包装物透氧性测试标准概要

    随着包装行业发展的日新月异，轻巧且方便运输的包装容器，如PET塑料瓶、纸塑铝复合软包装等新型材料逐步取代了笨重、易碎的玻璃瓶包装，然而这些新型包装材料的性能，尤其是阻隔性能能否满足产品包装的质量要求呢？这是消费者、包装产品的使用者及制造者、各级质检机构共同关心的话题，同时也是急需解决的问题。目前国内尚没有明确的包装物透氧性测试方法标准，因此在进行相关测试时一般遵循ASTM F 1307标准。

　　本文结合ASTM F 1307标准，对有关包装容器的透氧性测试给以简单介绍。

1 适用范围

　　这个测试方法探讨了一种用于确定氧气渗透进入包装物的稳定渗透速率的测试方法。更明确地说，这种测试方法适用于在通常使用时能够封起一个干燥空间的所有包装物。

2  测试方法概要

　这种试验方法按照与测试方法D 3985 所描述的相似方式使用库仑氧气传感器及其相关设备。氧气透过率（O2GTR）是将包装物固定在测试装置上并在测试环境中达到平衡后测定的。包装物装夹完成后能够形成如下的测试环境：包装物内侧被氮气流缓慢净化、外侧暴露在氧气浓度已知的环境中。包装物可以暴露在环境大气中，它含有20.8％的氧气，或者是浸在100％的氧气环境中。当氧气渗透通过包装物壁进入载气氮气流中，它会被载气流携带至库仑传感器处，库仑传感器探测到氧气会输出电流，电流的大小与单位时间内流入传感器的氧气总量成正比。

　　这种试验方法中采用氧气作为测试气体，氮气作为载气气体。在包装物的外部和内部形成一定的氧浓度差，外部为氧浓度高的一侧，而内部为氧浓度低的一侧，在整个渗透过程中氧气从包装物外部透过包装物壁向内部渗透。

3  包装物透氧性测试数据的表示方法

　包装物的氧气透过率是单位时间内渗透通过包装物表面的氧气总量。……它的SI单位是mol/pkg·s。必须写明测试状态，包括温度、氧气分压差、以及包装物两侧的湿度。O2GTR的常用单位是cm3(STP)/pkg·d，这里1cm3(STP) 等于 44.62×10-6mol。）Oxygen permeance (PO2’)——the ratio of the O2GTR to the difference between the partial pressure of O2 on the two sides of the package wall.（氧气渗透量是O2GTR 与包装物壁两侧氧气分压差的比值。）由于在一定的环境条件下，透过的氧气摩尔数与它的体积可互相转换，因此无论是用摩尔数表示还是使用气体体积表示，含义都是相同的。
如果将包装物的测试结果单位与薄膜的测试结果单位相比较不难发现，测试面积没有了，这表示它不再参与计算，取而代之的是一个pkg单位。

3.1  pkg 的定义

　　对于没有接触过包装物阻隔性测试的人来讲，会感到这个单位非常陌生，其实它就是一个适用于任何包装物的数量单位，相当于件、包，是package的简写。例如，2.25L的PET瓶或是1L的PET瓶都是1pkg，不因体积、面积的不同而改变。

3.2  pkg单位的使用原因

　　顾名思义，进行包装物的透氧性测试就是为了获取真实的包装物整体透氧数据。以前为了获得包装物的透氧数据需要先检测容器片材的氧气透过量，然后按照容器的表面积以及容器各处的厚度来估算容器整体的透气量。可是容器的壁厚很不均匀，外形很不规则致使难以准确测定容器的表面积，而且材料性质在包装物的吹塑、注塑等生产过程中发生了一定的变化，因此容器透气量的估算结果与实际检测结果确实存在一定的差距，这样直接检测包装物的透氧性就更加重要了。无论包装物的外形如何、厚度是否均匀，都可以利用pkg单位表示出包装物整体的氧气阻隔性能，这对进行包装物整体的阻隔性能分析是十分有利的。

4 设备的标定

　　这种测试方法中所使用的氧气传感器是一种按照法拉第定律产生线性输出的库仑装置。……经验表明，在一些情况下会出现由于传感器损耗、损坏达到一定程度而削弱传感器的响应效率。）因此，测试系统需要周期标定。标定过程与试验过程相同，标定数据用来计算校正因子Q。Q将直接参与正式试验的结果计算，因此标定系数Q的准确与否直接影响到今后测试结果的准确性。

5 试验过程   

5.1  包装物装夹

　　将包装物装夹到设备上的方法取决于包装物的外形、类型以及测试对象。对于多数试验，包装物可以暴露在环境大气中（20.8％氧气）。但是如果包装物的阻隔性很好，可以把包装物浸入100％的氧气环境中来增加测试浓度梯度，这对试验更加有利。这可以通过用一个塑料袋或是其它容器罩在包装物外面并向其中注入氧气来实现。）图1是标准中给出的包装物装夹示意图，需要注意在容器封口处、以及各进气管、出气管的密封处理。

信息来源：中国包装网