軟包材厚度均勻性與包裝成本

　　隨著原油價格的持續走高，高聚物包裝材料的成本也大幅上揚。然而如今市場競爭激烈，如果因為包裝材料的價格上漲而上調產品的銷售價格，試圖將增長的成本全部或是部分轉加到消費者身上，消費者肯定是不買帳的。另外，如果生產廠商試圖通過降低包裝性能來減少成本，這無異於是拆自己的招牌。當前可有效解決包裝材料成本上漲的途徑有以下兩方面：首先是加大力度研制新型高分子聚合物，盡可能在不降低包裝性能的前提下減少材料的使用量或降低包裝成本；其次是采取有效的測試手段控制材料厚度的均勻性，降低由此引起的包裝廢品率。後者相對來講更易實現，利用現有的測厚技術可以幫助企業降低包裝成本。

　　1、薄膜厚度均勻性的重要性

　　厚度均勻是材料具有特定保護功能的先決條件之一。以阻隔性功能材料為例，阻隔層均勻與否將直接影響到材料的整體阻隔性能。阻隔層是阻隔性薄膜中最重要的一層，阻隔性薄膜阻隔性能的高低一方面取決於阻隔層材料的選擇（例如目前阻隔性能優的材料其阻隔層多為鋁箔、鍍鋁、鍍硅氧化物、PVDC、EVOH等）；另一方面取決於阻隔層的厚度，一般阻隔層厚度越大，薄膜的阻隔性能越好，但當阻隔層的厚度達到一定程度後，薄膜的阻隔性能已趨於穩定，不會再隨阻隔層厚度的增長而增大。高阻隔材料價格昂貴，因此阻隔層的厚度直接影響阻隔性薄膜的整體成本。多層復合薄膜的應用可有效降低包裝成本，其中阻隔層的厚度僅為薄膜整體厚度的10％左右，有的甚至只有5μm（或更少），但是阻隔層厚度的控制難度非常大。若阻隔層的厚度均勻性不好易出現阻隔層的功能薄弱點，導致薄膜整體的阻隔性能不穩定，可能出現部分包裝物的阻隔性能較差，致使產品達不到應有的保質期，而且對於部分薄膜（尤其是透明性好的薄膜）阻隔層厚度的變化也會影響薄膜整體的外觀色澤，降低商品的展示性。

　　薄膜厚度均勻與否也會給薄膜印刷以及相應的使用工序增加困難。以國內常用的凹版印刷為例，印刷張力的控制對保證印刷品的質量至關重要，張力的控制與薄膜的材質、厚度、以及厚度的均勻性都有關系，控制不好能直接引起材料的套印不准。此外，薄膜厚度均勻性差還可能導致薄膜印刷後出現收卷錯位的現象。

　　在多層復合薄膜的制作過程中，任何一層薄膜厚度的不均勻都會引起後續加工的不均勻性，致使成品薄膜的厚度均勻性更差。使用這種厚度不均勻的薄膜作外包裝，在使用時包裝物易出現機械性能薄弱點，如果在包裝、運輸、儲藏、銷售過程中包裝物受到較大的外力沖擊，這些薄弱點易出現裂痕、孔洞等致使材料的特殊保存功能降低或徹底喪失。

　　2、如何檢測薄膜厚度

　　在薄膜制造及加工業，檢測薄膜的厚度是最常見的薄膜檢測指標之一，厚度檢測又多分為薄膜厚度檢測以及涂層厚度檢測兩類。由於薄膜的厚度是各層樹脂厚度的總和，如果薄膜的整體厚度均勻性差，其中各層樹脂的厚度分布也會存在差異。毫無疑問，對涂層厚度的檢測將更有利於有效控制薄膜各層的厚度均勻性，但對於多層薄膜若想精確測量每一涂層的厚度，在相應的厚度檢測設備上就需要有非常大的投資，並隨著薄膜層數的增長而加大，給企業帶來較大的經濟負擔。比較經濟的方式是對部分價格昂貴的涂層材料進行涂層厚度的檢測，同時加強對薄膜整體厚度的測試以達到有效控制其他各層材料厚度均勻性的作用。

　　厚度檢測設備可以分為在線測厚設備和非在線測厚設備兩大類，對這兩類設備的詳細介紹可參見《薄膜厚度的常用測量方法》一文。這兩類測厚設備如果能夠配合使用是最理想的，這一方面是由於在線測厚設備往往采用的非接觸式測量方式，用於軟包材的厚度檢測時無法避免由於材料具有壓縮性或是表面平整性不好而引起的數據波動較大的情況，而非在線測厚設備可以提供接觸式測量方法（如Labthink CHY-C2測厚儀采用的機械測厚法），有效彌補了在線測厚的這一不足。另一方面在線測厚雖然能有效控制一批薄膜的厚度均勻性，但卻不適用於對成品薄膜的抽樣檢測，因此必須配備非在線測厚設備。

　　在線測厚設備能夠以最快的速度獲取厚度測試數據，並及時調整生產線的參數降低材料的厚度波動，縮短生產線的開車時間，但需要配備與生產線相匹配的掃描架，這對其重復利用有一定限制，而且設備的價格、運行及維護費用都要比非在線測厚設備貴很多。非在線測厚設備價格便宜、體積小，使用方便，但對生產線厚度參數調整的反饋要慢很多。非在線測厚設備種類很多，其中機械測厚技術的適用性最強，它對試樣沒有選擇性，測試不受產品顏色、組份變化或表面反光的影響，可用於檢測任何物質，而且它在測厚的同時會向試樣的測量表面施加一定的壓力，可有效避免由於試樣具有壓縮性或是表面平整性不好而引起的數據波動較大的情況，非常適用於軟包材的厚度檢測。此外，由於薄膜具有可壓縮的特性，若各類測厚儀對同種薄膜的檢測厚度存在差距也是經常出現的情況，因此，嚴格按照標准規定的條件選擇儀器十分重要。

　　3、展望

　　加大對材料厚度均勻性的測試，可以降低包裝材料的廢品率，達到節省成本的目的。由於軟包材自身結構的可壓縮性，使得機械測厚儀一直是各類軟包材厚度檢測的首選。然而機械測厚法的接觸式測量限制了它在在線測厚領域中的發展，因此，要想有效控制材料的厚度均勻性，最好是同時具備在線以及非在線厚度檢測設備，這需要企業依據材料的種類、厚度均勻性的控制要求、設備預算等綜合因素來決定。