今日软包装材料透气性测试与控制的应用

软包装材料透气性测试与控制的应用

软包装材料的透气性研究的提出

传统的金属、玻璃包装对氧气和水蒸气等具有完全不渗透性能，是食品、医药等包装的最好材料，但是随着包装技术的不断发展，能够提供保质、保鲜、保风味以及处长货架期的高阻隔塑料包装材料，因为它们成本低、重量轻、耐冲击、透明、可微波加热、方便、包装设计选择余地大等已成为金属、玻璃包装材料的强有力的竞争者，在食品、医药等包装工业方面获得了迅速发展和广泛应用。

塑料软包装材料主体结构时塑料致辞合物，对气体有一定的渗透性，因此并未能完全代替金属、玻璃包装。但高阻隔材料可以有效的防止氧气侵入使商品氧化变质；防止水或水蒸汽的渗透使商品受潮变霉；防止香气、二氧化碳和异味的透过使商品变质。

随着食品软世装工业的发展，气体包装、气调包装变得到了广泛的应用，其中最常使用的气体为O2，CO2，N2。根据气体的理性变化，作为食品包装防腐保鲜的介质，N2和CO2能够抑制细菌、微生物、真菌的生长和繁衍，减缓食品氧化作用和呼吸作用。N2和CO2能够阻隔食品的氧化作用，防止食品内油脂成分的变化而变质。但包装内部气体都会或多或少的渗透。

软包装商品内的气体与大气通过包装膜进行气体交换，气体浓度不断变化，气体渗透速度受包装内混合气体的分压影响，且受环境温度的影响，因此，气体渗透是非稳态的。

这些问题的解决都需要对软包装材料透气性有定量的分析，因此，对软包装材料透气性（或阻隔性）的测试研究在包装测试中越来越重要。

软包装透气性测试的状况

1、软包装材料透气性的测试的几种方法。根据测试气体透过薄膜的压力变化、体积变化和浓度变化，塑料薄膜透气性的测试方法有压力法、体积法和浓度法，以及用气相色谱仪的气相色谱法和热传导法。现在透气性测试仪大都采用压差法。

2、我国透气性测试的标准状况。我国积极引进国外先进标准早在1970年就提出了标号为GB/T的“塑料薄膜透气性试验方法”国家标准。该标准是采用压差法原理。2000年提出了GB/T的“塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法”也是压差法，本标准修订后与原GB/T《塑料薄膜透气性试验方法》的主要差异在于：

a) 本标准的适用范围小原标准的塑料薄膜扩展为塑料薄膜和薄片；

b) 本标准只对仪器的工作原理和要素进行了必要的规定，未对仪器作具体要求，同时明确了仪器可携带计算机运算器。

c) 因国家禁止使用“atm（大气压）为压力单位，故选用了国家允许使用的压力单位“Pa（帕）”；时间单位与ISO2556取得一致，修订后以“d（天）”为计量单位。

软包装材料压差法透气性测试的原理与技术

压差法的测试原理是在一定节省了加工本钱的清晰度下，试样两侧保持一定的气体压差，测量试样低压侧的气体压力变化，计算透气系数和透气量。

透气性的检测对象是微观气体，膜的透过也是微乎其微，因此哪何保证测量准确是衡量测试仪器的关键。

济南兰光BTY-B1透气性测试仪的技术处理：

1、参考国家标准GB/T，采用压差法，可以测量O2，CO2，N2，等多种气体，可广泛应用于软包装企业。

2、使用国际最先进的微差压传感器和高端的SMC气动元件，保证测试精度，稳定可靠，操作安全。

3、整个测试过程，由计算机分步双向控制，确保测试结果准确。

（1） 参考阀关闭等待

参考阀关闭等待时间的设定（xxxS），是对系统采样处理的一种操作。从理论上说，在参考阀关闭的一段时间内，参考和测试两端的压力是不平衡的，并且两腔的压力是呈阴尼波动趋势，最后达到一种新的平衡点。参考阀关闭等待时间的设定是取出新的平衡点，并且滤除由于电控、气控阀的动作带来的干扰。

（2） 门槛测试

通过设置门槛值（xxxPa），使膜片达到测试时近似线性的初始值，具有消除系统初始干扰的作用。

（3） 等待

该值的设定，用以对膜片近似透气量的预测，在等待值的区间内，系统会自动跟踪测试腔内压力值的变化，从而估算出所测试样的透气量、透气速率。然后系统根据用户所设的上限值，计算出该试验过程大概需要的时间以及该段时间内，测试腔内所能达到压力值，即该测试过程纵横坐标的长度。在等待的区间内，还可以对系统各方面的干扰加以滤除。

（4） 正式测试

实时显示时间与压力的曲线，计算出透气量和透气系数。<实验机同电脑之间的通讯普通都是应用RS232串行通讯方式/p>

4、校准使用标准的高精度（5‰c）压力校验仪，直观、精确、方便。避免使用标准物质，因为标准物质的保存要求极为严格且同等重量的情况下可增加框架的惯性矩很难溯源。

BTY-B1透气性测试仪测试过程

1、 试验条件试样及预处理

1.1试样120120mm的方块；试样无皱褶、表面清洁；每组试样3个；试样在无水氯化钙干燥器中干燥24h，或按产品标准规定处理。

1.2温度：25±2℃或按产品标准规定。

1.3气体种类按使用要求选择，使用99.99%高纯O2，CO2，N2或其他气体。

2、 试验步骤

试样放在粗滤纸（直径66mm）上，密封于透气室中，打开气源，启动试验测试软件主界面。

结束后，本机采取传感器测力弹出透气性测试仪报告。

透气试验应注意的事项

1、所测的膜片的本身物理特性不能被破坏（如：平整、无划痕、无穿孔、表面无其他附着物、无弹性 或非弹性拉伸）。

2、膜的透气性与试验温度、湿度有关。“试验温度”是计算公式中的参数之一，要保证实验室的温度稳定，以减少试验误差。膜的透气性和膜的湿度有直接的关系，在试验之前要对膜拜进行严格的干燥处理。

3、 单层膜，正面与反面测试结果一样，测一面即可；涂覆膜、复合膜多层共挤膜等正面与反面应分别测量。

透气性测试数据的应用

1、 可用来指导包装膜的生产

（1）可合理选用包装膜的成分，包机械式拉力实验机的构造主要有操作台括基础树脂如LDPE、LLDPE。

（2）可合理选用复合膜的层合结构。

（3）可选择阻隔涂层材料如PA、PVDC；其中PVDC是目前唯一被美国FDA认可与食品接触的高阻隔透明材料，以BOPP为例，涂覆后透氧率降低1000倍。

（4）进行阻隔涂层的工艺研究，根据需要可以是单面，或双面，也可多层涂覆阻隔层。或进行涂层方法选择如真空镀铝、物理或化学沉积法涂覆氧化硅等。

2、 作为使用包装膜的企业

（1）可以进行当前国内塑料机械行业的发展现状是存在自主创新能力较低、高级与个性化专用品种较少来料逐批检验，每批产品达到要求的标准，这样可以确保包装好的商品每批均可达到要求的保质期，避免企业信誉受损，杜绝客户投诉，提升企业形象。

（2）有助于合理选择包装膜的厚度，节约成本。

（3）为确定包装产品的保质期提供有效依据。

来源：亚太印刷