同种包装材料不同表面摩擦系数的比较

摘要：影响包装材料摩擦系数的因素较多，材料表面稍有差异即可能影响其摩擦系数。本文通过对同种包装材料不同表面摩擦系数的测试，比较样品不同表面的爽滑性能，并介绍了试验原理、设备MXD-02摩擦系数仪的参数及适用范围、试验过程等内容，为企业监测及控制包装材料的摩擦系数提供参考。

关键词：摩擦系数、静摩擦系数、动摩擦系数、摩擦系数仪、包装材料、不同表面

1、意义

摩擦系数是包装材料的重要属性，是表征材料爽滑性能的参数指标，该指标值的高低与材料表面的光滑程度及所其接触的摩擦面性能有关。包装材料一般通过添加开口剂、爽滑剂、抗静电剂等添加剂调整自身的摩擦系数，减轻因分子链缠绕、静电等因素而导致材料间的相互粘连，提高材料的爽滑性，因此，材料中加入的可降低摩擦系数的添加剂的用量及均匀性是影响材料摩擦系数的重要因素。除此之外，材料本身的挺度、印刷、复合等情况均可能会对材料爽滑性能产生影响。

为了顺利完成包装工序，要求软塑包装材料的内层膜(与产品直接接触面)与外层膜的摩擦系数有所差异，如烟膜包装用BOPP材料，其内层膜的摩擦系数一般较大，以确保烟膜的定位准确及烟包的紧凑性；外层膜的摩擦系数较小，以利于烟膜在包装设备间的滑动。而上述影响材料摩擦系数的因素则有助于实现包装材料不同表面摩擦系数差异化要求。本文测试对比了同种包装材料不同表面的摩擦系数。

2、检测依据

本次试验所依据的标准为GB 10006-1988《塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法》，该标准适用于厚度在0.2 mm以下的非粘性塑料薄膜和薄片在自身或其他材料表面滑动时静摩擦系数与动摩擦系数的测试过程。

3、试验样品

本文采用食品包装用塑料复合膜作为试验样品。

4、试验设备

本次试验以MXD-02摩擦系数仪为试验设备，分别测试样品内层膜与内层膜、外层膜与外层膜间的摩擦系数，该设备由济南兰光机电技术有限公司自主研发生产。

图1  MXD-02摩擦系数仪

4.1 试验原理

试验通过测试在一定压力下，使被测试样在摩擦面上从静止到匀速运动一段距离过程中力值的变化，得到试样与摩擦面间的摩擦系数。试样表面的压力由相应规格的滑块施加，试样在滑动前所测到的最大力值与上述压力的比值为静摩擦系数，试样滑动过程中所测得的拉力值与上述压力的比值为动摩擦系数。

4.2 适用范围

(1) 本设备专业用于测量塑料薄膜和薄片、铝箔、铝塑复合膜、通信电缆光缆用金属材料复合带、金属制品、橡胶、纸张、纸板、编织袋、纺织品、无纺布、输送带、木材、涂层、刹车片、雨刷、鞋材、轮胎等材料滑动时的静摩擦系数和动摩擦系数，还可以用于化妆品、滴眼液等日化用品的爽滑性测试。

(2) 本设备满足多项国家和国际标准，如GB 10006、ISO 8295、ASTM D1894、TAPPI T816等。

4.3 设备参数

• 0 ~ 5 N，测试精度为0.5级；行程分为70 mm、150 mm两种可供选择；标准滑块的质量为200 g，并可根据用户或相关标准的需要定制其他质量的滑块；试验速度为100 mm/min或150 mm/min，其他试验速度可根据需要进行调整；一次试验便可同时测定试样的动、静摩擦系数；试验台面和测试滑块均经过消磁处理和剩磁检测，有效地降低了系统的测试误差；专业软件可以自动进行单件、成组试验的结果统计分析和原始数据的再分析、成组曲线叠加比较，多种报告模式直观快速地将测试结果展示给客户；支持Lystem^TM实验室数据共享系统，统一管理试验报告和试验结果。

5、试验过程

5.1 裁样

将待测样品内层膜朝上，裁取8 cm × 20 cm、63 mm × 100 mm的试样各3片，用于内层膜对内层膜的测试；再将外层膜朝上，裁取8 cm × 20 cm、63 mm × 100 mm的试样各3片，用于试样外层膜对外层膜的测试。裁样过程中不能用手接触试样的测试区域。

5.2 设置参数

在设备控制软件上设置试验速度、试验行程、试样名称等参数信息。

5.3 试验

取一片63 mm × 100 mm的试样装夹在滑块上，另取8 cm × 20 cm试样一片，用透明胶带将其粘贴固定在水平试验台上，胶带不能接触测试区域。内层膜对内层膜试验时，试样的外层膜与滑块、试验台直接接触，外层膜与外层膜试验时，内层膜与滑块、试验台直接接触。装样过程中，手不能接触试样的测试面。

点击试验选项，试验开始。设备实时显示试样由相对静止到滑动过程中的力值变化，并在试验结束后报告测得的静摩擦系数、动摩擦系数。

重复装样、点击试验操作，直至6组试样均测试完成。

6、试验结果

本次试验所测试3组试样内层膜对内层膜静摩擦系数的平均值为0.241，动摩擦系数的平均值为0.216；外层膜对外层膜静摩擦系数的平均值为0.203，动摩擦系数的平均值为0.191。

7、结论

从试验结果来看，本次所测试塑料复合膜样品的外层膜摩擦系数小于内层膜的摩擦系数，样品两个表面的静摩擦系数均大于动摩擦系数。本次试验的测试过程简单，设备易于操作，测试结果的精度高，能够稳定可靠的反映出样品的爽滑性能。试样及其夹持后表面的平整程度、裁样及装夹过程中样品表面是否被沾染等情况均会影响测试结果值，因此，在试样的选取及裁制、装夹过程中应避免样品表面产生折痕、被污染。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生产、研发与包装检测服务的高新技术企业，始终致力于为客户提供高端精密的检测设备与精准高效的检测服务。愈了解，愈信任！Labthink兰光愿借此与行业中的企事业单位增进技术交流与合作。