摘要：酒類(lèi)產(chǎn)品包裝一般使用高阻隔材料，如阻濕性能比較差，易造成產(chǎn)品濃度變化、香味散失和口感變差等現象。本文利用Labthink蘭光自主研發(fā)制造的W3/230水蒸氣透過(guò)率測試系統對PET塑料瓶包裝進(jìn)行水蒸氣透過(guò)率測試，并介紹了設備的參數、適用范圍及試驗過(guò)程，從而為酒類(lèi)生產(chǎn)企業(yè)監控PET塑料瓶包裝對外界水蒸氣的阻隔性能提供參考。

關(guān)鍵詞：酒類(lèi)、塑料包裝、PET瓶、水蒸氣透過(guò)率、阻濕性、水蒸氣阻隔性、水蒸氣透過(guò)率測試儀

1、意義

我國是世界上zui早釀酒的國家之一，早在7000多年前就已經(jīng)開(kāi)始發(fā)酵釀酒了，并不斷改進(jìn)和完善，現在已發(fā)展到能生產(chǎn)各種濃度、各種香型、各種含酒的飲料，并為工業(yè)、衛生和科學(xué)試驗使用。隨著(zhù)酒類(lèi)行業(yè)和包裝行業(yè)的發(fā)展，如今PET瓶逐漸進(jìn)入酒類(lèi)包裝市場(chǎng)，普通PET瓶已在化妝品，醫藥，保健，飲料，礦泉水，機油等產(chǎn)品的包裝方面得到廣泛應用，若用來(lái)包裝酒類(lèi)產(chǎn)品，則需要PET瓶具有更好的阻隔性，以阻濕性為例，若PET瓶包裝在高濕環(huán)境下阻濕性較差即水蒸氣透過(guò)率過(guò)高，則會(huì )嚴重影響酒類(lèi)產(chǎn)品的口感，影響企業(yè)的品牌形象，為了提高PET瓶的阻隔性能，通常會(huì )對PET瓶進(jìn)行改性，如通過(guò)在PET瓶表面涂覆氧化硅、無(wú)定形碳等。因此酒類(lèi)生產(chǎn)企業(yè)在選用、使用PET瓶前，對其阻濕性能的測試*。

圖1 酒類(lèi)用PET瓶

2、檢測標準

國內有關(guān)容器包裝水蒸氣透過(guò)率測試方法主要為紅外傳感器檢測法，依據國家標準GB/T 31355-2014《包裝件和容器水蒸氣透過(guò)性測試方法 紅外法傳感器法》，此標準規定了在穩態(tài)條件下如何利用紅外傳感器法對包裝件和容器的水蒸氣透過(guò)性進(jìn)行測試。

3、試驗樣品

某企業(yè)提供的PET塑料瓶包裝。

4、試驗設備

本文采用的試驗設備為Labthink蘭光自主研發(fā)的W3/230水蒸氣透過(guò)率測試系統。

圖2  W3/230水蒸氣透過(guò)率測試系統

4.1 試驗原理

W3/230采用紅外傳感器法測試原理，將預先處理好的試樣夾緊于測試腔之間，具有穩定相對濕度的氮氣在薄膜的一側流動(dòng)，干燥氮氣在薄膜的另一側流動(dòng)；由于濕度梯度的存在，水蒸氣會(huì )從高濕側穿過(guò)薄膜擴散到低濕側；在低濕側，透過(guò)的水蒸氣被流動(dòng)的干燥氮氣攜帶至紅外傳感器，進(jìn)入傳感器時(shí)會(huì )產(chǎn)生同比例的電信號，通過(guò)對傳感器電信號的分析計算，從而得出試樣的水蒸氣透過(guò)率等參數。對于包裝容器而言，干燥氮氣則在容器內流動(dòng)，容器外側處于高濕狀態(tài)。

4.2 適用范圍

(1) 本設備適用于容器類(lèi)、薄膜類(lèi)、片材類(lèi)、紙張、紙板及其復合材料類(lèi)等包裝件的水蒸氣透過(guò)率的測試。

其中容器類(lèi)包括塑料、橡膠、紙、紙塑復合、玻璃、金屬等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的水蒸氣透過(guò)率測試，如茶葉鋁罐、可樂(lè )瓶、花生油桶、利樂(lè )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。

薄膜類(lèi)包括各種塑料薄膜、紙塑復合膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復合膜、玻纖鋁箔紙復合膜等；片材類(lèi)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、紙板及其復合材料類(lèi)包括紙張、紙板等，如煙包鍍鋁紙、紙鋁塑復合片材等；該設備還可擴展用于太陽(yáng)能背板、液晶顯示屏膜、醫藥泡罩、藥品塑料瓶、無(wú)菌護創(chuàng )膜、汽車(chē)油箱、電池塑料外殼等特殊包裝件水蒸氣透過(guò)率的測試。

 (2) 本設備符合ISO 15106-2、ASTM F1249、GB/T 26253-2010、TAPPI T557、JIS K7129。

4.3 設備參數

• 薄膜類(lèi)試樣的常規測試范圍0.01～40 g/m²·24h，可擴展至0.1～1000 g/m²·24h；容器類(lèi)試樣的測試范圍為0.0001～0.2 g/pkg·d。
• 試驗的溫度范圍為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。
• 人工、比例、循環(huán)三種試驗模式為不同阻隔性質(zhì)的材料提供了合適的檢測方法。
• 設備配置了三個(gè)測試腔，三個(gè)測試腔均可獨立設計，試驗過(guò)程互不干擾，試驗結果獨立顯示。
• 支持Lystem^TM實(shí)驗室數據共享系統，統一管理試驗結果和試驗報告

5、試驗過(guò)程

(1)用快固膠涂覆在瓶口處，使其固定在儀器的容器測試托盤(pán)裝置上，密封完成后，利用管路將其連接在儀器上，再用密封袋將樣品及托盤(pán)裝置進(jìn)行密封包扎。

(2) 設置試樣名稱(chēng)、試驗溫度、試驗濕度等參數。

(3) 調節氮氣的壓力，使測試腔內的濕度達到設定值，并通過(guò)氮氣流量調節旋鈕，使上、下腔內的氮氣流量達到標準規定值。

(4) 點(diǎn)擊開(kāi)始試驗選項，試驗開(kāi)始。儀器自動(dòng)記錄試驗過(guò)程中低濕側的水分子含量變化，并計算出zui終的試驗結果。

6、試驗結果

本文測試PET瓶樣品的水蒸氣透過(guò)率測試平均值為：0.0045g/(pkg·24h)。

7、結論

W3/230水蒸氣透過(guò)率測試系統是專(zhuān)業(yè)用于容器、薄膜、片材對外界水蒸氣阻隔性能測試的檢測設備，具有檢測精度高、測試結果重復性好等優(yōu)點(diǎn)，能真實(shí)反映酒類(lèi)包裝用PET塑料瓶的水蒸氣透過(guò)率。除水蒸氣透過(guò)率檢測，還應關(guān)注PET塑料瓶包裝的整體密封性能和瓶蓋開(kāi)啟力等重點(diǎn)關(guān)注項目。Labthink蘭光一直致力于為客戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)的設備與檢測服務(wù)，為客戶(hù)提供大量的包裝材料性能數據參考。Labthink蘭光期待與各行業(yè)中的用戶(hù)技術(shù)交流與合作。