暖寶寶貼所用內包裝材料氧氣透過性能的測試方法

摘要：內包裝材料的氧氣滲透性能是影響暖寶寶貼放熱溫度的重要因素。本文利用壓差法原理測試了一種暖寶寶貼所用內包裝材料樣品的氧氣透過量，并通過對試驗原理、設備參數及適用范圍、試驗過程等內容的介紹，為暖寶寶貼所用包裝材料的測試提供參考。

關鍵詞：氧氣透過量、氧氣透過性能、壓差法、氣體滲透儀、暖寶寶貼、內包裝、無紡布

1、意義

暖寶寶發熱的基本原理是通過氧氣參與的氧化還原反應將化學能轉化為熱能，氧氣量是影響反應劇烈程度的重要因素，大量的氧氣會使反應劇烈，短時間內放出大量的熱，而氧氣量較少則反應放出的熱量少。因此，暖寶寶的外包裝應具有較高的阻氧性能，能夠有效控制存儲期間與暖寶寶接觸的氧氣量，內包裝應具有合適的氧氣透過量，既能夠防止短時間內放出大量的熱而燙傷皮膚，又可避免因放熱慢而低溫的現象。本文針對性測試暖寶寶所用內包裝的氧氣透過性能。

2、試驗樣品

本次試驗選用某品牌暖寶寶貼內包裝用無紡布材料為試驗樣品，測試其氧氣透過量。

3、試驗依據

材料氧氣透過量的測試方法包括壓差法與庫侖計法(等壓法)兩種原理方法，由于本次所測試樣品的氧氣滲透能力較高，因此采用壓差法原理對樣品進行測試，試驗過程依據GB/T 1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法 壓差法》。

4、試驗設備

本文采用VAC-V1壓差法氣體滲透儀為試驗設備，該設備由濟南蘭光機電技術有限公司自主研發生產。

4.1 試驗原理

壓差法原理是通過控制試樣兩側的壓力，使之形成一定的壓力差，然后監測低壓側的壓力升高情況，計算材料的氣體透過量。通過裝夾的試樣將設備的測試腔分為上、下兩個腔，上腔中充填一定壓力的試驗氣體，下腔通過抽真空形成低壓環境，試驗氣體從上腔通過試樣滲透到下腔，引起下腔中氣體壓力升高，通過監測下腔中氣體壓力隨滲透時間的增長情況，得到試樣的氣體透過量。

圖1  VAC-V1壓差法氣體滲透儀

4.2 試驗參數

設備的測試范圍為0.1 ~ 100,000 cm³/(m²·24h·0.1MPa)，通過擴展體積，測試量程可根據需要進行擴展，測試上限可擴展至不小于600,000 cm³/(m²·24h·0.1MPa)；真空分辨率為0.1 Pa，測試腔真空度 < 20 Pa；控溫范圍為室溫 ~ 50℃，控溫精度為±0.1℃，并可進行任意溫度下的數據擬合，輕松獲得非常特殊條件下的測試結果；試樣的測試尺寸為Ф97 mm，滲透面積為38.48 cm²，可根據試驗需要改變測試面積；可同時測定試樣的氣體透過率、溶解度系數以及擴散系數；經過改制，可支持有毒氣體及易燃易爆氣體的測試；支持 Lystem™實驗室數據共享系統，統一管理試驗結果和檢測報告。

4.3 適用范圍

(1) 本設備適用于多種薄膜、片材的氣體滲透性能測試。薄膜類包括各種塑料薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復合膜等膜狀材料。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。

(2) 本設備還可擴展到無紡布、航空航天用材料、紙及紙板、漆膜、玻纖布、玻纖紙、化妝品軟管片材、各種橡膠片材等材料的透氣性測試。

(3) 本設備適用于多種不同氣體的透過率測試，如氧氣、二氧化碳、氮氣、氦氣、空氣等。

(4) 本設備滿足多項國家和國際標準，如ISO15105-1、ISO2556、GB/T1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB00082003。

5、試驗過程

因所測試樣品的滲透性能較高，透過量超出了設備的常規測試量程，故本次試驗采用小透過面積、下腔擴展體積進行測試。

(1) 從樣品表面裁取1片直徑為40 mm的試樣，在測試區域的周邊均勻涂抹一層真空油脂，將試樣裝夾在設備的測試腔上，并擰緊測試腔上蓋。

(2) 在設備的控制軟件中設置試樣名稱、試驗面積、試驗溫度等參數信息，點擊試驗選項，試驗開始，打開真空泵。設備按照設定的參數進行試驗，并在試驗結束后顯示試驗結果。

6、試驗結果

本次試驗所測得暖寶寶貼所用內包裝袋樣品的氧氣透過量為7.634×10⁷ cm³/(m²·24h·0.1MPa)。

7、結論

采用適宜的氧氣透過能力的包裝材料作為暖寶寶貼的內包裝材料，是保證暖寶寶貼使用過程中溫度適宜且使用時間長的重要因素。本文通過對某種品牌暖寶寶貼所用內包裝袋樣品氧氣透過量的測試，介紹了測試高滲透性材料氣體透過量的試驗方法，試驗過程簡單，設備易于操作，測試量程高，試驗結果的準確性好，可以真實的反映單位時間內滲透進包裝內部的氧氣量。濟南蘭光機電技術有限公司是一家專業從事包裝檢測設備研發生產與包裝檢測服務的高新技術企業，壓差法測試材料氣體滲透性能的檢測設備是公司的重要產品之一，除此之外，相關的阻隔性檢測設備還包括庫侖計法氧氣透過率檢測設備，杯式法(稱重法)、紅外傳感器法、電解傳感器法、濕度傳感器法等原理的水蒸氣透過率檢測設備，其中新推出的C系列阻隔性檢測設備采用自主傳感器技術，在測試精度、效率與自動化方面進行了革命性升級，實現了包裝阻隔性設備的震撼蛻變。了解關于更多相關信息，您可以登陸濟南蘭光機電技術有限公司網站查看具體信息或致電咨詢。Labthink蘭光期待與行業中的企事業單位增進技術交流與合作。