水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)檢測(cè)茶葉鋁罐包裝的水蒸氣阻隔性能

摘要：茶葉需要在干燥的環(huán)境下儲(chǔ)存和流通，其對(duì)外界水蒸氣的含量要求較嚴(yán)格，如水蒸氣含量較高，則茶葉易出現(xiàn)潮解發(fā)霉等現(xiàn)象。本文利用Labthink蘭光自主研發(fā)制造的W3/230水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)對(duì)茶葉鋁罐包裝進(jìn)行水蒸氣透過(guò)率測(cè)試，并介紹了設(shè)備的參數(shù)、適用范圍及試驗(yàn)過(guò)程，從而為茶葉生產(chǎn)企業(yè)監(jiān)控鋁罐包裝對(duì)外界水蒸氣的阻隔性能提供參考。

關(guān)鍵詞：茶葉、鋁罐包裝、水蒸氣透過(guò)率、阻濕性、水蒸氣阻隔性、水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)

1、意義

　　茶葉已發(fā)展6000多年的歷史，不但可以用藥，而且可增進(jìn)人體健康，現(xiàn)已成為大眾養(yǎng)生茶飲。因茶葉在高濕環(huán)境下易出現(xiàn)潮解發(fā)霉的現(xiàn)象，因此茶葉生產(chǎn)企業(yè)一般采用高阻隔塑料復(fù)合膜、鍍鋁復(fù)合膜、鋁塑復(fù)合膜或者鐵罐進(jìn)行包裝，隨著大眾茶葉行業(yè)和包裝行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在逐漸興起采用鋁罐真空充氮包裝制成一罐一泡的包裝形式，從而起到對(duì)茶葉的保護(hù)作用，使茶香不易散失且茶葉不易潮解發(fā)霉。

　　若茶葉鋁罐包裝在高濕環(huán)境下，阻濕性較差即水蒸氣透過(guò)率過(guò)高，則茶葉在儲(chǔ)存和流通環(huán)節(jié)下易出現(xiàn)潮解發(fā)霉、香味散失等現(xiàn)象，不但影響產(chǎn)品的口感而且降低了產(chǎn)品的貨架期，甚至?xí)绊懫髽I(yè)的品牌形象，因此茶葉生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其鋁罐整體包裝的阻濕性能監(jiān)控。

2、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

　　國(guó)內(nèi)有關(guān)容器包裝水蒸氣透過(guò)率測(cè)試方法主要為紅外法檢測(cè)法，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31355-2014《包裝件和容器水蒸氣透過(guò)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)條件下采用紅外傳感器法對(duì)包裝件和容器水蒸氣透過(guò)性進(jìn)行測(cè)試的試驗(yàn)方法。

3、試驗(yàn)樣品

　　某茶葉品牌所使用的小罐茶鋁罐包裝。

4、試驗(yàn)設(shè)備

　　本文采用的試驗(yàn)設(shè)備為L(zhǎng)abthink蘭光自主研發(fā)的W3/230水蒸氣透過(guò)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(guò)薄膜擴(kuò)散到低濕側(cè)；在低濕側(cè)，透過(guò)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(guò)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(guò)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)備適用于薄膜類、片材類、紙張、紙板及其復(fù)合材料類、容器類等包裝件的水蒸氣透過(guò)率的測(cè)試。

　　其中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(yáng)能背板、液晶顯示屏膜、醫(yī)藥泡罩、藥品塑料瓶、無(wú)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(guò)率的測(cè)試。

　　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(guò)率測(cè)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。

　　(2) 本設(shè)備符合GB/T 31355、ISO 15106-2、ASTM F1249、GB/T 26253、TAPPI T557、JIS K7129。

4.3 設(shè)備參數(shù)

l  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。

l  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、100%RH，控濕精度為±1%RH。

l  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。

l  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(guò)程互不干擾，試驗(yàn)結(jié)果獨(dú)立顯示。

l  支持LystemTM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(guò)程

　　(1) 用專用儀器在鋁罐底部進(jìn)行打孔，用快固膠涂覆在鋁罐底部小孔處周圍，使其固定在儀器專用的容器測(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(guò)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(kāi)始試驗(yàn)選項(xiàng)，試驗(yàn)開(kāi)始。儀器自動(dòng)記錄試驗(yàn)過(guò)程中低濕側(cè)的水分子含量變化，并計(jì)算出最終的試驗(yàn)結(jié)果。

6、試驗(yàn)結(jié)果

　　本文所測(cè)試的茶葉鋁罐的水蒸氣透過(guò)率測(cè)試值為：0.0245 g/(m2·24h)。

7、結(jié)論

　　W3/230水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)是專業(yè)用于薄膜、片材、容器對(duì)外界水蒸氣阻隔性能的檢測(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)反映茶葉鋁罐包裝水蒸氣透過(guò)率，可以有效監(jiān)控茶葉的貨架期。除水蒸氣透過(guò)率檢測(cè)，還應(yīng)關(guān)注茶葉鋁罐包裝的整體密封性能和蓋膜開(kāi)啟力等重點(diǎn)項(xiàng)目。