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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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*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*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、油浴法無法相比的。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。