包装测试技术发展历程及透湿性测试

包装测试技术历程与透湿性测试技术【摘要】本文介绍了包装测试的发展历程及包装塑料薄膜的透湿性、测试方法和过程，并对测试中发现的问题进行了分析。

最后得出结论是：测试准确性取决于测试次数、试样组织的一致性。

【关键字】设计、材料、包装塑料薄膜、测试、透湿性试验批次
随着历史巨大的石轮的推动，时代的交替，科技的不断更新，人们的生活的日新月异，生产水平的不断提升，人们的生活水平的不断飙升，处于二十一世纪的今天，我们的物质需求已基本上能满足我们的生活需求。

改革开放以来对外交易的不断加剧等这些都加剧了包装材料对商品的保质、保鲜等的需求。

一种新型包装材料的发现与应用最主要的要求是保护产品、延长商品的保鲜寿命。

只有这样才能使该商品经济效益达到最优化。

一种商品的包装的成功与否不仅要看包装的外观能否给人强烈的视觉冲击还要看包装是否适合于包装内装物的特性，包装测试技术有时不仅会影响到被包装物的品质，有时甚至会影响到一个国家的名声。

例如从改革开放以来各国之间的贸易往来日趋频繁，如果一个国家没有很完善的测试技术来对一些出国产品进行检测，那么商品很可能在运输途中会引起商品的毁坏，这样长久之后会使别国产生一种这个国家没信誉的感觉。

并且这样也会使自己的经济遭受损失。

这种百害而无一利的事，没有谁会愿意去接受的。

如何掌握一种商品的包装设计是否能真正促进该商品的销售不仅要看包装设计的外形，而且还要看该包装设计对商品的保护性能。

因此，在对一种商品的包装时常常需要考虑该包装要用什么材料，怎样包装。

谈到材料的选用这就需要我们掌握如何对材料的性能进行测试。

以下就对我国的软体包装测试技术的发展历程及材料透湿性测试技术进行分析。

我国软包装材料的发展只是近30年的事情。

尤其近20年来，通过大规模引进原材料薄膜生产设备、印刷设备、复合设备等。

使软包装材料的生产、开发、使用越来越多。

新产品、新材料层出不穷。

对材料的物理性能进行评价愈显重要。

测试技术和各类性能实验方法标准也相继产生。

塑料软包装材料的测试。

对于控制塑料产品的质量、指导加工、研究塑料材料物理性质、结构关系和使用范围等具有重要意义。

一、软包装测试技术的发展过程
1、对测试技术的认识阶段。

上个世纪80年代、人们的质量意识比较淡薄。

对材料测试的重要性认识不足。

虽然一些国家级的质检机构和高校通过协会购买或直接进口了测试仪器，也有一些企业在引进生产设备的同时。

捆绑了测试仪器。

但此时对测试仪器的使用频率极低。

而国产仪器则几乎是空白。

2、测试技术缓慢发展阶段
上个世纪90年代，测试技术取得了缓慢发展。

其主要原因有如下几点。

(1)软包装工业取得一定的发展，国内开始研究测试仪器，专业代理进口测试仪器的公司也多了起来。

(2)国家加大了制定软包装检验标准和引进国外先进标准的力度。

(3)各研究所，质检所对软包装产品的研究与检验越来越重视。

各大院校对软包装材料的研究不断深入，并相继开设了相关课程。

(4)一些国内知名的国有、外资、合资等企业对质量检验的要求提高。

虽然以上因素促进了测试技术的发展，但相当多的企业仍然以送检为主，对质量控制重视不够。

而且，进口仪器高昂的价格等诸多因素，也限制了软包装产品检验的快速发展。

3、测试技术快速发展阶段
进入二十一世纪以来，测试技术取得快速发展，主要表现在以下几个方面。

(1)市场竞争的加剧。

使国内对实验仪器的需求进入了高速发展期。

世界一流的包装印刷企业正以绝对控股、新建独资生产企业和控股公司、兼并收购中国优势企业等方式，加速在中国的发展他们带来了新的生产管理和质量意识。

国内包装印刷企业意识到了危机和巨大的机遇，不遗余力地通过各种途径提高企业的竞争力．众多企业大都认识到质量是企业的生命，是企业生存与发展的重要保证。

产品质量越来越受重视。

提高产品质量的重要环节之就是质量检验．定期到质裣部门检验．并不能从根本上解决质量问题，而且检验费用不菲。

因此相当多的企业成立了自己的质检部门，采购检验设备，进行随时随地的自检。

(2)国家宏观政策发挥了积极的作用。

国家食品药品监督管理局(SFDA)对食品、药品等软包装的安全性提出更新的要求，新颁布了药品包装材料标准35项，还计划把150种药品包装材料收载入2005版中华人民共和国药典，这意味着几年后政府将把药品包装材料列入药品管理范畴。

在这种背景下，一些包装用户也不断添置质检设备，如湖南九芝堂、承德颈复康、江苏四环等医药企业纷纷采购软包装质检设备，对原材料进行把关．确保药品出厂后的保质期。

(3)国产仪器的开发，为测试技术的快速发展提供了可能。

近些年国内整体工业技术水平的提高使人们对国产仪器有了新的认识，信任度有所增加。

很多原来使用进口仪器的厂家也纷纷采购国产仪器，因为进口的产品维修服务并非想
像的那么好，且维修成本太高。

国产仪器生产商如济南兰光不断投入研发力量，向市场投放专业、性价比高的系列仪器，使测试技术高速发展成为可能。

(4)测试技术的应用具有明显的区域特征。

二、软包装测试仪器的现状
(1)软包装测试仪器自动化程度提高，测试结果更精确，测试时间更短。

以透湿性测试仪为例，传统的测试
步骤是先对恒温箱进行恒温，然后将试样固定在透湿杯上放入恒温箱，每隔一定时间取出，连续称重几次（测试次数要大于或等于3次），然后取测试平均值。

这样一来，人为因素太多，而且受环境温度的影响使准确性大大降低。

用国标方法测一组试样一般大约需要1周左右的时间。

而现代的透湿性测试仪使用计算机控制高智能化和自动化操作，全部过程无须人工干预，完全排除了国标中由于人为称重或环境温度的影响而引起的误差．并与相关国际标准兼容。

试验周期短，效率大大提高。

且可随时校验，温度控制精度在±0 5~C。

(2)软件功能增强。

如可大量存储实验数据编辑曲线分析叠加随时分类查询等功能，这样一来更方便于研究。

(3)试验标准近年不断完善
(4)检验项目不断增加。

随着食品软包装工业的发展，气体包装、气调包装也得到了广泛应用，而且向更多的领域(如化工农药等)扩展，因此相应的测试项目也在增加和改变，如：阻隔性的测试不但要考虑氧气、二氧化碳．氮气，还要考虑有机气体等。

(5)设备专业性更强。

如Pc智能电子拉力实验机，可对软包装材料的抗拉强度伸长率和撕裂，剥离、热封强度、刺破力等进行测试，而且每个实验都有独立的专业软件，真正实现专业化智能化。

(6)国产实验设备在技术上取得了突破。

某些产品的性能达到国际先进水平。

三、软包装测试技术最新发展趋势
(1)建立完善的实验室体系，联网每台实验室仪器，既可以减轻用户对数据采集和管理的负担，又能够提高数据的精度和可信度。

(2)随着技术的发展。

单台仪器软件功能更完善、强大。

(3)更先进的检验方法不断出现。

①杯式法透湿仪将向多腔测试仪发展，进一步提高测试效率。

②多头热封实验仪(即梯度仪)将得到广泛应用。

③有机物渗透仪将有望出现。

(4)国产仪器以其诸多优点将占据更大的市场。

(5)随着市场需求的增多，软包装检验项目不断增加。

包装薄膜的透湿性问题是近几年来被提得较多的一个问题，由于它直接关系到食品、医药、建材服装等产业的发展。

所以越来越被人们所看重。

我们知道在食品包装及工业品包装中，经常涉及到防潮、保鲜等问题，而防潮和保鲜问题的最终解决则由其外包装的材料所决定，如此就涉及到包装材料的透湿性问题。

例如在自然条件下对于金属来说，只有在氧和水的共同作用下才会发生氧化反应；而对于延长农产品的保鲜时间就必须使其处于适合它的湿度空间(湿度并不是很高或者很低就好)。

就包装薄膜的透湿性问题．一方面对于大多数食品或药品我们必须阻止水蒸汽进入包装内部，从而有效防止食品或药品酶化变质另一方面，在很多有生命的食品中，如活鲜食品、非加工食品等，我们需要维持食品保存空间一定的湿度，以利于其最基本的生理机能，合适的湿度空间是保证食品在包装与储藏中使其保质、保量、延长寿命的必备条件。

以下谈谈国内测试技术的发展情况。

四、透湿性测定
透湿性实验条件及平衡时间
(1)包装薄膜的透湿性。

如何控制包装内的湿度环境，这就涉及到一个包装膜的透湿性问题。

我们以欧都纳户外服装材料来说明其透湿性薄膜的特点，该服装的布料主要由两部分复合而成，其依次是里布GORE—TEX薄膜和外压布料。

正是由于它有这样的材料构成，因此它能突破传统服装那种只能防水、不能透湿的障碍而达到既能防水又能将湿气排除的适合于不同季节、不同
气候、不同地域的服装的根本所在是GORE TEX薄媵起到作用。

其GORE TEX透湿薄膜的结构，它是一种以撇 L透汽为主的膜结构，微孔薄膜的结构是靠牵伸两种不相容的聚合物中加入无机微粒而形成的。

其结构中存在很多像毛细管一样的微孔。

这些微孔构成了允许汽体通过的通道，但由于外界的液体液滴的直径大于微孔的直径昕以不能通过汽体穿过薄膜的渗透力取决于微孔的大小。

水分传输时与薄膜的表面积和浓度驱动力成正比(表达式l-1)。

在微孔薄膜中．薄膜的物理结构是渗透力的决定因素。

η=S*σ/K…………………………………………（1-1）
η---水分传输率；
S---薄膜的表面积；
σ---浓度驱动力；
K---系数。

商业上也有其它类型的透湿防水织物，其中一类是用了微多孔薄膜的高分子。

其中一类最著名的是聚四氟乙烯膜，它是利用数目很多的孔径和非常小的孔洞，是水蒸气可藉由内部可连接的孔洞穿透，另外由于聚四氟乙烯具有非常底的表面能，因此，可防止水的渗入而达到透湿防水的功能。

我们用包装薄膜的透湿量来判断薄膜的透湿性能。

透湿量：我们规定在一个特定的温度38℃下，每平方米每24小时通过的水的质量数，即g／m2 24h。

(2)测试方法及过程
1、仪器及方法
测试仪器为TSY—Tl透湿性测试仪。

该仪器是参照中华人民共和国GB1037-88的原理设计而成的一种新型测试仪，其测试方法是在一定的温度下，使试样的两侧保持一定的蒸汽压差，测量通过试样的蒸汽量，从而计算出所测试样的透湿量。

2、测试过程
①、透湿性测试中预热时间、温度、湿度的设置和称重的校验。

a、我们根据透湿性材料的不同，依据国标的要求合理的设置预热时间；
b、温度的设置我们依据国标GB1037-88对透湿性测试温度条件的规定设置为38~C；
c、湿度的设置我们依据国标GB1037-88对透湿测试环境湿度条件的规定设置为92％RH；
d、称重校验是我们测试校验最重要的校验，也是我们每次进行透湿性测试都要进行的一步，按“存储”键，记忆零点值，然后按“→”来选中“终点”，再按“存储”键，放置标准砝码，按“确认”键，待系统稳定后，将给出校正结束的提示，此时便可以拿下砝码，到此称重校验结束。

②、式样放置。

③、点击“测试”键：系统通过采样分析自动绘画出透湿的直方图（图略）。

五、结论
(1)取试样时尽量保持其平整性，且无磨损、皱折、破损现象。

(2)在试验时测量出的第一次透湿度值由于受到人为的影响所以一般不作为我们所要的透湿度值。

(3)同一试样最好进行多次测量以获取其真实值。

随着我国包装工业的发展，在包装产业中必将出现更多新的问题，透湿度仅是影响包装材料性能的因素之一，还存在许多因素影响包装材料的性能，它需要我们广大包装工作者去研究和解决。

综上可知在现今的日常生活中，包装材料的测试技术对检测包装的合理与否是一门不可或缺的技术性学科。

我们只有真正做到掌握该门学科才能真正掌握包装对商品的保护性达到什么样的水平。

参考文献
1、王怀奥，计宏伟、《包装工程测试技术》，2004
2、郭彦峰，许文才，李小丽、《包装测试基础》第二版
3、《膜材料在纺织服装方面的应用》、中国产业用纺织品协会，2005
4、杨福馨，周骏、《中国包装工业》，2003。