摘要：酸奶杯蓋膜大多采用鋁箔復合膜材質，主要為了保證封口的高阻隔性，同時滿足吸管易穿刺。但是，蓋膜過于易穿刺則會導致不耐受外界硬物的作用力，從而發生泄漏、破損等質量問題。因此，如何保證蓋膜的抗穿刺力較為合適，則需要專業的抗穿刺性檢測設備及合理的檢測方法進行驗證。本文詳細介紹了抗穿刺性驗證試驗的測試原理、方法及試驗步驟，可為相關行業提供實際參考。
關鍵詞：酸奶塑料杯、封口蓋膜、泄漏、破裂、鋁箔復合膜、鋁塑復合膜、軟塑包裝、抗穿刺力、抗穿刺性、穿刺強度、智能電子拉力試驗機、電子拉力機
1、意義
抗穿刺性是軟塑薄膜一項重要指標性能，即包裝材料抵抗外力穿刺的性能，以“抗穿刺力"或“穿刺強度"表征其性能。對于使用軟塑薄膜包裝的成品在包裝、儲存、運輸及流通環節中，易受到包裝內部較尖銳的硬物（如竹簽、木棍、骨頭、調味顆粒以及速凍水餃的邊角等）或者外界常接觸到的尖銳物品（如其他包裝袋的堅硬邊角）的穿刺、沖擊等作用力。倘若包裝材料的抗穿刺性較差，即抗穿刺力或穿刺強度較低，則易引起包裝表面出現細小針孔似的孔洞，導致成品包裝漏氣或泄露，甚至出現明顯破袋，從而使得內裝物發生變質、泄漏等質量問題。
塑料杯酸奶包裝常使用含有鋁箔這種金屬材質的薄膜作為杯口蓋膜，即采用鋁箔與其他塑料膜形成的復合膜。因為酸奶含有大量的脂肪與蛋白質成分，要求其包裝材料具有很高的阻氧性，而此種材質的蓋膜具有高阻隔性，可保證酸奶杯的阻氧性；同時其易被吸管穿刺，便于食用者吸食，但并不代表蓋膜的抗穿刺力越小越好（即蓋膜易于刺穿），需滿足一定的抗穿刺性，防止外界物體對其造成的意外傷害。本文以某品牌酸奶塑料杯鋁箔復合膜材質的蓋膜為例，采用濟南蘭光自主研發的XLW(EC)智能電子拉力試驗機進行相關抗穿刺性試驗。
圖1 酸奶杯及其蓋膜
2、標準
國內有關軟塑包裝抗穿刺力的測試方法主要依據為GB/T 10004-2008《包裝用塑料復合膜、袋干法復合、擠出復合》中“6.6.13 穿刺強度"部分進行相關測試。
3、檢測樣品
某品牌酸奶杯蓋膜（鋁箔復合膜卷膜）。
4、檢測設備
本文采用Labthink蘭光XLW(EC)智能電子拉力試驗機測試樣品的抗穿刺力。
圖2 XLW(EC)智能電子拉力試驗機
4.1 測試原理
根據實際穿刺方向，確定試樣內外表面中哪一面面向穿刺針，再利用特殊夾具夾持試樣。安裝在動夾頭上的穿刺針將按照一定速率移動，直到穿刺試樣，位于動夾頭上的力值傳感器與位移傳感器將準確記錄整個穿刺過程中的力值變化。
4.2 設備可適用范圍
(1) XLW(EC)智能電子拉力試驗機適用于塑料薄膜、復合材料、軟質包裝材料、塑料軟管、膠粘劑、膠粘帶、不干膠、貼劑、離型紙、保護膜、組合蓋、金屬箔、隔膜、背板材料、無紡布、橡膠、紙張等產品的抗穿刺力、拉伸、剝離、變形、撕裂、熱封、粘合、開啟力、撕開力、低速解卷力、剝開力、拉拔力等性能的測試。
(2) XLW(EC)智能電子拉力試驗機符合GB 8808-1988、GB/T 1040.1-2006 ~ GB/T 1040.4-2006、GB/T 1040.5-2008、GB/T 4850-2002、GB/T 12914-2008、GB/T 2790 ~ GB/T 2792、QB/T 2358、ISO 37、ASTM D 3330、ASTM F 904等將近30項國內外標準。
4.3 設備參數
- 500 N、50 N兩種規格的力值傳感器可供選擇，測試精度優于0.5級，有效的保證了測試結果的準確性。
- 設備支持拉、壓雙向試驗模式，在兩種試驗模式下，試驗速度均可從50 mm/min、100 mm/min、150 mm/min、200 mm/min、250 mm/min、300 mm/min、500 mm/min七種模式中任意設定。
- 設備采用氣動夾樣，能夠有效防止試樣打滑。
- 夾具的行程為950 mm。
- 通過限位保護、過載保護以及自動回位等智能配置，保護用戶的操作安全。
- 配置了100余種不同的試樣夾具供用戶選擇，可滿足超過1000種材料的測試要求，并可根據測試材料的不同，提供定制服務。
5、試驗步驟
(1) 用取樣器從鋁塑復合膜蓋膜的表面裁取直徑為100 mm的圓形試樣5片。
(2) 確定穿刺針由試樣外表面向內穿刺后，將試樣裝夾到穿刺試驗夾具上，試樣外表面面對穿刺針方向，并將夾具固定在試驗設備上。
(3) 設置夾持穿刺針動夾頭的試驗速度、位移、試樣厚度等試驗信息。
(4) 點擊開始試驗選項，試驗開始。
(5) 儀器自動計算、分析并出具試驗結果。
圖3 試樣裝夾過程
6、試驗結果
- 5個蓋膜試樣的抗穿刺力分別為：6.928、7.105、7.088、7.216、6.994，每個試樣結果之間相對偏差均小于5%。根據實際蓋膜在使用過程中的需要，該抗穿刺力數值較為合適，既能滿足食用時吸管容易插入，也可保證蓋膜不易被外界硬物穿刺而發生破裂或泄露。
7、結論
采用XLW(EC)智能電子拉力試驗機(Labthink蘭光)測試鋁箔復合膜材質蓋膜的抗穿刺力時，可獲得穩定、準確的試驗結果，為酸奶杯產品實際使用時的相關指標提供可靠驗證方案。本方案涉及的抗穿刺力儀器及檢驗方法還可適用于其他軟塑復合膜產品的抗穿刺性驗證。Labthink蘭光一直致力于為客戶提供專業的檢測服務與設備，多年來為客戶提供了上千次相關抗穿刺性的驗證服務，為客戶提供可靠的數據支持。了解關于更多相關檢測儀器信息，您可以登陸濟南蘭光公司查看具體信息或致電咨詢。Labthink蘭光期待與行業中的企事業單位增進技術交流與合作。
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