概述
柔性包裝材料耐揉搓性能，是指柔性包裝材料在受到反復揉搓、折壓、扭轉等多維度復合機械應力作用后，保持其結構完整性和原有阻隔性能的能力。在包裝材料的生產、加工、倉儲、運輸及臨床使用過程中，揉搓、折壓等反復機械應力是導致柔性包裝材料針孔破損、阻隔性能衰減甚至包裝系統失效的主要原因，尤其是含有鍍鋁層、鋁箔或氧化物蒸鍍薄膜等結構的高阻隔包裝材料，其耐揉搓性能直接關系到包裝系統的密封完整性和內容物的保質期。柔性包裝材料耐揉搓性能的評價主要通過揉搓試驗和耐揉搓性能評價兩個步驟完成，借助儀器以規定的頻率和行程對包裝材料進行往復旋轉與壓縮來模擬實際工況下的揉搓行為，通過檢測揉搓前后試樣針孔數量的變化或阻隔性能的變化來量化評價材料的耐揉搓性能。中國針對柔性包裝材料耐揉搓性能的檢測方法國家標準GB/T 41347-2022《柔性包裝材料耐揉搓性能的測試方法》已于2022年10月1日正式實施，為柔性包裝材料的耐揉搓性能提供了統一的定量與定性評價方法。
適用樣品
柔性包裝材料耐揉搓性能的評價適用于多種柔性及半剛性包裝材料，主要包括以下類型：
藥品及醫療器械包裝材料：適用于藥品包裝用復合膜、鍍鋁膜、鋁塑復合膜、涂層膜、尼龍膜等材料的抗揉搓性能測試，以及無菌醫療器械包裝中常用的軟性屏障材料（如醫用透氣性包裝膜、特衛強蓋材等）的抗揉搓性實驗。
食品包裝材料：適用于食品包裝用阻隔透明塑料復合膜、柔性包裝材料、氧化物阻隔透明塑料復合膜及袋類包裝材料的抗揉搓性能測試。
其他柔性材料：適用于包裝用紙張、各類柔韌性薄膜等材料的抗揉搓性能測試。
測試原理
柔性包裝材料耐揉搓性能的測試基于往復式機械揉搓原理。測試時，將按規定尺寸裁剪的試樣平展安裝于揉搓試驗儀的固定心軸與移動心軸之間，移動心軸以固定的頻率（45次/分鐘）進行往復旋轉與壓縮運動。當揉搓角度為440°時，移動心軸在水平方向移動155 mm；當揉搓角度為400°時，水平移動行程為80 mm。
揉搓試驗結束后，通過以下兩種方法中的任意一種或組合方式對材料的耐揉搓性能進行評價：
針孔計數法：采用染色松節油涂刷法，將揉搓后的試樣平鋪于白紙上，在試樣測試區域均勻涂刷染色松節油，透過貫穿性針孔滲出的染色松節油會在白紙上形成紅色斑點，統計白紙上的紅色斑點數量，以此判定揉搓過程所產生的針孔缺陷數量。
氣體阻隔性測試法：若揉搓后樣品未出現肉眼可見的貫穿性針孔或采用針孔計數法未檢測到針孔時，需進一步采用氣體透過率測試儀檢測揉搓前后試樣的氧氣透過率或水蒸氣透過率的變化，通過計算阻隔性能的變化率來評價材料的抗揉搓性能。
測試標準
柔性包裝材料耐揉搓性能的測試嚴格遵循以下國內外相關標準：
GB/T 41347-2022《柔性包裝材料耐揉搓性能的測試方法》：中華人民共和國國家標準（推薦性），于2022年3月9日發布，2022年10月1日正式實施，由全國包裝標準化技術委員會歸口。該標準由中國柔性包裝材料耐揉搓性能檢測方法國家標準，規定了測試柔性包裝材料耐揉搓性能的方法，提供了一種“定量+定性”的綜合測試驗證方法，適用于柔性包裝材料耐揉搓性能的測試。
YY/T 0681.12-2022《無菌醫療器械包裝試驗方法 第12部分：軟性屏障材料抗揉搓性》：中華人民共和國醫藥行業標準（推薦性），由國家藥品監督管理局于2022年5月18日發布，2023年6月1日正式實施，全部代替YY/T 0681.12-2014。該標準以針孔形成作為測定破損與否的評判標準，適用于軟性屏障材料抗揉搓性的測試。
ASTM F392/F392M《撓性阻擋層材料耐撓曲度的標準試驗方法》（Standard Test Method for Flex Durability of Flexible Barrier Materials）：美國材料與試驗協會制定的國際通用標準，旨在測定軟包裝材料對彎曲形成的針孔故障的抵抗力，并可用于確定彎曲對阻隔性能（如氧氣或水蒸氣透過率）的影響。該標準規定了五種調節級別（A、B、C、D、E），其中調節級別A、B或C常用于評估材料對針孔故障的抵抗力，調節級別D或E常用于評估彎曲對阻隔性能的影響。本試驗方法采用Gelbo撓曲測試儀（包含固定心軸和移動心軸，可產生扭轉和水平運動），是國際上評價材料耐彎曲疲勞性能的主要方法標準。
GB/T 40266-2021《食品包裝用氧化物阻隔透明塑料復合膜、袋質量通則》：中華人民共和國國家標準（推薦性），于2021年5月21日發布，2021年12月1日正式實施。該標準由全國食品直接接觸材料及制品標準化技術委員會歸口，規定了食品包裝用氧化物阻隔透明塑料復合膜、袋的質量要求，涉及抗揉搓性能的檢測條款。
氣體阻隔性測試方法標準參考：氣體阻隔性測試可依據GB/T 1038《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法 壓差法》、ISO 15105-1、ASTM D1434、GB/T 1037《塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗方法 杯式法》等相關標準執行。
儀器特征
現代揉搓試驗儀普遍采用以下核心技術特征：
精密傳動系統：采用直動軸與旋轉軸對向設置（相距180mm）的結構設計，配合精密滾珠絲桿和伺服電機，揉搓頻率統一為45次/分鐘，符合標準要求。
多重標準試驗模式：內置多種標準試驗模式，包括模式A（長行程揉搓2700次）、模式B（長行程揉搓900次）、模式C（長行程揉搓270次）、模式D（長行程揉搓20次）、模式E（短行程揉搓20次）五種標準模式。揉搓角度可在440°（對應水平行程155 mm）與400°（對應水平行程80 mm）之間切換。
智能操作平臺：配備7英寸HMI人機界面觸摸屏，操作直觀、簡單。具有數據自動存儲、掉電自動記憶功能，防止數據丟失。
多工位設計：提供三工位及四工位測試機型可選，支持多個試樣同時進行獨立揉搓試驗。多個試樣在測試過程中會平分總拉壓力和總旋轉扭矩。
安全保護機制：配置限位保護、過載保護及緊急制動功能，保障儀器操作及運行安全。
數據輸出功能：內置微型打印機，可即時打印測試報告。可選配計算機軟件進行數據存儲、分析和報告生成。
技術參數
揉搓試驗儀的典型技術參數如下：
揉搓頻率：45次/分鐘
拉壓力：450 N
旋轉扭矩：3.5 Nm
揉搓角度：440°（對應水平行程155 mm）或400°（對應水平行程80 mm）
水平行程：155 mm或80 mm
工位數量：3工位或4工位可選
試樣尺寸：長度280 mm±2 mm，寬度200 mm±2 mm
注：多個試樣在測試過程中會平分總拉壓力和總旋轉扭矩
使用方法
依據GB/T 41347-2022標準規定，柔性包裝材料耐揉搓性能的測試包括揉搓試驗和耐揉搓性能評價兩個步驟：
試樣制備與環境調節：從待測材料上裁取規定尺寸的試樣（長280 mm±2 mm、寬200 mm±2 mm），確保試樣表面平整、均勻且無污染，避免孔洞、針眼、折痕、劃傷等缺陷。共裁取12片試樣，其中6片用于耐揉搓試驗，另外6片用于針孔計數法或氣體阻隔性的對照試驗。將試樣置于標準實驗室環境（溫度23℃±2℃、相對濕度50%±10%）中調節至少4小時，并在相同環境條件下進行揉搓試驗。
揉搓試驗：使用雙面膠將試樣長度方向的兩邊分別包裹貼覆于直動軸和旋轉軸之外的支撐臂上，并用束緊器具輔助固定試樣，防止揉搓過程中試樣脫落。試樣寬度方向兩側邊之間保持自由分開狀態。在觸摸屏上根據樣品結構、測試方法及協商議定選擇適宜的揉搓模式（模式A至模式E）。啟動試驗，對試樣進行揉搓。揉搓結束后，取下試樣，在中心位置標出測試區域（150 mm±2 mm×200 mm±2 mm），方便后續耐揉搓性能評價測試取樣。
針孔計數法評價：將3片揉搓后的試樣分別平鋪粘貼在3張白色背景紙上，粘貼時注意避開測試區域。用漆刷將預制備的染色松節油充分涂刷在每片試樣的測試區域，放置1分鐘后，用紙巾一邊輕輕擠壓試樣與白色背景紙，一邊擦除染色松節油。移開試樣，在白色背景紙測試區域內統計每片試樣的針孔數量。染色松節油的制備方法為：向盛有100mL松節油脂（15℃時密度為0.860 g/mL~0.875 g/mL）的容器中加入5.0g無水氯化鈣和1.0g油溶性紅色染料，密閉容器并搖勻，靜置至少10小時后用干燥濾紙過濾。用同樣的測試方法獲得未揉搓試樣的針孔數，計算每片試樣測試區域內平均針孔數，結果保留至整數。
氣體阻隔性測試法評價：若揉搓后樣品未出現肉眼可見的貫穿性針孔或采用針孔計數法未檢測到針孔時，需進一步采用氣體阻隔性測試法評價樣品的耐揉搓性能。從3片揉搓后試樣的測試區域內分別裁取適當尺寸的樣片，從3片未揉搓試樣上裁取對應樣片作為對照樣。根據實際情況確定試驗氣體（如O2、CO2、N2、He、空氣、水蒸氣等），所有樣片均依據同一種氣體阻隔性測試方法標準（如GB/T 1038、ISO 15105-1、ASTM D1434、GB/T 1037等），在性能完好的同臺測試設備上完成揉搓前后試樣的氣體阻隔性試驗。計算揉搓前后試樣的氣體透過率算術平均值，結果保留至小數點后兩位。
維護保養
日常清潔：每次測試后，用軟布清潔夾具安裝面、導軌及儀器外殼，去除測試碎屑或殘留物。使用雙面膠固定試樣時，應及時清除殘留膠跡。禁止使用腐蝕性有機溶劑直接擦拭設備表面。
運動部件保養：定期檢查絲桿、導軌等傳動部件，保持清潔并按需添加少量專用潤滑脂，確保儀器長期運行順暢。
夾具檢查：定期檢查夾具夾持面的磨損狀況，確保試樣能夠被可靠固定而不發生滑脫。
傳感器與電機保護：避免超量程使用，嚴禁在儀器運行時強行觸碰運動部件，防止對伺服電機和力值傳感器造成沖擊載荷。
環境管理：儀器應置于清潔、干燥、無振動的環境中，避免陽光直射和溫度劇烈波動。建議環境溫度控制在10℃至30℃，相對濕度不超過80%。
定期校準：建議每年委托具備資質的計量機構進行全面校準。使用中如對測試結果存疑，應及時進行校準驗證。
校準方法與周期
校準方法：
力值校準：使用經計量溯源的標準砝碼對力值傳感器進行多點校準。將砝碼懸掛于傳感器上，通過儀器校準程序調整顯示值，使其與標準砝碼的質量值一致。儀器的示值誤差應在測試值的±1%以內。
速度校準：使用秒表等計時工具測量實際揉搓頻率是否與設定值（45次/分鐘）相符。
角度/行程校準：使用標準量角器及卡尺驗證揉搓角度（440°或400°）及水平行程（155 mm或80 mm）的準確度。
多工位一致性校準：對于多工位機型，需定期對各工位的機械運動一致性及力值分配狀態進行校驗，確保各工位在測試過程中試樣受力條件相同。
校準依據：可參照JJG 139《拉力、壓力和萬能試驗機檢定規程》的通用要求執行。
校準周期：
建議全面校準周期為12個月，由具備資質的計量機構執行。
期間核查：建議每月使用標準砝碼進行力值快速核查，確保儀器持續處于正常工作狀態。
特殊情形：儀器經過重大維修、搬遷移位或對測試結果存疑時，應及時進行校準，合格后方可重新投入使用。
常見故障與排除方法
故障一：測試結果重復性差或數據波動大。
排除：檢查試樣安裝是否平整一致、有無褶皺；確認夾具夾持是否牢固、受力是否均勻；檢查儀器是否在校準有效期內；確保不同樣品之間的平行試驗條件統一。
故障二：儀器運行時有異響或運動卡滯。
排除：立即停機。清理絲桿及導軌上的異物或碎屑，并涂抹適量專用潤滑脂。若故障依舊，可能涉及機械部件磨損，需聯系專業技術人員進行檢修。
故障三：各工位測試結果差異明顯。
排除：檢查多工位機型中各工位的夾具安裝是否緊固、夾持力是否一致；確認多個試樣的固定方式是否相同；檢查儀器參數設置中是否對分力條件進行了正確設定。
故障四：針孔檢測結果與阻隔性能測試結果不一致。
排除：檢查染色松節油涂刷是否均勻，避免漏檢或染色不均。未出現肉眼可見貫穿性針孔的樣品，應以阻隔性能法（OTR或WVTR測試）作為判定依據。
故障五：觸摸屏失靈或系統無法啟動。
排除：檢查電源連接及電源開關。若觸摸屏失靈，可能為內部連接線接觸不良或屏幕硬件故障，需由專業技術人員檢修。
故障六：微型打印機不工作或打印不清。
排除：檢查打印機與主機的連接線；檢查打印紙是否正確安裝、是否用盡或卡紙；重啟儀器和打印機。
重要提示：以上內容基于通用技術規范和行業標準。在實際應用中，應嚴格遵守GB/T 41347-2022《柔性包裝材料耐揉搓性能的測試方法》、YY/T 0681.12-2022《無菌醫療器械包裝試驗方法 第12部分：軟性屏障材料抗揉搓性》、ASTM F392《撓性阻擋層材料耐撓曲度的標準試驗方法》及GB/T 40266-2021《食品包裝用氧化物阻隔透明塑料復合膜、袋質量通則》等相關標準的最新版本規定，并建立相應的標準操作規程。所有測試儀器需處于有效的校準狀態，并由經過培訓的人員操作。測試結果的判定需嚴格依據產品對應的質量標準。在實際應用中，應盡量避免所選擇的揉搓模式使得試樣若產生過多針孔（大于50個/片）而無法準確統計，或針孔太少（小于5個/片）導致試驗現象不明顯。
參考資料
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