無菌磚各層膜間剝離強度的檢測方案與儀器介紹

摘要：無菌磚包裝具有高阻隔性、良好密封性等優點，可以滿足食品內容物較長保質期的需求，但無菌磚的阻隔性及其物理機械強度（例如抗沖擊、抗穿刺等）卻受其各層膜間復合牢度影響，如復合牢度較差則易引起復合膜分層，導致復合膜整體阻隔性喪失且物理機械強度嚴重下降，易出現成品包裝質量安全問題，因此需嚴格監測各層膜間剝離強度以求保證復合牢度。本文采用濟南蘭光機電技術有限公司自主研發的XLW(EC)智能電子拉力試驗機對純牛奶無菌磚卷膜的剝離強度進行檢測，詳細介紹了檢測方法、儀器測試步驟等技術信息。

關鍵詞：無菌磚、紙鋁塑復合膜、復合膜、塑料復合膜、軟塑復合膜、液態乳、乳制品、剝離強度、剝離力、復合牢度、分層、智能電子拉力試驗機

1、意義

液態乳主要包括鮮牛（羊）奶、酸奶、調制乳等產品，這些產品都含有大量的脂肪與蛋白質，易氧化變質，所以采用具有一定阻隔性的包裝材料對其包裝，保證液態乳不被外界環境中氧氣等有害物質影響而發生霉變、脹包等變質現象。液態乳的包裝形式主要為袋裝、盒裝及瓶裝，其中袋裝主要為乳白膜、黑白膜及無菌枕，阻隔類黑白膜可以保證液態乳達到30 ~ 45天的保質期，無菌枕可滿足45 ~ 90天的保質期。而盒裝液態乳主要采用無菌磚形式，目前主要使用利樂磚與康美磚。

無菌磚是以食品級紙板作為基材，由聚乙烯、紙、鋁箔等材料復合而成的紙鋁塑復合膜包裝。液態乳在經過高溫瞬時滅菌后，在無菌條件下（即無菌磚、液態乳、包裝輔助器材均無菌），在無菌的生產環境中進行無菌磚的灌裝與封合。所以，無菌磚在保證無菌狀態下采用高阻隔的復合膜材料可以滿足對外界氣體的高阻隔性。同時，無菌磚各封口的密封牢固，不易出現封口泄漏的情況，是各方面性能均可滿足液態乳較長保質期需求的材料，其保質期可達到6 ~ 12個月。而無菌磚各層膜間的復合牢度是影響無菌磚整體阻隔性及物理機械強度的重要因素。若各層膜間的復合牢度低，易發生膜間分層，則無菌磚復合膜包材的氧氣透過量增加，阻隔性降低；另外，分層后易致使原復合膜的耐沖擊性或抗穿刺性轉變成為各單層薄膜的抗沖擊、抗穿刺，導致無菌磚整理物理機械性能降低。因此，復合牢度是無菌磚包材的重要控制指標，一般以剝離強度表征。本文結合剝離強度檢驗標準以及相關檢測設備，詳細介紹了無菌磚復合牢度的檢測原理及試驗步驟，為乳制品行業提供技術參考。

圖1 無菌磚卷膜

2、試驗標準

目前，國內有關包裝用復合膜剝離強度的方法標準主要為GB 8808-88 《軟質復合塑料材料剝離試驗方法》。

3、試驗樣品

某品牌純牛奶所使用的紙鋁塑復合的無菌磚卷膜樣品。

4、試驗儀器

本文利用Labthink蘭光XLW(EC)智能電子拉力試驗機測試試樣的剝離強度。

圖2  XLW(EC)智能電子拉力試驗機

4.1 試驗原理

將規定寬度的試樣預先手動剝開待分離測試的膜層，將剝離分開的試樣兩端分別夾在兩個夾具上，兩夾具相對運動，進行T型剝離，通過位于動夾具上的力值傳感器測定復合層之間的平均剝離力。

4.2 適用范圍

(1) XLW(EC)智能電子拉力試驗機適用于塑料薄膜、復合材料、軟質包裝材料、塑料軟管、膠粘劑、膠粘帶、不干膠、醫用貼劑、離型紙、保護膜、組合蓋、金屬箔、隔膜、背板材料、無紡布、橡膠、紙張等產品的剝離、拉伸、變形、撕裂、熱封、粘合、穿刺力、開啟力、撕開力、低速解卷力、剝開力、拉拔力等性能的測試。

(2) XLW(EC)智能電子拉力試驗機符合GB 8808、GB/T 1040.1 ~ GB/T 1040.4、GB/T 1040.5、GB/T 4850、GB/T 12914、GB/T 2790 ~ GB/T 2792、QB/T 2358、ISO 37、ASTM D 3330、ASTM F 904等將近30項國內外標準。

4.3 設備參數

• 有500 N、50 N兩種規格可供選擇，測試精度優于0.5級，有效的保證了測試結果的準確性。
• 設備支持拉、壓雙向試驗模式，在兩種試驗模式下，試驗速度均可從50 mm/min、100 mm/min、150 mm/min、200 mm/min、250 mm/min、300 mm/min、500 mm/min七種模式中任意設定。
• 設備采用氣動夾樣，能夠有效防止試樣打滑。
• 夾具的行程為950 mm。
• 通過限位保護、過載保護以及自動回位等智能配置，保護用戶的操作安全。

• 配置了100余種不同的試樣夾具供用戶選擇，可滿足超過1000種材料的測試要求，并可根據測試材料的不同，提供定制服務。

5、試驗過程

(1) 用取樣器沿無菌磚卷膜樣品的橫、縱向分別裁取寬15 mm、長200 mm的試樣各5條。

(2) 在試樣的一端，沿長度方向手動預剝開50 mm。

(3) 將試樣剝開部分的兩端分別用設備的上、下夾具夾住，使試樣的長軸方向與兩夾具的中心線重合。

圖3 裝夾上剝離一段距離后的試樣

(4) 設置試驗速度、試樣的寬度等試驗參數。

(5) 點擊試驗開始選項，試驗開始，設備自動測試試樣剝離過程中的力值，并報告zui終的試驗結果。

6、試驗結果

該純牛奶無菌磚復合膜的剝離力分別為3.202 N（縱向）、3.011 N（橫向）。

7、結論

XLW(EC)智能電子拉力試驗機在測試塑料復合膜、無菌磚等軟塑復合包裝剝離強度方面具有操作簡便、數據準確度高等優點，可真實反映復合膜材料的復合牢度。需要了解有關乳制品包裝材料的氧氣透過量、熱封強度、密封性、溶劑殘留等關鍵性檢測項目相關的檢測設備與技術信息，您可登陸蘭光公司查看或致電咨詢。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業中的企事業單位增進技術交流與合作！