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濕氣阻隔性是影響容器內(nèi)容物保質(zhì)期的關(guān)鍵指標(biāo)之一，然而容器透濕性測(cè)試的傳統(tǒng)方法及儀器無(wú)論在測(cè)試效率還是操作方便性上都存在很多不足，本文介紹了一種快速精確測(cè)定容器透濕性的方法，以及可實(shí)現(xiàn)此法檢測(cè)的Labthink TSY-W3電解法透濕儀。
容器是直接用于液體包裝的包裝形式。由于濕氣阻隔性是影響產(chǎn)品保質(zhì)期的關(guān)鍵指標(biāo)之一，因此對(duì)于容器透濕性的精確測(cè)定顯得尤為重要。由于容器外形的特殊性使得對(duì)容器透濕性的檢測(cè)存在一定的困難，所以容器的透濕性測(cè)試最早是通過(guò)檢測(cè)容器片材來(lái)估算容器的透濕量的，可是由于容器的壁厚很不均勻而且材料性質(zhì)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)發(fā)生變化（在容器的制造過(guò)程中原材料需要經(jīng)過(guò)高溫、冷卻等加工工藝），所以估算結(jié)果與實(shí)際檢測(cè)結(jié)果會(huì)存在不小的偏差。后來(lái)有了實(shí)測(cè)的容器透濕性測(cè)試方法，即目前用得最多的傳統(tǒng)的容器透濕性測(cè)試方法，然而這種方法無(wú)論在測(cè)試效率還是操作方便性上都存在很多不足，為此，濟(jì)南蘭光另辟蹊徑，推出了采用傳感器法的容器透濕性測(cè)試儀，從而實(shí)現(xiàn)了容器透濕性的快速精確測(cè)定。
容器透濕性測(cè)試的傳統(tǒng)方法
目前普遍采用的容器透濕性測(cè)試方法是在薄膜透濕性測(cè)試稱(chēng)重法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，采用稱(chēng)重法測(cè)試原理，相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 6981-1986、GB/T 6982-1986、ASTM D 3079-94，按照材料的性質(zhì)分成軟包裝容器的透濕性檢測(cè)和硬包裝容器的透濕性檢測(cè)，玻璃瓶生產(chǎn)廠(chǎng)家檢測(cè)這兩類(lèi)容器的具體操作步驟有細(xì)微差別，但是基本測(cè)試方法是一致的。
測(cè)試方法如下：將干燥劑（可使用盛裝附件）放入試驗(yàn)用容器樣品中，密封試驗(yàn)樣品，對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行預(yù)熱處理后立即轉(zhuǎn)入恒定濕熱條件的試驗(yàn)箱（室）內(nèi)進(jìn)行濕熱試驗(yàn)，之后需要根據(jù)容器材料透濕性能的高低以適當(dāng)?shù)拈g隔時(shí)間對(duì)樣品重量進(jìn)行稱(chēng)量，當(dāng)滲透達(dá)到穩(wěn)定后以樣品重量的增加量計(jì)算容器的透濕量。
盡管該方法是在薄膜測(cè)試稱(chēng)重法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，但是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)非常困難，因此該方法的實(shí)際應(yīng)用方便性不佳、測(cè)試效率比較低、結(jié)果可信性不高。造成這種不好的結(jié)果，源于以下幾個(gè)方面：
（1）測(cè)試時(shí)間比較長(zhǎng)。按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行滲透穩(wěn)定的判斷時(shí)必須獲得至少三個(gè)測(cè)試點(diǎn)的重量數(shù)據(jù)，為此標(biāo)準(zhǔn)推薦采用如下的間隔時(shí)間：對(duì)具有高透濕性的包裝容器，推薦最小稱(chēng)重間隔時(shí)間為2～3天；對(duì)具有低透濕性的包裝容器，推薦15～30天稱(chēng)量一次。如此推算，即使是用阻隔性很差的材料制造的容器，完成一次試驗(yàn)也需要7～8天的時(shí)間，若是檢測(cè)由高阻隔材料制造的容器，則完成一個(gè)試驗(yàn)需要數(shù)月的時(shí)間。
（2）在進(jìn)行試驗(yàn)樣品（或者干燥劑及其盛裝附件）的稱(chēng)量時(shí)，試驗(yàn)樣品（或者干燥劑及其盛裝附件）需要在試驗(yàn)環(huán)境和稱(chēng)重環(huán)境中往復(fù)移動(dòng)，徐州玻璃瓶生產(chǎn)廠(chǎng)家因此導(dǎo)致試驗(yàn)無(wú)法在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行。本來(lái)水蒸氣的透過(guò)應(yīng)該是在一個(gè)滲透的平衡狀態(tài)下測(cè)定的，但這種稱(chēng)量過(guò)程中的移動(dòng)會(huì)破壞在測(cè)試條件下建立的滲透平衡，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。而且稱(chēng)量間隔時(shí)間越短則這種影響就會(huì)越顯著，這點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)中也有說(shuō)明，例如其中明確指出，“稱(chēng)量過(guò)于頻繁會(huì)影響試驗(yàn)的精確性。”
（3）試驗(yàn)樣品兩側(cè)難以長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的水蒸氣壓差。由于放入容器中的干燥劑是有限的，一般是在80～100g這個(gè)范圍內(nèi)，因此當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行了一段時(shí)間之后，其中干燥劑的吸濕能力會(huì)降低，相應(yīng)地試驗(yàn)樣品兩側(cè)的水蒸氣壓差會(huì)出現(xiàn)變化。當(dāng)干燥劑的吸濕能力降低后，可以更換干燥劑繼續(xù)試驗(yàn)，但由于對(duì)干燥劑的更換很難做到在重量上完全精確的一致，所以對(duì)試驗(yàn)多少會(huì)造成影響。
（4）密封可靠性差。尤其是對(duì)于不可重復(fù)密封的包裝容器，在向其中放入干燥劑及其盛裝附件時(shí)需要在容器壁上開(kāi)口，而放入干燥劑和附件后又必須使用密封蠟將開(kāi)口處密封，由于每次進(jìn)行樣品重量的稱(chēng)量時(shí)都需要將干燥劑及其附件從容器中取出，因此在每一次稱(chēng)量之后都需要進(jìn)行蠟封操作，這不但大大提高了試驗(yàn)操作的復(fù)雜性，而且也增加了密封失敗的可能性。
（5）重復(fù)性差。操作人員的試驗(yàn)樣品制備習(xí)慣、玻璃瓶生產(chǎn)廠(chǎng)家稱(chēng)量習(xí)慣都對(duì)會(huì)結(jié)果產(chǎn)生影響。
（6）由于稱(chēng)重傳感器的精度受其量程的限制，因此用該方法進(jìn)行容器檢測(cè)的精度要比此法用于薄膜測(cè)試的精度差很多。同時(shí)該方法測(cè)得的試驗(yàn)結(jié)果單位是g/m2·30d，這意味著需要精確測(cè)量容器的表面積，可是對(duì)于外形不規(guī)則的容器來(lái)講，這無(wú)疑是另一個(gè)測(cè)試難題。
利用傳感器法檢測(cè)容器透濕性
利用傳感器法測(cè)量容器透濕性的檢測(cè)原理與檢測(cè)容器透氣性的原理相同，因此這種方法的實(shí)際應(yīng)用推廣基礎(chǔ)很好。具體測(cè)試方法如下：
首先制備試驗(yàn)樣品。制作方式與檢測(cè)容器透氧性的方式一致，樣品的放置方法根據(jù)具體檢測(cè)部位的不同而存在差異。對(duì)容器整體進(jìn)行透濕性檢測(cè)通常包括瓶體的透濕性檢測(cè)、瓶蓋及瓶體的整體透濕性檢測(cè)兩部分。檢測(cè)瓶體透濕性時(shí)需將容器倒置，瓶口朝下固定在特制瓶托中，然后向瓶托中灌入配好的專(zhuān)用灌封膠密封瓶口，以防止水蒸氣從瓶托和瓶口的連接處滲入瓶體內(nèi)。通過(guò)此法制作完成的試驗(yàn)樣品如圖1所示。
在檢測(cè)容器的及瓶體的整體透濕性能時(shí)，首先要在容器底部開(kāi)一個(gè)小孔，孔的大小以剛通入氮?dú)獾妮斎牍芗拜敵龉転榧?。組培瓶然后將容器瓶蓋朝上放置在特制的瓶托中，并居中放置，再將配好的灌封膠均勻倒入瓶體與瓶托壁之間，以保證在瓶底的凹進(jìn)部分與氮?dú)獾妮斎爰拜敵龉苤g充滿(mǎn)灌封膠，以此制作完成的試驗(yàn)樣品如圖2所示?！≈髮鞲衅鞣ū∧ね笣裥詼y(cè)試設(shè)備中的測(cè)試上腔更換為特定外罩（與設(shè)備配套），然后安裝上制備好的試驗(yàn)樣品以將滲透腔隔成兩個(gè)獨(dú)立的氣流系統(tǒng)（見(jiàn)圖3）。這樣在容器一側(cè)為流動(dòng)的載氣（干燥），另一側(cè)則保持一定的相對(duì)濕度，從而使樣品兩側(cè)水蒸氣濃度不同，即存在穩(wěn)定的水蒸氣濃度差（相對(duì)濕度差）。在水蒸氣濃度差（相對(duì)濕度差）的作用下，水蒸氣透過(guò)容器壁被載氣流攜帶至傳感器中，此時(shí)由傳感器精確測(cè)量出載氣流中的水蒸氣含量，就可以計(jì)算出試驗(yàn)樣品的水蒸氣透過(guò)率?！?jì)南蘭光的Labthink TSY-W3電解法透濕儀作為一種傳感器法儀器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)容器整體透濕性的快速精確測(cè)定，測(cè)試精度至少可以達(dá)到0.001g/pkg·d，而整個(gè)測(cè)試時(shí)間一般只有3～4天。與傳統(tǒng)稱(chēng)重法儀器相比，Labthink TSY-W3電解法透濕儀無(wú)論是在檢測(cè)精度方面還是在檢測(cè)效率方面，都具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。
總結(jié)
利用傳統(tǒng)方法檢測(cè)容器整體的透濕性存在測(cè)試效率低、測(cè)試精度差等情況，這些都阻礙了對(duì)容器整體透濕性檢測(cè)的發(fā)展，因此，盡管該方法已經(jīng)推行多年，但是實(shí)際使用效果仍然不好。利用傳感器法檢測(cè)容器整體的透濕性是在傳統(tǒng)方法上的一大進(jìn)步，玻璃瓶生產(chǎn)廠(chǎng)家利用該方法幾乎可以檢測(cè)當(dāng)前全部軟包裝物（包括軟包裝袋、紙盒、瓶子等）的透濕性能，能為全面考察包裝物透濕性對(duì)內(nèi)容物保質(zhì)期的影響提供更加準(zhǔn)確、全面的測(cè)試數(shù)據(jù)。
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