酒類包裝用PET吸塑制品及其常用卷材的耐候性研究

鄒亮，楊繼紅，黃開旭，趙詠

(四川省宜賓普拉斯包裝材料有限公司，四川 宜賓 644007)

酒類包裝除了要擁有足夠吸引力的漂亮外觀，還需要對酒瓶進(jìn)行有效的防護(hù)，酒瓶定位一直是酒類包裝的防護(hù)重點(diǎn)。酒瓶定位后，能更好的避免在裝卸和運(yùn)輸過程中造成的包裝損壞，而酒類包裝行業(yè)經(jīng)常使用吸塑制品對酒瓶進(jìn)行定位，這使酒類包裝從業(yè)者對吸塑制品的強(qiáng)度有了具體的要求。但吸塑制品的強(qiáng)度不僅僅只是受制作工藝和原材料的影響，還有一個(gè)容易讓我們忽視的原因——耐候性。本文通過多種試驗(yàn)收集相關(guān)數(shù)據(jù)，對PET吸塑制品及其常用卷材的耐候性進(jìn)行了分析研究。

1 試驗(yàn)部分

1.1 制備設(shè)備

試樣制備設(shè)備見表1。

表1 試樣制備設(shè)備

1.2 檢測設(shè)備

試樣檢測設(shè)備見表2。

表2 試驗(yàn)檢測設(shè)備

1.3 試樣編號(hào)及成分

試樣編號(hào)及成分見表3。

表3 試樣編號(hào)及成分

1.4 測試方案

使用單螺桿片材擠出機(jī)制作四種吸塑生產(chǎn)常用卷材樣品，備用。

1.4.1 測試a

使用沖壓機(jī)分別對常溫儲(chǔ)存的四種吸塑制品常用卷材樣品，在每月固定日制成樣條，不經(jīng)過狀態(tài)調(diào)節(jié)，直接用電子拉力試驗(yàn)機(jī)對樣條的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率進(jìn)行測試。每種卷材樣品每月測試一次，連續(xù)測試十二個(gè)月。

1.4.2 測試b

使用沖壓機(jī)分別對常溫儲(chǔ)存的四種吸塑制品常用卷材樣品，在每月固定日制成樣塊，不經(jīng)過狀態(tài)調(diào)節(jié)，用落鏢沖擊試驗(yàn)儀對樣塊的抗沖擊力進(jìn)行測試。每種卷材樣品每月測試一次，連續(xù)測試12個(gè)月。

1.4.3 測試c

使用全自動(dòng)高速真空成型機(jī)分別對四種吸塑制品常用卷材樣品，在每月固定日制成吸塑件，常溫放置24 h后，隨機(jī)抽取每種吸塑件樣品各30個(gè)，用落鏢沖擊試驗(yàn)儀進(jìn)行2 010 g固定重量的抗沖擊高度測試。每種吸塑件樣品每月測試一次，連續(xù)測試十二個(gè)月。

1.4.4 測試d

四種吸塑制品常用卷材樣品在常溫庫房存放一年后，使用全自動(dòng)高速真空成型機(jī)分別對四種卷材樣品制成批量吸塑件，再在每月固定日隨機(jī)抽取每種吸塑件樣品各30個(gè)，用落鏢沖擊試驗(yàn)儀進(jìn)行2 010 g固定重量的抗沖擊高度測試。每種吸塑件樣品每月測試一次，連續(xù)測試12個(gè)月。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 測試a

圖1是使用四種PET樣條測得的橫向拉伸強(qiáng)度（MPa）值和測試當(dāng)日的溫度區(qū)間值繪制的曲線圖。四種樣條的橫向拉伸強(qiáng)度區(qū)間在57.5～78.5 MPa，符合大于50 MPa的拉伸強(qiáng)度要求。

從曲線圖來看，溫度的變化沒有導(dǎo)致卷材橫向拉伸強(qiáng)度同步變化，卷材橫向拉伸強(qiáng)度的波動(dòng)區(qū)間較穩(wěn)定，且3#樣品橫向拉伸強(qiáng)度的平均數(shù)據(jù)最佳。

圖2是使用四種PET樣條測得的縱向拉伸強(qiáng)度（MPa）值和測試當(dāng)日的溫度區(qū)間值繪制的曲線圖。四種樣條的縱向拉伸強(qiáng)度區(qū)間在58.5～76.5 MPa，也符合大于50 MPa的拉伸強(qiáng)度要求。

同樣，溫度的變化也沒有導(dǎo)致卷材縱向拉伸強(qiáng)度同步變化，卷材縱向拉伸強(qiáng)度波動(dòng)區(qū)間較穩(wěn)定，且3#樣品縱向拉伸強(qiáng)度的平均數(shù)據(jù)最佳。

圖3是使用四種PET樣條測得的橫向斷裂伸長率（%）值和測試當(dāng)日的溫度區(qū)間值繪制的曲線圖。因斷裂伸長率值數(shù)據(jù)較大，為在同一曲線圖中體現(xiàn)出溫度波動(dòng)，特把溫度區(qū)間值放大了10倍，以便觀察。測得的四種樣條橫向斷裂伸長率區(qū)間在696%～1 001%，符合大于500%的斷裂伸長率要求。

1#、2#、4#樣品橫向斷裂伸長率都有隨溫度波動(dòng)而變化的趨勢；3#樣品的橫向斷裂伸長率在試驗(yàn)后期與溫度有反向波動(dòng)的情況；3#樣品橫向斷裂伸長率的平均數(shù)據(jù)最佳。

圖4是使用四種PET樣條測得的縱向斷裂伸長率（%）值和測試當(dāng)日的溫度區(qū)間值繪制的曲線圖。同樣為在同一曲線圖中體現(xiàn)出溫度波動(dòng)，以便觀察，特把溫度區(qū)間值放大了10倍。測得的四種樣條縱向斷裂伸長率區(qū)間在691～956%，符合大于500%的斷裂伸長率要求。

1#樣品的縱向斷裂伸長率波動(dòng)區(qū)間較平穩(wěn)；2#、4#樣品的縱向斷裂伸長率有隨溫度波動(dòng)而變化的趨勢；3#樣品的縱向斷裂伸長率在試驗(yàn)后期與溫度有反向波動(dòng)的情況，且3#樣品縱向斷裂伸長率的平均數(shù)據(jù)最佳。

2.2 測試b

將四種PET樣塊做落鏢沖擊試驗(yàn)，落標(biāo)質(zhì)量2 010 g，高度1.75 m，均未見樣塊破損。

2.3 測試c

圖5是使用四種PET卷材樣品按月固定日制作吸塑件，放置24 h后，進(jìn)行固定重量的抗沖擊高度測試數(shù)據(jù)和環(huán)境溫度區(qū)間值繪制的曲線圖。為方便同圖體現(xiàn)波動(dòng)，特把溫度區(qū)間值縮小了5倍。

從曲線圖來看，環(huán)境溫度的波動(dòng)對各批次吸塑件樣品的抗沖擊高度沒有明顯影響。

四種樣品的抗沖擊數(shù)據(jù)平均值（見表4）。

表4 抗沖擊數(shù)據(jù)平均值

各樣品抗沖擊高度平均值排序?yàn)椋?#＜3#＜2#＜ 4#。

2.4 測試d

圖6是使用四種PET卷材樣品在常溫庫房存放一年后批量制成吸塑件，在每月固定日隨機(jī)抽取吸塑件進(jìn)行固定重量的抗沖擊高度測試數(shù)據(jù)和環(huán)境溫度區(qū)間值繪制的曲線圖。為方便同圖體現(xiàn)波動(dòng)，特意把溫度區(qū)間值縮小了5倍。

本測試所用吸塑件與“測試c”第12次測試用吸塑件為同批吸塑件。

從曲線圖來看，環(huán)境溫度的波動(dòng)對本批次的庫存吸塑件樣品的抗沖擊高度沒有明顯影響。但與按月制作的吸塑件抗沖擊高度比較，庫存吸塑件的抗沖擊高度有明顯降低。

四種樣品的抗沖擊數(shù)據(jù)平均值（見表5）：

表5 件抗沖擊數(shù)據(jù)平均值

各樣品抗沖擊高度平均值排序?yàn)椋?#＜3#＜2#＜4#。

測試中，庫存吸塑件樣品在第9次抗沖擊高度測試后，沖擊面均有碎裂的情況（見圖7、圖8）；而之前8次的沖擊破裂只是在沖擊面周邊的R角附近產(chǎn)生（見圖9、圖10）。

3 結(jié)語

從四種測試方案獲得的數(shù)據(jù)分析，我們得到如下幾點(diǎn)結(jié)論：

3.1 通過測試a、b可知

常溫庫房儲(chǔ)存的四種PET卷材樣品，在一年內(nèi)，其物理性能均能達(dá)到卷材拉伸強(qiáng)度＞50 MPa、斷裂伸長率＞500%、高度1.75 m落標(biāo)質(zhì)量2 010 g的落標(biāo)沖擊無破損的要求。

3.2 通過測試a可知

片厚0.8 mm并添加適量開口劑和增韌劑的PET卷材，在常溫庫房中儲(chǔ)存，一年內(nèi)其拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率優(yōu)于其他三種PET卷材。

3.3 通過測試d可知

片厚1.0 mm并添加適量開口劑和增韌劑的PET卷材制成的吸塑件，在常溫庫房中儲(chǔ)存，一年內(nèi)其抗沖擊高度優(yōu)于其他三種PET卷材制作的吸塑件。

3.4 通過測試c、d可知

在常溫庫房中儲(chǔ)存的卷材按需制作吸塑件，其抗沖擊性能受每次吸塑制作的工藝影響。在同批次吸塑制品中，按需制作的吸塑件其抗沖擊高度優(yōu)于庫存吸塑件的抗沖擊高度。

3.5 通過測試d可知

在上述落標(biāo)沖擊試驗(yàn)條件下，庫存吸塑件在第九次測試時(shí),氣溫由高轉(zhuǎn)低，吸塑件開始出現(xiàn)沖擊面“碎裂”的現(xiàn)象。