包裝內氣體量與密封性試驗中漏氣壓力的關系

摘要：包裝的密封性能是影響產(chǎn)品包裝是否易出現(xiàn)漏氣、破袋、變質等問題的重要因素，漏氣壓力是表征包裝密封性的重要指標。本文分別測試了含有不同氣體量的同種包裝袋的密封性能，以此研究包裝內氣體量是否影響密封性試驗的漏氣壓力，并介紹了試驗原理、設備參數(shù)及適用范圍、試驗過程等內容，為密封性的測試及指標值的界定提供參考。

關鍵詞：密封性、密封性能(負壓法)、漏氣壓力、密封試驗儀、熱封試驗儀、包裝袋、漏氣、泄漏

1、意義

包裝的密封性能是產(chǎn)品在包裝完成后進入存儲或流通前的常規(guī)檢測項目之一。該項目可以有效反映成品包裝的封合部位、袋體表面是否存在密封不良、針孔等缺陷，如存在上述缺陷，易引起成品包裝出現(xiàn)漏氣、漏液等現(xiàn)象，進而導致產(chǎn)品發(fā)生變質等質量問題。上述泄漏過程的發(fā)生通常較為緩慢，出廠前較難通過普通測試方法查驗。因此，應采用有效手段嚴格控制成品包裝的密封性能。

常見的軟塑包裝密封性的測試方法包括染色法、密封性能(負壓法)、超聲波法等，其中密封性能(負壓法)因操作簡單、測試結果可靠、成本低等特點而得到廣泛應用。密封性能(負壓法)試驗可通過漏氣壓力（負壓值）及漏氣位置反映樣品的密封性狀態(tài)，其中漏氣壓力（負壓值）越，包裝的密封性越好。為了驗證包裝內氣體量是否影響實際測試的漏氣壓力（負壓值），本文針對性的測試了含有不同氣體量的同種包裝成品。

2、試驗樣品

本文以含有自封條的包裝袋為試驗樣品。

3、試驗依據(jù)

本次驗證試驗依據(jù)GB/T 15171-1994《軟包裝件密封性能試驗方法》方法標準中的方法一進行。

4、試驗設備

利用熱封試驗儀對樣品的開口邊進行熱封，再采用密封試驗儀進行密封性試驗。這兩款設備均由濟南恒品機電技術有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

4.1 試驗原理

將包裝袋置于真空室內液體中，通過抽真空，使真空室上方處于低壓環(huán)境，包裝袋內部的氣體在壓力差的作用下逐漸膨脹，并對包裝袋產(chǎn)生一定壓力。若包裝袋的封邊或袋體表面存在密封不良處，氣體便從相應部位泄漏出來，表現(xiàn)為有連續(xù)不斷的氣泡冒出。根據(jù)漏氣時的壓力及漏氣位置判斷包裝袋的密封性。

本文利用熱封試驗儀在相同的熱封條件下對含有不同氣體量的包裝袋進行熱封，通過比較氣體量不同的包裝袋在密封性（負壓）試驗過程中出現(xiàn)漏氣時的壓力值，驗證包裝內氣體量對密封性試驗中漏氣壓力的影響。

密封試驗儀

熱封試驗儀

4.2 適用范圍

密封試驗儀

(1) 適用于玻璃材質、塑料材質、金屬材質、紙塑復合材料制成的瓶、管、罐、盒等包裝件的整體密封性試驗。

(2) 符合國家標準GB/T 15171及美國標準ASTM D3078的要求。

熱封試驗儀

本設備適用于軟塑薄膜、果凍杯蓋、塑料軟管等類型試樣的熱封試驗，其中軟塑薄膜包括各種塑料薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔塑料復合膜等。適用于ASTM F2029、YBB00122003等國內外標準。

4.3 設備參數(shù)

密封試驗儀

真空度為0 ~ —90KPa； 3種真空室有效尺寸可供選擇，分別為270 mm(直徑) × 210 mm(高度)、360 mm(直徑) × 585 mm(高度) 、460 mm(直徑) × 330 mm(高度)。

熱封試驗儀

熱封溫度可控制到室溫 ~ 300℃，控溫精度為±0.2℃；熱封時間的調整范圍為0.1~999.9s；熱封壓力的控制范圍為0.05 ~ 0.7 MPa；上、下熱封頭均可獨立控溫，并采用數(shù)字P.I.D控溫技術，可快速達到設定的溫度，且有效的避免了溫度的波動；采用下置式氣缸設計，保證了儀器在操作過程中的穩(wěn)定性，使試樣熱封時受壓均勻；采用了手動、腳踏兩種試驗啟動模式，且配置了防燙傷的安全設計，有效保證試驗人員試驗的方便性和安全性。

5、試驗過程

(1) 裁制6片10 cm × 10 cm的瓦楞紙板，將其中3片沿相鄰的兩邊均對折2次。

(2) 從待測試的包裝袋樣品中隨機抽取六個試樣，其中三個依次裝入未折疊的瓦楞紙板，另外三個依次裝入對折后的瓦楞紙板。

(3) 打開熱封試驗儀，設置熱封溫度、壓力、時間等參數(shù)信息，達到熱封溫度后，對所有裝入瓦楞紙板試樣的開口端在相同熱封條件下熱封。

(4) 打開密封試驗儀，設置真空壓力及保壓時間等參數(shù)。待試樣的熱封邊冷卻后，取其中一個試樣浸入真空室的水中，蓋上密封蓋，打開真空泵，按設備上的開始鍵，試驗開始。觀察在抽真空過程中或保壓過程中樣品表面有無連續(xù)氣泡產(chǎn)生及出現(xiàn)連續(xù)氣泡的壓力。依次將其余5個試樣放入真空室中進行測試。

6、試驗結果

放入未折疊瓦楞紙板的3個試樣中氣體量較少，密封試驗時分別在-80.1 KPa、-79.4 KPa、-76.9 KPa下漏氣；放入對折后瓦楞紙板的3個試樣中，由于紙板的支撐作用，試樣內部的氣體量較多，分別在-65.8KPa、-67.1KPa、-64.3KPa時發(fā)生漏氣。上述6個試樣均在上熱封邊的自封條處出現(xiàn)漏氣。

7、結論

密封性能(負壓法)試驗的漏氣壓力是表征所測試包裝密封性的重要參數(shù)。從本次試驗結果來看，氣體量多的試樣發(fā)生漏氣時的壓力低于氣體量少的試樣，由于試驗所用試樣均為同種包裝袋，且封口的熱封參數(shù)相同，包裝袋密封性能的差異對試驗結果的影響較小，故而試樣發(fā)生漏氣時壓力值的差異與內部氣體量不同有很大關系。濟南恒品機電技術有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測設備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測服務的術，現(xiàn)有設備已服務于食品、醫(yī)藥、日化用品、包裝與印刷、汽車、電子等行業(yè)及第三方檢測機構、高校與科研院所等領域得到廣泛應用。