第五章 包裝材料測試

第五章、包裝材料測試本章學(xué)習(xí)要求：1.了解包裝材料試驗方法2.掌握紙和紙板、塑料和緩沖材料的測試包裝測試技術(shù)1包裝材料是指用于制造包裝容器和運(yùn)輸包裝、包裝裝潢、包裝印刷等有關(guān)的材料和包裝輔助材料的總稱。包裝材料主要應(yīng)滿足以下各種性能：（1）物理性能：是指包裝材料在外界條件作用下，只發(fā)生形態(tài)變化而不改變其本質(zhì)的性能。（2）化學(xué)性能：主要是化學(xué)穩(wěn)定性，即包裝材料受外界條件作用，在一定范圍內(nèi)，不易發(fā)生化學(xué)變化的性能。（3）力學(xué)性能：主要包括彈性、韌性、可塑性、強(qiáng)度、脆性、緩沖性能等。（4）工藝性：指包裝材料在加工使用過程中，便于成形或組裝的一些性能。第五章、包裝材料測試2一、相容性試驗(GB/T16265-1996)1、試驗?zāi)康?/p>

在一個具有可控環(huán)境內(nèi)，包裝材料與各種材料互相接觸或彼此接近地保持一段時間，是否會引起相互的或單方面的變質(zhì)，從而測定這些材料的相容性。

2、試驗程序

第五章、包裝材料測試第一節(jié)包裝材料試驗方法3二、接觸腐蝕試驗(GB/T16266-1996)1、試驗?zāi)康臏y定包裝材料對其緊密接觸的金屬表面的腐蝕性。適用于檢查經(jīng)過或未經(jīng)過環(huán)境處理的包裝材料。2、試驗程序預(yù)處理、組合、實(shí)驗、數(shù)據(jù)記錄等第五章、包裝材料測試第一節(jié)包裝材料試驗方法4三、氣相緩蝕能力試驗(GB/T16267-1996)1、試驗?zāi)康?/p>

對載有氣相防銹劑的包裝材料在正常環(huán)境下或在引起加速消耗后，測定對金屬的緩蝕能力。本試驗適用于氣相防銹紙、氣相防銹薄膜及載有氣相防銹劑的單層、多層復(fù)合包裝材料。2、試驗程序①程序A：氣相緩蝕能力試驗②程序B：加速消耗后氣相緩蝕能力試驗第五章、包裝材料測試第一節(jié)包裝材料試驗方法5四、透濕率試驗（GB/T16928—1997）1、試驗原理透濕度是用于鑒定包裝材料防潮性能的質(zhì)量指標(biāo)。試驗原理是在規(guī)定的溫、濕度條件下，包裝材料試樣兩側(cè)保持一定的水蒸氣壓差，測量透過試樣的水氣量，計算每平方米試驗材料，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，24h透過水氣的質(zhì)量。2.試驗條件第五章、包裝材料測試第一節(jié)包裝材料試驗方法6四、透濕率試驗（GB/T16928—1997）3.試驗程序試驗程序有兩種方法：方法A是將試驗材料密封在裝有干燥劑的試驗杯口部，適用于一般的材料，包括可密封的材料和密封膠帶的試驗。對透濕度小于1g/(m2·d)或厚度大于3mm的材料，建議不使用此方法。方法B是將試驗材料制成袋子，主要用于可制成袋子、其透濕率較小的可熱封材料的試驗。方法A和B均可用于包裝材料的研制、生產(chǎn)和試驗。也適用于經(jīng)過折疊、老化或其他環(huán)境處理后的包裝材料試驗。第五章、包裝材料測試第一節(jié)包裝材料試驗方法7五、透油率試驗1、試驗?zāi)康募霸?/p>

本試驗適用于選用隔油性的包裝材料（包裝用紙、塑料薄膜、復(fù)合材料等）的透油性能的測定。其試驗原理是將經(jīng)一定方法折疊或未經(jīng)折疊的包裝材料的一面與棉布墊中的油相接觸，測定油透過材料所需時間。透油時間與材料的特性及其厚度有關(guān)。第五章、包裝材料測試第一節(jié)包裝材料試驗方法8紙和紙板是重要的包裝材料。主要包裝用紙有紙袋紙、牛皮紙、中性包裝紙、食品包裝紙、雞皮紙、羊皮紙、玻璃紙、膠板紙、防潮紙、防銹紙、瓦楞原紙共11種。包裝用紙板主要有箱板紙、牛皮箱紙板、草紙板、單面白紙板、茶紙板、灰紙板和瓦楞紙板7種。第五章、包裝材料測試第二節(jié)紙、紙板的測試9一、試樣的采集與處理第五章、包裝材料測試第二節(jié)紙、紙板的測試按國標(biāo)GB450—79的規(guī)定，測試試樣采集的基本要求是：以盡可能少的試樣最大程度地代表整批產(chǎn)品的特征。同時規(guī)定，所采試樣的包裝單位應(yīng)為整批商品包裝單位的3～5％。按測試方法的要求，決定紙或紙板的數(shù)量。10二、紙與紙板一般性能測試第五章、包裝材料測試第二節(jié)紙、紙板的測試1、定量：每平方米紙與紙板的質(zhì)量稱為定量，定量是一項重要指標(biāo)，單位以g/m2表示。2、厚度與緊度(GB6547-1998)①厚度是紙與紙板厚薄的量度。嚴(yán)格地說，紙與紙板的厚度是紙質(zhì)在承受一定壓強(qiáng)時的厚度。②緊度指單位體積紙的質(zhì)量，即表觀密度，單位為g/cm3或kg/m3。11三、紙和紙板表面性能測試——粗糙度（GB／T2679.4—94）第五章、包裝材料測試第二節(jié)紙、紙板的測試可以將紙張粗糙度定義為一個測試面與理想的參考平面之間的偏差。國際上測量紙張粗糙度的主要方法是空氣泄漏法，即測量空氣在紙張表面和參考平面之間的流量?？諝庑孤┓ㄖ饕斜咎厣˙endtsen）法和sheffield法兩種。Bendtsen法的粗糙度定義為：在規(guī)定的條件和工作壓力下進(jìn)行試驗時，通過測頭環(huán)面和紙或紙板之間的空氣流量（mL/min）。而sheffield法的粗糙度定義是：在規(guī)定的條件下和工作壓力下進(jìn)行試驗時，空氣通過平滑環(huán)形模具（一個水平面）和紙（或紙板）之間的速度。12四、紙和紙板結(jié)構(gòu)性能測試——透氣性第五章、包裝材料測試第二節(jié)紙、紙板的測試透氣度是指一定面積、一定真空度下，每秒鐘透過紙張的空氣量，單位為m3/s；也可以用透過100ml空氣所需的時間（s）來表示。試驗時，試樣1被壓環(huán)夾緊到氣室2上，容器7內(nèi)裝滿蒸餾水6，插管3連通氣室和容器。關(guān)緊容器上部的加水閥和透氣閥門后，打開閥門5，容器中的水通過溢流管4泄入量杯中，此時在容器上部產(chǎn)生真空。接著調(diào)節(jié)溢水管使氣室內(nèi)的真空度達(dá)13332Pa，穩(wěn)定后鎖住?？諝馔高^紙進(jìn)入氣室，再經(jīng)插管進(jìn)入容器上部真空部分，同時溢水灌下口溢出水至量杯中。進(jìn)氣量等于水的流量，每秒鐘的溢流量、或溢出100ml流量的時間即可得透氣度。13五、紙與紙板強(qiáng)度測試第五章、包裝材料測試第二節(jié)紙、紙板的測試1．紙和紙板的抗張強(qiáng)度2.紙和紙板挺度3.紙和紙板耐折度（MIT耐折度儀法GB／T2679.5—95））4、撕裂度5.環(huán)壓強(qiáng)度14挺度

衡量紙/紙板抵抗彎曲的強(qiáng)度性能指標(biāo)，表明柔軟或挺硬的性質(zhì)。理論上挺度與厚度的三次方成正比；打漿度高的紙/紙板，挺度都較好；紙箱剛度主要取決于紙板挺度。

Clark挺度儀/Taber挺度儀/Gurley挺度儀/瑞典臥式挺度儀/法國共振挺度儀。

Clark挺度儀以試樣受自重作用的彎曲程度表示挺度，主要用于測定紙張挺度。

Taber挺度儀以38mm寬試樣彎曲至15°或7.5°角時的彎距表示挺度，測定厚紙、薄紙板的挺度。kgf.cm或N.m15

Gurley挺度儀以試樣彎曲至一定程度所用最大彎曲力表示挺度，kgf，主要用于測定紙張挺度。

瑞典臥式挺度儀以彎曲38mm寬試樣至15°或7.5°角時所受的力表示挺度，kgf，主要用于測定紙/紙板挺度。測定紙時的彎曲距離是10mm，測定紙板時的彎曲距離是50mm。

法國共振挺度儀以共振產(chǎn)生最大振幅時的試樣長度計算挺度值，主要用于測定紙/紙板挺度。

GB2679“紙板挺度的測定法”161.Clark挺度儀測試法

將50mm寬的紙條豎直插入旋轉(zhuǎn)夾頭中，調(diào)節(jié)試樣的長度，使之適于測定。先順時針緩慢地旋轉(zhuǎn)夾頭，使之轉(zhuǎn)過90°，再逆時針旋轉(zhuǎn)夾頭，使試樣從一邊到另一邊落下。測量夾頭中心到試樣自由端的長度L。（P66圖2－41）

Clark挺度=抗彎曲度=抗彎因子=挺度表示試樣支撐自身重量的性質(zhì)?？箯澢缺硎驹嚇訉τ趶澢饔玫牡挚剐再|(zhì)?？箯澢蜃颖硎驹嚇觾?nèi)部抗彎曲能力和紙張的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。17測試方法：GB2679.3“紙板挺度的測定法”1）切?。?0±1）mm×（38.0±0.1）mm

試樣，縱、橫向各5條。置于標(biāo)準(zhǔn)溫濕度環(huán)境處理至平衡。2）調(diào)節(jié)儀器水平，調(diào)節(jié)角度盤，使擺中心刻度、角度盤零點(diǎn)及負(fù)荷盤零點(diǎn)重合。調(diào)整擺運(yùn)動靈敏度。3）將試樣一端垂直夾在固定夾上，另一端插于儀器下部兩個小輥之間，用固定螺絲固定試樣，且與擺中心刻線重合。用小輥調(diào)距裝置把試樣和兩個小輥之間的距離調(diào)節(jié)成（0.33±0.03）mm。4）按試樣的挺度不同，更換重砣選擇測定范圍，使試樣在負(fù)荷盤上所測定讀數(shù)在20~70刻度之間。打開開關(guān)，彎曲試樣至擺中心線與角度盤15°或7.5°刻線重合時立即關(guān)閉開關(guān)，記下擺中心線所指的負(fù)荷盤讀數(shù)，精確至半個分度。上述操作分別向左右方向進(jìn)行，測得試樣正面彎曲和反面彎曲15°時的讀數(shù)。185.共振挺度儀測試法（P72圖2－47）

以達(dá)到共振產(chǎn)生最大振幅時試樣的長度經(jīng)計算得到挺度值。當(dāng)試樣在一個方向按一定頻率振動時，試樣共振長度與其在同一方向上的彎曲挺度和定量有關(guān)。原理：取試樣，放在儀器上，頻率25±0.1HZ，振幅<0.02mm，調(diào)節(jié)試樣長度使之產(chǎn)生共振，達(dá)到最大振幅。讀出試樣長度，計算共振挺度。（A法精確，B法低1％）測試結(jié)果：A法：

B法：常用：G－定量19P72圖2－47。圖2－47共振挺度儀振動狀態(tài)示意圖1－振動夾子2－移動夾3－標(biāo)尺4－振動夾緩沖座5－試樣20測試方法：GB12909“紙和紙板彎曲挺度的測定法（共振法）”

1）縱、橫向至少各取試樣10片。紙或薄紙板寬度10~15mm；定量較高的厚紙板取15~25mm；瓦楞紙板取25mm。試樣共振端應(yīng)光滑、平直，兩個長邊平行，不得偏斜。置于標(biāo)準(zhǔn)溫濕度環(huán)境處理至平衡。2）調(diào)節(jié)儀器水平，啟動儀器。擰開下夾具，合上下夾具底部的滑板；打開上夾具，將試樣垂直地插入到兩個夾具中，再合上上夾具，擰緊下夾具。3）小心轉(zhuǎn)動控制桿上的手柄，調(diào)節(jié)試樣的自由長度。直接旋轉(zhuǎn)手柄可將試樣向下拉；如需增長試樣的共振長度，需打開上夾具，旋轉(zhuǎn)手柄直至合適的自由長度后再合上上夾具。4）觀察、確定放大鏡中的最大振幅，讀取標(biāo)尺上最大振幅時試樣的自由長度作為共振長度。5）計算挺度。21常用挺度儀性能比較：（1）共振挺度儀測定試樣范圍大，不破壞試樣，反應(yīng)靈敏，結(jié)果準(zhǔn)確；Taber挺度儀測試范圍小，使試樣產(chǎn)生永久變形。

（2）Gurley挺度儀僅適合測定較薄紙板的挺度，Taber挺度儀對厚紙、薄紙板均適應(yīng)，測薄紙板時人為誤差較大。瑞典臥式挺度儀適用紙、紙板，測定速度快讀數(shù)方便，與Gurley儀、Taber儀的相關(guān)性好，可代替Gurley儀、Taber儀。22六、瓦楞紙板測試第五章、包裝材料測試第二節(jié)紙、紙板的測試耐破度（GB6545-1998）耐破度是紙板單位面積上承受均勻增加的最大壓力。它表示紙板在不破裂狀態(tài)下承受外壓的能力。它一直被認(rèn)為是瓦楞紙板的重要指標(biāo)，是芯紙、面紙和里紙之間的綜合性能指標(biāo)。紙箱在使用中要承受到與耐破度測定時相似的應(yīng)力。23六、瓦楞紙板測試第五章、包裝材料測試第二節(jié)紙、紙板的測試2、戳穿強(qiáng)度（GB2679-77-81）指用一定形狀的角錐穿過紙板所需的功，包括開始穿刺及使紙板撕裂彎折成孔所需的功，單位為焦耳。它可用來衡量瓦楞紙板受到銳利物品沖擊發(fā)生損壞時的抵抗能力，是一個綜合性的指標(biāo)。24六、瓦楞紙板測試第五章、包裝材料測試第二節(jié)紙、紙板的測試3、邊壓強(qiáng)度(GB6546-1998)瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度是指紙板沿瓦楞方向承受壓縮載荷的能力，以單位長度上的作用力來表示，單位為N／m。該指標(biāo)可用來比較在相同條件下生產(chǎn)的但不是同一批產(chǎn)品的質(zhì)量；也可以用來比較以不同材料生產(chǎn)的瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度。25六、瓦楞紙板測試第五章、包裝材料測試第二節(jié)紙、紙板的測試4、粘合強(qiáng)度(GB6548-1998)指瓦楞芯紙與面紙或里紙的結(jié)合強(qiáng)度。向面紙或瓦楞芯紙分別施加一個垂直其表面的向外拉力，直到兩者相互分離為止。分離前，粘合劑或粘合纖維的界面所承受的最大載荷就是該試樣的粘合強(qiáng)度。粘和強(qiáng)度也稱剝離強(qiáng)度，單位為N。264.瓦楞紙板耐折度測試方法組成：箱體、傳動系統(tǒng)、上下夾具、計數(shù)器。原理如圖2－50所示。電機(jī)－曲柄－連桿－－擺動齒輪－與擺頭齒輪嚙合－擺頭往復(fù)轉(zhuǎn)動－上夾具135度往復(fù)擺動－試樣270度折曲27P78圖2－51。圖2－51瓦楞紙板耐折度測試示意圖1－試樣2－上夾具3－下夾具4－負(fù)荷桿28主要技術(shù)參數(shù)：上夾具最大擺角：135度。上下夾具最大夾持厚度：10mm。折曲速度：130r/min。預(yù)加砝碼最大質(zhì)量：3500g。29測試方法：1）切取140±1mm×40±1mm

試樣10條，長邊與瓦楞方向平行，按GB10739置于標(biāo)準(zhǔn)溫濕度環(huán)境處理至平衡。2）將壓痕的瓦楞紙板試樣垂直夾緊于夾具間。上夾具邊緣與壓痕中心線距離：單瓦楞板3mm，雙瓦楞板5mm。3）給下夾具負(fù)荷桿施加1500~2500g砝碼，提起下夾具底托，待夾持好試樣再放松，使試樣處于張緊狀態(tài)。4）上夾具以130r/min往復(fù)運(yùn)動折曲試樣。上夾具從初始垂直位置先向壓痕凹面折曲135°，再反向折曲270°，再向壓痕凹面折曲135°，回到初始垂直位置，完成一次270°往復(fù)折曲。試樣承受連續(xù)往復(fù)折曲，直至斷裂，讀取數(shù)值，取平均值。結(jié)果：以所有測定值的算術(shù)平均值表示，精確到整數(shù)次，報告最大值、最小值。30耐折度影響因素：1）相對濕度：濕度增大時，耐折度先增大，到一定濕度后達(dá)到最大值，然后隨濕度的增大而下降。2）溫度：溫度升高，紙張內(nèi)部纖維強(qiáng)度下降，耐折度下降。折疊度儀一般配有小型風(fēng)扇，對折疊區(qū)域吹風(fēng)降溫。3）儀器張力：張力越大，耐折次數(shù)越小。4）瓦楞原紙及箱紙的質(zhì)量。5）黏合劑的強(qiáng)度和粘結(jié)力。6）制箱時的壓痕效果。過厚、過薄，耐折性下降。7）儀器的折疊刀片及夾口。31塑料的種類較多，按塑料受熱加工時的特點(diǎn)可將塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。包裝用塑料多屬于熱塑性塑料，主要品種有：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯、聚酰胺（PA）、聚乙烯醇（PVC）等；按塑料成形形狀可分為塑料薄膜和塑料板材兩種。第五章、包裝材料測試第三節(jié)塑料測試主要測試項目32一、拉伸強(qiáng)度（GB/T1042—92、GB13022—91）第五章、包裝材料測試第三節(jié)塑料測試3．試驗設(shè)備及步驟試驗在拉力試驗機(jī)上進(jìn)行。在試樣上劃出標(biāo)線，以一定的速度拉伸試樣，直至試樣斷裂。記錄屈服時的負(fù)荷，或斷裂負(fù)荷及標(biāo)距間的伸長量。2．試樣4．結(jié)果計算和表示1．試驗?zāi)康?/p>

拉伸試驗是最基本、最普通的一種力學(xué)性能試驗方法。是對試樣施加靜態(tài)拉伸負(fù)荷，以測定拉伸強(qiáng)度、拉伸斷裂應(yīng)力、拉伸屈服應(yīng)力、偏置屈服應(yīng)力、斷裂伸長率的試驗方法33二、壓縮強(qiáng)度（GB/T1041—92）第五章、包裝材料測試第三節(jié)塑料測試2．試樣試樣應(yīng)為正方形、矩形、圓形或圓環(huán)形截面柱體，詳見GB／T1041—92。4．結(jié)果計算和表示1．試驗?zāi)康目箟嚎s強(qiáng)度性能測試是指對高分子合成材料施加壓縮載荷至破裂（脆性材料）或產(chǎn)生屈服現(xiàn)象（非脆性材料）時，單位橫截面積上所能承受的載荷。3．試驗設(shè)備及步驟將試樣放入壓力機(jī)的壓板間，以一定的速度施加壓縮載荷。記錄適當(dāng)應(yīng)變間隔時的負(fù)荷及相應(yīng)的壓縮應(yīng)變；記錄破裂瞬間所承受的負(fù)荷；如試樣不破裂，記錄在屈服或偏置屈服點(diǎn)及規(guī)定應(yīng)變值為2.5％時的壓縮負(fù)荷。34三、撕裂強(qiáng)度（褲形撕裂法GB/T16578—96）第五章、包裝材料測試第三節(jié)塑料測試2．試樣4．結(jié)果計算和表示1．試驗?zāi)康膶τ诤穸仍?mm以下的軟質(zhì)、硬質(zhì)材料的塑料薄膜或薄片，進(jìn)行耐撕裂性能的測定。3．試驗設(shè)備及步驟試驗在拉力試驗機(jī)上進(jìn)行。將試樣按圖5.29示方法安裝，開動試驗機(jī)，拉伸速度為200±20mm/min，記錄裂口擴(kuò)展過試樣無切口的整個長度所需的負(fù)荷。35四、沖擊強(qiáng)度第五章、包裝材料測試第三節(jié)塑料測試沖擊強(qiáng)度常用的測試方法有：擺錘式?jīng)_擊試驗、落錘式?jīng)_擊試驗及高速拉伸沖擊試驗。1．試驗?zāi)康目箾_擊強(qiáng)度測試是用來量度被測材料在高速度沖擊狀態(tài)下的韌性或?qū)嗔训牡挚鼓芰?。包裝容器在運(yùn)輸和倒轉(zhuǎn)過程中會受到各種外力的沖擊作用，特別是對于脆性材料制成的容器，耐沖擊性的一個重要指標(biāo)。36第五章、包裝材料測試第三節(jié)塑料測試五、塑料薄膜靜電性能測試37第五章、包裝材料測試第四節(jié)緩沖包裝材料性能測試緩沖材料的測試有靜態(tài)壓縮和動態(tài)壓縮兩種。靜態(tài)測試用于評定包裝件在貯存堆碼時，在靜壓力作用下緩沖材料的性能；動態(tài)測試用于評定包裝件在裝卸、搬運(yùn)、運(yùn)輸過程中，由于沖擊、振動等動載荷作用，緩沖材料性能的變化。緩沖材料主要有泡沫類、纖維類、彈簧類等。緩沖材料對沖擊、振動應(yīng)具有良好的吸收性能，良好的回彈性和抗蠕變性，并且化學(xué)性能穩(wěn)定，受溫、濕度影響小等。不同的緩沖材料，性能差異較大，甚至是同一種緩沖材料，而密度不同，其性能也有很大差異。38第五章、包裝材料測試第四節(jié)緩沖包裝材料性能測試一、試樣1.試樣的準(zhǔn)備試驗樣品應(yīng)在緩沖材料經(jīng)加工后放置24h以上的成品中抽取。作靜態(tài)、動態(tài)壓縮試驗時，試樣通常為立方體形狀，底面積至少為10×10cm，厚度應(yīng)不小于2.5cm（當(dāng)厚度小于2.5cm時允許疊放使用）。2.試樣的預(yù)處理根據(jù)實(shí)際要求試驗前按GB／T4857.2—92選定一種條件對試樣進(jìn)行溫濕度處理，直到試樣質(zhì)量達(dá)到平衡。3．試樣的測量厚度長度和寬度密度39第五章、包裝材料測試第四節(jié)緩沖包裝材料性能測試在靜態(tài)壓縮試驗中，規(guī)定試樣不事先進(jìn)行預(yù)處理的方法稱為A法，試樣進(jìn)行預(yù)處理后再試驗的方法稱為B法。所謂預(yù)處理，就是在試驗前，根據(jù)材料的性質(zhì)以試樣厚度0—65%以下的變形量反復(fù)壓縮試驗樣品10次，卸去載荷30min后測量試驗樣品的厚度，作為試樣的初始厚度。試驗時以此作為壓縮試驗的變形原點(diǎn)。二、靜態(tài)壓縮試驗緩沖包裝材料靜態(tài)壓縮試驗的目的，主要是用來測定緩沖材料的壓縮力—變形特性和材料的壓縮變形量與復(fù)原性能。40第五章、包裝材料測試第四節(jié)緩沖包裝材料性能測試1、應(yīng)力—應(yīng)變曲線以12±3mm/min的速度沿厚度方向?qū)υ囼灅悠分饾u增加載荷。記錄壓縮過程中的壓縮力及相應(yīng)的變形。二、靜態(tài)壓縮試驗41第五章、