復(fù)合膜是軟包裝領(lǐng)域常用材料結(jié)構(gòu),由兩層或多層塑料薄膜復(fù)合而成,廣泛用于食品包裝袋、藥品鋁塑泡罩等場(chǎng)景。儲(chǔ)運(yùn)中復(fù)合膜可能受尖銳物品穿刺,破損會(huì)導(dǎo)致內(nèi)容物泄漏、受潮或污染。耐穿刺力是評(píng)價(jià)復(fù)合膜抵抗局部尖銳物刺穿能力的關(guān)鍵指標(biāo)。本文結(jié)合MED-CC穿刺力測(cè)試儀,梳理復(fù)合膜耐穿刺力試驗(yàn)的操作方法與參數(shù)設(shè)置要點(diǎn)。
一、試驗(yàn)原理與參考標(biāo)準(zhǔn)
耐穿刺力試驗(yàn)基本原理是:將復(fù)合膜試樣平整固定在環(huán)形夾具上,用規(guī)定形狀尺寸的穿刺探頭(通常為半球形或球形頂針)以恒定速度垂直壓向試樣,記錄接觸膜面到被刺穿過(guò)程中的峰值力值,即為耐穿刺力。
復(fù)合膜耐穿刺力試驗(yàn)可參照以下標(biāo)準(zhǔn):GB/T 10004《包裝用塑料復(fù)合膜、袋》;ASTM F1306《柔性阻隔薄膜慢速穿刺阻力試驗(yàn)方法》;以及企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)探頭直徑(常見(jiàn)1.0、1.5、12.7 mm半球形等)和測(cè)試速度(常見(jiàn)50、100、500 mm/min)要求差異較大,測(cè)試前需確認(rèn)執(zhí)行版本。
二、MED-CC儀器參數(shù)設(shè)置
MED-CC主機(jī)配備7英寸彩色電阻觸摸屏,菜單式操作界面。復(fù)合膜穿刺主要參數(shù)設(shè)置如下:
力值傳感器:標(biāo)配200 N適用于多數(shù)軟包裝復(fù)合膜。高強(qiáng)度鋁塑膜可用500 N;薄型膜材可換30 N或50 N小量程提高分辨率。
試驗(yàn)速度:在觸摸屏輸入速度值,范圍0.01~500 mm/min無(wú)級(jí)可調(diào)。復(fù)合膜常規(guī)取100 mm/min或按ASTM F1306指定,速度偏差示值±0.5%。
停機(jī)條件:設(shè)定力值下降法(力值從峰值下降至一定比例如20%時(shí)停機(jī))和位移法(橫梁到達(dá)設(shè)定值時(shí)停機(jī)),確保試樣穿破后設(shè)備及時(shí)回程。
夾具選擇:復(fù)合膜穿刺使用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)形夾具(直徑10 mm或按標(biāo)準(zhǔn)定制)。將試樣平鋪于下夾具面,合上上夾具適度張緊,使膜面平整無(wú)褶皺,不得拉伸變形。

三、試驗(yàn)操作步驟
取樣:用取樣刀裁取直徑不小于夾具外徑的圓形試樣,每組不少于5片,分別沿縱向(MD)和橫向(TD)各取一組。試樣表面不得有折痕、針孔。
狀態(tài)調(diào)節(jié):將試樣置于溫度23℃±2℃、相對(duì)濕度50%±10%環(huán)境下放置至少4小時(shí)。
裝夾:將試樣平鋪在下夾具上,蓋上上夾具旋緊,確保試樣在夾具環(huán)內(nèi)張緊平整。安裝穿刺探頭于上夾具桿端。
歸零與啟動(dòng):點(diǎn)擊"清零"使力值歸零。啟動(dòng)測(cè)試,探頭勻速下行,設(shè)備實(shí)時(shí)繪制力-位移曲線,探頭穿透復(fù)合膜瞬間力值達(dá)到峰值后驟降,自動(dòng)記錄峰值。
重復(fù)與判定:依次更換試樣完成每組不少于5片測(cè)試,設(shè)備自動(dòng)計(jì)算平均值、峰值、谷值和標(biāo)準(zhǔn)偏差,與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)限值對(duì)照判定是否合格,報(bào)告注明探頭規(guī)格、速度、數(shù)量和環(huán)境。
四、影響測(cè)試結(jié)果的因素
探頭形狀與尺寸:半球形探頭和球形頂針對(duì)同一薄膜測(cè)得穿刺力差異明顯,探頭磨損會(huì)改變受力狀態(tài),應(yīng)定期檢查外觀。
試樣張緊度:夾具過(guò)松,穿刺時(shí)試樣隨探頭下移鼓起,分散受力;過(guò)緊則引入預(yù)張力,讀數(shù)偏高。
測(cè)試方向:復(fù)合膜縱向與橫向力學(xué)性能不同,結(jié)果需分方向報(bào)告。
復(fù)合層數(shù)與膠層:多層結(jié)構(gòu)中膠層厚度和復(fù)合工藝會(huì)影響穿刺表現(xiàn),不同批次樣品不宜直接橫向比較。
五、設(shè)備擴(kuò)展用途
MED-CC除復(fù)合膜穿刺試驗(yàn)外,通過(guò)更換夾具還可完成薄膜拉伸、剝離強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、開(kāi)啟力等項(xiàng)目,也可通過(guò)微型打印機(jī)輸出報(bào)告。
綜上,使用MED-CC開(kāi)展復(fù)合膜耐穿刺力試驗(yàn)時(shí),關(guān)鍵是選對(duì)探頭規(guī)格、設(shè)定合適速度、統(tǒng)一裝夾手法,并按標(biāo)準(zhǔn)取樣和報(bào)告。如需索取復(fù)合膜穿刺測(cè)試方案,可聯(lián)系濟(jì)南辰馳試驗(yàn)儀器有限公司。