(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210668672.4 (22)申请日 2022.06.14 (71)申请人 中国制浆造纸研究院有限公司 地址 100102 北京市朝阳区望京启阳路4 号 中轻大厦 (72)发明人 张雪　张红杰　程芸　 (51)Int.Cl. G01N 21/78(2006.01) G01N 21/81(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G01N 3/12(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种定量检测纸基包装材料阻液性能和阻 湿性能的装置 (57)摘要 本发明提供了一种定量检测纸基包装材料 阻液性能和阻湿性能的装置。 该装置包括控制模 块、 测量筒、 支撑底座、 左/右支撑柱、 左/右固定 螺母、 张紧板、 蠕动泵、 贮液槽、 上/下密封橡胶 垫、 指示材料、 显示材料、 高速摄像机和图像处理 系统。 本发 明该装置可以检测不同尺 寸的圆形纸 基包装材料样品， 通过控制模块控制蠕动泵的进 液量确定检测用水压、 张紧板对底 座与测量筒进 行密封、 不同显色试剂对液态水/水蒸气 的显色 反应和图像处理系统确定阻液时间/阻湿时间， 实现了定量及分别测量纸基包装材料阻隔液态 水透过的时间和阻隔水蒸气透过的时间。 因此， 本发明具有操作简便、 测量范围广、 精确度高、 重 复性和再现性 好的特点。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115015237 A 2022.09.06 CN 115015237 A 1.一种定量检测纸基包装材料阻液性能和阻湿性能的装置， 其特征在于： 包括控制模 块、 测量筒、 支撑底座、 左/右支撑柱、 左/右固定螺母、 张紧板、 蠕动泵、 贮液槽、 上/下密封橡 胶垫、 指示材料、 显示材料、 高速摄像机和图像处理系统； 两个支撑柱安装于支撑底座上； 张 紧板上开三个通孔， 中间通孔上固定有 软管， 软管的另一端连接蠕动泵， 蠕动泵另一端通过 软管与贮液槽连接； 下密封橡胶垫上开有三个左、 中间、 右通孔， 下密封橡胶垫通过其上 的 左、 右通孔分别通过左、 右支撑柱安装于支撑底 座上； 高速摄像机通过固定装置与 支撑底座 底部相连， 实现对支撑底座的底部情况进行高速连续拍摄。 2.根据权利要求1所述的一种定量检测纸基包装材料阻液性能和阻湿性能的装置， 其 特征在于： 所述的测 量筒是带有刻度的有一定壁厚上下贯通的中空透明柱状筒体， 内外径 的绝对值依据检测样品尺寸大小确定， 内外径的绝对差值为10 ‑20mm， 内径比要检测样品直 径小10mm以上， 通过张紧板、 左/右支撑柱、 左/右固定螺母和上密封橡胶垫， 将测量筒固定 于支撑底座之上、 左/右 支撑柱之间， 并对测量筒底部形成密封 。 3.根据权利要求1所述的一种定量检测纸基包装材料阻液性能和阻湿性能的装置， 其 特征在于： 所述的支撑底座采用可透光的无色透明材 料， 其厚度不大于 30mm。 4.根据权利要求1所述的一种定量检测纸基包装材料阻液性能和阻湿性能的装置， 其 特征在于： 所述的左/右支撑柱上部和底部分别有固定用螺纹， 左、 右支撑柱的直径大小与 下密封橡胶垫的左、 右 通孔相适应， 确保下密封橡胶垫可以通过左、 右支撑柱固定于支撑底 座上， 左、 右 支撑柱的直径不大于10 0mm。 5.根据权利要求1所述的一种定量检测纸基包装材料阻液性能和阻湿性能的装置， 其 特征在于： 所述的张紧板上的中间通孔直径比测量筒的内径小10 mm以上， 左、 右 通孔直径比 支撑柱直径大0.5m m以上， 比固定 螺母的外径小1m m以上。 6.根据权利要求1所述的一种定量检测纸基包装材料阻液性能和阻湿性能的装置， 其 特征在于： 所述的蠕动泵 经过张紧板上的中间通孔利用注液时间和注液速度控制测量筒内 测量液体的高度， 以此确定待测样品所承受的水压 。 7.根据权利要求1所述的一种定量检测纸基包装材料阻液性能和阻湿性能的装置， 其 特征在于： 所述的上密封橡胶垫上开有左、 中间和右三个通孔， 上密封橡胶垫的左、 右通孔 的直径大小与左、 右支撑柱的直径相适应， 确保上密封橡胶垫可以通过左、 右支撑柱固定于 下密封橡胶垫 之上， 上/下密封橡胶垫的中间通孔直径大小一致， 其大小根据待测样品直径 确定， 比待测样品直径小5m m以上。 8.根据权利要求1所述的一种定量检测纸基包装材料阻液性能和阻湿性能的装置， 其 特征在于： 所述的指示材料上吸附有识别液态水和水蒸气的两种性能不同的显色试剂， 指 示材料和显示材 料采用吸水纸。 9.根据权利要求1所述的一种定量检测纸基包装材料阻液性能和阻湿性能的装置， 其 特征在于： 所述的控制模块控制蠕动泵注液和吸液。 10.根据权利要求1所述的一种定量检测纸基包装材料阻液性 能和阻湿性 能的装置， 其 特征在于： 所述的图像处理系统分析高速摄像机所拍摄的图片， 通过对比分析图片颜色变 化及拍摄时间， 确定纸基包 装材料的阻液时间和阻湿时间。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115015237 A 2一种定量 检测纸基包装材料阻液性能和阻湿性能的装 置 技术领域 [0001]本发明涉及 一种纸基包装材料阻液性能和阻湿性能的装置。 具体涉及基于颜色反 应测量纸基包装材料阻液性能和阻湿性能的装置 。 属于阻隔性能测量领域。 背景技术 [0002]塑料制品为我们的生活带来无数便利的同时， 其产生的污染也让地球难以负荷， 一次性塑料餐具和包装造成的环保压力与日俱增。 在节约经济和保护环境的 “双主题”驱动 下， 欧美发达国家相继出台了 “禁塑/限塑 ”的政策法规， 我国发改委和生态环 境部也于2021 年1月联合发布了“限塑令”， 以适应绿色低碳循环经济的要求， 绿色环保包装材料领域面临 了新的机遇和挑战。 纸基包装材料 因其来源广泛、 可回收和可生物降解等特性， 在 全生命周 期中被认定为 最具应用前 景的绿色可持续包 装材料， 其在包 装领域中的应用越来越广泛。 [0003]随着纸基材料在包装领域应用的逐渐拓展， 对其阻液阻湿性能的要求也越来越 高。 目前对纸基包装材料阻液性能或 阻水性能的测量装置主要基于国家标准GB/T  1540‑ 2002 《纸和纸板吸水性的测定(可勃法)》 。 这类装置只能测量单一水压下纸基包装 材料在一 定时间内对水的吸收量， 据此来评价纸基包装材料的阻隔性能。 但是， 在纸基包装材料的实 际应用场景中， 需要检测其承受不同的水压的能力， 及需要评价纸基包装材料阻隔液态水 渗透所需要的时间。 此外， 对纸基包装材料阻湿性能的测 量装置主要基于多项国家和国际 标准： GB/T  1037‑2021、 GB/T  16928、 ASTM  E96、 ASTM D1653、 TAPPI  T464、 ISO 2528等， 此类 装置通过检测纸基包装材料水蒸气 透过的速率， 依据水蒸气透过率大小来评价纸基包装材 料阻隔水蒸气透过的能力， 但是不能够直观的检测纸基包装材料阻隔水蒸气透过的时间。 此外， 由于水蒸气是气态形式， 相较于液态水会先透过具有一定阻隔性能的纸基包装材料， 但是目前 的检测设备在区别阻液性能和阻湿性能上存在不足。 因此， 针对不同阻隔等级要 求的纸基包装材料， 如何定量检测 其在不同水压下 的阻液性能和阻湿性能， 评价其承受不 同水压的能力， 据此细化不同阻隔性能等级的纸基包装材料所适于应用的包装场景是现有 设备需要解决的关键技 术问题。 发明内容 [0004]为了解决现有检测设备存在的不足和缺陷， 本发明提供一种纸基包装材料阻液性 能和阻湿性能的检测装置。 该装置可以检测不同尺寸的圆形纸基包装材料样品， 通过控制 模块控制蠕动泵的进液量确定检测用水压、 张紧板对底座与测量筒进行密封、 不同显色试 剂识别液态水/水蒸气的显 色反应和图像处理系统确定阻液时间/阻湿时间， 达到定量直观 的评价纸基包装材料的阻隔性能和提高检测精度的目的， 解决传统阻隔性能检测装置在纸 基包装材料上检测的不足。 [0005]为解决上述 技术问题， 本发明所采用的技 术方案如下： [0006]一种纸基包装材料阻液性能和阻湿性能的检测装置， 包括控制模块、 测量筒(1)、 支撑底座(2)、 左支撑柱(3)、 右支撑柱(4)、 左固定螺母(5)、 右固定螺母(6)、 张紧板(7)、 蠕说　明　书 1/4 页 3 CN 115015237 A 3