如何实现包装材料厚度的自动测试

摘要：厚度是包装材料的重要性能指标，直接影响材料的应用性能。本文通过对一种单层膜样品厚度的自动测试，评价了样品厚度的均匀性，并介绍了试验原理、设备参数及适用范围、试验过程等内容，为包装材料厚度的自动测试及厚度均匀性的评价提供参考。

关键词：厚度、自动测试、均匀性、测厚仪、机械接触式、薄膜、包装材料

1、意义

厚度是软塑包装材料的重要性能指标，与材料整体的性能优劣及均匀性相关。对于同种材质的单层薄膜材料来说，材料的强度、阻隔性一般随厚度的增加而增加，而复合膜包装的强度及阻隔性则与材料中主要强度层、阻隔层的厚度有关。因此，及时测试材料厚度对确保包装的性能可达到预期值具有重要意义。

生产工艺参数决定了薄膜厚度及均匀性，如模头温度、压力、吹胀比等，通过对薄膜厚度的监测可及时调整生产工艺，提高产品质量。在测试薄膜厚度时，需要频繁移动试样使每两个测试点间隔一定的距离，且环境中的轻微振动及施加到试样表面的压力等因素均会影响测试结果，本文介绍了一种可降低机械振动、固定试验压力、自动移动试样的自动测试包装材料厚度的试验方法。

2、试验样品

以某种常用材质单层薄膜为试验样品。

3、试验依据

本次试验依据GB/T 6672-2001《塑料薄膜和薄片厚度测定 机械测量法》标准对样品的厚度进行测试。

4、试验设备

本文利用C640测厚仪对试验样品进行测试，该设备由济南兰光机电技术有限公司自主研发生产。

图1  C640测厚仪

4.1 试验原理

该设备采用机械接触式测试原理，通过位移传感器测试薄膜材料的厚度。设备采用测量头与传感器一体化设计，在测试试样之前，测量头落在设备砧板上，传感器读取测量头的初始位移值，测量头抬起后，将试样放置在砧板纸上，测量头以同样的压力落在试样上，传感器读取测量头的位移值，两次位移值之差则为试样的厚度值。设备配置有自动进样机，一个点测试完成后，自动进样机以设定的速度驱动试样移动，实现样品自动间隔取点测试。

4.2 适用范围

(1) 适用于各种塑料薄膜、薄片、隔膜、纸张、纸板、复合纸板等材料的厚度测定，并可扩展至硅片，箔片，各种金属片，瓦楞纸板，编织物、针织物、涂层织物等纺织材料，尿不湿、卫生巾、医用口罩等非织造布，固体绝缘材料，胶粘带，土工合成材料，橡胶等材料厚度的测试。

(2) 可满足国内外多项国家、国际标准，如GB/T 6672、ISO 4593、ISO 534、ASTM D6988、ASTM F2251、GB/T 451.3、TAPPI T411、BS 2782-6、DIN 53370、ISO 3034、ISO 9073-2、ISO 12625-3、ISO 5084、ASTM D374、ASTM D1777、ASTM D3652、GB/T 6547、GB/T 24218.2、FEFCO No 3、EN 1942、JIS K6250、JIS K6783、JIS Z1702等。

4.3 设备参数

测试范围为 0 ~ 2 mm，并可扩展至0 ~ 6 mm、0 ~ 12 mm，分辨率为0.1 μm，重复性为0.4 μm；设备可自动进样，进样速度可在1.5 ~ 80 mm/s间自由设定，试样的测量间距可在0 ~ 1000 mm之间设定，满足不同用户的测试需求；测试压力为17.5±1 KPa，测试面积为50 mm²，并可选择配置100±1 KPa、50±1 KPa、200 mm²等其他测试压力及面积；测量头可自动升降；手动、自动测试模式可自由选择。

5、试验过程

(1) 沿样品的纵向裁取宽10 cm，长度与样品宽度相同的试样1片，放置在23℃条件下状态调节1 h。

(2) 打开测厚仪，调节设备水平，预热半小时。

(3) 在设备控制软件中设置试样名称、进样速度、测量间距、测试点数等参数信息，将试样装夹到进样装置中，点击自动试验选项，设备砧板上不放置试样，测量头自动落下，测试零点值，测量头自动抬起，将试样放置在砧板上，点击放样确认选项，设备自动按照设定的参数，间隔取点测试，直至达到设定测试点数。

(4) 设备显示每点测试值、大值、小值、平均值、标准偏差等试验结果。

6、试验结果

本次测试样品的宽度为25 cm，共测试了10个点的厚度值，分别为15.4 μm、15.7 μm、15.5 μm、15.1 μm、15.4 μm、15.6 μm、15.1 μm、14.9 μm、14.9 μm、15.5 μm，平均值为15.3 μm，大值为15.7 μm，小值为14.9 μm，标准偏差为0.30 μm。

7、结论

厚度的及时监控对包装材料质量控制及生产工艺的调整具有重要意义。本文介绍了一种自动化测试软塑包装材料厚度的试验方法，整个试验过程中除了起始装夹样品为人工进行外，其余操作均由设备自动控制完成，降低了人为因素对试验的干扰，试验结果的测试精度高，重复性好，可以真实的反映出所测试样品的厚度大小及均匀性。济南兰光机电技术有限公司是一家专业从事包装检测设备研发生产与包装检测服务的高新技术企业，现有检测设备可测试软塑包装材料对氧气、氮气、二氧化碳、空气、氦气、六氟化硫、水蒸气等气体的阻隔性能指标，抗冲击性能、抗穿刺性能、抗撕裂性能、爽滑性、热封性、密封性等物理机械性能指标，溶剂残留、总迁移量等卫生性能指标。愈了解，愈信任！Labthink兰光期待与行业中的企事业单位增进技术沟通与合作。