包裝材料摩擦系數的測試方法及問(wèn)題探討

近來(lái)軟包裝行業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，同時(shí)，隨之而來(lái)的質(zhì)量問(wèn)題也凸顯出來(lái)，使用單位關(guān)于包裝膜拉斷、打滑、包裝生產(chǎn)線(xiàn)斷流等的投訴不斷增多。許多軟包裝材料廠(chǎng)，軟包裝印刷廠(chǎng)因此而造成了巨大損失，其實(shí)造成這種現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(guò)對包裝材料摩擦系數的測試可以有效地解決上述問(wèn)題，摩擦系數的大小須由實(shí)驗測定。

摩擦系數測定的設備及方法

1.測試設備與測試標準

①測試設備北京蘭德梅克包裝器材公司MC-600摩擦系數儀：vmcpp．25μm，熱封面試樣；
②測試標準參照GB10006-88進(jìn)行。

2.測試方法

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

②試樣的狀態(tài)調節和試驗的標準環(huán)境。在溫度23±2℃、相對濕度45％～55％的標準環(huán)境下進(jìn)行試樣狀態(tài)調節至少16小時(shí)，然后在同樣環(huán)境下進(jìn)行試驗。

③調整設備水平后，將一個(gè)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(cháng)度方向應平行，將另一試樣的試驗表面向下，包住滑塊，用膠帶在滑塊兩側固定試樣。

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

⑤進(jìn)行參數設置，然后啟動(dòng)試驗，兩試樣接觸后保持15s后，兩試樣相對移動(dòng)，力的第一個(gè)峰值為靜摩擦力--FS。 兩試樣相對移動(dòng)6cm內的力的平均值(不包括靜摩擦力)為動(dòng)摩擦力--Fd。此過(guò)程均為自動(dòng)控制，試驗過(guò)程實(shí)時(shí)顯示曲線(xiàn)。實(shí)驗結束自動(dòng)計算摩擦系數。

三組實(shí)驗平均后μS=0.543，μd=0.478，從實(shí)驗結果看三組實(shí)驗數據比較穩定，靜摩擦系數大于動(dòng)摩擦系數。

由于該設備具有繪制摩擦系數曲線(xiàn)的功能，可以根據所繪制的曲線(xiàn)了解材料的均勻性。據有關(guān)資料分析，軟包裝材料摩擦系數一般小于0.3，比較適合生產(chǎn)實(shí)際，據此該數據偏大，這樣可以通過(guò)選擇樹(shù)脂中的開(kāi)口劑、爽滑劑的種類(lèi)和含量來(lái)控制摩擦系數，來(lái)達到用戶(hù)要求。

那么，到底摩擦系數多少合適？筆者認為，要根據材料現場(chǎng)的使用情況，不斷地實(shí)驗來(lái)最終確定最佳摩擦系數參數。

摩擦系數測試中的幾個(gè)問(wèn)題：1.在與一些企業(yè)交流的過(guò)程中了解到，測出的摩擦系數大于1，并且提供的數據，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(gè)傾斜放置作為斜面，另一個(gè)放在斜面體上沿其滑下，逐漸減小斜面傾角達到一定時(shí)摩擦系數才大于或等于1，按照常規測試方法，筆者反復用不同的材料做了很多實(shí)驗也沒(méi)有出現摩擦系數大于1的現象。

①從摩擦的相關(guān)資料得知：在靜摩擦中出現的摩擦力稱(chēng)為靜摩擦力。當切向外力逐漸增大但兩物體仍保持相對靜止時(shí)，靜摩擦力隨著(zhù)切向外力的增大而增大，但靜摩擦力的增大只能達到某一最大值。當切向外力大于這個(gè)最大值時(shí)，兩物體將由相對靜止進(jìn)入相對滑動(dòng)。靜 摩擦力的這個(gè)最大值稱(chēng)為"最大靜摩擦力"。這個(gè)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μn叫做靜摩擦系數，是一個(gè)沒(méi)有單位的數值。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(wú)關(guān)。從以上的介紹來(lái)看，靜摩擦系數μ0。應該不會(huì )大于1。

②動(dòng)摩擦。在動(dòng)摩擦中出現的摩擦力稱(chēng)為"動(dòng)摩擦力"。對物體所施主力大于最大靜摩擦力時(shí)，物體就開(kāi)始運動(dòng)。在運動(dòng)起來(lái)之后，若將所施加之力減小，物體便又停止運動(dòng)。這一情況表明，物體運動(dòng)之后，還有阻止物體運動(dòng)的力，即還有摩擦阻力。這種物體運動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力即稱(chēng)動(dòng)摩擦力。動(dòng)摩擦力的大小與正壓力大小之比稱(chēng)為"動(dòng)摩擦系數"。公式中μ是比例系數，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(dòng)的速度大小有關(guān)，在大多數情況下，動(dòng)摩擦系數會(huì )隨相對滑動(dòng)速度的增大而稍減小。從定義中動(dòng)摩擦系數 肯定小于靜摩擦系數，也不會(huì )大于1。

用戶(hù)實(shí)際測試中出現了摩擦系數大于1，則不是該材料的真實(shí)反映，應該從操作、材料表面性質(zhì)是否被人為改變等方面找原因。

2.使用過(guò)程中測出動(dòng)摩擦系數大于靜摩擦系數。從上面的分析看到動(dòng)摩擦系數肯定小于靜摩擦系數，出現此結果應該是測試材料表面在后端有異常(如針孔，異物等)，或測試過(guò)程中受到外力等?？梢酝ㄟ^(guò)觀(guān)察摩擦力曲線(xiàn)發(fā)現在此處有異常的突變。 (end)