常規測試

BOPP煙膜的檢測重點

來源:Labthink蘭光 | 日期:2011-01-17

摘要 香煙的保存時間因貯存環境不同而存在差異,而包裝材料的性能是影響貯存時間的關鍵因素。本文對煙膜的檢測需要進行了分析,並對煙膜的水蒸氣透過率、保香性、摩擦系數、熱收縮率、厚度幾項指標的檢測進行了詳細介紹。
關鍵詞 BOPP,煙膜,保香性,熱摩擦系數,厚度
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  香煙在制作過程中要添加數種有機物和無機物,隨著保存環境的改變,這些物質可能生成各類微生物和霉菌,而在吸煙的過程中,各類微生物與霉菌遇到高溫燃燒之後很可能變成毒素,所以吸煙對人體的健康將構成威脅。香煙的保存時間因貯存環境不同而存在差異,環境合適時可貯存兩三年,環境不好時可能連一年也無法存放。如今香煙的需求量仍大的驚人,而當香煙變質後則危害更大,因此我們必須關注香煙的包裝和保存環境,力爭減少香煙變質、延長保存時間。

  1.煙膜檢測分析
  在香煙保存條件中,保存溫度和濕度是特別關鍵的因素,一般要求在低溫和適當的濕度環境中進行保存,因為煙絲在濕度過高的環境下會出現吸潮,但是當濕度過低時又會出現過度乾燥,同時煙絲自身又極易吸收附近的其他味道,導致香煙味道不純正。受潮和發霉是影響香煙保質期的最主要原因,而保香對於高檔香煙來講也是至關重要的。
  與其他消費品不同,香煙的最小出售包裝依然是多層包裝,包括裡層的鋁箔紙、中間的軟包或者硬包、以及外面透明的塑料薄膜,每一層包裝的保護功能都是分別獨立的,而整個包裝的阻隔性是關系到香煙受潮、發霉、保香效果的關鍵。其中跟香煙質量聯系最密切的就是外層的透明包裝膜,即我們通常所說的煙膜,它是整個香煙包裝中阻隔性能最高的材料。現在使用較多的煙膜是BOPP薄膜,雖然它的阻氧性能一般,但是阻濕性能良好,而且保香性也能基本滿足使用要求,因此應用廣泛。不過,隨著高檔香煙包裝要求的進一步增加,傳統BOPP煙膜的阻隔性(尤其是保香性)有時也難以滿足這類煙草的包裝要求,涂布PVDC的高阻隔薄膜逐漸應用於煙草包裝中。此外,煙膜要適應高速包裝生產線,在摩擦系數、厚度、收縮性、熱封性、抗靜電水平、力學性能等方面也都應達到具體的指標要求。

  2.煙膜的檢測項目
  阻隔性是煙膜的重點檢測項目,包括材料的水蒸氣透過率檢測氧氣透過率檢測、以及有機氣體透過率檢測,這些性能的優劣直接關系到香煙受潮、發霉、保香效果。而且為了滿足高速包裝生產線的要求,與香煙的包裝速度相匹配,並達到良好的包裝效果,煙膜需在摩擦系數、厚度、收縮性、熱封性、抗靜電水平、力學性能等方面都滿足指標要求,而且要達到美觀的包裝效果還要求煙膜在透明度、挺度、霧度等方面達到較高的水平,在這些指標中摩擦系數、熱收縮性和厚度的檢測非常關鍵。

  2.1 水蒸氣透過率檢測
  香煙包裝要求煙膜需具備較高的水蒸氣阻隔性能,以防止香煙因受潮而產生的變質情況,這是煙膜的重點檢測項目。目前水蒸氣透過率檢測有稱重法和傳感器法(包括濕度傳感器法、紅外傳感器法和電解傳感器法)兩類檢測方法,這兩類檢測方法在檢測精度上都能滿足煙膜的檢測需要,但是從測試效率上來講,傳感器法——尤其是其中的電解傳感器法——應用效果更好。

  2.2 保香性檢測
  當前BOPP煙膜一般都需要進行氧氣透過率的檢測,但實際上氧氣對香煙品質的影響並不如水蒸氣那麼嚴重,而通常這樣檢測的目的是要通過綜合薄膜的氧氣透過率和水蒸氣透過率對材料的保香性進行判斷。眾所周知,香氣主要是由有機氣體組成的,因此評價材料的保香性能應以材料的有機氣體透過率為基礎,但是至今在世界范圍內對材料有機氣體透過率檢測的研究都仍處於起步階段,所以在評定材料的保香性時缺少可用的檢測方法和設備,綜合材料的水蒸氣透過率和氧氣透過率從材料的整體阻隔性方面來比較材料的保香性成為普遍采用的方法。然而這種側面比較准確性不高,因為有機氣體的自身特點和滲透特點都與無機氣體存在顯著區別。首先是有機氣體在滲透高分子聚合物的過程中往往伴隨有溶脹現象,進而使其阻隔性發生顯著改變,其次是有機氣體分子大小和特性與無機氣體(例如氧氣、氮氣、二氧化碳)也不相同,因此其透過率的檢測方法與無機氣體存在很大不同。最大的差異就是進行檢測時其測試氣體的濃度很低,同時考慮到有機氣體的特性所以在設備中需要有一個有機氣體發生系統來提供濃度准確的測試氣體,一般我們認為只有當高濃度側的測試氣體濃度不高於100ppm時有機氣體使樣品溶脹的程度及其對樣品阻隔性的影響可以忽略。然而盡管有機氣體檢測存在很多困難,但是市場的檢測需求已經越來越強烈,為此Labthink蘭光自2007年開始對有機氣體測試方法均衡法展開技術攻關,如今已經成功開發出均衡法有機氣體透過率檢測專用裝置——PERMETM OR2/410有機氣體透過率測試系統,該儀器具有操作簡單、自動化程度高的特點,能滿足當前市場對於材料保香性的檢測需要,並為起草相關國家標准提供技術支持。

  2.3 摩擦系數檢測
  要保證BOPP煙膜在香煙包裝機上穩定、流暢的運行並達到良好的包裝效果,BOPP煙膜必須具備適當的摩擦系數。首先是薄膜與機器部件相接觸的一面對金屬的摩擦系數必須較低,而薄膜另一面與煙包盒紙的摩擦系數應控制較高,即形成薄膜內面和外面的差別式滑動特性,以利於煙包在成型輪內與薄膜的定位良好,提高折疊質量獲得緊湊的包裝效果。然而在實際包裝過程中薄膜會在下膜通道、成型輪槽、折疊板、烙鐵、導軌等金屬部件上滑動運行,這些金屬部件大都是在50℃左右的高溫條件下運轉,因此薄膜運行時的實際溫度要遠高於摩擦系數的通常檢測條件23℃。實際檢測數據表明隨著溫度條件的昇高,薄膜的摩擦系數會增大,甚至出現滑粘現象,因此對於BOPP煙膜常溫下的摩擦系數測試數據實用性並不高,一般60℃熱滑動摩擦系數要重點進行控制。

  2.4 熱收縮性能
  BOPP煙膜一般分為普通型和熱收縮型煙膜。普通型煙膜熱收縮性能較差,熱收縮率一般控制在3%~7%,一般用於香煙的小盒軟包和條盒,而BOPP熱收縮型煙膜的熱收縮率一般大於8%,在包裝後可使煙包長期保持緊湊、均勻的包裹效果。熱收縮率主要用於對BOPP煙膜在不同條件或因素作用下尺寸熱穩定性的評定,目前行業中主要參照GB/T 13519或ASTM D2732標准來檢測該項指標,可使用熱縮試驗儀完成檢測,也可以按照實際使用條件改變測試參數,以獲得實用性更好的測試數據。

  2.5 厚度
  BOPP煙膜的厚度無論在生產、檢驗還是使用過程中都是一項比較關鍵的指標。如果厚度控制不好,會引起一系列的外觀缺陷和使用問題。較厚的薄膜上機性能好,挺度高,能讓香煙包裝的外觀輪廓鮮明,但也會帶來包裝成本的增加。為了降低包裝成本,各個廠家都在尋找能在包裝效果和包裝成本之間達到平衡的最佳參數,然而這個最佳參數是否實用卻取決於煙膜厚度的均勻性。需要特別注意的是由於BOPP薄膜具有一定的彈性,因此在進行厚度檢測時采用機械測量法更適合。

  3.總結
  香煙的保存時間因貯存環境不同而存在差異,而包裝材料的性能是影響貯存時間的關鍵因素。分析可知,影響香煙保存的最關鍵因素還是BOPP煙膜的保香性和水蒸氣阻隔性。如今,水蒸氣和無機氣體的透過率檢測技術已經非常成熟,而與材料保香性密切相關的有機氣體透過率檢測技術還在發展階段。令人欣喜的是,我國在有機氣體透過率檢測技術上已走在世界前列,能很好地促進我國相關行業的技術進步。