實現材料抗揉搓性能的定量檢測

　　1. 抗揉搓性能的檢測需求 

　　1.1 什麼是材料的抗揉搓性能

     抗揉搓性能（Flex Durability）是指材料經受曲折（撓曲）以及受壓變形的作用，在外力撤銷後保持自身性能穩定性的能力。通常，揉搓過程會對軟包裝材料的物理性能（如材料阻隔性能）產生影響。

 

     材料的抗揉搓性能與耐壓強度、耐曲折強度、耐穿刺性等性能存在一定的關聯。這種關聯性過去曾被用作評定材料抗揉搓性能的一種手段，可是這只是一種估計，誤差相當大。

 

　　1.2 材料抗揉搓性能的檢測需求

　　作為當今零售品的主要包裝方式，軟包裝物在包裝完成之後到消費者使用之前需要經過或長或短的運輸、貯存、銷售階段，而且在每一個階段中都可能遭遇揉搓、折壓等外力作用，從而對材料的物理性能產生影響。然而目前進行的各種軟包材性能檢測多是針對未進行包裝之前的材料，而對於那些已經完成包裝、正在出售中、或者即將使用的包裝物，除僅有的密封試驗、老化試驗以及一些理化檢測外，對於包裝材料的性能檢測（例如初期非常關注的一些物理性能：阻隔性能、力學性能）幾乎完全沒有，因此在流通過程中包裝物所使用的包裝材料其抗揉搓性能是否滿足設計要求是無法確定的。這種情況的出現與過去難以模擬材料在生產、加工、運輸過程中遭遇的揉搓、折壓等作用有關，若采用實際包裝物隨機抽樣進行檢測的方式則測試數據也同樣具有隨機性。然而隨著包裝要求的提昇，材料抗揉搓性能已經成為包裝選材的一個重要因素，對該項性能指標進行標准檢測的需求越來越高。

 

　　2. 檢測方法

　　2.1 材料抗揉搓性能的檢測

　　以前，盡管有一些人已經考慮到材料抗揉搓性能的重要性，但是苦於沒有檢測手段，只能通過人為操作來模擬揉搓情況。然而人工模擬在試驗頻率以及力度上都難以量化，因此對材料的抗揉搓性能也只能作出定性評價。至於如何是“抗揉搓性能好”，以及同屬於“抗揉搓性能好”等級的材料哪一種又更好？依靠人工模擬方式很難給出答案。更有一些人是通過分析材料的耐壓強度、耐曲折強度、耐穿刺性等來判斷其抗揉搓性能，然而進行耐壓強度以及耐曲折強度的材料往往不屬於軟包材的范疇，因此這樣評估材料抗揉搓性能的准確度更低。

　　ASTM F392是世界上第一個專門用於檢測軟包裝材料抗揉搓性能的方法標准，通過該項試驗可以很好地模擬薄膜在生產、加工、運輸等過程中的揉搓、折壓等行為。通過檢測試樣在揉搓試驗前後針孔數量的變化或阻隔性能的變化來判斷材料的抗揉搓性能，可以為包裝設計與材料的實際應用提供量化依據。

 

　　2.2 ASTM F392測試方法介紹

　　首先按照標准要求制取一定數量符合檢測要求的試樣，並檢測未經試驗的材料的針孔數量、阻隔性能、或者其他參數指標。將試樣按照標准要求預處理一段時間後選擇試驗環境條件（通常是23℃、50％RH）以及試驗模式（該標准提供了A、B、C、D、E5種試驗模式）開始試驗。

　　試樣的抗揉搓性能可以通過以下兩種方法進行判斷：第一，用染色松節油測量在揉搓過程中形成的針孔數量；第二，對比試樣在試驗前後的透氣或者透濕性能。在揉搓試驗中所形成的物理孔洞只能通過染色松節油來測量，然而倘若多層復合材料只有其中一層破裂，或者遇到一些塑料薄膜在揉搓試驗中不易形成針孔，那麼這些材料抗揉搓性能的判定需要通過專業阻隔性測試設備來完成。設置多種測試模式就是為了讓試樣在揉搓試驗中形成的針孔數量或者阻隔性能處在一個合理的測試范圍內。在評價材料抗揉搓性能時應取多個試樣的測量平均值，以避免在試驗中偶然因素帶來的影響。

　　3. 檢測應用

　　近日，蘭光實驗室利用Labthink FDT-01揉搓試驗儀以及TSY-T3透濕性測試儀按照ASTM F392進行真空鍍鋁PET（VMPET，12μm）、PET（20μm）、PE/EVOH/PE（76μm）三種材料的抗揉搓性能對比。采用揉搓試驗的B、C、D三種模式，揉搓效果判斷采用檢測試樣透濕量的方式（均未形成物理孔洞）。本次對比的試驗數據如下：

 

表1. 揉搓試驗數據表

　　注：1. WVTR單位是：g/m²·24h。

    2. 測試平均值。

　　真空鍍鋁PET（VMPET，12μm）、PET（20μm）、PE/EVOH/PE（76μm）三種材料的透濕性能都在中高阻隔性的范圍內，然而他們的抗揉搓性能卻差距明顯，如下圖所示。