鍍鋁薄膜正反面阻隔性能變化研究

劉容宏 孫元浩 劉芳

摘要：采用不同材質的三種鍍鋁薄膜，在相同條件下，分別對三種鍍鋁薄膜的正反面進行氧氣透過量和水蒸氣透過量檢測。結果表明：鍍鋁面朝向低壓側時的氧氣透過量明顯小于鍍鋁面朝向高壓側時的氧氣透過量；鍍鋁面朝向低濕側的水蒸氣透過量明顯小于鍍鋁面朝向高濕側的水蒸氣透過量。

關鍵詞：鍍鋁膜；水蒸氣透過量；氧氣透過量；阻隔性

中圖分類號：TB48 文獻標識碼：A 文章編號：1400 （2021） 09-0023-03

Research on the Change of Front and Back Barrier Property of Plastic Film Deposited with Aluminium

LIU Rong-hong， SUN Yuan-hao， LIU Fang

（Shandong Product Quality Inspection Research Institute， Shandong Supervision and Inspection Institute for Sports Product Quality， Jinan 250102， China）

Abstract： Three kinds of plastic films deposited with aluminium were used. With a same condition， the oxygen permeability and water vapor permeability of their both sides were tested. The results show that when the surface deposited with aluminium towards to the low pressure side， the oxygen permeability is significantly less than the one which surface deposited with aluminium towards to the high pressure side. Similarly， when the surface deposited with aluminium towards to the low humidity side， the water vapor permeability is obviously lower than the other one.

Key words： plastic film deposited with aluminium； the oxygen permeability； the water vapor permeability； barrier property

隨著我們生活水平的提高，食品種類也在日益增加，隨之而來的食品包裝更是琳瑯滿目，而塑料包裝因為其便利性充盈著食品包裝的各個方面。鍍鋁薄膜又因為其較高的阻隔性廣泛應用于塑料包裝中[1]，在快餐食品包裝、方便面包裝、糖果包裝、酸奶包裝、膨化食品包裝等有著較多應用。夏文廣[2]等對多層鍍鋁膜進行了產業分析，也讓我們對鍍鋁膜的發展有了初步的認識。最近幾年，隨著鍍鋁薄膜的廣泛應用，國內外學者也對其進行了大量研究[3-6]。

鍍鋁膜是采用特殊工藝在塑料薄膜表面鍍上一層極薄的金屬鋁而形成的一種復合軟包裝材料，其中最常用的加工方法當數真空鍍鋁法：在高真空狀態下通過高溫將金屬鋁融化蒸發，使鋁的蒸汽沉淀堆積到塑料薄膜表面上，從而使塑料薄膜表面具有金屬光澤。由于它既具有塑料薄膜特性，又具有金屬特性，是廉價美觀、性能優良、實用性強的包裝材料。鍍鋁膜的特殊工藝使得鍍鋁膜在產品包裝上具有很多優點：1）具有優良耐折性和良好韌性，很少出現針孔和裂口，無揉曲龜裂現象，因此對氣體、水蒸汽、氣味、光線等阻隔性提高。2）具有極佳金屬光澤，光反射率可達97%，且可以通過涂料處理形成彩色膜，裝潢效果是鋁箔所不及的。3）可采用屏蔽式進行部分鍍鋁，以獲得任意圖案或透明窗口，能看到內裝物。4）鍍鋁層導電性能好，能消除靜電效應，封口性能好，尤其包裝粉末狀產品時，不會污染封口部分，保證包裝密封性能。5）對印刷、復合等后加工具有良好適應性。由于以上特點，使鍍鋁薄膜成為性能優良、經濟美觀的新型復合薄膜，在許多方面已取代了鋁箔復合材料。主要用于風味食品、農產品真空包裝，以及藥品、化妝品、香煙包裝。另外，鍍鋁薄膜也大量用作印刷中的燙金材料和商標標簽材料等。

我們在大量的實驗過程中發現，鍍鋁膜的鍍鋁面和非鍍鋁面氧氣透過量和水蒸氣透過量數值差距較大，甚至能達到四倍差距，這將直接導致鍍鋁膜包裝方式不同，阻隔性能差異就會較大，也將直接影響產品的貨架期。

本文采用了市場上常用的三種鍍鋁薄膜作為研究對象，三種薄膜分別在相同的條件下對鍍鋁面和非鍍鋁面的氧氣透過量和水蒸氣透過量進行實驗，并對結果進行比較分析。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

編號A：雙向拉伸聚丙烯鍍鋁（VMBOPP）薄膜，合格品；編號B：未拉伸聚丙烯鍍鋁（VMCPP）薄膜，合格品；編號C：雙向拉伸聚酯鍍鋁（VMBOPET）薄膜，合格品。

1.2 主要設備和儀器

氧氣透過率測試系統：i-OXTRA 7700，濟南市蘭光機電有限公司；水蒸氣透過率測試系統：W3/060，濟南市蘭光機電有限公司。

1.3 實驗方法

三個產品分別在國標規定的溫濕度23℃，50%RH條件下處理4小時，然后分別讓三個產品鍍鋁面朝向低壓側、鍍鋁面朝向高壓側，按照國標GB/ T1038-2000塑料薄膜和薄片氣體透過性實驗方法壓差法[7]進行氧氣透過量的檢測；分別讓三個產品鍍鋁面朝向低濕側、鍍鋁面朝向高濕側，按照國標GB/ T1037-1988塑料薄膜和片材透水蒸氣測試方法杯式法[8]進行水蒸氣透過量的檢測。

1.4 實驗原理

GB/T1038-2000塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法壓差法，薄膜的兩側分別為兩個獨立的空間，將其中一側（高壓側）充入一個大氣壓的標準氧氣，另一側（低壓側）則抽真空，這樣在薄膜的兩側即產生了一定壓差，高壓側的標準氧氣會通過薄膜滲透到低壓側，通過測量低壓側的壓力增加值就可以計算出氧氣透過量；GB/T1037-1988塑料薄膜和片材透水蒸氣性測試方法杯式法，在規定的38℃，90%濕度條件下，透濕杯內側高濕、透濕杯外側低濕，試樣兩側保持一定的水蒸氣壓差，測量透過試樣的水蒸氣量，計算水蒸氣透過量。

2 結果與討論

2.1 A樣品檢測結果

表1中可以看出，材質為VMBOPP的樣品，鍍鋁面朝向低壓（低濕）側時，氧氣透過量和水蒸氣透過量明顯小于鍍鋁面朝向高壓（高濕）側時，鍍鋁面朝向高壓側時的氧氣透過量是朝向低壓側時的兩倍多，水蒸氣透過量朝向高壓側是朝向低壓側的三倍多。這說明鍍鋁面朝向高壓（高濕）側的阻隔性要小于朝向低壓（低濕）側的阻隔性。

2.2 B樣品檢測結果

從表2中可以看出，材質為VMCPP的樣品，鍍鋁面朝向低壓（低濕）側和高壓（高濕）側時氧氣透過量和水蒸氣透過量數值與材質為VMBOPP的樣品數值相近，說明材質為VMCPP的薄膜鍍鋁面朝向高壓（高濕）側的阻隔性也小于朝向低壓（低濕）側的阻隔性。

2.3 C樣品檢測結果

從表3中可以看出，材質為VMBOPET的樣品，鍍鋁面朝向低壓（低濕）側和高壓（高濕）側時氧氣透過量和水蒸氣透過量數值變化與材質為VMBOPP和VMCPP的樣品數值變化相近，均是低壓（低濕）側的數值遠低于高壓（高濕）側的數值。

比較表1、表2、表3三個表格可以看出，三個產品水蒸氣透過量數值差距不大，但是氧氣透過量，材質為VMBOPET樣品的數值明顯低于材質為VMCPP和VMBOPP的樣品，筆者對比送檢的多家產品實驗數據發現材質為VMBOPET的產品氧氣透過量數值均小于3，明顯低于材質為VMCPP和VMBOPP的氧氣透過量。通過調研發現，現在多數鍍鋁食品包裝袋用的是VMBOPET材質的產品，這也與它相對比較高的阻隔性有關。樣品A與樣品B雖然氧氣透過量數據有差距，但由于鍍鋁層厚度和樣品本身厚度不一樣，并不能由此判斷樣品A和樣品B的阻隔性大小。

3 結論

為了增加食品的貨架期，延長食品的保質期，一般食品包裝袋內側都是低濕且低濃度氧含量或充氮氣不含氧，通過上述實驗可以看出如果鍍鋁層朝向食品包裝袋內側，即低壓氧氣（低濕水蒸氣）側時，其阻隔性會優于鍍鋁層朝向食品包裝袋外側，這樣也就延長了食品的保質期和貨架期。尤其像膨化類食品，如果透濕量較大，勢必導致包裝袋內的膨化物軟化，影響食品口感；而對于幾乎所有的食品包裝來說，過多的氧氣含量必定會加速食品變質。所以鍍鋁薄膜的包裝形式對食品的貨架期影響較大。至于正反面放置阻隔性差異較大的原因，筆者會做進一步研究。

參考文獻：

[1] 孫楊，應英，樸春穎，朱敏娜.真空鍍鋁、鋁塑復合膜的阻隔性能測試[J].醫療裝備，2016，29（5）：39-40.

[2] 夏文廣，王奕潔，冀小強，石建恒，劉德順，陳湖北.中國高阻隔多層鍍鋁膜產業分析[J].塑料包裝，2016，26（3）：55-57.

[3] 劉東芳，陳欣，于佳佳.鍍鋁復合膜包裝與方便面面餅相容性的研究及分析[J].包裝工程，2013，34（10）：29-33.

[4] 包燕敏，萬敏輝，張烈銀.功能性鍍鋁膠的開發及在鍍鋁復合包裝材料中的應用[J].中國包裝工業， 2012（9）：29-31.

[5] 姜萬勇，曾忠斌，彭浩等.基于信息化檢測分析平臺的蛋黃派鍍鋁復合膜包裝比較研究[J].包裝工程， 2012，33（17）：44-48.

[6] 郭俊杰，張宏元.鍍鋁膜/PE膜復合用水性復合膠的開發與應用研究[J].包裝工程，2006，27（3）：25-27.

[7] GB/T1038-2000，塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法壓差法[S].

[8] GB/T1037-1988，塑料薄膜和片材透水蒸氣測試方法杯式法[S].