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包裝材料的阻隔性能檢測重要性及檢測方案

返回列表 來源：中研立華發(fā)布日期： 2022-01-27

包裝材料是指食品、藥品化妝品行業(yè)中包裝過程中使用的材料,包括紙、塑料薄膜、鋁箔等或者紙、塑料、鋁箔等兩種或者多種材料復(fù)合而成的薄膜、瓶、罐。包裝是產(chǎn)品生產(chǎn)的一部分，現(xiàn)代包裝可謂是產(chǎn)品的容器。它需要合理設(shè)計尺寸和形狀，方便使用。是產(chǎn)品安全的第一道防線，需要具有阻隔性, 整體密封性。同時它也需要兼顧信息市場功能，外觀設(shè)計要吸引客戶，也要有產(chǎn)品成分、信息使用說明。
包裝材料的作用分為滲透性、阻隔性。
滲透性
滲透作用。取決于兩側(cè)分子濃度的高低（肉眼看不見的程度）所有的材料都具有滲透性

材料滲透示意圖

阻隔性
包裝材料對可以進行滲透作用物質(zhì)的阻礙性能。
它可以保證食品、藥品在駐村期間內(nèi)安全有效，可以指導(dǎo)選擇合適的包裝材料，以及預(yù)測食品、藥品的貯存期。

阻隔性示意圖

阻隔性能是包裝材料的最基本的特性，也是最基本的要求。主要分為兩類：阻擋水分子-水蒸氣透過量阻擋氧氣分子-氧氣透過量。

水汽透過量測試方法又分為杯式法、電解分析法、紅外傳感器法

檢測對象	材料類型		應(yīng)用舉例
包裝材料測試	薄膜	適用于各種塑料、鋁等制成的薄膜	如塑料薄膜、塑料復(fù)合薄膜、共擠膜。鋁箔、鍍鋁膜等
	片材	適用于各種塑料、橡膠、建材等片材	如PP.PVC.PVDC片材等
	一般適用于水蒸氣透過量不低于2g/（m²·24h）的薄膜、薄片

左：減重法系列右：增重法系列

減重法

●下腔：透濕杯內(nèi)盛放蒸餾水

●上腔：干燥裝置

●濕度差：使水蒸氣透過試樣進入干燥的一側(cè)

●計算：通過測定透濕杯重量的遞減變化計算出水汽透過率

增重法

●下腔：干燥裝置

●上腔：濕度氮氣

●濕度差：使水蒸氣透過試樣進入干燥的一側(cè)

●計算：通過測定透濕杯重量的遞增變化計算出水汽透過率

電解法系列

檢測對象	材料類型		應(yīng)用舉例
包裝材料測試	薄膜	適用于各種塑料、鋁等制成的薄膜	如塑料薄膜、塑料復(fù)合薄膜、共擠膜。鋁箔、鍍鋁膜等
	片材	適用于各種塑料、橡膠、建材等片材	如PP.PVC.PVDC片材等
	為了滿足數(shù)據(jù)較小的食品、藥用薄膜、薄片及鋁箔的水蒸氣透過量的測定

電解傳感器原理示意圖

■ 上腔：濕度氮氣

■ 下腔：干燥氮氣

■ 濕度差：上腔的水分子透過試樣擴散到下腔

■ 計算：通過電解傳感器測量下腔氣體的水汽濃度，計算出水汽透過率

紅外法系列

檢測對象	材料類型		應(yīng)用舉例
包裝材料氧氣透過率測試	薄膜	適用于各種塑料、鋁等制成的薄膜	如塑料薄膜、塑料復(fù)合薄膜、共擠膜、鋁箔、鍍鋁膜等
	片材	適用于各種塑料、橡膠、建材等片材	如PP、pvc、PVDC片材等
	容器	適用于塑料、橡膠、玻璃、紙等材料制成的碗、瓶、袋、罐、蓋等	如可樂瓶、真空包裝袋、塑料化妝品包裝袋、果凍杯、酸奶杯、輸液瓶、輸液袋或蓋等.
	太陽能背板	適用于乙烯醋酸乙烯脂樹脂等材料制成的太陽能背板	TPT/TPE/BBF/EVA或復(fù)合太陽能背板等

■ 上腔：濕度氮氣

■ 下腔：干燥氮氣

■ 濕度差：上腔的水分子透過試樣

擴散到下腔

■ 計算：通過紅外傳感器測量下腔

氣體的水汽濃度，計算出水汽透過率

氣體透過量檢測方法：庫倫電量、壓差法

庫倫法（等壓法）

■上腔: 氧氣；

■下腔: 氮氣；

■氧氣濃度差：氧分子透過試樣擴散到下腔；

■計算：通過電量傳感器測量下腔氣體的氧氣濃度，計算出氧氣透過率。

檢測對象	材料類型		應(yīng)用舉例
包裝材料氧氣透過率測試	薄膜	適用于各種塑料、鋁等制成的薄膜	如塑料薄膜、塑料復(fù)合薄膜、共擠膜、鋁箔、鍍鋁膜等
	片材	適用于各種塑料、橡膠、建材等片材	如PP、pvc、PVDC片材等
	容器	適用于塑料、橡膠、玻璃、紙等材料制成的碗、瓶、袋、罐、蓋等	如可樂瓶、真空包裝袋、塑料化妝品包裝袋、果凍杯、酸奶杯、輸液瓶、輸液袋或蓋等.
	太陽能背板	適用于乙烯醋酸乙烯脂樹脂等材料制成的太陽能背板	TPT/TPE/BBF/EVA或復(fù)合太陽能背板等

壓差法系列工作原理：

■上腔：抽出空去形成真空，后輸入

一個標準大氣壓，維持穩(wěn)定；

■下腔：抽出空去形成真空；

■壓力差：氣體在壓差的作用下，

高壓腔通過薄膜向低壓腔
滲透；

■計算：監(jiān)測低壓腔的壓力變化可計算出所測試樣的阻隔參數(shù)。

檢測對象	材料類型	測試參數(shù)	應(yīng)用舉例
包裝材料氧氣透過率測試	薄膜	氧氣、二氧化碳、氮氣等	如塑料薄膜、塑料復(fù)合薄膜、共擠膜、鋁箔、鍍鋁膜等
	片材		如PP、pvc、PVDC片材等
	容器		如可樂瓶、真空包裝袋、塑料化妝品包裝袋、果凍杯、酸奶杯、輸液瓶、輸液袋或蓋等.
	太陽能背板		TPT/TPE/BBF/EVA或復(fù)合太陽能背板等

阻隔性與食品安全應(yīng)用舉例：

某肉食品加工廠生產(chǎn)袋裝美式火腿，投放市場后在保質(zhì)期內(nèi)產(chǎn)品發(fā)生嚴重變質(zhì)，期間包裝袋本身也出現(xiàn)層間薄離現(xiàn)在，給廠家造成嚴重損失。

美式火腿網(wǎng)圖示意

1.被包裝產(chǎn)品為使肉質(zhì)鮮嫩，加工時添加水溶液，所以產(chǎn)品含水量高，包裝后，袋中RH=75％ 2.包裝料材料為Nylon/PE 復(fù)合層 3.透氧率0.05 cc /(bag*24hr), (0%RH 測試) 0.4 cc /(bag*24hr), (75%RH 測試)
產(chǎn)生這種問題的原因是什么呢？我們來分析一下
1.對材料性能缺乏了解
Nylon本身在0%RH 是很好的氧阻隔材料,但在高濕度下阻隔性變差

2.沒有考慮材料與產(chǎn)品的相容性
與產(chǎn)品直接接觸的Nylon層受高濕度影響而溶脹, 進而阻隔性下降并出現(xiàn)層間剝離的自然現(xiàn)象.

3.對產(chǎn)品本身屬性的忽視
選材時沒有考慮實際應(yīng)用中產(chǎn)品的濕度問題,只對0%RH 的OTR 測試, 作出錯誤決定.

由此案例,我們應(yīng)該對食品變質(zhì)原因有了一定的了解，并且在阻隔材料的選擇上我們應(yīng)該有了一些警示,比如：

1）氧化

解決辦法-----氧氣阻隔材料, 例如 PET, PVDC, Nylon, EVOH

2）受潮,發(fā)霉

解決辦法-----水汽阻隔材料,例如 PP, PE

3）氧化,受潮

解決辦法-----復(fù)合材料, 例如 PP/PET/PE, PET/Al/PE

上述, 以及芳香味遺失

解決辦法----- ---復(fù)合材料, 例如 PP/Nylon/Al/PE

4）其它方法

包裝內(nèi)加除氧劑,除濕劑;真空包裝,充氮包裝,氣調(diào)包裝