摘要：鍍鋁類薄膜在軟塑包裝材料領(lǐng)域占有舉足輕重的地位，是一種具有較高阻隔性的包裝材料。本文利用Labthink蘭光W3/330水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)分別測(cè)試了鍍鋁面朝向高濕側(cè)、非鍍鋁面朝向高濕側(cè)兩種情況下鍍鋁膜樣品的阻濕性數(shù)據(jù)變化，為企業(yè)在設(shè)計(jì)包材結(jié)構(gòu)及檢測(cè)軟塑包裝阻濕性等方面提供參考。
關(guān)鍵詞：鍍鋁類薄膜、鍍鋁面、非鍍鋁面、阻濕性、水蒸氣透過(guò)率、水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)
1、意義
鍍鋁類薄膜是采用真空鍍鋁等特殊工藝在塑料薄膜表面鍍上一層極薄的氧化鋁而形成的一種軟塑包裝材料。常見的鍍鋁膜有PET鍍鋁膜（VMPET）、CPP鍍鋁膜（VMCPP）、BOPP鍍鋁膜（VMBOPP）等，這些鍍鋁膜可單獨(dú)用作包裝材料，也可與其他薄膜材料復(fù)合形成鍍鋁復(fù)合膜充當(dāng)產(chǎn)品的外包裝。對(duì)于鍍鋁類薄膜而言，由于鍍鋁層的存在使得薄膜的阻氣性、阻濕性、遮光性、保香性等性能均得到較大的提高，同時(shí)材料具有金屬光澤，外觀鮮亮，可以很好的美化所包裝的產(chǎn)品，且包裝的成本較低廉，鑒于鍍鋁類薄膜的這些優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)有越來(lái)越多的產(chǎn)品采用其作為包裝材料，如咖啡、奶粉、薯片、榨菜、顆粒或粉末狀藥品、茶葉、糖果等等。
鍍鋁類薄膜的阻隔性與鍍鋁層的致密程度、鍍鋁層的厚度、鍍鋁工藝等因素有關(guān)。部分鍍鋁類薄膜處于高濕度的環(huán)境時(shí)阻隔性會(huì)降低，這很可能是因?yàn)楦邼穸鹊沫h(huán)境會(huì)破壞鍍鋁層的結(jié)構(gòu)，對(duì)鍍鋁層產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的破壞，進(jìn)而嚴(yán)重影響薄膜整體的阻隔性能。
2、參考標(biāo)準(zhǔn)
目前，國(guó)內(nèi)有關(guān)軟塑包裝水蒸氣透過(guò)率的測(cè)試方法有稱重法(杯式法)、電解法、濕度法與紅外法傳感器，可參考的方法標(biāo)準(zhǔn)分別為GB 1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗(yàn)方法杯式法》、GB/T 16928-1997《包裝材料試驗(yàn)方法透濕率》、GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸氣透過(guò)率的測(cè)定——電解傳感器法》、GB/T 30412-2013《塑料薄膜和薄片水蒸氣透過(guò)率的測(cè)定濕度傳感器法》、GB/T 26253-2010《塑料薄膜和薄片水蒸氣透過(guò)率的測(cè)定紅外檢測(cè)器法》。本文參考的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 21529-2008，即電解傳感器法。
3、試驗(yàn)樣品
某包材廠生產(chǎn)的鍍鋁膜。
4、試驗(yàn)設(shè)備
本文以濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的W3/330水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)分別測(cè)試了試樣不同測(cè)試面朝向高濕側(cè)所對(duì)應(yīng)的水蒸氣透過(guò)率。
4.1 設(shè)備原理
本設(shè)備采用電解傳感器法測(cè)試原理研發(fā)。試驗(yàn)時(shí)，具有穩(wěn)定相對(duì)濕度的氮?dú)庠诒∧さ囊粋?cè)流動(dòng)，干燥氮?dú)庠诒∧さ牧硪粋?cè)流動(dòng)，由于濕度梯度的存在，水蒸氣會(huì)從高濕側(cè)穿過(guò)試樣擴(kuò)散到低濕側(cè)，在低濕側(cè)，透過(guò)的水蒸氣則被流動(dòng)的干燥氮?dú)鈹y帶至傳感器，產(chǎn)生同比例的電信號(hào)，通過(guò)對(duì)傳感器電信號(hào)的分析計(jì)算，從而得出試樣的水蒸氣透過(guò)率等參數(shù)。若測(cè)試試樣為包裝容器，則干燥的氮?dú)庠谌萜鲀?nèi)流動(dòng)，容器外側(cè)處高濕狀態(tài)。
4.2 適用范圍
(1) 本設(shè)備適用于薄膜類、片材類、紙張、紙板及其復(fù)合材料類、容器類等包裝件的水蒸氣透過(guò)率的測(cè)試。其中薄膜類包括各種塑料薄膜、塑料復(fù)合膜、紙塑復(fù)合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復(fù)合膜、玻纖鋁箔紙復(fù)合膜等；片材類包括各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等；紙張、紙板及其復(fù)合材料類包括紙張、紙板等，如煙包鍍鋁紙、紙鋁塑復(fù)合片材等；容器類包括塑料、橡膠、紙、紙塑復(fù)合、玻璃、金屬等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的水蒸氣透過(guò)率測(cè)試，如可樂瓶、花生油桶、利樂包裝、真空包裝袋、金屬包裝袋、金屬三片罐、塑料化妝品軟管包裝、牙膏軟管包裝、果凍杯等。
除此之外，通過(guò)特殊的配置，該設(shè)備還可用于醫(yī)藥泡罩、藥品塑料瓶、方便面碗、紙杯、紙碗、汽車油箱、電池塑料外殼等特殊包裝件水蒸氣透過(guò)率的測(cè)試。
(2) 本設(shè)備符合GB/T 21529、ISO 15106-3、DIN 53122-2、YBB00092003等多項(xiàng)國(guó)家和標(biāo)準(zhǔn)。
4.3 設(shè)備參數(shù)
- 薄膜類試樣的測(cè)試范圍0.001 ~ 40 g/(m2·24h)，分辨率為0.001 g/(m2·24h)；容器類試樣的測(cè)試范圍為0.0001 ~ 0.2 g/(pkg·24h)，分辨率為0.00001 g/(pkg·24h)。
- 試驗(yàn)的溫度范圍為15℃ ~ 55℃，控溫精度為±0.1℃；濕度范圍為0%RH、35%RH ~ 90%RH、100%RH，控濕精度為±1%RH。
- 設(shè)備配置了三個(gè)測(cè)試腔，三個(gè)測(cè)試腔均可獨(dú)立設(shè)計(jì)，試驗(yàn)過(guò)程互不干擾，試驗(yàn)結(jié)果獨(dú)立顯示。
- 系統(tǒng)多可支持10臺(tái)儀器并行連接，建立30個(gè)試樣同時(shí)試驗(yàn)的系統(tǒng)。
- 提供標(biāo)準(zhǔn)膜用于系統(tǒng)校準(zhǔn)，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和通用性。
- 可與氧氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)搭配，組成混合測(cè)試系統(tǒng)，由一臺(tái)計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制，實(shí)現(xiàn)水蒸氣、氧氣透過(guò)率同時(shí)測(cè)試的、便捷的試驗(yàn)方法。
- 支持LystemTM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
(1) 用裁樣器從鍍鋁膜樣品表面裁取試樣6片。
(2) 取其中任意3片試樣，鍍鋁層朝向高濕側(cè)，分別裝夾在設(shè)備的3個(gè)測(cè)試腔上。
(3) 設(shè)置試樣厚度、試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)濕度等參數(shù)信息。
(4) 調(diào)節(jié)氮?dú)獾膲毫?，使測(cè)試腔內(nèi)的濕度達(dá)到設(shè)定值，并通過(guò)調(diào)節(jié)氮?dú)饬髁啃o，使上、下腔內(nèi)的氮?dú)饬髁窟_(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。
(5) 點(diǎn)擊“開始試驗(yàn)”選項(xiàng)，試驗(yàn)開始。儀器自動(dòng)計(jì)算并顯示試驗(yàn)結(jié)果。
(6) 將剩余3片試樣的非鍍鋁面朝向高濕側(cè)，裝夾在設(shè)備中。重復(fù)(3) ~ (5)步驟，測(cè)試水蒸氣透過(guò)率。
6、試驗(yàn)結(jié)果
鍍鋁面朝向高濕側(cè)時(shí)，3片試樣的水蒸氣透過(guò)率分別為1.431 g/(m2·24h)、1.395 g/(m2·24h)、1.517 g/(m2·24h)，3片非鍍鋁面朝向高濕側(cè)試樣的水蒸氣透過(guò)率分別為0.667 g/(m2·24h)、0.654 g/(m2·24h)、0.670 g/(m2·24h)。
7、結(jié)論
有些鍍鋁膜產(chǎn)品的不同表面朝向高濕度一側(cè)所測(cè)得的水蒸氣透過(guò)率會(huì)存在差距，這種現(xiàn)象的發(fā)生主要與高濕環(huán)境會(huì)對(duì)致密性較差的鍍鋁層產(chǎn)生不利影響有關(guān)，故應(yīng)根據(jù)所包裝產(chǎn)品的特性及流通環(huán)境的濕度等情況，加強(qiáng)對(duì)鍍鋁類薄膜阻濕性的檢測(cè)，并在設(shè)計(jì)包材結(jié)構(gòu)、選用包材時(shí)應(yīng)引起足夠的重視。W3/330水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)是一款專業(yè)用于測(cè)試試樣阻濕性的檢測(cè)設(shè)備，設(shè)備的操作簡(jiǎn)單、測(cè)試精度高、重復(fù)性好。
