奶粉鋁箔（bó）複合膜包（bāo）裝的阻氧性（xìng）監測及解決方案

測試意義：

　　奶（nǎi）粉中蛋白質、脂肪成分（fèn）含量較高，若儲存不當，容易發生氧化，導致奶粉（fěn）營養價值降低，甚至因脂肪被氧（yǎng）化而產（chǎn）生異味。因此（cǐ），奶粉對包裝材料的阻氧性要求較高。現（xiàn）今（jīn），奶粉多采用鋁箔複合膜（mó）或鍍鋁複合膜包裝，並以充氮包裝（zhuāng）或衝入二氧化（huà）碳的氣調包裝為主要包裝形式，以確保奶粉不易被氧化。含有鋁箔的複合膜除了可使藥品包裝具有美觀和良好的挺（tǐng）度，最重要的優點就是具有極高的阻氧性，其中鋁（lǚ）箔作為一種金屬材料，因其密度高，具有優良的阻氣性（包括氧氣（qì）、二氧化碳、氮氣等），其阻隔性（xìng）能是目前（qián）軟塑包裝材料中最好的。鋁箔與其他材（cái）質塑料膜複合而成的複合（hé）膜的阻（zǔ）隔性大多情況下是由鋁（lǚ）箔層決定，而鋁箔層易在包裝成型、充填藥品、熱（rè）封以及運輸和銷售過程中出現一定程度的折痕（hén），從而（ér）使複（fù）合膜（mó）的阻隔性整體下降。而鋁箔的厚度對複合膜的（de）阻隔（gé）性起到決定性（xìng）的作用，其厚度偏薄（báo）則不耐揉搓，易出現大量針孔，阻隔性嚴（yán）重下降，其厚度偏厚則會無端增加成本。

　　包裝（zhuāng）材料對氧氣的阻隔性能一般通（tōng）過氧氣透過率表征，其值越低，阻氧性越好，奶粉越不易氧化變質。因此，未揉搓以及揉搓後鋁箔複合膜的氧氣透過率是否均可滿足奶粉保（bǎo）質期的需要是乳製品企業最為關心的環節。上述（shù）性能的檢測需應選用（yòng）揉搓試驗儀進行前期模擬揉搓過程，再采用（yòng）阻氧性測試儀器對未揉搓以及揉搓後的鋁箔複合膜（mó）進行氧（yǎng）氣透過（guò）率的檢測。

檢測（cè）方法：

　　鋁箔複合膜的耐揉搓性（xìng）檢測遵循ASTM F392《撓性阻隔材料撓曲（qǔ）耐久性的試驗方法》此項標準，采用揉搓試驗儀在標準環境下（23℃和（hé）50%相對濕度）對（duì）複合（hé）膜進行上（shàng）下活（huó）動及旋轉扭曲的揉搓，揉搓時間、次（cì）數及揉搓的劇烈程度根據（jù）待測（cè）樣品的材質及成（chéng）品包裝所耐受的外力而（ér）定，但頻率固定（dìng）為45次/分鍾的速度。我們將采用LabthinkMD传媒视频公司自主研發的FDT-02揉搓試驗儀對奶粉鋁箔複合（hé）膜樣品進行揉搓試驗。

　　常見（jiàn）的（de）軟（ruǎn）塑包（bāo）裝阻氧性測試（shì）方法分為等壓法與壓差法，其中等壓法因采用庫倫電量傳感器吸收透過薄膜的氧氣，並轉化為電流信（xìn）號，從而計算出氧氣透過率，其檢測限低，可精確測試高阻隔材料的氧氣透過（guò）率，並且等壓法可突破壓差法因（yīn）兩側壓差對（duì）塑料容器產生的不可避（bì）免（miǎn）的影響，從（cóng）而可擴展測試（shì）容器的氧氣透（tòu）過率。

　　目前，國內等壓法測試氧氣透過率試驗遵循GB/T 19789-2005《包裝（zhuāng）材料塑料薄膜和薄片（piàn）氧化透過（guò）性試驗庫侖（lún）計檢測法》此項國（guó）家標準（zhǔn）。我們將采用LabthinkMD传媒视频公司自（zì）主研發的OX2/230氧氣透過率測試係統結（jié）合上述標準對高阻隔奶粉用鋁箔（bó）複合膜樣品進行氧（yǎng）氣透過率試驗。

1、試驗儀器

　　FDT-02揉搓試驗儀（LabthinkMD传媒视频），具備五種標準試驗模式（shì），結合四個試樣工位輕鬆實現不同條件下的組合揉搓試驗。該儀器滿足美國材料測試協會ASTM F392標準（目前國內正在積極製訂相關標準），可（kě）適用（yòng）於各種用途下的軟（ruǎn）塑複合膜、鋁箔複合膜、鍍鋁膜、塗（tú）層（céng）膜等材料的抗揉搓性能試驗，模擬（nǐ）薄膜在（zài）生（shēng）產、加工、運輸等過程中的揉搓、折壓損傷等行為。揉搓試（shì）驗結束後，通過檢測試樣前後針孔數量的變化或阻隔性能的變化判斷材料的抗揉搓性能。

　　OX2/230氧氣透過（guò）率測試係統（Labthink蘭（lán）光），三腔獨立，超高精度，可同（tóng）時測（cè）試三件相同或不同試樣，控溫範圍為15℃ ~ 55℃，控濕範圍為0%RH、35%RH～90%RH，薄膜氧氣透過率測試範圍為(0.01 ~ 6,500)cm³/m²·24h，並可擴展（zhǎn）至(0.07~ 6,5000) cm³/m²·24h。此係統還可擴展測（cè）試容器的（de）氧氣透過率，測試範圍為0.0001 ~ 60 cm³/(pkg·d)。係統最（zuì）多可支持10台儀器並行連接，建立30個試樣同時試驗的高效係統。該儀器滿足ISO 15105-2、GB/T 19789、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1307、ASTM F1927、JIS K7126-2、YBB 00082003多種國家和國際標準，可滿足不同溫濕（shī）度環境下各種軟塑薄（báo）膜、塑料複合膜、紙（zhǐ）塑複合膜（mó）、共擠膜、鍍鋁膜、鋁（lǚ）箔、鋁箔複合膜等膜材及各種材質片材的氧氣阻隔性（xìng）測試，並可擴展測試多（duō）種材料做成的瓶（píng）、袋、罐、盒、桶的氧氣阻隔性測試。

2. 試樣的製備

　　采用FDT-02揉搓試驗（yàn）儀對（duì）鋁箔複合（hé）膜試樣（yàng）進行（háng）D模式下20次的反複揉搓，將（jiāng）揉搓後的樣品以及未揉搓的完好樣（yàng）品置於（yú）23℃的環境中，放在（zài）幹燥器內調節（jiē）狀態48小時。取出揉（róu）搓前後的兩種（zhǒng）樣品後，分別從每種樣品上裁取直徑為108 × 108 mm的試樣3個。

3. 試驗條件

地點：濟南MD传媒视频包裝安全檢測中心

試驗溫度與濕度：23℃，0%RH

試驗方法：等壓（yā）法（即庫侖（lún）傳感器法）

4. 試驗步驟

4.1 試驗原理

　　OX2/230采用等壓法測試（shì）原理，將預先處理好的試樣夾緊於測試腔之間，氧氣或空氣在（zài）薄膜（mó）的一側流動，高純氮氣在薄膜的另一側流動。氧氣（qì）分子穿過薄（báo）膜擴散到另一側（cè）中的高純（chún）氮氣中，被流動的氮氣攜帶至傳（chuán）感器。通過對傳感器（qì）測量到的氧氣濃度進行分析（xī），從而計算出氧氣透過率等參數。對（duì）於包裝容器而言，高純氮氣在容器內流動，空氣或（huò）高純氧氣包圍在容器的（de）外（wài）側。

4.2 試樣裝夾

　　在透氣（qì）室外表麵的凸邊邊緣塗抹一（yī）層（céng）真空油脂，避免油脂塗在腔（qiāng）體空穴中（zhōng）間圓盤上。將從同一個（gè）樣（yàng）品上裁取的3個已狀態調節完畢的試樣分別裝夾於OX2/230氧氣透過率測試（shì）係統的3個透氣室外表麵（miàn）塗抹的真空（kōng）油脂上，避免試樣皺折（shé），輕輕按壓使試樣與真空油脂良好接觸。蓋上透氣室（shì）蓋，緊固密封好。

圖3　試樣裝夾過程

4.3 檢測過程

OX2/230自動化試驗，測試過（guò）程簡捷：

l  添加蒸餾水，打開係統氣源，並按要求調節氣源壓力。根據（jù）試驗要求，添加適量蒸餾水（shuǐ）以達到要求的O₂、N₂濕度。

l  打開電源、運（yùn）行（háng）軟（ruǎn）件。

l  設置（zhì）試驗溫度、試驗參數、啟動試驗。試驗參數包括控製參數（試驗模式、試驗循環次數、試驗時間、REZERO循環次數等（děng））和試樣參數（類型、麵積、厚度等）。

l  試驗結束、數據處理。

l  關閉氣源和（hé）電源。

　　未揉（róu）搓與（yǔ）揉搓（cuō）後的鋁箔複合膜樣品的氧氣透過率分別為0.2801 cm³/m²·24h、0.4812cm³/m²·24h，每個樣品3個試樣（yàng）之間試驗結果的（de）相對平均偏差均低於5%。所以，所檢測的奶粉用鋁箔（bó）複合膜揉搓前後的阻氧性差別（bié）不明顯，可以（yǐ）滿足奶粉的保質期內的阻隔性要（yào）求。

總結：

　　采用OX2/230氧氣透過率測試係統測試奶粉鋁箔複合膜氧（yǎng）氣透過率時，可獲得高精度的阻氧性結果，可準（zhǔn）確（què）反映奶粉鋁箔複合膜的阻隔性能。特別在無法判（pàn）斷鋁箔複合膜在受到揉搓後表麵出（chū）現（xiàn）的折損是否會（huì）使阻（zǔ）氧性變差，則需要借（jiè）助有效的（de）氧氣阻隔性（xìng）檢測設備並結合揉搓試驗儀（yí）進行驗證。本（běn）試驗采用的檢（jiǎn）測設備及檢（jiǎn）驗標準同樣適用於（yú）其（qí）他用途的鋁箔複合膜等軟塑複（fù）合膜材料的氧氣透過（guò）率測（cè）試。