食品包装复合材料结构设计研究(四)

　　3 试验

　　3．1试验材料：塑料薄膜

　　（1）中低阻隔性能的复合薄膜结构：PET(12μm)/PP(38μm)；PET(12μm)/PP(33μm)；BOPP(25μm)/BOPP(25μm)；BOPP(20μm)/BOPP朱光膜（30μm）；BOPP(20μm)/BOPP(20μm)； PET(12μm)/BOPP朱光膜（30μm）；BOPP(17.5μm)/金属化BOPP(17.5μm)

　　（2）高阻隔共挤出薄膜结构：PA(46μm)/EVOH-F(8μm)/PP(28μm)/PE-m(25μm)；PP(18μm)/EVOH-F(4μm)/PP(18μm)；PE(21μm)/EVOH-L(4μm)/PE(16μm)，其中EVOH-F含32%的乙烯基，而EVOH-L含27%的乙烯基。

表2:几种复合薄膜的水蒸气渗透性：测量值与模型计算值的比较

结构 测量的渗透量
［g(m2 ·天·atm)] 计算的渗透量
［g(m2 ·天·atm)] 偏差(%) PET(12μm)/PP(38μm) 18.11 17.32 4 PET(12μm)/PP(33μm) 22.08 19.86 10 BOPP(25μm)/BOPP(25μm) 7.76 7.45 4 BOPP(20μm)/BOPP(20μm) 10.41 10.77 -4 BOPP(17.5μm)/
金属化BOPP(17.5μm) 1.04 1.04 -0.04

表3: 几种低阻隔性薄膜的氧气渗透性：测量值与模型计算值的比较

结构 测量的渗透量
［ml(m2 ·天·atm)] 计算的渗透量
［ml(m2 ·天·atm)] 偏差(%) BOPP(20μm)/朱光膜BOPP(20μm) 715.890 959.080 -34 BOPP(20μm)/BOPP(20μm) 774.960 956.910 23 BOPP(25μm)/BOPP(25μm) 783.070 579.960 26

表4： 几种中等阻隔性薄膜的氧气渗透性：测量值与模型计算值的比较

结构 测量的渗透量
［ml(m2 ·天·atm)] 计算的渗透量
［ml(m2 ·天·atm)] 偏差(%) PET(12μm)/BOPP朱光膜(30μm) 96.950 90.520 7 PET(12μm)/PP(38μm) 113.520 90.120 21 PET(12)/PP(33μm) 109.920 90.730 17

表5： 几种高阻隔性薄膜的氧气透过性：测量值与模型计算值的比较

结构 测量的渗透量
［ml(m2 ·天·atm)] 计算的渗透量
［ml(m2 ·天·atm)] 偏差(%) PA(46μm)EVOH-F(8μm)/PP(28μm) /PE-m(25μm) 0.845 0.812 3.83 PP(18μm)/EVOH-F(4μm)/PP(18μm) 1.671 1.687 -0.93 PE(21μm)/EVOH-L(4μm)/PE(16μm) 0.873 0.857 1.80

　　3.2采用的标准

　　水蒸气渗透率和氧气渗透率的测量是按照下面的国际标准测量的：

　　（1）水蒸气渗透率（WVTR）：标准采用DIN53380II，条件是40℃和90%的相对湿度，实验设备采用Bruger GDP-C

　　(2)氧气渗透率（OTR）：标准采用ASTM3985-95，条件是23℃和0%的相对湿度，实验设备采用MOCON潮气分析仪,OXTRAN 100

　　4 结果和讨论

　　塑料薄膜通过试验得到的渗透性数据与模型计算的数据进行比较，试验数据由于温度和相对湿度的变化，进行了适当的修正。表2所示是各种复合薄膜水蒸气渗透性的实验结果。可以看出试验结果和计算结果吻合得非常好。

　　表3、表4和表5表示了不同阻隔性塑料薄膜的氧气渗透性的实验结果和计算结果。分析了低、中、高阻隔塑料薄膜结构。可以很清楚地看出，低阻隔的薄膜在测量值和计算值之间偏差最大，中等阻隔的薄膜比低阻隔薄膜偏差小一些，而高氧气阻隔性薄膜与模型的计算数据吻合得非常好。低氧气阻隔性薄膜偏差比较大，可能是因为OTR设备对高阻隔性的测量的精度较高。

　　5　结论

　　根据当前的研究表明，已开发的计算模型对于预测塑料多层结构的阻隔性能是一个非常有价值的工具，满足了特定食品或饮料的要求。该计算模型的使用改善了复合薄膜的包装设计，同时也对薄膜加工、印刷非常有用。

信息来源：《中国包装》2005年/1