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Verpackungspr├╝fung

Verpackungen haben einerseits gro├čen Einfluss auf die Qualit├Ąt des Inhalts, andererseits f├Ârdern sie die Kaufentscheidung der Konsumenten. Beide Ziele zu erf├╝llen stellt die Produktentwicklung vor gro├če Herausforderungen, vor allem bei Verpackungen f├╝r Nahrungsmittel. Aber auch andere Verpackungen m├╝ssen zahlreiche weitere Anforderungen erf├╝llen, je nach ihrer Art und ihrem Zweck, bspw. Verpackungen f├╝r Kosmetika, Arzneien, Chemikalien, Transportverpackungen (Paletten, Kisten), Industrieverpackungen (Big Bags, Container, F├Ąsser), elektronische Ger├Ąte und Konsumg├╝ter.

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  • Branchenbrosch├╝re: Lebensmittel & Verpackung PDF 2 MB

Anforderungen

Verpackungen haben einerseits einen gro├čen Einfluss auf die Qualit├Ąt des Inhalts, andererseits f├Ârdern sie die Kaufentscheidung der Konsumenten. Beide Ziele zu erf├╝llen stellt die Produktentwicklung vor gro├če Herausforderungen, vor allem bei Verpackungen f├╝r Nahrungsmittel. F├╝r kein anderes Produkt werden so viele Neu- und Weiterentwicklungen an Verpackungen realisiert wie f├╝r Lebensmittel. Nanotechnologie, Convenience, bioabbaubare Verpackungen, intelligente und aktive Systeme sind Schlagworte dazu.

Intelligente Systeme zum Beispiel zeigen Bedingungen des verpackten Lebensmittels und der Umgebung auf, Gas-Indikatoren detektieren das ├ťberschreiten einer Gaskonzentration im Verpackungsinnenraum. Aktive Systeme helfen, die Haltbarkeit zu verl├Ąngern, z. B. bespr├╝hter Kunststoff, der Ethylen absorbiert oder eine Filterwirkung gegen Licht und Strahlung aus dem nahen UV-Bereich erzeugt.  

Dazu kommt zunehmend der Wunsch nach Convenience: Die Verpackung soll gut handhabbar sein, leicht zu ├Âffnen, wiederverschlie├čbar oder sie soll direkt ohne Umf├╝llen in Mikrowellen erhitzt werden k├Ânnen. Leichtes ├ľffnen und Herausdr├╝cken von Inhalten ist auch im Bereich der Kosmetika und Arzneimittel wichtig. Verpackungen f├╝r medizinische Ger├Ąte m├╝ssen zus├Ątzlich dicht sein und der Sterilisierung standhalten.  

Da Verpackungen in Form und Material sehr unterschiedlich sind, erfordert dies speziell angepasste, flexible Vorrichtungen. Daher finden Sie im Folgenden lediglich eine beispielhafte Darstellung von Pr├╝fwerkzeugen, die eine Vorstellung der Pr├╝fm├Âglichkeiten geben sollen.

Beispielhafte Pr├╝fungen an Lebensmittelverpackungen bzw. Verpackungsmaterial

Funktionspr├╝fung an ganzen Verpackungen

Verpackungen sind vielf├Ąltig und auch ihre Funktion und ihre Art zu ├Âffnen. Da zudem selten eine Norm f├╝r die Pr├╝fung vorliegt, werden individuelle Werte ermittelt.

Beispiele f├╝r solche Pr├╝fungen:

  • Einstechen von Strohhalmen in Verbundkartons f├╝r Getr├Ąnke
  • Einstechen von vorperforierten ├ľffnungen
  • ├ľffnungskr├Ąfte von Ringpull-Dosen
  • Abrei├čen von ├ľffnungslaschen, bspw. von Deckeln
  • Ausrei├čen von Tragegriffen
  • Auf- und Abdeckelversuch mit Schnappverschl├╝ssen
  • Bet├Ątigungskr├Ąfte an Pumpflaschen

Abziehen von Deckel- oder Verschlussmaterial (Peel-Test)

Die Peelbarkeit formstabiler oder starrer Packmittel ist abh├Ąngig von Materialkombination, Maschinenparametern, Siegelnaht- und Aufrei├čgeometrien. Um dies zu optimieren werden die Peelkr├Ąfte mit einer speziellen Deckelabziehvorrichtung gepr├╝ft. Der wichtigste Wert dabei ist die Anrisskraft, aber auch die Gleichm├Ą├čigkeit der Siegelung.  

Vorteil der ZwickRoell Deckelabziehvorrichtung ist, dass sich der Abziehpunkt immer in der Pr├╝fachse befindet: Durch einen Schlitten wird die Probe automatisch nachgef├╝hrt. Das sichert eine gleichm├Ą├čige und reproduzierbare Kraftmessung. Der ├ľffnungswinkel ist der manuellen ├ľffnung nachempfunden und kann zwischen 90┬░ und 155┬░ variiert werden. Au├čerdem l├Ąsst sich die Vorrichtung durch ihre Bauweise flexibel auf Verpackungen verschiedenster Formen und H├Âhen einstellen.

Druckversuch an Kunststoffbechern, Eimern, Schachteln, Dosen, F├Ąssern und ├Ąhnlichen formstabilen Verpackungen

Druckversuche dienen unterschiedlichen Zwecken, zum Beispiel: 

Bestimmung des Stapelverhaltens: F├╝r diesen Versuch gibt es je nach Norm und Material unterschiedliche Vorgehensweisen. Einzelne oder mehrere Verpackungen werden bis zum Versagen belastet, woraus die maximale Stapelh├Âhe errechnet werden kann. An Kunststoff-Bechern wird dieser Versuch auch mit komplett gef├╝llten Trays durchgef├╝hrt. Oder es wird eine bestimmte Last ├╝ber eine vorgegebene Dauer oder bis zum Versagen gehalten.

Bestimmung der Eigensteifigkeit: Dieser Versuch gibt Aufschluss f├╝r den Verarbeitungsprozess von Verpackungen, da diese beim Verschlie├čen (Abdeckeln) mit einer bestimmten Kraft belastet werden und diesen Arbeitsvorgang unbeschadet ├╝berstehen m├╝ssen.

Erm├╝dungsversuche: Mit einem Hysterese-Versuch wird untersucht, wie oft ein Eimer bei einer festgelegten Kraft belastet werden kann bis er einbricht. In der Praxis geschieht dies beim Be- und Entlagern auf die Paletten. Dargestellt werden nicht jeder Be- und Entlastungszyklus, sondern der ├ťbersicht wegen nur der 1, 100, 500, 1000.

Weiterrei├čversuch an Kunststofffolien

Zum Weiterrei├čversuch an Kunststofffolien gibt es unter anderem die Normen ISO 34-1, ISO 6383-1, EN 495-2 und DIN 53363.

Der Versuch simuliert das Verhalten von Verpackungsfolien beim ├ľffnen von Verpackungen. Beim ├ľffnen eines Folienbeutels soll die Einrei├čkraft etwa gleich hoch wie die Weiterrei├čkraft sein. Ist die Maximalkraft bis zum Riss der Probe zu hoch, kann dies zur Folge haben, dass Folienbeutel nach dem  Einriss schlagartig weiterrei├čen und der Inhalt ausgesch├╝ttet wird. Das ideale Verhalten ist nicht leicht einzustellen, da der Weiterrei├čwiderstand (ebenso wie die Zugkraft) bei verstreckten Folien sehr richtungsabh├Ąngig ist.

Siegelnahtfestigkeit

Die Bestimmung der Siegelnahtfestigkeit von Siegelungen aus flexiblen Packstoffen wird z. B. nach der Norm DIN 55529 durchgef├╝hrt.
Die Pr├╝fung ist ein Zugversuch an 15 mm breiten Streifen mit einem Abzugswinkel von 180┬░. Die Siegelung muss je nach Verwendung des Packstoffes eine bestimmte Festigkeit aufweisen.

90┬░- / 180┬░- Abziehversuche

Mit dieser Pr├╝fung lassen sich Klebstoffeigenschaften, wie Haft- und Trennfestigkeit, kontrollieren. Es gibt viele genormte Sch├Ąl- oder Abziehversuche mit dem gleichen Pr├╝fprinzip. Einige Beispiele: EN 1939, EN 1719, DIN 30646, DIN 55475, DIN 55477, FINAT Testmethode Nr. 2.

Der Grund f├╝r die gro├če Anzahl ist, dass verschiedenste Tr├Ągermaterialien und Klebstoffe auf die unterschiedlichsten Anwendungen abgestimmt sind. Um die Haftf├Ąhigkeit verschiedener Materialien miteinander vergleichen zu k├Ânnen, verwendet man Pr├╝fplatten aus Glas oder nichtrostendem Stahl, mit einer genormten Oberfl├Ąche.

Ermittelt wird die Kleb- bzw. Haftkraft, die erforderlich ist, einen Klebestreifen kontinuierlich von einer Stahl- oder Glasplatte abzuziehen. Dazu wird die ermittelte Kraft in Bezug zur Breite des Streifens gesetzt.

Wichtig ist h├Ąufig auch die Anfangshaftkraft: Die Eigenschaft auf einer Oberfl├Ąche zu haften und eine sofortige messbare Abzugskraft herzustellen. Die Haftung auf einem Tr├Ągermaterial erfolgt bei Ber├╝hrung bzw. geringem Kontakt ohne Einwirken einer Kraft.  

Tack-Schlaufentest zur Pr├╝fung der Klebekraft von Klebeb├Ąndern

Als Tack wird die Soforthaftung oder Anfangshaftung bezeichnet. Sie ist als Kraft definiert, eine Schlaufe des Klebebandes sofort nach dem Kontakt von einer genormten Oberfl├Ąche abzuziehen.

Ein einseitig mit Klebstoff beschichteter Probestreifen wird so gehalten, dass eine Schlaufe mit Klebefl├Ąche nach au├čen gebildet wird. Die Pr├╝fmaschine setzt die Schlaufe auf der Pr├╝fplatte auf. Sobald eine definierte Kontaktfl├Ąche erreicht ist, wird die Schlaufe wieder abgezogen. Diese Pr├╝fung ist in der FINAT-Testmethode Nr. 9. beschrieben.

Aufdrehen von Deckeln / Torsionspr├╝fung

F├╝r das Aufdrehen von Verschlussdeckeln wird ein Torsionsantrieb in Verbindung mit einer linearen Achse eingesetzt. Bei dieser Pr├╝fung k├Ânnen Anzugs- und L├Âsemomente sowie die Leichtg├Ąngigkeit des Verschlussdeckels unter Ber├╝cksichtigung der Gewindesteigung ├╝berpr├╝ft werden. Dies wird ├╝ber eine entsprechende testXpert III Master-Pr├╝fvorschrift realisiert.  

ZwickRoell Torsionsantriebe k├Ânnen ein- und mehrachsige Untersuchungen durchf├╝hren, also eine Zug- oder Druckpr├╝fung mit Torsion kombinieren. So k├Ânnen z. B. Sicherheitsverpackungen gepr├╝ft werden, die zum ├ľffnen ein gleichzeitiges Drucken & Drehen erfordern.

Kundenspezifische Pr├╝fvorrichtungen

Auf Basis kundenspezifischer Anforderungen entwickeln und produzieren wir kurzfristig unterschiedlichste Pr├╝fwerkzeuge und Vorrichtungen, die optimal f├╝r Ihre Verpackungsprobe und -pr├╝fung ausgelegt werden.

Zum Beispiel Pr├╝fvorrichtungen zur Ermittlung der Ausdr├╝ckkraft an Blisterverpackungen, Haltevorrichtungen f├╝r speziell geformte Verpackungsbeh├Ąlter oder Pr├╝fwerkzeug f├╝r die Ermittlung der Auszugskr├Ąfte von Weinflaschen-Korken.

Reine Materialpr├╝fungen

An den Basismaterialien Kunststoff, Papier und Metall werden unterschiedlichste Materialpr├╝fungen meist nach Norm durchgef├╝hrt. Ein paar Beispiele:

  • Zugversuch an Folien zur Bestimmung des Spannungs-Dehnungsverhaltens
  • Bestimmung des Reibungskoeffizienten (COF)
  • Durchstichpr├╝fung an elastischen Verpackungsmaterialien f├╝r die Ermittlung des Durchstichwiderstandes
  • 4-Punkt-Biegeversuch zur Pr├╝fung von ein- und mehrlagiger Wellpappe 

Ausf├╝hrliche Informationen zu reinen Materialpr├╝fungen finden Sie auf den Branchenseiten Kunststoff, MetallPapier oder Textil

Zugeigenschaften

ISO 527-3, ASTM D 882, ASTM D 5323
Normgenaue Bestimmung der Zugeigenschaften an Tafel- und Folienwerkstoffen nach ISO 527-3.
zu Zugeigenschaften

Durchsto├čfestigkeit

EN 14477, ASTM F 1306
Die Durchsto├čfestigkeit ist interessant, wenn Folien als Verpackungsmaterial z.B. f├╝r Lebensmittel oder f├╝r scharfkantige Teile verwendet werden. Sie wird beschrieben in den Normen EN 14477, ASTM F 1306.
zu Durchsto├čfestigkeit

Reibungskoeffizient COF

ISO 8295, ASTM D 1894, JIS K 7125, DIN 53375
Der COF gibt u.a. Hinweise auf Oberfl├Ąchenstruktur und Bedruckbarkeit. Damit ist der Haft- und Gleitreibungskoeffizient besonders f├╝r Folienwerkstoffe interessant, die auf Verpackungs- und Druckmaschinen weiterverarbeitet werden.
zu Reibungskoeffizient COF

Weiterrei├č- Sch├Ąl- Adh├Ąsionseigenschaften

ISO 4578, Finat FTM 9, EN 1939, AFERA 4001
Unsere Materialpr├╝fmaschinen eignen sich zur Bestimmung von Weiterrei├č-, Sch├Ąl- und Adh├Ąsionseigenschaften an Folien und werden bspw. eingesetzt f├╝r den Abzugsversuch zur Messung des Sch├Ąlwiderstandes, f├╝r die Pr├╝fung von Siegeln├Ąhten, zur Bestimmung der Anfangshaftung von Haftetiketten, etc.
zu Weiterrei├č- Sch├Ąl- Adh├Ąsionseigenschaften

4-Punkt-Biegeversuch

DIN 53121, ISO 5628
Biegesteifigkeit an Wellpappen nach DIN 53121 oder ISO 5628
zu 4-Punkt-Biegeversuch

Reibeigenschaft von Spaghettiverpackungen

Ermittlung der Reibeigenschaft von Spaghettiverpackungen mit einer Materialpr├╝fmaschine zwickiLine

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