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铝箔复合软包装材料阻隔性探讨

广州市冠誉铝箔包装材料有限公司 廖启忠
Tel:[phone] E-mail: qizhongliao@

摘要：本文对影响铝箔复合软包装材料阻隔性能的因素进行了探讨，对铝箔针孔与铝箔复合材料阻隔性能的关系进行了理论推导，得出了理论公式，讨论了PE等材料的厚度对铝箔复合材料阻隔性能的影响。文章还对铝箔复合软包装氧气透过率和水蒸气透过率的检测进行了比较分析，指出了目前测试中存在的一些问题。文章最后还从包装、运输、销售的全过程出发探讨了包装件全过程的整体阻隔性能。

一、概述
包装材料除了美观和防护外，最重要的性能就是阻隔性能，铝箔作为一种金属材料，具有无毒、无味、有优良的导电性和遮光性，极高的防潮性、阻气性，其阻隔性能是任何其它高分子材料和蒸镀薄膜无法比拟和无法替代的。也许正是由于铝箔是完全不同于塑料的金属材料，其性能和特性未被许多人认识，甚至产生许多认识误区。比如一种观点认为铝箔和塑料复合后的阻隔性能等于纯铝箔的阻隔性能与塑料膜的阻隔性能的简单叠加
= + ,其实这是错误的，因为这一简单叠加原理的前提条件是，两层材料各自微观均匀，界面上的扩散物的浓度均一，界面上浓度梯度为零。而铝箔复合材料中，由于针孔的存在完全不符合这些条件，铝箔复合材料中针孔位置上扩散的浓度明显高于其它位置。也有另一种观点认为铝箔复合材料的透气率等于塑料材料的透气率乘以铝箔中针孔的面积比例，同样是错误的，因为不单纯是铝箔针孔部位的塑料透气，铝箔针孔附近的塑料也参与了透气。有人认为铝箔复合材料中把塑料的厚度增加一倍，其阻隔性能就增加一倍，其实这也是错误的，当铝箔的针孔大小与塑料的厚度相比足够大时，确实塑料膜的厚度增加一倍其阻隔性能也增加一倍，但当铝箔的针孔大小与塑料的厚度相比足够小时，增加塑料的厚度，对复合材料整体的阻隔性能基本没有影响。有人认为，只要铝箔中针孔的面积比例一样，大而少的针孔与小而多的针孔的效果是一样的，这其实也是错误的。一般情况下相同针孔的面积比例，大而少的针孔的铝箔做出的复合材料的阻隔性能高。有人认为，只要复合材料的阻隔性能高，用它制成的包装件密封性能一定好，其实作为一个包装件，影响密封性能的因素有渗透和泄漏，高阻隔性的材料只能说有很低的渗透，并不等于有很低的泄漏。而且作为铝箔复合材料与塑料不同，存在一个压穿和折裂的问题。铝箔复合包装材料在包装产品的成型、充填、热封、杀菌以及运输和销售过程中，其高阻隔的铝箔层可能产生不同程度的压断、折裂，从而使包装件的整体密封性能受到很大影响。

二、铝箔的针孔
纯铝箔是采用纯度99%以上的电解铝，经过压延制作而成的。金属铝具有高度致密的金属晶体结构，理论上完美的铝箔能完全阻隔任何气体、水蒸气和光线。但事实上，由于铝箔生产中的轧制工艺、轧制油的质量、轧制辊表面的状况、工艺操作技术及生产现场环境等诸多因素的影响，铝箔，特别是20um以下薄铝箔，不可避免地产生各种缺陷，针孔就是其中最主要的一种。针孔的大小和数量是衡量铝箔产品质量水平的一个重要指标。也正是由于针孔的存在，使得铝箔的氧气透过率和水蒸气透过率并不为零。铝箔针孔的大小和数量对铝箔及其复合材料的防潮性、阻气性和遮光性有着决定性的影响。
我国的国家标准GB 3198-82《工业用纯铝箔》对针孔作了规定“铝箔表面允许有迎光肉眼可见的针孔，但不得过大和过多，缠卷时不应引起断裂”，这其实是一种含糊其辞，没有约束力的规定。故1996年修订后的国家标准GB 3198-1996，对针孔作了具体规定“铝箔表面允许有对光用肉眼可见的针孔，但针孔不得密集成行，药用铝箔针孔直径不得大于0.3mm，并且不能超过5个/m2。其它工业用纯铝箔针孔尺寸最大不得超过0.5mm。针孔数不得过多，其数量评价标准参见附录B。”，在标准的附录B中给出了针孔的检验方法和针孔数目标准（见表1）。

表1 GB 3198-1996对铝箔针孔的规定
公称厚度mm
针孔数 个/m2 不大于

优等品
良好品
合格品
0.0060-0.0080
300
600
1200
0.0081-0.010
50
100
200
0.011-0.020
20
40
60
0.021-0.050
10
20
30
>0.05
0
0
0
注：铝箔针孔尺寸最大不得超过0.5mm

表2 国外对铝箔针孔的规定
铝箔厚度mm
针孔数
公司名称 个/m2
0.006
0.065
0.007
0.008
0.009
0.012
0.015
0.02
德国HOVIS公司

＜1000
＜700
＜500
＜200
＜100
极少
无
日本东海金属
＜500
＜400
＜400
＜300
＜200

无
注备
大于0.1mm的针孔不允许，针孔一般为0.1-0.02mm

正因为针孔是铝箔的重要指标，国外许多技术资料都对铝箔的针孔作了规定（见表2）。美国材料与实验学会标准ASTM B-479-85《软包装阻隔用退火铝箔和合金铝箔技术标准》规定：“不能有过多的针孔，大于0.05mm的铝箔应无针孔。”并在标准附录中给出了供参考的铝箔厚度与其水蒸气透过率的关系曲线（见图1）。日本工业标准JIS Z1520-1975《复合铝箔标准》同样也给出了复合用铝箔的水蒸气透过的参考数据（见表3）。

图1 ASTM B-479-85给出的铝箔水蒸气透过率的特征值

表3 JIS Z1520-1975对铝箔水蒸气透过率的规定
铝箔的厚度mm
水蒸气透过率g/m2.24h
0.007-0.008
7以下
0.009-0.010
5以下
0.013-0.015
2.5以下
0.020
1.5以下
0.025以上
0
注：检测方法JIS Z0208 检测条件：40℃ 90%RH

铝箔的针孔数目与铝箔的厚度有关，随着铝箔的厚度的增加，铝箔的针孔数迅速减少，铝箔针孔数的对数与铝箔的厚度基本成正比(3)，当铝箔的厚度达到20µm时，铝箔可以达到完全无针孔。
目前国内铝箔的质量水平与国外有较大差距，主要就表现在针孔的数量和大小上。国外标准规定铝箔厚度大于0.020mm时应无针孔，而国内标准规定铝箔厚度大于0.050mm时才能无针孔；国外标准规定大于0.1mm的针孔不允许有，有资料表明优质铝箔的针孔平均孔径为15um(3)，而国内标准规定针孔最大尺寸可达0.5mm，同时按国标GB3198-1996《工业用纯铝箔》，针孔检验还不是出厂检验项目。实际上，国产铝箔质量不稳定，针孔时多时少，有些铝箔厂生产的铝箔，即使是厚度0.020mm的药用铝箔，其针孔尺寸也有时大于1.0mm，甚至大于2.0mm，对于0.007mm厚的铝箔，针孔常常是密密麻麻，数不胜数。提高铝箔质量，降低铝箔针孔的数目及大小，是当前国内铝箔厂急需解决的问题。

三、针孔对铝箔复合材料阻隔性影响的理论推导
水蒸气透过率和氧气透过率是铝箔作为包装材料使用时的重要指标，其值一般很低。同时铝箔本身，特别是厚度为0.01mm以下的铝箔其强度很低、易皱、易折裂、易产生针孔，因而纯铝箔的水蒸气透过率和氧气透过率的检测相当困难，检测数据的分散性大。铝箔针孔是铝箔产生透过性的唯一因素。相对而言，铝箔针孔的检测较为简单方便，一般实际应用中，也只检查铝箔针孔的大小和数量。如何从理论上建立铝箔针孔与铝箔的氧气透过率和水蒸气透过率的定量关系，不论在理论上，还是在实际应用中都具有重大意义。
假设铝箔厚度为d，铝箔针孔为圆形，其半径为ro。铝箔将浓度分别为P和P'的某种气体分开成足够大的A、B两个独立区，两区的气压相等。假设气体是通过两个步骤进行扩散的，首先气体通过一个直径的2ro长度为（d + ）的圆柱形针孔扩散进入B区，然后再以半径为ro的半球面为中心，按半球面扩散的方式在B区进行扩散。又假设气体分子从A区通过第一步骤扩散到（d + ）位置而进入B区时的浓度与第二步骤气体分子在B区以半径ro的半球面为中心进行半球面扩散的初始浓度相等，均为Po，如图2。

图2 纯铝箔气体透过率理论推导示图

假设气体分子的扩散为简单分子扩散，无涡流扩散和漂流因数的影响，符合气体扩散定律。即单位时间内，单位面积上的气体透过量M与浓度梯度 成正比

M=D

其中D为气体的扩散系数，对于同一气体在同一介质中扩散，在同一温度和压力下D为定值。
从第一扩散步骤来看，在时间t内，通过面积为S的针孔进入B区的透过量J1为

J=D st

J1=2πr02Dt

从第二扩散步骤来看，B区的扩散是一个半球面形式的扩散。设以针孔为中心，半径为r(r>r0)处有一半球面，其气体浓度为Pr，沿球面径向取微分厚度为dr的半球面，则半径为r处的半球面（面积为2πr2）向外扩散的透过量J2为

J=D st

J2=2πr2D t

分离积分变量，两边积分可得

dr= 2πDtdPr

J2 ( - ) =2πD（Po-Pr）t

对于足够大的空间B来说，ro很小。在r>>ro处有Pr=P'故有

J2=2πroD（Po-P′）t

对于稳定的扩散过程来说有J1=J2=J，故可得

J=2πroD(PO-P′)t=2πro2Dt

PO=

J=πro2Dt

由上式可知，纯铝箔的气体透过量与气体的浓度差成正比，与针孔半径和铝箔厚度的π/(d+ro)成正比，当ro>>d时与针孔半径成正比。
若厚度为d的铝箔有n个半径分别为r1、r2…rn的针孔，则该铝箔的气体透过量J为

J=πD（P-P′）t

对于水蒸气透过率的测试条件：温度38℃，湿度90%RH，通过查阅有关资料(1) 并计算得DH O=2.67×10-5m2/S PH O=41.5g/m3。按日本东海金属的标准，设有一个0.007mm厚的铝箔每平方米有400个直径为0.1mm的针孔，则该铝箔的水蒸气透过率为

J=πD（P-P'）t

=π×2.67×10-5×(41.5-0)×24×3600×400×0.000052 /(0.000007+0.00005)
=5.3/m2.24h
这一结果与日本工业标准JIS Z1520-1975的参考值基本相符。
以上给出了铝箔针孔对纯铝箔阻隔性影响的定量公式。实际上铝箔极少单独作为包装材料使用，常常与其它材料复合后使用。复合后铝箔针孔对铝箔复合材料阻隔性能的影响又如何呢？下面我们作一个不严格推导。
设有一个半径为ro针孔的铝箔与厚度为d的均匀的单层塑料膜复合。复合膜将浓度为P和P'的某气体分成A、B两个足够大的独立区。为了方便，不考虑粘合剂层、复合界面上的空隙缺陷及铝箔表面的氧化层的影响。假设在B区内，铝箔针孔正对位置上的塑料膜的气体透过性与单层塑料膜一样，而其它位置上的塑料膜由于受复合铝箔的影响，单位面积上气体透过量要比针孔正方位置的塑料膜小，而且距针孔距离越远，单位面积上的气体透过量就越小。为了方便,我们以针孔正对位置上的透过性为基准，将其它位置上由于铝箔的影响而使单位面积上的透过量减少的因素，折算为面积上的减少。

图3 针孔对铝箔复合膜透气性影响推导模型

如图3，设在塑料膜面上距针孔中心轴ro+x处，有一个dx宽的微分圆环，则微分圆环面积为2π（ro+x）dx，微分圆环距铝箔针孔边的距离为 由于气体在塑料中的扩散速度远小于气体在气体中的扩散速度，故认为复合膜中铝箔侧和塑料侧表面气体浓度均一。根据气体浓解定律，塑料表面内塑料溶解气体的浓度与气体的压强(也即气体的浓度)成正比，因而可以认为塑料膜两侧与气体接触部分的表面层内塑料溶解气体的浓度均一。根据传质原理，相同条件下由于距离的增加，dx微分圆环上单位面积上的透过量仅为针孔正下方位置的d/ 。同时，还可以看到dx微分圆环对于 这一长度方向来说，并非垂直截面，而是一个斜面，若将其折算为传质方向上的垂直有效面积应乘以 d/ 。我们还应意到推理模型的微分传质块是一个上小下大的锥形。在图2中，气体在铝箔针孔B区半球面扩散时，设由于半球面扩散方式的上小下大的锥形，使其单位面积上的气体透过量与正常上下相等平面的气体透过量相比，要乘以系数K。则由半径ro及r组成的半球体的气体透过量J为
J=D st

=2πr2DKt
这与原来推导公式

J=( - )=2πd（PO-Pr）t

相比可求得K=ro/r 。参照这一结论，由于锥形因素的影响，x+ro处dx宽的微分圆环上单位面积的传质量与针孔正对方位置相比，还应乘以ro/(ro+x)。综上考虑到距离、斜面、锥形三个因素的影响，在x+ro处dx宽的微分圆环上的面积，折算为针孔正对方位置的传质面积dS等效为
dS等效=2π（ro+x）

=

两边积分可得
S等效=

=2πdarctg

在实际上由于x>>d，则arctg =

S等效=π2dr。

S总有效=S等效+S针孔

=π2dro+πro2

由上可知针孔的总有效传质面积（折算为塑料膜的面积）与针孔的半径及塑料膜的厚度有关，随针孔的半径和塑料膜的厚度的增加而增加，而与铝箔厚度无关。
若与塑料复合的铝箔有n个半径为r1、r2…rn的针孔则

S总有效=

我们假设有一个每平方米有400个直径为0.1mm针孔的0.007mm厚的铝箔与0.050mm的LDPE复合，对于单个直径为0.1mm的针孔有
S总有效=π2dro+πro2
=3.142×0.05×0.05+3.14×0.052
=0.0247+0.0078
=0.0325mm2
S总有效=0.0325mm2相当于针孔面积0.0078mm2的4.1倍。这就是说，由于针孔侧边的传质，针孔所透过气体的总量，相当于针孔正方位置针孔面积上透过气体量的4.1倍。
具有每平方米400个直径为0.1mm针孔的铝箔与0.050mm厚的LDPE复合后的复合膜的气体透过量，相当于0.050mm厚的LDPE气体过量的

对于0.050mm的LDPE，查有关资料(2)并通过计算可得其氧气透过率为3950m3/m2.24h.atm(25℃ 50%RH)水蒸气透过率为18g/m2.24h(40℃ 90%RH)，因而可求得0.050mm厚的LDPE和以上铝箔复合后
氧气透过率率=3950×1.3×10-5
=0.052cm3/m2.24h.atm
水蒸气透过率=18×1.3×10-5
=2.3×10-4g/m2.24h
以上可以看到铝箔与塑料膜复合后，其氧气透过率和水蒸气透过率不是铝箔与塑料两透过率的简单组合，而是要比简单组合少得多。
从S总有效=π2dro+πro2可以看出当塑料薄膜的厚度d<0.32ro时针孔正方的透气占导地位，当d>0.32ro时针孔侧方的透气占主导地位。铝箔复合膜中塑料膜的厚度增加一方面薄膜的阻隔性能增加，另一方面，由于厚度的增加，S总有效增加，从而减弱了由厚度增加而使阻隔性能增加的趋势。当针孔的半径ro>>πd时，铝箔复合膜的阻隔性能与塑料薄膜的厚度基本成正比，当ro<<πd时，增加铝箔复合膜的塑料厚度，并不能使阻隔性能提高。按常用塑料热封膜为50µm厚，铝箔针孔按国外标准直径0.1-0.02mm取中间值(半径0.03mm)计算，针孔的透气中针孔正方与侧位的比例为1：5，这时若塑料膜的厚度增加一倍(100µm)，其阻隔性能只约增9%，但当针孔半径为0.1mm时，相同情况下，塑料膜的厚度从50µm增加到100µm，其阻隔性能增加约20%。
在实际应用中，铝箔作为阻隔材料，常常复合在中间，一面与BOPP或PET等印刷膜复合，另一面与LDPE或PP等热封材料复合。从以上推导中，我们可以看出，可以按以上方法分别求出各自与铝箔复合后的透过率，再按简单叠加的原理求得三层复合膜的透过率。
对0.012mm厚的普通BOPET，其氧气透过率约为234cm3/m2.24h.atm（25℃ 50%RH），0.070mm厚的CPP其氧气透过率为1357cm3/m2.24h.atm（25℃ 50%RH）(2)它们与每平方米有200个直径为0.1mm针孔的9µm日本东海金属铝箔复合后，氧气透过率经计算分别为0.00064cm3/m2.24h.atm，0.0114cm3/m2.24h.atm，则可求得BOPET12/AL9/CPP70三层复合材料的氧气0.00061cm3/m2.24h.atm。这一结果与日本资料(3)介绍的BOPET12/AL9/CPP70复合膜的氧气透过率在10-4-10-5cm3/m2.24h.atm以下基本相符。
铝箔与塑料复合材料的透气性公式推导中，假设铝箔与塑料之间没有粘合剂层，而且铝箔与塑料之间“亲密无间”。而实际上干法复合都使用粘合剂，并且粘合剂的性质与塑料常有较大差异。铝箔与塑料之间不可避免会产生微小间隙，虽然这些间隙在宏观上看来是微不足道的，但对于水蒸气、氧气这些直径仅有3×10-10m左右的小分子来说，可能是一个不小的空间，从而使水蒸气和氧气在界面上的传质阻力较小，使总的透过率增加。我们还应注意到铝箔表面可能存在着疏松的氧化层，氧气和水蒸气特别是极性的水蒸气可能会沿着疏松的氧化层进行渗透、吸附和扩散。同时我们在整个公式推导过程中，都是假设扩散过程符合虎克定律(FicRian)条件，对于氧气而言，除极个别吸氧材料外，一般都符合虎克定律，但是由于水蒸气的扩散过程中，会与不少聚合物发生相互作用，因而一般属于非虎克定律型扩散。综上原因理论计算值与实际值可能会有较大出入。

四、铝箔复合材料阻隔性能的检测
铝箔复合材料阻隔性能一般分为气体透过率和水蒸气透过率二类，而气体透过率一般又以对包装影响较大的氧气为代表。
1、氧气透过率的检测
目前氧气透过率检测的方法很多(5)，从测试原理上来分主要有压差法和电量分析传感器的成份分析法两大类。
压差法的测定原理是用试验薄膜隔成两个独立的空间，将其中一侧（高压室）充入测定用气体，而另一侧（低压室）抽真空，这样在试样两侧就产生了一定的压差，高压室的气体就会通过薄膜渗透到低压室，通过测量低压室的压力或体积变化就可以得出气体的渗透率。压差法具有简单的、方便、可以测定各种气体，以及仪器设备价格较低等优点。我国唯一的气体透过率国家标准GB/T　1038－2000就是采用了压差法，我国目前企业和事业单位所使用的气体透过率测试仪器也基本上是压差法的仪器。但我们从实验原理和仪器的使用实践中都可以发现压差法具有明显的缺点(4)。
电量分析型氧气透过率测试仪的原理是用试验膜隔成两个独立的气流系统，一侧为流动的待测气体（可以是纯氧气或含氧气的混合气体，可以设定相对湿度），另一侧为流动的具有稳定相对湿度的氮气。试样两边的总气压相等，但氧气的分压不同，在氧气的浓度差作用下，氧气透过薄膜。通过薄膜的氧气在氮气流的载运下送至电量分析传感器中，电量分析传感器能精确地测量出气流中所含的氧气量，从而计算出材料的氧气透过率。
电量分析型氧气透过率测试仪可以控制不同的湿度、温度及不同氧含量的气体等测试条件，能更有效地模拟包装在实际的使用条件，测试过程中试样两侧压力相同，有利于减少试验过程中的泄漏和对试样的破坏，由于电量分析型氧气透过率测试仪能准确测定透过气体中氧气的成份，因而测试结果更准确、可靠。
对于铝箔复合包装材料，其氧气透过率较低，一般都在0.1ml/ m2·24h·1atm以下。而目前最好的压差法的检测仪器，其检测最低量为0.1 ml/m2·24h·1atm，显然不能满足检测高阻隔的铝箔复合包装材料的要求。
目前我国所使用的氧气透过率检测仪器基本上都是压差法的，而且以日本东洋精机的产品居多。国内氧气透过率仅有GB1038《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法　压差法》这一标准，检测单位也由于标准的原因，而购买压差法的氧气透过率测试仪。目前制定一个类似ASTM D 3985的电量分析法测量氧气透过率的国家标准，用于测定高阻隔性铝箔复合包装材料的氧气透过率是相当有必要的。
2、水蒸气透过率的检测
水蒸气透过率的测试方法很多(5)，从其检测原理上主要有称重和红外检定法。
称重法的原理是先将一定的干燥剂(一般用无水氯化钙)放入透湿杯中，在透湿杯放上被检测的薄膜，并用蜡密封，使透湿杯内形成一个封闭的空间，将透湿杯放入恒温恒湿的环境中，水蒸气透过测试材料后被干燥剂吸收，以适当的时间间隔称量透湿杯的增重，从而计算出水蒸气的透过率。作为透湿杯的发展变形，容器可以是袋、瓶或其它一些容器。称重量法具有简单、方便以及仪器设备价格低廉等优点。我国的GB/T1037－1998《塑料薄膜和片材透水蒸汽性试验方法　杯式法》、 GB/T16928－1997《包装材料试验方法　透湿率》、GB/T6981－1986《硬包装容器透湿度试验方法》、GB/T6982－1986《软包装容器透湿度试验方法》都是采用称重法。但我们从其实验设计和实践中都可以发现称重法具有重复性差、可靠性差、测量时间长、精度低、适用范围窄等明显的缺点(4)。
红外检定法的原理是用试验薄膜隔成两个独立的气流系统，一侧为具有稳定相对湿度
的氮气流，另一侧为绝对干燥的氮气气流，水蒸气从潮湿的氮气流一侧透过薄膜到达干燥的氮气流，并随着干燥的氮气流流向红外检定传感器，测量出氮气中水蒸汽的含量，进而得出水蒸汽透过率。红外检定法在整个实验过程中全自动测定，不破坏扩散和渗透的平衡，因而其结果准确可靠，同时由于红外检定法其检测传感器的高敏灵度，因而可以在短时间内测量高阻隔性的材料。红外检定法测试仪器的检测精度一般可达到材料为0.005g/m2·24h，包装件为0.000052g/24h，红外检定法的精度是称重法的100倍。
我国现有的水蒸汽透过率检测仪器，有称重法和红外检定法，目前国家标准仅有称重法。对于水蒸汽透过率较大的包装材料可以用杯式称重法，即GB/T 1037-1988，对于水蒸汽透过率较小，而又可热封的材料，可用成袋的称重法，即GB/T 16928-1997的B法。但以上两种方法对铝箔复合包装材料都不适应，铝箔复合包装材料其水蒸气透过率一般都在0.1 g/m2·24h以下，只能用类似ASTM F-1249的红外检定法来测定。
3、注意事项
铝箔复合材料的阻隔性能在检测时除了应注意选择正确的检测仪器外，还应注意如下几点：
(1) 任何仪器检测的水蒸气透过率和氧气透过率都是渗透和泄漏的总和，对于高阻隔性材料的检测，仪器的泄漏是一个不可忽略的因素，只有确认实验过程中的泄漏与渗透相比，可以忽略不计的情况下，所测得的水蒸气透过率和氧气透过率才是真实可靠的。检测仪器的泄漏有多少，最简单的方法就是测量一个完全不透气的膜片(如0.5mm厚的镀锌板)的氧气透过率和水蒸气透过率。
(2) 铝箔的针孔是铝箔复合材料产生透气的唯一因素，而铝箔的针孔大小及其分布并不一定均一的。铝箔复合材料在阻隔性能测试中所用的样品大小一般为10cm×10cm，对于质量较好的进口铝箔，7µm厚一般只有200个/ m2以下的针孔，9µm厚一般只有50个/ m2以下的针孔，这样平均到单个样品中分别只有2个针孔和半个针孔。检测样品中的针孔大小和数目常常不具备有统计代表性，因而同一批产品中，不同的样品之间的检测结果相差较大是必然的，这是普通塑料复合膜没有的现象。
(3) 在水蒸气透过率和氧气透过率的数据的应用中，应注意测试的条件，如温度、湿度与实际应用中的差距，同时应明确水蒸气的扩散一般不符合虎克定律。

五、铝箔复合包装的整体密封性
水蒸气和气体进入或泄出包装的途径有两种：渗透和泄漏。
渗透是指气体或水蒸汽从高浓度区进入表面，通过向材料的扩散，而又从低浓度区的另一表面解吸。渗透的速度与包装材料的性质、结构、厚度、厚度均匀性、温度、湿度等有关，同时也与扩散剂的种类有关。渗透对于包装件来说有二种，一是穿通包装材料的渗透，另一是穿过包装件中包装材料结合处的渗透(如：封口部分的热合处)。后一种渗透一般较小，往往容易被人们所忽视，但在某些特定条件下，对包装件的整体密封性可能会有很大的影响。对于高阻隔性的包装，为了整个包装件有较高的密闭性能，减少热封处的渗透，封口应有足够的宽度，使用的热封材料必须要有一定的阻隔性能。
泄漏是与渗透完全不同的两个概念。泄漏是指水蒸汽或气体通过材料的裂缝、微孔或两材料间的微小间隙而泄出或进入包装。它是对流（总压力梯度引起的强制流动）和扩散（浓度梯度引起的分子运动）两种作用共同组成的。泄漏的速度取决于泄漏孔隙的大小、包装件内的压力、扩散剂的种类以及环境的温度、湿度等。为了减少泄漏，对于机械结合密封的包装件来说，机械密封外应有足够且能持久的压力，机械密封界面必须具有足够的表面光洁度和相应的尺寸精度，两机械密封材料中最好有一种材料具有一定的弹性和较小的永久变形。对于热封密闭的包装，为了避免热封处的泄漏，必须要有良好的包装机械，控制好热封的时间、温度、压力以及冷压的时间、压力、温度等，同时热封层的厚度及包装材料的厚度也必须适当。当然包装袋的形式也对泄漏有很大影响，一般三边封袋要比中封袋、风琴袋、自立袋等发生泄漏的机率较小。
作为一个包装件，因为渗透和泄漏两者都可能同时存在的，所以大多数包装件的测试结果都是渗透和泄漏总和。铝箔复合材料作为一种极高阻隔性包装材料，其氧气透过率和水蒸气透过率极小，因而一些在普通塑料包装中可以忽略的因素如侧面渗透、热封处渗透等，常常会变得不能忽略，甚至会成为主要影响因素。更为重要的是铝箔是一种完全不同于塑料的金属材料，其强度低，基本上没有弹性和韧性。在热封过程中、在蒸气灭菌过程中、在包装运输过程中、在销售过程中常常会产生铝箔阻隔层的压穿、压断和折裂等问题。铝箔压穿、压断和折裂后，虽然并不会产生漏气，但其阻隔性能就大大打折扣。因而应用铝箔复合包装材料时应从包装材料、包装、运输和销售全过程来考察其包装的密闭性。

参考文献：
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