薄膜厚度是否均勻一致是檢測薄膜各項性能的基礎。很顯然，倘若一批單層薄膜厚度不均勻，不但會(huì )影響到薄膜各處的拉伸強度、阻隔性等，更會(huì )影響薄膜的后續加工。對于復合薄膜，厚度的均勻性更加重要，只有整體厚度均勻，每一層樹(shù)脂的厚度才可能均勻。因此，薄膜厚度是否均勻，是否與預設值一致，厚度偏差是否在指定的范圍內，這些都成為薄膜是否能夠具有某些特性指標的前提。薄膜厚度測量是薄膜制造業(yè)的基礎檢測項目之一。

1. 各種在線(xiàn)和非在線(xiàn)測厚技術(shù)發(fā)展快速

包裝材料厚度的測試較早用于薄膜厚度測量的是非在線(xiàn)測厚技術(shù)。之后，隨著(zhù)射線(xiàn)技術(shù)的不斷發(fā)展逐漸研制出與薄膜生產(chǎn)線(xiàn)安裝在一起的在線(xiàn)測厚設備。上個(gè)世紀60年代在線(xiàn)測厚技術(shù)就已經(jīng)有了廣泛的應用，現在更能夠檢測薄膜某一涂層的厚度。同時(shí)，非在線(xiàn)測厚技術(shù)也有了長(cháng)足的發(fā)展，各種非在線(xiàn)測試技術(shù)紛紛興起。在線(xiàn)測厚技術(shù)與非在線(xiàn)測厚技術(shù)在測試原理上完全不同，在線(xiàn)測厚技術(shù)一般采用射線(xiàn)技術(shù)等非接觸式測量法，非在線(xiàn)測厚技術(shù)一般采用機械測量法或者基于電渦流技術(shù)或電磁感應原理的測量法，也有采用光學(xué)測厚技術(shù)、超聲波測厚技術(shù)的。

2. 在線(xiàn)測厚較為常見(jiàn)的在線(xiàn)測厚技術(shù)有β射線(xiàn)技術(shù)，X射線(xiàn)技術(shù)和近紅外技術(shù)。

2.1 β射線(xiàn)技術(shù)

β射線(xiàn)技術(shù)是最先應用于在線(xiàn)測厚技術(shù)上的射線(xiàn)技術(shù)，在上世紀60年代就已經(jīng)廣泛用于超薄薄膜的在線(xiàn)厚度測量了。它對于測量物沒(méi)有要求，但β傳感器對溫度和大氣壓的變化、以及薄膜上下波動(dòng)敏感，設備對于輻射保護裝置要求很高，而且信號源更換費用昂貴，Pm147源可用5-6年，Kr85源可用10年，更換費用均在6000美元左右。

2.2 X射線(xiàn)技術(shù)

這種技術(shù)極少為塑料薄膜生產(chǎn)線(xiàn)所采用。X光管壽命短，更換費用昂貴，一般可用2-3年，更換費用在5000美元左右，而且不適用于測量由多種元素構成的聚合物，信號源放射性強。X射線(xiàn)技術(shù)常用于鋼板等單一元素的測量。

2.3 近紅外技術(shù)

近紅外技術(shù)在在線(xiàn)測厚領(lǐng)域的應用曾受到條紋干涉現象的影響，但現在近紅外技術(shù)已經(jīng)突破了條紋干涉現象對于超薄薄膜厚度測量的限制，完全可以進(jìn)行多層薄膜總厚度的測量，并且由于紅外技術(shù)自身的特點(diǎn)，還可以在測量復合薄膜總厚度的同時(shí)給出每一層材料的厚度。近紅外技術(shù)可用于雙向拉伸薄膜、流延膜和多層共擠薄膜，信號源無(wú)放射性，設備維護難度相對較低。

2.4 在線(xiàn)測厚設備的應用情況

在線(xiàn)測厚能夠以最快的速度獲取厚度測試數據，通過(guò)數據分析，及時(shí)調整生產(chǎn)線(xiàn)的參數，縮短開(kāi)車(chē)時(shí)間。但是在線(xiàn)測厚設備必須配備與生產(chǎn)線(xiàn)相匹配的掃描架，這在一定程度上限制了在線(xiàn)測厚設備的重復利用。而且由于薄膜生產(chǎn)線(xiàn)往往需要長(cháng)期連續工作，因此相應的在線(xiàn)測厚設備也就必須長(cháng)期連續工作。在設備的價(jià)格上，在線(xiàn)測試設備一般要比非在線(xiàn)測試設備貴很多，而且前者的運行費用與維護費用也比較高。

3. 非在線(xiàn)測厚

非在線(xiàn)測厚技術(shù)主要有—接觸式測量法和非接觸式測量法兩類(lèi)，接觸式測量法主要是機械測量法，非接觸式測量法包括光學(xué)測量法、電渦流測量法、超聲波測量法等。由于非在線(xiàn)測厚設備價(jià)格便宜、體積小等原因，應用領(lǐng)域廣闊。

3.1 渦流測厚儀和磁性測厚儀

渦流測厚儀和磁性測厚儀一般都是小型便攜式設備，分別利用了電渦流原理和電磁感應原理。專(zhuān)用于各種特定涂層厚度的測量，用于測量薄膜、紙張的厚度時(shí)有出現誤差的可能。

3.2 超聲波測厚儀

超聲波測厚儀也多是小型便攜式設備，利用超聲波反射原理，可測金屬、塑料、陶瓷、玻璃以及其它任何超聲波良導體的厚度。可在高溫下工作，這是很多其它類(lèi)型的測厚儀所不具備的，但對檢測試樣的種類(lèi)具有選擇性。

3.3 光學(xué)測厚儀

從測試原理上來(lái)說(shuō)光學(xué)測厚儀可達到極高的測試精度，但是這類(lèi)測厚儀在使用及維護上要求極高：必須遠離振源；嚴格防塵；專(zhuān)業(yè)操作及維護等。使用范圍較窄，僅適用于復合層數較少的復合膜。

3.4 機械測厚儀

機械測厚儀可以分為點(diǎn)接觸式和面接觸式兩類(lèi)，是一種接觸式測厚方法，它與非接觸式測厚方法有著(zhù)本質(zhì)的區別——能夠在進(jìn)行厚度測量前給試樣測量表面施加一定的壓力（點(diǎn)接觸力或面接觸力），這樣可以避免在使用非接觸式測厚儀測量那些具有一定壓縮性、表面高低不平的材料時(shí)可能出現數據波動(dòng)較大的現象。機械測厚儀采用最傳統的測厚方法，數據穩定可靠，對試樣沒(méi)有選擇性。由于機械測厚儀的測試精度主要取決于測厚元件的精度，所以市場(chǎng)上的機械測厚儀的測試精度參差不齊。此外，機械測厚儀的核心元件——測量頭及測量面——對于微小的振動(dòng)都十分敏感，所以在有振源的環(huán)境中測量精度沒(méi)有任何意義。為了避免自身的振動(dòng)，并盡可能地減少外界振動(dòng)的影響，設備底座都采用重而寬的金屬制成，這在一定程度上保證了測厚精度，卻也給機械測厚儀的小型化和輕便化帶來(lái)了很大的困難。環(huán)境溫度和風(fēng)速同樣可以影響傳感器的精度，因此必須在實(shí)驗室環(huán)境內使用。國際上制定了很多關(guān)于機械式測厚設備的標準（這在包裝材料測厚領(lǐng)域內是比較罕見(jiàn)的，其它類(lèi)型的測厚設備少有標準的支持），ISO 534：1988，ISO 4593：1993，ASTM D 645-97，GB/T6672-2001等。

需要指出的是，常見(jiàn)的機械測厚儀有點(diǎn)接觸式測厚儀和面接觸式測厚儀兩類(lèi)，由于測量頭與試樣的接觸面積不同，測量頭的施力不同，施力速度不同，相同的試樣（這里假設厚度均勻一致）使用這兩類(lèi)測厚儀很可能得到不同的測試結果，這主要是由于可壓縮試樣在不同的情況下產(chǎn)生的形變率往往不相同。因此，在選擇機械測厚儀測試時(shí)必須嚴格執行所參照標準的測試條件和測試要求。

3.5 非在線(xiàn)測厚設備的應用情況

非在線(xiàn)測厚設備的銷(xiāo)售量要比在線(xiàn)測厚設備大一些，一方面，它的價(jià)格便宜；另一方面，相對于在線(xiàn)測厚設備，非在線(xiàn)測厚儀器都可以比較方便的搬運移動(dòng)；再有，非在線(xiàn)測厚設備的使用與在線(xiàn)測厚設備的使用并不沖突，兩者可以有效配合，提高產(chǎn)品合格率。對于某些試樣使用不同的測厚儀可能會(huì )得到不同結果，這一方面是由于各種測厚儀的測試原理差異較大，除機械測厚儀外的其它類(lèi)型測厚儀往往對試樣的材質(zhì)具有選擇性，通用性較差；另一方面，軟包材多數具有可壓縮性。2004年，濟南蘭光公司成功開(kāi)發(fā)出國內第一款超高精度的機械測厚儀CHY-C1，測試分辨率在0.1μm，如此高精度的機械測厚儀在國際上也是很罕見(jiàn)的，因此蘭光CHY-C1測厚儀的推出在我國包裝行業(yè)內引起了巨大的轟動(dòng)。

4. 諸多因素影響厚度測試結果

軟包裝材料的特性常見(jiàn)的軟包材主要是由聚合物和紙制品加工制造的。聚合物分為橡膠、纖維、和塑料三大類(lèi)。橡膠的特性是在室溫下彈性高，即在很小的外力作用下，能產(chǎn)生很大的形變；外力去除后能迅速恢復原狀，彈性模數小，約為105～106N/m2。相反，纖維的彈性模數較大，約為109～1010N/m2，受力時(shí)形變較小。塑料的彈性模數約為107～108N/m2，部分形變是可逆的，也有一部分則是永久形變。這三類(lèi)聚合物是很難嚴格劃分的。例如聚氯乙稀是典型的塑料，但也可以抽成纖維，配入適量增塑劑可制成類(lèi)似橡膠的軟制品。通常紙張性質(zhì)松軟，有一定的壓縮性，存在表面高低不平的情況。可見(jiàn)，聚合物和紙制品受力后都會(huì )產(chǎn)生形變，處于一種被壓縮的狀態(tài)，所以軟包裝材料一般都有一定的形變率，因此，在進(jìn)行試樣厚度測量時(shí)是否存在對試樣測量面施加的壓力將直接影響測試結果。

5. 總結

對于薄膜制造商而言，產(chǎn)品的厚度均勻性是重要的指標之一，想要有效地控制材料厚度，厚度測試設備是必不可少的，但是具體要選擇哪一類(lèi)測厚設備還需根據軟包材的種類(lèi)、廠(chǎng)商對厚度均勻性的要求、以及設備的測試范圍等因素而定。