CN106841275A - 一种薄膜热收缩率的测量方法及测量装置 - Google Patents

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周明珠
刘勇
王锦平
邢军
张龙
孟庆华
李志刚
李晓辉
董浩
花昌义
周德成
孙淼
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Abstract

本发明涉及薄膜物理性能检测技术领域，尤其涉及一种薄膜热收缩率的测量方法及测量装置。该测量方法包括：加热前，测量薄膜样品的长度为薄膜初始长度L1；将该薄膜样品置于加热设备中加热；将该薄膜样品从加热设备中取出、冷却，拉伸该薄膜样品使其处于张紧状态，记录此时该薄膜样品的长度为薄膜变形后长度L2，根据所述薄膜初始长度L1、薄膜变形后长度L2、结合收缩率的计算公式计算出薄膜的热收缩率。该测量方法用于解决薄膜加热变形后的长度测量不准确的问题。

Description

一种薄膜热收缩率的测量方法及测量装置
技术领域
本发明涉及薄膜物理性能检测技术领域，尤其涉及一种薄膜热收缩率的测量方法及测量装置。
背景技术
薄膜被广泛应用于各个领域，尤其烟用薄膜是由多种高分子材料共挤、拉伸成型而成，具有高透明度和光泽度，材料无毒、分子结构稳定，对气味及水分有一定的阻隔功能，因此是一种较好的卷烟包装材料。薄膜热收缩率是指薄膜在一定温度条件下和一定时间内尺寸的变化率，它是薄膜特性一项重要技术指标，薄膜的受热收缩的特性对香烟外包薄膜的美观有着重要影响，适当的热收缩率可使香烟外包具有更紧、更均匀的包裹性，避免包装封面产生褶皱和包装不完全的问题，保持产品包装的美观；同时又有良好的高速运行性、良好的光学性能及优异的热封性能，以保证包装具有良好的紧贴效果。
现行的薄膜热收缩率的测试方法采用的是YC-266《烟用薄膜》的测试标准，其规定的薄膜热收缩性测试方法是：先沿薄膜宽度方向均匀裁取100mm×100mm正方形样品，标出并准确量取横、纵方向上薄膜的长度，然后将薄膜样品放置在粘有滑石粉的托盘上，放入烘箱里加热5分钟，取出冷却至实验境温度后测量热收缩后的尺寸，计算横、纵向热收缩率。薄膜热收缩率在实际测量过程中存在一些问题，主要有：
1、操作人员采用钢板尺测量薄膜长度，测量精度低；
2、由于薄膜比较柔软，在烘箱加热过程中容易起皱、扭曲，变形比较严重，很难准确测量其尺寸；
3、测量过程操作复杂，不能自动计算和记录薄膜的热收缩率，效率低；
4、实验测试过程中需要打开烘箱门放置样品，此时烘箱温度场变化较大，操作人员的熟练程度对实验结果影响较大。
薄膜的热收缩性能不仅会影响卷烟的外观质量，而且会影响卷烟包装机高速运行性能和包装的热封性能，可能会造成包装封面出现褶皱和包装不完全的问题，产生漏气等严重质量问题。随着各个卷烟企业加大对产品质量的控制，卷烟企业需要准确测量薄膜的热收缩率，控制卷烟包装的质量，所以怎样实现准确测量薄膜热收缩率是行业内亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种薄膜热收缩率的测量方法及测量装置，用于解决薄膜加热变形导致长度测量不准确的问题。
为实现上述目的，本发明的薄膜热收缩率的测量方法包括：
1)加热前，测量薄膜样品的长度为薄膜初始长度L1；
2)将该薄膜样品置于加热设备中加热；
3)将该薄膜样品从加热设备中取出、冷却，拉伸该薄膜样品使其处于张紧状态，记录此时该薄膜样品的长度为薄膜变形后长度L2，根据所述薄膜初始长度L1、薄膜变形后长度L2、结合收缩率的计算公式计算出薄膜的热收缩率。
作为本发明上述薄膜热收缩率的测量方法的一种改进，该方法中所述步骤1)中，所述薄膜初始长度L1是使薄膜处于拉伸状态下测量的，此时薄膜所受张力大小为N。
作为本发明上述薄膜热收缩率的测量方法的另一种改进，该方法中所述步骤3)中，拉伸该薄膜样品，使其所受张力大小为所述N。
作为本发明上述薄膜热收缩率的测量方法的进一步改进，该方法中所述步骤2)中，薄膜样品在加热设备中加热时，使该薄膜样品处于松弛状态。
本发明还提供了一种薄膜热收缩率的测量装置，包括第一夹持体、第二夹持体和驱动机构，所述驱动机构是用于驱动至少一个所述夹持体，使第一夹持体、第二夹持体相背运动时以拉伸两夹持体之间薄膜的驱动机构。
作为本发明上述薄膜热收缩率的测量装置的一种改进，该装置中所述驱动机构与对应连接的夹持体之间连接有用于测量薄膜张力的测量装置。
本发明在薄膜加热后的测量过程中，采用对加热后变形的薄膜施加适度拉力，使变形的薄膜能够以平整的状态得到准确的测量，从而计算得出更精确的薄膜热收缩率。
作为本发明的优化方案，对薄膜加热前后测量长度的过程中，施加相同的拉力，使薄膜加热变形后的状态在薄膜加热前初始状态的参照对比下，消除加热因素之外的其他影响因素干扰，使测量更为准确。
本发明的薄膜热收缩率的测量装置为本发明的测量方法提供的测量装置。驱动机构为拉伸两个夹持体所夹持的薄膜提供驱动力；拉力测量装置用于测量驱动机构对连接的夹持体的拉力值；第一夹持体和第二夹持体为测量薄膜的长度过程提供固定支撑作用，且使得测量过程中薄膜处于平整状态，从而得到的长度测量结果更为准确，解决薄膜加热变形导致长度测量不准确的问题。
附图说明
图1是薄膜热收缩率的测量方法流程图；
图2是薄膜热收缩率的测量装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
方法实施例
如图1所示，薄膜热收缩率的测量方法采用如下步骤：
(1)开启烘箱，当烘箱温度升高至设定值并稳定30分钟以上后准备测试；
(2)裁取并使用夹具装夹薄膜样品，将烟用薄膜裁切成一定的尺寸，长100mm～300mm，宽5mm～10mm，具体而言可将烟用薄膜裁切成边长约120mm宽5mm的长方形(样品测试长度为100mm，但考虑两边夹具装夹的长度，实际裁取的样品长度约为120mm)；
(3)将该薄膜样品的夹具两端的拉力达到拉力设定值，使该薄膜样品处于适度张紧状态，记录此时该薄膜样品的长度为薄膜初始长度L1；
(4)将该固定在该夹具之间的薄膜样品放入烘箱并加热规定时间，并且使该薄膜样品在加热过程中处于适度松弛状态；
(5)将该薄膜样品移出烘箱并冷却；
(6)将该夹具两端的拉力达到步骤(3)中的拉力设定值使该薄膜样品处于适度张紧状态，记录此时该薄膜样品的长度为薄膜变形后长度L2；
(7)根据热收缩率的计算公式T＝(L1－L2)/L1×100％，计算出薄膜的热收缩率。
本方法实施例步骤(1)中开启烘箱，当烘箱温度升高至设定值并稳定30分钟以上后准备测试，是为了使薄膜后续的加热过程温度恒定，也可以在薄膜加热前再开启烘箱，设定烘箱的加热温度值至设定值。
本方法实施例步骤(4)中，在该薄膜样品加热过程中使薄膜处于适度松弛状态是为了薄膜加热过程中不受外力的影响作用，按照薄膜自身的热收缩性能变化，从而得到的加热变形后的薄膜长度更符合该薄膜自身实际的热收缩性。
作为本方法实施例的替代方式，在步骤(3)中测量薄膜初始长度时可以不在该薄膜样品的夹具两端的施加拉力，采用现有方法中直接测量薄膜自然状态下的初始长度的方式即可。本实施例步骤(3)中将该薄膜样品的夹具两端的拉力达到拉力设定值，使该薄膜样品处于适度张紧状态，记录此时该薄膜样品的长度为薄膜初始长度L1，这种在测量薄膜初始长度的过程中施加夹具两端的拉力达到设定值的方式有两个重要作用。第一个重要作用是：在测量初始长度的时候，施加在夹具两端的拉力达到拉力设定值，使该薄膜样品处于适度张紧状态，能够使测量的薄膜初始长度L1的数值比薄膜在自然状态下测量的更准确。第二个重要作用是：测量薄膜初始长度过程中施加夹具两端的拉力达到设定值能够为加热变形后的薄膜长度测量过程中施加夹具两端的拉力达到同样的设定值提供参照，使得加热变形后的薄膜长度测量过程中施加夹具两端的拉力不仅能够使加热变形后的薄膜处于平整的状态进行长度测量，更能够使薄膜加热变形后的状态在薄膜加热前初始状态的参照对比下，消除加热因素之外的其他影响因素干扰，从而最终得到的测量结果更为准确。
装置实施例
如图2所示，薄膜热收缩率的测量装置的结构包括第一夹持体3、第二夹持体4和驱动机构1，所述驱动机构1是用于驱动至少一个所述夹持体，使第一夹持体3、第二夹持体4相背运动时以拉伸两夹持体之间薄膜的驱动机构。作为本装置实施例的优选方案，所述驱动机构1与对应连接的夹持体之间连接拉力测量装置2，用于测量驱动机构1对该夹持体的拉力，也就是薄膜的张力。
夹持体是能够夹持薄膜的夹具装置，例如能够夹持薄膜的具有弹簧的夹子或者如图2中所示由上下两部分构成来固定薄膜的夹具。驱动机构1是电动驱动装置或者手动驱动装置，为第一夹持体3、第二夹持体4相背运动时拉伸两夹持体之间薄膜提供驱动力，例如驱动机构驱动第一夹持体3运动，第二夹持体4固定；或者驱动机构1同时驱动第一夹持体3和第二夹持体4运动。该驱动机构与对应夹持体之间可以使用例如绳子的绳状连接体连接，也可以使用固体连接体连接该驱动机构与对应夹持体。所述驱动机构与对应连接的夹持体之间连接的拉力测量装置，具体指拉力传感器，比如测力计等设备。
第一夹持体3和第二夹持体4之间的薄膜样品长度的测量过程，可以直接采用刻度尺来测量，例如将两个夹持体与驱动机构1放置在有刻度的平台上；也可以通过记录夹持体的位移来测量，例如通过位移传感器获测力第一夹持体3的位移变化。
驱动机构1为拉伸两个夹持体所夹持的薄膜样品提供驱动力；拉力测量装置2用于测量驱动机构对连接的夹持体的拉力值；第一夹持体3和第二夹持体4为测量薄膜样品的长度过程提供固定支撑作用，且使得测量过程中薄膜样品处于平整状态，从而得到的长度测量结果更为准确。
以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种薄膜热收缩率的测量方法，其特征在于，步骤如下：
1)加热前，测量薄膜样品的长度为薄膜初始长度L1；
2)将该薄膜样品置于加热设备中加热；
3)将该薄膜样品从加热设备中取出、冷却，拉伸该薄膜样品使其处于张紧状态，记录此时该薄膜样品的长度为薄膜变形后长度L2，根据所述薄膜初始长度L1、薄膜变形后长度L2、结合收缩率的计算公式计算出薄膜的热收缩率。
2.根据权利要求1所述的薄膜热收缩率的测量方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述薄膜初始长度L1是使薄膜处于拉伸状态下测量的，此时薄膜所受张力大小为N。
3.根据权利要求2所述的薄膜热收缩率的测量方法，其特征在于，所述步骤3)中，拉伸该薄膜样品，使其所受张力大小为所述N。
4.根据权利要求1、2或3所述的薄膜热收缩率的测量方法，其特征在于，所述步骤2)中，薄膜样品在加热设备中加热时，使该薄膜样品处于松弛状态。
5.一种薄膜热收缩率的测量装置，其特征在于，包括第一夹持体、第二夹持体和驱动机构，所述驱动机构是用于驱动至少一个所述夹持体，使第一夹持体、第二夹持体相背运动时以拉伸两夹持体之间薄膜的驱动机构。
6.根据权利要求5所述的薄膜热收缩率的测量装置，其特征在于，所述驱动机构与对应连接的夹持体之间连接有用于测量薄膜张力的测量装置。
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