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包装材料检测
 

包装材料检测

日期:2016-8-1 8:14:50 人气:1784
包装材料性能测试
1 纸与纸板性能测试
1.1 影响纸与纸板性能测试结果的因素
1)纸与纸板自身的可变性结构的不均匀性,部位不同(如纵横向、正反面等),性能不同。
2)测量误差仪器、人为、环境、方法(理论)
1.2 纸与纸板性能测试前的准备
1)试样的采集与预处理A.取样(试样的采集)
a.基本要求:以尽可能少的试样,最大程度地代表整批产品特征。
b.取样原则:GB/T 450-2002B.预处理GB/T 10739-2002测试前将试样放在恒温恒湿室内进行预处理。(50±2)% (23±1)0C
纸放置4h;薄纸板≥5~8h;高定量或其它纸种≥48h。
2)纵横向鉴别:GB/T 452.1-2002
A.适用范围:本标准规定了纸与纸板纵横向的测定方法;本标准适用于辨别一般纸和纸板的纵向和横向,不适用于特殊处理的纸和纸板。纵向:与纸机运行方向相一致,或纤维排列的主方向。横向:与纸机运行方向相垂直,或与纤维排列的主方向相垂直。
B.试验方法:(四种,至少用两种)
a.纸条弯曲法
平行原试样的边,取两条相垂直的纸条(200×15),重叠,捏住一端,看另一端弯曲情况,不分开时,上面的为横向。
b.纸页卷曲法
取50×50或Φ50试片(标出原方向),置于水面,卷曲,与卷曲轴平行的方向为纸的纵向。
c.抗张强度鉴别法
按照纸条的强度分辨方向。取样(250×15),测抗张强度,其值大的为纵向。
d.纤维定向鉴别法
根据纸表面的纤维排列方向,特别是网面上的大多数纤维,是沿纵向排列的。目测或显微镜观察,纤维排列方向。
3)正反面鉴别  GB/T452.2-2002
A.适用范围
本标准规定了纸与纸板正反面的测定方法;本标准适用于一般结构的纸和纸板,不适用于有涂料面或表面处理以及特殊加工的纸和纸板。
反面即网面:纸页与造纸机铜网或成型网相接触的一面。另一面为正面。
B.试验方法(三种)
a.直观法
折叠试片,观察纸面的相对平滑性及网痕。
b.湿润法
用热水或稀NaOH溶液浸渍纸面,将多余液排掉(吸水纸吸掉),放置几分钟,观察两面,如有清晰的网印即为反面。
c.撕裂法
先纵后横撕裂,两面各一次,观察纸毛是否明显,反面在上时,纸毛更明显(弯曲处)。
1.3 纸与纸板一般性能测试
1)定量
A.定义:是指每平方米的纸与纸板的质量数,g/m2。
B.测试: GB/T451.2-2002
a.测试仪器: 天平(灵敏度较高,0.01g)
b.测试步骤:取样100×100 或200×500 ±0.5mm ; 称重:20个试样称重(取算术平均值)
c.结果计算:G=M/A(g/㎡)
2)厚度
A.定义:在一定的单位面积压力下,纸或纸板两个表面间的垂直距离,mm or um。
B.测试: GB/T451.3-2002
a.测试仪器: 厚度仪
其工作原理是电机运转后,凸轮的运动可使重砣产生测量接触压力,经上下运动可完成测量厚度的动作。
3)紧度(密度)和松厚度
A.定义:单位体积的质量数,g/cm3。
B.计算:D=G/(100d)  g/cm3
C.松厚度:一克重的纸张体积有多大。为紧度的倒数, cm3/g与耐破度、抗张强度成正比。与撕裂度、透气度成反比。
4)尺寸稳定性(伸缩率)
A.定义:在一定温、湿度条件下,纸张尺寸变化的大小(情况)。纸张尺寸稳定性主要由纸张的伸缩率决定。
C.影响伸缩率的主要因素
a.紧度:紧度低的纸伸缩率较大些。(因为紧度较低时,纸的纤维结构疏松,吸水量较大些。
b.干燥次数:干燥次数越多,伸缩率越小。
c.放、吸湿平衡:放湿过程中纸张变形较吸湿过程小。
5)纸张的均匀性:纸张在一定面积上纤维和填料的分布均匀程度表现为定量、厚度在纸幅上的变化。
1.4 纸与纸板表面性能的测试
1)粗糙度/平滑度反映纸或纸板表面凹凸、平整程度
A.测试时的含义
a.平滑度:在一定的真空度下,一定容积的空气通过在一定压力下,一定面积的试样表面与玻璃面之间的间隙所需的时间,以s表示。
b.粗糙度:在一定压力下与平面金属环接触,环内通入一定压力的空气,从试样面和金属面之间流出的空气量,ml/min。
2)摩擦系数:两个相互接触的物体沿接触面是否有相对滑动。
静摩擦力(系数) 不出现滑动;滑动摩擦力(系数) 出现滑动
对包装纸而言,不滑动,易粘接,否则,滑动
1.5 纸与纸板光学性能测试
1)白度
A.含义:指白色或接近白色的纸或纸板的表面对蓝光的反射率,以相对于蓝光照射氧化镁标准白板表面的反射百分率表示。亮度:受光照射后反射的能力。
B.测试仪器: ZBD型白度计, SBD型、光电反射计
2)光泽度
A.含义:光学平滑度的量度,用来检验表面的均匀程度。
B.影响光泽度值的因素
a.测试角度的分辨率(纸、纸板750,玻璃卡纸、蜡光纸200);
b.反射光视场角;
c.环境水分;
d.标准板值。
3)透明度/不透明度
A.定义:
不透明度:单张纸试样衬以全吸收的黑色衬垫时对绿光的反射率与完全不透明的若干试样的相应的反射率之比。它表示了纸张在印刷过程中不透印的性质。<85%透印
B.测试仪器
反射光度计或白度仪
GB/T 2679.1-93 纸透明度的测定法
透明度:单层纸页反映被覆盖物影相的明显程度。
T=【(Rw-R0)/Rw】*100%
式中:T=纸的透明度,%;Rw——单层试样背衬标准白板时对绿光反射率的平均值;
R0——单层试样背衬标准黑筒时对绿光反射率的平均值。
1.6 纸与纸板结构性能测试
1)透气度
A.定义(测量):是指在一定面积,一定真空度下,以每秒钟透过纸张的空气量(m3/s)或透过100ml空气所需的时间(s)表示。
包装用纸,透气度偏高,内装物易受潮变质;透气度偏低,装袋或运输易破裂。
B.测试仪器:透气度仪
C.影响透气度的主要因素
a.打浆度(打浆度越高,透气度越低)
打浆:造纸用语,通过机械作用,给纸料一些特定性质(强度、柔软度)和均混原料。
b.相对湿度(相对湿度增大,透气度降低)纸张透气度测定仪
2)渗透性(又称透湿性)
A.定义:空气中的水蒸气以分子形态在纸、纸板、薄膜中渗透并扩散的程度。
B.测试仪器
透湿试验箱和烘箱,透湿杯、透油度试验仪以及抗水性能试验仪。
抗水性能:纸或纸板阻止水从一个表面渗透到另一个表面的性能。
2)渗透性(又称透湿性)
A.定义:空气中的水蒸气以分子形态在纸、纸板、薄膜中渗透并扩散的程度。
B.测试仪器
透湿试验箱和烘箱,透湿杯、透油度试验仪以及抗水性能试验仪。
抗水性能:纸或纸板阻止水从一个表面渗透到另一个表面的性能。
3)施胶度
A.定义:就是将一些抗水性物质施放在浆料中进行混合,经过沉淀和干燥之后,使这些抗水物质在纤维四周,以及在纤维与纤维之间存在的毛细孔起着部分地包围与填塞作用,使纤维的亲水性受到限制,从而使纸张的吸水性降低。
B.测试方法
a.纸与纸板施胶度测定法GB460-89 墨水划线法线条愈宽,施胶度愈高。
b.表面吸收重量法(纸和纸板吸水性的测定法)GB1540-89
1.7 纸与纸板强度测试
1)拉伸性能
A.抗张强度:是指纸的拉伸变形,用来衡量纸张抵抗外力拉伸的能力。一定宽度的纸或纸板试样所能承受的最大抗张力,KN/m。
GB/T 453-2002 纸和纸板抗张强度测定法(恒速加荷法)
裂断长:一定宽度纸条在本身质量的重力作用下,将纸拉断时所需的长度,m。裂断长越大,抗张强度越高。
B.伸长率
是指试样受到张力至断裂时所增加的长度对原试样长度的百分率,衡量纸的韧性。
δ=[(L1-L0)/L0] *100%            
C.抗张强度
S=Gp/A,KPa
2)抗压强度
A.定义:材料受压后至压溃时所能承受的最大压力值。主要性能指标有环压强度、平压强度、边压强度等。
B.测试仪器
压缩试验仪(弹簧板式、传感器感应式)
C.测试
a.环压强度试验(RCT)GB/T 2679.8-1995
b.瓦楞芯纸抗平压强度试验(CMT)GB/T 2679.6-1996
c.瓦楞纸板边压强度试验(ECT)GB/T 6546-1998 代替GB 6546-86环压强度:将一定尺寸(12.7×152)的试样,插在试样座内,形成圆环形,在两测量板间进行压缩,在压溃前所能承受的最大的力,kg或N。
平压强度:是指在一定温度下,将瓦楞芯纸在一定齿形的槽纹仪上,压成一定形状的瓦楞,然后在压缩仪上测定瓦楞所能承受的力。
边压强度:矩形的瓦楞纸板试样置于压缩试验仪的两压板之间,并使试样的瓦楞方向垂直于压缩试验仪的两压板,然后对试样施加压力,直至试样压溃为止。测定每一试样所能承受的最大压力。
D.影响抗压强度的主要因素
a.纸板含水量:纸板含水量增加,抗压强度降低
b.定量:纸板定量降低,抗压强度降低
c.抗张强度:纸板抗张强度增加,抗压强度增加
3)挺度
A.定义
衡量纸与纸板抵抗弯曲的强度性能,也表明其柔软或挺硬的性质。纸箱的刚度主要取决于纸板的挺度,是纸箱抵抗变形的能力。纸箱受压缩载荷或装满物品后抗弯能力不足,很易变形,甚至破裂。
B.测试仪器
a.Clark挺度仪
以试样受自重作用的弯曲程度表示结果。主要测纸张。
b.Gurley挺度仪
以弯曲试样至一定的程度所用的力表示结果。主要测纸张、薄纸板。
c .Taber挺度仪GB/T 2679.3-1996
以弯曲38mm宽的试样至150角或7.50角时的弯矩来表示结果。主要测厚纸或薄纸板。
d .瑞典卧式挺度仪
以弯曲38mm宽的试样至150角或其它角度时所受的力来表示结果。主要测纸——纸板。但跨度不同,纸:10mm,纸板:50mm。
e .共振挺度测定仪
以达到共振产生最大振幅时样品的长度经计算来得到挺度值。可测纸、纸板。

C.常用挺度仪比较


4)耐破度
A.定义
当纸板承受垂直于纸板面的压力时,纸板开始变形,随着压力的增大,变形也相应增大,直至纸板破裂。纸与纸板在单位面积上所能承受的均匀增大的最大压力,Pa。
B.测试方法:液压递增法
将试样置于胶膜之上,用试样夹夹紧,然后均匀地施加压力,使试样与胶膜一起自由凸起,直至试样破裂为止。试样耐破度是施加液压的最大值。
GB 1539-89 纸与纸板耐破度的测定
GB/T 6545-1998 瓦楞纸板耐破强度的测定法
适用于耐破度为350~5500KPa范围的瓦楞纸板。
C.测定结果表示法
a.绝对耐破度  Bur通称耐破度   试样破裂时测定仪上压力表的读数
b.相对耐破度
将绝对耐破度换算成相对于定量为100g/m2的耐破度。(Bur/G)*100  KPa
c.耐破指数
Bur/G  KPa. ㎡/g
6)耐折度
A.定义:指被测的试样受一定的张力,经一定角度往复地折叠直至断裂的次数。
B.测试仪器及方法
MIT式耐折度试验(1350) GB/T 2679.5-1995 纸和纸板耐折度的测定
C.影响耐折度的因素
a.相对湿度
b.温度     温度升高,耐折度下降
c.仪器张力   张力越大,耐折度下降
d.仪器折叠刀片及夹口     与光滑程度及磨损情况有关
e.被测材料本身的质量
f.压痕效果
7)撕裂度
A.定义
是指撕裂预先切口的纸或纸板至一定长度所需的力或功。——内撕裂度
将预先没有切口的试样,从纸的边沿开始撕裂一定长度所需的力或功。——边撕裂度
B.测试仪器及方法
爱利门道夫(Elmendorf)撕裂度仪。    GB/T 455-2002 纸和纸板撕裂度的测定
C.影响撕裂度的因素
a.纤维长度   纤维越长,撕裂度越大
b.相对湿度   相对湿度越大,撕裂度越大
c.仪器精度   与仪器的刻度值、摆轴摩擦力、切口等有关
d.试样层数   层数越多,撕裂度越大,但紧度高的纸不受层数影响
8)剥离强度(粘合强度)
A.定义:用来表征瓦楞纸板面纸与纸芯之间结合程度的一个特性指标。
B.测试方法:将针形附件插入试样的楞纸和面纸之间(或芯纸之间),然后对插有试样的针形附件施压,使其做相对运动,直至被分离部分分开。GB/T 6548-1998 瓦楞纸板粘合强度的测定法
C.结果表示
计算所有测试的平均值,然后按下式计算瓦楞纸板的粘合强度:P=F/L
式中: P——粘合强度,N/m;F——试样全部分离时所需的最大力, N;L——试样长边的尺寸,m。
8)戳穿强度
2 塑料薄膜及片材性能测试
 塑料薄膜的鉴别外观、物性、燃烧性;无色透明、表面有漂亮的光泽、光滑且挺实——BOPP、PS、PET等;
 手感柔软——PVA、软质PVC;透明、揉搓后变乳白色——PE、PP;振动发出金属清脆声——PET、PS
2.1 透气性能测试
食品包装中采用的充气包装、真空包装、无菌包装等对薄膜的要求
1)薄膜的透气原理:单分子扩散过程气体先溶解于固体薄膜中,然后在薄膜中向低浓度处扩散,最后在薄膜的另一面蒸发。
2)测试方法
A.压力法
气体从高压侧通过阻隔材料而流至低压侧,在薄膜的一侧造成真空或负压,使薄膜两侧产生压差,测量其通过阻隔材料的压力变化。
GB/T 1038-2000 计算透气系数和透气量。
气体透过量:在恒定温度和单位压力差下,在稳定透过时,单位时间内透过试样单位面积的气体的体积。以标准温度和压力下的体积值表示,单位为:cm3.cm/m2.d.Pa。
气体透过系数:在恒定温度和单位压力差下,在稳定透过时,单位时间内透过试样单位厚度、单位面积的气体的体积。以标准温度和压力下的体积值表示,单位为:cm3.cm/cm2.s.Pa。
B.浓度法
使用两种气体,一种是标准气体,另一种是确定透过量的试验气体。对于试样来说,两边存在着分压差,而总压不变(相等),观察记录混合气体中试验气体的浓度变化。
2.2 透湿性能测试
1)定义
水蒸气透过量:在规定的温、湿度和在一定的水蒸气压差、厚度的条件下,单位面积试样在24h内透过的水蒸气量。
水蒸气透过系数:在规定的温、湿度和单位水蒸气压差下,透过单位厚度、单位面积试样的水蒸气量。
2)原理
在规定的温、湿度条件下,试样两侧保持一定的水蒸气压差,测量透过试样水蒸气量,计算水蒸气透过量和水蒸气透过系数。
3)测试方法
透湿杯法、快速试验法、电量测量透湿杯法、气动蒸气透湿测定仪法。
常用的是透湿杯法GB/T 16928-1997
透湿率:试验材料保持在恒定的温度下,将其一面暴露在高相对湿度条件时,在规定时间内透过单位面积试验材料的水气质量,以
g/m2.24h表示。
2.3 针孔试验
 染料法——适合于PE、纸等组成的复合材料
 电测法
电阻法——袋状制品 ; 放电法——金属与纸、塑料及涂层的复合材料、食品包装(如火腿、腊肠等)
抗针孔强度试验
 抗针孔强度是包装材料的重要性质,特别是液体包装袋,在输送过程中,由于振动容易产生针孔,将会造成很大的损失。
 仪表测量法; 冲击试验法
2.4 耐药性能测试
1)塑料薄膜的耐药性试验取样:50×50 或Φ50;预处理:恒温恒湿(23±1)0C (50±2)% 处理40h
测强度和重量:选药品(根据包装要求选),按规定时间浸渍,用软布或薄纸擦掉,测重量,看其重量的变化率。
2)薄膜的药品渗透性试验
原理类似透湿杯法,但有机溶液药品的蒸气压较高,测量装置有所不同。
2.5 热性能试验
 塑料薄膜的粘结试验;复合薄膜的粘合强度试验
2.6 拉伸强度试验
1)原理
在试样的长度方向施加不断增加的拉伸载荷,使之发生变形直至破坏。GB 13022-91 塑料薄膜拉伸性能试验方法(适合塑料薄膜和薄片)
2)取值
拉伸强度:使材料破坏所需的最大拉伸应力。 σt=P/(bd)
式中:σt ——拉伸强度,MPa;P——最大载荷,N;b——试样宽度,m;d——试样厚度,m。
断裂伸长率:在拉伸中试样长度的变化。
2.7 塑料薄膜和薄片耐撕裂性能试验
1)定义
平均撕裂力:在恒定撕裂速度下撕裂试样所需的平均力。
撕裂强度:平均撕裂力与试样厚度的比值。
2)原理
在试样长轴方向切缝至1/2处,使其切口所成的两“裤腿”上经受拉伸试验,测出沿长轴方向撕裂所需的力。
试验速度:(200±20)mm/min      GB/T 16578-1996 塑料薄膜和薄片裤形撕裂法
3)试样
直角撕裂强度测试
 塑料薄膜试样在受拉伸过程中,最薄弱必然是在直角口处,如逐渐增大负荷,断裂必然从直角开始。沿与负荷垂直的方向逐点断裂,直至试样撕裂。
2.8 抗冲击性能试验
1)自由落镖法
具有一定质量(可改变)的落镖在冲击试验机一定高度上(A法适于冲击破损质量为50~200g的材料,0.66±0.01m;B法适于冲击破损质量为300~2000g的材料,1.50±0.01m)自由落下,以一定的动能来冲击试样。
2)抗摆锤冲击试验
使摆锤式薄膜冲击试验机的半球形冲头在一定的速度下冲击并穿过塑料薄膜,测量冲头所消耗的能量,以此能量评价薄膜的抗摆锤冲击能量。

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