食品鍍鋁包裝的阻光性能評價

◎ 鄔帥帆

（上海太太樂食品有限公司，上海 201812）

鍍鋁包裝是采用蒸鍍工藝在塑料薄膜表面附著上一層特別薄的金屬鋁，再經(jīng)過復(fù)合而制成的一種軟包裝材料[1]。最常見的鍍鋁包裝工藝是在高真空條件下，通過電子束加熱使金屬鋁熔融氣化，隨后附著在薄膜基材表面，從而使薄膜表面具有金屬光澤[2]。鍍鋁包裝既具有塑料薄膜的特性，又具有金屬的特性，是性能優(yōu)異、實用性強的新型復(fù)合薄膜。鍍鋁包裝在許多領(lǐng)域已取代鋁箔復(fù)合包裝，主要應(yīng)用于食品、藥品、化妝品以及香煙等包裝領(lǐng)域。與傳統(tǒng)鋁箔復(fù)合材料相比，鍍鋁薄膜大大減少了金屬鋁的用量，鋁層的厚度僅有0.04 ～0.06 μm，但具有優(yōu)良的耐折性、良好的柔韌性以及極佳的金屬光澤，對于印刷及后續(xù)加工具有良好的適應(yīng)性[3]。

在食品領(lǐng)域，某些油脂含量較高的食品或者對顏色穩(wěn)定性要求較高的食品，需要包裝提供足夠的阻光性能，才能滿足食品的保質(zhì)期需求，因此需要開發(fā)出一種鍍鋁包裝阻光性能的評價方法[4-5]。本文創(chuàng)新性地通過紫外可見近紅外分光光度法檢測鍍鋁薄膜的光譜透過率，經(jīng)過計算得到包裝材料的透光率數(shù)據(jù)，以此作為材料阻光性能的評價依據(jù)，為食品領(lǐng)域鍍鋁包裝的篩選、評價、升級提供方法支撐[6-7]。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

鍍鋁薄膜a 材料結(jié)構(gòu)為bopp18/vmopp18/pe90；鍍鋁薄膜b 材料結(jié)構(gòu)為bopp20/vmbopp28/pe40；鍍鋁薄膜c 材料結(jié)構(gòu)為opp20/vmopp18/pe45，以上3 種鍍鋁薄膜由黃山永新股份有限公司提供且均未印刷。

xp4002s 電 子 天 平，瑞 士mettler toledo 公 司；lamda 950 紫外可見近紅外分光光度計配備150 mm 積分球，美國perkinelmer 公司。

1.2 鍍鋁薄膜透光率的檢測

在同一包裝薄膜中隨機裁剪出3 個3 cm×3 cm的正方形片材作為下一步的測試樣品。分次將一個樣品平整地放置于紫外可見近紅外分光光度計的樣品架上，樣品與光束成垂直角度，樣品外側(cè)面面對光束入射方向，樣品內(nèi)側(cè)面面對檢測器方向，儀器配備150 mm積分球作為檢測器。分光光度計波長從300 nm 掃描至2 500 nm，其中波長300 ～400 nm 的掃描間隔Δλ=5 nm，波長400 ～800 nm 的掃描間隔Δλ=10 nm，波長800 ～2 500 nm 的掃描間隔Δλ=50 nm，取得樣品的透過率數(shù)據(jù)tλ，計算公式為

并采用歸一化取值。Sλ引用自iso 9845-1：1992（表1，第5 列），其中缺省值采用樣條插值法補充。單個樣品的透光率Tn由計算得到，鍍鋁薄膜的透光率T由3 個樣品的透光率Tn取平均值得到，即

2 結(jié)果與分析

2.1 鍍鋁薄膜透射光譜數(shù)據(jù)比較

采用紫外可見近紅外分光光度計配備積分球，檢測取得3 種鍍鋁薄膜的光譜透過率數(shù)據(jù)，掃描波長為300 ～2 500 nm，結(jié)果如圖1 所示。

圖1 3 種鍍鋁薄膜的透射光譜圖

由圖1 可知，3 種鍍鋁薄膜在300 ～2 500 nm 波長內(nèi)的光譜透過率差異較大。其中紫外光區(qū)（300～400 nm）、可見光區(qū)（400～800 nm）、近紅外光區(qū)（800～1 200 nm）內(nèi)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)較明顯的規(guī)律性，其中鍍鋁薄膜a 的透過率較高、鍍鋁薄膜b 的透過率次之、鍍鋁薄膜c 的透過率最低，說明在300 ～1 200 nm 內(nèi)鍍鋁薄膜a 的透光率最高、阻光性最低，鍍鋁薄膜c 的透光率最低、阻光性最高，而鍍鋁薄膜b 介于兩者之間。但在波長1 200 ～2 500 nm 內(nèi)，3 種鍍鋁薄膜的透過率數(shù)據(jù)沒有明顯的規(guī)律性，無法直接從圖中判斷薄膜材料的阻光性能，因此需要結(jié)合太陽光輻射的相對光譜分布計算薄膜材料的透光率和阻光性。

2.2 鍍鋁薄膜透光率比較

分光光度法取得的鍍鋁薄膜光譜透過率數(shù)據(jù)不能全面反映鍍鋁薄膜透光性能，因此需要綜合考慮波長范圍內(nèi)太陽光輻射的相對光譜分布，經(jīng)過計算，波長300 ～2 500 nm 對應(yīng)的Eλ數(shù)值見表1，鍍鋁薄膜的透光率結(jié)果如表2 所示。由表2 可知，在波長300 ～2 500 nm 內(nèi)，3 種鍍鋁薄膜的透光率有顯著的差異，其中鍍鋁薄膜a 的透光率最高，達到了0.666 0%，說明此款鍍鋁薄膜材料的阻光性能相比之下是最差的。鍍鋁薄膜c 的透光率最低，只有0.018 8%，說明此款鍍鋁薄膜材料的阻光性能在三者中最好。而鍍鋁薄膜b 的透光率數(shù)據(jù)介于兩者之間，阻光性能比鍍鋁薄膜a 好，但比鍍鋁薄膜c 差。因此，從透光率數(shù)據(jù)上可直觀區(qū)分出不同鍍鋁薄膜材料的阻光性能，對于有較高阻光需求的食品，可以以此為判斷依據(jù)進行包裝的篩選或者升級替換。

表2 鍍鋁薄膜的透光率數(shù)據(jù)表

2.3 透光率數(shù)據(jù)與燈照結(jié)果相關(guān)性分析

為了判斷透光率數(shù)據(jù)是否如實反映了鍍鋁薄膜的阻光性能，將3 種鍍鋁薄膜放置在同一光源上，光源為數(shù)字0，于暗室內(nèi)打開光源，觀察光線透過薄膜的強弱。這種方法雖然不能很精確地反映材料的阻光性能，但可以很直觀地觀測薄膜材料對于光線的屏蔽能力。如圖2 所示，燈照實驗前，3 種鍍鋁薄膜的表觀差異非常小，無法判斷三者的阻光性能差異。于暗室內(nèi)打開光源后，可以很直觀地看到鍍鋁薄膜a 的阻光性能最弱，光源光線的透過率最大，可以很清晰地透過薄膜材料觀察到光源數(shù)字0。鍍鋁薄膜c 的阻光性能最強，光源光線的透過率最低，薄膜材料幾乎阻擋了所有光源發(fā)出的光線。而鍍鋁薄膜b 的阻光性能則介于兩者之間，透過薄膜材料可以觀測到比較模糊的光源數(shù)字0。再結(jié)合前面檢測計算得到薄膜材料的透光率數(shù)據(jù)，可以看出兩者的結(jié)果是一致的，因此本文的透光率數(shù)據(jù)可以作為鍍鋁薄膜阻光性能的評判依據(jù)。

圖2 鍍鋁薄膜的燈照實驗結(jié)果圖

3 結(jié)論

一些特殊食品對于包裝阻光性能要求較高，如高油脂含量的食品或者顏色穩(wěn)定性要求較高的食品。因此，本文創(chuàng)新性地通過檢測和計算得到了包裝材料的透光率數(shù)據(jù)，其中鍍鋁薄膜a 的透光率最高，達到了0.666 0%，鍍鋁薄膜c 的透光率最低，只有0.018 8%，可以直接從透光率的高低判斷材料阻光性能的好壞。進一步通過燈照實驗驗證了透光率數(shù)據(jù)與表觀觀測結(jié)果的一致性，說明透光率可以作為材料阻光性能的評價依據(jù)，可以為食品領(lǐng)域鍍鋁包裝的篩選、評價、升級提供方法支撐。