鋁塑與鍍鋁（lǚ）複合膜包材耐揉搓性研究

曾忠斌¹     於佳佳²   陳欣²

(1. 國家包裝產品（pǐn）質量監督檢驗中心，蘭州 730030；2. 濟南MD传媒视频機電技術有限公司，濟南（nán） 250031)

　　鋁箔具有材質輕（qīng）、高阻隔（gé）、遮光、抗紫外線、防潮、防腐蝕、導熱快、保質期長、衛生等優良（liáng）特性^[1]，加工適（shì）用性好，可以直接與塑料（liào）薄（báo）膜複（fù）合，製成具有高阻隔、可熱（rè）封、耐（nài）高溫等優點（diǎn）的鋁塑複合（hé）包裝，適用（yòng）於高溫殺菌包（bāo）裝、真空包裝，常用（yòng）於熟肉製品、太空食品、醬類、糊狀等食品的包裝^[2]，這類食品的油脂（zhī）含量較高，保質期較長，若（ruò）采用（yòng）普通的塑料複合膜作為包裝材料，則很可能會由於包裝的阻隔性低而引（yǐn）起此類（lèi）食品在保質期內發生變質。另外，鋁類材料還可以通過真空鍍鋁工藝製成鍍鋁薄膜，鍍鋁薄（báo）膜與其他塑料薄（báo）膜複合得到（dào）鍍鋁複合膜，其阻隔性可接近於鋁塑複（fù）合膜。

　　無任何瑕疵的鋁箔可以完全遮光，其氣（qì）體（tǐ）透（tòu）過率為零，但（dàn）是由於生產原料、生產工（gōng）藝及生產車間環境的影響，鋁箔表（biǎo）麵不可避免的產生汙點和針孔^[3-5]。當鋁箔與塑料薄膜複合並用於食品（pǐn）包裝後，在外力的揉搓作用下，鋁箔表麵的針（zhēn）孔逐漸擴大，導致包（bāo）裝材（cái）料的阻隔（gé）性大大降低（dī），甚（shèn）至產生貫穿性針孔而（ér）出現泄漏的現象。因此對於鋁（lǚ）塑複合膜而言，耐揉搓性是影響其保質效果的重要因素（sù）。針對鋁塑（sù）複合膜的耐揉搓性問題，本研究選取了2種鋁塑複合膜（mó）PET(12)/Al(9)/CPP(45)、PET(12)/Al(9)/PA(15)/CPP(45)，1種鍍鋁複合膜PET(12)/VMPET(12)/CPP(45)進行耐揉搓性試驗，以期找到耐揉搓性優（yōu）良的包裝材料，為食（shí）品企業選擇包材提供（gòng）一定的依據。

一（yī）、試驗設備與方法

1. 試驗設備

　　VAC-V2壓差法氣（qì）體滲透（tòu）儀：濟南MD传媒视频（guāng）機電技術有限公司生產，控溫範（fàn）圍為5℃～95℃，控濕範圍為（wéi）0%RH、2%RH～98.5%RH、100%RH，氣（qì）體透過量測試範圍為(0.05～50000)cm³/m²·24h·0.1MPa，適用於各種（zhǒng）塑料（liào）薄膜、塑料複合膜（mó）、紙塑複合膜、共擠（jǐ）膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁塑複合膜及各（gè）種工程（chéng）塑料、橡膠、建材等片材的氣體滲透性測試，測試氣體為O₂、N₂、CO₂等。

　　FDT-02揉搓試驗儀：濟南MD传媒视频機電技術（shù）有限公司生產（chǎn），揉（róu）搓角度為440°或400°，揉搓水平行程（chéng）為155mm或80mm，揉搓頻率為45次（cì）/分鍾，共有A、B、C、D、E五（wǔ）種揉搓模式可供選擇，揉搓次數分別為2700次、900次（cì）、270次、20次及短行（háng）程揉搓20次，適用於塑料薄膜、薄片及各種複合膜、鍍鋁膜（mó）、鋁塑複合膜（mó）、塗層膜等材料的耐揉搓性試驗。

2. 試（shì）驗步驟

2.1 揉搓前氧氣透（tòu）過量測試（shì）

　　將環境溫度控製在(23±2)℃，並將（jiāng）各試驗材料放（fàng）置在（zài）幹燥器中進（jìn）行狀（zhuàng）態調節至少48小（xiǎo）時。然後用取樣裝置裁（cái）取直徑為97mm的試（shì）樣3片，分別將3片試樣（yàng）安裝在VAC-V2氣（qì）體滲透儀的3個（gè）測試腔上，並（bìng）用試驗腔（qiāng）夾（jiá）緊結構夾緊試樣，試驗條件設置為23℃，相對濕度0%RH，打開真空泵，開始試驗，由（yóu）於3個試驗腔互不幹擾，因此可以得到3個獨立的試驗（yàn）數據。

2.2 揉搓測試

　　從試（shì）驗材料上分別裁取280mm×200mm的試樣3片，將試樣通過膠粘（zhān）帶固定在試樣夾頭上，並用固定裝置固定。選擇C類揉搓模式，開始揉搓試驗。

2.3 揉搓後氧氣透過量測試

　　按照（zhào）2.1中（zhōng）的步（bù）驟測試揉搓（cuō）後試樣的（de）氧氣透過量。

　　若揉搓後試樣產生貫穿性針孔，其氧氣透過量超過氣體滲透儀的量程而導（dǎo）致試驗無法進行時，可通（tōng）過鬆節油法查看試樣產生（shēng）針孔（kǒng）的情況。具體（tǐ）操作為在揉搓後的材料上裁取150mm×200mm的試樣，並將試樣平鋪在白紙上，然後向試樣表（biǎo）麵塗抹鬆節油，鬆節油會通過針孔滲透到白紙上，在白紙上（shàng）形成（chéng）斑點。

二、結果（guǒ）與討論

　　為了模擬複合膜材料在儲存、運輸、包裝過程（chéng）中及食品成品包裝的物流、銷售等環節中可能（néng）受到的揉搓作用，本研究選用了揉搓模式C(對試樣揉搓270次)，以測試3種複合膜材料的耐揉（róu）搓性。3種試樣分別經過上述（shù）耐揉搓性試驗後，試驗結果見表（biǎo）1。

 表1 揉搓前後氧（yǎng）氣透過（guò）量數據表 

　　通過分析表（biǎo）1中數據可知，3種材料揉搓前氧氣（qì）透（tòu）過量由低到高依次為PET(12)/Al(9)/CPP(45)、PET(12)/Al(9)/PA(15)/CPP(45)、PET(12)/VMPET(12)/CPP(45)，其（qí）中PET(12)/Al(9)/CPP(45)與PET(12)/Al(9)/PA(15)/CPP(45)的氧氣透過量相差無幾；經過（guò）270次揉搓之後，3種試樣的氧氣透（tòu）過量均增加，其氧氣（qì）透過量由低到高依（yī）次為PET(12)/Al(9)/PA(15)/CPP(45)、PET(12)/VMPET(12)/CPP(45)、PET(12)/Al(9)/CPP(45)，其中鋁塑複合膜PET(12)/Al(9)/PA(15)/CPP(45)揉（róu）搓後氧氣透過量比揉（róu）搓前（qián）增加了約4倍，鍍鋁複合（hé）膜PET(12)/VMPET(12)/CPP(45)揉搓後氧（yǎng）氣透過量比揉搓前增加了（le）約9倍，而揉搓後鋁塑複（fù）合（hé）膜PET(12)/Al(9)/CPP(45)的氧氣透過量過大，已無法（fǎ）進行氧（yǎng）氣透（tòu）過量測試，將試樣迎著光線觀察，用肉眼（yǎn）即可（kě）發（fā）現較明顯針孔，同時經過鬆節油試驗後可發現白紙上出現了密集的大小不等的油（yóu）斑，這說明（míng）揉搓（cuō）後PET(12)/Al(9)/CPP(45)複合膜已出現了大量的貫穿性針（zhēn）孔。綜合上述分析不難看出，3種材料中鋁塑複合膜PET(12)/Al(9)/PA(15)/CPP(45)耐揉搓性最好， 鍍鋁複合膜PET(12)/VMPET(12)/CPP(45)次之，而鋁塑複合膜（mó）PET(12)/Al(9)/CPP(45) 最差。

　　鋁塑複合膜PET(12)/Al(9)/PA(15)/CPP(45)與PET(12)/Al(9)/CPP(45)耐揉搓性相差如（rú）此之大主（zhǔ）要是由其（qí）材料結構引（yǐn）起的。PET(12)/Al(9)/PA(15)/CPP(45)中增加了PA 層，由於塑料（liào）薄（báo）膜（mó）與鋁（lǚ）箔相比具有更優的柔韌性和耐揉搓性，處於鋁箔（bó）的內、外層時可以減緩外力對鋁箔層產生的揉搓作用，因此，PA層的存在（zài）增加了塑料薄膜的厚度，對鋁箔層起（qǐ）到了更好的保護（hù）作（zuò）用；另外，由於（yú）PA 的阻隔性高，當揉搓後鋁箔層產生微小的針孔時，PA層的存在仍能使整個（gè）鋁塑複合膜的阻隔性保持在較高的水平。這兩方（fāng）麵（miàn）原（yuán）因共同作用使得PET(12)/Al(9)/PA(15)/CPP(45)耐揉（róu）搓（cuō）性優於PET(12)/Al(9)/CPP(45)。與（yǔ）鋁箔相比，鍍鋁（lǚ）膜（mó）很少出現針孔和（hé）裂口，無（wú）揉曲龜裂現象，因此與結構相（xiàng）似的鋁塑複合膜PET(12)/Al(9)/CPP(45)相（xiàng）比，鍍鋁複合膜PET(12)/VMPET(12)/CPP(45)具有較（jiào）高的耐揉搓性。

　　總體而言，3種材料（liào）中PET(12)/VMPET(12)/CPP(45)與PET(12)/VMPET(12)/CPP(45)的性能優於PET(12)/Al(9)/CPP(45)，因此前兩者更適用於需要高阻隔類食品的包裝。其中PET(12)/Al(9)/PA(15)/CPP(45)揉搓前後的（de）氧氣透過（guò）量均低於PET(12)/VMPET(12)/CPP(45)，對食品具（jù）有更加（jiā）的保質效果。但從包裝成本（běn）方麵考慮，由於鋁箔的（de）價格（gé）及生產工藝成本（běn）均高於（yú）鍍鋁薄膜，因此PET(12)/VMPET(12)/CPP(45)具有明顯的價格優勢。故食品企業在選擇食品包材時，應綜合考（kǎo）慮食品的特性、保質期的長短及包裝成本（běn）等因素進行合理選擇（zé）。

三、結論

　　耐揉搓性是製約鋁塑複（fù）合膜包裝保質效果（guǒ）的重要因素，本研究通過測試揉搓前後薄膜（mó）的氧氣透過量，綜合分析（xī）了鋁塑複（fù）合膜PET(12)/Al(9)/CPP(45)、PET(12)/Al(9)/PA(15)/CPP(45)及鍍鋁複合膜（mó）PET(12)/VMPET(12)/CPP(45)3種材料的耐揉搓性。研究結果表明，PET(12)/Al(9)/CPP(45)的耐揉搓性（xìng）較差，在外力的作用下很容易產生貫穿性針孔，對食品（pǐn）的保質效果較差；而PET(12)/Al(9)/PA(15)/CPP(45)和PET(12)/VMPET(12)/CPP(45)的耐揉搓性較好，其中後者揉搓前的氧氣透過量接近於前（qián）者，揉搓後則明顯低於前者，但卻具有明顯的價格優勢，因此，食品企業可根（gēn）據食品的保質要（yào）求選擇合適的包裝材（cái）料。

參考文（wén）獻

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