镀铝薄膜正反面阻隔性能变化研究

刘容宏 孙元浩 刘芳

摘要：采用不同材质的三种镀铝薄膜，在相同条件下，分别对三种镀铝薄膜的正反面进行氧气透过量和水蒸气透过量检测。结果表明：镀铝面朝向低压侧时的氧气透过量明显小于镀铝面朝向高压侧时的氧气透过量；镀铝面朝向低湿侧的水蒸气透过量明显小于镀铝面朝向高湿侧的水蒸气透过量。

关键词：镀铝膜；水蒸气透过量；氧气透过量；阻隔性

中图分类号：TB48 文献标识码：A 文章编号：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

隨着我们生活水平的提高，食品种类也在日益增加，随之而来的食品包装更是琳琅满目，而塑料包装因为其便利性充盈着食品包装的各个方面。镀铝薄膜又因为其较高的阻隔性广泛应用于塑料包装中[1]，在快餐食品包装、方便面包装、糖果包装、酸奶包装、膨化食品包装等有着较多应用。夏文广[2]等对多层镀铝膜进行了产业分析，也让我们对镀铝膜的发展有了初步的认识。最近几年，随着镀铝薄膜的广泛应用，国内外学者也对其进行了大量研究[3-6]。

镀铝膜是采用特殊工艺在塑料薄膜表面镀上一层极薄的金属铝而形成的一种复合软包装材料，其中最常用的加工方法当数真空镀铝法：在高真空状态下通过高温将金属铝融化蒸发，使铝的蒸汽沉淀堆积到塑料薄膜表面上，从而使塑料薄膜表面具有金属光泽。由于它既具有塑料薄膜特性，又具有金属特性，是廉价美观、性能优良、实用性强的包装材料。镀铝膜的特殊工艺使得镀铝膜在产品包装上具有很多优点：1）具有优良耐折性和良好韧性，很少出现针孔和裂口，无揉曲龟裂现象，因此对气体、水蒸汽、气味、光线等阻隔性提高。2）具有极佳金属光泽，光反射率可达97%，且可以通过涂料处理形成彩色膜，装潢效果是铝箔所不及的。3）可采用屏蔽式进行部分镀铝，以获得任意图案或透明窗口，能看到内装物。4）镀铝层导电性能好，能消除静电效应，封口性能好，尤其包装粉末状产品时，不会污染封口部分，保证包装密封性能。5）对印刷、复合等后加工具有良好适应性。由于以上特点，使镀铝薄膜成为性能优良、经济美观的新型复合薄膜，在许多方面已取代了铝箔复合材料。主要用于风味食品、农产品真空包装，以及药品、化妆品、香烟包装。另外，镀铝薄膜也大量用作印刷中的烫金材料和商标标签材料等。

我们在大量的实验过程中发现，镀铝膜的镀铝面和非镀铝面氧气透过量和水蒸气透过量数值差距较大，甚至能达到四倍差距，这将直接导致镀铝膜包装方式不同，阻隔性能差异就会较大，也将直接影响产品的货架期。

本文采用了市场上常用的三种镀铝薄膜作为研究对象，三种薄膜分别在相同的条件下对镀铝面和非镀铝面的氧气透过量和水蒸气透过量进行实验，并对结果进行比较分析。

1 实验部分

1.1 实验材料

编号A：双向拉伸聚丙烯镀铝（VMBOPP）薄膜，合格品；编号B：未拉伸聚丙烯镀铝（VMCPP）薄膜，合格品；编号C：双向拉伸聚酯镀铝（VMBOPET）薄膜，合格品。

1.2 主要设备和仪器

氧气透过率测试系统：i-OXTRA 7700，济南市兰光机电有限公司；水蒸气透过率测试系统：W3/060，济南市兰光机电有限公司。

1.3 实验方法

三个产品分别在国标规定的温湿度23℃，50%RH条件下处理4小时，然后分别让三个产品镀铝面朝向低压侧、镀铝面朝向高压侧，按照国标GB/ T1038-2000塑料薄膜和薄片气体透过性实验方法压差法[7]进行氧气透过量的检测；分别让三个产品镀铝面朝向低湿侧、镀铝面朝向高湿侧，按照国标GB/ T1037-1988塑料薄膜和片材透水蒸气测试方法杯式法[8]进行水蒸气透过量的检测。

1.4 实验原理

GB/T1038-2000塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法压差法，薄膜的两侧分别为两个独立的空间，将其中一侧（高压侧）充入一个大气压的标准氧气，另一侧（低压侧）则抽真空，这样在薄膜的两侧即产生了一定压差，高压侧的标准氧气会通过薄膜渗透到低压侧，通过测量低压侧的压力增加值就可以计算出氧气透过量；GB/T1037-1988塑料薄膜和片材透水蒸气性测试方法杯式法，在规定的38℃，90%湿度条件下，透湿杯内侧高湿、透湿杯外侧低湿，试样两侧保持一定的水蒸气压差，测量透过试样的水蒸气量，计算水蒸气透过量。

2 结果与讨论

2.1 A样品检测结果

表1中可以看出，材质为VMBOPP的样品，镀铝面朝向低压（低湿）侧时，氧气透过量和水蒸气透过量明显小于镀铝面朝向高压（高湿）侧时，镀铝面朝向高压侧时的氧气透过量是朝向低压侧时的两倍多，水蒸气透过量朝向高压侧是朝向低压侧的三倍多。这说明镀铝面朝向高压（高湿）侧的阻隔性要小于朝向低压（低湿）侧的阻隔性。

2.2 B样品检测结果

从表2中可以看出，材质为VMCPP的样品，镀铝面朝向低压（低湿）侧和高压（高湿）侧时氧气透过量和水蒸气透过量数值与材质为VMBOPP的样品数值相近，说明材质为VMCPP的薄膜镀铝面朝向高压（高湿）侧的阻隔性也小于朝向低压（低湿）侧的阻隔性。

2.3 C样品检测结果

从表3中可以看出，材质为VMBOPET的样品，镀铝面朝向低压（低湿）侧和高压（高湿）侧时氧气透过量和水蒸气透过量数值变化与材质为VMBOPP和VMCPP的样品数值变化相近，均是低压（低湿）侧的数值远低于高压（高湿）侧的数值。

比较表1、表2、表3三个表格可以看出，三个产品水蒸气透过量数值差距不大，但是氧气透过量，材质为VMBOPET样品的数值明显低于材质为VMCPP和VMBOPP的样品，笔者对比送检的多家产品实验数据发现材质为VMBOPET的产品氧气透过量数值均小于3，明显低于材质为VMCPP和VMBOPP的氧气透过量。通过调研发现，现在多数镀铝食品包装袋用的是VMBOPET材质的产品，这也与它相对比较高的阻隔性有关。样品A与样品B虽然氧气透过量数据有差距，但由于镀铝层厚度和样品本身厚度不一样，并不能由此判断样品A和样品B的阻隔性大小。

3 结论

为了增加食品的货架期，延长食品的保质期，一般食品包装袋内侧都是低湿且低浓度氧含量或充氮气不含氧，通过上述实验可以看出如果镀铝层朝向食品包装袋内侧，即低压氧气（低湿水蒸气）侧时，其阻隔性会优于镀铝层朝向食品包装袋外侧，这样也就延长了食品的保质期和货架期。尤其像膨化类食品，如果透湿量较大，勢必导致包装袋内的膨化物软化，影响食品口感；而对于几乎所有的食品包装来说，过多的氧气含量必定会加速食品变质。所以镀铝薄膜的包装形式对食品的货架期影响较大。至于正反面放置阻隔性差异较大的原因，笔者会做进一步研究。

参考文献：

[1] 孙杨，应英，朴春颖，朱敏娜.真空镀铝、铝塑复合膜的阻隔性能测试[J].医疗装备，2016，29（5）：39-40.

[2] 夏文广，王奕洁，冀小强，石建恒，刘德顺，陈湖北.中国高阻隔多层镀铝膜产业分析[J].塑料包装，2016，26（3）：55-57.

[3] 刘东芳，陈欣，于佳佳.镀铝复合膜包装与方便面面饼相容性的研究及分析[J].包装工程，2013，34（10）：29-33.

[4] 包燕敏，万敏辉，张烈银.功能性镀铝胶的开发及在镀铝复合包装材料中的应用[J].中国包装工业， 2012（9）：29-31.

[5] 姜万勇，曾忠斌，彭浩等.基于信息化检测分析平台的蛋黄派镀铝复合膜包装比较研究[J].包装工程， 2012，33（17）：44-48.

[6] 郭俊杰，张宏元.镀铝膜/PE膜复合用水性复合胶的开发与应用研究[J].包装工程，2006，27（3）：25-27.

[7] GB/T1038-2000，塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法压差法[S].

[8] GB/T1037-1988，塑料薄膜和片材透水蒸气测试方法杯式法[S].