包裝的滲透和泄漏(下)
2006-09-29 08:51 來源:廣州經濟技術開發區鋁箔有限公司 廖啟忠 責編:中華印刷包裝網
3. 注意事項
包裝材料的滲透性能,不論是水蒸汽透過率還是氧氣透過率,在檢測和檢測結果的應用過程中應注意如下幾個問題:
①滲透率這一概念是在薄膜符合虎克定律(FicRian)條件下得出的,對于氧氣而言,除了個別吸氧材料外,一般都是符合虎克法定律。但是由于水蒸汽和有機物的滲透過程中,會與不少聚合物會發生相互作用,因而一般屬于非虎克定律型擴散。
②對于復合材料,其結構不一定對稱,因而存在試樣的正反面問題。某些材料,如PVDC涂布BOPP或PVDC與PVC復合硬片,其正反面的氧氣透過率測量結果差別較大,有時甚至可以達到1倍之差。這是因為在實際測試過程中,所測得的結果是穿過試樣的滲透和密封部的滲透兩者之和。在藥品的泡罩包裝中使用的PVDC和PVC復合硬片,有些廠家是用PVDC面與PTP鋁箔熱封,有些廠家用PVC面與PTP鋁箔熱封,從原理是講,應該是高阻鎘層PVDC與PTP鋁箔熱封才合理,因為這樣可以最有效地密封藥品。
③對于吸附性吸濕性較大的包裝材料,在試驗過程中應考慮其吸附和脫附等對實驗結果的影響,同時應清楚平衡時間一般較長,而且即使是同一環境下,經過不同過程的平衡態也未必相同,這就是說材料的平衡態,不但與平衡的環境有關,而且與過程有關。
④應該高度重視檢測過程中的泄漏問題,任何實驗得出的水蒸汽透過率和氧氣透過率都是滲透和泄漏的總和,只有在泄漏可以忽略不計的條件下,所測得的滲透才是準確的。操作的細節和一些輔助材料(如密封蠟,真空脂等)都對測試過程中的泄漏有重大影響。
⑤包裝材料與包裝件是兩個不同的概念,用高阻鎘性的包裝材料,不一定可以生產出高阻隔性的包裝件。從包裝材料到包裝件,從包裝件到到消費者手中,在這一過程中其中許多因素都會影響產品的最終阻隔性能。
三、 包裝的泄漏
包裝的泄漏一般有兩類:一類是由于設計和結構本身的原因而產生的不可避免的泄漏(如瓶與瓶蓋的泄漏),這種泄漏要通過改變包裝的設計和結構才能解決問題(如瓶與瓶蓋的泄漏可通過增加瓶口熱封墊片來解決泄漏);另一類是由于包裝在制造、運輸等過程中產生的缺陷造成的泄漏,這種泄漏在不改變設計和結構的條件下,通過調整能得到解決。確定一個包裝中是否存在泄漏,以及判定泄漏的位置,對于包裝工程來說是十分重要的。目前國內外常用的包裝泄漏測試方法如表3。從測試方法來看,包裝的泄漏一般以定性為主,其檢測目的也主要是檢測包裝件在包裝材料的生產、包裝的成型、充填、熱封、殺菌以及貯存、運輸銷售過程中是否存在某些缺陷而造成產品的泄漏。
由產品的缺陷造成的泄漏一般有兩種:壓穿和漏封。壓穿是指包裝材料受外力的擠壓而形成一個穿透的孔或裂紋,其產生原因一般有:①熱封壓力太大。在熱封過程中,如果熱封壓力或熱封模具不平行,造成局部壓力過大,常常會壓穿一些較為脆弱的包裝材料。②熱封模粗糙、有棱角或異物。制造不良的熱封新模常常會壓傷包裝材料,有些熱封模碰傷后會產生鋒利的棱,也極易壓穿包裝材料。③包裝材料的厚度選擇不對。有些包裝機械對包裝材料的厚度有要求,如果厚度太大,包裝袋的某些位置可能會壓穿。如枕型包裝機,其包裝材料的厚度一般不應大于60цм,如果包裝材料太厚,在枕型包裝的中封部位就極易壓斷。④包裝材料的結構選擇不對。有些包裝材料其抗壓穿性能較差,不能用于包裝一些較硬的有棱角的東西,如用紙鋁塑復合材料用于包裝顆粒沖劑,就很容易造成壓穿。⑤包裝的模具設計不當。在設計過程中,若熱封膜的?着c所包裝物的形狀和大小不相符,而包裝材料的機械強度又不同,在包裝過程中也很容易壓穿或壓裂包裝材料。
漏封是由于某些因素存在,使本應通過加熱融熔結合的部位,沒有封上,漏封一般有如下幾種原因:①熱封溫度不夠。同一包裝材料在不同的熱封部位要求的熱封溫度不同,不同的包裝速度要求的熱封溫度不同,不的包裝溫度要求的熱封溫度不同,包裝設備縱封和橫封要求的熱封溫度不同,同一塊熱封模,不同部位的溫度也可能不一樣,這些都是在包裝中必須考慮的問題。對于熱封設備來說,還存在一個控溫精度的問題,目前國產包裝設備其控溫精度較差,一般都有±10℃的偏差,就是說,如果我們控制的溫度為140℃的話,實際上在包裝過程中其溫度在130℃-150℃之間。許多公司的氣密性檢查,都采用成品中隨機抽樣來檢查,其實這并非是一種好的方法。最可靠的方法是在溫度變化范圍內的最低溫度點取樣,而且應連續取樣,使樣品能足夠覆蓋模具縱橫向的各部位。②封口部位受污染。在包裝的填充過程中、包裝材料的封口位置常常被包裝物所污染,污染一般又分為液體污染和粉塵污染。解決封口部位受污染的問題可以通過改進包裝設備,使用抗污染、抗靜電的熱封材料等方法來解決。③設備和操作方面的問題。如熱封膜夾有異物,熱封壓力不夠,熱封膜具不平行等。④包裝材料的問題。如電暈過面,熱封層爽滑劑太多而引起熱封不良等。
包裝的泄漏在實際中還存在一種“半漏泄”,就是說在包裝產品的成型、充填、熱封、殺菌以及運輸和銷售過程中,雖然沒有產生內外連通的穿孔泄漏現象,但其高阻隔層(如鋁箔、SIOx阻隔涂層或鍍層)產生了折裂或針孔,“半泄漏”將嚴重影響包裝件的整體密封性能,在包裝工程中是一個不可忽略的因素。筆者曾對鋁箔的針孔及其對阻隔性能的影響,做過一些研究工作,并得出了由鋁箔針孔參數計算鋁箔及其復合材料的氧氣透過率和水蒸汽透過率的理論公式。如何在包裝的設計、材料的選擇、包裝設備的配合等方面減少包裝材料在包裝過程和流通過程中阻隔層的折裂和針孔;如何檢測包裝材料的耐折裂性能,如何評價阻隔層折裂后對包裝件的影響,這些都是在實踐中很有意義的課題。
四、 結束語
筆者在長期的生產和實踐中,遇到許多包裝的滲透和泄漏方面的問題,覺得其涉及面很廣,包括包裝材料的生產、使用、包裝設備的配套、包裝成品貯存、運輸和銷售及最終消費者的使用等全過程。目前國內的水蒸汽和氧氣透過量的檢測中更是問題多多,故寫此文章,希望能拋磚引玉,對有關滲透和泄漏的標準制定及實際的包裝材料的生產和使用中有所指導。 (Linda)
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