食品镀铝包装的阻光性能评价

◎ 邬帅帆

（上海太太乐食品有限公司，上海 201812）

镀铝包装是采用蒸镀工艺在塑料薄膜表面附着上一层特别薄的金属铝，再经过复合而制成的一种软包装材料[1]。最常见的镀铝包装工艺是在高真空条件下，通过电子束加热使金属铝熔融气化，随后附着在薄膜基材表面，从而使薄膜表面具有金属光泽[2]。镀铝包装既具有塑料薄膜的特性，又具有金属的特性，是性能优异、实用性强的新型复合薄膜。镀铝包装在许多领域已取代铝箔复合包装，主要应用于食品、药品、化妆品以及香烟等包装领域。与传统铝箔复合材料相比，镀铝薄膜大大减少了金属铝的用量，铝层的厚度仅有0.04 ～0.06 µm，但具有优良的耐折性、良好的柔韧性以及极佳的金属光泽，对于印刷及后续加工具有良好的适应性[3]。

在食品领域，某些油脂含量较高的食品或者对颜色稳定性要求较高的食品，需要包装提供足够的阻光性能，才能满足食品的保质期需求，因此需要开发出一种镀铝包装阻光性能的评价方法[4-5]。本文创新性地通过紫外可见近红外分光光度法检测镀铝薄膜的光谱透过率，经过计算得到包装材料的透光率数据，以此作为材料阻光性能的评价依据，为食品领域镀铝包装的筛选、评价、升级提供方法支撑[6-7]。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

镀铝薄膜a 材料结构为bopp18/vmopp18/pe90；镀铝薄膜b 材料结构为bopp20/vmbopp28/pe40；镀铝薄膜c 材料结构为opp20/vmopp18/pe45，以上3 种镀铝薄膜由黄山永新股份有限公司提供且均未印刷。

xp4002s 电 子 天 平，瑞 士mettler toledo 公 司；lamda 950 紫外可见近红外分光光度计配备150 mm 积分球，美国perkinelmer 公司。

1.2 镀铝薄膜透光率的检测

在同一包装薄膜中随机裁剪出3 个3 cm×3 cm的正方形片材作为下一步的测试样品。分次将一个样品平整地放置于紫外可见近红外分光光度计的样品架上，样品与光束成垂直角度，样品外侧面面对光束入射方向，样品内侧面面对检测器方向，仪器配备150 mm积分球作为检测器。分光光度计波长从300 nm 扫描至2 500 nm，其中波长300 ～400 nm 的扫描间隔Δλ=5 nm，波长400 ～800 nm 的扫描间隔Δλ=10 nm，波长800 ～2 500 nm 的扫描间隔Δλ=50 nm，取得样品的透过率数据tλ，计算公式为

并采用归一化取值。Sλ引用自iso 9845-1：1992（表1，第5 列），其中缺省值采用样条插值法补充。单个样品的透光率Tn由计算得到，镀铝薄膜的透光率T由3 个样品的透光率Tn取平均值得到，即

2 结果与分析

2.1 镀铝薄膜透射光谱数据比较

采用紫外可见近红外分光光度计配备积分球，检测取得3 种镀铝薄膜的光谱透过率数据，扫描波长为300 ～2 500 nm，结果如图1 所示。

图1 3 种镀铝薄膜的透射光谱图

由图1 可知，3 种镀铝薄膜在300 ～2 500 nm 波长内的光谱透过率差异较大。其中紫外光区（300～400 nm）、可见光区（400～800 nm）、近红外光区（800～1 200 nm）内数据呈现较明显的规律性，其中镀铝薄膜a 的透过率较高、镀铝薄膜b 的透过率次之、镀铝薄膜c 的透过率最低，说明在300 ～1 200 nm 内镀铝薄膜a 的透光率最高、阻光性最低，镀铝薄膜c 的透光率最低、阻光性最高，而镀铝薄膜b 介于两者之间。但在波长1 200 ～2 500 nm 内，3 种镀铝薄膜的透过率数据没有明显的规律性，无法直接从图中判断薄膜材料的阻光性能，因此需要结合太阳光辐射的相对光谱分布计算薄膜材料的透光率和阻光性。

2.2 镀铝薄膜透光率比较

分光光度法取得的镀铝薄膜光谱透过率数据不能全面反映镀铝薄膜透光性能，因此需要综合考虑波长范围内太阳光辐射的相对光谱分布，经过计算，波长300 ～2 500 nm 对应的Eλ数值见表1，镀铝薄膜的透光率结果如表2 所示。由表2 可知，在波长300 ～2 500 nm 内，3 种镀铝薄膜的透光率有显著的差异，其中镀铝薄膜a 的透光率最高，达到了0.666 0%，说明此款镀铝薄膜材料的阻光性能相比之下是最差的。镀铝薄膜c 的透光率最低，只有0.018 8%，说明此款镀铝薄膜材料的阻光性能在三者中最好。而镀铝薄膜b 的透光率数据介于两者之间，阻光性能比镀铝薄膜a 好，但比镀铝薄膜c 差。因此，从透光率数据上可直观区分出不同镀铝薄膜材料的阻光性能，对于有较高阻光需求的食品，可以以此为判断依据进行包装的筛选或者升级替换。

表2 镀铝薄膜的透光率数据表

2.3 透光率数据与灯照结果相关性分析

为了判断透光率数据是否如实反映了镀铝薄膜的阻光性能，将3 种镀铝薄膜放置在同一光源上，光源为数字0，于暗室内打开光源，观察光线透过薄膜的强弱。这种方法虽然不能很精确地反映材料的阻光性能，但可以很直观地观测薄膜材料对于光线的屏蔽能力。如图2 所示，灯照实验前，3 种镀铝薄膜的表观差异非常小，无法判断三者的阻光性能差异。于暗室内打开光源后，可以很直观地看到镀铝薄膜a 的阻光性能最弱，光源光线的透过率最大，可以很清晰地透过薄膜材料观察到光源数字0。镀铝薄膜c 的阻光性能最强，光源光线的透过率最低，薄膜材料几乎阻挡了所有光源发出的光线。而镀铝薄膜b 的阻光性能则介于两者之间，透过薄膜材料可以观测到比较模糊的光源数字0。再结合前面检测计算得到薄膜材料的透光率数据，可以看出两者的结果是一致的，因此本文的透光率数据可以作为镀铝薄膜阻光性能的评判依据。

图2 镀铝薄膜的灯照实验结果图

3 结论

一些特殊食品对于包装阻光性能要求较高，如高油脂含量的食品或者颜色稳定性要求较高的食品。因此，本文创新性地通过检测和计算得到了包装材料的透光率数据，其中镀铝薄膜a 的透光率最高，达到了0.666 0%，镀铝薄膜c 的透光率最低，只有0.018 8%，可以直接从透光率的高低判断材料阻光性能的好坏。进一步通过灯照实验验证了透光率数据与表观观测结果的一致性，说明透光率可以作为材料阻光性能的评价依据，可以为食品领域镀铝包装的筛选、评价、升级提供方法支撑。