摘要：試驗溫度是影響包裝材料水蒸氣透過(guò)率測試結果的重要因素，本文通過(guò)對不同溫度下材料水蒸氣透過(guò)率的測試，分析了試驗溫度對包材阻濕性的影響，并介紹了試驗原理、設備C390水蒸氣透過(guò)率測試系統參數及適用范圍、試驗過(guò)程等內容，為企業(yè)監控不同溫度下材料的水蒸氣透過(guò)率提供參考。
關(guān)鍵詞：水蒸氣透過(guò)率、阻濕性、溫度、水蒸氣透過(guò)率測試系統、包裝材料、紅外傳感器法
1、意義
水蒸氣透過(guò)率是評價(jià)包裝材料阻濕性的指標，是影響包裝材料對所包裝產(chǎn)品保護功能的重要因素，是防止產(chǎn)品出現受潮、發(fā)霉、結塊等問(wèn)題的重要屏障。影響包裝材料水蒸氣透過(guò)率的因素較多，如包裝材質(zhì)、厚度、材料內部結構及溫度、濕度等環(huán)境條件等，一般來(lái)說(shuō)，含鋁箔、PVDC、鍍鋁膜、鍍氧化物膜等材料包裝的水蒸氣透過(guò)率較低，同種材質(zhì)包裝厚度較厚者、結晶度、取向程度較高者其阻濕性較高，另外，包裝材料不同的使用或存儲環(huán)境同樣會(huì )影響其水蒸氣透過(guò)率，因此對于已經(jīng)成型的包裝材料來(lái)說(shuō)，可通過(guò)對存儲及流通環(huán)境的控制，使包裝材料的阻濕性滿(mǎn)足產(chǎn)品的保質(zhì)要求。本文測試了不同試驗溫度下材料的水蒸氣透過(guò)率，并分析材料的阻濕性隨溫度的變化情況。
2、試驗依據
包裝材料水蒸氣透過(guò)率的測試方法有杯式法、電解傳感器法、濕度傳感器法、紅外傳感器法等，本次試驗依據紅外傳感器法測試樣品，所依據的標準為GB/T 26253-2010《塑料薄膜和薄片水蒸氣透過(guò)率的測定 紅外檢測器法》。
3、試驗樣品
本文以某企業(yè)生產(chǎn)的塑料薄膜為試驗樣品，分別測試其在25℃、90%RH與38℃、90%RH條件下的水蒸氣透過(guò)率。
4、試驗設備
本次試驗所采用的試驗設備為C390水蒸氣透過(guò)率測試系統，該設備由濟南蘭光機電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。
圖1 C390水蒸氣透過(guò)率測試系統
4.1 試驗原理
紅外傳感器法是以水分子定量吸收紅外光為原理，通過(guò)測試紅外光經(jīng)過(guò)含有水分子的載氣前后的衰減程度計算試樣的水蒸氣透過(guò)率。試驗時(shí)，設備的試驗腔被試樣分隔成上、下兩個(gè)測試腔，上腔為高濕側，下腔為低濕側，水蒸氣會(huì )通過(guò)試樣由上腔滲透至下腔，并被下腔中的載氣氮氣攜帶至紅外傳感器出進(jìn)行測試，從而得到試樣的水蒸氣透過(guò)率。
4.2 設備參數
薄膜類(lèi)試樣測試面積為50 cm2時(shí)，測試范圍0.05 ~ 40 g/(m2·24h)，測試面積為7 cm2時(shí)，測試范圍0.35 ~ 280 g/(m2·24h)；容器類(lèi)試樣的測試范圍為0.00025 ~ 0.2 g/(pkg·d)；試驗溫度控制范圍為15℃ ~ 55℃，控溫精度為±0.2℃；濕度范圍為5%RH ~ 90%RH、100%RH，控濕精度為±2%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；使用第二代三腔一體集成塊，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。
4.3 適用范圍
(1) 本設備適用于薄膜類(lèi)、片材類(lèi)、紙張、紙板及其復合材料類(lèi)、容器類(lèi)等包裝件的水蒸氣透過(guò)率的測試。其中薄膜類(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；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，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。
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GB/T 31355、ISO 15106-2、ASTM F1249、GB/T 26253、TAPPI T557、JIS K7129、YBB00092003。
5、試驗過(guò)程
5.1 裁樣
用取樣品從待測試的薄膜樣品表面裁取試樣6片，放置在23±2℃、50±10%的環(huán)境下?tīng)顟B(tài)調節4 h。
5.2 25℃下水蒸氣透過(guò)率測試
(1) 在設備3個(gè)測試腔周邊涂抹一層真空油脂，取3片試樣分別裝夾到設備中。
(2) 設置試驗條件(25℃、90%RH)、試樣名稱(chēng)、試驗模式等參數信息，點(diǎn)擊試驗選項，試驗開(kāi)始。打開(kāi)氣源，調節載氣流量，使測試腔內的濕度達到設定值。試驗結束后設備顯示試樣的水蒸氣透過(guò)率值。
5.3 38℃下水蒸氣透過(guò)率測試
除試驗溫度設置為38℃外，其余過(guò)程按照5.2中的步驟進(jìn)行測試。
6、試驗結果
25℃、90%RH條件下，所測試薄膜試樣的水蒸氣透過(guò)率分別為3.11 g/(m2·24h)、3.09 g/(m2·24h)、3.17 g/(m2·24h)，平均值為3.12 g/(m2·24h)；38℃、90%RH條件下，所測試薄膜試樣的水蒸氣透過(guò)率分別為6.91 g/(m2·24h)、6.86 g/(m2·24h)、6.83 g/(m2·24h)，平均值為6.87 g/(m2·24h)。
7、結論
從試驗過(guò)程可以看出，設備的操作簡(jiǎn)單，智能化程度高；從每種試驗條件下的試驗結果來(lái)看，各測試值間的偏差小，重復性好，且測試結果的精度高；由兩種試驗條件下測試結果的平均值可知，38℃條件下的水蒸氣透過(guò)率明顯高于25℃條件下的水蒸氣透過(guò)率，即在25℃的環(huán)境中所測試薄膜樣品的阻濕性較高。濟南蘭光機電技術(shù)有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事包裝檢測設備研發(fā)、生產(chǎn)與包裝檢測服務(wù)的優(yōu)良企業(yè)，可測試項目涵蓋了包裝材料的性能，如氧氣透過(guò)量、氮氣透過(guò)量、二氧化碳透過(guò)量、水蒸氣透過(guò)量、拉伸性能、熱封強度、密封性能、撕裂強度、摩擦系數、溶劑殘留、總遷移量等。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)溝通與合作！
