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(duì)同種包裝材料不同表面摩擦系數(shù)的測(cè)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(cè)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(duì)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(cè)試對(duì)比了同種包裝材料不同表面的摩擦系數(shù)。
2、檢測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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)。
4.1 試驗(yàn)原理
試驗(yàn)通過測(cè)試在一定壓力下，使被測(cè)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(cè)到的最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(cè)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(cè)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(wú)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(cè)試。
(2) 本設(shè)備滿足多項(xiàng)國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，如GB 10006、ISO 8295、ASTM D1894、TAPPI T816等。
4.3 設(shè)備參數(shù)
負(fù)荷范圍為0 ~ 5 N，測(cè)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(cè)定試樣的動(dòng)、靜摩擦系數(shù)；試驗(yàn)臺(tái)面和測(cè)試滑塊均經(jīng)過消磁處理和剩磁檢測(cè)，有效地降低了系統(tǒng)的測(cè)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(cè)試結(jié)果展示給客戶；支持LystemTM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(cè)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(duì)內(nèi)層膜的測(cè)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(duì)外層膜的測(cè)試。裁樣過程中不能用手接觸試樣的測(cè)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(cè)試區(qū)域。內(nèi)層膜對(duì)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(cè)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(duì)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(cè)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(cè)試完成。
6、試驗(yàn)結(jié)果
本次試驗(yàn)所測(cè)試3組試樣內(nèi)層膜對(duì)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(duì)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(lái)看，本次所測(cè)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(cè)試過程簡(jiǎn)單，設(shè)備易于操作，測(cè)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(cè)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。
