软塑包装膜

在塑料包装材料中，各种塑料薄膜、复合塑料薄膜具有不同的物理、机械、耐热以及卫生性能。人们根据包装的不同需要，选择合适的材料来使用。如何评价包装材料的性能呢？国内外测试方法有很多。我们应优先选择那些科学、简便、测量误差小的方法。优先选择ISO国际标准、国际先进组织标准，如ASTM、TAPPI等和我国国家标准、行业标准，如BB／T标准、QB／T标准、HB／T标准等等。 笔者在从事检验工作中，使用过一些检测方法，下面向大家简单介绍一下。 GBT 2918-1998 塑料试样状态调节和试验的标准环境规格、外观 　　塑料薄膜作为包装材料，它的尺寸规格要满足内装物的需要。有些薄膜的外观与货架效果紧密相连，外观有问题直接影响商品销售。而厚度又是影响机械性能、阻隔性的因素之一，需要在质量和成本上找到最优化的指标。因此这些指标就会在每个产品标准的要求中作出规定，相应的要求检测方法一般有： 1.厚度测定 　　GB／T6672－2001《塑料薄膜和薄片厚度测定 机械测量法》该非等效采用ISO4593：1993《塑料－薄膜和薄片－厚度测定－机械测量法》。适用于薄膜和薄片的厚度的测定，是采用机械法测量即接触法，测量结果是指材料在两个测量平面间测得的结果。测量面对试样施加的负荷应在0.5N～1.0N之间。该方法不适用于压花材料的测试。 2.长度、宽度 　　GB／T 6673－2001《塑料 薄膜与片材长度和宽度的测定》非等效采用国际标准ISO 4592：1992《塑料－薄膜和薄片－长度和宽度的测定》。该标准规定了卷材和片材的长度和宽度的基准测量方法。 　　塑料材料的尺寸受环境温度的影响较大，解卷时的操作拉力也会造成材料的尺寸变化。测量器具的精度不同，也会造成测量结果的差异。因此在测量中必须注意每个细节，以求测量的结果接近真值。 　　标准中规定了卷材在测量前应先将卷材以最小的拉力打开，以不超过5m的长度层层相叠不超过20层作为被测试样，并在这种状态下保持一定的时间，待尺寸稳定后在进行测量。 3.外观 　　塑料薄膜的外观检验一般采取在自然光下目测。外观缺陷在GB／T 2035 《塑料术语及其定义》中有所规定。缺陷的大小一般需用通用的量具，如钢板尺、游标卡尺等等进行测量。 物理机械性能 1.塑料力学性能——拉伸性能 　　塑料的拉伸性能试验包括拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、断裂伸长率等试验。 　　塑料拉伸性能试验的方法国家标准有几个，适用于不同的塑料拉伸性能试验。 　　GB／T 1040－1992 《塑料拉伸性能试验方法》一般适用于热塑性、热固性材料，这些材料包括填充和纤维增强的塑料材料以及塑料制品。适用于厚度大于1mm的材料。 　　GB／T13022－1991《塑料 薄膜拉伸性能试验方法》是等效采用国际标准ISO1184－1983《塑料 薄膜拉伸性能的测定》。适用于塑料薄膜和厚度小于1mm的片材，该方法不适用于增强薄膜、微孔片材、微孔膜的拉伸性能测试。　　以上两个标准中分别规定了几种不同形状的试样，和拉伸速度，可根据不同产品情况进行选择。如伸长率较大的材料，不宜采用太宽的试样；硬质材料和半硬质材料可选择较低的速度进行拉伸试验，软质材料选用较高的速度进行拉伸试验等等。 2.撕裂性能 　　撕裂性能一般用来考核塑料薄膜和薄片及其它类似塑料材料抗撕裂的性能。 　　GB／T 16578－1996《塑料薄膜和薄片耐撕裂性能试验方法 裤形撕裂法》是等效采用国际标准ISO 6383－1：1983《塑料－薄膜和薄片－耐撕裂性能的测定 第1部分；裤形撕裂法》适用于厚度在1mm以下软质薄膜或片材。试验方法是将长方形试样在中间预先切开一定长度的切口，像一条裤子。故名裤形撕裂法。然后在恒定的撕裂速度下，使裂纹沿切口撕裂下去所需的力。使用仪器同拉伸试验仪中的非摆锤式的试验机。 　　QB／T1130－1991《塑料直角撕裂性能试验方法》适用于薄膜、薄片及其它类似的塑料材料。试验方法是将试样裁成带有900直角口的试样，将试样夹在拉伸试验机的夹具上，试样的受力方法与试样方向垂直。用一定速度进行拉伸，试验结果以撕裂过程中的最大力值作为直角撕裂负荷。试样如果太薄，可采用多片试样叠合起来进行试验。但是，单片和叠合试样的结果不可比较。叠合试样不适用于泡沫塑料片。 　　GB／T11999－1989《塑料薄膜和薄片耐撕裂性试验方法 埃莱门多夫法》是等效采用国际标准ISO 6383／2－1983《塑料薄膜和薄片耐撕裂性的测定――第二部分：埃莱门多夫法》适用于软塑料薄膜、复合薄膜、薄片，不适用于聚氯乙烯、尼龙等较硬的材料。原理是使具有规定切口的试样承受规定大小摆锤贮存的能量所产生的撕裂力，以撕裂试样所消耗的能量计算试样的耐撕裂性。 3.摩擦系数 　　静摩擦系数是指两接触表面在相对移动开始时的最大阻力与垂直施加于两个接触表面的法向力之比。 　　动摩擦系数是指两接触表面以一定速度相对移动时的阻力与垂直施加于两个接触表面的法向力之比。 　　试验是由水平试验台、滑块、测力系统和使水平试验台上两试验表面相对移动的驱动机构等组成。 　　试验通过是将两试验表面平放在一起，在一定的接触压力下，使两表面相对移动，测得试样开始相对移动时的力和匀速移动时的力。通过计算得出试样的摩擦系数。 　　静（动）摩擦系数＝目前常用的方法标准为GB／T10006－1988《塑料薄膜和薄片摩擦系数测定法》它非等效采用国际标准ISO 8295－1986《塑料－薄膜和薄片－摩擦系数的测定》。 4.热合强度 　　塑料薄膜作为包装材料，常常用热合的方法将被包装物封装在内，是否达到良好的密封，热合的质量很重要，目前试验室常用的仪器设备是“热梯度仪”是一台可设定不同温度、压力、时间的热合试验设备，它可用于试验某种材料在某种条件下封合的最佳效果，封合质量可用QB／T 2358－1998 《塑料薄膜包装袋热合强度试验方法》是常用的方法标准。本标准适用于各种塑料薄膜包装袋的热合强度测定。 　　试验是将条形试样的两端夹在拉力试验的两个夹具上，进行拉伸，破坏试样封合部位的最大力值，就是热合的力值，结果一定以单位长度的试样所用的力值来表示，即热合强度。所用的力用N／m来表示。 *]:bP&{i9 5.剥离力 　　复合薄膜是用干复式或共挤式将不同单膜复合在一起，复合的好环直接影响着复合膜的强度，阻隔性及今后的使用寿命。所以在选用包装材料前测试复合层的剥离力很重要。 　　GB／T8808－1988《软质复合塑料材料剥离试验方法》是将预先剥开起头的被测膜的预分离层的两端夹在拉力试验机上，测试剥开材料层间时所需的力。 6.抗冲击性能 　　GB／T8809－1988《塑料薄膜抗摆锤冲击试验方法》适用于各种塑料薄膜抗摆锤冲击试验。试验是测量半圆形摆锤冲击在一定速度下冲击穿过塑料膜所消耗的能量。 　　GB／T9639－1988《塑料薄膜和薄片抗冲击性能试验方法 自由落标法》适用于塑料薄膜和厚度小于1mm的薄片。试验是在给定的自由落标冲击下，测定50％塑料薄膜和薄片试样破损时的能量。以冲击破损质量表示。

摘要：本文以材料安全以及包装安全为基础，详细介绍了当前使用的食品用软包装材料的物理性能和理化性能检测的必要性以及具体的检测项目。关键词：软包材,塑料薄膜,溶剂残留,阻隔性检测 随着软包装材料的广泛应用，人们逐渐认识到它所带来的包装功能以及包装形式的变革。例如，虽然塑料薄膜的阻隔性能尚不及金属材料和玻璃，但是将高阻隔材料用于薄膜的复合生产后，其阻隔性能完全可以满足当前绝大多数食品的包装要求，而且其力学性能较好，弯曲性能优异，适合食品软包装的使用目的，可实现包装外形轻巧美观，给商品的展示、印刷带来方便。 食品安全直接关系到消费者的安全，而食品包装的安全性又是食品安全的一个重要影响因素。然而没有哪种材料的使用是绝对安全的，塑料薄膜也是一样，因此对于食品用软包装材料的检测是完全必要而且非常重要的。1.检测的重点和必要性 塑料薄膜是一种高分子聚合物，为了使得实际包装所使用的薄膜材料具有一定的实用性能，通常会在其制造过程中添加一些添加剂和助剂来实现。例如通常来讲塑料硬度很大，因此为了使塑料薄膜更适合软包装的应用，需要在聚合物内添加一定的助剂来提高薄膜的柔软性。单纯一种材料综合性能并不佳，因此对材料进行改性、复合都是最有效的改善材料综合性能的方式。材料改性和多层复合都有各自的应用领域，但是由于改性材料价格相对较高，所以复合塑料薄膜的应用更加广泛。 综合来讲，尽管塑料薄膜本身具有一些不利于应用的弊端，但是现在这些问题都可以依靠后期的加工处理加以改善。因此，目前我们使用的塑料薄膜都可以很方便地用于印刷、覆膜、加工、包装等等，而且多层复合材料的广泛应用真正实现了按照包装需要控制包装成本。 尽管如今可以通过一些处理工艺来解决塑料薄膜材料综合性能的缺陷问题，然而由于高分子聚合物本身在一定的条件下或者是在与一些物质接触时会发生化学反应导致游离单体析出，同时在材料的制造过程中所加入的一系列助剂、添加剂在材料的贮存及实际使用过程中也会存在析出的问题（其成分往往对人体有害），因此需要引起特别的关注，尤其值得注意的是复合包装袋中使用的胶水，印刷过程中产生的溶剂残留问题,若出现这些问题会致使材料的卫生性能没有任何保障，这些材料若是与食品直接接触，则析出的物质就会直接进入食品中，严重危害消费者的健康和安全，例如前一阵曾经出现的有毒食品包装袋事件。因此必须对食品包装用软包材进行严格的理化性能检测。同时还需要注意的是，随着单体的析出，材料的物理性能也会出现变化，而且这些变化往往不利于材料的包装功能。例如如果在复合薄膜的粘合成分中有物质析出的话，薄膜则更易出现分层，则其原有的的物理性能都将大大降低，如包装的密封效果、机械强度等等。可以想象，如果物理指标不过关，则包装的基础保护能力就会有所下降，这样包装在运输、贮存过程中出现包装破损的概率就会有所增加。而倘若包装出现破损则对食品来讲其不但没有起到本应具有的包装保护作用，相反还会对一同存放的其他物品带来严重的影响，使损失进一步扩大。因此物理性能也是包装材料的检测重点，需要在包装前进行足够的检测。2.主要的检测项目软包材的范畴主要包括非复合膜、复合膜，当然也包括纸品包装（尤其是经过塑料涂覆的纸板包装）。然而厚度较大、硬度较高的塑料片材和塑料容器由于其原材料、主要检测指标与薄膜包装都非常相似，因而往往也归在这个范围之内。对于软包材来讲主要的检测项目可以分为感观、物理检测指标和理化检测指标三类，应依照相应食品级产品的制造标准进行检测。理化检测的检测项目主要有蒸发残渣（4％乙酸、65％乙醇、正己烷）、高锰酸钾消耗量、重金属、脱色试验（乙醇、冷餐油、浸泡液）等。理化检测中每一项都关系到包装的卫生安全性，因此是非常重要的。利用气象色谱仪进行包装材料的溶剂残留量检测，不但可以帮助材料的使用者对材料在印刷、复合中使用的各类助剂、添加剂、溶剂的安全性（是否含有不复合使用要求的成分、或者某种成分的含量是否超标）有一个整体的认识，而且还可以有效解决一些包装材料存在“异味”（残留溶剂所引起的）的问题，因而通过该项检测可以很好地控制包装的卫生安全性。理化指标是对于任何与食品相接触的材料都应该进行的检测项目，但是针对材料的制造工艺以及应用领域的不同，有些检测可以有选择的进行，例如蒸发残渣试验和脱色试验。物理检测主要是对材料的力学性能、阻隔性能、热性能、光学性能等的检测，主要的检测项目包括拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、剥离强度、落镖冲击性能、密封性能、热封性能、热收缩率、气体透过率（包括氧气、二氧化碳、氮气、空气等）、水蒸气透过率、透光率、雾度等等。针对材料种类的不同以及应用领域的差异，具体每种材料的测试项目也有不同，例如对于容器来讲，瓶盖开启时所需要的扭矩力也是需要检测的。材料的气体透过率检测往往没有必要检测多种气体，应该根据实际的包装用途进行选择，例如如果氧气是引起内容物食品变质的主要原因，则包装材料应该对氧气有很好的阻隔性能，应该检测材料的氧气透过率，至于二氧化碳、氮气等气体的检测这里是不需要的。如果影响内容物品质的不但有氧气，还有二氧化碳、氮气的含量，那么在检测材料的阻隔性能时不但需要检测材料的氧气透过率，氮气透过率、二氧化碳透过率也需要检测。不过客观的检测情况是，当前常用的透气性检测设备中仅有基于压差法的设备对测试气体没有选择性，可以实现对于测试气体渗透性的检测（图1中的Labthink VAC-V1就是压差法透气性测试设备，可以检测多种无机气体对试样的透过性），而且不需要增加检测难度和检测成本，但是基于其他测试方法的透气性检测设备都无法做到。图1. 压差法透气性测试仪物理检测的结果会直接影响到包装的实际保护功能，检测时应在满足基础指标检测的基础上根据实际情况（包装内容物的特性、贮存环境以及保值期的确定等等）对包装材料的性能进行全面的检测。3.总结现在包装用塑料材料在欧美等发达国家的中所占包装材料的总消耗量多在20％～25％之间，而且逐年呈增长的趋势，未来发展的方向是推出高性价比以及环保化的新品种、新材料，塑料薄膜已经是当今最重要的包装材料之一。与塑料包装的发展紧密联系的就是要对包装材料各种性能进行全面的检测，切忌只看重材料部分性能的提高，而忽视某些性能下降可能带来的危害，更要杜绝检测不达标就用于包装的现象，因为食品的包装安全与食品安全息息相关。