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婴儿奶粉包装材料的选择——美国MOCON产品应用案例

   日期:2010-03-04     来源:北京丹贝尔仪器有限公司    作者:李贝    
奶粉行业正经历一场软包装取代铁罐、铁厅包装的革命,在这次革命中的主要新生力量包括以下几种:
编号
OTR(cc/ m2h/pkg-day)
待选材料结构
包材测试值
包装件理论值
包装件测试值
1
PET / Al  / Nylon / LLDPE
<0.005
<0.0004
0.011
2
PET  / Al / PE
<0.005
<0.0004
0.032
3
PET / Al /  PETMET / PE
<0.005
<0.0004
0.04
4
PET / Al  / Nylon / PE
<0.005
<0.0004
0.036
5
PET / PE (extruded)/ Al  / PE(extruded)/PE
<0.005
<0.0004
0.052
    以上表中涉及的几种材料都为优良的阻隔材料,根据阻隔材料的阻隔性能估算出包装件的氧气透过率均小于0.0004cc/pkg-day,使用MOCON提供的包装件氧气阻隔性测试方案结果为0.011——0.052cc/pkg-day不等,氧气透过量为理论值的25倍以上。
 
   分析原因,是因为包装件封边处材料在制袋过程中受到热、压的双重作用,材料结构遭到了破坏如右图所示,明亮处即是AL层发生了断裂。其断裂原因主要是自身的断裂伸长率(<3%)与高分子材料(一般会超过20%,有的超过100%)之间相差太大。最后氧气可以通过三个环节进入包装件内部分别为包装主面、铝层断裂处、包装件泄漏处。
 
  下图为包装件氧气、水蒸气透过率理论值与实际值的对比图,透氧率实际值为理论值的25倍以上,透水实际值则为理论值的2-10倍。原因为这五种结构的包装材料都为复合材料、阻隔作用和热封作用都分别由不同的功能层实现。
 
 
  1.  材料的热封层都选用pe材料,此材料具有良好的热封性能,在合适的热封条件下还具有优良的耐容物热封性能,所以包装件泄漏问题基本不会发生;
 
2.   阻氧的功能层为AL层,阻水的功能层为除NYLON之外的所有层,所以制袋过程中铝层的破坏,对阻氧性能的影响要远远大于阻水性能。
根据以上包装件,理论阻隔性与实际阻隔性对比的研究可知,在包装(特别是氧气阻隔性能要求较高的包装)设计时, 的一个KPI是阻隔功能层(如AL、镀铝、镀硅这类无机材料)的破坏导致的包材与包装件之间的阻隔性差异。
 
  
  
  
  
 
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