酒類包裝用PET塑料瓶對(duì)水蒸氣阻隔性能的監(jiān)測(cè)方法

摘要：酒類產(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(xiàn)象。本文利用Labthink蘭光自主研發(fā)制造的W3/230水蒸氣透過率測(cè)試系統(tǒng)對(duì)PET塑料瓶包裝進(jìn)行水蒸氣透過率測(cè)試，并介紹了設(shè)備的參數(shù)、適用范圍及試驗(yàn)過程，從而為酒類生產(chǎn)企業(yè)監(jiān)控PET塑料瓶包裝對(duì)外界水蒸氣的阻隔性能提供參考。

關(guān)鍵詞：酒類、塑料包裝、PET瓶、水蒸氣透過率、阻濕性、水蒸氣阻隔性、水蒸氣透過率測(cè)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)開始發(fā)酵釀酒了，并不斷改進(jìn)和完善，現(xiàn)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)、醫(yī)療衛(wèi)生和科學(xué)試驗(yàn)使用。隨著酒類行業(yè)和包裝行業(yè)的發(fā)展，如今PET瓶逐漸進(jìn)入酒類包裝市場(chǎng)，普通PET瓶已在化妝品，醫(yī)藥，保健，飲料，礦泉水，機(jī)油等產(chǎn)品的包裝方面得到廣泛應(yīng)用，若用來包裝酒類產(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率過高，則會(huì)嚴(yán)重影響酒類產(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(duì)PET瓶進(jìn)行改性，如通過在PET瓶表面涂覆氧化硅、無定形碳等。因此酒類生產(chǎn)企業(yè)在選用、使用PET瓶前，對(duì)其阻濕性能的測(cè)試*。

圖1 酒類用PET瓶

2、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

國內(nèi)有關(guān)容器包裝水蒸氣透過率測(cè)試方法主要為紅外傳感器檢測(cè)法，依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31355-2014《包裝件和容器水蒸氣透過性測(cè)試方法 紅外法傳感器法》，此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在穩(wěn)態(tài)條件下如何利用紅外傳感器法對(duì)包裝件和容器的水蒸氣透過性進(jìn)行測(cè)試。

3、試驗(yàn)樣品

某企業(yè)提供的PET塑料瓶包裝。

4、試驗(yàn)設(shè)備

本文采用的試驗(yàn)設(shè)備為Labthink蘭光自主研發(fā)的W3/230水蒸氣透過率測(cè)試系統(tǒng)。

圖2  W3/230水蒸氣透過率測(cè)試系統(tǒng)

4.1 試驗(yàn)原理

W3/230采用紅外傳感器法測(cè)試原理，將預(yù)先處理好的試樣夾緊于測(cè)試腔之間，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)穿過薄膜擴(kuò)散到低濕側(cè)；在低濕側(cè)，透過的水蒸氣被流動(dòng)的干燥氮?dú)鈹y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(hào)，通過對(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率等參數(shù)。對(duì)于包裝容器而言，干燥氮?dú)鈩t在容器內(nèi)流動(dòng)，容器外側(cè)處于高濕狀態(tài)。

4.2 適用范圍

(1) 本設(shè)備適用于容器類、薄膜類、片材類、紙張、紙板及其復(fù)合材料類等包裝件的水蒸氣透過率的測(cè)試。

其中容器類包括塑料、橡膠、紙、紙塑復(fù)合、玻璃、金屬等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的水蒸氣透過率測(cè)試，如茶葉鋁罐、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。

薄膜類包括各種塑料薄膜、紙塑復(fù)合膜、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；該設(shè)備還可擴(kuò)展用于太陽能背板、液晶顯示屏膜、醫(yī)藥泡罩、藥品塑料瓶、無菌護(hù)創(chuàng)膜、汽車油箱、電池塑料外殼等特殊包裝件水蒸氣透過率的測(cè)試。

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

4.3 設(shè)備參數(shù)

• 薄膜類試樣的常規(guī)測(cè)試范圍0.01～40 g/m²·24h，可擴(kuò)展至0.1～1000 g/m²·24h；容器類試樣的測(cè)試范圍為0.0001～0.2 g/pkg·d。
• 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、RH，控濕精度為±1%RH。
• 人工、比例、循環(huán)三種試驗(yàn)?zāi)Ｊ綖椴煌韪粜再|(zhì)的材料提供了合適的檢測(cè)方法。
• 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)過程互不干擾，試驗(yàn)結(jié)果獨(dú)立顯示。
• 支持Lystem^TM實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，統(tǒng)一管理試驗(yàn)結(jié)果和試驗(yàn)報(bào)告

5、試驗(yàn)過程

(1)用快固膠涂覆在瓶口處，使其固定在儀器的容器測(cè)試托盤裝置上，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裝置進(jìn)行密封包扎。

(2) 設(shè)置試樣名稱、試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)濕度等參數(shù)。

(3) 調(diào)節(jié)氮?dú)獾膲毫Γ箿y(cè)試腔內(nèi)的濕度達(dá)到設(shè)定值，并通過氮?dú)饬髁空{(diào)節(jié)旋鈕，使上、下腔內(nèi)的氮?dú)饬髁窟_(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。

(4) 點(diǎn)擊開始試驗(yàn)選項(xiàng)，試驗(yàn)開始。儀器自動(dòng)記錄試驗(yàn)過程中低濕側(cè)的水分子含量變化，并計(jì)算出zui終的試驗(yàn)結(jié)果。

6、試驗(yàn)結(jié)果

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

7、結(jié)論

W3/230水蒸氣透過率測(cè)試系統(tǒng)是專業(yè)用于容器、薄膜、片材對(duì)外界水蒸氣阻隔性能測(cè)試的檢測(cè)設(shè)備，具有檢測(cè)精度高、測(cè)試結(jié)果重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，能真實(shí)反映酒類包裝用PET塑料瓶的水蒸氣透過率。除水蒸氣透過率檢測(cè)，還應(yīng)關(guān)注PET塑料瓶包裝的整體密封性能和瓶蓋開啟力等重點(diǎn)關(guān)注項(xiàng)目。Labthink蘭光一直致力于為客戶提供專業(yè)的設(shè)備與檢測(cè)服務(wù)，為客戶提供大量的包裝材料性能數(shù)據(jù)參考。Labthink蘭光期待與各行業(yè)中的用戶技術(shù)交流與合作。