塑料包装容器密封性能测试

塑料包装容器的密封性能是一项重要的指标,主要评价对气体、蒸气以及液体的渗透和泄漏。

(1)渗透和泄漏

①渗透

它是指气体或蒸气由于高浓度区域的吸附(或吸入)作用而直接穿过包装材料,通过材料的壁向低浓度方向扩散,然后从低浓度的一面吸收的过程。渗透速度与聚合物的性质、厚度有关,并受相对湿度的影响。气体或蒸气的渗透可以穿过密封衬垫(或塑料封合物)的壁面,如图4-18(a)所示;也可以穿过封合物的上部表面,如图4-18(b)和图4-18(c)所示。渗透大多出现在无盖垫的塑料封合物的封合处[如图4-18(c)]和热封口部分的热封层[如图4-18(d)]。

为了减少塑料容器中气体或蒸气的渗透,容器可以做得厚一些,封合物的材料应具有一定的阻隔性。在无衬垫的封合物中,通常采用较厚的结构或各种不同的几何形状。为了减少热封处气体或蒸气的渗透,封口应较宽或使热封层的材料对渗透具有一定的阻隔性能。

②泄漏

它是指气体或蒸气穿过材料或包装容器中有限的间断点的过程。这些间断点可以是塑料薄膜上的一个针孔,也可以是瓶的边缘或泡罩底部的一个裂缝,或瓶盖和瓶颈端部之间的微小裂口,也可能是热封区域内两层材料之间的微小毛孔。泄漏速度取决于裂口尺寸与气体或蒸气分子尺寸的比值,以及封合系统的局部压力和总压力。由于试样在加热和降温时出现膨胀收缩现象,所以环境温度对试样的泄漏速度有明显的影响。大多数密封容器不只是由一种材料组成,而是由多种材料组成,通常很难保证这些材料具有相同的热膨胀系数。因此,周围温度升高或降低时,封合物可能频繁地被疏松或紧缩,泄漏就可能出现在瓶颈端部和有衬垫的塑料封合物的间隙部位[如图4-18(a)和图4-18(b)],也可能出现在瓶口和无盖垫封合物的间隙部位[如图4-18(c)],或出现在有皱纹或不完善的热封区域[如图4-18(d)]。

渗透和泄漏示意

图4-18渗透和泄漏示意

为了减少包装容器中气体或蒸气的泄漏,可改变无盖垫封合物的几何设计,或增加有盖垫封合物盖垫的厚度,减少封合物与容器接触部分的间隙或裂缝。

为了减少热封处气体或蒸气的泄漏,必须优化包装工艺参数,如加热或冷却过程中对试样的张紧与夹持压力、温度及停留时间;热封层的厚度(太厚则不利于热传导,太薄会导致热封不完善)﹔薄膜层厚度(太薄会产生针孔而出现泄漏,太厚则热量过快地从热封区域传递,影响热封质量)。

(2)塑料包装袋密封性试验

试验方法分真空试验法和重量变化法两种。

①真空试验法

图4-19真空试验法

1-通气阀;2-排气阀;3-真空阀;4-真空圆简;5-试验液;6-支撑架;7-试样袋

该方法主要适用于含气量较多的包装袋。对于因水的影响而使包装袋的强度下降较大时,不能采用此方法。真空法渗漏试验装置如图4-19所示,它主要由真空圆筒、试样支撑架、真空表等组成。真空圆筒是透明容器,且可以完全密封,能够承受一个大气压。真空圆简上部设有排气、通气、抽气阀门。试样支撑架放置在真空圆筒的试验液中,通过试样支撑架可很容易地观察到试样是否渗漏。具体测试方法是:首先在试样袋中装人实际内装物或类似的内装物,热封好试样袋。每组试验需要至少5个试样袋。然后在透明的真空圆筒中,放上适当的试验液(如水或着色水)后,把放置试样袋的支撑架轻轻地浸入溶液中,并保证试样袋表面距液面不小于25mm。再把真空圆筒盖好,关上通气阀,开始启动真空泵,在30~60s 内,减压到1.33×104Pa时,关闭真空泵和真空阀,保持30s。注意观察在试样袋中有无气泡溢出,试验后打开试样袋,观察有无水渗人。

图4-20渗漏试验法

1-试验液;2-试样袋;3-渗漏处

当包装袋含气量较少,或不能用真空法测定时,可采用简单方法进行检测,测试原理如图4-20所示。把内装物从袋中取出,把包装袋清洗干净,作为试样袋。每组试验需要至少5个试样袋。在试样袋中装入试验液,封好后放在滤纸上,放置50min,再翻过来放置50min,观察试样袋有无渗漏。

②重量变化法

它利用测定包装袋(或容器)重量的变化来检测渗漏。在包装袋(或容器)中充入液体,将包装袋(或容器)放入相对湿度为0的干燥器里,由于渗漏包装袋(或容器)的重量会发生变化。定期对包装袋(或容器)称重,由重量-时间曲线的斜率可得到试样在稳定状态下的渗透速度。正斜率表示重量增加,负斜率表示重量损失。

(3)塑料瓶密封性试验

向试样瓶内注入公称容量的水,然后将瓶盖按实际包装状态封严,瓶口向下倒置12h,检查是否泄漏。

(4)塑料桶密封性试验

向试样桶内注入公称容量的水,并拧紧桶盖。对于小口径塑料桶,横放在平地上4h后,检查是否泄漏。对于大口径塑料桶,则在(120±10)s和左右倾斜45°角的范围内,匀速往复摇动20次后,检查是否泄漏。

(5)危险品包装桶密封性试验

对于小口径危险品包装桶,通过在桶盖或桶体侧面安装密封接头,向试样桶内充气达到规定压力后,30s内检查有无气泡产生。对于大口径危险品包装桶,向试样桶内注人公称容量的水,然后置于平地上滚动,在20min内滚动2次,每次距离是5m,检查是否泄漏。

例如,LSSD-01型泄漏与密封强度测试仪,通过对塑料、玻璃包装容器内侧施加压力,检测软包装件的抗压能力、密封程度以及泄漏指标,从而达到检测其完整性和密封强度的目的。MFY-01型密封试验仪是利用真空试验法检测塑料、玻璃包装容器的密封性能。


全品类涂料检测仪器
相关文献
涂料油墨行业检测方案自助系统
南北潮企业微信客服