酸奶六、八連杯外部熱收縮膜收縮性能的驗(yàn)證

　　摘要：酸奶杯產(chǎn)品多采用六連杯、八連杯等多連杯方式，其外部常使用熱收縮膜包裹，以求達(dá)到緊致美觀的效果，防止酸奶杯散落或損壞。熱收縮膜在使用過程中是否具有較好的貼合效果及緊致力，需要監(jiān)測(cè)其收縮率、收縮力等指標(biāo)。本文采用多功能薄膜熱縮性能測(cè)試儀，結(jié)合ISO 14616標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證了酸奶八連杯外部熱收縮膜各項(xiàng)收縮性能，詳細(xì)介紹了設(shè)備的測(cè)試原理、參數(shù)及測(cè)試過程，可為收縮膜生產(chǎn)及應(yīng)用行業(yè)提供技術(shù)參考。

　　關(guān)鍵詞：酸奶杯、六/八連杯、多連杯、熱收縮膜、緊致、貼合性、收縮性能、收縮力、收縮率、熱縮力、冷縮力

測(cè)試意義：

　　酸奶杯產(chǎn)品大多采用多連杯方式包裝，市場(chǎng)上常見的有六連杯、八連杯，使用熱收縮膜將多個(gè)相連的酸奶杯集束在一起，采用熱收縮膜是為了使得包裝緊湊且酸奶杯不易散落，可清晰展現(xiàn)產(chǎn)品外觀，提升商品檔次。酸奶多連杯外部熱收縮膜材質(zhì)以POF居多，即POF三層共擠熱收縮膜，其具有收縮率高、耐寒性好、透明度高、柔韌性好的優(yōu)點(diǎn)，使用時(shí)利用蒸汽或熱風(fēng)通道對(duì)其進(jìn)行熱處理，使熱收縮膜緊貼在酸奶多連杯外表面。

　　熱收縮膜是目前普遍使用的外包裝材料，具有包裝緊實(shí)、透明美觀、貼合度強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。熱收縮膜是在特定高溫環(huán)境下進(jìn)行拉伸后，待溫度急速降低時(shí)被定型制造。而熱收縮膜在使用時(shí)，則被再次加熱到拉伸時(shí)的溫度，材料分子鏈段即恢復(fù)到無序卷曲形態(tài)，即表現(xiàn)為熱收縮現(xiàn)象。當(dāng)熱收縮膜降低到室溫后，產(chǎn)生冷縮力，使得收縮膜緊致。如果熱收縮膜在熱收縮的過程中收縮率過大，或者收縮力（包括熱縮力及冷縮力）過高，則易導(dǎo)致薄膜消耗量增加，并且過于緊致而導(dǎo)致酸奶杯變形或薄膜出現(xiàn)破損現(xiàn)象；若熱收縮膜的收縮率較小或收縮力過低，則易出現(xiàn)薄膜不貼合酸奶杯、包裝松散而導(dǎo)致連杯產(chǎn)品易脫落等現(xiàn)象。因此，在使用熱收縮膜之前應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)測(cè)相關(guān)收縮性能，例如收縮率、熱縮力、冷縮力等性能指標(biāo)，以求保證酸奶多連杯外部包裝緊致、不易破損，且降低包裝成本。

圖1  酸奶六/八連杯

檢測(cè)方法：

　　目前，國內(nèi)熱收縮膜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)熱收縮性能的檢測(cè)方法多為烘箱或油浴加熱收縮。但這兩種測(cè)試方法只能檢測(cè)其熱收縮率，而無法獲取熱縮力及冷縮力此類收縮力值，則無法評(píng)估薄膜的緊致效果。因此，本試驗(yàn)則參考采用標(biāo)準(zhǔn)ISO14616-1997《塑料 聚乙烯 乙烯共聚物及其混合物熱收縮膜 收縮性能的測(cè)試》，利用空氣加熱原理（即空氣浴）進(jìn)行薄膜各種收縮性能的測(cè)試，包括熱縮力、冷縮力、收縮率、收縮時(shí)間等指標(biāo)。

1、試驗(yàn)儀器

　　本文采用Labthink蘭光公司自主研制的FST-02薄膜熱縮性能測(cè)試儀結(jié)合上述標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)某廠家生產(chǎn)的用于酸奶八連杯的POF熱收縮膜樣品。

　　FST-02薄膜熱縮性能測(cè)試儀擁有高精度力值傳感器和位移傳感器，可測(cè)定試樣的熱縮性能參數(shù)，可測(cè)試試樣收縮力量程為0.2 ~ 30 N（收縮力測(cè)量精度為±0.2%），并可根據(jù)特殊需求定制更寬范圍的力值；可測(cè)試試樣熱縮位移量程為0.125 ~ 70 mm（熱縮位移測(cè)量精度為±0.125 mm）；試驗(yàn)用加熱腔體工作溫度范圍為室溫 ~ 210℃（控溫精度±0.5℃）；設(shè)備可同時(shí)測(cè)試1 ~ 3組試樣，可測(cè)試的試樣尺寸為130 mm × 15 mm。

　　該設(shè)備滿足多項(xiàng)國家和標(biāo)準(zhǔn)：ISO 14616、DIN 53369，可定量測(cè)定塑料薄膜在熱收縮過程中的熱縮力、冷縮力以及收縮率等性能。

圖2  FST-02薄膜熱縮性能測(cè)試儀

2. 試樣的制備

　　沿著POF熱收縮膜的橫、縱向分別裁取寬為15 mm的試樣各20條，每2條為1組試樣，即橫、縱向各10組試樣，每組試樣分別用于熱縮力、冷縮力、收縮率的測(cè)試。試樣長度應(yīng)保證夾具間有100 mm的有效長度。測(cè)試試樣的厚度，至少測(cè)試3點(diǎn)，取平均值。用制樣器在試樣表面打穿出兩個(gè)圓孔，便于試樣的裝夾。

3. 試驗(yàn)條件

• 地點(diǎn)：濟(jì)南蘭光包裝安全檢測(cè)中心
• 試驗(yàn)條件：23℃、50%RH
• 測(cè)試指標(biāo)：zui大熱縮力、zui大冷縮力、收縮率

4. 試驗(yàn)步驟

4.1 試驗(yàn)原理

　　將試樣分別連接到位移傳感器和力值傳感器上，迅速升溫到收縮溫度，然后冷卻，系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樣品在封閉加熱腔體內(nèi)受熱后隨時(shí)間變化的各收縮性能曲線，自動(dòng)記錄熱縮力、冷縮力、收縮率及設(shè)置溫度等結(jié)果值。

4.2 試驗(yàn)步驟

　　FST-02薄膜熱縮性能測(cè)試儀可、快速、便捷的測(cè)試熱收縮膜的各項(xiàng)收縮性能指標(biāo)：

• 安裝試樣：每組試樣內(nèi)其中1個(gè)試樣必須*平直的安裝于拉力傳感器上，拉力傳感器受力為零。另一個(gè)試樣須*平直的置于支架臂與位移傳感器上的夾具之間。每組試樣的有效長度均為100 mm。

圖3 制樣、裝樣過程

• 根據(jù)POF熱收縮膜的參考溫度，設(shè)置試驗(yàn)溫度、結(jié)束溫度等試驗(yàn)參數(shù)，點(diǎn)擊開始試驗(yàn)選項(xiàng)，試驗(yàn)開始。
• 當(dāng)設(shè)備加熱艙內(nèi)的溫度達(dá)到試驗(yàn)溫度后，試樣自動(dòng)進(jìn)艙，試驗(yàn)開始計(jì)時(shí)，試樣受熱收縮并產(chǎn)生熱縮力，當(dāng)熱縮力的數(shù)值下降約15% ~ 30%時(shí)，使試樣離開加熱艙并停止計(jì)時(shí)。則記錄設(shè)置溫度下薄膜在15 ~ 30秒之內(nèi)出現(xiàn)的zui大熱縮力、zui大冷縮力、收縮率及zui大熱縮力出現(xiàn)時(shí)間等參數(shù)。
• 重復(fù)上述步驟，直至橫、縱向的10組試樣均完成測(cè)試。計(jì)算zui大熱縮力、zui大冷縮力與收縮率的平均值。
• 設(shè)置溫度即可實(shí)現(xiàn)熱收縮膜在15 ~30秒內(nèi)出現(xiàn)zui大收縮率的溫度。如果所記錄的試樣zui大收縮力數(shù)值出現(xiàn)在置于加熱罩中不足15秒時(shí)，則逐步將設(shè)定溫度降低10 ℃，重復(fù)試驗(yàn)，直至zui大收縮力數(shù)值出現(xiàn)在15秒 ~ 30秒之間。相反，如果達(dá)到zui大收縮力的時(shí)間大于30秒，則逐步將設(shè)定溫度升高10 ℃，重復(fù)試驗(yàn)，直至zui大收縮力出現(xiàn)在15秒 ~ 30秒之間。

4.3 試驗(yàn)結(jié)果

　　酸奶八連杯所使用的POF熱收縮膜樣品在設(shè)置溫度下橫向的zui大熱縮力、zui大冷縮力以及收縮率的平均值分別為0.85 N/15mm、0.57 N/15mm、48.3%，而縱向的zui大熱縮力、zui大冷縮力以及收縮率的平均值分別為0.59 N/15mm、0.44 N/15mm、32.1%。從上述數(shù)據(jù)可以看出，該POF熱收縮膜為在橫向與縱向上均有較好的收縮性，即該薄膜作為酸奶八連杯外包裝可較好的對(duì)杯體四周進(jìn)行收縮。

總結(jié)：

　　采用FST-02薄膜熱縮性能測(cè)試儀測(cè)試酸奶多連杯外部熱收縮膜時(shí)，可同時(shí)測(cè)試薄膜的熱縮力、冷縮力及收縮率等性能指標(biāo)，可多維度的控制熱收縮膜使用性能。該設(shè)備的度、智能化程度、試驗(yàn)效率較高，除了酸奶多連杯外部熱收縮膜以外，還可廣泛用于腸衣膜、標(biāo)簽?zāi)ぁ⒓b膜、消毒餐具包裝膜、文體用品、工藝禮品、五金件等各種產(chǎn)品的熱收縮膜的收縮性能測(cè)試。Labthink蘭光一直致力于為客戶提供專業(yè)的設(shè)備與檢測(cè)服務(wù)，為客戶提供大量的包裝材料性能數(shù)據(jù)參考。同時(shí)，Labthink蘭光提供包材阻隔性、機(jī)械性能強(qiáng)度等各種性能的檢測(cè)儀器及解決方案，您可以登陸濟(jì)南蘭光公司查看具體產(chǎn)品信息或直接致電咨詢。Labthink蘭光期待與各行業(yè)中的用戶增進(jìn)技術(shù)交流與合作。