Испытание упаковки 

С одной стороны, упаковка имеет большое влияние на качество содержимого, с другой - способствует принятию решения о покупке товара. Стремление достигнуть обе эти цели предъявляет высокие требования к разработке продуктов, в особенности что касается упаковки для продуктов питания. Однако и упаковка для других изделий должна также соответствовать многочисленным требованиям, в зависимости от типа и предназначения (например, упаковка для косметики, лекарств, химикатов, транспортная тара (поддоны, ящики), промышленная упаковка (мягкие контейнеры, контейнеры, бочки), упаковка для электронных приборов и товаров широкого потребления).
Приспособление для отрыва крышек, испытание упаковок в пищевой промышленности
С одной стороны, упаковка имеет большое влияние на качество содержимого, с другой - способствует принятию решения о покупке товара. Стремление достигнуть обе эти цели предъявляет высокие требования к разработке продуктов, в особенности что касается упаковки для продуктов питания. Ни для одного другого продукта не реализуется столько новшеств и усовершенствований в плане упаковки, как для пищевых продуктов. Нанотехнологии, удобство, биоразлагаемая упаковка, интеллектуальные и активные системы - вот ключевые слова в этой области.

Интеллектуальные системы, например, указывают на условия упакованного продукта и его окружения, газоанализаторы выявляют превышение концентрации газов внутри упаковки. Активные системы помогают продлить срок годности: например, пластик с покрытием, абсорбирующий этилен или создающий эффект фильтра от света и излучения из ближней УФ-области.

Кроме того, растет спрос на удобство: упаковка должна быть проста в обращении, ее должно быть легко открывать, снова закрывать, а также нагревать в микроволновой печи без перемещения продукта в другую тару. Легкое открытие и выдавливание содержимого также важны в области косметики и лекарств. Упаковочная тара для медицинских приборов дополнительно должна быть герметичной и обеспечивающей стерильность.

Упаковки сильно различаются по форме и материалу, это требует наличия специально адаптированных универсальных приспособлений. Поэтому далее приведено лишь примерное отображение приспособлений, дающих представление об испытательных возможностях.

Примеры испытаний упаковок пищевых продуктов / упаковочных материалов

Функциональное испытание цельных упаковок

Отрыв крышки или пленки (Peel Test)

Способность недеформируемых или жестких упаковочных средств к расслоению зависит от комбинации материалов, параметров машины, геометрии сварного шва и надрыва. Для оптимизации этих характеристик усилие отрыва крышек определяется с помощью специального приспособления. Важнейшими результатами при этом являются усилие надрыва и равномерность сварки шва.

Преимущество приспособления фирмы ZwickRoell для отрыва крышек состоит в том, что точка отслоения всегда расположена на оси испытания: с помощью каретки образец продвигается автоматически. Это, в свою очередь, обеспечивает равномерное и воспроизводимое силоизмерение. Угол открытия имитирует открытие вручную и может варьироваться от 90° до 155°. Кроме того, приспособление, благодаря его конструкции, можно универсально настраивать на упаковки самых разных форм и размеров.

Зажим для отрыва крышек - испытание крышек или укупорочного материала на отрыв
Приспособление для отрыва крышек - испытание пищевых упаковок

Испытание пластиковых стаканчиков, ведер, коробок, банок, бочонков и подобных упаковок стабильной формы на сжатие

Испытания на сжатие преследуют различные цели, например:

Определение свойств при штабелировании: существуют различные методики проведения этого испытания, в зависимости от стандарта и материала. Одиночные или сложенные в штабель коробки нагружаются до разрушения, из результата рассчитывается максимальная высота штабелирования. Испытывать можно также целые поддоны, заставленные пластиковыми стаканчиками. Определенная нагрузка поддерживается либо в течение регламентированного времени, либо до повреждения образца.

Определение собственной жесткости: это испытание необходимо для анализа обработки картонных упаковок, т.к. при закрытии они подвергаются воздействию определенного усилия и должны выдерживать этот процесс без повреждения.

Усталостные испытания: с помощью испытания на гистерезис проводится анализ, сколько раз можно нагрузить ведро с определенным усилием, пока оно не повредится. На практике это случается при многократных загрузке на поддон и снятии с поддона. Регистрируется не каждый цикл нагружения и разгружения, а только следующие циклы: 1, 100, 500, 1000.

Испытание пластиковых емкостей на сжатие для определения свойств штабелирования
Штабелирование_картонные коробки
Нажимная плита для испытания пластиковых ведер на штабелирование

Испытания полимерных пленок на раздир

Для испытаний полимерных пленок на раздир существуют, кроме всего прочего, следующие стандарты: ISO 34-1, ISO 6383-1, EN 495-2 и DIN 53363.

Испытание моделирует поведение пленки при вскрытии упаковки. При вскрытии пакета из пленки усилие надрыва должно примерно равняться усилию раздира. Если усилие надрыва слишком велико, то после вскрытия пакета можно по инерции его разорвать и просыпать содержимое. Идеального соотношения добиться нелегко, т.к. сопротивление вытянутой пленки раздиру (как и усилие растяжения) сильно зависит от направления приложения нагрузки.

Испытания полимерных пленок на раздир
Испытание полимерной пленки на раздир - образец в форме брюк

Прочность сварных швов

Определение прочности сварки гибких упаковочных материалов проводится, например, по стандарту DIN 55529 . Полоски шириной 15 мм испытывают на растяжение, угол отрыва составляет 180°. Сварной шов должен обладать определенной прочностью, в зависимости от назначения упаковочного материала.
Прочность сварных швов упаковочной пленки
Сварное соединение

Испытания на отрыв под углом 90° / 180° 

С помощью этого испытания можно контролировать такие характеристики клеящего вещества, как прочность склеивания и сопротивление расслаиванию. Существует множество нормативных испытаний на отслаивание и отрыв по одному и тому же принципу. Несколько примеров: EN 1939, EN 1719, DIN 30646, DIN 55475, DIN 55477, FINAT метод 2.

Большое количество испытаний объясняется тем, что различные материалы подложки и клеящие вещества предназначены для самых разных сфер применения. Для того, чтобы иметь возможность сравнивать адгезионную способность различных материалов, используют пластины из стекла или нержавеющей стали с нормативной поверхностью.

Определяется усилие (сила сцепления), необходимое для равномерного отрыва приклеенной полоски со стальной или стеклянной пластины. Для этого полученное усилие соотносится с шириной полоски.

Важным зачастую также является усилие приклеивания при касании: прилипнуть к поверхности и сразу создать измеряемое усилие отрыва. Прилипание на подложке осуществляется при легком касании без приложения усилия.

Отрыв под углом 90° для измерения сопротивления отслаиванию
Испытание самоклеящихся изолирующих лент на отрыв - приспособление для отрыва клеящих лент
Приспособление для отрыва под углом 90° для измерения сопротивления клеящей ленты отслаиванию

Определение усилия приклеивания клеящих лент (испытание на липкость) 

Определение начального сцепления наклеек в процессе испытания Loop Tack Test Finat FTM 9

Липкостью обозначается быстрое или начальное склеивание Она регламентирована как усилие, необходимое для отрыва клеящей ленты в форме петли от нормативной поверхности сразу же после приклеивания.

Полоска клеящей ленты удерживается таким образом, чтобы образовалась петля с клеящим слоем наружу. Испытательная машина опускает петлю на плиту. Сразу после достижения регламентированной площади контакта петля снова отрывается. Описание этого испытания приводится в стандарте FINAT, метод 9.

Откручивание крышек / испытание на кручение

Для откручивания крышек используется торсионный привод в сочетании с линейной осью. При этом испытании можно проверять моменты закручивания и откручивания, а также легкость хода крышки с учетом шага резьбы. Все это реализовано в соответствующей универсальной программе испытаний testXpert III.

Торсионные приводы фирмы ZwickRoell могут проводить одно- или многоосные испытания, т.е. комбинировать растяжение или сжатие с кручением. Так можно испытывать, например, упаковки с защитой, требующих для вскрытия одновременного нажатия на крышку и ее кручения.

Испытание на кручение - приспособление для откручивания крышек
Испытательная машина zwickiLine с торсионным приводом - откручивание крышек

Испытательные приспособления по спецификации заказчиков

На базе специфических требований заказчиков мы в течение краткого времени разрабатываем и производим самые разные инструменты и приспособления, оптимальные для Ваших образцов и испытаний.

Например, приспособления для определения усилия выдавливания содержимого из блистерных упаковок, приспособления для испытаний упаковочных контейнеров нестандартной формы или приспособление для определения усилия извлечения пробки из бутылки.

Приспособление для отслаивания с роликов
Испытание блистерных упаковок на выдавливание

Испытания материалов

На базовых материалах (пластмасса, бумага и металл) проводятся самые разные испытания, в основном по определенным стандартам. Несколько примеров:

  • Испытание пленок на растяжение для определения соотношения напряжения / деформации
  • Определение коэффициента трения (COF)
  • Испытание упругих упаковочных материалов на прокол для определения сопротивления проникновению
  • Испытание одно- и многослойного гофрированного картона на 4-точечный изгиб 

Подробную информацию об испытаниях материалов можно найти на отраслевых страницах: пластик, металл, бумага или текстиль.

Видео

1:15

Frictional properties of spaghetti packaging

zwickiLine materials testing machine, determination of the frictional properties, food industry

вверх