制備好的試樣將滲透腔隔成兩個(gè)獨(dú)立的氣流系統(tǒng)，容器一側(cè)為流動(dòng)的載氣（干燥），另一側(cè)保持一定的相對(duì)濕度，試樣兩邊水蒸氣濃度不同，存在穩(wěn)定的水蒸氣濃度差（相對(duì)濕度差）。在水蒸氣濃度差（相對(duì)濕度差）的作用下，水蒸氣透過(guò)容器壁并被載氣流攜帶至傳感器中，由傳感器測(cè)量出載氣流中的水蒸氣含量，從而計(jì)算出材料的水蒸氣透過(guò)率。Labthink TSY-W3電解法透濕儀就可以對(duì)容器透濕性能進(jìn)行全面的測(cè)試。

圖2. 容器透濕性測(cè)試原理

4．總結(jié)

    對(duì)容器整體進(jìn)行阻隔性檢測(cè)是在傳統(tǒng)薄膜阻隔性檢測(cè)上的一大進(jìn)步，利用本文中介紹的這些檢測(cè)方法，幾乎可以檢測(cè)當(dāng)前全部軟包裝物（包括軟包裝袋、紙盒、瓶子等）的透氣透濕性能，能為全面考察包裝物阻隔性對(duì)內(nèi)容物保質(zhì)期的影響提供更加全面的測(cè)試數(shù)據(jù)。

（劉茂林）