包裝材料摩擦系數(shù)的測試方法及問題探討

近來軟包裝行業(yè)的發(fā)展突飛猛進，同時，隨之而來的質(zhì)量問題也凸顯出來，使用單位關(guān)于包裝膜拉斷、打滑、包裝生產(chǎn)線斷流等的投訴不斷增多。許多軟包裝材料廠，軟包裝印刷廠因此而造成了巨大損失，其實造成這種現(xiàn)象的根源在于軟包裝材料的摩擦性能。因此，軟包裝材料的摩擦性能對生產(chǎn)至關(guān)重要，通過對包裝材料摩擦系數(shù)的測試可以有效地解決上述問題，摩擦系數(shù)的大小須由實驗測定。

摩擦系數(shù)測定的設(shè)備及方法

1.測試設(shè)備與測試標(biāo)準(zhǔn)

①測試設(shè)備北京蘭德梅克包裝器材公司MC-600摩擦系數(shù)儀：vmcpp．25μm，熱封面試樣；
②測試標(biāo)準(zhǔn)參照GB10006-88進行。

2.測試方法

①取3個8cm×20cm的試樣。試祥和試驗表面的要求樣應(yīng)平整、無皺紋和可能改變摩擦性質(zhì)的傷痕。試樣邊緣應(yīng)圓滑。試樣的試驗表面應(yīng)無灰塵。指紋和任何 可能改變表面性質(zhì)的外來物質(zhì)。

②試樣的狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境。在溫度23±2℃、相對濕度45％～55％的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下進行試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)至少16小時，然后在同樣環(huán)境下進行試驗。

③調(diào)整設(shè)備水平后，將一個試樣的試驗表面向上，平整地固定在水平試驗臺上。試樣與試驗臺的長度方向應(yīng)平行，將另一試樣的試驗表面向下，包住滑塊，用膠帶在滑塊兩側(cè)固定試樣。

④將固定有試樣的滑塊無沖擊地放在第一個試樣中央，并使兩試樣的試驗方向與滑動方向平行且測力系統(tǒng)恰好不受力。

⑤進行參數(shù)設(shè)置，然后啟動試驗，兩試樣接觸后保持15s后，兩試樣相對移動，力的第一個峰值為靜摩擦力--FS。 兩試樣相對移動6cm內(nèi)的力的平均值(不包括靜摩擦力)為動摩擦力--Fd。此過程均為自動控制，試驗過程實時顯示曲線。實驗結(jié)束自動計算摩擦系數(shù)。

三組實驗平均后μS=0.543，μd=0.478，從實驗結(jié)果看三組實驗數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定，靜摩擦系數(shù)大于動摩擦系數(shù)。

由于該設(shè)備具有繪制摩擦系數(shù)曲線的功能，可以根據(jù)所繪制的曲線了解材料的均勻性。據(jù)有關(guān)資料分析，軟包裝材料摩擦系數(shù)一般小于0.3，比較適合生產(chǎn)實際，據(jù)此該數(shù)據(jù)偏大，這樣可以通過選擇樹脂中的開口劑、爽滑劑的種類和含量來控制摩擦系數(shù)，來達(dá)到用戶要求。

那么，到底摩擦系數(shù)多少合適？筆者認(rèn)為，要根據(jù)材料現(xiàn)場的使用情況，不斷地實驗來最終確定最佳摩擦系數(shù)參數(shù)。

摩擦系數(shù)測試中的幾個問題：1.在與一些企業(yè)交流的過程中了解到，測出的摩擦系數(shù)大于1，并且提供的數(shù)據(jù)，如Cpp試樣μS=1.189，μd=0.591，還有的更大。為此，筆者查閱了較多的資料，只有將所要測量的兩物體中的其中一個傾斜放置作為斜面，另一個放在斜面體上沿其滑下，逐漸減小斜面傾角達(dá)到一定時摩擦系數(shù)才大于或等于1，按照常規(guī)測試方法，筆者反復(fù)用不同的材料做了很多實驗也沒有出現(xiàn)摩擦系數(shù)大于1的現(xiàn)象。

①從摩擦的相關(guān)資料得知：在靜摩擦中出現(xiàn)的摩擦力稱為靜摩擦力。當(dāng)切向外力逐漸增大但兩物體仍保持相對靜止時，靜摩擦力隨著切向外力的增大而增大，但靜摩擦力的增大只能達(dá)到某一最大值。當(dāng)切向外力大于這個最大值時，兩物體將由相對靜止進入相對滑動。靜 摩擦力的這個最大值稱為"最大靜摩擦力"。這個極限摩擦力，以fmax表示。最大靜摩擦力的大小與兩物體接觸面之間的正壓力N成正比，即fmax=μnN。 用fmax表示最大靜摩擦力，N表示正壓力，其中比例常數(shù)μn叫做靜摩擦系數(shù)，是一個沒有單位的數(shù)值。μ0和接觸面的材料、光滑粗糙程度、干濕情況等因素有關(guān)，而與接觸面的大小無關(guān)。從以上的介紹來看，靜摩擦系數(shù)μ0。應(yīng)該不會大于1。

②動摩擦。在動摩擦中出現(xiàn)的摩擦力稱為"動摩擦力"。對物體所施主力大于最大靜摩擦力時，物體就開始運動。在運動起來之后，若將所施加之力減小，物體便又停止運動。這一情況表明，物體運動之后，還有阻止物體運動的力，即還有摩擦阻力。這種物體運動時所產(chǎn)生的摩擦力即稱動摩擦力。動摩擦力的大小與正壓力大小之比稱為"動摩擦系數(shù)"。公式中μ是比例系數(shù)，其值與相接觸兩物體的材料和表面粗糙程度有關(guān)，以及相接觸兩物體之間相對滑動的速度大小有關(guān)，在大多數(shù)情況下，動摩擦系數(shù)會隨相對滑動速度的增大而稍減小。從定義中動摩擦系數(shù) 肯定小于靜摩擦系數(shù)，也不會大于1。

用戶實際測試中出現(xiàn)了摩擦系數(shù)大于1，則不是該材料的真實反映，應(yīng)該從操作、材料表面性質(zhì)是否被人為改變等方面找原因。

2.使用過程中測出動摩擦系數(shù)大于靜摩擦系數(shù)。從上面的分析看到動摩擦系數(shù)肯定小于靜摩擦系數(shù)，出現(xiàn)此結(jié)果應(yīng)該是測試材料表面在后端有異常(如針孔，異物等)，或測試過程中受到外力等。可以通過觀察摩擦力曲線發(fā)現(xiàn)在此處有異常的突變。 (end)