包装材料实验指导书.docx
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包装材料实验指导书
实验教学
课时:
八课时
内容:
实验一纸与纸板表面强度的测定
实验二塑料包装材料的摩擦系数的测试
实验三热封实验
实验四塑料薄膜包装袋热合强度试验方法
实验一纸与纸板表面强度的测定
[目的与要求]
1 熟悉表面强度测试的原理
3 熟悉印刷适性仪的操作技能和方法
1.定义
表面强度是指纸张表面细小纤维、填料、胶料间,涂层粒子间涂层与原纸间结合的牢固程度。
可以表示为拉毛阻力。
2.测试原理
流体在平面间的分离力与分离时的速度成正比。
采用加速印刷方法,测量纸张不能承受油墨粘拉力而产生起毛的最小印刷速度用“cm/s”表示。
3.实验仪器
采用“AIC2-3型印刷适性仪”,其结构如图8所示。
1.重摆2.夹纸毛刷3.上轴离合压钮4.下轴离合压钮5.下轴调压钮
6.三个附件孔7.上轴8.操作钮9,纸张10.衬垫夹11.试样夹口
12.螺丝13.扇形盘14.上轴离压钮15.下轴16.压力标R
图8印刷适性结构图
(1)仪器简介:
此仪器是直接测定纸张及其印刷油墨的印刷适应性的,能反应出纸张在印刷过程中的各项物理指标。
此仪器可以模拟一个圆压圆小型单色印刷机,用它对纸张作预印控制试验,可对纸张的表面强度,印刷平滑度,油墨吸收,油墨转移,印刷密度,网目清晰度等印刷适性进行测试。
(2)仪器结构:
该仪器分成两部分
①油墨分布仪
油墨吸墨容量2ml,刻度1/100ml;
聚氨酯树脂辊Φ60mm,长144mm;
主动辊Φ94mm,长144mm;
从动辊Φl07mm,长155mm;
小型分布传动辊Φ48mm,长35mm;
着墨盘:
铝制,宽10mm。
②印刷试验仪(如图8所示)
印刷扇形体:
宽22mm,半径85mm;
摆速度范围:
0-116cm/s
弹簧速度:
A速:
0~250cm/s
M速:
0~300cm/s
B速:
0~350cm/s
印刷压力:
0~75kg;
速度与距离的曲线图表。
3.实验原理
IGT印刷适性仪是模拟印刷机的一种小型测试仪器,可以使纸或纸板在一定的压力下,用不同粘度的油(俗称“拉毛油”)或不同的印刷速度进行表面强度测试。
测量纸面从印刷起点的“0”速度处到连续产生填料点、涂料点、起毛以及破坏纸面造成的起泡、撕裂、撕断处的距离,求出印刷拉毛速度,即纸或纸板的印刷表面强度,以cm/s或m/s表示。
4.取样及处理
试样按国际GB450—79中的规定采取和处理,对于AIC2-3型,将纸样裁切或在恒温恒、湿条件下进行测定。
5.实验方法
(1)用IGT试验主机做表面强度的测试
①油墨的分布
先用溶剂(汽油)将油墨分布仪的各辊清洗干净,再用吸墨管吸取2ml的油墨,然后挤出1ml的油墨于聚氨酯树脂辊上分布均匀。
开动分布仪,将聚氨酯树脂辊放下,并将小型分布辊与主动辊接触,使油墨分布8min。
将10mm宽的着墨墨盘与聚氨酯树脂辊接触运转45秒取下。
②印刷试验步骤
a.取试样:
切取宽22mm,长250~270mm的纸条,试样取4条。
b.调压:
使扇形体带着纸条与墨盘接触,合压完成一次压印后立即离压,调节印刷压力指示到35±lkg。
c.测试:
把带有油墨的墨盘放在印刷试验仪上,即进行印刷试验:
d.划出起毛点:
印刷后立即取下印好的纸条,在专用检验灯下使视线与纸面约成15°角观察纸条表面,划出印迹开始连续起毛的位置。
e.强度测定:
测量印刷开始点至起毛或起泡、撕裂点的距离,印刷开始点要以连续起毛点算,在连续起毛点前的个别起毛点不计,同时以扇形摆与墨盘初接触的宽度5mm,5mm的中点为“0”点至连续起毛点的距离。
f.清洗:
每试验完一个样条,即用溶剂清洗墨盘,后再用高档卫生纸将残余溶剂擦净。
每试验10条试样后,即在聚氨酯树脂辊上再补充0.16ml的拉毛油或油墨,匀墨3min。
再放上着墨盘继续试验。
试印50条试样后,把匀墨仪全部清洗干净,重新注入拉毛油或油墨,步骤同①-②。
③试验结果及报告
a.记录试验纸条的方向纵向或横向,正面或反面,所用油墨粘度,印刷压力,拉毛或起泡,撕裂或撕断速度以及仪器型号和所用速度范围。
b.分别报告表面强度纵向正面、反面及横向正面、反面的平均值及其最大值和最小值,单位为cm/s或m/s,修约至三位有效数字。
④注意事项:
a.印刷开始点为墨盘与纸条接触的地方,在纸条上显有较深印痕宽度的中点做为零点,由此点量到起毛点的距离,对照速度-距离表查出起毛点的速度,即拉毛速度(亦就是表面强度)。
拉毛起始点的确定是在拉毛观察仪下观察而得到的。
b.试验时必须在恒温、恒湿条件下进行,因为温度影响油墨粘度,湿度影响纸张强度。
6.实验数据的记录及报告:
记录四条纸样测量的数据的算术平均值做为测量结果。
编号
1
2
3
4
拉毛距离(mm)
平均值
实验二塑料包装材料的摩擦系数的测试
[目的与要求]
1 熟悉摩擦系数测定的基本原理
2 掌握摩擦相关的基本知识
3 熟悉试验技能和方法
塑料包装材料的摩擦系数的测试可以控制和调节包装袋的开口性,包装机的包装速度等生产质量工艺指标。
摩擦系数测试适合一般指厚度在0.2mm以下的非粘性塑料薄膜和薄片。
1、原理
两试验表面平放在一起,在一定的接触压力下,使两表面相对移动,记录所需要的力。
2、仪器和设备
2.1试验台由水平试验台、滑块、测力系统和使水平试验台上两试验表面相对移动的驱动机构等组成。
试验装置可由不同方式组成。
图1为试验台水平运动时的装置示例;图2为利用拉伸试验机的装置示例。
在这种情况下,力通过滑轮转为垂直方向。
力由图形记录仪或等效的电子数据处理装置记录。
1-测力系统的负荷传感器;2-调节弹性系数的弹簧;3-水平试验台;4-滑块;5-试样
3、专业术语:
3.1静摩擦力
两接触表面在相对移动开始时的最大阻力,以Fs表示
3.2动摩擦力
两接触表面以一定速度相对移动时的阻力,以Fd表示
3.3法向力
垂直施加于两个接触表面的力,以Fp表示。
4、惯性的影响
由于滑块质量的慢性,在滑块相对移动开始时有一个附加力,测得的摩擦系数比真实值大
5、试样及其制备
5.1试样尺寸
5.1.1每次测量一般需要二个8cm×20cm的试样。
5.1.2如果样品较厚或刚性较大,大写到滑块上必须用双面胶带时,一个试样尺寸应与滑块底面尺寸(60mm×63mm)一样。
6、试样的截取
试样应在样品整个宽度或圆周(管膜时)均匀截取。
6.1试样的面和方向
如样品的正反面或不同方向的摩擦性质不同,应分别进行试验。
通常,试样的长度方向(即试验方向)应平行于样品的纵向。
6.2对试样和试验表面的要求
6.2.1试样应平整、无皱纹和可能改变摩擦性质的伤痕。
试样边缘应圆滑。
6.2.2试样试验表面应无灰尘、指纹和任何可能改变表面性质的外来物。
6.3试样的数量,每次试验至少测量三对试样。
如需要更高的试验精度的,可增加试样数量。
7、试样的状态调节和试验的标准环境
在温度23±21℃、相对湿度45%-55%的标准环境下进行试样状态调节至少16h。
然后在同样环境进行试验。
8试验步骤
8.1薄膜对薄膜时的测定
8.1.1将一个试样的试验表面向上,平整地固定在水平试验台上。
试样与试验台的长度方向应平行。
8.1.2将另一试样的试验表面向下,包住滑块,用胶带在滑块前沿和上表面固定试样。
8.1.3如试样较厚或刚性较大,有可能产生弯曲力矩使压力分布不匀时,应使用1.1.2所规定的63mm×63mm试样。
在滑块底面和试样非试验表面间用双面胶带固定试样。
8.1.4将固定有试样的滑块无冲击地放在第一个试样中央,并使两试样的试验方向与滑动方向平等且测力系统恰好不受力。
然后启动试验
两试验接触后保持15s后,两试样相对移动,力的第一个峰值为静摩擦力Fs。
两试样相对移动6cm内的力平均值(不包括静摩擦力——为动摩擦力Fd。
些过程均为自动控制。
8.1.5测试过程中,如在静摩擦力之后出现力值振荡,则不能测量动摩擦力。
此时应取消滑块和负荷传感器间的弹簧,单独测量动摩擦力。
由于惯性误差,这种测量不适用于静摩擦力。
8.1.6当所测对象的摩擦系数小于0.006时,建议使用设备配置的500g滑块,以求准确。
9、试验结果表示
9.1静摩擦系数
静摩擦系数由式
(1)计算:
9.2
动摩擦系数由
(2)计算
10、数据处理
序号
1
2
3
平均值
平均值
实验三热封实验
[目的与要求]
1 熟悉热封的基本原理
2 掌握热封工艺的基本知识
3 熟悉试验技能和方法
1、验基本内容
采用热压封口法对塑料薄膜和复合软包装材料的热封温度、热封压力和热封时间等热封性能参数进行测定。
2、实验设备、工具及材料
试验设备:
RTD-R1热封梯度仪
3、实验原理
实验原理:
调节减压阀使气缸达到预期的热封压力,由单片机系统进行计时、控制电磁阀的换向,从而达到热封头移动的目的,使包装材料在一定的热封压力、热封时间和五种热封温度下热封合,通过改变热封温度、热封压力以及热封时间参数,能够迅速找到合适的热封工艺参数。
4、实验步骤
1)打开系统气源
2)系统上电
3)设定试验参数
4)热封头加热至设置温度
5)放置试样
6)按“试验”键开始试验
7)试验结束
8)关闭电源
9)关闭系统气源
10)冷却热封头
5、实验注意事项
5.1试验过程中严禁把手放入槽内,以免烫伤
5.2不通气时,开机试验
6、思考题
6.1效果不佳的原因
序号
1
2
3
4
5
温度
压力
时间
拉伸强度
7、实验报告
实验四塑料薄膜包装袋热合强度试验方法
[目的与要求]
1、熟悉拉力试验机的技能和方法
2、熟悉取样的方法
1设备与量具
1.1设备
拉力试验机:
实测示值应在表盘满刻度的15%-85%之间。
读数示值误差应在±1%之内。
1.2量具
游标卡尺:
精确度为0.02mm
直尺:
精确度为1mm
2试样
2.1取样位置
如图1所示,分别在塑料薄膜包装袋的侧面、背面、顶部和底部,与热合部位成垂直方向上任取试样,各自作为包装袋侧面、背面、顶部和底部的热合试样。
图1
1-侧面热合;2-背面热合;3-顶部热合;4-底部热合
2.2形状与尺寸
试样宽度(15±0.1)mm,展开长度(100士1)mm,若展开长度不足(100士1)mm时,可按图2所示,用胶粘带粘接与袋相同材料,使试样展开长度满足(100士1)mm要求。
图2形状与尺寸
2.3试样数量
按2.1规定,从每个热合部位裁取试样10条,至少从3个塑料薄膜包装袋上裁取。
2.4试样测量
试样宽度使用游标卡尺测量:
试样长度使用直尺测量。
3试验步骤
将经过状态调节后的试样,以热合部位为中心,打开呈1800,把试样的两端夹在试验机的两个夹具上,试样轴线应与上下夹具中心线相重合,并要求松紧适宜,以防止试验前试样滑脱或断裂在夹具内。
夹具间距离为50mm,试验速度为(300120)mm/min,读取试样断裂时的最大载荷。
若试样断在夹具内,则此试样作废,另取试样补做。
4计算
试验结果以10个试样的算术平均值作为该部位的热合强度,单位以N/15mm表示,取三位有效数字。
5数理处理
序号
1
2
3
材质
位置
强度
最大值
最小值
平均值
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