Дефектите в гъвкавите опаковки не винаги започват с видими повреди. По време на транспортирането, пълненето, подреждането и ежедневната обработка бариерните фолиа могат да бъдат подложени на многократно усукване и натиск, което постепенно отслабва вътрешните им структури. Опаковката може да изглежда непокътната, докато всъщност във вътрешността на бариерния слой вече са се образували микроскопични пукнатини, които позволяват проникването на кислород, влага или замърсители. Ето защо ASTM F392 Тестването се превърна във важен метод за оценка на материалите за гъвкави бариери.
Сайтът Метод за изпитване на гъвкавост съгласно ASTM F392 симулира механичното натоварване, на което се подлагат опаковъчните материали при реална употреба. Чрез използването на специализирано апарат за изпитване на гъвкавостта, лабораториите могат да измерват устойчивостта на фолиа, ламинати и структури с покритие при многократно огъване и да определят дали механичната умора засяга бариерните свойства. Изпитването е особено ценно за опаковки за храни, медицински опаковки, фармацевтични опаковки и други приложения, при които запазването на целостта на опаковката е от решаващо значение.
Уредът GFT Flex Tester на Cell Instruments автоматизира процедурата за изпитване на гъвкавост по стандарта ASTM F392 Gelbo, като осигурява контролирани цикли на усукване и компресия за оценка на устойчивостта на огъване, образуването на микродупки и евентуалното влошаване на бариерните свойства.
Защо материалите за гъвкави бариери се нуждаят от оценка на издръжливостта при огъване
В съвременните дизайни на опаковки все по-често се използват леки многослойни фолиа, тъй като те осигуряват надеждна защита при по-малко потребление на материал. Въпреки това леките конструкции могат да станат уязвими, когато са изложени на повтарящи се механични деформации.
Типичната гъвкава опаковка е подложена на различни натоварвания през целия си жизнен цикъл:
- Сгъване по време на операциите по преработка и опаковане
- Сгъстяване по време на транспортиране
- Вибрации по време на разпределението
- Изкривяване по време на съхранение и при употреба от потребителя
- Повтарящо се преместване на опаковани продукти
Тези напрежения могат да предизвикат микроскопични дефекти в:
- Слоеве от алуминиево фолио
- Метализирани покрития
- Бариерни слоеве от EVOH
- Лепилни съединения
- Многослойни ламинатни структури
Традиционните методи за изпитване на бариерите измерват характеристиките на материала при статични условия. Въпреки това те може да не установят повреди, причинени от повтарящи се механични движения.
По тази причина производителите съчетават изпитванията за бариерни свойства с Оценка на устойчивостта на огъване съгласно стандарта ASTM F392 за да се разбере как се държи опаковката след симулирано натоварване при манипулиране.
Каква информация предоставя изпитването съгласно стандарта ASTM F392?
Целта на изпитването съгласно стандарта ASTM F392 е да се оцени устойчивостта на гъвкавите бариерни материали срещу повреди, причинени от огъване.
Тестът за издръжливост на гъвкавите елементи може да помогне на инженерите да отговорят на важни въпроси:
- Ще запази ли ламинатът своите бариерни свойства след транспортирането?
- Възникват ли микродупки в тънкослойната структура след многократно огъване?
- Коя комбинация от материали осигурява по-добра устойчивост на умора?
- Подобрява ли новото покритие механичната издръжливост?
- Колко цикъла на огъване може да издържи една опаковка, преди да се понижи нейната ефективност?
Тестът не просто установява дали даден материал се счупва. Вместо това той оценява как механичното натоварване променя функционалните характеристики на структурата на опаковката.
Типичните резултати от оценката включват:
| Критерий за оценка | Цел |
|---|---|
| Дупчици | Определете физическите повреди, причинени от огъване |
| Образуване на пукнатини | Оценка на устойчивостта на конструкцията на умора |
| Промяна в пропускливостта на кислород | Определяне на загубите в бариерата след огъване |
| Промяна в пропускливостта на водната пара | Оценка на ефективността на защитата срещу влага |
Тези резултати помагат на инженерите по опаковки да оптимизират избора на материали и дизайна на опаковките.
Разбиране на метода за изпитване „Gelbo Flex“
Сайтът метод за изпитване на гъвкавостта „Gelbo Flex“ използва контролирано механично движение, за да възпроизведе условия на повтарящо се огъване.
За разлика от обикновените изпитвания на огъване, изпитването на гъвкавост по метода на Гелбо съчетава движения на усукване и натиск. Това осигурява по-реалистично моделиране на напреженията, на които са подложени гъвкавите опаковки по време на дистрибуцията и манипулациите.
По време на изпитването образецът се подлага на:
- Приблизително Завъртане на 440° при ход от 90 мм
- Хоризонтално движение при компресия
- Повтарящо се каране на велосипед с контролирана скорост
Комбинираното движение предизвиква механична умора в цялата структура на материала.
Процедурата ASTM F392 обикновено се извършва в:
- 45 цикъла в минута
- Определени размери на пробата
- Контролирани цикли на огъване в съответствие с изискванията за изпитване
След изпитването материалът може да бъде проверен директно или да бъде оценен чрез допълнителни измервания на бариерните свойства.
Как тестерът „Flex“ извършва оценката съгласно стандарта ASTM F392
Професионалист апарат за изпитване на гъвкавостта автоматизира повтарящите се механични действия, изисквани от стандарта ASTM F392, и подобрява последователността на изпитването в сравнение с ръчната оценка.
Типичният работен процес при тестването включва четири основни етапа.
Подготовка и монтаж на пробата
Пробите от гъвкави бариери се изготвят според изискваните размери.
Обща спецификация на пробата:
| Параметър | Стойност |
|---|---|
| Размер на извадката | 280 мм × 200 мм |
| Вид материал | Фолио, ламинат, бариерна структура с покритие |
Образецът е здраво закрепен към изпитвателното приспособление, за да се гарантира равномерно движение по време на огъването.
Циклично променяне на степента на гъвкавост
Уредът извършва програмирани движения на усукване и компресия.
Уредът за изпитване на износоустойчивост GFT Flex предлага няколко режима на изпитване:
| Режим | Flex Cycles | Приложение |
|---|---|---|
| A | 2700 цикъла | Оценка на дългосрочната издръжливост |
| B | 900 цикъла | Стандартно сравнение на производителността |
| C | 270 цикъла | Проверка на материалите |
| D | 20 цикъла | Цялостна оценка на гъвкавостта |
| E | 20 цикъла | Оценка на частичната гъвкавост |
Различните настройки на цикъла позволяват на лабораториите да сравняват ефективно материалите по време на научни изследвания, контрол на качеството и проверка на производството.
Откриване на повреди и анализ на производителността
След изпитването на гъвкавост инженерите преценяват дали материалът е претърпял:
- Механично напукване
- Увреждане на бариерния слой
- Дупчици
- Повишени нива на предаване
При опаковките с висока бариера много лаборатории сравняват скоростта на проникване на кислород (OTR) или скоростта на проникване на водни пари (WVTR) преди и след огъване.
Значително увеличение показва, че механичното натоварване е намалило защитните свойства.
Приложения на изпитването за гъвкавост съгласно стандарта ASTM F392
Гъвкави опаковки за храни
Опаковките за храни зависят в голяма степен от бариерните свойства, тъй като кислородът и влагата могат да повлияят на:
- Запазване на вкуса
- Свежест на продукта
- Срок на годност
- Безопасност на храните
Сред често срещаните приложения са:
- Фолиа за опаковане на закуски
- Вакуумни торбички
- Пакетчета за кафе
- Опаковки от типа „реторт“
- Опаковки за замразени храни
Стандартът ASTM F392 помага на производителите да избират ламинатни структури, които запазват своите експлоатационни характеристики по време на дистрибуцията.
Медицински и фармацевтични опаковки
Медицинските опаковки изискват надеждна защита срещу замърсяване от околната среда.
Изпитването на износоустойчивостта на Flex позволява оценка на:
- Стерилни пакети с бариера
- Опаковки за медицински изделия
- Фармацевтични защитни фолиа
- Материали за опаковане за чисти помещения
Дефект в опаковката, причинен от механична умора, може да наруши стерилността, което прави устойчивостта на огъване важен параметър за качеството.
Промишлени бариерни фолиа
Много промишлени фолиа трябва да запазват защитните си свойства въпреки многократното им използване.
Приложенията включват:
- Защитни фолиа
- Фолиа за защита на селскостопанските култури
- Опаковки, устойчиви на химикали
- Строителни мембрани
Изпитването съгласно стандарта ASTM F392 предоставя ценна информация за дългосрочната издръжливост.
GFT Flex Tester: Предназначен за приложения съгласно стандарта ASTM F392
Уредът GFT Flex Tester е разработен за лаборатории, в които се изисква точна и възпроизводима оценка на устойчивостта на огъване.
Системата предлага редица предимства при изпитването на опаковъчни материали.
Автоматизирана система за управление с ПЛК
Платформата за промишлено управление осигурява:
- Стабилна работа
- Лесно настройване на параметрите
- Повторяеми условия за изпитване
- Намалено влияние на оператора
Интерфейсът със сензорен екран позволява на инженерите бързо да конфигурират тестови програми.
Възможност за тестване на няколко станции едновременно
Серията GFT поддържа паралелно тестване:
| Модел | Изпитателни станции |
|---|---|
| GFT-01 | 4 станции |
| GFT-02 | 3 станции |
Работата с няколко станции повишава ефективността на лабораторията, като позволява сравняването на множество проби при еднакви условия.
Програмируеми режими на тестване
Петте предварително зададени режима позволяват на потребителите да извършват:
- Бърз преглед
- Сравнителна оценка на материалите
- Изпитания за удължена издръжливост
Тази гъвкавост прави уреда подходящ както за научноизследователски и развойни лаборатории, така и за контрол на качеството в производството.
Технически характеристики на апарата за изпитване на износоустойчивост GFT Flex
| Параметър | GFT-02 Тестер за гъвкавост | GFT-01 Тестер за гъвкавост |
|---|---|---|
| Ъгъл на огъване | 440° (90 мм) или 400° (80 мм) | 440° (90 мм) или 400° (80 мм) |
| Капацитет | 3,5 Н·м | 2,5 Н·м |
| Хоризонтален ход | 155 мм или 80 мм | 155 мм или 80 мм |
| Изпитателни станции | 3 | 4 |
| Размер на извадката | 280 мм × 200 мм | 280 мм × 200 мм |
| Захранване | 110–220 V | 110–220 V |
ASTM F392 в сравнение с други изпитвания за експлоатационни характеристики на опаковките
Изпитването на издръжливостта на гъвкавите опаковки често се съчетава с други методи за оценка на опаковките.
| Метод за изпитване | Основна оценка |
|---|---|
| ASTM F392 | Ефектите от гъвкавостното съпротивление и механичната умора |
| ASTM D3985 | Скорост на проникване на кислород |
| ASTM F1249 | Скорост на проникване на водна пара |
| ASTM F88 | Сила на уплътнението |
| ASTM D882 | Свойства при опън |
Използването на различни методи за изпитване осигурява по-пълно разбиране за характеристиките на опаковката.
Например, стандартът ASTM F392 може да покаже, че ламинатът губи бариерните си свойства след огъване, докато изпитването OTR количествено определя степента на влошаване на бариерните свойства.
Избор на подходящ апарат за изпитване на гъвкавост съгласно стандарта ASTM F392
При избора на система за изпитване на гъвкавост лабораториите трябва да оценят:
- Възможности за изпитване съгласно стандарта ASTM F392
- Брой необходими изпитателни станции
- Степен на автоматизация
- Повторяемост на изпитванията
- Съвместимост на пробите
- Бъдещи изисквания за тестване
За изследователските лаборатории гъвкавото програмиране позволява оценка на нови структури на материалите. За производствените среди многостанционните системи подобряват ефективността на изпитванията и контрола на качеството.
Подходящ апарат за изпитване на гъвкавост съгласно стандарта ASTM F392 позволява на производителите да откриват потенциални дефекти в опаковките, преди продуктите да достигнат пазара.
Изпитването за устойчивост на огъване по стандарт ASTM F392 предлага практичен начин за оценка дали гъвкавите бариерни материали могат да запазят защитните си свойства след многократно механично натоварване. Чрез симулиране на усукване и компресия посредством изпитването за огъване „Gelbo“, производителите могат да открият скрити слабости, като например микродупки, пукнатини и влошаване на бариерните свойства, преди да възникнат проблеми с опаковките на пазара.
Надежден Апарат за изпитване на гъвкавост ASTM F392 помага на инженерите по опаковки да сравняват структурите на материалите, да оптимизират проектирането на ламинатите и да подобрят защитата на продуктите по време на транспортиране и обработка. Уредът за изпитване на издръжливостта GFT Flex на Cell Instruments осигурява автоматизирани и повторяеми изпитвания на фолиа, ламинати и бариерни материали с покритие, използвани в опаковките за хранителни продукти, медицински, фармацевтични и промишлени приложения.
Комбиниране ASTM F392 Тестването, включващо оценка на пропускливостта към кислород и водна пара, както и изпитвания за якост на опън и здравина на запечатването, осигурява цялостно разбиране за характеристиките на опаковката. Това позволява на производителите да избират по-издръжливи материали, да подобрят процесите за контрол на качеството и да разработват опаковъчни решения с по-висока надеждност и по-добра защита на срока на годност.