Defecten aan flexibele verpakkingen beginnen niet altijd met zichtbare schade. Tijdens het transport, het vullen, het stapelen en de dagelijkse hantering kunnen barrièrefolies herhaaldelijk worden verdraaid en samengedrukt, waardoor de interne structuren geleidelijk verzwakken. Een verpakking kan er intact uitzien, terwijl er zich binnenin de barrièrelaag al microscopisch kleine scheurtjes hebben gevormd, waardoor zuurstof, vocht of verontreinigingen kunnen binnendringen. Daarom ASTM F392 Het testen is uitgegroeid tot een belangrijke evaluatiemethode voor flexibele barrièrematerialen.
De ASTM F392-testmethode voor buigproeven simuleert de mechanische belasting waaraan verpakkingsmaterialen tijdens het daadwerkelijke gebruik worden blootgesteld. Door gebruik te maken van een gespecialiseerde flexibiliteitstester, kunnen laboratoria meten in hoeverre folies, laminaten en gecoate structuren bestand zijn tegen herhaaldelijk buigen en vaststellen of mechanische vermoeidheid de barrièreprestaties beïnvloedt. De test is met name van groot belang voor voedselverpakkingen, medische verpakkingen, farmaceutische verpakkingen en andere toepassingen waarbij het behoud van de integriteit van de verpakking van cruciaal belang is.
De GFT Flex Tester van Cell Instruments automatiseert de ASTM F392 Gelbo-buigproef en voert gecontroleerde draai- en compressiecycli uit om de buigweerstand, de vorming van gaatjes en mogelijke aantasting van de barrière te beoordelen.
Waarom flexibele barrièrematerialen moeten worden getest op flexibele duurzaamheid
In moderne verpakkingsontwerpen wordt steeds vaker gebruikgemaakt van lichtgewicht meerlaagse folies, omdat deze een goede bescherming bieden bij een lager materiaalverbruik. Lichtgewicht constructies kunnen echter kwetsbaar worden wanneer ze worden blootgesteld aan herhaalde mechanische vervorming.
Een typische flexibele verpakking wordt tijdens haar levenscyclus blootgesteld aan verschillende belastingen:
- Vouwen tijdens verwerkings- en verpakkingsprocessen
- Compressie tijdens het transport
- Trillingen tijdens de distributie
- Verbuiging tijdens opslag en gebruik door de consument
- Herhaaldelijk verplaatsen van verpakte producten
Deze spanningen kunnen microscopisch kleine defecten veroorzaken in:
- Lagen aluminiumfolie
- Gemetalliseerde coatings
- EVOH-barrièrelagen
- Zelfklevende verbindingen
- Meerlaagse laminaatstructuren
Bij traditionele testmethoden voor barrière-eigenschappen worden de prestaties van het materiaal onder statische omstandigheden gemeten. Deze methoden brengen echter mogelijk geen schade aan het licht die is veroorzaakt door herhaalde mechanische bewegingen.
Om deze reden combineren fabrikanten barrièretests met Beoordeling van de buigduurzaamheid volgens ASTM F392 om inzicht te krijgen in hoe de verpakking presteert na gesimuleerde belasting door hantering.
Welke informatie levert de ASTM F392-test op?
Het doel van de ASTM F392-test is om de weerstand van flexibele barrièrematerialen tegen door buiging veroorzaakte schade te beoordelen.
Een duurzaamheidstest voor flexibele materialen kan ingenieurs helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen:
- Behoudt een laminaat zijn barrière-eigenschappen na het transport?
- Ontstaan er na herhaaldelijk buigen gaatjes in een dunne-filmstructuur?
- Welke materiaalcombinatie biedt een betere weerstand tegen vermoeidheidsbreuk?
- Verbetert een nieuwe coating de mechanische duurzaamheid?
- Hoeveel flexcycli kan een verpakking doorstaan voordat de prestaties achteruitgaan?
De test meet niet alleen of een materiaal breekt. In plaats daarvan wordt onderzocht hoe mechanische belasting de functionele prestaties van de verpakkingsstructuur beïnvloedt.
Typische evaluatieresultaten zijn onder meer:
| Beoordelingspunt | Doel |
|---|---|
| Speldenprikken | Stel de fysieke schade vast die is veroorzaakt door buigen |
| Scheurvorming | De structurele vermoeidheidsweerstand beoordelen |
| Verandering in zuurstofdoorlaatbaarheid | Bepaal het verlies door de barrière na buiging |
| Verandering in de waterdampdoorlaatbaarheid | De prestaties op het gebied van vochtbescherming beoordelen |
Deze resultaten helpen verpakkingsingenieurs bij het optimaliseren van de materiaalkeuze en het ontwerp van verpakkingen.
Inzicht in de Gelbo Flex-testmethode
De testmethode voor Gelbo Flex maakt gebruik van een gecontroleerde mechanische beweging om herhaaldelijke buigbewegingen na te bootsen.
In tegenstelling tot eenvoudige buigtests combineert de Gelbo-flextest draai- en drukbewegingen. Hierdoor ontstaat een realistischere simulatie van de belastingen waaraan flexibele verpakkingen tijdens distributie en verwerking worden blootgesteld.
Tijdens de test wordt het proefstuk onderworpen aan:
- Ongeveer 440° verdraaiing bij een beweging van 90 mm
- Horizontale compressiebeweging
- Herhaaldelijk fietsen met een gecontroleerde snelheid
De gecombineerde beweging veroorzaakt mechanische vermoeidheid in de gehele materiaalstructuur.
De ASTM F392-procedure wordt doorgaans uitgevoerd bij:
- 45 slagen per minuut
- Vastgestelde afmetingen van het monster
- Gecontroleerde buigcycli volgens de testvoorschriften
Na het testen kan het materiaal direct worden gecontroleerd of worden beoordeeld aan de hand van aanvullende barrièremetingen.
Hoe een Flex-tester de ASTM F392-beoordeling uitvoert
Een professional flexibiliteitstester automatiseert de repetitieve mechanische handelingen die volgens ASTM F392 vereist zijn en zorgt voor een betere consistentie van de testresultaten in vergelijking met handmatige beoordeling.
De standaard testworkflow bestaat uit vier hoofdfasen.
Voorbereiding en installatie van monsters
Monsters van flexibele barrières worden vervaardigd volgens de vereiste afmetingen.
Algemene specificatie van het monster:
| Parameter | Waarde |
|---|---|
| Steekproefomvang | 280 mm × 200 mm |
| Materiaalsoort | Film, laminaat, gecoate barrièrestructuur |
Het proefstuk is stevig op de testopstelling bevestigd om een gelijkmatige beweging tijdens het buigen te garanderen.
Gecontroleerde flex-cycling
Het instrument voert geprogrammeerde draai- en drukbewegingen uit.
De GFT Flex-duurzaamheidstester biedt verschillende testmodi:
| Modus | Flex Cycles | Toepassing |
|---|---|---|
| A | 2700 cycli | Duurzaamheidstest over een lange periode |
| B | 900 cycli | Standaard prestatievergelijking |
| C | 270 cycli | Materiaalselectie |
| D | 20 cycli | Volledige flexibiliteitsbeoordeling |
| E | 20 cycli | Beoordeling van gedeeltelijke flexibiliteit |
Dankzij verschillende cyclusinstellingen kunnen laboratoria materialen efficiënt vergelijken tijdens onderzoek, kwaliteitscontrole en productiecontrole.
Schadedetectie en prestatieanalyse
Na de buigtest beoordelen de ingenieurs of het materiaal:
- Mechanische scheurvorming
- Schade aan de barrièrelaag
- Speldenprikken
- Hogere overdrachtspercentages
Bij verpakkingen met een hoge barrière vergelijken veel laboratoria de zuurstofdoorlaatbaarheid (OTR) of de waterdampdoorlaatbaarheid (WVTR) vóór en na het buigen.
Een aanzienlijke toename wijst erop dat mechanische belasting de beschermende werking heeft verminderd.
Toepassingen van de ASTM F392-buigtest
Flexibele verpakkingen voor levensmiddelen
Bij voedselverpakkingen is de barrièrewerking van groot belang, omdat zuurstof en vocht invloed kunnen hebben op:
- Smaakbehoud
- Versheid van het product
- Houdbaarheid
- Voedselveiligheid
Veelvoorkomende toepassingen zijn onder meer:
- Verpakkingsfolies voor snacks
- Vacuümzakjes
- Koffiezakjes
- Retortverpakkingen
- Verpakkingen voor diepvriesproducten
ASTM F392 helpt fabrikanten bij het kiezen van laminaatstructuren die hun prestaties gedurende het hele distributieproces behouden.
Verpakkingen voor medische en farmaceutische producten
Medische verpakkingen moeten betrouwbare bescherming bieden tegen verontreiniging door omgevingsfactoren.
Duurzaamheidstests met Flex maken het mogelijk om het volgende te beoordelen:
- Steriele barrièrezakjes
- Verpakkingen voor medische hulpmiddelen
- Beschermfolies voor de farmaceutische industrie
- Verpakkingsmaterialen voor cleanrooms
Een defect in de verpakking als gevolg van mechanische vermoeidheid kan de steriliteit in gevaar brengen, waardoor buigweerstand een belangrijke kwaliteitsparameter is.
Industriële barrièrefolies
Veel industriële folies moeten hun beschermende werking behouden, ook al worden ze herhaaldelijk verwerkt.
Toepassingen zijn onder meer:
- Beschermfolies
- Landbouwfolies
- Chemisch bestendige verpakkingen
- Bouwmembranen
De ASTM F392-test levert waardevolle informatie op over de duurzaamheid op lange termijn.
GFT Flex Tester: Ontworpen voor toepassingen volgens ASTM F392
De GFT Flex Tester is ontwikkeld voor laboratoria die behoefte hebben aan een nauwkeurige en herhaalbare beoordeling van de buigbestendigheid.
Het systeem biedt diverse voordelen voor het testen van verpakkingsmateriaal.
Geautomatiseerd PLC-besturingssysteem
Het industriële besturingsplatform biedt:
- Stabiele werking
- Eenvoudige parameterinstelling
- Herhaalbare testomstandigheden
- Minder invloed van de operator
Via de touchscreen-interface kunnen ingenieurs testprogramma's snel configureren.
Mogelijkheid tot testen op meerdere stations
De GFT-serie ondersteunt parallel testen:
| Model | Teststations |
|---|---|
| GFT-01 | 4 stations |
| GFT-02 | 3 stations |
Het werken met meerdere stations verhoogt de efficiëntie van het laboratorium doordat hierdoor meerdere monsters onder identieke omstandigheden kunnen worden vergeleken.
Programmeerbare testmodi
Met vijf vooraf ingestelde modi kunnen gebruikers het volgende uitvoeren:
- Snelle screening
- Vergelijkende materiaalbeoordeling
- Uitgebreide duurzaamheidstests
Dankzij deze flexibiliteit is het instrument geschikt voor zowel R&D-laboratoria als kwaliteitscontrole in de productie.
Technische specificaties van de GFT Flex-duurzaamheidstester
| Parameter | GFT-02 Flex-tester | GFT-01 Flex-tester |
|---|---|---|
| Buighoek | 440° (90 mm) of 400° (80 mm) | 440° (90 mm) of 400° (80 mm) |
| Capaciteit | 3,5 N·m | 2,5 N·m |
| Horizontale slag | 155 mm of 80 mm | 155 mm of 80 mm |
| Teststations | 3 | 4 |
| Steekproefomvang | 280 mm × 200 mm | 280 mm × 200 mm |
| Stroomvoorziening | 110–220 V | 110–220 V |
ASTM F392 in vergelijking met andere prestatietests voor verpakkingen
Duurzaamheidstests met Flex worden vaak gecombineerd met andere methoden voor het beoordelen van verpakkingen.
| Testmethode | Hoofdbeoordeling |
|---|---|
| ASTM F392 | Weerstand tegen buiging en effecten van mechanische vermoeidheid |
| ASTM D3985 | Zuurstofdoorlaatbaarheid |
| ASTM F1249 | Waterdampdoorlaatbaarheid |
| ASTM F88 | Hechtkracht |
| ASTM D882 | Trekeigenschappen |
Door gebruik te maken van meerdere testmethoden krijgt men een vollediger beeld van de prestaties van de verpakking.
Zo kan uit ASTM F392 bijvoorbeeld blijken dat een laminaat na buiging zijn barrière-eigenschappen verliest, terwijl bij OTR-tests de mate van verslechtering van de barrière-eigenschappen wordt gekwantificeerd.
De juiste ASTM F392-buigtrektester kiezen
Bij de keuze van een buigproefsysteem moeten laboratoria het volgende beoordelen:
- Testcapaciteit volgens ASTM F392
- Aantal benodigde teststations
- Automatiseringsniveau
- Controle van de herhaalbaarheid
- Compatibiliteit van monsters
- Toekomstige testvereisten
Voor onderzoekslaboratoria biedt flexibele programmering de mogelijkheid om nieuwe materiaalstructuren te evalueren. In productieomgevingen zorgen systemen met meerdere stations voor een verbetering van de testefficiëntie en de kwaliteitscontrole.
Met een geschikte ASTM F392-buigtrektester kunnen fabrikanten mogelijke tekortkomingen in de verpakking opsporen voordat de producten op de markt komen.
De ASTM F392-test voor buigbestendigheid biedt een praktische methode om te beoordelen of flexibele barrièrematerialen hun beschermende eigenschappen behouden na herhaalde mechanische belasting. Door verdraaiing en samendrukking te simuleren via een Gelbo-buigtest, kunnen fabrikanten verborgen zwakke plekken zoals gaatjes, scheurtjes en aantasting van de barrière opsporen voordat er verpakkingsfouten op de markt optreden.
Een betrouwbare ASTM F392-buigtester helpt verpakkingsingenieurs bij het vergelijken van materiaalstructuren, het optimaliseren van laminaatontwerpen en het verbeteren van de productbescherming tijdens transport en verwerking. De GFT Flex Durability Tester van Cell Instruments biedt geautomatiseerde, herhaalbare tests voor folies, laminaten en gecoate barrièrematerialen die worden gebruikt in verpakkingstoepassingen voor de voedingsmiddelen-, medische, farmaceutische en industriële sector.
Combineren ASTM F392 Door middel van tests op zuurstofdoorlaatbaarheid, waterdampdoorlaatbaarheid, treksterkte en afdichtingssterkte ontstaat een volledig beeld van de prestaties van de verpakking. Hierdoor kunnen fabrikanten duurzamere materialen kiezen, hun kwaliteitscontroleprocessen verbeteren en verpakkingsoplossingen ontwikkelen die betrouwbaarder zijn en de houdbaarheid beter waarborgen.