基材材質(zhì)是否會(huì)影響鍍鋁膜的阻隔性能

摘要：為了驗(yàn)證基材材質(zhì)是否會(huì)影響鍍鋁膜的阻隔性能，本文以PET、BOPP兩種常見(jiàn)的基材制成的厚度相近的鍍鋁膜為試驗(yàn)樣品，利用庫(kù)侖計(jì)原理設(shè)備C230G氧氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)分別測(cè)試了兩種樣品的氧氣透過(guò)率，并介紹了試驗(yàn)原理、設(shè)備參數(shù)及適用范圍、試驗(yàn)過(guò)程等內(nèi)容，為鍍鋁膜的篩選及其阻隔性能的研究提供參考。

關(guān)鍵詞：鍍鋁膜、VMBOPP、VMPET、氧氣透過(guò)率、阻氧性能、阻隔性能、氧氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)、等壓法、庫(kù)侖計(jì)

1、意義

　　鋁箔作為高阻隔性材料，由其復(fù)合而成的包裝材料可顯著提高包裝整體的阻隔性能，但包裝成本較高，而鍍鋁薄膜的成本較低，且因其含有鍍鋁層，阻隔性亦有提高，因此鍍鋁薄膜復(fù)合而成的包裝材料在食品、藥品、日化用品等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

　　常見(jiàn)的鍍鋁基材有PET、BOPP、CPP等，蒸鍍鋁層后形成鍍鋁膜VMPET、VMBOPP、VMCPP。不同廠家、不同蒸鍍工藝甚至不同批次的鍍鋁薄膜的阻隔性均可能存在差異，這種差異與鍍鋁層的厚度、致密程度以及鋁層與基材間的結(jié)合牢度等因素有關(guān)，基材的不同是否會(huì)影響鍍鋁薄膜的阻隔性能，本文針對(duì)性的進(jìn)行了對(duì)比研究。

2、試驗(yàn)樣品

　　本次試驗(yàn)以VMPET、VMBOPP兩種不同基材制成的厚度相近的鍍鋁膜為試驗(yàn)樣品，對(duì)比其氧氣透過(guò)率的高低。

3、試驗(yàn)依據(jù)

　　包裝材料氧氣透過(guò)率的測(cè)試方法主要包括壓差法與庫(kù)侖計(jì)法兩種。本次試驗(yàn)采用庫(kù)侖計(jì)法原理，試驗(yàn)過(guò)程依據(jù)GB/T 19789-2005《包裝材料 塑料薄膜和薄片氧氣透過(guò)性試驗(yàn)  庫(kù)侖計(jì)檢測(cè)法》。

4、試驗(yàn)設(shè)備

　　本文采用C230G氧氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)為試驗(yàn)設(shè)備，該設(shè)備由濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

4.1 試驗(yàn)原理

　　庫(kù)侖計(jì)法，又稱(chēng)為等壓法，是根據(jù)氧氣及其進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生電壓之間的定量關(guān)系得到氧氣滲透性能相關(guān)參數(shù)。試樣將設(shè)備的試驗(yàn)腔分成上、下兩個(gè)腔，上腔中為氧氣，下腔中為等壓強(qiáng)的載氣氮?dú)?，?dāng)氧氣在濃度差的作用下由上腔通過(guò)試樣滲透到下腔時(shí)，便會(huì)被流動(dòng)的氮?dú)鈹y帶至庫(kù)侖計(jì)傳感器進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)對(duì)所產(chǎn)生電信號(hào)的處理分析即可得到單位時(shí)間滲透過(guò)單位面積試樣的氧氣量，即氧氣透過(guò)率。

圖1  C230G氧氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)

4.2 設(shè)備參數(shù)

　　薄膜/片材類(lèi)試樣的測(cè)試范圍為0.005 ~ 200 cm³/(m²·day)，容器類(lèi)試樣的測(cè)試范圍為0.000025 ~ 1 cm³/(pkg·day)，分辨率為0.0001 cm³/(m²·day)，重復(fù)性為0.005 cm³/(m²·day)或2%取大者；設(shè)備內(nèi)部溫度、濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)，且測(cè)試腔各自安裝溫濕度傳感器監(jiān)測(cè)溫濕度情況，測(cè)試溫度范圍為(10±0.2)℃ ~ (55±0.2)℃；測(cè)試濕度范圍為0%RH、(5±1)%RH ~ (90±1)%RH、100%RH；可同時(shí)測(cè)試3個(gè)相同或不同的試樣；試樣尺寸為108 mm × 108 mm，測(cè)試面積為50 cm²；獨(dú)有DataShield^TM數(shù)據(jù)盾系統(tǒng)，對(duì)接用戶(hù)數(shù)據(jù)集中管理要求，支持多種數(shù)據(jù)格式導(dǎo)出；采用可靠安全算法，防止數(shù)據(jù)泄露；支持通用有線和無(wú)線局域網(wǎng)，選配專(zhuān)用無(wú)線網(wǎng)，支持接入第三方軟件。

4.3 適用范圍

　　(1) 適用于各種塑料薄膜、紙塑復(fù)合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁塑復(fù)合膜等膜狀材料，PP片材、PVC片材、PVDC片材、金屬薄片、橡膠片、硅片等片狀材料，酒瓶、可樂(lè)瓶、花生油桶、利樂(lè)包裝、真空包裝袋、金屬三罐片、塑料化妝品包裝、牙膏軟管、果凍杯、酸奶杯等瓶、袋、罐、盒、桶類(lèi)容器材料氧氣透過(guò)率的測(cè)試。

　　(2) 可擴(kuò)展用于包裝件封蓋、太陽(yáng)能背板、管材、醫(yī)藥泡罩、汽車(chē)油箱、電池外殼等產(chǎn)品對(duì)氧氣阻隔性能的測(cè)試。

　　(3) 可滿足GB/T 19789、GB/T 31354、ASTM D3985、ASTM F1307、ASTM F1927、DIN 53380-3、JIS K7126-2-B、YBB 00082003等多項(xiàng)國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

5、試驗(yàn)過(guò)程

　　(1) 用取樣器從VMBOPP樣品表面裁取3片完好的108 mm × 108 mm的試樣，注意裁樣過(guò)程中不能破壞試樣的鍍鋁層。

　　(2) 將3片試樣分別裝夾在設(shè)備的3個(gè)測(cè)試腔中，并用夾緊裝置夾緊。

　　(3) 在控制軟件上設(shè)置試樣名稱(chēng)、試驗(yàn)溫度、濕度等參數(shù)信息，點(diǎn)擊開(kāi)始試驗(yàn)，設(shè)備按照設(shè)定參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)條件控制并進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后顯示3片試樣的測(cè)試結(jié)果值。

　　(4) 按照上述步驟測(cè)試VMPET樣品的氧氣透過(guò)率。

6、試驗(yàn)結(jié)果

　　本次試驗(yàn)所測(cè)試的3片VMBOPP試樣的結(jié)果值分別為50.0341 cm³/(m²·day)、51.4492 cm³/(m²·day)、58.8713 cm³/(m²·day)，算術(shù)平均值為53.4515 cm³/(m²·day)；3片VMPET試樣的結(jié)果值分別為1.0287 cm³/(m²·day)、0.9347 cm³/(m²·day)、1.0973 cm³/(m²·day)，算術(shù)平均值為1.0202 cm³/(m²·day)。

7、結(jié)論

　　在基材表面蒸鍍鋁層是提高基材阻隔性能的常用方式。從本文對(duì)VMBOPP、VMPET兩種鍍鋁膜樣品氧氣透過(guò)率的測(cè)試結(jié)果來(lái)看，VMPET樣品的阻氧性能明顯優(yōu)于VMBOPP樣品，這種現(xiàn)象與PET基材的阻氧性能優(yōu)于BOPP基材樣品有一定關(guān)系。本次試驗(yàn)的過(guò)程簡(jiǎn)單，設(shè)備易于操作，智能化程度高，試驗(yàn)結(jié)果精準(zhǔn)可靠，重復(fù)性好。濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事包裝檢測(cè)設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測(cè)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，始終致力于為客戶(hù)提供高端精準(zhǔn)可靠的包裝檢測(cè)設(shè)備與服務(wù)，新推出的C系列包裝檢測(cè)儀器，包括紅外法、庫(kù)侖計(jì)法、電解法、杯式法等全新的阻隔性檢測(cè)設(shè)備，均采用自主傳感器及核心技術(shù)，儀器的性能更穩(wěn)定、檢測(cè)更高效、數(shù)據(jù)更精確，測(cè)試結(jié)果的可靠性、準(zhǔn)確性、重復(fù)性等都取得了大幅提升，了解相關(guān)檢測(cè)設(shè)備詳細(xì)信息可登陸濟(jì)南蘭光公司網(wǎng)站查看具體信息或致電咨詢(xún)。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)溝通與合作。