手表产品用热缩膜包装的试验分析
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摘 要：为进一步研究手表行业用热缩膜包装的可行性，文章首先通过试验找到了手表进行热缩膜包装的最佳工艺参数为热塑温度120℃，过机时间为10s。并试验研究了热缩膜包装中的高温对手表的机械机心的走时精度影响并不大，对手表的密封圈防水性能及皮革表带的使用性也并无不良影响。证明了利用热缩膜技术对手表产品进行包装完全是可行的。
关键词：热缩膜;高温;手表;机械机心;密封圈;皮革表带
中图分类号：TB484 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）11-0103-03
Abstract： In order to further study the feasibility of thermal shrinkage film packaging in watch industry， the optimum technological parameters of watch thermal shrinkage film packaging were found through experiments as follows： thermoplastic temperature 120 ℃， passing time 10 s. The high temperature in the thermal shrinkage film packaging has little effect on the travel time accuracy of the mechanical center of the watch， and has no adverse effect on the waterproof performance of the sealing ring of the watch and the use of the leather strap. It is proved that it is feasible to use thermal shrinkage film technology to package watch products.
Keywords： heat shrink film; high temperature; watch; mechanical center; sealing ring; leather strap
1 概述
为了防止手表产品在生产过程中发生碰撞、摩擦而造成产品外观不良，手表厂商一般会在生产过程中对手表进行适当的包装以保护其外观，一般会采用塑料薄膜对手表产品进行单独包裹，再装入塑料袋中进行存储或运输。由于手表品类众多，大小外形不一，大部分的手表厂商在手表包装工序上采取的是人工作业，包装质量难以统一，且生产效率较低。本文作者试验对比了真空包装技术与热缩膜包装技术应用在手表产品包装工艺的优劣，并确定了半自动热缩膜包装方案较适用于手表包装工艺。本文将通过试验的方式研究热缩膜包装过程中的高温对手表质量的影响程度，并确定最佳的包装工艺参数。
2 热缩膜种类选择
目前热缩膜包装材料被使用的已有很多，使用较为广泛的有PVC聚氯乙烯，PE聚乙烯，POF多层共挤聚烯烃，PET聚对苯二甲酸及PP聚丙烯等材料。其中，PVC热缩膜透光率好，热收缩温度低，使用方便，但光热稳定性较差，加热时易分解出对人体有害的氯乙烯;PE、PET热缩膜热收缩后，透光率较差且较硬，一般应用于饮料瓶及药品上的标签制作;PP热缩膜具有高透光率及韧性，但其热收缩温度较高，不适合手表产品的包装使用。因此选定了POF热缩膜作为手表包装的适合材料。
POF热缩膜，是在专用设备中将线性低密度聚乙烯（LLDPE）作为中间层，二元共聚丙烯或三元共聚丙烯作为内、外层，采用共挤出机将内、中、外三层共挤，并经两次吹胀，得到具有高透光率、高收缩率及热封性能良好的热缩膜。它同时具备了聚乙烯和聚丙烯的所有优点与长处，其性能又优于单纯的聚乙烯膜和聚丙烯膜，是符合美国FDA标准的无毒环保型热缩膜包装材料。[1]
3 实验部分
3.1 实验原料
在不降低对包装后手表的保护性的前提下，为了获得更好的透光率，选择了两种厚度尺寸的POF热缩膜进行试验，其物理特性如表1所示。待包装的手表产品为公司提供。
3.2 主要仪器及设备
手动封边机，KLW-5030S型热塑机，FLUKE 52Ⅱ型测温仪，WT-X1型高级机械表测温仪，皮带曲折试验机，试水机，加热板等。
4 确认最佳的热缩膜包装工艺参数
查询资料可知，POF热缩膜的热收缩温度范围在90℃～120℃之间[2]，但短时间内通过热塑机很难使薄膜的表面温度达到设定的温度值。通过询问一些包装厂家的经验，热塑机的设定温度应在120℃左右。为了找到最佳的热缩膜包装工艺参数，用最少的过机时间及最低的加热温度就可以达到合格的包装效果。从试验结果可见，1#样品在设定溫度为120℃，过机时间为10s时，试验手表样品的包装效果就已经达到了最佳。由此可确定使用的POF热缩膜厚度尺寸为0.01mm，热塑温度为120℃，过机时间为10s，为手表产品进行热缩膜包装的最佳工艺参数。
5 热缩膜包装对机械手表走时精度的影响
手表产品种类众多，按走时原理可大致分为三类：机械手表、石英手表及电子手表。其中机械手表最为“脆弱”，受外界环境温度影响较大，温度过高会引起机械手表的走时功能。下面将通过试验研究热缩膜包装对机械手表的走时精度的影响。
5.1 加热前后手表内部温度变化
设定热塑机温度为120℃，加热时间为10s，试验对象为5款不同大小的机械手表，用测温仪测试加热试验前后手表内部机心表面的温度变化，如表5所示： 从表5中数据可知，加热试验前后手表内部温度最高为28.2℃，试验前后最大温度变化为2.7℃。参考QB/T 1249《机械手表》中温度系数试验，试验温度最高为38℃，通过热塑机后的手表内部温度最高为28.2℃小于标准中试验温度。下一步将研究机械手表在通过热塑机前后的剩余效应。
5.2 加热前后手表的剩余效应
同样设定热塑机温度为120℃，加热时间为10s，试验对象为公司两款机械表产品，内部机心分别为日本西铁城及精工品牌（国内手表厂商使用较广），两款手表各10只，一共20只手表样品进行热缩膜包装试验。
试验手表加热试验前后均进行上满条处理，检测并记录下手表通过热塑机前后的瞬时日差，并计算出试验前后手表各个位面的剩余效应如表6所示：
表中编号1～10为日本精工机心手表，编号11～20为日本西铁城机心手表。从表中数据可知，除2号手表样品的“6H”及“3H”位面剩余效应大于10s/d外，其余手表样品的剩余效应均小于10s/d。参考QB/T 1249《机械手表》中防磁及防震性能试验，试验的机械手表在经过热缩膜包装前后的剩余效应并不大，可认为热缩膜包装过程对机械手表的走时精度影响不大。
6 热缩膜包装对手表密封圈的影响
密封圈是手表的一个重要部件，手表防水性能的实现，是通过密封圈的变形挤压，填充空隙部位，进而实现手表连接部件之间密封防水。国内手表行业目前使用的密封圈主要分为塑料圈及橡胶圈两种。我司目前使用的密封圈两种材质都有，一种称为I-ring圈，为塑料圈，主要应用于上套与表身的配合连接;一种称为O-ring圈，为橡胶圈，主要应用于后盖与表身的配合连接。
我司曾对O-ring圈进行了热老化试验，发现其在140℃的环境中一段时间后出现了严重的硬化现象，弹性变差[3]。为研究热缩膜包装过程中的高温热风对手表皮带的影响，选取公司使用的O-ring圈及I-ring圈进行试验，设定热塑机温度为120℃，加热时间为10s，直接将密封圈样品放置在热塑机传送带上进行试验，试验后检查样品未出现裂纹、断裂等不良现象。
为进一步验证热缩膜包装试验不会使手表密封件弹性失效进而造成手表防水失效，将经热缩膜包装后的手表拆除薄膜，按GB/T 30106《钟表 防水手表》进行相关防水试验，试验发现手表的防水性依然合格。
7 热缩膜包装对皮革表带的影响
手表表带按材质一般分为三种：金属带、皮革带及塑料带。其中皮革带对使用环境要求最为严格。皮革带按材质可分为：鳄鱼皮、蜥蜴皮、鲨鱼皮、鸵鸟皮和小牛皮等[4]，我司皮带表主要是小牛皮材质的皮带，其面皮、底皮均采用的是进口头层牛皮，中间层为超纤维材料。
为研究热缩膜包装过程中的高温热风对手表皮带的影响，选取公司的皮革表带5套进行试验，同样设定热塑机温度为120℃，加热时间为10s。直接将试验皮带放置在热塑机的传送带上进行试验，将试验后的皮带按QB/T 2540《皮革表带》进行弯曲疲劳性能及色牢度试验。试验后的皮带样品均未出现明显变色、掉皮、边油开裂及断裂等不良现象。
8 结束语
（1）通过对选择的两种POF热缩膜进行手表包装试验，确定了最佳的手表热缩膜包装工艺参数：热塑温度为120℃，过机温度为10s。
（2）以选定的最佳包装工艺参数对手表各部件进行试验，试验研究了热缩膜包装中的高温对手表的机械机心的走时精度影响并不大，对手表的密封圈防水性能及皮革表带的使用性也并无不良影响。证明了利用热缩膜技术对手表产品进行包装完全是可行的。
参考文献：
[1]林詠波.三层共挤聚烯烃热收缩膜（POF）的加工及应用[J].塑料，2003（05）：70-73.
[2]郭红革，郭晓红，齐军.POF热收缩薄膜的包装应用性能研究[J].包装工程，2006（06）：79-81.
[3]郭新刚，宋鹏涛.手表行业用密封橡胶圈的基本性能研究[J].合成材料老化与应用，2016，45（03）：49-51+147.
[4]钟飞，杨丽，邬治平，等.手表行业用皮表带性能的研究[J].科技与创新，2016（17）：75-76.
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