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中研立華-包裝材料檢測方案

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 發布日期: 2022-01-27

     包裝材料是指食品、藥品化妝品行業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合而成的薄膜、瓶、罐。包裝是產品生產的一部分,現代包裝可謂是產品的容器。它需要合理設計尺寸和形狀,方便使用。是產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,外觀設計要吸引客戶,也要有產品成分、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
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的阻礙性能。
       它可以保證食品、藥品在駐村期間內安全有效,可以指導選擇合適的包裝材料,以及預測食品、藥品的貯存期。
阻隔性示意圖
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 
●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
●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
為了滿足數據較小的食品、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:監測低壓腔的壓力變化可計算出所測試樣的阻隔參數。

 
檢測對象 材料類型 測試參數 應用舉例
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或復合太陽能背板等

 
  
             阻隔性與食品安全應用舉例:

            
某肉食品加工廠生產袋裝美式火腿,投放市場后在保質期內產品發生嚴重變質,期間包裝袋本身也出現層間薄離現在,給廠家造成嚴重損失。

 
美式火腿網圖示意
美式火腿網圖示意

            1.被包裝產品為使肉質鮮嫩,加工時添加水溶液,所以產品含水量高,包裝后,袋中RH=75% 2.包裝料材料為Nylon/PE 復合層 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.沒有考慮材料與產品的相容性
與產品直接接觸的Nylon層受高濕度影響而溶脹, 進而阻隔性下降并出現層間剝離的自然現象.

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

由此案例,我們應該對食品變質原因有了一定的了解,并且在阻隔材料的選擇上我們應該有了一些警示,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----- ---復合材料, 例如 PP/Nylon/Al/PE
 
4)其它方法
    包裝內加除氧劑,除濕劑;真空包裝,充氮包裝,氣調包裝




             


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