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          軟塑復合膜材料耐揉搓性能的測試方法

          來源:濟南蘭光機電技術有限公司   2021年11月22日 11:45   1356

          摘要:含K涂層復合膜材料的耐揉搓性能是影響包裝整體阻隔性的重要因素,直接關系到材料保質(zhì)效果的優(yōu)劣。本文以測試某企業(yè)生產(chǎn)的含K涂層復合膜材料耐揉搓性能的過程為例,介紹了軟塑復合膜材料耐揉搓性能的測試方法,并通過對設備FDT-02揉搓試驗儀、OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)參數(shù)、適用范圍及試驗原理、試驗過程等內(nèi)容的介紹,為企業(yè)監(jiān)測包裝材料的耐揉搓性能提供參考。

          關鍵詞:耐揉搓性能、整體阻隔性、氧氣透過率、揉搓試驗儀、氧氣透過率測試系統(tǒng)、K涂層復合膜材料

          1、意義

            PVDC(聚偏二氯乙烯)是一種高阻隔性的薄膜材料,K涂層材料即PVDC涂層材料,是通過在薄膜表面涂布PVDC層以提高材料的阻隔性能,目前已用于包裝蛋糕、月餅、堅果、糖果等產(chǎn)品。對于含K涂層的復合膜材料來說,K涂層的厚度、致密程度、與基材的貼合性、是否易發(fā)生脫落等因素均會直接影響材料對氧氣、氮氣、水蒸氣等氣體的阻隔性能,而當K涂層復合膜材料用于包裝產(chǎn)品后,在產(chǎn)品的運輸及存儲過程中,難免會受到外力的揉搓與擠壓,若K涂層的耐揉搓性差,則涂層表面易產(chǎn)生裂紋,甚至與基材發(fā)生分離,進而影響整個材料的阻隔性能。因此,通過對材料耐揉搓性能的監(jiān)控,可有助于不斷完善K涂層的涂布工藝,從而提高材料的包裝適用性。

          2、試驗樣品

            本次試驗所采用的試驗樣品為某企業(yè)生產(chǎn)的含K涂層的復合膜材料KPET/PE。

          3、試驗依據(jù)

            目前,國內(nèi)尚未發(fā)布與揉搓性試驗相關的方法標準,本次對樣品所進行的揉搓試驗依據(jù)的標準為ASTM F392,對揉搓前、后樣品阻氧性能測試所依據(jù)的標準為GB/T 19789-2005《包裝材料 塑料薄膜和薄片氧氣透過性試驗 庫侖計檢測法》。

          4、試驗設備

            本次試驗所采用的試驗設備分別為FDT-02揉搓試驗儀、OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng),這兩臺設備均由濟南蘭光機電技術有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

          4.1 試驗原理

            本文主要通過揉搓前、后樣品氧氣透過率的變化來驗證其耐揉搓性能。氧氣透過率試驗采用等壓法原理,即試樣將設備的測試腔分為上、下兩腔,上腔內(nèi)充入一定壓力的高純氧氣,下腔內(nèi)為與上腔壓力相等的高純氮氣,氧氣在濃度差的作用下,由設備的上腔滲透過試樣進入下腔,并被下腔的氮氣攜帶至傳感器進行定量分析,從而得到試樣的氧氣透過率。揉搓試驗則模仿試樣在使用過程中可能受到的揉搓力,沿水平、豎直兩個方向隨試樣進行揉搓。

          4.2設備參數(shù)

          (1) FDT-02揉搓試驗儀

            揉搓頻率45次/分鐘;拉壓力為300 N;旋轉(zhuǎn)扭矩為2 Nm;揉搓角度440°或400°;水平行程為155 mm或80 mm;五種標準試驗模式,四個試樣工位輕松實現(xiàn)不同條件下的組合試驗;長、短行程間的快速切換,大大提高了測試效率;系統(tǒng)由微電腦控制,搭配液晶顯示屏,菜單式界面和PVC操作面板,方便用戶快速便捷地進行試驗操作。

          (2) OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)

            薄膜測試范圍為0.01 ~ 6500 cm3/(m2·d),分辨率0.001 cm3/(m2·d);容器測試范圍為0.0001 ~ 60 cm3/(pkg·d),分辨率為0.00001 cm3/(pkg·d);可同時測試3個試樣;試驗溫度范圍15℃ ~ 55℃,精度 ±0.1℃;試驗濕度范圍0%RH、35%RH ~ 90%RH,精度±1%RH;最多可支持10臺儀器并行連接,建立30個試樣同時試驗的高效系統(tǒng);可與水蒸氣透過率測試系統(tǒng)搭配,組成混合測試系統(tǒng),由一臺計算機統(tǒng)一控制,實現(xiàn)氧氣、水蒸氣透過率同時測試的高效、便捷的試驗方式;支持LystemTM實驗室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng),統(tǒng)一管理試驗結(jié)果和試驗報告。

          4.3 適用范圍

          (1) FDT-02揉搓試驗儀

            本設備適用于柔性薄膜、復合膜、涂層膜、紙張的測試。其中包括食品藥品包裝用各種鋁塑復合膜、塑料復合膜、鍍鋁膜、尼龍膜、涂層膜、紙張等。滿足國際標準ASTM F392。

          (2) OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)

            本設備適用于塑料薄膜、容器、片材、紙張、紙板及其復合材料等包裝的氧氣透過率測試。薄膜類材料包括各種塑料薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復合膜等膜狀材料,片材類包括各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料,容器類包括用于塑料、橡膠、紙、紙塑復合、玻璃、金屬等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶等。此外,本設備特殊配置夾具還可以應用于醫(yī)藥包裝、汽車油箱、電池塑料外殼、塑料管材、太陽能背板等特殊包裝氧氣透過率測試。可滿足多項國家和國際標準,如GB/T 19789、GB/T 31354、ISO 15105-2、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1307、ASTM F1927、JIS K7126-2、YBB 00082003。

          5、試驗過程

          5.1 揉搓前氧氣透過性能測試

            (1) 從樣品上裁取直徑為108 × 108 mm的試樣3個。

            (2) 在測試腔表面的凸邊邊緣涂抹一層真空油脂,將3個試樣分別裝夾于OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)的3個測試腔表面,避免試樣皺折,并與真空油脂良好接觸,夾緊試樣。

            (3) 添加蒸餾水,打開系統(tǒng)氣源,并按要求調(diào)節(jié)氣源壓力,使上、下腔內(nèi)的濕度達到設定值。

            (4) 設置試驗溫度、試驗模式、試樣面積、厚度等參數(shù),啟動試驗。

            (5) 點擊開始試驗選項,試驗開始。儀器自動記錄試驗過程數(shù)據(jù),并計算出最終的試驗結(jié)果。

          5.2 揉搓試驗

            (1) 將長280 mm、寬200 mm的試樣用壓敏雙面膠帶固定在儀器上。

            (2) 選擇揉搓模式,將儀器玻璃門關上,按“TEST”鍵,試驗開始。

            (3) 當儀器揉搓次數(shù)達到設定值后,儀器自動停機。

          5.3 揉搓后氧氣透過性能測試

            從揉搓后的樣品表面裁樣,其他試驗操作與5.1相同。

          6、結(jié)果

            本次試驗所測試的樣品揉搓前氧氣透過率平均值為9.1308 cm3/(m2·24h),經(jīng)過C模式揉搓,即揉搓270次后,樣品氧氣透過率的平均值為9.6918 cm3/(m2·24h),略有增加,說明樣品的耐揉搓性能較高。

          7、結(jié)論

            本文通過測試揉搓前、后試樣氧氣透過量的變化情況,檢測了含K涂層復合膜材料的耐揉搓性能,從試驗過程來看,設備易于操作,智能化程度高,試驗結(jié)果的精度高,重復性好,可以很好的反映出樣品的耐揉搓性。除了本文所采用的對比揉搓前后的阻隔性能外,還可以通過涂抹松節(jié)油查看揉搓后樣品表面是否出現(xiàn)針孔的方式來驗證材料的耐揉搓性,該方法一般適用于含有鋁箔的包裝材料。Labthink蘭光,致力于通過包裝檢測技術提升和精品檢測儀器研發(fā)幫助客戶應對包裝難題,助力包裝相關產(chǎn)業(yè)的品質(zhì)安全。了解關于更多相關信息,您可以登陸濟南蘭光公司網(wǎng)站查看具體信息或致電咨詢。Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進技術交流與合作。

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