酸奶六、八连杯外部热收缩膜收缩性能的验证

　　摘要：酸奶杯产品多采用六连杯、八连杯等多连杯方式，其外部常使用热收缩膜包裹，以求达到紧致美观的效果，防止酸奶杯散落或损坏。热收缩膜在使用过程中是否具有较好的贴合效果及紧致力，需要监测其收缩率、收缩力等指标。本文采用多功能薄膜热缩性能测试仪，结合ISO 14616标准验证了酸奶八连杯外部热收缩膜各项收缩性能，详细介绍了设备的测试原理、参数及测试过程，可为收缩膜生产及应用行业提供技术参考。

　　关键词：酸奶杯、六/八连杯、多连杯、热收缩膜、紧致、贴合性、收缩性能、收缩力、收缩率、热缩力、冷缩力

测试意义：

　　酸奶杯产品大多采用多连杯方式包装，市场上常见的有六连杯、八连杯，使用热收缩膜将多个相连的酸奶杯集束在一起，采用热收缩膜是为了使得包装紧凑且酸奶杯不易散落，可清晰展现产品外观，提升商品档次。酸奶多连杯外部热收缩膜材质以POF居多，即POF三层共挤热收缩膜，其具有收缩率高、耐寒性好、透明度高、柔韧性好的优点，使用时利用蒸汽或热风通道对其进行热处理，使热收缩膜紧贴在酸奶多连杯外表面。

　　热收缩膜是目前普遍使用的外包装材料，具有包装紧实、透明美观、贴合度强等优点。热收缩膜是在特定高温环境下进行拉伸后，待温度急速降低时被定型制造。而热收缩膜在使用时，则被再次加热到拉伸时的温度，材料分子链段即恢复到无序卷曲形态，即表现为热收缩现象。当热收缩膜降低到室温后，产生冷缩力，使得收缩膜紧致。如果热收缩膜在热收缩的过程中收缩率过大，或者收缩力（包括热缩力及冷缩力）过高，则易导致薄膜消耗量增加，并且过于紧致而导致酸奶杯变形或薄膜出现破损现象；若热收缩膜的收缩率较小或收缩力过低，则易出现薄膜不贴合酸奶杯、包装松散而导致连杯产品易脱落等现象。因此，在使用热收缩膜之前应严格监测相关收缩性能，例如收缩率、热缩力、冷缩力等性能指标，以求保证酸奶多连杯外部包装紧致、不易破损，且降低包装成本。

图1  酸奶六/八连杯

检测方法：

　　目前，国内热收缩膜产品标准中对热收缩性能的检测方法多为烘箱或油浴加热收缩。但这两种测试方法只能检测其热收缩率，而无法获取热缩力及冷缩力此类收缩力值，则无法评估薄膜的紧致效果。因此，本试验则参考采用标准ISO14616-1997《塑料 聚乙烯 乙烯共聚物及其混合物热收缩膜 收缩性能的测试》，利用空气加热原理（即空气浴）进行薄膜各种收缩性能的测试，包括热缩力、冷缩力、收缩率、收缩时间等指标。

1、试验仪器

　　本文采用Labthink兰光公司自主研制的FST-02薄膜热缩性能测试仪结合上述标准检测某厂家生产的用于酸奶八连杯的POF热收缩膜样品。

　　FST-02薄膜热缩性能测试仪拥有高精度力值传感器和位移传感器，可测定试样的热缩性能参数，可测试试样收缩力量程为0.2 ~ 30 N（收缩力测量精度为±0.2%），并可根据特殊需求定制更宽范围的力值；可测试试样热缩位移量程为0.125 ~ 70 mm（热缩位移测量精度为±0.125 mm）；试验用加热腔体工作温度范围为室温 ~ 210℃（控温精度±0.5℃）；设备可同时测试1 ~ 3组试样，可测试的试样尺寸为130 mm × 15 mm。

　　该设备满足多项国家和标准：ISO 14616、DIN 53369，可定量测定塑料薄膜在热收缩过程中的热缩力、冷缩力以及收缩率等性能。

图2  FST-02薄膜热缩性能测试仪

2. 试样的制备

　　沿着POF热收缩膜的横、纵向分别裁取宽为15 mm的试样各20条，每2条为1组试样，即横、纵向各10组试样，每组试样分别用于热缩力、冷缩力、收缩率的测试。试样长度应保证夹具间有100 mm的有效长度。测试试样的厚度，至少测试3点，取平均值。用制样器在试样表面打穿出两个圆孔，便于试样的装夹。

3. 试验条件

• 地点：济南兰光包装安全检测中心
• 试验条件：23℃、50%RH
• 测试指标：zui大热缩力、zui大冷缩力、收缩率

4. 试验步骤

4.1 试验原理

　　将试样分别连接到位移传感器和力值传感器上，迅速升温到收缩温度，然后冷却，系统实时监测样品在封闭加热腔体内受热后随时间变化的各收缩性能曲线，自动记录热缩力、冷缩力、收缩率及设置温度等结果值。

4.2 试验步骤

　　FST-02薄膜热缩性能测试仪可、快速、便捷的测试热收缩膜的各项收缩性能指标：

• 安装试样：每组试样内其中1个试样必须*平直的安装于拉力传感器上，拉力传感器受力为零。另一个试样须*平直的置于支架臂与位移传感器上的夹具之间。每组试样的有效长度均为100 mm。

图3 制样、装样过程

• 根据POF热收缩膜的参考温度，设置试验温度、结束温度等试验参数，点击开始试验选项，试验开始。
• 当设备加热舱内的温度达到试验温度后，试样自动进舱，试验开始计时，试样受热收缩并产生热缩力，当热缩力的数值下降约15% ~ 30%时，使试样离开加热舱并停止计时。则记录设置温度下薄膜在15 ~ 30秒之内出现的zui大热缩力、zui大冷缩力、收缩率及zui大热缩力出现时间等参数。
• 重复上述步骤，直至横、纵向的10组试样均完成测试。计算zui大热缩力、zui大冷缩力与收缩率的平均值。
• 设置温度即可实现热收缩膜在15 ~30秒内出现zui大收缩率的温度。如果所记录的试样zui大收缩力数值出现在置于加热罩中不足15秒时，则逐步将设定温度降低10 ℃，重复试验，直至zui大收缩力数值出现在15秒 ~ 30秒之间。相反，如果达到zui大收缩力的时间大于30秒，则逐步将设定温度升高10 ℃，重复试验，直至zui大收缩力出现在15秒 ~ 30秒之间。

4.3 试验结果

　　酸奶八连杯所使用的POF热收缩膜样品在设置温度下横向的zui大热缩力、zui大冷缩力以及收缩率的平均值分别为0.85 N/15mm、0.57 N/15mm、48.3%，而纵向的zui大热缩力、zui大冷缩力以及收缩率的平均值分别为0.59 N/15mm、0.44 N/15mm、32.1%。从上述数据可以看出，该POF热收缩膜为在横向与纵向上均有较好的收缩性，即该薄膜作为酸奶八连杯外包装可较好的对杯体四周进行收缩。

总结：

　　采用FST-02薄膜热缩性能测试仪测试酸奶多连杯外部热收缩膜时，可同时测试薄膜的热缩力、冷缩力及收缩率等性能指标，可多维度的控制热收缩膜使用性能。该设备的度、智能化程度、试验效率较高，除了酸奶多连杯外部热收缩膜以外，还可广泛用于肠衣膜、标签膜、集束包装膜、消毒餐具包装膜、文体用品、工艺礼品、五金件等各种产品的热收缩膜的收缩性能测试。Labthink兰光一直致力于为客户提供专业的设备与检测服务，为客户提供大量的包装材料性能数据参考。同时，Labthink兰光提供包材阻隔性、机械性能强度等各种性能的检测仪器及解决方案，您可以登陆济南兰光公司查看具体产品信息或直接致电咨询。Labthink兰光期待与各行业中的用户增进技术交流与合作。