鍍鋁類薄膜裝夾方式對阻濕性結果的影響研究

　　摘要：鍍鋁類薄膜在軟塑包裝材料領域占有舉足輕重的地位，是一種具有較高阻隔性的包裝材料。本文利用Labthink蘭光W3/330水蒸氣透過率測試系統分別測試了鍍鋁面朝向高濕側、非鍍鋁面朝向高濕側兩種情況下鍍鋁膜樣品的阻濕性數據變化，為企業在設計包材結構及檢測軟塑包裝阻濕性等方面提供參考。

　　關鍵詞：鍍鋁類薄膜、鍍鋁面、非鍍鋁面、阻濕性、水蒸氣透過率、水蒸氣透過率測試系統

1、意義

　　鍍鋁類薄膜是采用真空鍍鋁等特殊工藝在塑料薄膜表面鍍上一層極薄的氧化鋁而形成的一種軟塑包裝材料。常見的鍍鋁膜有PET鍍鋁膜（VMPET）、CPP鍍鋁膜（VMCPP）、BOPP鍍鋁膜（VMBOPP）等，這些鍍鋁膜可單獨用作包裝材料，也可與其他薄膜材料復合形成鍍鋁復合膜充當產品的外包裝。對于鍍鋁類薄膜而言，由于鍍鋁層的存在使得薄膜的阻氣性、阻濕性、遮光性、保香性等性能均得到較大的提高，同時材料具有金屬光澤，外觀鮮亮，可以很好的美化所包裝的產品，且包裝的成本較低廉，鑒于鍍鋁類薄膜的這些優點，已經有越來越多的產品采用其作為包裝材料，如咖啡、奶粉、薯片、榨菜、顆粒或粉末狀藥品、茶葉、糖果等等。

　　鍍鋁類薄膜的阻隔性與鍍鋁層的致密程度、鍍鋁層的厚度、鍍鋁工藝等因素有關。部分鍍鋁類薄膜處于高濕度的環境時阻隔性會降低，這很可能是因為高濕度的環境會破壞鍍鋁層的結構，對鍍鋁層產生不可逆轉的破壞，進而嚴重影響薄膜整體的阻隔性能。

2、參考標準

　　目前，國內有關軟塑包裝水蒸氣透過率的測試方法有稱重法(杯式法)、電解法、濕度法與紅外法傳感器，可參考的方法標準分別為GB 1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗方法杯式法》、GB/T 16928-1997《包裝材料試驗方法透濕率》、GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸氣透過率的測定——電解傳感器法》、GB/T 30412-2013《塑料薄膜和薄片水蒸氣透過率的測定濕度傳感器法》、GB/T 26253-2010《塑料薄膜和薄片水蒸氣透過率的測定紅外檢測器法》。本文參考的標準為GB/T 21529-2008，即電解傳感器法。

3、試驗樣品

　　某包材廠生產的鍍鋁膜。

4、試驗設備

　　本文以濟南蘭光機電技術有限公司自主研發生產的W3/330水蒸氣透過率測試系統分別測試了試樣不同測試面朝向高濕側所對應的水蒸氣透過率。

4.1 設備原理

　　本設備采用電解傳感器法測試原理研發。試驗時，具有穩定相對濕度的氮氣在薄膜的一側流動，干燥氮氣在薄膜的另一側流動，由于濕度梯度的存在，水蒸氣會從高濕側穿過試樣擴散到低濕側，在低濕側，透過的水蒸氣則被流動的干燥氮氣攜帶至傳感器，產生同比例的電信號，通過對傳感器電信號的分析計算，從而得出試樣的水蒸氣透過率等參數。若測試試樣為包裝容器，則干燥的氮氣在容器內流動，容器外側處高濕狀態。

4.2  適用范圍

　　(1) 本設備適用于薄膜類、片材類、紙張、紙板及其復合材料類、容器類等包裝件的水蒸氣透過率的測試。其中薄膜類包括各種塑料薄膜、塑料復合膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復合膜、玻纖鋁箔紙復合膜等；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、紙板及其復合材料類包括紙張、紙板等，如煙包鍍鋁紙、紙鋁塑復合片材等；容器類包括塑料、橡膠、紙、紙塑復合、玻璃、金屬等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的水蒸氣透過率測試，如可樂瓶、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。

　　除此之外，通過特殊的配置，該設備還可用于醫藥泡罩、藥品塑料瓶、方便面碗、紙杯、紙碗、汽車油箱、電池塑料外殼等特殊包裝件水蒸氣透過率的測試。

　　(2) 本設備符合GB/T 21529、ISO 15106-3、DIN 53122-2、YBB00092003等多項國家和標準。

4.3 設備參數

• 薄膜類試樣的測試范圍0.001 ~ 40 g/(m²·24h)，分辨率為0.001 g/(m²·24h)；容器類試樣的測試范圍為0.0001 ~ 0.2 g/(pkg·24h)，分辨率為0.00001 g/(pkg·24h)。
• 試驗的溫度范圍為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。
• 設備配置了三個測試腔，三個測試腔均可獨立設計，試驗過程互不干擾，試驗結果獨立顯示。
• 系統多可支持10臺儀器并行連接，建立30個試樣同時試驗的系統。
• 提供標準膜用于系統校準，保證檢測數據的準確性和通用性。
• 可與氧氣透過率測試系統搭配，組成混合測試系統，由一臺計算機統一控制，實現水蒸氣、氧氣透過率同時測試的、便捷的試驗方法。
• 支持Lystem^TM實驗室數據共享系統，統一管理試驗結果和檢測報告。

5、試驗過程

　　(1) 用裁樣器從鍍鋁膜樣品表面裁取試樣6片。

　　(2) 取其中任意3片試樣，鍍鋁層朝向高濕側，分別裝夾在設備的3個測試腔上。

　　(3) 設置試樣厚度、試驗溫度、試驗濕度等參數信息。

　　(4) 調節氮氣的壓力，使測試腔內的濕度達到設定值，并通過調節氮氣流量旋鈕，使上、下腔內的氮氣流量達到標準規定值。

　　(5) 點擊“開始試驗”選項，試驗開始。儀器自動計算并顯示試驗結果。

　　(6) 將剩余3片試樣的非鍍鋁面朝向高濕側，裝夾在設備中。重復(3) ~ (5)步驟，測試水蒸氣透過率。

6、試驗結果

　　鍍鋁面朝向高濕側時，3片試樣的水蒸氣透過率分別為1.431 g/(m²·24h)、1.395 g/(m²·24h)、1.517 g/(m²·24h)，3片非鍍鋁面朝向高濕側試樣的水蒸氣透過率分別為0.667 g/(m²·24h)、0.654 g/(m²·24h)、0.670 g/(m²·24h)。

7、結論

　　有些鍍鋁膜產品的不同表面朝向高濕度一側所測得的水蒸氣透過率會存在差距，這種現象的發生主要與高濕環境會對致密性較差的鍍鋁層產生不利影響有關，故應根據所包裝產品的特性及流通環境的濕度等情況，加強對鍍鋁類薄膜阻濕性的檢測，并在設計包材結構、選用包材時應引起足夠的重視。W3/330水蒸氣透過率測試系統是一款專業用于測試試樣阻濕性的檢測設備，設備的操作簡單、測試精度高、重復性好。