摘要：厚度是包裝材料的重要性能指標(biāo)，直接影響材料的應(yīng)用性能。本文通過對一種單層膜樣品厚度的自動(dòng)測試，評價(jià)了樣品厚度的均勻性，并介紹了試驗(yàn)原理、設(shè)備參數(shù)及適用范圍、試驗(yàn)過程等內(nèi)容，為包裝材料厚度的自動(dòng)測試及厚度均勻性的評價(jià)提供參考。

關(guān)鍵詞：厚度、自動(dòng)測試、均勻性、測厚儀、機(jī)械接觸式、薄膜、包裝材料

1、意義

厚度是軟塑包裝材料的重要性能指標(biāo)，與材料整體的性能優(yōu)劣及均勻性相關(guān)。對于同種材質(zhì)的單層薄膜材料來說，材料的強(qiáng)度、阻隔性一般隨厚度的增加而增加，而復(fù)合膜包裝的強(qiáng)度及阻隔性則與材料中主要強(qiáng)度層、阻隔層的厚度有關(guān)。因此，及時(shí)測試材料厚度對確保包裝的性能可達(dá)到預(yù)期值具有重要意義。

生產(chǎn)工藝參數(shù)決定了薄膜厚度及均勻性，如模頭溫度、壓力、吹脹比等，通過對薄膜厚度的監(jiān)測可及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量。在測試薄膜厚度時(shí)，需要頻繁移動(dòng)試樣使每兩個(gè)測試點(diǎn)間隔一定的距離，且環(huán)境中的輕微振動(dòng)及施加到試樣表面的壓力等因素均會(huì)影響測試結(jié)果，本文介紹了一種可降低機(jī)械振動(dòng)、固定試驗(yàn)壓力、自動(dòng)移動(dòng)試樣的自動(dòng)測試包裝材料厚度的試驗(yàn)方法。

2、試驗(yàn)樣品

以某種常用材質(zhì)單層薄膜為試驗(yàn)樣品。

3、試驗(yàn)依據(jù)

本次試驗(yàn)依據(jù)GB/T 6672-2001《塑料薄膜和薄片厚度測定 機(jī)械測量法》標(biāo)準(zhǔn)對樣品的厚度進(jìn)行測試。

4、試驗(yàn)設(shè)備

本文利用C640測厚儀對試驗(yàn)樣品進(jìn)行測試，該設(shè)備由濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

圖1  C640測厚儀

4.1 試驗(yàn)原理

該設(shè)備采用機(jī)械接觸式測試原理，通過位移傳感器測試薄膜材料的厚度。設(shè)備采用測量頭與傳感器一體化設(shè)計(jì)，在測試試樣之前，測量頭落在設(shè)備砧板上，傳感器讀取測量頭的初始位移值，測量頭抬起后，將試樣放置在砧板紙上，測量頭以同樣的壓力落在試樣上，傳感器讀取測量頭的位移值，兩次位移值之差則為試樣的厚度值。設(shè)備配置有自動(dòng)進(jìn)樣機(jī)，一個(gè)點(diǎn)測試完成后，自動(dòng)進(jìn)樣機(jī)以設(shè)定的速度驅(qū)動(dòng)試樣移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)樣品自動(dòng)間隔取點(diǎn)測試。

4.2 適用范圍

(1) 適用于各種塑料薄膜、薄片、隔膜、紙張、紙板、復(fù)合紙板等材料的厚度測定，并可擴(kuò)展至硅片，箔片，各種金屬片，瓦楞紙板，編織物、針織物、涂層織物等紡織材料，尿不濕、衛(wèi)生巾、口罩等非織造布，固體絕緣材料，膠粘帶，土工合成材料，橡膠等材料厚度的測試。

(2) 可滿足國內(nèi)外多項(xiàng)國家、標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T 6672、ISO 4593、ISO 534、ASTM D6988、ASTM F2251、GB/T 451.3、TAPPI T411、BS 2782-6、DIN 53370、ISO 3034、ISO 9073-2、ISO 12625-3、ISO 5084、ASTM D374、ASTM D1777、ASTM D3652、GB/T 6547、GB/T 24218.2、FEFCO No 3、EN 1942、JIS K6250、JIS K6783、JIS Z1702等。

4.3 設(shè)備參數(shù)

測試范圍為 0 ~ 2 mm，并可擴(kuò)展至0 ~ 6 mm、0 ~ 12 mm，分辨率為0.1 μm，重復(fù)性為0.4 μm；設(shè)備可自動(dòng)進(jìn)樣，進(jìn)樣速度可在1.5 ~ 80 mm/s間自由設(shè)定，試樣的測量間距可在0 ~ 1000 mm之間設(shè)定，滿足不同用戶的測試需求；測試壓力為17.5±1 KPa，測試面積為50 mm²，并可選擇配置100±1 KPa、50±1 KPa、200 mm²等其他測試壓力及面積；測量頭可自動(dòng)升降；手動(dòng)、自動(dòng)測試模式可自由選擇。

5、試驗(yàn)過程

(1) 沿樣品的縱向裁取寬10 cm，長度與樣品寬度相同的試樣1片，放置在23℃條件下狀態(tài)調(diào)節(jié)1 h。

(2) 打開測厚儀，調(diào)節(jié)設(shè)備水平，預(yù)熱半小時(shí)。

(3) 在設(shè)備控制軟件中設(shè)置試樣名稱、進(jìn)樣速度、測量間距、測試點(diǎn)數(shù)等參數(shù)信息，將試樣裝夾到進(jìn)樣裝置中，點(diǎn)擊自動(dòng)試驗(yàn)選項(xiàng)，設(shè)備砧板上不放置試樣，測量頭自動(dòng)落下，測試零點(diǎn)值，測量頭自動(dòng)抬起，將試樣放置在砧板上，點(diǎn)擊放樣確認(rèn)選項(xiàng)，設(shè)備自動(dòng)按照設(shè)定的參數(shù)，間隔取點(diǎn)測試，直至達(dá)到設(shè)定測試點(diǎn)數(shù)。

(4) 設(shè)備顯示每點(diǎn)測試值、大值、小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差等試驗(yàn)結(jié)果。

6、試驗(yàn)結(jié)果

本次測試樣品的寬度為25 cm，共測試了10個(gè)點(diǎn)的厚度值，分別為15.4 μm、15.7 μm、15.5 μm、15.1 μm、15.4 μm、15.6 μm、15.1 μm、14.9 μm、14.9 μm、15.5 μm，平均值為15.3 μm，大值為15.7 μm，小值為14.9 μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.30 μm。

7、結(jié)論

厚度的及時(shí)監(jiān)控對包裝材料質(zhì)量控制及生產(chǎn)工藝的調(diào)整具有重要意義。本文介紹了一種自動(dòng)化測試軟塑包裝材料厚度的試驗(yàn)方法，整個(gè)試驗(yàn)過程中除了起始裝夾樣品為人工進(jìn)行外，其余操作均由設(shè)備自動(dòng)控制完成，降低了人為因素對試驗(yàn)的干擾，試驗(yàn)結(jié)果的測試精度高，重復(fù)性好，可以真實(shí)的反映出所測試樣品的厚度大小及均勻性。濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測服務(wù)的優(yōu)良企業(yè)，現(xiàn)有檢測設(shè)備可測試軟塑包裝材料對氧氣、氮?dú)狻⒍趸?、空氣、氦氣、六氟化硫、水蒸氣等氣體的阻隔性能指標(biāo)，抗沖擊性能、抗穿刺性能、抗撕裂性能、爽滑性、熱封性、密封性等物理機(jī)械性能指標(biāo)，溶劑殘留、總遷移量等衛(wèi)生性能指標(biāo)。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)溝通與合作。