二酸化炭素透過計

二酸化炭素透過計

CarboPack BT炭酸飲料中の二酸化炭素透過などの二酸化炭素透過性を試験するために使用することができるポリエステル食品包装材料ボトルまたはコルク栓（天然または合成）、 気泡酒や飲み物のガラス瓶の蓋など。CarboPack BTテストCO-TR無傷で、しかも速いです。通常、1つのテストには費用がかかりません1他の通常の方法とは異なり、数週間から数ヶ月かかります。

CarboPack BT包装材を透過した微量浸透（市場におけるより良い検出限界）を測定することができ、破砕や溶接ミスなどの肉眼的に見える漏洩を測定することもできる。

非分散赤外ガスセンサを採用し、二波長赤外検出サブシステムに基づいて、恒温制御と圧力補償を通じて、＊の感度を達成した。この点と電子板のため、CarboPack BT比較的高い相対湿度値でテスト可能二酸化炭素（オプション)。この方法により、できるだけ真実に近い条件で測定し、ボトルを製造するために使用される材料またはコーティングの二酸化炭素透過性に対する湿度の影響を評価することができます。

CarboPack BT温度によるバリア層の性能変化を検証できる加熱冷却制御システムを装備している。すべての機能はソフトウェアによって制御されます。

形式の一つはガス調整包装であり、すなわち閉鎖包装内において、CO 2、N 2などのガスを充填することにより、包装内のガス成分を調整し、内容物（特に食品）の品質劣化を引き起こす物理、化学、生理反応などを抑制する役割を果たす。CO 2はガス調整包装において重要な地位を占めているガス成分であり、突出作用はその高効率な細菌抑制効果である。CO 2は細菌の細胞を貫通し、細胞内のPH低下や酵素の活性を低下させるため、細胞の増殖を抑制することができる。またCO 2は毒性が低く、食品の感覚品質に与える影響が小さいため、魚肉海鮮、新鮮な果物野菜、ベイク菓子などに対して防腐と防カビの作用がある。

形の2つ目は炭酸飲料の包装です。炭酸飲料は、加工中に圧力をかけてCO 2を糖水に溶解して製造される。CO 2が液体と接触すると炭酸化し、酸味が生じ、飲料の風味が調和するとともに、刺激的な食感が形成され、炭酸飲料*の泡外観が付与される。CO 2の炭酸化は液体のPH値を低下させ、酸性環境を作り出し、微生物の繁殖を抑制し、細菌防腐の役割を果たすことに有利である。

ガス流失機構及び浸透試験方法

しかし、現実的には「流出」は避けられない。済南蘭光の長年にわたる包装プラスチックとプラスチック容器の浸透メカニズムの研究によると、流失には主に2つのルートがある：

1.ミクロレベル――浸透

ガス含有包装について、包装内のCO 2濃度は明らかに外側より高く、濃度差の作用の下で、高圧側のガスはプラスチック材料に吸着溶解し、その中で拡散し、反対側から解析して出てくる。この過程はCO 2の浸透流失過程である。浸透速度は主に包装プラスチックのバリア性、厚さ及び周囲温湿度に依存する。

2.マクロレベル――漏洩

これは主に包装シールや瓶の口の部分のシール性を指す。シールの品質が悪いと、キャップが締め付けられていないか、瓶の口とキャップのねじの設計に欠陥があり、シールや瓶の口のシールが不良になり、その時ガスが隙間を通って漏れやすい。

マクロレベルの漏洩は往々にして迅速で大量の流失特徴を呈し、観察しやすく、そのため防止制御しやすい。しかし、ミクロレベルのガス流失は、ゆっくりと長期的な過程であり、気づかれにくいことが多く、これは往々にして内容物の賞味期限内の品質劣化の重要な原因である。

そのため、包材サプライヤーにとって、使用者の要求に合致する包材を提供するために、製品の性能制御システムを構築し、ガス含有包装に用いる材料のバリア性を事前に検査し、適時に技術を調整しなければならない。一方、ガス含有包装を主な形式とする包材端末の使用者にとっては、包装材料のCO 2浸透性能、及びN 2、O 2及び空気などの他の通常のガスの浸透遮断性能の検査、研究を内容物品質制御システムに組み入れ、自家生産包材又は供給包材の遮断性能の応用適用性を判断するとともに、評価選別サプライヤーの有効なデータ源としなければならない。

現在、プラスチック材料のCO 2透過率の試験は、主にGB/T 1038-2000「プラスチックフィルムとシートガス透過性試験方法：差圧法」を参照する。試料を密封した後、低圧室内空気を真空ポンプでゼロに近い値まで吸引した。圧力計を用いて低圧室内の圧力増分△pを測定し、試験ガスが高圧室から膜（シート）を透過して低圧室までの時間を関数とするガス量を確定することができるが、ガス透過速度が時間とともに変化する初期段階を排除すべきである。ガス透過量は次の式で計算されます。

Qg=（ΔP/Δt）×（T0/P0T）×（24/（P1-P2））

（ΔP／Δt）――安定透過時、単位時間内の低圧室ガス圧力変化の算術平均値、単位はPa／hである、

V――低圧室の体積、単位はcm 3である、

S：試料の試験面積、単位はm 2、

T――試験温度、K;

P 1−P 2−試料両側の差圧、単位はPa、

T 0——標準状態における温度（273.15 K）、

P 0――標準状態における圧力（1.0133×105 Pa）。

テストケースと分析

筆者は同等の厚さのPP材料とPET材料を選択し、上述の試験原理に従って、ガス透過計を用いてその異なる温度におけるCO 2とN 2の透過量を試験し、一方では機器バリア性試験方法をイメージ化して展示し、他方では異なる材料のCO 2とN 2の透過量の違い、及び温度がそれに与える影響を展示した。

試験に用いた器具は済南蘭光のVAC-V 2差圧法ガス浸透計であり、この設備は多種の薄膜、シート試料の各種温度におけるガス透過率、浸透係数、溶解度係数及び拡散係数の試験に専門的に用いられる、O 2、CO 2、N 2、ヘリウム、空気などの多様なガスの透過率試験に適している。試験範囲は0.05 ~ 50000 cm 3/（m 2・24 h・0.1 MPa）で、真空分解能は0.1 Paに達することができ、温度制御範囲は5℃~ 95℃、温度制御精度は±0.1℃、制御湿範囲は0%RH、2%RH ~ 98.5%RH、100%RHで、制御湿精度は±1%RHである。3つの*独立した試験室があり、同時に3種類の同一または異なる試料を試験することができる。

試験時、標準と計器の要求に従って、事前に処理した試料を上下の試験室の間に置いて、クランプする。まず低圧チャンバ（下チャンバ）を真空処理し、その後システム全体を真空引きする。所定の真空度に達したら、試験下チャンバを閉じ、高圧チャンバ（上チャンバ）に一定圧力の試験ガスを充填し、試料の両側に一定の差圧（調整可能）が形成されることを保証する。このように気体は差圧勾配の作用の下で、高圧側から低圧側に浸透し、低圧側の内圧強度の監視処理を通じて、試験したサンプルの各バリア性パラメータを得ることができる。

済南蘭光圧差法ガス浸透計

済南蘭光のVAC-V 2差圧法ガス浸透計

差圧法による薄膜ガス浸透試験

差圧法による薄膜ガス浸透試験

テスト結果を表1に示す。材料から見ると、同面積同厚さのPETフィルムのN 2とCO 2の透過量はPPフィルムより明らかに低い。分子の大きさは気体分子の動力学直径によって表すことができ、表2を参照。一般的に、分子の動力学直径が小さいほど、ポリマー中への拡散が容易になる。

二酸化炭素透過計