包装材料是指食品、药品化妆品行业中包装过程中使用的材料,包括纸、塑料薄膜、铝箔等或者纸 、塑料、铝箔等两种或者多种材料复合而成的薄膜、瓶、罐。包装是产品生产的一部分,现代包装可谓是产品的容器。它需要合理设计尺寸和形状,方便使用。是产品安全的第一道防线,需要具有阻隔性, 整体密封性。同时它也需要兼顾信息市场功能,外观设计要吸引客户,也要有产品成分、信息使用说明。
包装材料的作用分为渗透性、阻隔性。
渗透性
渗透作用。取决于两侧分子浓度的高低(肉眼看不见的程度)所有的材料都具有渗透性
材料渗透示意图
阻隔性
包装材料对可以进行渗透作用物质的阻碍性能。
它可以保证食品、药品在驻村期间内安全有效,可以指导选择合适的包装材料,以及预测食品、药品的贮存期。
阻隔性示意图
阻隔性能是包装材料的最基本的特性,也是最基本的要求。主要分为两类 : 阻挡水分子-水蒸气透过量 阻挡氧气分子-氧气透过量。
水汽透过量测试方法又分为杯式法、电解分析法、红外传感器法
检测对象 |
材料类型 |
应用举例 |
包装材料测试 |
薄膜 |
适用于各种塑料、铝等制成的薄膜 |
如塑料薄膜、塑料复合薄膜、共挤膜。铝箔、镀铝膜等 |
片材 |
适用于各种塑料、橡胶、建材等片材 |
如PP.PVC.PVDC片材等 |
一般适用于水蒸气透过量不低于2g/(m²·24h)的薄膜、薄片 |
左:减重法系列 右:增重法系列
减重法
●下腔:透湿杯内盛放蒸馏水
●上腔:干燥装置
●湿度差:使水蒸气透过试样进入干燥的一侧
●计算:通过测定透湿杯重量的递减变化计算出水汽透过率
增重法
●下腔:干燥装置
●上腔:湿度氮气
●湿度差:使水蒸气透过试样进入干燥的一侧
●计算:通过测定透湿杯重量的递增变化计算出水汽透过率
电解法系列
检测对象 |
材料类型 |
应用举例 |
包装材料测试 |
薄膜 |
适用于各种塑料、铝等制成的薄膜 |
如塑料薄膜、塑料复合薄膜、共挤膜。铝箔、镀铝膜等 |
片材 |
适用于各种塑料、橡胶、建材等片材 |
如PP.PVC.PVDC片材等 |
为了满足数据较小的食品、药用薄膜、薄片及铝箔的水蒸气透过量的测定 |
电解传感器原理示意图
■ 上腔: 湿度氮气
■ 下腔: 干燥氮气
■ 湿度差:上腔的水分子透过试样 扩散到下腔
■ 计算:通过电解传感器测量下腔 气体的水汽浓度, 计算出水汽透过率
红外法系列
检测对象 |
材料类型 |
应用举例 |
包装材料氧气透过率测试 |
薄膜 |
适用于各种塑料、铝等制成的薄膜 |
如塑料薄膜、塑料复合薄膜、共挤膜、铝箔、镀铝膜等 |
片材 |
适用于各种塑料、橡胶、建材等片材 |
如PP、pvc、PVDC片材等 |
容器 |
适用于塑料、橡胶、玻璃、纸等材料制成的碗、瓶、袋、罐、盖等 |
如可乐瓶、真空包装袋、塑料化妆品包装袋、果冻杯、酸奶杯、输液瓶、输液袋或盖等. |
太阳能背板 |
适用于乙烯醋酸乙烯脂树脂等材料制成的太阳能背板 |
TPT/TPE/BBF/EVA或复合太阳能背板等 |
■ 上腔: 湿度氮气
■ 下腔: 干燥氮气
■ 湿度差:上腔的水分子透过试样
扩散到下腔
■ 计算:通过红外传感器测量下腔
气体的水汽浓度, 计算出水汽透过率
气体透过量检测方法:库伦电量 、压差法
库伦法 (等压法)
■上腔: 氧气;
■下腔: 氮气;
■氧气浓度差:氧分子透过 试样扩散到下腔;
■计算:通过电量传感器测量下腔气体 的氧气浓度,计算出氧气透过率。
检测对象 |
材料类型 |
应用举例 |
包装材料氧气透过率测试 |
薄膜 |
适用于各种塑料、铝等制成的薄膜 |
如塑料薄膜、塑料复合薄膜、共挤膜、铝箔、镀铝膜等 |
片材 |
适用于各种塑料、橡胶、建材等片材 |
如PP、pvc、PVDC片材等 |
容器 |
适用于塑料、橡胶、玻璃、纸等材料制成的碗、瓶、袋、罐、盖等 |
如可乐瓶、真空包装袋、塑料化妆品包装袋、果冻杯、酸奶杯、输液瓶、输液袋或盖等. |
太阳能背板 |
适用于乙烯醋酸乙烯脂树脂等材料制成的太阳能背板 |
TPT/TPE/BBF/EVA或复合太阳能背板等 |
压差法系列工作原理:
■上腔:抽出空去形成真空,后输入
一个标准大气压,维持稳定;
■下腔: 抽出空去形成真空;
■压力差:气体在压差的作用下,
高压腔通过薄膜向低压腔
渗透;
■计算:监测低压腔的压力变化可计算出所测试样的阻隔参数。
检测对象 |
材料类型 |
测试参数 |
应用举例 |
包装材料氧气透过率测试 |
薄膜 |
氧气、二氧化碳、氮气等 |
如塑料薄膜、塑料复合薄膜、共挤膜、铝箔、镀铝膜等 |
片材 |
如PP、pvc、PVDC片材等 |
容器 |
如可乐瓶、真空包装袋、塑料化妆品包装袋、果冻杯、酸奶杯、输液瓶、输液袋或盖等. |
太阳能背板 |
TPT/TPE/BBF/EVA或复合太阳能背板等 |
阻隔性与食品安全应用举例:
某肉食品加工厂生产袋装美式火腿,投放市场后在保质期内产品发生严重变质,期间包装袋本身也出现层间薄离现在,给厂家造成严重损失。
美式火腿网图示意
1.被包装产品为使肉质鲜嫩,加工时添加水溶液,所以产品含水量高,包装后,袋中RH=75% 2.包装料材料为Nylon/PE 复合层 3.透氧率0.05 cc /(bag*24hr), (0%RH 测试) 0.4 cc /(bag*24hr), (75%RH 测试)
产生这种问题的原因是什么呢? 我们来分析一下
1.对材料性能缺乏了解
Nylon本身在0%RH 是很好的氧阻隔材料,但在高湿度下阻隔性变差
2.没有考虑材料与产品的相容性
与产品直接接触的Nylon层受高湿度影响而溶胀, 进而阻隔性下降并出现层间剥离的自然现象.
3.对产品本身属性的忽视
选材时没有考虑实际应用中产品的湿度问题,只对0%RH 的OTR 测试, 作出错误决定.
由此案例,我们应该对食品变质原因有了一定的了解,并且在阻隔材料的选择上我们应该有了一些警示,比如:
1)氧化
解决办法-----氧气阻隔材料, 例如 PET, PVDC, Nylon, EVOH
2)受潮,发霉
解决办法-----水汽阻隔材料,例如 PP, PE
3)氧化,受潮
解决办法-----复合材料, 例如 PP/PET/PE, PET/Al/PE
上述, 以及芳香味遗失
解决办法----- ---复合材料, 例如 PP/Nylon/Al/PE
4)其它方法
包装内加除氧剂,除湿剂;真空包装,充氮包装,气调包装