同種包裝材料不同表面摩擦系數(shù)的比較

摘要：影響包裝材料摩擦系數(shù)的因素較多，材料表面稍有差異即可能影響其摩擦系數(shù)。本文通過對同種包裝材料不同表面摩擦系數(shù)的測試，比較樣品不同表面的爽滑性能，并介紹了試驗(yàn)原理、設(shè)備MXD-02摩擦系數(shù)儀的參數(shù)及適用范圍、試驗(yàn)過程等內(nèi)容，為企業(yè)監(jiān)測及控制包裝材料的摩擦系數(shù)提供參考。

關(guān)鍵詞：摩擦系數(shù)、靜摩擦系數(shù)、動(dòng)摩擦系數(shù)、摩擦系數(shù)儀、包裝材料、不同表面

1、意義

摩擦系數(shù)是包裝材料的重要屬性，是表征材料爽滑性能的參數(shù)指標(biāo)，該指標(biāo)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(guān)。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(diào)整自身的摩擦系數(shù)，減輕因分子鏈纏繞、靜電等因素而導(dǎo)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(shù)的添加劑的用量及均勻性是影響材料摩擦系數(shù)的重要因素。除此之外，材料本身的挺度、印刷、復(fù)合等情況均可能會(huì)對材料爽滑性能產(chǎn)生影響。

為了順利完成包裝工序，要求軟塑包裝材料的內(nèi)層膜(與產(chǎn)品直接接觸面)與外層膜的摩擦系數(shù)有所差異，如煙膜包裝用BOPP材料，其內(nèi)層膜的摩擦系數(shù)一般較大，以確保煙膜的定位準(zhǔn)確及煙包的緊湊性；外層膜的摩擦系數(shù)較小，以利于煙膜在包裝設(shè)備間的滑動(dòng)。而上述影響材料摩擦系數(shù)的因素則有助于實(shí)現(xiàn)包裝材料不同表面摩擦系數(shù)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(shù)。

2、檢測依據(jù)

本次試驗(yàn)所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)為GB 10006-1988《塑料薄膜和薄片摩擦系數(shù)測定方法》，該標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)時(shí)靜摩擦系數(shù)與動(dòng)摩擦系數(shù)的測試過程。

3、試驗(yàn)樣品

本文采用食品包裝用塑料復(fù)合膜作為試驗(yàn)樣品。

4、試驗(yàn)設(shè)備

本次試驗(yàn)以MXD-02摩擦系數(shù)儀為試驗(yàn)設(shè)備，分別測試樣品內(nèi)層膜與內(nèi)層膜、外層膜與外層膜間的摩擦系數(shù)，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  MXD-02摩擦系數(shù)儀

4.1 試驗(yàn)原理

試驗(yàn)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(yùn)動(dòng)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(shù)。試樣表面的壓力由相應(yīng)規(guī)格的滑塊施加，試樣在滑動(dòng)前所測到的zui大力值與上述壓力的比值為靜摩擦系數(shù)，試樣滑動(dòng)過程中所測得的拉力值與上述壓力的比值為動(dòng)摩擦系數(shù)。

4.2 適用范圍

(1) 本設(shè)備專業(yè)用于測量塑料薄膜和薄片、鋁箔、鋁塑復(fù)合膜、通信電纜光纜用金屬材料復(fù)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(dòng)時(shí)的靜摩擦系數(shù)和動(dòng)摩擦系數(shù)，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(shè)備滿足多項(xiàng)國家和標(biāo)準(zhǔn)，如GB 10006、ISO 8295、ASTM D1894、TAPPI T816等。

4.3 設(shè)備參數(shù)

• 0 ~ 5 N，測試精度為0.5級(jí)；行程分為70 mm、150 mm兩種可供選擇；標(biāo)準(zhǔn)滑塊的質(zhì)量為200 g，并可根據(jù)用戶或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的需要定制其他質(zhì)量的滑塊；試驗(yàn)速度為100 mm/min或150 mm/min，其他試驗(yàn)速度可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整；一次試驗(yàn)便可同時(shí)測定試樣的動(dòng)、靜摩擦系數(shù)；試驗(yàn)臺(tái)面和測試滑塊均經(jīng)過消磁處理和剩磁檢測，有效地降低了系統(tǒng)的測試誤差；專業(yè)軟件可以自動(dòng)進(jìn)行單件、成組試驗(yàn)的結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析和原始數(shù)據(jù)的再分析、成組曲線疊加比較，多種報(bào)告模式直觀快速地將測試結(jié)果展示給客戶；支持Lystem^TM實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，統(tǒng)一管理試驗(yàn)報(bào)告和試驗(yàn)結(jié)果。

5、試驗(yàn)過程

5.1 裁樣

將待測樣品內(nèi)層膜朝上，裁取8 cm × 20 cm、63 mm × 100 mm的試樣各3片，用于內(nèi)層膜對內(nèi)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(qū)域。

5.2 設(shè)置參數(shù)

在設(shè)備控制軟件上設(shè)置試驗(yàn)速度、試驗(yàn)行程、試樣名稱等參數(shù)信息。

5.3 試驗(yàn)

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(yàn)臺(tái)上，膠帶不能接觸測試區(qū)域。內(nèi)層膜對內(nèi)層膜試驗(yàn)時(shí)，試樣的外層膜與滑塊、試驗(yàn)臺(tái)直接接觸，外層膜與外層膜試驗(yàn)時(shí)，內(nèi)層膜與滑塊、試驗(yàn)臺(tái)直接接觸。裝樣過程中，手不能接觸試樣的測試面。

點(diǎn)擊試驗(yàn)選項(xiàng)，試驗(yàn)開始。設(shè)備實(shí)時(shí)顯示試樣由相對靜止到滑動(dòng)過程中的力值變化，并在試驗(yàn)結(jié)束后報(bào)告測得的靜摩擦系數(shù)、動(dòng)摩擦系數(shù)。

重復(fù)裝樣、點(diǎn)擊試驗(yàn)操作，直至6組試樣均測試完成。

6、試驗(yàn)結(jié)果

本次試驗(yàn)所測試3組試樣內(nèi)層膜對內(nèi)層膜靜摩擦系數(shù)的平均值為0.241，動(dòng)摩擦系數(shù)的平均值為0.216；外層膜對外層膜靜摩擦系數(shù)的平均值為0.203，動(dòng)摩擦系數(shù)的平均值為0.191。

7、結(jié)論

從試驗(yàn)結(jié)果來看，本次所測試塑料復(fù)合膜樣品的外層膜摩擦系數(shù)小于內(nèi)層膜的摩擦系數(shù)，樣品兩個(gè)表面的靜摩擦系數(shù)均大于動(dòng)摩擦系數(shù)。本次試驗(yàn)的測試過程簡單，設(shè)備易于操作，測試結(jié)果的精度高，能夠穩(wěn)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(huì)影響測試結(jié)果值，因此，在試樣的選取及裁制、裝夾過程中應(yīng)避免樣品表面產(chǎn)生折痕、被污染。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)備生產(chǎn)、研發(fā)與包裝檢測服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，始終致力于為客戶提供精密的檢測設(shè)備與的檢測服務(wù)。愈了解，愈信任！Labthink蘭光愿借此與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)交流與合作。