第五章 包装材料测试

第五章、包装材料测试本章学习要求：1.了解包装材料试验方法2.掌握纸和纸板、塑料和缓冲材料的测试包装测试技术1包装材料是指用于制造包装容器和运输包装、包装装潢、包装印刷等有关的材料和包装辅助材料的总称。包装材料主要应满足以下各种性能：（1）物理性能：是指包装材料在外界条件作用下，只发生形态变化而不改变其本质的性能。（2）化学性能：主要是化学稳定性，即包装材料受外界条件作用，在一定范围内，不易发生化学变化的性能。（3）力学性能：主要包括弹性、韧性、可塑性、强度、脆性、缓冲性能等。（4）工艺性：指包装材料在加工使用过程中，便于成形或组装的一些性能。第五章、包装材料测试2一、相容性试验(GB/T16265-1996)1、试验目的

在一个具有可控环境内，包装材料与各种材料互相接触或彼此接近地保持一段时间，是否会引起相互的或单方面的变质，从而测定这些材料的相容性。

2、试验程序

第五章、包装材料测试第一节包装材料试验方法3二、接触腐蚀试验(GB/T16266-1996)1、试验目的测定包装材料对其紧密接触的金属表面的腐蚀性。适用于检查经过或未经过环境处理的包装材料。2、试验程序预处理、组合、实验、数据记录等第五章、包装材料测试第一节包装材料试验方法4三、气相缓蚀能力试验(GB/T16267-1996)1、试验目的

对载有气相防锈剂的包装材料在正常环境下或在引起加速消耗后，测定对金属的缓蚀能力。本试验适用于气相防锈纸、气相防锈薄膜及载有气相防锈剂的单层、多层复合包装材料。2、试验程序①程序A：气相缓蚀能力试验②程序B：加速消耗后气相缓蚀能力试验第五章、包装材料测试第一节包装材料试验方法5四、透湿率试验（GB/T16928—1997）1、试验原理透湿度是用于鉴定包装材料防潮性能的质量指标。试验原理是在规定的温、湿度条件下，包装材料试样两侧保持一定的水蒸气压差，测量透过试样的水气量，计算每平方米试验材料，在标准大气压下，24h透过水气的质量。2.试验条件第五章、包装材料测试第一节包装材料试验方法6四、透湿率试验（GB/T16928—1997）3.试验程序试验程序有两种方法：方法A是将试验材料密封在装有干燥剂的试验杯口部，适用于一般的材料，包括可密封的材料和密封胶带的试验。对透湿度小于1g/(m2·d)或厚度大于3mm的材料，建议不使用此方法。方法B是将试验材料制成袋子，主要用于可制成袋子、其透湿率较小的可热封材料的试验。方法A和B均可用于包装材料的研制、生产和试验。也适用于经过折叠、老化或其他环境处理后的包装材料试验。第五章、包装材料测试第一节包装材料试验方法7五、透油率试验1、试验目的及原理

本试验适用于选用隔油性的包装材料（包装用纸、塑料薄膜、复合材料等）的透油性能的测定。其试验原理是将经一定方法折叠或未经折叠的包装材料的一面与棉布垫中的油相接触，测定油透过材料所需时间。透油时间与材料的特性及其厚度有关。第五章、包装材料测试第一节包装材料试验方法8纸和纸板是重要的包装材料。主要包装用纸有纸袋纸、牛皮纸、中性包装纸、食品包装纸、鸡皮纸、羊皮纸、玻璃纸、胶板纸、防潮纸、防锈纸、瓦楞原纸共11种。包装用纸板主要有箱板纸、牛皮箱纸板、草纸板、单面白纸板、茶纸板、灰纸板和瓦楞纸板7种。第五章、包装材料测试第二节纸、纸板的测试9一、试样的采集与处理第五章、包装材料测试第二节纸、纸板的测试按国标GB450—79的规定，测试试样采集的基本要求是：以尽可能少的试样最大程度地代表整批产品的特征。同时规定，所采试样的包装单位应为整批商品包装单位的3～5％。按测试方法的要求，决定纸或纸板的数量。10二、纸与纸板一般性能测试第五章、包装材料测试第二节纸、纸板的测试1、定量：每平方米纸与纸板的质量称为定量，定量是一项重要指标，单位以g/m2表示。2、厚度与紧度(GB6547-1998)①厚度是纸与纸板厚薄的量度。严格地说，纸与纸板的厚度是纸质在承受一定压强时的厚度。②紧度指单位体积纸的质量，即表观密度，单位为g/cm3或kg/m3。11三、纸和纸板表面性能测试——粗糙度（GB／T2679.4—94）第五章、包装材料测试第二节纸、纸板的测试可以将纸张粗糙度定义为一个测试面与理想的参考平面之间的偏差。国际上测量纸张粗糙度的主要方法是空气泄漏法，即测量空气在纸张表面和参考平面之间的流量。空气泄漏法主要有本特生（Bendtsen）法和sheffield法两种。Bendtsen法的粗糙度定义为：在规定的条件和工作压力下进行试验时，通过测头环面和纸或纸板之间的空气流量（mL/min）。而sheffield法的粗糙度定义是：在规定的条件下和工作压力下进行试验时，空气通过平滑环形模具（一个水平面）和纸（或纸板）之间的速度。12四、纸和纸板结构性能测试——透气性第五章、包装材料测试第二节纸、纸板的测试透气度是指一定面积、一定真空度下，每秒钟透过纸张的空气量，单位为m3/s；也可以用透过100ml空气所需的时间（s）来表示。试验时，试样1被压环夹紧到气室2上，容器7内装满蒸馏水6，插管3连通气室和容器。关紧容器上部的加水阀和透气阀门后，打开阀门5，容器中的水通过溢流管4泄入量杯中，此时在容器上部产生真空。接着调节溢水管使气室内的真空度达13332Pa，稳定后锁住。空气透过纸进入气室，再经插管进入容器上部真空部分，同时溢水灌下口溢出水至量杯中。进气量等于水的流量，每秒钟的溢流量、或溢出100ml流量的时间即可得透气度。13五、纸与纸板强度测试第五章、包装材料测试第二节纸、纸板的测试1．纸和纸板的抗张强度2.纸和纸板挺度3.纸和纸板耐折度（MIT耐折度仪法GB／T2679.5—95））4、撕裂度5.环压强度14挺度

衡量纸/纸板抵抗弯曲的强度性能指标，表明柔软或挺硬的性质。理论上挺度与厚度的三次方成正比；打浆度高的纸/纸板，挺度都较好；纸箱刚度主要取决于纸板挺度。

Clark挺度仪/Taber挺度仪/Gurley挺度仪/瑞典卧式挺度仪/法国共振挺度仪。

Clark挺度仪以试样受自重作用的弯曲程度表示挺度，主要用于测定纸张挺度。

Taber挺度仪以38mm宽试样弯曲至15°或7.5°角时的弯距表示挺度，测定厚纸、薄纸板的挺度。kgf.cm或N.m15

Gurley挺度仪以试样弯曲至一定程度所用最大弯曲力表示挺度，kgf，主要用于测定纸张挺度。

瑞典卧式挺度仪以弯曲38mm宽试样至15°或7.5°角时所受的力表示挺度，kgf，主要用于测定纸/纸板挺度。测定纸时的弯曲距离是10mm，测定纸板时的弯曲距离是50mm。

法国共振挺度仪以共振产生最大振幅时的试样长度计算挺度值，主要用于测定纸/纸板挺度。

GB2679“纸板挺度的测定法”161.Clark挺度仪测试法

将50mm宽的纸条竖直插入旋转夹头中，调节试样的长度，使之适于测定。先顺时针缓慢地旋转夹头，使之转过90°，再逆时针旋转夹头，使试样从一边到另一边落下。测量夹头中心到试样自由端的长度L。（P66图2－41）

Clark挺度=抗弯曲度=抗弯因子=挺度表示试样支撑自身重量的性质。抗弯曲度表示试样对于弯曲作用的抵抗性质。抗弯曲因子表示试样内部抗弯曲能力和纸张的结构性质。17测试方法：GB2679.3“纸板挺度的测定法”1）切取（70±1）mm×（38.0±0.1）mm

试样，纵、横向各5条。置于标准温湿度环境处理至平衡。2）调节仪器水平，调节角度盘，使摆中心刻度、角度盘零点及负荷盘零点重合。调整摆运动灵敏度。3）将试样一端垂直夹在固定夹上，另一端插于仪器下部两个小辊之间，用固定螺丝固定试样，且与摆中心刻线重合。用小辊调距装置把试样和两个小辊之间的距离调节成（0.33±0.03）mm。4）按试样的挺度不同，更换重砣选择测定范围，使试样在负荷盘上所测定读数在20~70刻度之间。打开开关，弯曲试样至摆中心线与角度盘15°或7.5°刻线重合时立即关闭开关，记下摆中心线所指的负荷盘读数，精确至半个分度。上述操作分别向左右方向进行，测得试样正面弯曲和反面弯曲15°时的读数。185.共振挺度仪测试法（P72图2－47）

以达到共振产生最大振幅时试样的长度经计算得到挺度值。当试样在一个方向按一定频率振动时，试样共振长度与其在同一方向上的弯曲挺度和定量有关。原理：取试样，放在仪器上，频率25±0.1HZ，振幅<0.02mm，调节试样长度使之产生共振，达到最大振幅。读出试样长度，计算共振挺度。（A法精确，B法低1％）测试结果：A法：

B法：常用：G－定量19P72图2－47。图2－47共振挺度仪振动状态示意图1－振动夹子2－移动夹3－标尺4－振动夹缓冲座5－试样20测试方法：GB12909“纸和纸板弯曲挺度的测定法（共振法）”

1）纵、横向至少各取试样10片。纸或薄纸板宽度10~15mm；定量较高的厚纸板取15~25mm；瓦楞纸板取25mm。试样共振端应光滑、平直，两个长边平行，不得偏斜。置于标准温湿度环境处理至平衡。2）调节仪器水平，启动仪器。拧开下夹具，合上下夹具底部的滑板；打开上夹具，将试样垂直地插入到两个夹具中，再合上上夹具，拧紧下夹具。3）小心转动控制杆上的手柄，调节试样的自由长度。直接旋转手柄可将试样向下拉；如需增长试样的共振长度，需打开上夹具，旋转手柄直至合适的自由长度后再合上上夹具。4）观察、确定放大镜中的最大振幅，读取标尺上最大振幅时试样的自由长度作为共振长度。5）计算挺度。21常用挺度仪性能比较：（1）共振挺度仪测定试样范围大，不破坏试样，反应灵敏，结果准确；Taber挺度仪测试范围小，使试样产生永久变形。

（2）Gurley挺度仪仅适合测定较薄纸板的挺度，Taber挺度仪对厚纸、薄纸板均适应，测薄纸板时人为误差较大。瑞典卧式挺度仪适用纸、纸板，测定速度快读数方便，与Gurley仪、Taber仪的相关性好，可代替Gurley仪、Taber仪。22六、瓦楞纸板测试第五章、包装材料测试第二节纸、纸板的测试耐破度（GB6545-1998）耐破度是纸板单位面积上承受均匀增加的最大压力。它表示纸板在不破裂状态下承受外压的能力。它一直被认为是瓦楞纸板的重要指标，是芯纸、面纸和里纸之间的综合性能指标。纸箱在使用中要承受到与耐破度测定时相似的应力。23六、瓦楞纸板测试第五章、包装材料测试第二节纸、纸板的测试2、戳穿强度（GB2679-77-81）指用一定形状的角锥穿过纸板所需的功，包括开始穿刺及使纸板撕裂弯折成孔所需的功，单位为焦耳。它可用来衡量瓦楞纸板受到锐利物品冲击发生损坏时的抵抗能力，是一个综合性的指标。24六、瓦楞纸板测试第五章、包装材料测试第二节纸、纸板的测试3、边压强度(GB6546-1998)瓦楞纸板的边压强度是指纸板沿瓦楞方向承受压缩载荷的能力，以单位长度上的作用力来表示，单位为N／m。该指标可用来比较在相同条件下生产的但不是同一批产品的质量；也可以用来比较以不同材料生产的瓦楞纸板的边压强度。25六、瓦楞纸板测试第五章、包装材料测试第二节纸、纸板的测试4、粘合强度(GB6548-1998)指瓦楞芯纸与面纸或里纸的结合强度。向面纸或瓦楞芯纸分别施加一个垂直其表面的向外拉力，直到两者相互分离为止。分离前，粘合剂或粘合纤维的界面所承受的最大载荷就是该试样的粘合强度。粘和强度也称剥离强度，单位为N。264.瓦楞纸板耐折度测试方法组成：箱体、传动系统、上下夹具、计数器。原理如图2－50所示。电机－曲柄－连杆－－摆动齿轮－与摆头齿轮啮合－摆头往复转动－上夹具135度往复摆动－试样270度折曲27P78图2－51。图2－51瓦楞纸板耐折度测试示意图1－试样2－上夹具3－下夹具4－负荷杆28主要技术参数：上夹具最大摆角：135度。上下夹具最大夹持厚度：10mm。折曲速度：130r/min。预加砝码最大质量：3500g。29测试方法：1）切取140±1mm×40±1mm

试样10条，长边与瓦楞方向平行，按GB10739置于标准温湿度环境处理至平衡。2）将压痕的瓦楞纸板试样垂直夹紧于夹具间。上夹具边缘与压痕中心线距离：单瓦楞板3mm，双瓦楞板5mm。3）给下夹具负荷杆施加1500~2500g砝码，提起下夹具底托，待夹持好试样再放松，使试样处于张紧状态。4）上夹具以130r/min往复运动折曲试样。上夹具从初始垂直位置先向压痕凹面折曲135°，再反向折曲270°，再向压痕凹面折曲135°，回到初始垂直位置，完成一次270°往复折曲。试样承受连续往复折曲，直至断裂，读取数值，取平均值。结果：以所有测定值的算术平均值表示，精确到整数次，报告最大值、最小值。30耐折度影响因素：1）相对湿度：湿度增大时，耐折度先增大，到一定湿度后达到最大值，然后随湿度的增大而下降。2）温度：温度升高，纸张内部纤维强度下降，耐折度下降。折叠度仪一般配有小型风扇，对折叠区域吹风降温。3）仪器张力：张力越大，耐折次数越小。4）瓦楞原纸及箱纸的质量。5）黏合剂的强度和粘结力。6）制箱时的压痕效果。过厚、过薄，耐折性下降。7）仪器的折叠刀片及夹口。31塑料的种类较多，按塑料受热加工时的特点可将塑料分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。包装用塑料多属于热塑性塑料，主要品种有：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；按塑料成形形状可分为塑料薄膜和塑料板材两种。第五章、包装材料测试第三节塑料测试主要测试项目32一、拉伸强度（GB/T1042—92、GB13022—91）第五章、包装材料测试第三节塑料测试3．试验设备及步骤试验在拉力试验机上进行。在试样上划出标线，以一定的速度拉伸试样，直至试样断裂。记录屈服时的负荷，或断裂负荷及标距间的伸长量。2．试样4．结果计算和表示1．试验目的

拉伸试验是最基本、最普通的一种力学性能试验方法。是对试样施加静态拉伸负荷，以测定拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、偏置屈服应力、断裂伸长率的试验方法33二、压缩强度（GB/T1041—92）第五章、包装材料测试第三节塑料测试2．试样试样应为正方形、矩形、圆形或圆环形截面柱体，详见GB／T1041—92。4．结果计算和表示1．试验目的抗压缩强度性能测试是指对高分子合成材料施加压缩载荷至破裂（脆性材料）或产生屈服现象（非脆性材料）时，单位横截面积上所能承受的载荷。3．试验设备及步骤将试样放入压力机的压板间，以一定的速度施加压缩载荷。记录适当应变间隔时的负荷及相应的压缩应变；记录破裂瞬间所承受的负荷；如试样不破裂，记录在屈服或偏置屈服点及规定应变值为2.5％时的压缩负荷。34三、撕裂强度（裤形撕裂法GB/T16578—96）第五章、包装材料测试第三节塑料测试2．试样4．结果计算和表示1．试验目的对于厚度在1mm以下的软质、硬质材料的塑料薄膜或薄片，进行耐撕裂性能的测定。3．试验设备及步骤试验在拉力试验机上进行。将试样按图5.29示方法安装，开动试验机，拉伸速度为200±20mm/min，记录裂口扩展过试样无切口的整个长度所需的负荷。35四、冲击强度第五章、包装材料测试第三节塑料测试冲击强度常用的测试方法有：摆锤式冲击试验、落锤式冲击试验及高速拉伸冲击试验。1．试验目的抗冲击强度测试是用来量度被测材料在高速度冲击状态下的韧性或对断裂的抵抗能力。包装容器在运输和倒转过程中会受到各种外力的冲击作用，特别是对于脆性材料制成的容器，耐冲击性的一个重要指标。36第五章、包装材料测试第三节塑料测试五、塑料薄膜静电性能测试37第五章、包装材料测试第四节缓冲包装材料性能测试缓冲材料的测试有静态压缩和动态压缩两种。静态测试用于评定包装件在贮存堆码时，在静压力作用下缓冲材料的性能；动态测试用于评定包装件在装卸、搬运、运输过程中，由于冲击、振动等动载荷作用，缓冲材料性能的变化。缓冲材料主要有泡沫类、纤维类、弹簧类等。缓冲材料对冲击、振动应具有良好的吸收性能，良好的回弹性和抗蠕变性，并且化学性能稳定，受温、湿度影响小等。不同的缓冲材料，性能差异较大，甚至是同一种缓冲材料，而密度不同，其性能也有很大差异。38第五章、包装材料测试第四节缓冲包装材料性能测试一、试样1.试样的准备试验样品应在缓冲材料经加工后放置24h以上的成品中抽取。作静态、动态压缩试验时，试样通常为立方体形状，底面积至少为10×10cm，厚度应不小于2.5cm（当厚度小于2.5cm时允许叠放使用）。2.试样的预处理根据实际要求试验前按GB／T4857.2—92选定一种条件对试样进行温湿度处理，直到试样质量达到平衡。3．试样的测量厚度长度和宽度密度39第五章、包装材料测试第四节缓冲包装材料性能测试在静态压缩试验中，规定试样不事先进行预处理的方法称为A法，试样进行预处理后再试验的方法称为B法。所谓预处理，就是在试验前，根据材料的性质以试样厚度0—65%以下的变形量反复压缩试验样品10次，卸去载荷30min后测量试验样品的厚度，作为试样的初始厚度。试验时以此作为压缩试验的变形原点。二、静态压缩试验缓冲包装材料静态压缩试验的目的，主要是用来测定缓冲材料的压缩力—变形特性和材料的压缩变形量与复原性能。40第五章、包装材料测试第四节缓冲包装材料性能测试1、应力—应变曲线以12±3mm/min的速度沿厚度方向对试验样品逐渐增加载荷。记录压缩过程中的压缩力及相应的变形。二、静态压缩试验41第五章、