薄膜收縮性能測試方法介紹與比較

摘要：收縮性能是影響薄膜使用的重要性能之一，本文分別介紹了薄膜收縮性能測試常用的油浴法、烘箱法、空氣加熱法三種試驗方法，并通過對三種方法的比較分析，為薄膜收縮性能的測試與質量控制提供參考。

關鍵詞：收縮率、熱縮力、冷縮力、收縮性能、收縮膜、熱縮試驗儀、薄膜熱縮性能測試儀

1、意義

隨著產品種類的增多及包裝技術、工藝的發展，收縮膜種類越來越多，常見的有PE、POF、PVC、BOPP、PETG、PVDC等，在包裝領域的應用廣泛，如以收縮套標、集束包裝、腸衣膜等形式用于包裝食品、藥品、煙草、電子產品、汽車、日化用品等產品，不同產品的形狀及尺寸規格各異，這就要求收縮膜應具有優異的收縮性能，以適應不同的產品包裝要求。

影響薄膜收縮性能的指標包括收縮率以及收縮過程產生的熱縮力、冷縮力，若三項指標性能較差或與產品的適用性較差，則會導致薄膜收縮不緊致，貼體性較差，甚至可能導致產品被擠壓變形。目前，薄膜收縮性能的測試方法主要有油浴法、烘箱法及空氣加熱法。

圖1 常見收縮膜應用舉例

2、方法介紹

油浴法是指將裁剪成規定尺寸的薄膜試樣放入一定溫度的導熱油（例如硅油）中加熱收縮，一定時間后取出試樣，并測量收縮后試樣的尺寸，收縮前后尺寸變化值與收縮前尺寸的比值即為試樣的收縮率。相關標準如GB/T 13519-2016《包裝用聚乙烯熱收縮薄膜》，該標準中要求油浴溫度為140℃，收縮時間為20s，試驗設備見圖2。

圖2 熱縮試驗儀

烘箱法，顧名思義，是指將一定尺寸的試樣放入一定溫度的烘箱中，在達到規定時間后取出并測量試樣的尺寸，計算尺寸變化值與收縮前尺寸的比值為試樣的收縮率。相關的標準如GB/T 12027-2004《塑料 薄膜和薄片加熱尺寸變化率試驗方法》、GB/T 10003-2008《普通用途雙向拉伸聚丙烯(PP)薄膜》，前者將試樣放置在高嶺土床上，試驗的溫度及時間根據具體試樣而定，后者要求將試樣放置在不銹鋼板上，試驗溫度為120℃，時間為120s。

空氣加熱法是利用密閉腔體內的熱空氣加熱試樣后，根據試樣的熱縮時間及尺寸變化情況得到收縮率，根據試樣在加熱及冷卻過程中的力值變化情況計算熱縮力與冷縮力。目前，國內可參考的測試方法標準GB/T 34848-2017《熱收縮薄膜收縮性能試驗方法》將于2018年5月1日正式實施，在此標準實施之前可參考ISO14616-2004《塑料 聚乙烯 乙烯共聚物及其混合物熱收縮膜 收縮性能的測試》進行測試，該標準要求試樣在試驗腔內達到設定溫度后進入腔內進行加熱收縮，當所測得收縮力值達到出腔條件后，試樣出腔，設備繼續監測試樣的收縮情況及力值，直至試驗結束。根據整個試驗過程中設備自動監測的試樣尺寸的變化情況計算收縮率，在腔內加熱過程中所測得的zui大力值為熱縮力，出腔后的冷卻過程中測得的zui大力值為冷縮力。試驗設備見圖3。

圖3  FST-02薄膜熱縮性能測試儀

3、方法比較

從測試范圍來看，三種試驗方法均可測試薄膜的收縮率，但空氣加熱法還可測試薄膜的熱縮力、冷縮力指標；從測試過程來看，油浴法、烘箱法均需手動測試收縮后試樣的尺寸，空氣加熱法為設備自動測量試樣的尺寸及力值的變化情況，并可實時顯示試樣過程中的測量值；另外，油浴法是將試樣置于導熱油中加熱，烘箱法為在高嶺土或不銹鋼板上加熱收縮，空氣加熱法是將試樣直接暴露于空氣中，不與任何物體接觸。這種收縮環境的不同會影響試樣的收縮過程，故而三種方法測得的收縮率并不具有可比性。

4、總結

在測試薄膜收縮性能時，應根據材料的材質、產品標準、試驗目的等因素，選擇適宜的測試方法，若產品標準中有明確規定，則根據產品標準中的要求進行測試，若未明確規定相應的測試方法，則可根據實際情況進行選擇，如需監測薄膜的收縮力值或需自動化的完成試驗，抑或薄膜實際應用過程中為高溫蒸汽或熱風道的收縮工藝，則可選擇空氣加熱法設備FST-02薄膜熱縮性能測試儀進行試驗。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研發生產與包裝檢測服務的高新技術企業，現有設備可滿足薄膜熱縮性能測試的3種試驗方法要求。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業中的企事業單位增進技術溝通與合作！