本文针对实验室在执行GB/T 41347-2022《柔性包装材料耐揉搓性能的测试方法》时常见的问题,详细解析了标准实操中的五个关键错误点,包括环境条件控制、试样制备、揉搓模式选择、针孔计数操作以及气体阻隔性测试衔接。结合摩擦揉搓试验仪的实际应用,为检测人员提供清晰的实操指引,旨在提升测试数据的准确性与可复现性,确保实验室结果的可信度。
随着GB/T 41347-2022《柔性包装材料耐揉搓性能的测试方法》于2022年10月1日正式实施,我国柔性包装材料耐揉搓性能的测试终于有了统一的国家标准方法。这一标准通过机械手段模拟包材所受的揉搓折压行为,实现揉搓过程的定量测试,再进一步采用定性试验的方法验证材料的耐揉搓性能。
然而,在实际操作过程中,许多实验室由于对标准细节把握不准,导致测试结果出现偏差,直接影响了对材料耐揉搓性能的准确评估。本文将结合标准要求与实操经验,重点分析五个常见错误及其对测试结果的影响,帮助检测人员提高测试数据的可靠性和一致性。
标准要求:试验样品应在23℃±2℃,相对湿度50%±10%的环境状态下调节至少4小时,并在同一环境条件下进行揉搓试验。
常见错误:许多实验室为求方便,忽略了对环境温湿度的严格控制,认为这只是"次要因素"。实际上,温湿度对柔性包装材料的物理性能有显著影响。例如,在高湿环境下,一些高分子材料会吸湿软化,导致其在揉搓测试中表现出异常高的针孔数量;而在干燥环境下,材料可能变脆,测试结果同样会偏离真实值。
正确做法:
在实验前确认环境温湿度监测设备经过校准,确保其准确性
确保试样在规定的环境条件下调节足够时间(至少4小时)
揉搓测试过程应在同一环境条件下完成,避免测试过程中环境条件的波动
标准要求:选取具有代表性的试样,应平整、均匀且无污染,避免孔洞、针眼、折痕、划伤等缺陷。按照指定的测试方向,裁制12片平整试样(长(280±2)mm、宽(200±2)mm),宽度方向与测试方向平行。
常见错误:
随意裁取试样,忽略试样的方向性
使用有瑕疵的试样进行测试
试样尺寸偏差超出允许范围
未按规定准备足够数量的试样(标准要求12片,其中6片用于耐揉搓试验,另外6片用于对照试验)
正确做法:
使用专业的裁切工具,确保试样尺寸精确
在裁切前检查材料,避开原有缺陷区域
明确标注试样的方向,保证同一组测试中方向一致
严格按照标准要求准备12片试样,并合理分配用途
标准要求:GB/T 41347提供了五种常用的揉搓模式(A-E),测试人员应根据样品结构、测试方法及协商议定选择适宜的模式。
常见错误:许多操作人员习惯于固定使用一种揉搓模式,不管材料类型和应用场景。这种"一刀切"的做法往往导致测试结果要么过于严苛(产生过多针孔而无法准确统计),要么过于宽松(针孔太少导致试验现象不明显)。
正确做法:
理解五种揉搓模式的区别:模式A-D为长行程揉搓(次数分别为2700、900、270、20次),模式E为短行程揉搓20次
根据材料特性和测试目的选择合适的模式:对于高阻隔性材料,可选择较严苛的模式A;对于初步筛选,可选择较温和的模式
在报告中明确记录所使用的揉搓模式及选择依据
标准要求:针孔计数法是采用染色松节油涂刷样品测试区域来统计揉搓产生的针孔数量。
常见错误:
染色松节油制备不规范:未使用标准要求的化学纯松节油(15℃时的密度为0.860 g/mL~0.875 g/mL),或添加的染色剂比例不当
涂刷手法不一致:导致染色松节油分布不均匀
针孔统计标准不统一:对色斑重叠处或不同尺寸透印的计数判断不一致
正确做法:
严格按照标准制备染色松节油:向盛有100mL松节油脂的容器中加入5.0g无水氯化钙(CaCl2)和1.0g油溶性红色染料。密闭容器并摇匀,静置至少10h,在23℃±2℃的条件下用干燥滤纸过滤
使用统一的涂刷工具和手法,确保染色松节油均匀覆盖测试区域
遵循标准统计规则:每一个红色透印计为一个针孔;色斑重叠处如有明显不同的中心标识,按中心标识的数量分别计数;不论多大尺寸的透印均作为针孔计数
使用白色背景纸,便于观察和计数
标准要求:若揉搓后样品未出现肉眼可见的贯穿性针孔或采用针孔计数法未检测到针孔时,则需进一步采用气体阻隔性测试法来评价样品的耐揉搓性能。
常见错误:许多实验室在针孔计数结果显示无针孔或不明显时,便直接判定材料耐揉搓性能良好,忽略了气体阻隔性测试这一重要环节。实际上,有些材料在揉搓后虽未产生明显针孔,但其阻隔性能已显著下降。
正确做法:
即使针孔计数结果不明显,也应按照标准进行气体阻隔性测试
从揉搓后试样的测试区域内分别裁取适当尺寸的样片,用于气体阻隔性测试
根据实际情况确定试验气体(如O2、CO2、N2等)
所有样片均依据同一种气体阻隔性测试方法标准,在性能完好的同台测试设备上完成揉搓前后试样的气体阻隔性试验
计算揉搓前后试样的气体透过率算术平均值,评估材料阻隔性能的变化
要避免上述错误,除了严格遵循标准流程外,使用一台符合标准要求的摩擦揉搓试验仪至关重要。符合GB/T 41347-2022标准的仪器应具备以下特点:
能够精确控制揉搓频率(45次/分钟)
支持五种标准揉搓模式,并能在长、短行程间快速切换
具备多工位设计,可同时测试多个样品,提高效率
采用精密伺服电机和控制系统,确保测试过程的稳定性和数据的准确性
例如,西奥机电的GFT揉搓试验仪采用PLC工业级控制系统和7英寸触摸屏,提供了五种标准实验模式,四个试样工位,能够满足GB/T 41347-2022标准的测试要求。
GB/T 41347-2022标准的实施为柔性包装材料耐揉搓性能的评估提供了科学统一的方法。通过避免上述五个常见错误,实验室可以显著提高测试结果的准确性和可复现性,为包装材料的研发、质量控制和合规性验证提供可靠的数据支持。
严格遵循标准、注意细节操作、使用合规仪器,是确保测试结果可靠的关键。只有这样,实验室才能充分发挥GB/T 41347-2022标准的作用,为柔性包装材料的质量评价提供准确依据。
Q1: 如果实验室环境温湿度无法严格控制在标准范围内,该如何处理?
A: 如果实验室环境无法达到标准要求(23℃±2℃,相对湿度50%±10%),应在测试报告中明确记录实际的环境条件,并在结果解读时考虑这一因素。但对于认证性或仲裁性测试,建议寻找符合要求的实验室环境,或者投资环境控制设备,因为温湿度偏差会显著影响测试结果。
Q2: 如何判断染色松节油是否变质?变质后是否会影响测试结果?
A: 变质的染色松节油通常会出现沉淀、分层或颜色异常等情况。标准指出"如使用过程中染色松节油出现变质或涂抹效果不良等情况,应重新配置"。使用变质的染色松节油会导致染色效果不一致,影响针孔识别的准确性,进而导致测试结果偏差。
Q3: 是否可以使用其他染色剂代替标准中指定的油溶性红色染料?
A: 不建议随意替换。标准中指定使用油溶性红色染料是为了确保染色效果的一致性和可比性。使用其他染料可能导致染色特性不同,影响针孔的识别和统计。如确有需要更换,应通过比对试验确认等效性,并在报告中明确说明。
Q4: 对于非均匀材质的柔性包装材料,取样时应注意什么?
A: 对于非均匀材质,应在不同区域取样,确保样品具有代表性。如果材料有明显的方向性(如拉伸取向),应在纵、横两个方向分别取样测试,并在报告中注明试样的方向。同时,应增加试样数量,以提高测试结果的可靠性。