[發明專利]用于膜的撕裂分析的設備

在審

• 申請號: 201880059948.0
• 申請日: 2018-04-30
• 公開（公告）號: CN111108364A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: S·C·索蘭基;D·L·麥卡蒂二世;R·A·岡瑟;J·王;K·A·梅耶斯;M·C·海耶斯
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術有限責任公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 徐舒

本文描述了一種用于進行撕裂測試的系統和方法。該系統可以包括配置為保持膜樣本的第一部分的固定夾緊站和聯接到致動器的可移動夾具，該可移動夾具可以配置為保持膜樣本的第二部分。可移動夾具可以配置為在遠離固定夾緊站的方向上移動，以撕裂膜樣本。該系統可以包括配置為在固定夾緊站和可移動夾具之間的位置處切割膜樣本的縱切機刀片。該系統可以包括聯接到固定夾緊站和可移動夾具中的一個的測壓元件。測壓元件可以配置為測量與膜樣本的撕裂相關聯的力。致動器可以配置為沿著軌跡操縱可移動夾具。

技術領域

本發明涉及一種用于材料膜或薄片的撕裂分析的設備。

背景技術

表征材料的物理性質有助于分析和改進材料生產中采用的化學配方，也有助于分析和改進材料的制造過程。表征物理特性也可以幫助消費者確定適合他們特定使用情況的最佳產品，以及幫助研究人員為特定應用開發新的解決方案。

材料的一個有用的物理特性是確定材料的撕裂強度。撕裂測試提供了對材料抗撕裂能力的洞察。例如，撕裂測試可以用于確定薄膜的撕裂特性，因為薄膜通常用于包裝應用。撕裂測試也可以用于確定聚合物樣品(如粘合劑、板材、地毯纖維、非織造纖維等)以及非聚合物樣品(如紙、布、箔等)的撕裂性能。材料對于預期目的的適用性可能取決于材料承受撕裂或屈服于撕裂的能力。在這種情況下，材料的化學和物理特性會影響材料的抗撕裂性。撕裂測試通常涉及在一片膜上進行切割，然后沿著切口撕裂膜。測量和分析使撕裂擴展所需的力，以確定材料的抗撕裂性。美國測試和材料學會(ASTM)有一套在世界范圍內廣泛使用的用于表征材料的標準。撕裂測試是在塑料行業中經常進行的一種流行的測試。目前，撕裂測試使用兩種方法進行：Elmendorf測試和Trouser測試。在這兩種方法中，預切割樣本，并且撕裂從預切割的狹縫擴展。測試測量了使撕裂擴展穿過樣本所需的平均力。

在Elmendorf測試中，用戶將樣本放在撕裂測試儀上，一邊用擺錘固定，并且另一邊用固定構件固定。將樣本預切割成具有一個狹縫，以開始撕裂。使用者松開擺錘，并且在重力的作用下，擺錘擺動通過一個弧形，將樣本從預切割的狹縫撕裂。擺錘造成的能量損失由刻度尺上的指針來表示，該刻度尺與撕裂膜所需的平均力相關。Elmendorf測試是一種手動測試，基于擺錘中儲存的勢能(即測試基于擺錘的重量)；沒有機動裝備用于產生運動。Elmendorf測試建議，待測量的膜的撕裂強度應該在擺錘的重量的20％至80％內。因此，擺錘的重量必須基于待測試的膜的強度來改變。這通常包括改變擺錘上的重量(如盤重)。

Trouser測試是一種不常用的評估樣本抗撕裂性的方法。在Trouser測試中，將樣本預切割成具有特定尺寸的狹縫，形成由該狹縫分開的兩條腿。該測試器包含夾緊樣本的第一腿的固定夾持器和夾緊樣本的第二腿的可移動夾持器。為了開始測試，一個機構移動可移動夾持器，以沿預切割的狹縫在水平方向上以均勻的速度撕裂膜。通過計算測試返回的力與位移曲線下的面積來測量平均力。在Trouser測試中，撕裂方向限于水平方向。附加地，在Elmendorf測試和Trouser測試中，要求人類操作員準備樣品，并且在裝備中裝載和卸載膜，以及移除測試過的膜。

因此，仍然需要一種自動化儀器來進行撕裂測試，并且在撕裂薄片或膜的過程中分析力分布。

發明內容

已經確定，通過使用根據本公開的用于膜的撕裂分析的設備，撕裂分析過程是自動化的，并且從測試中收集的數據得到改善。

根據一個實施例，一種用于進行撕裂測試的系統可以包括：固定夾緊站，其配置為保持膜樣本的第一部分；可移動夾具，其聯接到致動器，該可移動夾具配置為保持膜樣本的第二部分，其中該可移動夾具配置為在遠離固定夾緊站的方向上移動以撕裂膜樣本；縱切機刀片，其配置為在固定夾緊站和可移動夾具之間的位置處切割膜樣本；以及測壓元件，其聯接到固定夾緊站或可移動夾具中的一個的測壓元件，該測壓元件配置為測量與膜樣本的撕裂相關聯的力。致動器可以配置為沿著軌跡操縱可移動夾具。