摘要：厚度是包裝材料的重要性能指標，直接影響材料的應用性能。本文通過(guò)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，并介紹了試驗原理、設備參數及適用范圍、試驗過(guò)程等內容，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，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(lái)說(shuō)，材料的強度、阻隔性一般隨厚度的增加而增加，而復合膜包裝的強度及阻隔性則與材料中主要強度層、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到預期值具有重要意義。

生產(chǎn)工藝參數決定了薄膜厚度及均勻性，如模頭溫度、壓力、吹脹比等，通過(guò)對薄膜厚度的監測可及時(shí)調整生產(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?jì)蓚€(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 )影響測試結果，本文介紹了一種可降低機械振動(dòng)、固定試驗壓力、自動(dòng)移動(dòng)試樣的自動(dòng)測試包裝材料厚度的試驗方法。

2、試驗樣品

以某種常用材質(zhì)單層薄膜為試驗樣品。

3、試驗依據

本次試驗依據GB/T 6672-2001《塑料薄膜和薄片厚度測定 機械測量法》標準對樣品的厚度進(jìn)行測試。

4、試驗設備

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

圖1  C640測厚儀

4.1 試驗原理

該設備采用機械接觸式測試原理，通過(guò)位移傳感器測試薄膜材料的厚度。設備采用測量頭與傳感器一體化設計，在測試試樣之前，測量頭落在設備砧板上，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。設備配置有自動(dòng)進(jìn)樣機，一個(gè)點(diǎn)測試完成后，自動(dòng)進(jìn)樣機以設定的速度驅動(dòng)試樣移動(dòng)，實(shí)現樣品自動(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、復合紙板等材料的厚度測定，并可擴展至硅片，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(mǎn)足國內外多項國家、標準，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 設備參數

測試范圍為 0 ~ 2 mm，并可擴展至0 ~ 6 mm、0 ~ 12 mm，分辨率為0.1 μm，重復性為0.4 μm；設備可自動(dòng)進(jìn)樣，進(jìn)樣速度可在1.5 ~ 80 mm/s間自由設定，試樣的測量間距可在0 ~ 1000 mm之間設定，滿(mǎn)足不同用戶(hù)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、試驗過(guò)程

(1) 沿樣品的縱向裁取寬10 cm，長(cháng)度與樣品寬度相同的試樣1片，放置在23℃條件下?tīng)顟B(tài)調節1 h。

(2) 打開(kāi)測厚儀，調節設備水平，預熱半小時(shí)。

(3) 在設備控制軟件中設置試樣名稱(chēng)、進(jìn)樣速度、測量間距、測試點(diǎn)數等參數信息，將試樣裝夾到進(jìn)樣裝置中，點(diǎn)擊自動(dòng)試驗選項，設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)擊放樣確認選項，設備自動(dòng)按照設定的參數，間隔取點(diǎn)測試，直至達到設定測試點(diǎn)數。

(4) 設備顯示每點(diǎn)測試值、大值、小值、平均值、標準偏差等試驗結果。

6、試驗結果

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，標準偏差為0.30 μm。

7、結論

厚度的及時(shí)監控對包裝材料質(zhì)量控制及生產(chǎn)工藝的調整具有重要意義。本文介紹了一種自動(dòng)化測試軟塑包裝材料厚度的試驗方法，整個(gè)試驗過(guò)程中除了起始裝夾樣品為人工進(jìn)行外，其余操作均由設備自動(dòng)控制完成，降低了人為因素對試驗的干擾，試驗結果的測試精度高，重復性好，可以真實(shí)的反映出所測試樣品的厚度大小及均勻性。濟南蘭光機電技術(shù)有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事包裝檢測設備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測服務(wù)的優(yōu)良企業(yè)，現有檢測設備可測試軟塑包裝材料對氧氣、氮氣、二氧化碳、空氣、氦氣、六氟化硫、水蒸氣等氣體的阻隔性能指標，抗沖擊性能、抗穿刺性能、抗撕裂性能、爽滑性、熱封性、密封性等物理機械性能指標，溶劑殘留、總遷移量等衛生性能指標。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。