包裝材料摩擦系數(shù)的測(cè)試方法及問題探討

近來軟包裝行業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，同時(shí)，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(shí)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(duì)生產(chǎn)至關(guān)重要，通過對(duì)包裝材料摩擦系數(shù)的測(cè)試可以有效地解決上述問題，摩擦系數(shù)的大小須由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。

摩擦系數(shù)測(cè)定的設(shè)備及方法

1.測(cè)試設(shè)備與測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

①測(cè)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(cè)試標(biāo)準(zhǔn)參照GB10006-88進(jìn)行。

2.測(cè)試方法

①取3個(gè)8cm×20cm的試樣。試祥和試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境。在溫度23±2℃、相對(duì)濕度45％～55％的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下進(jìn)行試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)至少16小時(shí)，然后在同樣環(huán)境下進(jìn)行試驗(yàn)。

③調(diào)整設(shè)備水平后，將一個(gè)試樣的試驗(yàn)表面向上，平整地固定在水平試驗(yàn)臺(tái)上。試樣與試驗(yàn)臺(tái)的長(zhǎng)度方向應(yīng)平行，將另一試樣的試驗(yàn)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(gè)試樣中央，并使兩試樣的試驗(yàn)方向與滑動(dòng)方向平行且測(cè)力系統(tǒng)恰好不受力。

⑤進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，然后啟動(dòng)試驗(yàn)，兩試樣接觸后保持15s后，兩試樣相對(duì)移動(dòng)，力的第一個(gè)峰值為靜摩擦力--FS。 兩試樣相對(duì)移動(dòng)6cm內(nèi)的力的平均值(不包括靜摩擦力)為動(dòng)摩擦力--Fd。此過程均為自動(dòng)控制，試驗(yàn)過程實(shí)時(shí)顯示曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)束自動(dòng)計(jì)算摩擦系數(shù)。

三組實(shí)驗(yàn)平均后μS=0.543，μd=0.478，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定，靜摩擦系數(shù)大于動(dòng)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(shí)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(chǎng)的使用情況，不斷地實(shí)驗(yàn)來最終確定最佳摩擦系數(shù)參數(shù)。

摩擦系數(shù)測(cè)試中的幾個(gè)問題：1.在與一些企業(yè)交流的過程中了解到，測(cè)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(cè)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(dá)到一定時(shí)摩擦系數(shù)才大于或等于1，按照常規(guī)測(cè)試方法，筆者反復(fù)用不同的材料做了很多實(shí)驗(yàn)也沒有出現(xiàn)摩擦系數(shù)大于1的現(xiàn)象。

①?gòu)哪Σ恋南嚓P(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(duì)靜止時(shí)，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(gè)最大值時(shí)，兩物體將由相對(duì)靜止進(jìn)入相對(duì)滑動(dòng)。靜 摩擦力的這個(gè)最大值稱為"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(shù)μn叫做靜摩擦系數(shù)，是一個(gè)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(huì)大于1。

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

用戶實(shí)際測(cè)試中出現(xiàn)了摩擦系數(shù)大于1，則不是該材料的真實(shí)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(cè)出動(dòng)摩擦系數(shù)大于靜摩擦系數(shù)。從上面的分析看到動(dòng)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(cè)試材料表面在后端有異常(如針孔，異物等)，或測(cè)試過程中受到外力等?？梢酝ㄟ^觀察摩擦力曲線發(fā)現(xiàn)在此處有異常的突變。 (end)