包裝機械透氣性測試的衡量指標

一、透氣性測試的影響因素

透氣性試驗的影響因素較多，例如傳感器的精度、有效量程、系統泄漏、試樣處理、材料特性、試驗環境、硬件設計、軟件處理等等。其中很多影響因素都是由設計的先天性決定的，從應用的角度看，使用者關心的不是制造商是如何改善這些條件的，而是達到什么要求，滿足什么條件之后，才能獲得客觀準確的試驗數據，本文介紹兩項主要衡量指標——“空白試驗”以及試驗結果重復性。

二、“空白試驗”數據

1.“空白試驗”

“空白試驗”是設備綜合誤差的反映。測試誤差是因為透氣性測試中確實存在無法得到有效改善的影響因素，比如系統泄漏以及其它不可預知的因素。雖然在透氣測試標準中一直沒有明確“空白試驗”，但有關“空白試驗”的檢測工作已經得到了社會的廣泛認可。

2.vac-v1的“空白試驗”數據

為了獲得所有因素的綜合影響數值，vac-v1使用認為完全不透氣的試樣按正常的操作程序進行試驗，然后來觀察系統泄漏以及其它因素對整個設備的綜合影響。由這種方法得的“空白試驗”數值來確定設備的優劣更具可信度。

labthink vac-v1的“空白試驗”使用55μm的銅箔（也可采用較厚的鋁箔試樣）作為試樣進行試驗，嚴格密封，系統抽真空48h（進入測試狀態前，上下腔真空度要在10pa以下），使用vac-v1的常規體積（該設備具有可選的擴展體積功能）進行試驗。為了分析環境溫濕度變化對試驗的影響，沒有啟動設備的自控溫功能。得到壓力時間變化曲線如圖1。（另外也有溫度時間、濕度時間曲線，在此不再贅述）

試驗歷時12天（包括抽真空時間），溫度在18～23℃之間，環境濕度在50±8％rh（如使用設備的自控溫功能，測試效果更優）。進入試驗狀態后，下腔壓力共上升6.0pa，試驗結果是0.023ml / m2·24h·0.1mpa（如果選用擴展體積或模糊測試模式，以上各類因素的綜合影響均能被有效降低，得到的測試結果會更精確）。配合數據列表對整條試驗曲線進行分析，不難得出溫濕度變化對試驗的影響是很小的。

在最初60h內，壓力變化相對較大，從0pa升到了3.84pa，在隨后的180h中，壓力增加幅度遞減，折合透氣量為0.012ml/m2·24h·0.1mpa。之所以會出現這種現象，與脫氣狀態有關，試驗證明，延長抽真空時間可有效改善對試驗結果的影響。

三、數據重復性

1．數據重復性的要素

由于各個廠商在實現某一測試方法時，選用的元件差距較大，所以設備的數據重復性也是評定設備的一項重要指標。通過分析設備的數據重復性，可以更加了解設備的檢測數據誤差以及波動情況，提高檢測效率。數據重復性包括：s（standard deviation 標準偏差）、cv（percent coefficient of variation數據波動百分數）以及lsd（least significant difference between two individual test results based on a 95％ confidence level 置信水平95％的兩獨立試驗結果的最小有效差）。

2.實測數據

選用a、b、c、d、e五種試樣進行氧氣透過性檢測，使用labthink vac-v1氣體滲透儀。五種試樣的測試溫度、o2gtr值以及試驗結果等參數如表1所示：

a 、d試樣由泰國包裝檢測中心提供

b試樣由德國mecadi實驗室提供

隨著五種試樣氧氣透過量o2gtr值的依次遞增，標準偏差有所增大，數據波動度逐漸減小。主要是由于檢測高阻隔性試樣時，試樣脫氣狀態以及綜合因素對測試腔的影響，要比檢測中低阻隔性試樣時明顯，比如，試樣b、e的某次氧氣透過性試驗結果與各自的平均o2gtr值都相差0.4，對于試樣b，數據波動影響占2.06%，而對于試樣e僅僅為0.0332%，所以，單獨討論波動度的數值是有些片面的，還要注意試樣的阻隔性。

“空白試驗”數據以及試驗結果重復性是衡量透氣性檢測設備的重要指標，試驗誤差不純粹是由設備決定的，還與測試原理有關。一般可以認為，設備空白試驗結果的好壞對高阻隔試樣的檢測影響較大，但是設備數據重復性的優劣是設備在任何透氣量范圍內檢測得到的數據誤差的綜合體現。

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