Lanksčiųjų pakuočių gedimai ne visada prasideda nuo matomų pažeidimų. Transportavimo, pildymo, sukrovimo ir kasdienio tvarkymo metu barjerinės plėvelės gali patirti pakartotinius susisukimus ir suspaudimus, kurie palaipsniui susilpnina vidines struktūras. Pakuotė gali atrodyti nesugadinta, nors barjeriniame sluoksnyje jau susiformavo mikroskopiniai įtrūkimai, pro kuriuos prasiskverbia deguonis, drėgmė ar teršalai. Būtent todėl ASTM F392 bandymai tapo svarbiu lanksčių barjerinių medžiagų vertinimo metodu.
Svetainė ASTM F392 lenkimo bandymo metodas imituoja mechaninį poveikį, kurį pakavimo medžiagos patiria realiomis naudojimo sąlygomis. Naudojant specializuotą lankstumo matuoklis, laboratorijose galima išmatuoti, kaip plėvelės, laminatai ir padengtos struktūros atlaiko pakartotinį lenkimą, ir nustatyti, ar mechaninis nuovargis daro įtaką barjerinėms savybėms. Šis bandymas ypač vertingas maisto produktų, medicininių ir farmacijos produktų pakuočių bei kitose srityse, kuriose itin svarbu išlaikyti pakuotės vientisumą.
„Cell Instruments“ gaminamas „GFT Flex Tester“ automatizuoja ASTM F392 „Gelbo“ lenkimo bandymo procedūrą, užtikrindamas kontroliuojamus sukimo ir suspaudimo ciklus, skirtus įvertinti atsparumą lenkimui, mažų skylučių susidarymą ir galimą barjero susidėvėjimą.
Kodėl lanksčioms užtvarų medžiagoms būtinas „Flex“ patvarumo vertinimas
Šiuolaikiniuose pakuočių dizainuose vis dažniau naudojamos lengvos daugiasluoksnės plėvelės, nes jos užtikrina patikimą apsaugą, o medžiagų sunaudojimas yra mažesnis. Tačiau lengvos konstrukcijos gali tapti pažeidžiamos, kai patiria pakartotinius mechaninius deformavimus.
Tipinė lanksti pakuotė per savo gyvavimo ciklą patiria įvairių apkrovų:
- Sulankstymas perdirbimo ir pakavimo operacijų metu
- Suspaudimas transportavimo metu
- Vibracija paskirstymo metu
- Deformacija sandėliavimo metu ir vartotojui tvarkant prekę
- Paketuotų produktų pakartotinis perkėlimas
Šie įtempiai gali sukelti mikroskopinius defektus:
- Aliuminio folijos sluoksniai
- Metalizuotos dangos
- EVOH barjeriniai sluoksniai
- Lipnios sąsajos
- Daugiasluoksnės laminato struktūros
Tradiciniai barjerinių savybių bandymo metodai leidžia įvertinti medžiagos savybes statinėmis sąlygomis. Tačiau jie gali neatskleisti pažeidimų, atsiradusių dėl pasikartojančių mechaninių judesių.
Dėl šios priežasties gamintojai derina barjerinių savybių bandymus su ASTM F392 lankstumo patvarumo vertinimas siekiant įvertinti, kaip pakuotė elgiasi po imituotų tvarkymo apkrovų.
Kokią informaciją suteikia ASTM F392 bandymai?
ASTM F392 bandymo tikslas – įvertinti lanksčių barjerinių medžiagų atsparumą lenkimo sukeltiems pažeidimams.
Lankstumo patvarumo bandymas gali padėti inžinieriams atsakyti į svarbius klausimus:
- Ar laminatas išlaikys barjerines savybes po transportavimo?
- Ar plonos plėvelės struktūroje po pakartotinio lenkimo atsiranda mažų skylučių?
- Koks medžiagų derinys užtikrina didesnį atsparumą nuovargiui?
- Ar nauja danga padidina mechaninį patvarumą?
- Kiek lenkimo ciklų gali atlaikyti pakuotė, kol sumažėja jos eksploatacinės savybės?
Šis bandymas ne tik nustato, ar medžiaga lūžta. Jis taip pat įvertina, kaip mechaninis įtempis keičia pakuotės konstrukcijos funkcines savybes.
Tipiniai vertinimo rezultatai apima:
| Vertinimo kriterijus | Tikslas |
|---|---|
| Skylutės | Nustatykite dėl lenkimo atsiradusius fizinius pažeidimus |
| Įtrūkimų susidarymas | Įvertinti konstrukcijos atsparumą nuovargiui |
| Deguonies pralaidumo pokytis | Nustatyti barjero nuostolius po lenkimo |
| Vandens garų pralaidumo pokytis | Įvertinti apsaugos nuo drėgmės savybes |
Šie rezultatai padeda pakavimo inžinieriams optimizuoti medžiagų pasirinkimą ir pakuočių dizainą.
„Gelbo Flex“ bandymo metodo supratimas
Svetainė „Gelbo Flex“ bandymo metodas naudoja kontroliuojamą mechaninį judesį, kad atkurtų pasikartojančias lenkimo sąlygas.
Skirtingai nuo paprastų lenkimo bandymų, „Gelbo“ lankstumo bandymai apima sukimo ir suspaudimo judesius. Tai leidžia realistiškiau imituoti įtempius, kuriuos patiria lankstiosios pakuotės platinimo ir tvarkymo metu.
Atliekant bandymus, bandinys yra:
- Maždaug 440° pasukimas per 90 mm judesį
- Horizontalus suspaudimo judesys
- Pakartotinis važiavimas dviračiu kontroliuojamu greičiu
Šis sudėtinis judesys sukelia mechaninį nuovargį visoje medžiagos struktūroje.
ASTM F392 procedūra paprastai atliekama:
- 45 ciklai per minutę
- Nustatyti bandinio matmenys
- Kontroliuojami lenkimo ciklai pagal bandymų reikalavimus
Atlikus bandymus, medžiagą galima patikrinti tiesiogiai arba įvertinti atliekant papildomus barjerinių savybių matavimus.
Kaip „Flex Tester“ atlieka vertinimą pagal ASTM F392 standartą
Profesionalas lankstumo matuoklis automatizuoja pasikartojančius mechaninius veiksmus, numatytus standarte ASTM F392, ir užtikrina didesnį bandymų nuoseklumą, palyginti su vertinimu atliekant rankiniu būdu.
Tipinė bandymų eiga susideda iš keturių pagrindinių etapų.
Mėginių paruošimas ir montavimas
Lanksčių barjerų bandiniai paruošiami pagal reikiamus matmenis.
Bendrosios mėginio specifikacijos:
| Parametras | Vertė |
|---|---|
| Imties dydis | 280 mm × 200 mm |
| Medžiagos tipas | Plėvelė, laminatas, padengta barjerinė struktūra |
Bandinys tvirtai pritvirtintas prie bandymo įtaiso, kad lenkimo metu būtų užtikrintas tolygus judėjimas.
Kontroliuojamas lankstumo ciklas
Šis prietaisas atlieka užprogramuotus sukimo ir suspaudimo judesius.
GFT „Flex“ patvarumo bandymo įrenginys siūlo kelis bandymo režimus:
| Režimas | „Flex Cycles“ | Paraiška |
|---|---|---|
| A | 2700 ciklų | Ilgalaikio patvarumo vertinimas |
| B | 900 ciklų | Standartinis našumo palyginimas |
| C | 270 ciklų | Medžiagų atranka |
| D | 20 ciklų | Išsamus lankstumo įvertinimas |
| E | 20 ciklų | Dalinio lankstumo vertinimas |
Įvairūs ciklo nustatymai leidžia laboratorijoms veiksmingai lyginti medžiagas atliekant mokslinius tyrimus, vykdant kokybės kontrolę ir tikrinant gamybą.
Pažeidimų nustatymas ir veikimo analizė
Atlikę lenkimo bandymus, inžinieriai įvertina, ar medžiaga patyrė:
- Mechaninis įtrūkimų susidarymas
- Barjerinio sluoksnio pažeidimai
- Skylutės
- Padidėjęs užsikrėtimo lygis
Kalbant apie aukštos barjerinės savybės pakuotes, daugelis laboratorijų lygina deguonies pralaidumą (OTR) arba vandens garų pralaidumą (WVTR) prieš ir po lenkimo.
Žymus padidėjimas rodo, kad mechaninis poveikis sumažino apsaugines savybes.
ASTM F392 lenkimo bandymo taikymo sritys
Lankstusis maisto produktų pakavimas
Maisto produktų pakuotės labai priklauso nuo barjerinių savybių, nes deguonis ir drėgmė gali turėti įtakos:
- Skonio išsaugojimas
- Produkto šviežumas
- Tinkamumo laikas
- Maisto sauga
Dažniausiai naudojamos sritys:
- Užkandžių pakavimo plėvelės
- Vakuuminiai maišeliai
- Kavos maišeliai
- Retortinės pakuotės
- Šaldytų maisto produktų pakuotės
Standartas ASTM F392 padeda gamintojams pasirinkti laminato struktūras, kurios išlaiko savo savybes per visą platinimo procesą.
Medicinos ir farmacijos pramonės pakuotės
Medicininėms pakuotėms būtina patikima apsauga nuo aplinkos užteršimo.
„Flex“ patvarumo bandymai padeda įvertinti:
- Sterilūs apsauginiai maišeliai
- Medicinos prietaisų pakuotės
- Farmacinės apsauginės plėvelės
- Švariųjų patalpų pakavimo medžiagos
Dėl mechaninio nuovargio atsiradęs pakuotės gedimas gali pakenkti sterilumui, todėl atsparumas lenkimui tampa svarbiu kokybės parametru.
Pramoninės apsauginės plėvelės
Daugelis pramoninių plėvelių turi išlaikyti apsaugines savybes net ir po pakartotinio naudojimo.
Tarp taikymo sričių yra:
- Apsauginės plėvelės
- Žemės ūkio barjerinės plėvelės
- Chemiškai atspari pakuotė
- Statybinės membranos
ASTM F392 bandymai suteikia vertingos informacijos apie ilgalaikį patvarumą.
„GFT Flex Tester“: sukurtas naudoti pagal ASTM F392 standartą
„GFT Flex Tester“ sukurtas laboratorijoms, kurioms reikalingas tikslus ir pakartojamas lenkimo patvarumo vertinimas.
Ši sistema suteikia keletą privalumų atliekant pakavimo medžiagų bandymus.
Automatinė PLC valdymo sistema
Pramoninė valdymo platforma užtikrina:
- Stabilus veikimas
- Paprastas parametrų nustatymas
- Pakartojamos bandymo sąlygos
- Sumažinta operatoriaus įtaka
Liečiamojo ekrano sąsaja leidžia inžinieriams greitai sukonfigūruoti bandymų programas.
Galimybė atlikti bandymus keliose stotyse
GFT serija palaiko lygiagretųjį testavimą:
| Modelis | Bandymų stotys |
|---|---|
| GFT-01 | 4 stotys |
| GFT-02 | 3 stotys |
Daugiastacionis darbas padidina laboratorijos našumą, nes leidžia lyginti kelis mėginius identiškomis sąlygomis.
Programuojami bandymo režimai
Penki iš anksto nustatyti režimai leidžia vartotojams atlikti:
- Greitas patikrinimas
- Lyginamasis medžiagų vertinimas
- Išsamūs patvarumo bandymai
Dėl šio lankstumo šis prietaisas tinka tiek mokslinių tyrimų ir plėtros laboratorijoms, tiek gamybos kokybės kontrolei.
GFT „Flex“ patvarumo bandymo įrenginio techniniai duomenys
| Parametras | GFT-02 „Flex“ testeris | GFT-01 „Flex“ testeris |
|---|---|---|
| Lankstymo kampas | 440° (90 mm) arba 400° (80 mm) | 440° (90 mm) arba 400° (80 mm) |
| Talpa | 3,5 N·m | 2,5 N·m |
| Horizontalus eiliškumas | 155 mm arba 80 mm | 155 mm arba 80 mm |
| Bandymų stotys | 3 | 4 |
| Imties dydis | 280 mm × 200 mm | 280 mm × 200 mm |
| Maitinimo šaltinis | 110–220 V | 110–220 V |
ASTM F392 palyginimas su kitais pakuočių eksploatacinių savybių bandymais
Lanksčių medžiagų patvarumo bandymai dažnai derinami su kitais pakuočių vertinimo metodais.
| Tyrimo metodas | Pagrindinis vertinimas |
|---|---|
| ASTM F392 | Lankstumo atsparumo ir mechaninio nuovargio poveikis |
| ASTM D3985 | Deguonies pralaidumas |
| ASTM F1249 | Vandens garų pralaidumo koeficientas |
| ASTM F88 | Sandariklio stiprumas |
| ASTM D882 | Tempimo savybės |
Taikant kelis bandymo metodus galima geriau įvertinti pakuotės savybes.
Pavyzdžiui, pagal ASTM F392 standartą gali paaiškėti, kad laminatas po lenkimo praranda barjerines savybes, o OTR bandymai leidžia kiekybiškai įvertinti barjero savybių pablogėjimo laipsnį.
Tinkamo ASTM F392 lankstumo bandymo aparato pasirinkimas
Renkantis lankstumo bandymo sistemą, laboratorijos turėtų įvertinti:
- ASTM F392 bandymų atlikimo galimybės
- Reikalingų bandymo stočių skaičius
- Automatizavimo lygis
- Tyrimo pakartojamumas
- Pavyzdžių suderinamumas
- Būsimi bandymų reikalavimai
Mokslinių tyrimų laboratorijose lankstus programavimas leidžia įvertinti naujas medžiagų struktūras. Gamybos aplinkose daugiapozicinės sistemos padidina bandymų efektyvumą ir pagerina kokybės stebėseną.
Tinkamas ASTM F392 standumo bandymo įrenginys leidžia gamintojams nustatyti galimus pakuotės defektus dar prieš produktams pateikiant į rinką.
ASTM F392 lankstumo patvarumo bandymas yra praktiškas būdas įvertinti, ar lanksčios barjerinės medžiagos išlaiko apsaugines savybes po pakartotinių mechaninių apkrovų. Imituodami sukimo ir suspaudimo poveikį atliekant „Gelbo“ lankstumo bandymą, gamintojai gali nustatyti paslėptus trūkumus, pavyzdžiui, smulkias skylutes, įtrūkimus ir barjero savybių pablogėjimą, dar prieš rinkoje pasirodant pakuotės gedimams.
Patikimas ASTM F392 lenkimo bandymo įrenginys padeda pakavimo inžinieriams palyginti medžiagų struktūras, optimizuoti laminatų konstrukcijas ir pagerinti produktų apsaugą transportavimo bei tvarkymo metu. Cell Instruments kompanijos „GFT Flex Durability Tester“ įrenginys užtikrina automatizuotus, pakartojamus plėvelių, laminatų ir padengtų barjerinių medžiagų, naudojamų maisto, medicinos, farmacijos ir pramonės pakavimo srityse, bandymus.
Derinimas ASTM F392 Atliekant bandymus, kuriuose vertinamas deguonies pralaidumas, vandens garų pralaidumas, tempiamasis stipris ir sandarumo stipris, galima visapusiškai įvertinti pakuotės savybes. Tai leidžia gamintojams rinktis patvaresnes medžiagas, tobulinti kokybės kontrolės procesus ir kurti pakuotės sprendimus, užtikrinančius didesnį patikimumą ir ilgesnį galiojimo laiką.