阻隔性研究

容器整體阻隔性檢測的必要性

來源:Labthink蘭光 | 日期:2011-01-17

摘要 本文介紹了容器阻隔性檢測的現狀,並結合實際檢測數據分析進行容器整體阻隔性檢測的必要性。
關鍵詞 容器,阻隔性,透氧性,瓶蓋
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    液體主要采用容器進行包裝,除了紙塑鋁包裝盒及金屬罐之外,一個完整的容器主要包括瓶體和瓶蓋兩大部分。瓶體的材質主要有玻璃和塑料,瓶蓋的材質主要有金屬和塑料。由於容器的阻隔性能直接影響其內裝產品的保質期,因此,目前容器制造的重點主要集中在如何提高瓶體的阻隔性及如何提高瓶蓋的阻隔性和密封性上,但實際上瓶蓋和瓶體的連接處卻是一個影響容器整體阻隔性的關鍵點。

1.容器阻隔性檢測的現狀

    首先明確一下如何進行容器整體的阻隔性檢測,嚴格來講檢測應分為3部分。首先是對瓶體進行阻隔性檢測,其次是對瓶蓋進行阻隔性檢測,最後是對蓋好瓶蓋的容器進行針對瓶蓋和瓶體連接處的阻隔性檢測。由於在進行瓶蓋與瓶體連接處的阻隔性檢測時通常也一同檢測了瓶蓋的阻隔性,因此可以合並檢測。這樣容器整體的阻隔性檢測可以分為對瓶體的阻隔性檢測和對瓶蓋、連接處的阻隔性檢測兩大部分。

    目前對容器阻隔性的檢測以檢測氧氣對容器的透過性為主,一方面是因為氧氣的存在是引起絕大多數產品變質的主要原因,另一方面是氧氣探測技術發展最快,目前瓶體的透氧性檢測已經規范化,並獲得檢測標准的支持。檢測以單獨針對瓶體或瓶蓋進行檢測為主。可是對於一個容器來講,只要它的瓶體與瓶蓋並非一體,即使瓶體和瓶蓋都具有很高的阻隔性,如果在連接處出現滲漏也將大大降低容器整體的阻隔性。瓶蓋與瓶體的連接處類似於軟包裝的熱封部分,如果軟包裝的熱封部分沒有封好出現了泄漏點,即使使用的材料阻隔性極優也無法起到對內容物的阻隔性保護作用。因此,瓶體和瓶蓋的連接處就是容器(尤其是除紙塑鋁包裝盒以及金屬罐之外的瓶體瓶蓋分離容器)阻隔性的一個薄弱點。

1. 容器阻隔性整體檢測的必要性

    對於瓶體與瓶蓋的連接處的檢測是容器整體阻隔性檢測中的一個重點,也是最不容易進行的一項試驗。首先,瓶蓋與瓶體的制造都不是由一家制造商完成的;其次,目前對連接處地檢測以密封性檢測為主,對阻隔性地檢測必要性認識不足;第三,檢測方法欠缺。

    Labthink蘭光實驗室依照ASTM F 1307標准檢測容器瓶蓋和瓶體連接處的透氧性。試樣的制備和裝夾方法與進行瓶體透氧性試驗的過程基本一致,試驗過程與瓶體的透氧性試驗過程完全一致。Labthink蘭光實驗室使用TOY-C1容器/薄膜透氧儀檢測了幾種容器的瓶蓋和瓶體連接處的透氧性(如圖3)。

 圖9.jpg

3. 試驗狀態圖

    容器瓶蓋和瓶體連接處的透氧性究竟對容器整體的透氧性能有多大影響?這裡以玻璃瓶1#試樣(由西班牙客戶送檢)的實測數據為例進行說明。玻璃瓶1#試樣的瓶體厚度約為3mm(瓶體、瓶底、瓶口的厚度不相同),瓶蓋為鋁質金屬蓋,試驗中主要檢測瓶蓋及其與瓶體連接處的透氧性能,多次試驗結果均約3ml/pkg·day(試驗在空氣中進行)。下面結合Labthink實驗室檢測的部分瓶體試樣透氧性進行比較,以分析試驗數據的實際意義。

1. 容器透氧性測試部分實測數據

序號

用途

產地

試樣特征

透氧量1

1

啤酒

上海

φ66×1600.53L、茶色

0.0042

2

茶飲料

日本

φ92×2601.5L、透明

0.0778

3

乳制品

——

φ82×2101L、乳白色

1.9600

4

啤酒

上海

φ66×1600.53L、透明

0.7250

5

啤酒

常州

φ73×1600.65L、深綠色

0.0384

6

碳酸飲料

常州

φ62×1800.5L、透明

0.0294

7

啤酒

遼陽

φ73×1600.65L、淺黃色

0.0202

8

啤酒

遼陽

φ73×1600.65L、白色

0.3228

9

啤酒

南通

  高阻隔聚酯/改性聚酯、0.68L、  綠色、0.2mm

0.0168

注:1.單位是ml/pkg·day,試驗在實驗室空氣中進行,氧含量為21

    表1中的檢測試樣均是塑料材質,多數用於啤酒包裝,試樣236分別用於茶飲料包裝、乳制品包裝、以及碳酸飲料包裝。玻璃瓶透氧量微乎其微,無法檢測,可以認為是完全不透氧的。表1中所列的塑料瓶其透氧量多集中在0.020.4ml/pkg·day內。經過特殊阻隔性處理的塑料瓶(如試樣19),透氧量可達0.02ml/pkg·day以下

    與表1中的數據相比較可以看出,3ml/pkg·day這個值是非常大的。3號試樣的透氧量是表1中最高的一個,其在空氣中的測試結果是1.9600ml/pkg·day依然要比這次檢測獲得的玻璃瓶瓶蓋及連接處的透氧量小一些。考慮到玻璃瓶體的厚度已經達到3mm,因此可以認為瓶體的透氧量為0,由於瓶蓋也是鋁質的,其阻隔性優,所以可以認為試驗中檢測得到的透氧量主要由瓶蓋與瓶體的連接處引起的。可見,連接處對阻隔性的影響非常顯著。

    需要特別聲明的是阻隔性不等同於密封性,容器具有可靠的密封性是它具有理想阻隔性的基礎,如果容器出現泄漏,那麼透氧量就會過大而失去檢測意義。

2. 總結

    隨著人們對包裝材料阻隔性功能認識的加深,進行材料的阻隔性檢測已經相當普及。由於容器外形的特殊性使得對容器進行阻隔性檢測具有自己的特點,相對薄膜來講容器的測試方法發展緩慢,其中以透氧性檢測發展最快。Labthink蘭光已經實現通過同一款透氧儀(TOY-C1型或者TOY-C2型)檢測瓶體的透氧性以及瓶蓋和連接處的透氧性,測試數據穩定性好,為全面了解容器的阻隔性能提供了有效的檢測手段。