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Essai sur emballages

Outre son impact sur la qualité du contenu, l’emballage est la première clé d’entrée du consommateur. Ces deux objectifs constituent un défi majeur du développement de produit, notamment dans l’industrie alimentaire. Selon leur nature et destination, par exemple emballages pour les produits cosmétiques, médicaments, produits chimiques, emballages de transport (palettes, caisses), emballages industriels (Big-Bags, containers, fûts), équipements électroniques et biens de consommation, les autres emballages devront toutefois répondre à de nombreuses exigences.

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  • Brochure sur le secteur d’activité: Produits alimentaires & emballage PDF 2 MO

Exigences

Outre son impact sur la qualité du contenu, l’emballage est la première clé d’entrée du consommateur. Ces deux objectifs constituent un défi majeur du développement de produit, notamment dans l’industrie alimentaire. Auparavant, l’objectif de l’emballage était assez simple: contenir un produit. Il doit, dorénavant, être innovant, pratique, facile à ouvrir, en harmonie avec la planète et doté des plus récentes technologies (nanotechnologie, systèmes intelligents et interactifs...).

Les systèmes, intelligents, intégrés à l’emballage spécifient, par exemple, les conditions de stockage ainsi que l’environnement de la denrée emballée (des indicateurs de gaz détectent le dépassement d’une concentration de gaz définie). Des systèmes actifs aident à prolonger la durée de conservation des denrées périssables (plastique pulvérisé qui absorbe l’éthylène rejeté par les fruits ou encore plastique avec fonction de filtre lumière).

Les formats et conditionnements doivent de plus être pratiques: L’emballage doit offrir une bonne manipulation et une amorce d’ouverture facile, il doit être refermable ou encore micro-ondable. L'ouverture facile de l’emballage et le retrait du contenu sont également essentiels dans les industries cosmétiques et pharmaceutiques. Les emballages de dispositifs médicaux doivent également être étanches et stériles.

Seuls, quelques outillages d’essais sont toutefois présentés ci-dessous, car les emballages, très variés dans leurs formes et matériaux, requièrent des dispositifs spécialement adaptés.

Exemples d’essais sur emballages pour l’industrie alimentaire et/ou matériau d’emballage

Essai de fonctionnalités sur emballages complets

En l’absence de norme pour les essais sur emballages alimentaires, des valeurs individuelles sont déterminées.

Exemples d’essais similaires:

  • Perforation de pailles dans des cartons composites pour boissons
  • Perforation d’ouvertures pré-perforées
  • Forces d’ouverture des boîtes de conserve avec anneau d’ouverture (Ring-pull)
  • Déchirement des languettes d’ouverture, par exemple des couvercles
  • Déchirement des poignées de transport
  • Ouverture et fermeture des bouchons à déclic
  • Forces d’actionnement sur flacons pompe

Essais pelage sur couvercles, opercule et matériaux de soudure

La pelabilité des emballages rigides et indéformables dépend des combinaisons de matériaux, des paramètres machine ainsi que des géométries de soudure. Pour optimiser ces propriétés, les forces de pelage avec dispositif d’arrachement des couvercles sont testées. La valeur la plus importante ici est la force de déchirure mais également la régularité de la soudure.

L’un des principaux avantages du dispositif de pelage des couvercles ZwickRoell est le centrage du point de pelage dans l’axe d’essai: L’éprouvette est suivie automatiquement par un chariot. Cela garantit une mesure uniforme et reproductible de la force. L’angle d’ouverture est basé sur l’angle d’ouverture manuelle et peut varier entre entre 90° et 155°. Le dispositif peut en outre être adapté à des emballages de forme et de hauteur variées, grâce à sa conception.

Essai de pression sur gobelets en plastique, seaux, boîtes, canettes, barils et emballages similaires

Les essais de compression ont différents objectifs, tels la détermination du comportement de gerbage: 

Détermination du comportement de gerbage: Il existe différentes méthodes, en fonction de la norme visée et du matériau utilisé. Un ou plusieurs emballages sont chargés jusqu’à rupture, ce qui permet de calculer la hauteur d’empilement maximale. Sur les gobelets en plastique, cet essai est également réalisé avec des Trays entièrement remplis. Une charge déterminée pourra également être maintenue pour une durée déterminée ou jusqu’à défaillance.

Détermination de la rigidité propre: Cet essai donne des informations sur le processus de fabrication de l'emballage. L'emballage est chargé avec une force de fermeture définie (couvercle fermé) et doit résister à cet effort sans être endommagé.

Essais de fatigue: L’essai d’hystérèse permet de déterminer le nombre de cycles de chargement à une force défini jusqu’à rupture du seau testé. Dans la pratique, cela s’effectue par chargement et déchargement sur la palette. Par souci de clarté, tous les cycles de chargement et de déchargement ne seront pas représentés, mais uniquement les 1, 100, 500, 1000ème cycles.

Essai de déchirement sur films plastique

Pour l’essai de déchirement sur films plastique, les normes ISO 34-1, ISO 6383-1, EN 495-2 et DIN 53363 vous sont notamment proposées.

L’essai simule le comportement des films d’emballage à ouverture des emballages. La force de déchirure, à ouverture d’un sachet d’emballage, doit être à peu près identique à la force d’arrachement. Si la force maximale jusqu’à rupture de l’éprouvette est trop haute, cela peut provoquer l’arrachement brutal du sachet d’emballage après déchirure et le déversement de son contenu. Le comportement idéal n’est toutefois pas facile à déterminer, car la résistance à arrachement (ainsi que la force de traction) dépendent très fortement de la direction d’étirement du film.

Résistance des soudures

La détermination de la résistance à la déchirure des joints soudés faits de matériaux d'emballage souples est réalisée selon la norme DIN 55529.
Un essai de traction est réalisé sur des bandes de 15 mm de large avec un angle de pelage de 180° La soudure doit démontrer une certaine résistance, en fonction du type de matériau d'emballage utilisé.

Essais de pelage à 90° / 180°

Cet essai permet de déterminer les propriétés adhésives, telles que la résistance à l’adhérence et la résistance à la séparation. De nombreux essais de pelage normalisés sont proposés avec le même principe d’essai. Quelques exemples: EN 1939, EN 1719, DIN 30646, DIN 55475, DIN 55477, FINAT Méthode d’essai N° 2.

La variété des substrats et adhésifs - adaptés aux applications les plus diverses - sont à l’origine de ces multiples normes. Des plaques d’essais en verre ou en acier inoxydable, à surface standardisée, sont utilisées pour comparer le pouvoir adhésif des différents matériaux.

Cet essai sert à déterminer la force d’adhérence requise pour retirer un ruban adhésif d'une plaque d’acier ou de verre. La force déterminée est définie, pour ce faire, par rapport à la largeur de la bande.

Le pouvoir adhésif initial est également important: La capacité à adhérer à une surface et à produire une force de pelage immédiatement mesurable. L’adhérence à un matériau support s’effectue à effleurement et/ou faible contact sans action d’une force.

Essai d’adhésion instantanée sur rubans adhésifs (Loop Tack)

Le Tack définit l’adhésion instantanée ou initiale. La valeur de Tack représente la force qu'il faut exercer pour séparer un adhésif d'une surface après un temps de contact très court.

Une éprouvette bande recouverte d’adhésif sur un côté est maintenue de manière à former une boucle avec la surface adhésive. La machine d’essais place la boucle sur la plaque d’essais. Dès approche d’une surface de contact définie, la boucle est retirée. Cet essai est décrit dans la méthode d’essai FINAT - N° 9.

Ouverture des couvercles / essai de torsion

Un entraînement de torsion, associé à un axe linéaire, est utilisé ici pour l’ouverture des couvercles. Cet essai sert à vérifier le bon fonctionnement du couvercle - tout en prenant en compte le pas de filetage - ainsi que les couples de serrage et de desserrage. Il est réalisé à l’aide du Programme Maître testXpert III correspondant.

En associant un essai de traction ou de compression à un essai de torsion, les entraînements de torsion ZwickRoell permettent une étude mono-axe et multi-axe de vos éprouvettes. Ces entraînements permettent par exemple les essais sur emballages de sécurité, équipés du principe Presser & Tourner.

Dispositifs d’essais spécifiques client

Nous développons et produisons les outillages d’essais et dispositifs les mieux adaptés à vos échantillons d’emballage et essais sur emballages.

Par exemple, dispositifs d’essai pour la détermination de la force d’éjection sur emballages sous blister ou dispositifs d’arrêt pour récipients d’emballages spéciaux ou encore outillages d’essai pour la détermination des forces d’extraction des bouchons en liège.

Essais de matériaux purs

Sur les matériaux plastique, papier et métal, les principaux essais sont réalisés selon norme. Quelques exemples:

  • Essai de traction sur films pour la détermination du comportement de contrainte-déformation
  • Détermination du coefficient de frottement (COF)
  • Essai de ponction sur matériau d’emballage élastique pour la détermination de la résistance à la ponction
  • Essai 4 points flexion pour l'essai sur carton ondulé monocouche et multicouche 

Pour plus d’informations, consultez nos pages Secteurs d’activité plastique, métalpapier ou textile

Propriétés de traction

ISO 527-3, ASTM D 882, ASTM D 5323
Détermination d'après norme des propriétés en traction sur films et feuilles d'après ISO 527-3.
vers Propriétés de traction

Résistance à la perforation

EN 14477, ASTM F 1306
La résistance à la perforation est une méthode intéressante, lorsque des films sont utilisés comme matériau d'emballage souples, par exemple pour les durées alimentaires ou pièces pointues. Elles est décrite dans les normes EN 14477, ASTM F 1306.
vers Résistance à la perforation

Coefficient de frottement COF

ISO 8295, ASTM D 1894, JIS K 7125, DIN 53375
Le COF donne des informations sur la transformabilité et structure de surface du matériau. La détermination du coefficient de friction et de frottement est donc particulièrement intéressante pour les films, qui seront transformés pour l'emballage ou l'impression.
vers Coefficient de frottement COF

Propriétés de déchirement pelage adhésion

ISO 4578, Finat FTM 9, EN 1939, AFERA 4001
Nos machine d'essai des matériaux sont adaptées à la détermination des propriétés de déchirement, pelage et adhésion sur films et sont par exemple utilisées dans l’essai de pelage afin de mesurer la résistance à pelage, dans l’essai des joints de soudure afin de déterminer l’adhésion initiale des étiquettes etc.
vers Propriétés de déchirement pelage adhésion

Essai de flexion 4 points

DIN 53121, ISO 5628
Rigidité à la flexion sur cartons ondulés selon DIN 53121 ou ISO 5628
vers Essai de flexion 4 points

Caractéristique de frottement sur emballages de spaghetti

Détermination de la caractéristique de frottement sur emballages de spaghetti avec une machine d'essai des matériaux zwickiLine

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