摘要：飲料瓶外所使用的標簽大多為PET、PVC、PP材質(zhì)的熱收縮膜，利用加熱原理使套標收縮進行包裝。標簽在收縮過程中是否可以保持良好的貼合效果，需要監(jiān)測其收縮率、收縮力等指標是否合適。若熱收縮標簽膜的收縮率或收縮力過大或者過小，則易導致標簽皺縮嚴重、瓶體發(fā)生形變、標簽不貼合等現(xiàn)象。本文以新型的薄膜熱縮性能測試儀為準，結(jié)合ISO 14616標準試驗研究了飲料瓶PVC熱收縮標簽膜的收縮性能，詳細介紹了設(shè)備的測試原理、參數(shù)及測試過程，可為標簽膜等熱收縮膜的收縮性能測試方面提供技術(shù)參考。
關(guān)鍵詞：飲料瓶、標簽、熱收縮標簽膜、熱收縮膜、貼合性、收縮性能、收縮力、收縮率、熱縮力、冷縮力
測試意義：
飲料瓶外部常附著一層標簽，該標簽通常采用不干膠標簽或者熱收縮標簽兩類，前者是通過標簽上的不干膠進行搭接縫合，多為收縮環(huán)繞標簽，以PP材質(zhì)居多；后者則為收縮套管式標簽，是利用收縮膜標簽的熱收縮性能，將套標裁切成合適的尺寸后套到容器上，再利用蒸汽、紅外線或熱風通道進行熱處理，使套標緊貼在容器表面，以PET、PVC、PS材質(zhì)為主。
熱收縮標簽膜是現(xiàn)今較為廣泛應用的一種包裝材料，具有包裝緊實、透明美觀、貼合度強等優(yōu)點。熱收縮膜作為高分子材料在加工時的特定高溫環(huán)境下進行拉伸時，部分分子鏈段在拉伸方向上定向取向，無序卷曲的分子鏈段將會有序排列，待溫度急速降低時，分子鏈段取向結(jié)構(gòu)與內(nèi)應力被“冷凍"，熱收縮膜成品即在此溫度下被定型。當熱收縮膜被應用時，再次被加熱到拉伸時的溫度時，被“冷凍"的分子鏈段發(fā)生解取向，恢復到無序卷曲形態(tài)，即表現(xiàn)為熱收縮現(xiàn)象。當進一步冷卻時，已熱收縮的薄膜將進一步緊致，產(chǎn)生一定的冷縮力。套標在熱收縮的過程中，若其收縮率過大，或者收縮力（包括熱縮力及冷縮力）過高，則易導致標簽消耗量變大，并且標簽收縮過度使得印刷圖案發(fā)生變形，嚴重者則出現(xiàn)塑料瓶體發(fā)生變形等現(xiàn)象；若標簽的收縮率較小，收縮力過低，則易出現(xiàn)標簽不貼合瓶體等現(xiàn)象。因此，及時監(jiān)控熱收縮標簽膜的收縮性能對保證飲料瓶瓶體美觀、降低包裝成本等方面具有關(guān)鍵性指導意義。
圖1 飲料瓶熱收縮標簽膜（套標）
檢測方法：
目前，國內(nèi)熱收縮膜產(chǎn)品標準中對熱收縮性能的檢測方法多為烘箱或油浴熱收縮。但是，這兩種測試方法均只能檢測熱收縮膜的熱收縮率。而國際標準化組織發(fā)布的熱收縮膜檢測標準——ISO 14616則要求利用空氣加熱原理（即空氣?。┻M行薄膜各種熱收縮性能的測試，包括熱收縮力、冷縮力、收縮率、收縮時間等性能。所以本試驗將參考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》進行熱收縮標簽膜的熱縮力、冷縮力以及收縮率的測試。
本解決方案將采用Labthink蘭光公司自主研制的FST-02薄膜熱縮性能測試儀結(jié)合上述標準檢驗飲料瓶PVC熱收縮標簽膜樣品的收縮性能。
1、試驗儀器
FST-02薄膜熱縮性能測試儀（Labthink蘭光），高精度力值傳感器和位移傳感器可精確測定試樣的熱縮性能參數(shù)，可測試試樣收縮力量程為0.2 ~ 30 N，并可根據(jù)特殊需求定制更寬范圍的力值；收縮力測量精度為±0.2%；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；試驗用的加熱腔體工作溫度范圍為室溫 ~ 210℃，控溫精度±0.5℃；設(shè)備可同時測試1 ~ 3組試樣，試樣尺寸為130 mm × 15 mm。
該設(shè)備滿足多項國家和國際標準：ISO 14616、DIN 53369，可以精確的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PVC標簽膜的橫、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。用專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：最大熱縮力、最大冷縮力、收縮率
4. 試驗步驟
4.1 試驗原理
將熱收縮標簽膜分別放置在帶有位移傳感器和力值傳感器的夾具上，迅速升溫到收縮溫度，然后冷卻，通過測試樣品在封閉加熱艙內(nèi)受熱后隨時間變化的各收縮性能曲線，從而自動獲得熱縮力、冷縮力、收縮率及設(shè)置溫度等結(jié)果值。
4.2 試驗步驟
FST-02薄膜熱縮性能測試儀可精確測試熱收縮膜的各種收縮力及相應的收縮率，設(shè)備操作便捷：
l 安裝試樣：每組試樣內(nèi)其中1個試樣必須完(分隔)全平直的安裝于拉力傳感器上，拉力傳感器受力為零。另一個試樣須完(分隔)全平直的置于支架臂與位移傳感器上的夾具之間，有效長度為100 mm。
圖3 制樣、裝樣過程
l 根據(jù)PVC標簽膜的參考溫度，設(shè)置試驗溫度、結(jié)束溫度等試驗參數(shù)，點擊開始試驗選項，試驗開始。
l 當設(shè)備加熱艙內(nèi)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(chǎn)生熱縮力，當熱縮力的數(shù)值下降約15% ~ 30%時，使試樣離開加熱艙并停止計時。則記錄最佳設(shè)置溫度下薄膜在15~30秒之內(nèi)出現(xiàn)的最大熱縮力、最大冷縮力、收縮率、最大熱縮力出現(xiàn)時間等參數(shù)。
l 重復上述步驟，直至橫、縱向的10組試樣均完成測試。計算最大熱縮力、最大冷縮力與收縮率的平均值。
l 最佳設(shè)置溫度即可實現(xiàn)熱收縮膜在15~30秒內(nèi)出現(xiàn)最大收縮率的溫度。如果所記錄的試樣最大收縮力數(shù)值出現(xiàn)在置于加熱罩中不足15秒時，則逐步將設(shè)定溫度降低10 ℃，重復試驗，直至最大收縮力數(shù)值出現(xiàn)在15秒 ~ 30秒之間。相反，如果達到最大收縮力的時間大于30秒，則逐步將設(shè)定溫度升高10 ℃，重復試驗，直至最大收縮力出現(xiàn)在15秒 ~ 30秒之間。
4.3 試驗結(jié)果
飲料瓶PVC標簽膜在最佳設(shè)置溫度下橫向的最大熱縮力、最大冷縮力以及收縮率的平均值分別為3.06 N/15mm、3.28 N/15mm、38.1%，而縱向的最大熱縮力、最大冷縮力以及收縮率的平均值分別為0.101 N/15mm、0.674 N/15mm、1.95%。從上述數(shù)據(jù)可以看出，該PVC標簽膜為橫向收縮膜，即標簽的橫向圍繞著瓶體進行收縮。
總結(jié)：
采用FST-02薄膜熱縮性能測試儀測試熱收縮標簽膜時，可同時測試標簽膜的熱縮力、冷縮力及收縮率等性能指標，這是目前傳統(tǒng)的烘箱法、油浴法無(分隔)法比擬的。該設(shè)備的精準度、智能化程度、試驗效率較高，除了熱收縮標簽膜以外，還可廣泛用于腸衣膜、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(chǎn)品的熱收縮膜的收縮性能測試。Labthink蘭光一直致力于為全球客戶提供專業(yè)的檢測服務(wù)與設(shè)備，為客戶提供大量的包裝材料性能數(shù)據(jù)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網(wǎng)站查看具體信息或直接致電咨詢。Labthink蘭光期待與各行業(yè)中的用戶增進技術(shù)交流與合作。
