怎么辨別包裝的滲透和泄漏

    本文對包裝的滲透和泄漏進行了分析，提出應從包裝材料、包裝過程、運輸和銷售全過程考察包裝的密閉性能的觀點。對于目前國內外常見的氧氣透過率、水蒸汽透過率的檢測方法進行了分析比較，指出了它們的優缺點和實際操作過程中的一些問題，文章還給出了常用的泄漏檢測方法，并對泄漏產生的原因進行了論述。

     關鍵詞：包裝 泄漏 氧氣透過率水蒸汽透過率 測試方法

概述

　　包裝除了美觀和物理防護外，其最重要的性能就是密閉性能，水蒸汽或氣體進入或泄出包裝的途徑有三種：滲透和泄漏。

　　滲透是指氣體或水蒸汽從高濃度區進入表面，通過向材料的擴散，而又從低濃度區的另一表面解吸，滲透的速度與包裝材料的結構、厚度、厚度均勻性、溫度、濕度等有關，同時也與擴散劑的種類有關。滲透對于包裝件來說有二種，一是穿通包裝材料的滲透，另一穿過包裝件中包裝材料結合處的滲透(如：熱封的封口部分的熱合處)。后一種滲透一般較小，往往容易被人們所忽視，但在某些特定條件下，對包裝件的整體密封性可能會有很大的影響。對于高阻隔性的包裝，為了整個包裝件有較高的密閉性能，減少熱封處的滲透，封口應有足夠的寬度，使用的熱封材料必須要有一定的阻隔性能。

　　泄漏是與滲透完全不同的兩個概念。泄漏是指水蒸汽或氣體通過材料的裂縫、微孔或兩材料間的微小間隙而泄出或進入包裝，它是對流(總壓力梯度引起的強制流動)和擴散(濃度梯度引起的分子運動)兩種作用共同組成的。泄漏的速度取決于泄漏孔隙的大小、包裝件內的壓力、擴散劑的種類以及環境的溫度、濕度等。為了減少泄漏，對于機械結合密封的包裝件來說，機械密封外應有足夠且能持久的壓力，機械密封界面必須具有足夠的表面光潔度和相應的尺寸精度，兩機械密封材料中最好有一種材料具有一定的彈性和較小的永久變形。對于熱封密閉的包裝，為了避免熱封處的泄漏，必須要有良好的包裝機械，控制好熱封的時間、溫度、壓力以及冷壓的時間、壓力、溫度等，同時熱封層的厚度及包裝材料的厚度也必須適當。當然包裝袋的形式也對泄漏有很大影響，一般三邊封袋要比中封袋、風琴袋、自立袋等發生泄漏的機率較小。

　　作為一個包裝件，因為滲透和泄漏兩者都可能同時存在的，所以大多數包裝件的測試結果都是滲透和泄漏總和。在包裝設計和應用中，將泄漏和滲透區分開來是很重要的，因為在整個包裝的密閉性中，往往其中一種為主要影響因素。但是應清楚：不論泄漏是否主要因素，在一個包裝中確定是否存在泄漏以及了解泄漏的位置、泄漏率，對整個包裝的設計制造都是相當重要的。我國主要偏重于材料的滲透性(氧氣和水蒸汽)的測試，缺少對包裝件和產品的整體密閉性能的檢驗方法。對于包裝件的泄漏，也僅有一些定性的檢驗方法。有些產品的包裝，包裝材料的測試結果是令人滿意的，但在應用過程中卻常常不如意，這是因為包裝材料在其成型、充填、熱封、殺菌以及貯存、運輸、銷售等過程中，材料的阻隔性能會發生變化，同時也會產生新的泄漏。由于最可靠的產品密閉性能都是靠最后的包裝成品的測試來獲得的，筆者認為，只要有可能就應該對包裝件，而不僅僅對包裝材料進行試驗，這樣才能給包裝一個真實的評價。

包裝的滲透

　　包裝的滲透性能一般分為氣體透過率和水蒸汽透過率二類，而氣體透過率一般又以對包裝物影響較大的氧氣為代表。

1氣體透過率的檢測

　　目前國內外常用的氣體滲透性的測試方法見表1，從測試原理來分，有壓差法和通過電量分析傳感器的成份分析法兩類。

　　壓差法的測定原理是用試驗薄膜隔成兩個獨立的空間，將其中一側(高壓室)充入測定用氣體，而另一側(低壓室)則抽真空，這樣在試樣兩側就產生了一定的壓差，高壓室的氣體就會通過薄膜滲透到低壓室，通過測量低壓室的壓力或體積變化就可以得出氣體的滲透率。壓差法具有簡單的、方便、可以測定各種氣體，以及儀器設備價格較低等優點。我國唯一的氣體透過率國家標準GB/T 1038－2000就是采用了壓差法，我國目前企業和事業單位所使用的氣體透過率測試儀器也基本上是壓差法的儀器。但我們從實驗原理和儀器的使用實踐中都可以發現壓差法具有如下明顯的特點：

①壓差法的測試條件為：高壓室的擴散劑是絕對干燥的氣體。實驗中的相對濕度RH=0％，而許多包裝在使用中，環境的相對濕度并非為RH=0％，有些材料(如PA、EVOH等)的氣體透過率還與環境的濕度有很大的關系。

②壓差法的測試條件為中低壓室是真空。在實際包裝中僅真空包裝符合這種條件，常見的包裝內外壓力是基本相等的。同時該測試結果是氣體分子在氣壓差和濃度差的雙重作用下透過試驗薄膜時，因而測量結果常常編大。上海藥用包裝材料測試所應用美國摩根(MOCON)的透氧儀(試驗時，兩側壓力相等)與德國的壓差法的透氧儀進行了對比實驗，結果表明壓差法的測量結果偏大，特別是當氧氣透過率小于5.0ml/m2. 24.h.1atm時更為明顯。

③壓差法的測試過程中材料的兩側存在壓差，這會破壞某些較為脆弱的材料的結構，生產小的裂紋，針孔等缺陷，壓差的存在還會使材料產生形變，使材料厚度變薄，透氣面積增大，從而影響實驗結果；測試過程中壓差的存在，不利于試樣的固定和密封，容易產生泄漏，而外界氣體進入系統的低壓室，檢測系統又不能進行識別；試驗材料兩側存在壓差，因而在試驗過程中的試驗是要受外力的狀態下進行測試的，材料的受力狀態會改變材料的一些微觀結果，因而會對材料的阻鎘性能有一定的影響，雖然目前沒有這方面的研究報告，但對于某些材料平說這是一個不能忽略的問題。

④壓差法由于其檢測手段的局限性，一般不能檢測包裝件的透氣性，而包裝性透氣性對于評價包裝的密閉是最可靠的。

⑤壓差法由于其實驗方法的局限性，儀器的精度較低，一般測量的最低量僅為1.0－3.5ml/m2.24h.1atm，目前該類儀器最好的也不過0.5ml/m2.24h.1atm，而且在低透過量的條件下，實驗的重復性較差。

信息來源：中國包裝網