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卷煙包裝材料的透濕透氧性研究

2006-09-11 14:57 來源:云南煙草科學研究院 責編:中華印刷包裝網

    摘 要:本文測定了幾種卷煙包裝材料的透濕透氧性能,發現壓延鋁箔紙的阻隔性能最好,印刷紙的阻隔性能最差,鍍鋁紙介于其中;另外BOPP煙膜的隔氧隔濕性能好,能很好地對卷煙起到防潮保香的作用。作為環境友好材料,在改進透濕透氧性能指標后,印刷型內襯紙和鍍鋁紙在卷煙包裝上的應用值得大力提倡和推廣。
    
    關鍵詞:卷煙包裝材料 透濕性能 透氧性能
    
    為了評價壓延鋁箔紙、鍍鋁紙、印刷紙和煙用BOPP膜的防潮保香性能,依據GB/T1037-1988和GB/T1038-2000兩個國標,測定了幾種卷煙內襯材料和煙膜的透濕透氧性能,并對環保材料和普通材料進行了比較,倡導使用環保性能好的卷煙包裝材料。
    
    1 實驗步驟
    
    依據GB/T1037-1988[1]和GB/T1038-2000[2]兩個國標,對幾種卷煙內襯材料和煙膜的透濕透氧性能進行了測定。

    1.1 用壓差法測定卷煙包裝材料的氣體透過量
    
    1.1.1 氣體透過量指在恒定溫度和單位壓力差下,在穩定透過時,單位時間內透過試樣單位面積的氣體的體積。
    
    1.1.2 方法 
    
    測試材料將低壓室和高壓室分開,高壓室充有約105Pa的試驗氣體,低壓室的體積已知。試樣密封后用真空泵將低壓室內空氣抽到接近零值。

    用測壓計測量低壓室內的壓力增量Δp,可確定試驗氣體由高壓室透過材料到低壓室的以時間為函數的氣體量,但應排除氣體透過速度隨時間而變化的初始階段。 
    
    氣體透過量可由儀器所帶的計算機按規定程序計算后輸出,也可按測定值以計算得到。
    
    1.1.3 結果計算
    氣體透過量Qg按式1進行計算:
    Qg=Δp/Δt×V/S×To/PoT×24/p1-p2(1)
    式中:Qg-材料的氣體透過量,cm3/m2·d·Pa;
    Δp/Δt-在穩定透過時,單位時間內低壓室氣體壓力變化的算術平均值,Pa/h;
    V-低壓室體積,cm3;
    S-試樣的試驗面積,m2
    T-試驗溫度,K;
    p1-p2-試樣的兩側的壓差,Pa;
    To,Po-標準狀態下的溫度272.15K和壓力1.0133105Pa。


    1.2 卷煙包裝材料透水蒸氣性試驗:杯式法
    
    1.2.1 水蒸氣透過量指在規定的溫度和相對濕度下,一定的水蒸氣壓差和一定厚度的條件下,1m2的試樣在24h內透過的水蒸氣量。
    
    1.2.2 方法 
    
    將干燥劑放入清潔的杯皿中,其加入量應使干燥劑距試樣表面約3mm為宜。
    
    將盛有干燥劑的杯皿放入杯子中,然后將杯子放到杯臺上,試樣放在杯子正中,加上杯環后,用導正環固定好試樣的位置,再加上壓蓋。小心地取下導正環,將熔融的密封蠟澆灌在杯子的凹槽中。密封蠟凝固后不允許產生裂紋及氣泡。
    
    待密封蠟凝固后,取下壓蓋和杯臺,并清除粘在透濕杯邊及底部的密封蠟。 
    
    稱量封好的透濕杯。
    
    將透濕杯放入已調好溫度、濕度的恒溫恒濕箱中,16h后從箱中取出,放入處于23±2℃環境下的干燥器中,平衡30min后進行稱量。

    注:以后每次稱量前均應進行上述平衡步驟。
    
    稱量后將透濕杯重新放入恒溫恒濕箱內,以后每兩次量的間隔時間為24、48或96h。注:若試樣透濕量過大,亦可對初始平衡時間和稱量間隔時間做相應調整,但應控制透濕杯增量不少于5mg。
    
    重復上一步驟,直到前后兩次質量增量相差不大于5%時,方可結束試驗。注:每次稱量時,透濕杯的先后順序應一致,稱量時間不得超過間隔時間的1%,每次稱量后應輕微振動杯子中的干燥劑使其上下混合;干燥劑吸濕總增量不得超過10%。
    
    1.2.3 結果計算
    
    水蒸氣透過量WVT以式2表示:
    
    WVT=24×Δm/A×t…………………………………………………(2)
    
    式中:WVT-水蒸氣透過量,g/m2·24h; 
    t-質量增量穩定后的兩次間隔時間,h;
    Δm-t時間內的質量增量,g;
    A-試樣透過水蒸氣的面積,m2。
    
    注:若需做空白試驗的試樣計算水蒸氣透過量時,式2中的Δm需扣除空白試驗中t時間內的質量增量。 

    試驗結果以每組試樣的算術平均值表示,取三位有效數字。每一個試樣測試值與算術平均值的偏差不超過±10%。
    
    2 實驗結果討論:
    
    用壓差法和杯式法對幾種煙用內襯紙和BOPP煙膜的透濕透氧性能進行了測定,結果討論如下:
    
    2.1 壓延鋁箔紙和鍍鋁紙阻隔水蒸氣的能力比印刷型內襯紙強得多,印刷型內襯紙的透濕性最大,鋁層對于阻隔水蒸氣作用明顯。

    2.2 一般講,基材為紙,透氧率大,故印刷型內襯紙和鍍鋁紙的透氧率較大,壓延鋁箔紙的隔氧性能最好,鍍鋁紙在鍍鋁不夠良好的情況下,透氧率也會很大?梢娪捎诓牧虾蜕a工藝的不同,壓延鋁箔紙和鍍鋁紙的透濕透氧能力還是有較大的差別。在紙基上壓延或噴鍍鋁層后對隔氧隔濕作用顯著。
    
    2.3 國外真空鍍鋁紙在卷煙內襯紙上應用的通用規范為水蒸氣透過量小于2g/m2·24h,云南省地方標準DB53/T081-2001要求卷煙用壓延鋁箔紙水蒸氣透過量小于3g/m2·24h[3],可見目前的國產鍍鋁紙作為卷煙內襯紙使用在透濕性指標上尚需改進。另一方面,由于香氣和水分主要是通過包裝折疊處的密封不良而散發的,因此卷煙包裝在透香和透濕阻隔性能上的效果,很大程度上依賴于密封包裝材料的折疊、密封技術[4] ,由于在卷煙的包裝中,被折疊的內襯材料被緊緊地壓在卷煙和條盒之間,外面還包有煙膜,因而,盡管目前的環保內襯紙印刷型內襯紙和鍍鋁紙的透濕透氧性能在檢測數據上與壓延鋁箔紙相差較大,但相信經過改進后,印刷型內襯紙和鍍鋁紙能很好地滿足卷煙包裝的防潮保香性能。
    
    2.4 BOPP煙用收縮膜采用特殊配方加工而成,薄膜內分子排列緊密且結晶度高,對水汽、氧氣等阻隔效果較普通BOPP煙膜好[5],因此BOPP煙用收縮膜的防潮保香性能比普通BOPP煙膜好;另外煙膜的隔氧隔濕性能比印刷型內襯紙和鍍鋁紙好,能很好地對卷煙起到防潮保香的作用。
    
    2.5 從國外來看,菲莫煙草公司現除了在美國弗吉尼亞州尚使用鋁箔復合內襯紙外,在其他分廠全部換成了直接鍍鋁煙襯紙;英美煙草公司也大量采用真空鍍鋁紙作為其名牌卷煙小包內襯材料。

    作為環境友好材料,在改進透濕透氧性能指標后,印刷型內襯紙和鍍鋁紙在卷煙包裝上的應用值得大力提倡和推廣。

參考文獻:
[1]塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗方法. 中華人民共和國國家標準,GB/T1037-1988
[2]塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗方法. 中華人民共和國國家標準,GB/T1038-2000
[3]卷煙用壓延鋁箔紙. 云南省地方標準,DB53/T081-2001
[4]閃紅光. 卷煙小盒包裝密封性與水分變化關系初探. 黑龍江煙草,2001,2:19~21
[5]BOPP煙用收縮膜的制造、性能及應用. 黎壇. 中國包裝,2000,1:86~88     (作者:王理珉 馬靜 胡群
(peter)

 

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