同種包裝材料不同表面摩擦系數的比較

摘要：影響包裝材料摩擦系數的因素較多，材料表面稍有差異即可能影響其摩擦系數。本文通過對同種包裝材料不同表面摩擦系數的測試，比較樣品不同表面的爽滑性能，并介紹了試驗原理、設備MXD-02摩擦系數儀的參數及適用范圍、試驗過程等內容，為企業監測及控制包裝材料的摩擦系數提供參考。

關鍵詞：摩擦系數、靜摩擦系數、動摩擦系數、摩擦系數儀、包裝材料、不同表面

1、意義

摩擦系數是包裝材料的重要屬性，是表征材料爽滑性能的參數指標，該指標值的高低與材料表面的光滑程度及所其接觸的摩擦面性能有關。包裝材料一般通過添加開口劑、爽滑劑、抗靜電劑等添加劑調整自身的摩擦系數，減輕因分子鏈纏繞、靜電等因素而導致材料間的相互粘連，提高材料的爽滑性，因此，材料中加入的可降低摩擦系數的添加劑的用量及均勻性是影響材料摩擦系數的重要因素。除此之外，材料本身的挺度、印刷、復合等情況均可能會對材料爽滑性能產生影響。

為了順利完成包裝工序，要求軟塑包裝材料的內層膜(與產品直接接觸面)與外層膜的摩擦系數有所差異，如煙膜包裝用BOPP材料，其內層膜的摩擦系數一般較大，以確保煙膜的定位準確及煙包的緊湊性；外層膜的摩擦系數較小，以利于煙膜在包裝設備間的滑動。而上述影響材料摩擦系數的因素則有助于實現包裝材料不同表面摩擦系數差異化要求。本文測試對比了同種包裝材料不同表面的摩擦系數。

2、檢測依據

本次試驗所依據的標準為GB 10006-1988《塑料薄膜和薄片摩擦系數測定方法》，該標準適用于厚度在0.2 mm以下的非粘性塑料薄膜和薄片在自身或其他材料表面滑動時靜摩擦系數與動摩擦系數的測試過程。

3、試驗樣品

本文采用食品包裝用塑料復合膜作為試驗樣品。

4、試驗設備

本次試驗以MXD-02摩擦系數儀為試驗設備，分別測試樣品內層膜與內層膜、外層膜與外層膜間的摩擦系數，該設備由濟南蘭光機電技術有限公司自主研發生產。

圖1  MXD-02摩擦系數儀

4.1 試驗原理

試驗通過測試在一定壓力下，使被測試樣在摩擦面上從靜止到勻速運動一段距離過程中力值的變化，得到試樣與摩擦面間的摩擦系數。試樣表面的壓力由相應規格的滑塊施加，試樣在滑動前所測到的zui大力值與上述壓力的比值為靜摩擦系數，試樣滑動過程中所測得的拉力值與上述壓力的比值為動摩擦系數。

4.2 適用范圍

(1) 本設備專業用于測量塑料薄膜和薄片、鋁箔、鋁塑復合膜、通信電纜光纜用金屬材料復合帶、金屬制品、橡膠、紙張、紙板、編織袋、紡織品、無紡布、輸送帶、木材、涂層、剎車片、雨刷、鞋材、輪胎等材料滑動時的靜摩擦系數和動摩擦系數，還可以用于化妝品、滴眼液等日化用品的爽滑性測試。

(2) 本設備滿足多項國家和標準，如GB 10006、ISO 8295、ASTM D1894、TAPPI T816等。

4.3 設備參數

• 0 ~ 5 N，測試精度為0.5級；行程分為70 mm、150 mm兩種可供選擇；標準滑塊的質量為200 g，并可根據用戶或相關標準的需要定制其他質量的滑塊；試驗速度為100 mm/min或150 mm/min，其他試驗速度可根據需要進行調整；一次試驗便可同時測定試樣的動、靜摩擦系數；試驗臺面和測試滑塊均經過消磁處理和剩磁檢測，有效地降低了系統的測試誤差；專業軟件可以自動進行單件、成組試驗的結果統計分析和原始數據的再分析、成組曲線疊加比較，多種報告模式直觀快速地將測試結果展示給客戶；支持Lystem^TM實驗室數據共享系統，統一管理試驗報告和試驗結果。

5、試驗過程

5.1 裁樣

將待測樣品內層膜朝上，裁取8 cm × 20 cm、63 mm × 100 mm的試樣各3片，用于內層膜對內層膜的測試；再將外層膜朝上，裁取8 cm × 20 cm、63 mm × 100 mm的試樣各3片，用于試樣外層膜對外層膜的測試。裁樣過程中不能用手接觸試樣的測試區域。

5.2 設置參數

在設備控制軟件上設置試驗速度、試驗行程、試樣名稱等參數信息。

5.3 試驗

取一片63 mm × 100 mm的試樣裝夾在滑塊上，另取8 cm × 20 cm試樣一片，用透明膠帶將其粘貼固定在水平試驗臺上，膠帶不能接觸測試區域。內層膜對內層膜試驗時，試樣的外層膜與滑塊、試驗臺直接接觸，外層膜與外層膜試驗時，內層膜與滑塊、試驗臺直接接觸。裝樣過程中，手不能接觸試樣的測試面。

點擊試驗選項，試驗開始。設備實時顯示試樣由相對靜止到滑動過程中的力值變化，并在試驗結束后報告測得的靜摩擦系數、動摩擦系數。

重復裝樣、點擊試驗操作，直至6組試樣均測試完成。

6、試驗結果

本次試驗所測試3組試樣內層膜對內層膜靜摩擦系數的平均值為0.241，動摩擦系數的平均值為0.216；外層膜對外層膜靜摩擦系數的平均值為0.203，動摩擦系數的平均值為0.191。

7、結論

從試驗結果來看，本次所測試塑料復合膜樣品的外層膜摩擦系數小于內層膜的摩擦系數，樣品兩個表面的靜摩擦系數均大于動摩擦系數。本次試驗的測試過程簡單，設備易于操作，測試結果的精度高，能夠穩定可靠的反映出樣品的爽滑性能。試樣及其夾持后表面的平整程度、裁樣及裝夾過程中樣品表面是否被沾染等情況均會影響測試結果值，因此，在試樣的選取及裁制、裝夾過程中應避免樣品表面產生折痕、被污染。濟南蘭光機電技術有限公司是一家專業從事包裝檢測設備生產、研發與包裝檢測服務的高新技術企業，始終致力于為客戶提供精密的檢測設備與的檢測服務。愈了解，愈信任！Labthink蘭光愿借此與行業中的企事業單位增進技術交流與合作。