酒類包裝用PET塑料瓶對水蒸氣阻隔性能的監測方法

摘要：酒類產品包裝一般使用高阻隔材料，如阻濕性能比較差，易造成產品濃度變化、香味散失和口感變差等現象。本文利用Labthink蘭光自主研發制造的W3/230水蒸氣透過率測試系統對PET塑料瓶包裝進行水蒸氣透過率測試，并介紹了設備的參數、適用范圍及試驗過程，從而為酒類生產企業監控PET塑料瓶包裝對外界水蒸氣的阻隔性能提供參考。

關鍵詞：酒類、塑料包裝、PET瓶、水蒸氣透過率、阻濕性、水蒸氣阻隔性、水蒸氣透過率測試儀

1、意義 

我國是世界上zui早釀酒的國家之一，早在7000多年前就已經開始發酵釀酒了，并不斷改進和完善，現在已發展到能生產各種濃度、各種香型、各種含酒的飲料，并為工業、醫療衛生和科學試驗使用。隨著酒類行業和包裝行業的發展，如今PET瓶逐漸進入酒類包裝市場，普通PET瓶已在化妝品，醫藥，保健，飲料，礦泉水，機油等產品的包裝方面得到廣泛應用，若用來包裝酒類產品，則需要PET瓶具有更好的阻隔性，以阻濕性為例，若PET瓶包裝在高濕環境下阻濕性較差即水蒸氣透過率過高，則會嚴重影響酒類產品的口感，影響企業的品牌形象，為了提高PET瓶的阻隔性能，通常會對PET瓶進行改性，如通過在PET瓶表面涂覆氧化硅、無定形碳等。因此酒類生產企業在選用、使用PET瓶前，對其阻濕性能的測試*。

圖1 酒類用PET瓶

2、檢測標準

國內有關容器包裝水蒸氣透過率測試方法主要為紅外傳感器檢測法，依據國家標準GB/T 31355-2014《包裝件和容器水蒸氣透過性測試方法 紅外法傳感器法》，此標準規定了在穩態條件下如何利用紅外傳感器法對包裝件和容器的水蒸氣透過性進行測試。

3、試驗樣品

某企業提供的PET塑料瓶包裝。

4、試驗設備

本文采用的試驗設備為Labthink蘭光自主研發的W3/230水蒸氣透過率測試系統。

圖2  W3/230水蒸氣透過率測試系統

4.1 試驗原理

W3/230采用紅外傳感器法測試原理，將預先處理好的試樣夾緊于測試腔之間，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薄膜擴散到低濕側；在低濕側，透過的水蒸氣被流動的干燥氮氣攜帶至紅外傳感器，進入傳感器時會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。對于包裝容器而言，干燥氮氣則在容器內流動，容器外側處于高濕狀態。

4.2 適用范圍

(1) 本設備適用于容器類、薄膜類、片材類、紙張、紙板及其復合材料類等包裝件的水蒸氣透過率的測試。

其中容器類包括塑料、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，如茶葉鋁罐、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。

薄膜類包括各種塑料薄膜、紙塑復合膜、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；該設備還可擴展用于太陽能背板、液晶顯示屏膜、醫藥泡罩、藥品塑料瓶、無菌護創膜、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ISO 15106-2、ASTM F1249、GB/T 26253-2010、TAPPI T557、JIS K7129。

4.3 設備參數

• 薄膜類試樣的常規測試范圍0.01～40 g/m²·24h，可擴展至0.1～1000 g/m²·24h；容器類試樣的測試范圍為0.0001～0.2 g/pkg·d。
• 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、RH，控濕精度為±1%RH。
• 人工、比例、循環三種試驗模式為不同阻隔性質的材料提供了合適的檢測方法。
• 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。
• 支持Lystem^TM實驗室數據共享系統，統一管理試驗結果和試驗報告

5、試驗過程

(1)用快固膠涂覆在瓶口處，使其固定在儀器的容器測試托盤裝置上，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行密封包扎。

(2) 設置試樣名稱、試驗溫度、試驗濕度等參數。

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

(4) 點擊開始試驗選項，試驗開始。儀器自動記錄試驗過程中低濕側的水分子含量變化，并計算出zui終的試驗結果。

6、試驗結果

本文測試PET瓶樣品的水蒸氣透過率測試平均值為：0.0045g/(pkg·24h)。

7、結論

W3/230水蒸氣透過率測試系統是專業用于容器、薄膜、片材對外界水蒸氣阻隔性能測試的檢測設備，具有檢測精度高、測試結果重復性好等優點，能真實反映酒類包裝用PET塑料瓶的水蒸氣透過率。除水蒸氣透過率檢測，還應關注PET塑料瓶包裝的整體密封性能和瓶蓋開啟力等重點關注項目。Labthink蘭光一直致力于為客戶提供專業的設備與檢測服務，為客戶提供大量的包裝材料性能數據參考。Labthink蘭光期待與各行業中的用戶技術交流與合作。