Zkoušení obalů
Obal může velmi ovlivnit změnu kvality svého obsahu, stejně jako rozhodování spotřebitelů při nákupu. Oba faktory představují velké výzvy pro design výrobků, zejména pokud jde o obaly potravin. Také obaly pro další předměty musí splňovat řadu dalších požadavků v závislosti na typu a funkci, například obaly pro kosmetiku, léky, chemikálie, přepravní obaly (palety a bedny), průmyslové obaly (velkoobjemové pytle, kontejnery, sudy), elektronické přístroje a spotřební zboží.
Požadavky
Obaly mohou velmi ovlivnit změnu kvalitu svého obsahu, stejně jako rozhodování spotřebitelů při nákupu. Oba faktory představují velké výzvy pro design výrobků, zejména pokud jde o obaly potravin. U žádného jiného výrobku neprobíhá tolik nových a dokonalejších úprav obalů jako u potravin. Klíčovými pojmy jsou nanotechnologie, praktičnost, biologická rozložitelnost, chytré a efektní prvky.
Inteligentní systémy například ukazují stav balených potravin a prostředí; indikátory plynů zjišťují, kdy koncentrace plynů ve vnitřním obalu překročila limity. K prodloužení trvanlivosti přispívají například aktivní prvky, jako stříkané plasty, které pohlcují ethylen, nebo filtrují světlo a záření UV spektra.
Vzhledem k rostoucí poptávce komfortu by se s obaly mělo snadno manipulovat, měly by se snadno otevírat, znovu uzavírat nebo by se měly dát ohřívat přímo v mikrovlnné troubě, aby se potraviny nemusely přendávat. Obaly, které se snadno otevírají, jsou důležité v kosmetické a farmaceutické oblasti. Obaly pro zdravotnické prostředky musí být navíc těsně uzavřeny a udržet obsah sterilní.
Obaly se vyrábějí v různých formách a z různých materiálů, což vyžaduje speciálně přizpůsobené a flexibilní přípravky. Uvádíme jen některé příklady přípravků pro mnoho zkušebních řešení, které společnost ZwickRoell nabízí.
Zkoušení funkčnosti celého balení
Obaly jsou stejně rozmanité jako způsoby jejich otevírání. Definují se jednotlivé hodnoty měření, protože zkušební normy jsou vzácné.
Příklady takových zkoušek:
- Propichování nápojových kartonů brčkem
- Propichování perforovaných otvorů
- Síla na otevření plechovek s kroužkovým táhlem
- Odtrhávání otevíracích poutek a víček
- Odtrhávání úchytů na nesení
- Otevírání a zavírání víka se západkovými zámky
- Aktivační síla pumpičky spreje
Odlupovací zkouška víček blistrových obalů
Schopnost odlepit rozměrově stabilní nebo pevný obal závisí na kombinaci materiálů, parametrech stroje a na geometrii zataveného švu či odtržení. Zkouška síly odlupování a speciální sady zkušebních přípravků mohou přispět k optimalizaci těchto prvků. Nejdůležitější hodnotou je síla praskání, ale významné je i rovnoměrné utěsnění.
Výhodou přípravků ZwickRoell pro zkoušku odlupováním je přesné seřízení odlupovaného místa s osou zatěžování: Obal je automaticky posouván s vozíkem pro vzorky, což zajišťuje konzistentní a reprodukovatelné měření zatížení. Úhel působící síly vychází z ručního otevírání a lze jej měnit v rozmezí 90° až 155°. Přípravky navíc umožňují variabilní nastavení podle tvaru a výšky obalů.
Zkoušky tlakem plastových kelímků, kbelíků, krabic, kontejnerů, sudů a podobných rozměrově stálých obalů.
Zkoušky tlakem mají například tyto důvody:
Stanovení stohovacích charakteristik: Existují různé metody v závislosti na použité normě a materiálu. Jedna nebo více krabic je zatěžována až do zborcení, což umožňuje určit maximální výšku stohování. Tuto zkoušku lze provést také na plastových kelímcích, i zcela naplněných. Nebo se určité zatížení nechá působit po předem stanovenou dobu nebo až do porušení.
Stanovení vlastní tuhosti: Tato zkouška poskytuje informace pro proces výroby obalů. Obal je při zavírání (zajištění víka) zatěžován definovanou silou a musí tomuto procesu odolat, aniž by se poškodil.
Zkoušky únavy: Hysterezní zkouška se provádí na kbelíku, aby se zjistilo, s jakou frekvencí lze působit určitým zatížením, než dojde k porušení vzorku. Praktickým příkladem je nakládání a vykládání palet. Každý cyklus zatížení a odlehčení není zobrazen. Zaznamenává se pouze 1., 100., 500. a 1 000. cyklus.
Další trhání plastových fólií
Normy ISO 34-1, ISO 6383-1, EN 495-2 a DIN 53363 se týkají zkoušek trhání plastových fólií.
Zkouška simuluje chování obalových fólií při otevření obalu. Při otevírání plastového sáčku by měla být počáteční trhací síla přibližně stejná jako zbývající síla potřebná na další dotržení. Pokud je maximální síla při počátečním roztržení příliš velká, hrozí nebezpečí, že se plastový sáček náhle zcela roztrhne a obsah se vysype. Ideální chování není snadné vyladit, protože odolnost proti roztržení (stejně jako pevnost v tahu) je u elastických fólií velmi závislá na směru.
Pevnost zataveného švu
Těsnost a pevnost zataveného švu z pružného obalového materiálu se určuje podle normy DIN 55529 nebo dalších.
Zkouška tahem se provádí na 15 mm širokých páskách při úhlu odlupování 180°. Toto těsnění musí vykazovat určitou tuhost v závislosti na typu použitého obalového materiálu.
90°/180° zkouška odlupováním
Tento typ zkoušky se používá ke stanovení adhezivních vlastností, jako je přilnavost a pevnost při roztržení. Existuje mnoho zkoušek odlupováním a trháním založených na stejném principu. Příklady: EN 1939, EN 1719, DIN 30646, DIN 55475, DIN 55477, FINAT metoda č. 2.
Testů je mnoho, protože pro různé aplikace se používají různé podkladové materiály a adheziva. K porovnávání adhezních vlastností různých materiálů se používají standardizované hladké zkušební desky ze skla nebo nerezové oceli.
Zkouškou se získají informace o adhezní pevnosti, přilnavosti: Síla, která je nutná k trvalému odtržení pásky od zkušební nebo skleněné desky. Výsledkem je síla vztažená na šířku pásky.
Zkouška přilnavosti je často velmi důležitá: Určuje přilnavost materiálu k povrchu a dosažení měřitelné trhací síly. Přilnavosti k podkladu je dosaženo dotykem nebo malým kontaktem bez působení síly.
Zkouška adheze smyčky pro zjištění přilnavosti lepicí pásky
Lepivost vychází z přilnavosti. Vyjadřuje se jako trhací síla materiálu ve smyčce, který se dostal do kontaktu s povrchem zkušební desky.
Páska materiálu citlivého na tlak je vytvarována do smyčky lepicí stranou ven. Zkušební stroj posune smyčku do kontaktu se zkušební deskou. Po dosažení definované kontaktní plochy se smyčka stáhne. Zkušební metoda je popsána ve FINAT, metoda č. 9
Odšroubování zátky / Torzní zkouška
Torzní pohon se používá ve spojení s lineárním posuvem pro otevírání těsnicího uzávěru. Touto zkouškou se může stanovit moment utažení a povolení uzávěru, stejně jako lehkost podle stoupání závitu. Pro tuto zkoušku je k dispozici příslušný Master program testXpert III.
Torzní pohony ZwickRoell mohou provádět jednoosé a víceosé zkoušky kombinující zkoušku tahem nebo tlakem a krutem. Mohou se například kontrolovat bezpečnostní obaly, které vyžadují současné zatlačení a otočení pro otevření.
Zakázkové zkušební přípravky
Na zvláštní přání zákazníků a v krátkém termínu ZwickRoell vyvine a vyrobí různé zkušební nástroje a přípravky optimálně navržené pro obalové materiály a zkoušení vzorků.
Příkladem mohou být některé přípravky pro stanovení síly při vytlačování blistrů, přípravky pro nádoby speciálního tvaru nebo zkušební nástroje pro stanovení síly při vytlačování vinných zátek, jak je vidět na obrázku vpravo.
Zkoušení čistých materiálů
Nejrůznější materiálové zkoušky se provádějí na běžných vzorcích, jako jsou plasty, papír a kovy. Několik příkladů:
- Zkouška tahem plastových fóliích pro stanovení deformačně-napěťových charakteristik
- Měření koeficientu tření (COF)
- Penetrační zkouška elastických obalových materiálů pro stanovení odolnosti proti proražení
- Zkouška 4bodovým ohybem jedno- a vícevrstvé vlnité lepenky
Všeobecné informace o zkoušení čistých materiálů naleznete na příslušných stránkách pro plasty, kovy, papír nebo textil.
