新的ASTM薄膜厚度和偏差标准对于薄膜加工企业的影响

最近美国推出了新ASTM标准D8136,该标准使用非接触厚度测试仪来测量塑料薄膜厚度和厚度偏差。

该新ASTM标准能够帮助薄膜加工企业提升加工速度和品质,挑选好的原膜供应商,避免所加工原膜不符合技术指标。D8136是可溯源标准,可以得到薄膜的平均厚度和厚度偏差,数据具有优越的可重复性和可再现性。该标准可以让薄膜加工企业用可靠的数据来区分供应商原膜品质。

塑料薄膜的厚度和厚度偏差对于薄膜加工企业有着非常重要的影响,新的D8136标准可以帮助生产企业提升产品质量,客户/供应商关系以及加工过程。

许多薄膜加工企业使用的薄膜越来越薄,这样可以减少原材料使用量,更环保,降低成本。当塑料薄膜变薄,使用接触式测量法就很难精确测量。举个例子,许多企业使用千分尺,而千分尺的精度是+/-1微米,这对于厚度12微米的的薄膜意味着+/-8%的偏差。如果企业购买12微米厚度的薄膜,厚度偏差允许范围+/-5%,那么显而易见接触式千分尺就不能够有效的测量原膜的平均厚度和偏差。而接触式测厚仪测头对于薄膜的挤压以及读取数据都会产生偏差。

薄膜生产企业和加工企业需要越来越精确以及越来越小偏差的数据,新D8136可以满足行业需求。

接触式和非接触式测厚重复性和重现性(R&R)对比研究:

第一组用非接触式测厚仪测试;

第二组用接触式测厚仪测量20微米厚度的薄膜条,3个测试人员,每人测两次,每次测10个点。测试人员不能看到测试读数,测试读数由电脑记录,测试数据见表1.

好的R&R数据低于10%,最高不超过30%。对比研究结果是第一组3%,而第二组达到了69%。这表明接触法的测厚偏差远高于30%,数据不可信。而新的非接触法测试到的数据是精确可靠的,可以帮助企业做出正确的判断。

1. 非接触式测厚仪和接触式测厚仪读数对比数据重复性和再现

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什么是好的分析仪器,如何分析

分析薄膜厚度是需要的,因为薄膜的一个点厚度是无法确定平均厚度或是厚度偏差的。

分析薄膜厚度,我们先从母卷末端横向切割下一整条薄膜,然后用PR2000测厚仪来测量。测试仪在拉动薄膜条通过测试探头同时读取数据,生成图表和厚度统计,显示偏差的图形和振幅,以及样品的平均厚度。

检测过程快速,简单,用时60秒,收集了大量数据。每隔0.125秒,样品带上所有区域都被测量到了。

如何判定一个好的分析仪器,首先你需要可重复性的精确数据。这可以简单显示,通过将同一个样品2组背靠背测试图形相重合。

第二个要点就是偏差,而PR2000的偏差只有+/-0.5%

厚度分析可以用于薄膜生产企业的品质控制,以及薄膜加工企业的原膜验收 

案例分析:

某薄膜生产企业一直给一家薄膜加工企业供货,由于薄膜厚度出现了问题,加工企业退货率达到了10-15%,双方合作关系变得很紧张,在6个月里,每月造成加工企业10万美元的损失和供货商1.5-2万美元的损失。双方损失一度超过20万美元。

双方都有厚度测试仪测试厚度和偏差。薄膜厚度偏差对于加工企业很重要,厚度偏差会影响到薄膜热封和制袋,当袋子负重达到30磅,而原膜厚度偏差过大时,厚度薄的一面会破裂而通不过测试。加工企业希望有解决方案来解决厚度不均匀的问题。

为了解决问题,我们使用了新的ASTM标准。我们提取了样品膜,用样品膜校准了测厚仪,做出校准框架作为校准参数。仪器校准使用了NIST溯源校准,这是标准推荐的方法。使用校准框架,买房和卖方的测厚仪数据一致,没有偏差。当双方测试仪数据一致时,卖方出货前测试数据,买方收货时也测试数据,双方测试结果相同。

一年以后,双方合作关系非常融洽,退货率从10-15%下降到0.5%,成本大大下降,双方生产效率也大大提升。

标准解读:

D6988是老的ASTM塑料薄膜测厚标准,使用接触式测厚仪。它里面也提及非接触测厚仪的使用,但是没有详细资料。老标准有许多问题,最主要的就是标准不能提供精确和偏差小的数据。

新的D8136标准,可以提供高精度,低偏差的薄膜厚度测量数据。新仪器精度提高了10倍,更适合更薄的塑料薄膜。

新标准定义了检测设备的要求和如何采集薄膜样品。它展示了4种不同的校准选项。设备校准是影响标准最重要的因素之一,这会影响薄膜测试精度。

对于薄膜加工企业的影响:

以前加工企业经常抱怨供应商“偷工减料”,就是供应商提供的产品都是下偏差。举个例子,如果产品技术指标是2毫米(+/-10%),供应商会提供1.8毫米的产品,这样造成了供应商和客户关系破裂。新标准会让行业更加诚信。它使用NIST溯源校准设备来测量薄膜厚度,设备精度达到了+/-0.1微米。精确的平均厚度读数可以让薄膜加工企业看到供应商原膜的量化的品质差异。这可以让行业从成不驱动走向更多的品质驱动。买方可以比较原膜的品质偏差,卖方也可以在原膜出库前使用新标准来确认产品质量。

严格的指标和品质稳定的原膜可以提升加工流程。

厚度更均匀的原膜可以让加工企业的加工流程更加快速,稳定。原膜生产企业强调厚度数据可以更快的帮助找出加工问题,比如封口问题,厚度偏差数据可以被分析,故障检修工可以因此判断是原膜的问题还是加工设备的问题。

厚度偏差还会造成薄膜印刷的问题,许多薄膜印刷企业要求原膜供应商达到厚度偏差需求,并把要求放入采购合同。


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