第五章-软包装性能测试课件

软包装袋的渗透与渗漏软包装袋的渗透与渗漏n1.渗透：渗透：气体、蒸气因高浓度区域的吸附作用而直接穿过包装材料，通过材料壁向低浓度方向扩散，再由低浓度面吸收。气体、蒸气渗透可穿过密封衬垫（塑料封合物）的壁面，也可穿过封合物的上部表面，多出现在无盖垫的塑料封合物的封合处和热封层。n 渗透速度与聚合物的性质、厚度有关，也受温度影响。n 减少渗透方法：容器壁稍厚；包装材料阻隔性强；热封口较宽。软包装袋的渗透与渗漏1.渗透：气体、蒸气因高浓度区域的吸1薄膜饼干薄膜饼干2n2.泄漏：泄漏：指气体或蒸气穿过材料或包装容器有限的间断点，即针孔，瓶边缘部位，泡罩底部裂缝，盖或瓶颈端部的微小裂口，热封区域两层之间的微小毛孔。n 泄漏速度取决于裂口尺寸与泄露分子大小的比值，封合系统的局部压力和总压力。温度对渗漏速度有显著影响。n 减少泄漏方法：无盖有盖，增加盖垫厚度，减少封合物与容器接触部分的裂缝。n 减少热封区域的泄漏，注意参数：加热或冷却过程中对试样的张紧与夹持压力、温度、停留时间；热封层的厚度；薄膜层的厚度（太薄产生针孔出现泄漏，太厚热量离开太快，影响热封质量）。2.泄漏：指气体或蒸气穿过材料或包装容器有限的间断点，即3一、一、密封性试验密封性试验n方法：热水试验，减压保持能力试验，真空室试验，压力保持试验，挤压检漏试验，静态检漏试验。n .热水试验热水试验n 试样密封，置于602C热水中浸泡，试样表面最高处距水面至少应保持25mm，再轻微而迅速抹去表面气泡。将试样在水面下翻转，2min内应无任何一处产生2个以上气泡。一、密封性试验方法：热水试验，减压保持能力试验，真空室试4n2.减压保持能力试验减压保持能力试验n 试样密封顶部开一小孔，再采用以下两种方法。n （1）抽气使包装内外差达到2030kPa，10min后观察测量仪表或压力表，压力回升率不得超过25%。n （2）抽气至包装薄膜紧贴内装物，再密封抽气孔，常温保持4H。若薄膜仍紧贴内装物，则密封性合格；若包装薄膜张力减小，产生松弛，不再紧贴内装物，则存在漏气孔洞或密封不良。2.减压保持能力试验5n3.3.压力保持试验（充气试验）压力保持试验（充气试验）n（1）试样接一个充气管并装上压力表，密封接管口，对试样充气。达到规定压力后30min内包装保持该气压。n（2）包装充气后浸入水中，或在接缝处涂上肥皂粉，观察有无气泡，有连续气泡冒出为不合格。n 对无具体充气压力规定的软包装，压力保持试验前应做破裂性试验，测定软包装对充气试验的最大抗压强度。再将破裂强度乘以系数0.5，作为压力保持试验的充气压力。n 若平面边缘热封软包装包装袋的热封强度已知，则可计算最大充气压力：S试样热封强度，N/m；L试样长度，m；W试样宽度,m.3.压力保持试验（充气试验）S试样热封强度，N/m；L6n4.真空室试验真空室试验n 密封试样浸没于真空室内水下，试样上表面的浸没深度不小于25mm。再将真空室抽至规定的真空度。若无具体规定，真空度可按软包装破裂强度的0.5倍或最大充气压力计算。n 最大充气压力n n试样在真空室保持30s，无连续气泡冒出为合格。n 若试样不能浸水，可将真空室不装水。试样放入真空室内，将真空室抽至软包装破裂强度的0.5倍或最大充气压力。再关闭抽气泵和真空室阀门，保持30s。真空室的真空度下降不超过试验真空度的25%为合格。n试验设备：玻璃真空干燥器外接真空表、真空泵和阀。4.真空室试验7n5.挤压检漏试验挤压检漏试验n 试样热封时，尽可能多封进空气。n（1）试样浸没在室温水中，顶部距水面约50mm。再用手或机械装置挤压试样。观察试样各个部位，特别是热封处有无气泡冒出。n（2）对大型试样，可在所有热封、接缝以及容易漏气部位涂上气泡剂，再挤压试样。观察试样各部位有无气泡冒出。有连续气泡冒者漏气。5.挤压检漏试验8n6.静态检漏试验静态检漏试验n 向包装内装入水或其它液体，如食用植物油、酱油等。按要求密封。将密封好的试样按规定顺序各放置15min：n （1）直立 （2）倒置 （3）一侧面着地 n（4）一端面着地（5）另一侧面着地 （6）另一端面着地。6.静态检漏试验9n 按（1）（2）（4）（6）方式不能稳态放置，可用合适挡板、挡块使试样保持稳定。按每种方式放置后，都应检查是否渗漏。n 六种密封性试验方法比较：应根据试样的结构、尺寸、内装物、包装容器的具体情况选择。n 压力保持试验和真空室试验能测定在规定压力差下包装的密封性，灵敏度高，能找出包装的漏气部位。但设备要求高，尺寸大的试样受到限制。n 挤压检漏试验和热水试验方法简单，但不能控制包装内外压力差，适合于含气密封包装件。n 充气试验不能确定漏气部位，也不能确定大型包装上有无细微的漏气，可作为真空装的小型包装件密封性试验。n 静态检漏试验仅确定试样置于不同位置时内装液体是否可能发生渗漏，适用于液体软包装质量检验。按（1）（2）（4）（6）方式不能稳态放置，10二二、透湿性试验透湿性试验n软包装袋的透湿度软包装袋的透湿度是指在规定的湿热试验条件下，在一定时间（30天）内透入内部空气保持干燥状态的包装袋内的水蒸气量，单位：g/30d。n 1.试验原理和设备试验原理和设备n 试验原理：试样封装规定量的干燥剂，放置在规定温湿度环境中，使包装内外保持一定的水汽压差，通过对试样定期称量，测定透过试样的水汽量，并计算透湿度。n 试验设备：恒温恒湿箱，称量天平。n 恒温恒湿箱应能将保持RH=88 92%，T=401。对于小型试样，天平灵敏度1mg；当试样质量在1kg及以上时，天平灵敏度应不低于试样质量的万分之一。二、透湿性试验软包装袋的透湿度是指在规定的湿热试验条件11n 干燥剂干燥剂n 性质：干燥剂是一种吸附脱水剂，通过毛细作用从周围吸附水分，并将水分凝聚后以液态保持在吸附表面和毛细表面，达到去除封存空间中水分的作用。干燥剂应具备以下条件：n 较高的吸附能力；n 化学稳定性，不易与其它物质发生作用，也不会因吸水引起 n 化学变化而产生腐蚀性物质；n 有一定的机械强度，不易破碎，保持一定的吸附稳定性；n 能够再生，可反复使用。n 分类：干燥剂的吸附能力用吸水率（吸湿率）表示，即所吸收的水汽量与干燥剂自重之间的比值，与温度和相对湿度有紧密关系。n 硅胶，分子筛，活性氧化铝，硅藻土，氯化钙，硫酸钙。干燥剂12n硅胶属于非晶体状、多孔性、高表面积结构的化合物，分子式：n亲水性特强，不溶于水；具有较高的热稳定性和化学稳定性，优良的干燥剂。硅胶分粗孔球形硅胶，细孔球形硅胶，变色球形硅胶，粗孔块状硅胶，细孔块状硅胶。20 30吸湿性能最佳，温度升高吸湿性下降，90以上基本丧失吸湿性。硅胶属于非晶体状、多孔性、高表面积结构的化合物，分子式：13n 分子筛是一种优异的高效能选择性超微孔吸附剂，也是优异的催化剂和催化剂载体。n 按分子极性大小选择吸附：当分子大小相同时优先吸附极性较大的分子。n 按分子不饱和程度选择吸附：分子筛对不饱和有机物分子具有较高的亲和性，吸附能力随分子的不饱和性增加而增高。n 活性氧化铝，也称铝凝胶，是一种疏松多孔性吸附剂。分子筛是一种优异的高效能选择性超微孔吸附剂，14n2.试验方法试验方法n GB6982“软包装容器透湿度试验方法软包装容器透湿度试验方法”n 细孔硅胶装入试样前应进行干燥处理。n 包装内放入细孔硅胶80 100g，若包装较小不能容纳80g干燥剂，则应放入包装容器容量的一半。n 细孔硅胶装入试样前应进行干燥处理。n 包装样品的密封应按实际的密封操作进行。n 对试样进行温湿度处理，并称量1次，立即转入RH=88 92%，T=401的湿热试验箱内进行湿热试验。n 试验过程中应定期称量，每次称量方法相同。作出增量与时间关系图。试验应持续到关系图上至少有3个连续点成一直线为止。2.试验方法15n3.3.试验结果试验结果n 软包装容器的透湿度指在规定的湿热试验条件下，在30天内透入空气保持干燥状态条件下的容器内的水汽量，g/30d。n 常用单位g/m230d，g/m224hn取2位有效数字，给出最大值、最小值。3.试验结果16三、三、软包装材料剥离试验软包装材料剥离试验n1.试验原理和设备试验原理和设备n 软质复合塑料材料主要包括：塑料薄膜、塑料薄膜或其它基材（铝箔，纸，织物）复合而成的复合薄膜。n 试验原理：将规定宽度的试样，在一定的速度下进行T型剥离，测定复合层与基材的平均剥离力。n 试验设备：带图形记录装置的拉伸试验机或万能材料试验机。三、软包装材料剥离试验1.试验原理和设备17n2.试验方法试验方法n GB8808“软质复合塑料材料剥离试验方法”n A法：复合薄膜(是两种或两种以上的基材通过粘接剂复合为一层薄膜的统称)。试样宽度15.00.1mm，长度200mm，试验速度3005mm/min。n B法：人造革，编织复合材料。试样宽度30.00.2mm，长度150mm，试验速度2005mm/min。n 温湿度预处理：RH=4555%，T=232，4H。n 试验前沿试样长度方向将复合层与基材预先剥开50mm，被剥开部分不得有明显损伤；再把剥开部分的两端分别夹在试验机上、下夹具上，使试验剥开部分的纵轴与上下夹具中心连线重合。未剥开部分与拉伸方向呈 T型，记录剥离力的变化规律。2.试验方法18n3.试验结果试验结果n 每组试样计算纵向、横向剥离力的算术平均值，取2位有效数字。单位，N或N/m。若需要，再计算剥离力的标准偏差。3.试验结果19四、四、耐折性试验方法耐折性试验方法n1.薄膜耐折性试验薄膜耐折性试验n（1）试验原理和设备）试验原理和设备n 试验原理试验原理：试样承受恒定张力状态下，按规定的角度正反向反复弯折，直到试样断裂，记录折断试样所需弯折次数。n 试验设备试验设备：MIT耐折试验机或类似设备，包括上下夹头，弯折控制系统，温度控制系统，计数器等。上下夹头可往返转动，转角和速度可通过弯折控制系统调节；下夹头可加砝码，以控制试样张力。试样断裂，下夹头下落，打开接触开关，使设备停机。计数器显示弯折次数。温度控制系统可控制试验温度，如常温、高温、低温下的耐折性试验。四、耐折性试验方法1.薄膜耐折性试验20n（2）试验方法）试验方法 n 温湿度预处理：RH=4555%，T=232，至少1h；而高、低温耐折性试验预处理时间4h。n试样每组10条，长140mm，宽150.25mm，纵、横向各5条。n 试样两端分别夹于上、下夹头，再在下夹头平稳地放置砝码，使试样受到9.8 N张力；按试验要求调节好温度，弯折角度和弯折速度，若无具体规定，弯折角度调至90，弯折速度175次/min；上夹头往复转动或摆动，试样正反弯折，直至折断试样或达到规定的弯折次数。（2）试验方法 21n（3）试验结果）试验结果n 每个试样的弯折次数；n 纵、横试样的平均弯折次数或全部试样的平均弯折次；n 判断试样是否满足产品规定的弯折次数。（3）试验结果22n2.铝塑布折破度试验铝塑布折破度试验n（1）试验原理和设备）试验原理和设备n 试验原理：试样按垂直轴，以规定的弯曲半径，在规定的时间内加载，卸载，展开试样，观察铝箔层折破情况。n 试验设备：圆棒（长度大于100mm，直径1mm和3mm）；圆板两块（直径100mm）；标准砝码；4 10倍的显微镜。2.铝塑布折破度试验23n（2）试验方法）试验方法 n 试样5050mm2，并在试样铝塑面中心部位画一个直径10mm圆，但不能使用圆规，以免戳破试样。用显微镜观察圆内是否透光，选出不透光样品，每10片1组，共3组。n 试样在直径1mm的圆棒上面相对弯曲对折；再沿与第一次对折的垂直方向将试样在直径3mm圆棒上面弯曲对折；n 取下试样，将交叉对折的试样放在上下两圆块中间，上圆板再放上砝码，使砝码与上圆板总重量等于规定负荷，保持30 60s，加压时，上下圆板间距相等；卸下砝码，取出试样并轻轻展开，在显微镜下观察折痕的十字交叉点及附近是否透光。（2）试验方法 24n（3）试验结果）试验结果n 三组试样中，每一组折破试样超过2件即为不合格。若仅有一组折破试样超过2件，再取2组试样复试。复试试样折破数超过4件即为不合格。（3）试验结果25五、五、热封强度试验热封强度试验n三种：耐破试验法，静载荷试验法，拉伸试验法n 1.耐破试验法耐破试验法n（1）试验原理和设备）试验原理和设备n 试验原理：三边热封，一边开口的薄膜袋在开口袋密封试验仪上缓慢充气，或将四边热封装有充气孔的薄膜袋缓慢充气，直到热封处破裂或袋的其它部位破裂，压力下降为止，记下破裂时的充气压力。n 试验设备：开口密封试验仪或空气压缩机、阀门、压力装置。五、热封强度试验三种：耐破试验法，静载荷试验法，拉伸试验26n（2）试验方法）试验方法 n 试样100mm100mm 四边热封袋或三边热封一边开口袋。四边热封袋一面装有充气孔。试样热封方法与生产工艺相同。每组试样5件。n 试样置于开口袋封试验仪上或与充气装置相连，缓慢充气，充气速度应控制在压力增加不超过1kPa/s。直到试样破裂，记下破裂时的充气压力。（2）试验方法 27n（3）试验结果）试验结果n 取5件试样热封破裂时充气压力的平均值。若试样破裂，而热封未破裂，试验报告应对此情况加以说明，并报告破裂压力值。n 该项试验方法也适用于软包装袋的爆破强度试验。（3）试验结果28n2.静载荷试验法静载荷试验法n（1）试验原理和设备）试验原理和设备n 试验原理：将有热封试样的未热封端两层展开，一端固定在支架上，另一端悬挂规定的负载，使热封受剥离力；经过规定时间，卸去负载，观察热封被拉开情况。n 试验设备：固定支架，可加载的夹头，砝码。2.静载荷试验法29n（2 2）试验方法）试验方法n GJB145“GJB145“封存包装通则封存包装通则”n 试样150mm 300mm，沿长边中线叠合对折；距折缝10mm的平行线处用热封仪热封（或无折缝300mm长缝内10mm处热封），热封宽度mm；热封工艺与生产工艺相同，或按试样最佳热封条件进行；沿垂直于封口方向截去20mm端边后，截取宽25mm试样块，一端固定在支架上，另一端夹头加载砝码；加载负荷4.9 N，加载时间5min；试验后小心卸载，检查封口分离情况。（2）试验方法30n MIL-B-131E“MIL-B-131E“可热封防潮阻隔材料可热封防潮阻隔材料”中规定热封宽为12.8mm室温，中温，高温静载荷试验，试样封口部分与展开部分应垂直，热封宽度12.8mm，使热封部位受到T型剥离力。n 试验前试样应在温度232C、相对湿度4555%的环境内至少放置h。加载、卸载不应产生冲击力，试样承受负荷时不应产生摆动。试样也可从未使用过的包装袋封口处裁取。MIL-B-131E“可热封防潮阻隔材料”中规定热封31n（3）试验结果）试验结果n 封口分离长度；热封强度是否合格。n GJB145规定，3块试样封口分离均不超过50为合格。n MIL-B-131E规定，23C试样封口应不分离，38C、70C封口分离不超过6.4mm。（3）试验结果32n.拉伸试验法拉伸试验法n（1）试验原理和试验设备）试验原理和试验设备n 试验原理：将试样未热封端两层展开，两端分别固定于拉伸试验机上，热封部分受拉力；测定封口分离前的最大负荷，即热封强度。不同塑料薄膜，热封强度与拉伸速度的关系如图430所示。n 试验设备：拉伸试验机，万能材料试验机。n 试样的采集：如图431、432所示。.拉伸试验法33n（2）试验方法）试验方法n 预处理：T=232C，RH=45 55%，h。n 试样宽度151.0mm，其它与静载荷试验法相同。n 将试样未热封端的两层展开成180，两端固定于试验机上、下夹头，以30020mm/min速度拉伸试样。试样热封部位与拉伸方向垂直，使封口受T型剥离力，直到试样断开为止。n 热封强度在量程的15 85%范围内。n（3）试验结果）试验结果n 取3件试样最大负荷的算术平均值。（2）试验方法34六六、软包装袋耐压强度试验软包装袋耐压强度试验n不适用：内装物是固体，内装物有明显突起。n1.试验装置试验装置n 两个上下压板，上压板加载，下表面应光滑、平整，不能变形。n 加压方式有：重锤式/杠杆式/油压式。要求：加载均匀、缓慢，能保持一定的时间。六、软包装袋耐压强度试验不适用：内装物是固体，内装物有35n包装袋总质量与压缩负荷的关系：包装袋总质量与压缩负荷的关系：n2.试验程序试验程序n 1）试验袋中装入实际的或类似的内装物，热封好试验袋5只。n 2）根据包装袋质量确定压缩负荷，并均匀、缓慢加载，保持1min。观察内装物是否漏出，袋是否破裂。总质量（g）10010040040020002000以上压缩荷重（N）196 392 588 785包装袋总质量与压缩负荷的关系：总质量（g）1001004036七、七、软包装的其它试验方法软包装的其它试验方法n.塑料编织袋跌落试验塑料编织袋跌落试验n（1）试验原理和试验设备）试验原理和试验设备n适用于A、B、C三种型号塑料编织袋、复合塑料编织袋。n A型袋：装25kg的聚烯烃树脂。n B型袋：装40kg尿素或密度相当的物料。n C型袋：装50kg尿素或密度相当的物料。n 试验原理：将填充系数为80 85%的试样进行垂直冲击跌落试验，评价塑料编织袋强度。n 试验设备：转臂式跌落试验机n 跌落高度：见表48。七、软包装的其它试验方法.塑料编织袋跌落试验37n（2）试验方法）试验方法n GB4857.5“包装 运输包装件 跌落试样方法”n 试样内装入80 85%内装物或密度相当的代用物料，每组3件。n 试验环境：常温常湿n 试验高度：塑料编织袋1.2m，复合塑料编织袋按GB4857.5n 试验次序：第1件按垂直、平向、侧向的次序各跌1次；第2件按平向、侧向、垂直的次序各跌1次；第3件按侧向、垂直、平向次序各跌1次。每次跌落后检查试样的破损情况。n（3）试验结果）试验结果n 三件试样均应不破损，内装物料不漏失。（2）试验方法38n2.水泥包装袋牢固度试验水泥包装袋牢固度试验n（1）试验原理和试验设备）试验原理和试验设备n试验原理：将装满标准砂的水泥袋提升至1m，自由坠落，使试样受到类似水泥袋可能受到的冲击力，评价水泥包装袋的牢固程度。n 试验设备：电热干燥箱，样袋支架，跌落试验机。2.水泥包装袋牢固度试验39n（2）试验方法：）试验方法：GB9774“水泥包装用袋水泥包装用袋”附录附录B“水泥水泥包装袋牢固度试验方法包装袋牢固度试验方法”n 预处理：复合袋，恒温 h，再冷却h；纸袋和60C 等级复合袋，实验室内放置h。n 样袋内灌装FD50型标准砂501kg，或FD45型标准砂451kg。n 跌高1m，反复跌落，直至破包。n 裂口或开口大于50mm或复合袋的复合层分离面积大于10cm2，或总分离面积大于100cm2 均为破损。n（3）试验结果）试验结果n 计算试样未破损的平均坠落次数，保留1位小数。（2）试验方法：GB9774“水泥包装用袋”附录B“水40n3.复合袋适用温度试验复合袋适用温度试验n（1）试验原理和试验设备）试验原理和试验设备n 试验原理：将复合袋试样置于电热干燥箱内，按预定温度恒温预定时间，测量尺寸和外观变化，判断复合袋适用温度。n 该试验方法也适用于热灌装包装袋。n 试验设备：电热干燥箱，样袋支架，长1m和精度1mm的钢板尺。3.复合袋适用温度试验41n（2）试验方法）试验方法n 每组取样袋5只，在胶口面纵、横向中轴线作好测量标记，纵向标记600mm，横向标记400mm，精确测量样袋实际长度；再将样袋侧立于样袋支架上，放在电热干燥箱内，在规定的温度下恒温放置1h（恒温 分120 C，90 C，60C 3个等级）；从电热干燥箱取出样袋，在室内冷却20min，测量原标记的纵、横向实际长度，观察外观变化。n（3）试验结果）试验结果n 收缩率：n 所有样袋若纵、横向平均收缩率大于3%或样袋发脆、开胶，则不能在本级温度使用。（2）试验方法42