摘要：酸奶杯產品多采用六連杯、八連杯等多連杯方式，其外部常使用熱收縮膜包裹，以求達到緊致美觀的效果，防止酸奶杯散落或損壞。熱收縮膜在使用過程中是否具有較好的貼合效果及緊致力，需要監測其收縮率、收縮力等指標。本文采用多功能薄膜熱縮性能測試儀，結合ISO 14616標準驗證了酸奶八連杯外部熱收縮膜各項收縮性能，詳細介紹了設備的測試原理、參數及測試過程，可為收縮膜生產及應用行業提供技術參考。
關鍵詞：酸奶杯、六/八連杯、多連杯、熱收縮膜、緊致、貼合性、收縮性能、收縮力、收縮率、熱縮力、冷縮力
測試意義：
酸奶杯產品大多采用多連杯方式包裝，市場上常見的有六連杯、八連杯，使用熱收縮膜將多個相連的酸奶杯集束在一起，采用熱收縮膜是為了使得包裝緊湊且酸奶杯不易散落，可清晰展現產品外觀，提升商品檔次。酸奶多連杯外部熱收縮膜材質以POF居多，即POF三層共擠熱收縮膜，其具有收縮率高、耐寒性好、透明度高、柔韌性好的優點，使用時利用蒸汽或熱風通道對其進行熱處理，使熱收縮膜緊貼在酸奶多連杯外表面。
熱收縮膜是目前普遍使用的外包裝材料，具有包裝緊實、透明美觀、貼合度強等優點。熱收縮膜是在特定高溫環境下進行拉伸后，待溫度急速降低時被定型制造。而熱收縮膜在使用時，則被再次加熱到拉伸時的溫度，材料分子鏈段即恢復到無序卷曲形態，即表現為熱收縮現象。當熱收縮膜降低到室溫后，產生冷縮力，使得收縮膜緊致。如果熱收縮膜在熱收縮的過程中收縮率過大，或者收縮力（包括熱縮力及冷縮力）過高，則易導致薄膜消耗量增加，并且過于緊致而導致酸奶杯變形或薄膜出現破損現象；若熱收縮膜的收縮率較小或收縮力過低，則易出現薄膜不貼合酸奶杯、包裝松散而導致連杯產品易脫落等現象。因此，在使用熱收縮膜之前應嚴格監測相關收縮性能，例如收縮率、熱縮力、冷縮力等性能指標，以求保證酸奶多連杯外部包裝緊致、不易破損，且降低包裝成本。
圖1 酸奶六/八連杯
檢測方法：
目前，國內熱收縮膜產品標準中對熱收縮性能的檢測方法多為烘箱或油浴加熱收縮。但這兩種測試方法只能檢測其熱收縮率，而無法獲取熱縮力及冷縮力此類收縮力值，則無法評估薄膜的緊致效果。因此，本試驗則參考采用標準ISO14616-1997《塑料 聚乙烯 乙烯共聚物及其混合物熱收縮膜 收縮性能的測試》，利用空氣加熱原理（即空氣浴）進行薄膜各種收縮性能的測試，包括熱縮力、冷縮力、收縮率、收縮時間等指標。
1、試驗儀器
本文采用Labthink蘭光公司自主研制的FST-02薄膜熱縮性能測試儀結合上述標準檢測某廠家生產的用于酸奶八連杯的POF熱收縮膜樣品。
FST-02薄膜熱縮性能測試儀擁有高精度力值傳感器和位移傳感器，可測定試樣的熱縮性能參數，可測試試樣收縮力量程為0.2 ~ 30 N（收縮力測量精度為±0.2%），并可根據特殊需求定制更寬范圍的力值；可測試試樣熱縮位移量程為0.125 ~ 70 mm（熱縮位移測量精度為±0.125 mm）；試驗用加熱腔體工作溫度范圍為室溫 ~ 210℃（控溫精度±0.5℃）；設備可同時測試1 ~ 3組試樣，可測試的試樣尺寸為130 mm × 15 mm。
該設備滿足多項國家和標準：ISO 14616、DIN 53369，可定量測定塑料薄膜在熱收縮過程中的熱縮力、冷縮力以及收縮率等性能。
圖2 FST-02薄膜熱縮性能測試儀
2. 試樣的制備
沿著POF熱收縮膜的橫、縱向分別裁取寬為15 mm的試樣各20條，每2條為1組試樣，即橫、縱向各10組試樣，每組試樣分別用于熱縮力、冷縮力、收縮率的測試。試樣長度應保證夾具間有100 mm的有效長度。測試試樣的厚度，至少測試3點，取平均值。用制樣器在試樣表面打穿出兩個圓孔，便于試樣的裝夾。
3. 試驗條件
- 地點：濟南蘭光包裝安全檢測中心
- 試驗條件：23℃、50%RH
- 測試指標：zui大熱縮力、zui大冷縮力、收縮率
4. 試驗步驟
4.1 試驗原理
將試樣分別連接到位移傳感器和力值傳感器上，迅速升溫到收縮溫度，然后冷卻，系統實時監測樣品在封閉加熱腔體內受熱后隨時間變化的各收縮性能曲線，自動記錄熱縮力、冷縮力、收縮率及設置溫度等結果值。
4.2 試驗步驟
FST-02薄膜熱縮性能測試儀可、快速、便捷的測試熱收縮膜的各項收縮性能指標：
- 安裝試樣：每組試樣內其中1個試樣必須*平直的安裝于拉力傳感器上，拉力傳感器受力為零。另一個試樣須*平直的置于支架臂與位移傳感器上的夾具之間。每組試樣的有效長度均為100 mm。
圖3 制樣、裝樣過程
- 根據POF熱收縮膜的參考溫度，設置試驗溫度、結束溫度等試驗參數，點擊開始試驗選項，試驗開始。
- 當設備加熱艙內的溫度達到試驗溫度后，試樣自動進艙，試驗開始計時，試樣受熱收縮并產生熱縮力，當熱縮力的數值下降約15% ~ 30%時，使試樣離開加熱艙并停止計時。則記錄設置溫度下薄膜在15 ~ 30秒之內出現的zui大熱縮力、zui大冷縮力、收縮率及zui大熱縮力出現時間等參數。
- 重復上述步驟，直至橫、縱向的10組試樣均完成測試。計算zui大熱縮力、zui大冷縮力與收縮率的平均值。
- 設置溫度即可實現熱收縮膜在15 ~30秒內出現zui大收縮率的溫度。如果所記錄的試樣zui大收縮力數值出現在置于加熱罩中不足15秒時，則逐步將設定溫度降低10 ℃，重復試驗，直至zui大收縮力數值出現在15秒 ~ 30秒之間。相反，如果達到zui大收縮力的時間大于30秒，則逐步將設定溫度升高10 ℃，重復試驗，直至zui大收縮力出現在15秒 ~ 30秒之間。
4.3 試驗結果
酸奶八連杯所使用的POF熱收縮膜樣品在設置溫度下橫向的zui大熱縮力、zui大冷縮力以及收縮率的平均值分別為0.85 N/15mm、0.57 N/15mm、48.3%，而縱向的zui大熱縮力、zui大冷縮力以及收縮率的平均值分別為0.59 N/15mm、0.44 N/15mm、32.1%。從上述數據可以看出，該POF熱收縮膜為在橫向與縱向上均有較好的收縮性，即該薄膜作為酸奶八連杯外包裝可較好的對杯體四周進行收縮。
總結：
采用FST-02薄膜熱縮性能測試儀測試酸奶多連杯外部熱收縮膜時，可同時測試薄膜的熱縮力、冷縮力及收縮率等性能指標，可多維度的控制熱收縮膜使用性能。該設備的度、智能化程度、試驗效率較高，除了酸奶多連杯外部熱收縮膜以外，還可廣泛用于腸衣膜、標簽膜、集束包裝膜、消毒餐具包裝膜、文體用品、工藝禮品、五金件等各種產品的熱收縮膜的收縮性能測試。Labthink蘭光一直致力于為客戶提供專業的設備與檢測服務，為客戶提供大量的包裝材料性能數據參考。同時，Labthink蘭光提供包材阻隔性、機械性能強度等各種性能的檢測儀器及解決方案，您可以登陸濟南蘭光公司查看具體產品信息或直接致電咨詢。Labthink蘭光期待與各行業中的用戶增進技術交流與合作。
