浅析桶装水密封性测试方法

浅析桶装水密封性测试方法
作者：范立英赵允钟锦标戴绚丽吴平
来源：《中国包装工业（下半月）》2016年第03期
【摘要】本文主要阐述了现阶段桶装水密封性检测方法及其优缺点。

检测方法主要有倒置法、横放法、染色法、瓶盖密封测试仪法及在线控制方法等。

【关键词】桶装水密封测试
饮料产品在完成灭菌灌装后均需要对产品进行密封，以保证产品不与空气接触污染变质，并保持出厂时独特口感和风味。

对一个完整包装来说，密封通常只是其中很小的一部分工作，但它对整个包装质量起着关键作用。

目前桶装水已经成为家庭、办公及公共场所等一种主要饮水形式，但是全国很多城市抽检显示桶装水微生物指标合格率不高；桶装水的微生物污染问题，已成为我国食品卫生安全十分突出的公共卫生问题，而密封性不佳将直接造成微生物污染风险明显增加。

桶装水因其体积较大包装特殊性，在密封性测试上存在较多困难，检测手段比较缺乏。

目前主要从生产阶段在线控制及出厂前成品控制为主。

本文主要收集探讨相关国家标准及行业内密封性测试方法及对桶装水检测适用性。

1 密封性测试方法
通过收集行业内相关信息及实验研究，目前密封性测试方法特性有简易鉴别法，用压力表征其密封性良好程度，或者利用在线检测设备观察封盖后效果。

常用有倒置法、横放法、染色鉴别法、封盖密封性测定仪、在线检测设备电子鼻等。

（1）倒置法[1]或横放法。

QB2460-1999聚碳酸酯（PC）饮用水罐中密封性检测方法如下：在试样中注入公称容量的水，封盖后悬空倒置，3h后加以检查。

为实际验证桶口与桶盖的封盖密封效果，可加以对其进行多次提放桶装水，再进行倒置后检查，主要为模拟简单搬运后，是否对密封性造成影响。

横放法与倒置法源于同一种检测原理，主要是放置方式不一样，对瓶盖造成的压力不一样。

但由于桶装水容器体积较大，采用传统的倒置或者横放一定时间后观察是否有水渗出，这一方法操作简单，但检测周期较长，且无法直接有效判断密封性良好程度。

（2）染色法。

染色法主要是在倒置法或者横放法的基础上，进行有色溶液注入，便于观察，较倒置法和横放法有进步，能用染色痕迹表征泄露处，有利于密封不良的原因观察。

（3）瓶盖密封测试仪法。

国家标准《GB/T 17876-2010 包装容器塑料防盗瓶盖》中有对瓶盖有密封性能[2]指标的评估。

原理为在一定压力下瓶盖泄气或者爆脱，来表征密封性能的好坏。

此方法需要检测装置，并配备相应的测试夹具。

目前行业内基本采用封盖密封性测定仪（SST），通过将样品放入水中并充气加压，检测封盖处是否有气体泄漏来判断其密封性。

但该方法只能应用于产品的抽检，不能完成产品的线上检测和在线剔除。

桶装水利用此检测设备，对桶口与盖的密封性进行测试，需要对其桶口与桶盖匹配部分进行切割或者利用大桶瓶坯，自制一密封环境，确保密封不漏气，在桶口侧壁插入通气针，利用SST设备加压，确定在多少压力下开始泄气或爆脱[3]。

瓶盖密封性能检测方法由于无需将整个PC桶浸入检测介质中，操作简单、用时较短，检测方便准确，效率高。

但对桶装水出厂控制存在一定的局限性，测试必须切割瓶口，在整个切割过程可能影响密封性，此方法更适合桶口与桶盖匹配性的研究性测试，能用具体数据表征匹配程度，较好的验证瓶口或瓶盖的质量。

（4）在线测试。

视觉系统，有国内公司通过机器视觉对泄漏产品进行检测分拣，例如广州轻工集团和北京赛腾动力均生产出了类似产品样机。

通过工业相机对产品封盖进行拍照送至工控机，由工控机对采集的图像进行处理，获取其关键特征参数与标准阈值进行对比处理，当超出阈值时就判断为不合格品，在指定位置将其推出生产线。

对于外观明显的歪盖和破口瓶可以轻松辨别，但对于内部压力或真空度不达标的产品难以检测[4]。

又如德国HEUFT公司的SONIC系统，检测原理均为使用电磁脉冲对封盖进行激振，并通过反射的回声使用机器听觉进行检测[5]。

另INSPECTO Automation AG 的型号为Canis 220-CL用于检查5加仑水桶泄漏侦察和嗅探器，利用探查特征气体泄露，确认桶装水的密封性。

在线测试主要依靠视觉系统、声振技术、渗透检测等无损检测技术，对每一个产品个体进行监控，有利于产品质量控制。

但较多在线控制设备成本较高，难以被中小企业接受。

2 结论与展望
由于桶装水容器体积较大，采用传统的倒置或者横放一定时间后观察是否有水渗出，这一方法检测周期较长，操作困难，且不能准确地对不同结构聪明盖与特定桶口配合好坏做出判断。

如果直接向桶装水容器通入压缩空气观察是否有气泡冒出，则需要配置一个完全浸没桶装水容器的密封容器，占用空间大，操作不便。

采用切割瓶口的方法利用SST进行检测是一种有效的手段，同时可以对瓶口与瓶盖的匹配性开展研究，其测试方法完全具备了简单、快速、有效等特征，并建议能与在线控制方法相结合使用。

桶盖密封匹配性研究设计的重要性应选择适合的、能相互匹配的盖和桶进行使用；通过改善设计瓶和盖匹配性、加强在线密封性控制、规范运输等环节，确保消费者饮用水的安全。

参考文献
[1]QB2460-1999聚碳酸酯（PC）饮用水罐.
[2]GBT 17876-2010 包装容器塑料防盗瓶盖.
[3]毛勇，李博等.实用新型专利证书号4377467 一种桶装饮用水密封性能检测装置.
[4]陈焕青.学位论文，饮料容器密封质量在线检测的研究.
[5]Heuft.Method for determining parameter[P].US Patent： US006338272B1，Jan.15，2002.。