
在柔性包裝材料(如鋁塑復(fù)合膜、鍍鋁膜、共擠膜等)的應(yīng)用過程中,包裝在運(yùn)輸、倉儲、堆碼和生產(chǎn)工序中會持續(xù)受到壓縮、拉伸、振動和摩擦等機(jī)械作用。這些作用可能導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,如原本具有高阻隔性的鋁層出現(xiàn)針孔、裂紋甚至破裂,從而大幅降低包裝的阻隔性能,最終影響內(nèi)容物的保質(zhì)期和質(zhì)量穩(wěn)定性。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 41347-2022《柔性包裝材料耐揉搓性能的測試方法》 為柔性包裝材料的耐揉搓性能檢測提供了統(tǒng)一、科學(xué)的技術(shù)依據(jù),適用于柔性包裝材料耐揉搓性能的測試。該標(biāo)準(zhǔn)已于2022年10月1日正式實施,由TC49(全國包裝標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會)歸口,主管部門為中國包裝聯(lián)合會。本文將系統(tǒng)解讀該標(biāo)準(zhǔn)的測試原理、核心參數(shù)及其對鋁塑膜食品包裝揉搓性試驗儀選型的指導(dǎo)意義。
GB/T 41347-2022規(guī)定了柔性包裝材料(包括鋁塑復(fù)合膜、鍍鋁膜、共擠膜、涂布膜及其他柔性包裝材料)耐揉搓性能的測試方法。該標(biāo)準(zhǔn)適用于各類柔性包裝材料在模擬實際使用過程中經(jīng)受揉搓作用后阻隔性能變化的評估。
測試原理:將一定尺寸的試樣,通過揉搓試驗儀在特定的揉搓頻率和行程下,使試樣在軸向往復(fù)旋轉(zhuǎn)摩擦(揉搓)規(guī)定次數(shù)后,觀察揉搓后試樣的針孔數(shù)量或測試揉搓后試樣的氧氣透過率,以評估材料的耐揉搓性能。
這一測試方法模擬了柔性包裝材料在生產(chǎn)、運(yùn)輸、堆碼和使用過程中受到的折壓、揉搓等機(jī)械作用,能夠有效評估包裝材料在經(jīng)受機(jī)械應(yīng)力后的阻隔性能保持能力。
GB/T 41347-2022標(biāo)準(zhǔn)提供了兩種評價耐揉搓性能的檢測路徑,可根據(jù)實驗室條件和產(chǎn)品需求選擇:
1. 針孔計數(shù)法
揉搓試驗后,通過觀察并統(tǒng)計試樣針孔數(shù)量來評估耐揉搓性能。該方法通過測量銅染色滲透斑點尺寸,識別阻隔層損傷點。試驗使用銅染色液或染料,以亞甲藍(lán)染色溶液為例:取0.5g亞甲藍(lán),用蒸餾水溶解并稀釋至500mL。將揉搓后的試樣平鋪在白色濾紙上,染色液均勻涂抹于試樣外表層,放置5分鐘后用蒸餾水沖洗,觀察并統(tǒng)計試樣內(nèi)表面(濾紙面)的染色斑點數(shù)量。該方法可直接觀察到鋁塑膜阻隔層受損狀況,且操作相對簡便。
2. 氧氣透過率測試法
揉搓試驗前后分別測試試樣的氧氣透過率,計算揉搓后氧氣透過率的變化率。將揉搓試驗后的試樣在23℃、0%RH的試驗環(huán)境下進(jìn)行氧氣透過率測試,計算揉搓前、揉搓后氧氣透過率值的差值或變化率。該方法是確定包裝材料耐揉搓性能對包裝保質(zhì)期影響的直接方法,可定量評估材料阻隔性能的衰減程度。
GB/T 41347-2022標(biāo)準(zhǔn)對揉搓試驗儀的測試參數(shù)作出了明確規(guī)定,這些參數(shù)是判斷一臺鋁塑膜食品包裝揉搓性試驗儀是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求的直接依據(jù):
揉搓頻率:45次/分鐘
揉搓行程:80mm(兩轉(zhuǎn)輥往復(fù)行程)
測試模式:A(標(biāo)準(zhǔn)模式)、B、C、D四種,其中模式A為180°往復(fù)扭轉(zhuǎn)揉搓
旋轉(zhuǎn)角度:440°(扭轉(zhuǎn)角)
張力加載:在模式D下需施加4N張力
試樣尺寸:210mm×75mm(縱橫向各至少5個)
試驗條件:溫度23℃±2℃,相對濕度50%±10%RH,樣品在此環(huán)境中狀態(tài)調(diào)節(jié)至少4小時
在實際檢測中,采用符合GB/T 41347-2022標(biāo)準(zhǔn)的精密儀器與普通設(shè)備之間可能存在顯著差異,直接影響針孔計數(shù)和氧氣透過率測試的準(zhǔn)確性:
| 對比維度 | 符合GB/T 41347標(biāo)準(zhǔn)的高精度設(shè)備 | 不符合要求的普通設(shè)備 | 可能導(dǎo)致的問題 |
|---|---|---|---|
| 揉搓頻率控制 | 45次/分鐘±0.5次,閉環(huán)控制穩(wěn)定 | 頻率波動大或不可控 | 測試條件偏離標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)不可比 |
| 揉搓行程精度 | 80mm±1mm,精確可調(diào) | 行程偏差大 | 揉搓力度不一致,針孔產(chǎn)生數(shù)量偏差 |
| 旋轉(zhuǎn)角度控制 | 440°±2°,扭轉(zhuǎn)精確可控 | 角度控制不準(zhǔn) | 鋁塑膜阻隔層損傷程度不一致 |
| 張力控制(模式D) | 4N±0.2N,張力精確可調(diào) | 無張力控制或控制不精確 | 模擬堆碼狀態(tài)不準(zhǔn)確,測試結(jié)果偏差 |
| 測試模式 | 支持A、B、C、D四種模式切換 | 僅支持單一模式 | 無法根據(jù)不同包裝場景選擇合適的測試條件 |
問:GB/T 41347-2022標(biāo)準(zhǔn)適用于哪些類型的包裝材料?
答:該標(biāo)準(zhǔn)適用于柔性包裝材料耐揉搓性能的測試,主要包括鋁塑復(fù)合膜(如食品軟包裝、藥品泡罩包裝基材)、鍍鋁膜(真空鍍鋁薄膜)、共擠膜(多層共擠薄膜)、涂布膜(PVDC、EVOH等高阻隔涂布膜)及其他需要通過揉搓試驗評估機(jī)械損傷對阻隔性能影響的柔性包裝材料。
問:針孔計數(shù)法和氧氣透過率測試法如何選擇?
答:兩種方法各有側(cè)重。針孔計數(shù)法可直接觀察到鋁塑膜阻隔層受損狀況,操作相對簡便,適用于材料篩選和工藝優(yōu)化。氧氣透過率測試法可定量評估材料阻隔性能的衰減程度,是確定包裝材料耐揉搓性能對包裝保質(zhì)期影響的直接方法。建議兩者結(jié)合使用:針孔計數(shù)法用于快速評估,氧氣透過率測試法用于精確判定。
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