應(yīng)某食品包裝企業(yè)的要求,北京蘭德梅克科技開發(fā)有限公司對該企業(yè)提供的幾種復(fù)合薄膜(袋)的拉伸強(qiáng)度和熱封強(qiáng)度進(jìn)行了測定,并將結(jié)果進(jìn)行了分析,分析的結(jié)果反饋給企業(yè)后,企業(yè)對塑料復(fù)合薄膜選材、制造和使用都減少了盲目性。節(jié)約了材料,降低了成本。
一、 塑料復(fù)合薄膜強(qiáng)度實驗 1 拉伸強(qiáng)度的測試 1.1 參照標(biāo)準(zhǔn)本試驗參照GB13022-91國家標(biāo)準(zhǔn) 1.2 實驗原理在規(guī)定的試驗溫度、濕度與拉伸速度下,通過對塑料試樣的縱軸方向施加拉伸載荷,使試樣產(chǎn)生形變直至材料破壞。記錄下試樣破壞時的zui大負(fù)載和對應(yīng)的標(biāo)線間距離的變化情況。
1.3 試驗設(shè)備和拉伸試樣 1.3.1 試驗設(shè)備 LDX-200型拉力試驗機(jī)(北京蘭德梅克科技開發(fā)有限公司) 1.3.2 實驗試樣:規(guī)格:寬度=15±1mm 標(biāo)距=90±1mm 試樣由某公司提供 1.4 實驗步驟 GB1039-92標(biāo)準(zhǔn)方法的規(guī)定調(diào)節(jié)試驗環(huán)境處理試樣(1)試驗環(huán)境 溫度:(25±2)℃,濕度:相對濕度(65±5)% (2)試樣預(yù)處理按GB2918中的規(guī)定將試樣置于小的環(huán)境中,使其表面盡可能暴露在環(huán)境里。所有試樣預(yù)處理都在16h以上。 1.5 實驗結(jié)果 1.5.1 實驗原始數(shù)據(jù)記錄每種薄膜進(jìn)行了七組試樣的試驗,結(jié)果以七組試樣結(jié)果的平均值表示。 1.5.2
計算公式(1)拉伸強(qiáng)度、拉伸斷裂應(yīng)力、拉伸屈服應(yīng)力以σt(Mpa=1N/mm2)表示,按下式計算: σt= F(b×d) 式中F——zui大負(fù)荷、斷裂負(fù)荷、屈服負(fù)荷,N b——試樣寬度,mm d——試樣厚度,mm (2)斷裂伸長率εt(%)按下式計算: εt =(L-S)/G0 ×100% 式中G0——試樣原始標(biāo)線間距離,mm S——負(fù)載時,上鉗口下降的距離,mm L——伸長儀的讀數(shù),mm (3)彈性模量以Et(N/mm2)表示: Et= σ/ε 式中σ——應(yīng)力,N/mm2 ε——應(yīng)變,mm/mm 1.6 結(jié)果與討論:
1)復(fù)合薄膜的強(qiáng)度并不是單膜的拉伸強(qiáng)度的疊加,而是介于zui大值和zui小值之間。
2)從BOPP/PETVM/PE(1)和BOPP/PETVM/PE(2)的厚度可以看出,其各自單膜的厚度是一樣的,但它們復(fù)合后的厚度是不一樣的,這顯然是涂布量不同的結(jié)果。從它們的拉伸強(qiáng)度就可以得知,涂布量大的拉伸強(qiáng)度大,涂布量不但影響了復(fù)合薄膜的厚度,而且還影響復(fù)合薄膜的拉伸強(qiáng)度。
二、 熱封強(qiáng)度的測試在實際使用時,包裝袋的大部分破損產(chǎn)生在熱封處。破損原因在于熱封強(qiáng)度不足,材料的熱封性不好,熱封裝置及條件不具備或不適當(dāng),熱封操作有誤等。為此必須了解在使用溫度條件下所必需的熱封強(qiáng)度,從而確定熱封層薄膜的材質(zhì)和厚度。但實際上往往根據(jù)經(jīng)驗來推測,傾向于熱封強(qiáng)度保險些,造成質(zhì)量過剩,因而提高了成本。
2.1 參照標(biāo)準(zhǔn)本試驗參照ZBY28004-86標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試 2.2 實驗原理通過測定規(guī)定寬度的熱合試樣在斷裂時的zui大載荷來反映熱合強(qiáng)度。 2.3 試驗設(shè)備和試樣 2.3.1 試驗設(shè)備LDX-200型拉力試驗機(jī)(北京蘭德梅克科技開發(fā)有限公司)FS-305(北京蘭德梅克科技開發(fā)有限公司) 2.3.2 實驗試樣:試樣由天津某公司提供。 1、取樣方向分別在塑料薄膜包裝袋側(cè)面、背面、頂部,與熱合部位成垂直方向上任取試樣,各自作為包裝袋側(cè)面、背面和頂部的熱合試樣。
2、尺寸試樣寬度為15±0.1mm,展開長度為100±1mm。 3、試樣數(shù)量按規(guī)定,每個部位截取試樣10條(至少從5個塑料薄膜包裝袋上)。 4、試樣預(yù)處理試樣在下列環(huán)境中作了4h以上的狀態(tài)調(diào)節(jié):溫度:23±2℃ 相對濕度:60%RH。試樣環(huán)境溫度和相對濕度與狀態(tài)調(diào)節(jié)環(huán)境相同。 2.4 實驗結(jié)果與討論:實驗結(jié)果如表(3)。從試樣的破壞情況來看,除了PA/PE袋的側(cè)面和BOPP/CPP袋的頂部以外,其它復(fù)合袋的各個熱封處的破壞都發(fā)生在復(fù)合薄膜的層間。也就是說,用于熱封的復(fù)合薄膜的內(nèi)層薄膜的熱封性很好,熱封強(qiáng)度大于復(fù)合強(qiáng)度,在產(chǎn)品發(fā)生擠壓破壞時,封口不易破裂。BOPP/CPP袋的頂部熱封處則直接從兩復(fù)合膜間分離,熱封強(qiáng)度不好。而PA/PE袋的側(cè)面熱封處則在封口的邊沿破壞,復(fù)合膜斷裂,屬于質(zhì)量過剩,提高了成本。建議降低PA/PE袋中PE的厚度,這樣既可滿足熱封要求,降低成本,又不影響PA/PE薄膜的拉伸強(qiáng)度。