Badania opakowań
Z jednej strony opakowanie ma ogromny wpływ na jakość zawartości, z drugiej zaś sprzyja decyzjom zakupowym konsumentów. Spełnienie obu celów stwarza duże wyzwania dla rozwoju produktów, szczególnie jeśli chodzi o opakowania do żywności. Ale inne opakowania muszą spełniać także wiele innych wymagań, w zależności od ich rodzaju i przeznaczenia, np. opakowania na kosmetyki, leki, chemikalia, opakowania transportowe (palety, pudła), opakowania przemysłowe (Big Bagi, pojemniki, beczki), urządzenia elektroniczne i konsumenckie dobra.
Wymagania
Z jednej strony opakowanie ma ogromny wpływ na jakość zawartości, z drugiej zaś sprzyja decyzjom zakupowym konsumentów. Spełnienie obu celów stwarza duże wyzwania dla rozwoju produktów, szczególnie jeśli chodzi o opakowania do żywności. Żaden inny produkt nie ma tak wielu nowych i udoskonalonych opakowań jak żywność. Nanotechnologia, wygoda, biodegradowalne opakowania, inteligentne i aktywne systemy to słowa-klucze.
Inteligentne systemy pokazują na przykład stan pakowanej żywności i otoczenia, a wskaźniki gazu wykrywają, czy zostało przekroczone stężenie gazu we wnętrzu opakowania. Aktywne systemy pomagają wydłużyć okres przydatności do spożycia m.in. natryskiwany plastik pochłaniający etylen lub tworzący efekt filtra przed światłem i promieniowaniem z bliskiego zakresu UV.
Rośnie także zapotrzebowanie na wygodę: Opakowanie powinno być łatwe w obsłudze, łatwe do otwarcia, wielokrotnego zamykania lub powinno nadawać się do podgrzewania bezpośrednio w kuchence mikrofalowej bez konieczności dekantowania. Łatwe otwieranie i wyciskanie zawartości ma znaczenie także w branży kosmetycznej i farmaceutycznej. Opakowania wyrobów medycznych muszą być również szczelne i odporne na sterylizację.
Ponieważ opakowania różnią się znacznie kształtem i materiałem, wymaga to specjalnie dostosowanych, elastycznych urządzeń. Dlatego poniżej znajdziesz jedynie przykład narzędzi badawczych, które mają dać wyobrażenie o możliwościach badania.
Badanie funkcjonalne całych opakowań
Opakowania są różnorodne, podobnie jak ich funkcja i sposób otwierania. Ponieważ rzadko istnieje norma dla badania, ustalane są indywidualne wartości.
Przykłady takich badań:
- Wkładanie słomek do kompozytowych kartonów do napojów
- Przebicie wstępnie perforowanych otworów
- Siły otwierające puszkę z pierścieniem ciągnącym
- Odrywanie otwieranych zakładek, na przykład pokrywek
- Wyrywanie uchwytów do noszenia
- Próba otwarcia i zakrycia pokrywy zatrzaskowej
- Siły działające na butelkę z pompką
Zdejmowanie pokrywy lub materiału zamykającego (Test Peel)
Odrywalność stabilnych wymiarowo lub sztywnych opakowań zależy od kombinacji materiałów, parametrów maszyny, zgrzewu i geometrii rozdarcia. Aby to zoptymalizować, siłę odrywania sprawdza się za pomocą specjalnego urządzenia do zdejmowania pokrywy. Najważniejszą wartością jest siła rozdzierania, ale także równomierność uszczelnienia.
Zaletą urządzenia do zdejmowania pokrywy ZwickRoell jest to, że punkt usuwania znajduje się zawsze w osi badawczej: Próbka jest automatycznie prowadzona przez sanki. Zapewnia to równomierny i powtarzalny pomiar siły. Kąt otwarcia opiera się na otwieraniu ręcznym i można go zmieniać w zakresie od 90° do 155°. Dodatkowo konstrukcja urządzenia pozwala na elastyczne dostosowanie go do opakowań o różnych kształtach i wysokościach.
Próba ściskania plastikowych kubków, wiader, pudełek, puszek, beczek i podobnych opakowań stabilnych wymiarowo
Badania na ściskanie służą różnym celom, na przykład:
Określenie zachowania przy układaniu w stosy: Istnieją różne procedury tego badania w zależności od normy i materiału. Obciążane są pojedyncze lub wielokrotne paczki aż do zniszczenia, na podstawie którego można obliczyć maksymalną wysokość stosu. Badanie to przeprowadza się również na kubkach plastikowych z całkowicie wypełnionymi tacami. Lub określone obciążenie jest utrzymywane przez określony czas lub do momentu zniszczenia.
Określenie sztywności wewnętrznej: Doświadczenie to dostarcza informacji na temat procesu przetwarzania opakowania, które w momencie zamknięcia (pokrywy) poddawane jest działaniu pewnej siły i musi przetrwać ten proces bez uszkodzeń.
Badanie zmęczeniowe: Badanie histerezy sprawdza, jak często wiadro może być obciążane określoną siłą, aż do zapadnięcia się. W praktyce ma to miejsce podczas załadunku i rozładunku na palety. Nie pokazano każdego cyklu załadunku i rozładunku, ale dla przejrzystości tylko 1, 100, 500, 1000.
Badanie propagacji rozdarcia na foliach z tworzyw sztucznych
Istnieją między innymi normy ISO 34-1, ISO 6383-1, EN 495-2 i DIN 53363 dotyczące badań propagacji rozdzierania folii z tworzyw sztucznych.
Badanie symuluje zachowanie folii opakowaniowych podczas otwierania opakowań. Przy otwieraniu torebki foliowej siła rozdarcia powinna być w przybliżeniu równa sile rozdzierającej. Jeśli maksymalna siła powodująca rozdarcie próbki jest zbyt duża, może to spowodować, że torebka foliowa będzie się nagle rozdzierać po rozdarciu i wysypaniu się zawartości. Idealne zachowanie nie jest łatwe do ustalenia, ponieważ wytrzymałość na rozdarcie (jak również siła rozciągająca) w przypadku rozciągniętych folii jest w dużym stopniu zależna od kierunku.
Wytrzymałość szwu zgrzewającego
Określenie wytrzymałości zgrzewu zgrzewów wykonanych z elastycznych materiałów opakowaniowych odbywa się m.in. B. wykonane zgodnie z normą DIN 55529 .
Badanie polega na próbie rozciągania na paskach o szerokości 15 mm przy kącie odrywania 180°. W zależności od zastosowania materiału opakowaniowego, zgrzew musi mieć określoną wytrzymałość.
Badanie odrywania 90° / 180°
Badanie to można wykorzystać do sprawdzenia właściwości kleju, takich jak przyczepność i siła oddzielania. Istnieje wiele standardowych badań odrywania lub ściągania, które opierają się na tej samej zasadzie badania. Kilka przykładów: EN 1939, EN 1719, DIN 30646, DIN 55475, DIN 55477, FINAT Metoda testowa nr 2.
Powodem tak dużej liczby jest fakt, że szeroka gama materiałów nośnych i klejów jest dostosowana do szerokiej gamy zastosowań. Aby móc porównać przyczepność różnych materiałów, stosuje się płytki badawcze wykonane ze szkła lub stali nierdzewnej o znormalizowanej powierzchni.
Określana jest siła klejenia lub siła przyczepności potrzebna do ciągłego usunięcia paska kleju z płyty stalowej lub szklanej. W tym celu wyznaczoną siłę odnosi się do szerokości paska.
Często ważna jest także początkowa siła przyczepności: Zdolność do przylegania do powierzchni i wytwarzania natychmiastowej, mierzalnej siły odrywającej. Przyleganie do materiału nośnego następuje w wyniku kontaktu lub lekkiego kontaktu bez działania siły.
Test przyczepności pętli do badania siły klejenia taśm klejących
Jako Tack zostaje określona przyczepność natychmiastowa lub przyczepność początkowa. Definiuje się ją jako siłę, która powoduje odciągnięcie pętelki taśmy klejącej ze znormalizowanej powierzchni natychmiast po kontakcie.
Pasek próby pokryty jednostronnie klejem jest trzymany w taki sposób, że tworzy się pętla powierzchnią kleju skierowaną na zewnątrz. Maszyna wytrzymałościowa umieszcza pętlę na płytce badawczej. Po osiągnięciu określonego obszaru styku pętla jest ponownie ściągana. To badanie jest opisane w metodzie testowej FINAT nr 9.
Odkręcanie pokrywek / Badanie skręcania
Do otwierania pokryw zamykających służy napęd skrętny w połączeniu z osią liniową. Podczas tej próby można sprawdzić momenty dokręcania i odkręcania oraz swobodę ruchu pokrywy zamykającej, biorąc pod uwagę skok gwintu. Osiąga się to poprzez odpowiedni program badawczy Master testXpert III.
Napędy skrętne ZwickRoell mogą przeprowadzać badania jedno- i wieloosiowe, czyli łączyć próbę rozciągania lub ściskania ze skręcaniem. Na przykład, można sprawdzić opakowania zabezpieczone, które wymagają jednoczesnego ściśnięcia i skręcenia w celu otwarcia.
Niestandardowe urządzenia badawcze
W oparciu o specyficzne wymagania klienta szybko opracowujemy i produkujemy szeroką gamę narzędzi i urządzeń badawczych, które są optymalnie zaprojektowane do próbki opakowania i badania.
Na przykład urządzenia badawcze do określania siły wyrzutu opakowań blistrowych, urządzenia mocujące do specjalnie ukształtowanych pojemników opakowaniowych czy narzędzia badawcze do określania siły wyciągania korków od butelek wina.
Czyste badania materiałowe
Przeprowadza się szeroką gamę badań materiałów podstawowych z tworzyw sztucznych, papieru i metalu, zwykle zgodnie z normami. Kilka przykładów:
- Próba rozciągania folii z tworzyw sztucznych zgodnie z ISO 527-3 lub ASTM D882 do określenia zachowania naprężeniowo - wydłużeniowego
- Określenie współczynników tarcia zgodnie z ASTM D1894 i ISO 8295 (test COF)
- Badania przebicia elastycznych materiałów opakowaniowych w celu określenia odporności na przebicie, np. folii z tworzyw sztucznych zgodnie z normami ISO EN 14477 i ASTM F1306
- 4-punktowa próba zginania do badania tektury falistej jednowarstwowej i wielowarstwowej
Szczegółowe informacje na temat czystych badań materiałów można znaleźć na stronach branżowych Tworzywa sztuczne, Metal, Papier lub Tekstylia
