食品包装塑料薄膜技术标准


保包装材料到货质量,重要是有一个材料到货质量检测标准指标。
1.外观与尺寸
1.1外观
塑料薄膜的外观主要包括薄膜清洁度、平整度和色相等。清洁度是指薄膜中不应有杂质、异点、油污等;平整度是指膜卷表面应平整光洁,无皱折,无暴筋、凹坑,膜卷端面齐整等;色相是指薄膜无色差,色泽均匀。 外观的检测通常是采用肉眼目测法在自然光线或日光灯下进行观测。
1.2尺寸 尺寸主要是指塑料薄膜的厚度,其次是薄膜的宽度和长度。
塑料薄膜厚度可按照CB/T6672-2001《塑料薄膜和薄片厚度测定-机械测量法》检测,试验室常采用立式光学仪或其它高精度接触式测厚仪进行薄膜厚度离线测量,其测量精度为0.1微米。对于薄膜生产线上的薄膜,由于生产线是高速、连续化生产,一般采用β-射线、近红外线等测厚仪进行非接触式测量。此类测厚仪不仅测量精度高,响应速度快,而且还能自动进行厚度反馈,不断修正厚度的偏差,使薄膜的厚度达到最佳状态。
2.物理性能 包装用塑料薄膜的物理性能包括物理机械性能、光学性能、热性能、阻隔性能等。
2.1物理机械性能
2.1.1拉伸强度:这是塑料薄膜最重要的力学性能,它表示在单位面积的截面上所能承受的拉力。在塑料薄膜中,聚酯薄膜(BOPET)的拉伸强度最高,一般可达200Mpa以上,是聚乙烯(PE)薄膜的9倍。
2.1.2断裂伸长率:表示一定长度薄膜的单位截面承受最大拉力发生断裂时的长度减去薄膜原来长度与原来长度之比。断裂伸长率表示薄膜的韧性。BOPET 薄膜的断裂伸长率在100%左右。
2.1.3弹性模量:是一个重要的力学性能指标。在弹性范围内纵向应力与纵向应变之比叫做弹性模量,也称杨氏模量。BOPET薄膜的弹性模量在4000 MPa以上。
塑料薄膜的拉伸强度和断裂伸长率的测试方法按照GB/T13022-91《塑料薄膜拉伸性能试验方法》进行。试样采用长150mm,宽(15±0.1)mm的长条形,夹具间距离为100mm,拉伸速度(100±10)mm/min,分别测试纵向、横向试样各5条。在测试薄膜的拉伸强度和伸长率的同时,弹性模量的数据也就出来了。
上述力学性能的测试,可使用拉力试验机来完成。 实际应用中,有时没必要这么多性能检测,重要要看最后销售包装走怎样的流通渠道。
2.2.1光学性能 作为塑料包装材料,对塑料薄膜的光学性能有较高的要求。例如雾度、透光率、光泽度等。
2.2.2雾度:透过透明薄膜而偏离入射光方向的散射光通量与投射光通量之比,用百分比表示。雾度表徵透明材料的清晰透明程度。雾度与薄膜材料本身固有性质及所用添加物有关,例如,薄膜的结晶度和取向度,添加剂的种类、粒径大小和用量等。但也与成型加工过程和环境有关。BOPET薄膜的雾度在1.5~3.5之间。
2.2.3透光率:是测定薄膜的光通量大小。BOPET薄膜的透光率在80%~90%以上。
雾度和透光率可采用球面雾度仪测量,量程0~100%。
2.2.4光泽度:表示薄膜表面平整、光滑的程度,可通过对光线的反射能力来测定。
光泽度使用光泽度仪测定,对高光泽度材料的测量采用20°折射,对中高光泽度材料常用45°折射,其量程为0~160;中等光泽度材料使用60°折射。BOPET薄膜的光泽度(45°)在130%以上。
通俗讲,三种光学性能都是表述薄膜的透明性,选好一个就足够了。
2.3热性能
2.3.1热合强度:表徵塑料薄膜的封口密封性。
2.3.2热收缩率:表徵塑料薄膜的热稳定性或应用中要求有。只要在应用在收缩性包装中才重点检测。测试时,将尺寸为120mm×120mm的正方形试样5片,在试样纵横向中间画有互相垂直的100mm×100mm标线,将它们平放在150±1℃的恒温烘箱内,保持30分钟后取出,冷至环境温度后,分别测量纵横向标线长度,计算出试样的热收缩率。
2.4表面性能
2.4.1摩擦系数:表徵薄膜表面粗糙度,影响到薄膜的收卷性能与卷料进自动成袋机的顺畅性。
摩擦系数按GB/T100006《塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法》的规定进行。测试仪器为摩擦系数试验仪。BOPET薄膜的摩擦系数一般控制在0.4左右。
2.5阻隔性能
包装用塑料薄膜的阻隔性能直接影响被包装物的保质期,也即货架期。为了提高薄膜的阻隔性,往往采用多层复合、真空镀铝、纳米改性等方法。
阻隔性能最常关注的是氧气透过率和水汽透过率。目前,国内通常应用的透气性试验方法是GB/T1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法-压差法》,试验仪器由低压腔和高压腔组成。测试时将薄膜试样贴在高压腔与低压腔之间,两腔密闭后用真空泵抽真空,然后向高压腔内充1个大气压的试验气体,通过测量低压腔的压力增量来计算气体的透过率。
透湿法的试验按GB/T1037-2000《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法 杯式法》规定进行。温度23±1℃,相对湿度(90±2)%。
2.6 油墨残留量与添加剂
包装材料塑料薄膜性能的测试方法
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。
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。
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。
阻隔性能
塑料薄膜作为包装材料,需要有对内装物起到保护作用,阻隔外界环境对商品的影响。如防潮、防氧化、防油、防气味等。
1.阻隔水蒸气性能
防潮性能的测试方法有很多。常用的测试方法有GB/T1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸汽性能试验方法 杯式法》该方法适用于塑料薄膜、复合塑料薄膜、片材和人造革等材料。被测试样在规定的温度、相对温度条件下,将试样用混合的石蜡和蜂蜡封在透湿杯上,杯内装一定量的干燥剂,试样的两端保持一定的水蒸气压差。称量封好试样在试验前和加湿后重量的变化,其增量即水蒸气透过量。
GB/T16928-1997《包装材料试验方法 透湿率》该标准等效采用美国联邦标准FED-STD-101中第3030,该方法适用于纸塑复合材料等。试验是将干燥剂封装在试样中,将被测面暴露在测试环境中,经一定时间,称量其试验前后重量变化的增量。
GB/T6981-2003《软包装容器透湿度试验方法》适用于密封的软包装容器,将干燥剂装入被测容器中,将其密闭,然后置于规定的温湿度条件下,经一定的时间试样增重的量,即水蒸气透过量。
以上方法的缺点是试验时间长,受环境影响较大。特别是近年来,高阻隔的塑料包装材料越多,有些方法的精度显然不够了。现在本实验室引进美国M0CON公司和香港拔萃公司的透湿度测定仪。M0CON公司采用美国ASTM《 F1249-2001(代替F1249-90) Standard test method for water vapor transmission rate through plastic film and sheeting using a modulated infrared sensor》的标准。香港拔萃公司的透湿度标准正在研制检测方法标准,不久将采用于材料透水蒸气的试验。
2.阻气性能
目前国内普通应用的透气性试验方法为GB/T1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法 压差法》该标准等效采用ISO 2556:1974适用于测定塑料薄膜和片材。试验仪器有低压和高压腔组成,将试样贴在高、低压腔之间,密闭腔将两腔用真空泵抽真空,然后向高压腔充1个大气压(0.1MPa)的试验气体。通过测量低压室内的压力增量来计算气体透过量。本实验室也引进美国M0CON公司的仪器。采用的是美国ASTM《Designation: D3985-81(Reapproved 1988) Stand Test Method for Oxygen Gas Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Coulometric Sensor》的标准。
卫生性能
包装材料的卫生性能越来越受到人们的关注。在国际貿易中,许多国家禁止含有有害物质的材料进入市场,如对重金属,溶剂残留等等的含量,各国都有所限制。我国对有关食品包装材料的卫生性能也有许多规定。用于塑料包装材料卫生性能的检验方法标准常用的有:GB/T5009.58-2003《食品包装用聚乙烯树脂卫生标准的分析方法》、GB/5009.59-2003《食品包装用聚苯乙烯树脂卫生标准的分析方法》、GB/5009.60-2003《食品包装用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙乙烯成型品卫生标准的分析方法》、GB/5009.61-2003《食品包装用三聚氢胺成型品卫生标准的分析方法》。这些标准主要规定了对食品包装材料的有机物、无机物、重金属、脱色性的实验方法。将被侧材料按一定比例、在一定温度的水、乙醇、乙酸、正己烷中浸泡一定时间,获得浸泡液。这些液体分别模拟包装材料接触的水、醋类、酒类、油类。
试样经过浸泡后,溶出的有机物含量一般用测定高锰酸钾消耗量来表示。
浸泡液经蒸发后,可称量出包装材料被溶出的残渣的含量。
食品包装材料中的重金属(以铅计),一般采用定性的实验方法。实验原理是浸泡液中的重金属(与铅计)与硫化钠作用,在酸性溶液中形成黄棕色硫化铅,与标准色样进行比色,若深于标准色样,就表示不符合标准。
脱色实验是观察试样浸泡液不得染有颜色,以及用沾有冷餐油、乙醇等溶剂的棉花在包装材料或容器表面擦拭,棉花上不得沾有颜色来试验试样是否脱色。
包装材料在制造、印刷过程中,会残留一些溶剂。GB/T10004-1998《耐蒸煮复合膜、袋》和GB/T10004-1998《双向拉伸聚丙烯(BOPP)/低密度聚乙烯(LDPER)复合膜、袋》中规定了用气相色谱法测定试样中各种溶剂如丙酮、异丙醇、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯等溶剂残留量。
包装材料中的有机农药残留量,敌敌畏、速灭磷、乐果、喹硫磷、等二十种有机农药的含量可参照GB/T4859.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8.9 .10 .11-1994进行试验。


各种塑料薄膜的特性比较

发布日期:【2009-2-20】

 

    塑料薄膜作为一种承印材料,其历史还比较短,它经印刷后作为包装,具有轻盈透明、防潮抗氧、气密性好、有韧性耐折、表面光滑、能保护商品,而且能再现商品的造型、色彩等优点。随着石化工业的发展,塑料薄膜的品种越来越多,常用的塑料薄膜有聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯、聚酯薄膜(PET)、聚丙烯(PP)、尼龙等。
    各种塑料薄膜性能不同,印刷的难易程度也不同,作为包装材料的用途也不同。
    聚乙烯薄膜是一种无色,无味、无臭、半透明的无毒性的绝缘材料,大量用作包装袋;食品袋,还可制作各种容器。它是惰性材料,所以比较难印刷,必须经处理后,才能印出比较好的效果。
    氯乙烯簿膜的耐光性、耐老化性比较好且具有比较好的耐撕裂性能,能透气,是一种洁净、无色、透明的薄膜,一般加入增塑剂,它可溶于丙酮,环已酮等溶剂。因此,可以用聚氯乙烯类树脂制的油墨印刷。适用于包装袋、书皮等。
    聚苯乙烯薄膜是柔软而坚韧的薄膜,干净,无色而透明,不含增塑剂时,膜层永远柔软,耐冷冻,存放不老化,印刷时采用氧化聚合的合成连结料油墨,可使印迹牢度较好。
聚酯薄膜是无色、透明、耐湿、不透气、柔软、强度大、耐酸碱油酯和溶剂、对高低温均不怕的材料,经电火花处理后,对油墨有比较好的表面牢度。用于包装和复合材料。
    聚丙烯薄膜有良好的光泽和很好的透明度,耐热酸碱、耐溶剂、耐摩擦、耐撕裂、能透气,低于160℃时不能热封。
    尼龙薄膜的强度比聚乙烯薄膜大,无味、无毒、不透细菌、耐油、耐酯、耐沸水及大部分溶剂,一般用于荷重、耐磨的包装,以及蒸煮包装(食品的再热),它不需表面处理即可印刷。
    聚乙烯分子上基本不带极性基团,是一种非极性印高分于,聚丙烯分子中,每个结构单元上都含有一甲基,这分种弱极性基团,基本上也属于非极性高分子,因此,它们对油墨的亲和性都比较差,所以在印刷前在印刷前要经过处理后才能得到满意的印件。
    处理方法大多是通过氧化,使之增加极性,使表面结构发生变化。具体的处理方法有放电(俗称电晕、电火花)法、火焰法、紫外线辐射法、酸(硫酸、铬酸)处理法等几种。而以放电法比较简单而普及。
    电晕处理效果的好坏,与处理设备的输出功率、两电极之间的距离,电极的放电面积、处理速度及处理的方法(是热处理还是冷处理)和次数等都有关系,处理后的薄膜必须立即印刷、否则仍可能失效。
    在电火花处理中,由于电晕放电产生的游离基反应而可能使聚合物发生交联,表面变粗糙并增加其对极性溶剂的润湿性,一般地说,塑料簿膜罕过处理后可由三十方面改善印刷(性能:可以使用抗静电添加剂)我国使用三羟十二酰胺乙基季胺过氯酸盐,以提高静电荷衰减的还原作用烈进油墨的粘附效果浓凹印和手性版印刷中,溶剂型油墨的湿性得到了改进。
    塑料薄膜印刷的方法,可采用柔性版、凹版和丝网印刷。印刷用的油墨,要求具有粘性大,附着力强,能使油墨分子牢牢地附着干塑料表面,而且它极易与空气中的氧气结膜而干燥等特点。一般凹印塑料薄膜用的油墨是由:盼胺等合成树酯,以醇类为主的有机溶剂及颜料经充分研磨分散后形成具有良好的流动性的胶状流体,是挥发干燥型油墨,具有印刷性能好、附着牢度强,色泽鲜艳,干燥迅速等特点,适合于用凹印轮转机印刷。

各种常用塑料包装材料的性能介绍

发布日期:【2009-1-14】

 

   由于合成材料有着卓越的性能,因而在包装领域中被大量应用。塑料包装材料最大的优点,是可以通过各种方法方便地调节材料性能,以满足各种不同的需要;还可以制成复合薄膜及多层塑料瓶,质轻、不易破损,方便运输及携带。塑料包装材料透明、光洁、平滑,易于印刷和造型装璜,可美化商品外观,提高商品陈列性能。
  
   大多塑料都可用于饮料食品包装,其中用量最大的是价格低廉的聚烯烃。常用的塑料种类有:聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚偏二氯乙烯及聚碳酸酯。
聚乙烯(PE):聚乙烯是世界上产量最大的合成树脂,也是消耗量最大的塑料包装材料,约占塑料包装材料的30%。

低密度聚乙烯(LDPE)透明度较好,柔软、伸长率大,抗冲击性与耐低温性较HDPE为优,在各类包装中用量仍较大,但作为食品包装材料其缺点较明显。
高密度聚乙烯(HDPE)具有较高的结晶度,允许较高的使用温度,其硬度、气密性、机械程度、耐化学药品性能都较好,所以大量采用吹塑成型制成瓶子等中空容器。由于它具有较高的耐油脂性能,广泛用于盛装牛奶、牛奶制品,包装天然果汁和果酱之类的食品。不过HDPE的保香性差,装食品饮料不宜久藏。但可利用它具有热封性能好的特点,将其作为复合薄膜的内层材料。如二层、三层复合材料,已大量应用于饮料包装,美国采用玻璃纸/粘合剂/PE的复合瓶专盛柠檬汁。
聚氯乙烯(PVC)PVC塑料大致可分为硬制品、软制品和糊状制品三类。硬制品增塑剂一般少于5%,软制品中增塑剂多达20%以上。
硬质PVC因不含或很少含有增塑剂,其成品无增塑剂的异味,而且机械强度优良,质轻,化学性质稳定,所以制成的PVC容器广泛用于饮料包装。用注拉吹法生产的PVC瓶子无缝线,瓶壁厚薄均匀,可用于盛装碳酸饮料如可口可乐等。
PVC材料的安全性一直是人们关注的问题。用于包装的PVC树脂中的氯乙烯含量不能高于1×10-6,即1千克PVC树脂只允许含1毫克氯乙烯单体,用这种PVC树脂生产的瓶子包装饮料,在食品中测不出氯乙烯单体。
聚丙烯(PP)聚丙烯薄膜是高结晶结构,渗透性为聚乙烯的1/4~1/2,透明度高,光洁,加工性能高,广泛用于制备纤维、成型制品,但主要是塑料薄膜。
目前,具有气密性、易热合性的聚丙烯的涂布薄膜及与其它薄膜、玻璃纸、纸、铝箔等复合的复合材料已大量生产,用PP复合材料制作的容器可用于饮料包装。
各类PP都有一个带静电的共同特点,为解决这个问题,一般在薄膜上涂布防静电剂或者将防静电剂混炼于薄膜中。在薄膜上涂布气密性好的聚偏二氯乙烯类树脂可提高PP的抗氧化性聚酯(PET或PETP)
PET是一种结晶性好,无色透明,极为坚韧的材料。有玻璃的外观,无臭、无味、无毒,易燃,燃烧时有蓝色边缘的黄色火焰,气密性良好。
   PET的膨胀系数小,成型收缩率低,仅0.2%,是聚烯烃的十分之一,较PVC和尼龙小,故制品的尺寸稳定。机械强度堪称最佳,其扩张程度与铝相似,薄膜强度为聚乙烯的9倍、聚碳酸酯和尼龙的3倍,冲击强度是一般薄膜的3~5倍。而其薄膜又有防潮和保香性能。
   虽然聚酯具有上述优点,但是其薄膜价格较贵,热封困难,易带静电,所以单独使用极少,大多是用热封性较好的树脂涂布共同制成复合薄膜。
采用二轴延伸吹塑法的PET瓶,能充分发挥PET的特性,即具有良好的透明度,表面光泽较高,呈玻璃状外观,是代替玻璃瓶最合适的塑料瓶。
近年来PET瓶生产发展迅速,耐热PET瓶广泛应用于茶饮料、果汁饮料等需要热罐装的饮料。
聚偏二氯乙烯(PVDC)PVDC的特点是柔软而具有极低的透气透水性能,可防止异味透过,保鲜、保香性能好,适于长期保存食品;耐酸、碱、化学药品及耐油脂性能优良,具有良好的热收缩性,适合做密封包装,是较好的热收缩包装材料。
PVDC的缺点是太柔软,操作性能不良;结晶性强,易开裂穿孔,耐老化性差;其单体也有毒性,因此主要用作涂布材料或制造复合材料。
PVDC常与纸、铝箔及其他塑料薄膜制成复合材料或PVDC涂布材料。采用溶剂粘合法可得到良好的结合。这些复合材料具有优良的防潮、隔氧、密封性能,也易于热封,适于包装含水食品。
聚碳酸酯(PC)PC是无色透明,光洁美观的塑料。由于PC无毒、无异味,阻止紫外线透过性能及防潮保香性能好,耐温范围广,在-180℃下不脆裂,在130℃环境下可长期使用,所以是一种理想的食品包装材料。
利用PC耐冲击性能佳、易成型的特点,可制造成瓶、罐及各种形态的容器,用于包装饮料、酒类、牛奶等流体物质。
PC最大缺点即是产生应力开裂。生产中除了选用高纯度原料,严格控制各种加工条件外,采用内应力小的树脂改性,如少量的聚烯烃、尼龙、聚酯等熔融共混,可显著改进抗应力开裂性、抗水性。

学术·塑料包装材料薄膜性能的测试
      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。

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。 

        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。 

        阻隔性能

塑料薄膜作为包装材料,需要有对内装物起到保护作用,阻隔外界环境对商品的影响。如防潮、防氧化、防油、防气味等。 

        1.阻隔水蒸气性能

防潮性能的测试方法有很多。常用的测试方法有GB/T1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸汽性能试验方法  杯式法》该方法适用于塑料薄膜、复合塑料薄膜、片材和人造革等材料。被测试样在规定的温度、相对温度条件下,将试样用混合的石蜡和蜂蜡封在透湿杯上,杯内装一定量的干燥剂,试样的两端保持一定的水蒸气压差。称量封好试样在试验前和加湿后重量的变化,其增量即水蒸气透过量。

GB/T16928-1997《包装材料试验方法  透湿率》该标准等效采用美国联邦标准FED-STD-101中第3030,该方法适用于纸塑复合材料等。试验是将干燥剂封装在试样中,将被测面暴露在测试环境中,经一定时间,称量其试验前后重量变化的增量。  
        GB/T6981-2003《软包装容器透湿度试验方法》适用于密封的软包装容器,将干燥剂装入被测容器中,将其密闭,然后置于规定的温湿度条件下,经一定的时间试样增重的量,即水蒸气透过量。

以上方法的缺点是试验时间长,受环境影响较大。特别是近年来,高阻隔的塑料包装材料越多,有些方法的精度显然不够了。现在本实验室引进美国M0CON公司和香港拔萃公司的透湿度测定仪。M0CON公司采用美国ASTM《  F1249-2001(代替F124990)  Standard  test  method  for  water  vapor  transmission  rate  through  plastic  film  and  sheeting  using  a  modulated  infrared  sensor》的标准。香港拔萃公司的透湿度标准正在研制检测方法标准,不久将采用于材料透水蒸气的试验。 

        2.阻气性能

目前国内普通应用的透气性试验方法为GB/T1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法  压差法》该标准等效采用ISO  2556:1974适用于测定塑料薄膜和片材。试验仪器有低压和高压腔组成,将试样贴在高、低压腔之间,密闭腔将两腔用真空泵抽真空,然后向高压腔充1个大气压(0.1MPa)的试验气体。通过测量低压室内的压力增量来计算气体透过量。本实验室也引进美国M0CON公司的仪器。采用的是美国ASTM《Designation:  D3985-81(Reapproved  1988)  Stand  Test  Method  for  Oxygen  Gas  Transmission  Rate  Through  Plastic  Film  and  Sheeting  Using a  Coulometric  Sensor》的标准。 

        卫生性能

包装材料的卫生性能越来越受到人们的关注。在国际貿易中,许多国家禁止含有有害物质的材料进入市场,如对重金属,溶剂残留等等的含量,各国都有所限制。我国对有关食品包装材料的卫生性能也有许多规定。用于塑料包装材料卫生性能的检验方法标准常用的有:GB/T5009.58-2003《食品包装用聚乙烯树脂卫生标准的分析方法》、GB/5009.59-2003《食品包装用聚苯乙烯树脂卫生标准的分析方法》、GB/5009.60-2003《食品包装用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙乙烯成型品卫生标准的分析方法》、GB/5009.61-2003《食品包装用三聚氢胺成型品卫生标准的分析方法》。这些标准主要规定了对食品包装材料的有机物、无机物、重金属、脱色性的实验方法。将被侧材料按一定比例、在一定温度的水、乙醇、乙酸、正己烷中浸泡一定时间,获得浸泡液。这些液体分别模拟包装材料接触的水、醋类、酒类、油类。

试样经过浸泡后,溶出的有机物含量一般用测定高锰酸钾消耗量来表示。

浸泡液经蒸发后,可称量出包装材料被溶出的残渣的含量。

食品包装材料中的重金属(以铅计),一般采用定性的实验方法。实验原理是浸泡液中的重金属(与铅计)与硫化钠作用,在酸性溶液中形成黄棕色硫化铅,与标准色样进行比色,若深于标准色样,就表示不符合标准。

脱色实验是观察试样浸泡液不得染有颜色,以及用沾有冷餐油、乙醇等溶剂的棉花在包装材料或容器表面擦拭,棉花上不得沾有颜色来试验试样是否脱色。

包装材料在制造、印刷过程中,会残留一些溶剂。GB/T10004-1998《耐蒸煮复合膜、袋》和GB/T10004-1998《双向拉伸聚丙烯(BOPP)/低密度聚乙烯(LDPER)复合膜、袋》中规定了用气相色谱法测定试样中各种溶剂如丙酮、异丙醇、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯等溶剂残留量。

包装材料中的有机农药残留量,敌敌畏、速灭磷、乐果、喹硫磷、等二十种有机农药的含量可参照GB/T4859.2  .3  .4  .5  .6  .7  .8.9  .10  .11-1994进行试验。
塑料薄膜怎样分类?
塑料薄膜的品种分类没有统一的规定。通常人们习惯的分类方式有以下三种。   ①按塑料薄膜成型用原料分类有聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜和聚酯薄膜等。   ②按塑料薄膜用途分类 有农用薄膜(这里根据农膜的具体用途,又可分为地膜和大棚膜)、包装薄膜(包装膜按其具体用途,又可分为食品包装膜和各种工业制品用包装膜等)及用于特殊环境且具有特殊用途的透气薄膜、水溶薄膜及具有压电性能的薄膜等。   ③按塑料薄膜的成型方法分类 有挤出塑化,然后吹塑成型的薄膜,称为吹塑薄膜;经挤出塑化,然后熔料从模具口流延成型的薄膜,称为流延薄膜;在压延机上由几根辊筒碾压塑化原料制成的薄膜,称为压延薄膜;把厚片拉伸成型的薄膜,称为拉伸薄膜。   另外,还有一种是按薄膜的层次结构分类,可分为单层膜和多层复合薄膜等。
塑料薄膜材料的基本性能要求有哪些?
①外观。塑料薄膜的表面应当平整光滑,无皱褶或仅有少量的活褶,无明显的凹凸不平、黑点、杂质、晶点和僵块,没有条纹、斑痕、暴筋等弊病,无气泡、针孔及破裂,镀铝膜的镀铝层应当均匀,不允许有明显的亮条、阴阳面等现象。此外,还要求薄膜表面清洁干净,无灰尘、油污等。 ②规格及偏差。塑料薄膜的宽度、厚度及其偏差应当符合要求,而且应当厚薄均匀,横、纵向的厚度偏差小,且偏差分布比较均匀。此外,镀铝膜的镀铝层厚度也应符合要求。 ③透明度和光泽度。对于透明塑料薄膜,其透光率要求较高,一般应达到92%以上。而对于不透明塑料薄膜,比如白膜,则要求其白度高、不透明度好。此外,塑料薄膜还应当具有良好的光泽度。 ④物理机械性能。塑料薄膜的物理机械性能主要包括拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、冲击强度等,此外,镀铝膜上镀铝层的牢固度也应当符合要求。 ⑤透湿量。表示塑料薄膜材料在一定的条件下对水蒸气的透过量,比如在相对湿度为90%、温度为30℃的情况下,24 h内厚度为25μm的塑料薄膜每平方米所透过的水蒸气的质量,它从一定程度上代表了薄膜材料的防潮性,各种薄膜材料的透湿量不同,这也决定了它的应用范围。 ⑥透氧量。表示塑料薄膜材料在一定的条件下对氧气的透过量,比如在相对湿度为90%、温度为23%的情况下,24 h内厚度为25μm的塑料薄膜每平方米所透过的氧气的体积。各种薄膜材料的透氧量也有所不同。 ⑦几何尺寸稳定性。塑料薄膜必须具有一定的几何尺寸稳定性,否则,其伸缩率过大,在印刷和复合过程中受到机械力或者受热量的作用容易产生伸缩变形,不仅会影响套印精度,还会出现皱褶、卷曲等问题,严重影响产品质量和生产效率。 ⑧化学稳定性。塑料薄膜在印刷和复合过程中要接触油墨、胶黏剂以及某些有机溶剂,这些都是化学物质,因此,塑料薄膜必须对所接触的这些化学物质具有一定的耐抗性,以便不受其影响。 ⑨表面张力。比如双向拉伸聚丙烯薄膜和低密度聚乙烯薄膜的表面张力要求达到3.8 * 10-2 N/m以上,尼龙薄膜、聚酯薄膜和聚酯镀铝膜的表面张力也有相应的指标。一般来说,塑料薄膜在印刷或者复合之前都必须经过表面处理以提高其表面张力,并能够顺利地进行印刷和复合。
塑料薄膜的分类
(1)从薄膜包装特性划分,可分为单一薄膜、涂层薄膜、复合薄膜和共挤薄膜。
        (2)从薄膜的厚薄划分,可分为以下6类: 
        ①极薄薄膜:厚度在0.001~0.01mm。就大多数塑料薄膜的品种而言,依靠减小厚度使价格得以降低。由于技术进步,当今塑料薄膜厚度可达到0.001mm,可是这类薄膜机械强度不够,在包装中很少应用。作为包装材料的薄膜最多下降到10~15微米。 
        ②较薄薄膜:厚度在0.01~.0013mm。 
        ③轻包装薄膜:厚度在0.02mm。 
        ④普通包装薄膜:厚度介于较薄薄膜与中包装薄膜之间。熔融指数在2~3,聚乙烯密度为0.92~0.923,这是当前包装中应用最多的薄膜。 
        ⑤中包装薄膜:厚度在0.05~0.08mm。 
        ⑥重包装薄膜:厚度在0.15~0.20mm。
        包装的种类及其作用:盛装和保护产品的容器种类很多,如塑料箱、塑料袋、塑料盒等。按在流通中的作用,我国一般把包装分为:内包装(也称小包装)与外包装两大类。有的分为:内包装、中包装、外包装三类.而日本则把包装分为:单个包装、内包装和外包装三类。按用途可分为:通用包装和专用包装。按耐玉程度可分为硬包装、半硬包装和软包装。按包装材料可分为:纸箱包装、纸袋包装、塑料包装和复合材料包装等。按包装产品种类可分为:食品包装、药品包装、化妆品包装、液体包装、粉体包装等。它对维护产品质量、减少损耗、便于运输、储藏和销售、美化商品和提高服务质量等都有重要作用.

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