Руководство по механическим испытаниям бумажных и пластиковых упаковочных материалов

За год, прошедший с тех пор, как пандемия COVID-19 начала переворачивать нашу жизнь, одним из многих изменений стал огромный рост мирового потребления бумажных и пластиковых изделий. В 2020 году электронная коммерция быстро расширилась, поскольку рестораны перешли на модель еды на вынос, а потребители предпочли совершать покупки онлайн, не выходя из дома, вместо посещения переполненного магазина. Для тех, кто решился выйти на улицу, многие магазины отказались от использования многоразовых сумок, чтобы избежать перекрестного загрязнения. Результатом этих тенденций является возросший спрос на одноразовую бумажную и пластиковую упаковку. Хотя спрос на эти продукты не нов, он усилился в условиях пандемии. Чтобы не отставать, производители пластиковых и бумажных упаковочных материалов постоянно инвестируют в универсальные испытательные машины для проведения механических оценок своих материалов и обеспечения их соответствия требованиям реального использования.

Когда мы думаем обо всех способах использования и злоупотребления бумагой и пластиком – идти домой с тяжелым бумажным пакетом с продуктами, пластиковой вилкой, тыкающей в пакет с едой на вынос, пластиковой упаковке с одеждой, которую бросают в почтовый грузовик для доставки – это Понятно, почему эти материалы должны пройти полную физическую оценку. Также всегда существует риск того, что листы бумаги и пластика выйдут из строя в процессе упаковки еще до того, как достигнут потребителя. Знание свойств и функциональных характеристик материала имеет важное значение для обеспечения того, чтобы продукт, который он защищает, успешно дошел от производителя до потребителя без повреждений.

Процедуры испытаний в упаковочной отрасли обычно устанавливаются несколькими международными организациями. Техническая ассоциация целлюлозно-бумажной промышленности (TAPPI) является основной группой, которая создает и обновляет стандарты для бумажной промышленности. Американское общество испытаний и измерений (ASTM) и Международная организация по стандартизации (ISO) являются надежными организациями, устанавливающими передовой отраслевой опыт тестирования пластиковых пленок и листов, обычно используемых в упаковке.

В следующих разделах обсуждаются некоторые из наиболее распространенных испытаний бумаги и пластика, проводимых в соответствии со стандартами TAPPI, ISO и ASTM. Эти стандарты охватывают общий обзор, но существует множество более стандартизированных и разработанных производителями методов оценки конкретных приложений.

На фото показан пример испытания на прокол пластикового пакета, выполненного на двухколоночной испытательной системе Instron. Источник: Инстрон

Упаковка обычно подвергается разрывам или проколам во время транспортировки или при попадании в руки потребителя. ASTM F1306 — это стандарт, широко используемый для проверки стойкости к проникновению тонких гибких барьерных материалов. Испытание проводится с помощью верхнего зонда, прикрепленного к датчику нагрузки машины, который затем медленно перемещается вниз к зажатому образцу до тех пор, пока не произойдет разрушение. Этот стандарт может быть изменен для моделирования конкретных условий конечного использования, или можно внимательно следовать рекомендуемым условиям для сравнения характеристик материала.

Когда траверса машины движется вверх, салазки тянутся по подложке. Сила трения, деленная на вес салазок, используется для расчета статического и кинетического коэффициентов трения материала. Источник: Инстрон

ASTM D1894 и ISO 8295 являются основными стандартами, используемыми для определения коэффициента трения тонких пленок или пластиковых упаковочных материалов. Испытания проводятся для установления значений статического и кинетического трения материала при скольжении по самому себе или по другим материалам. Поскольку траверса машины действует на растяжение, по испытуемому материалу тянутся утяжеленные салазки для определения коэффициента трения. Эти тесты обычно проводятся с целью контроля качества при кинопроизводстве.

Испытания на Т-образное отслаивание, такие как ASTM D1876, обычно используются для оценки клеевых связей, которые скрепляют края или швы пластиковой или бумажной упаковки. При испытании на Т-образное отслаивание каждый из двух свободных концов образца зажимается и растягивается. Это тестирование помогает производителям гарантировать, что эти пломбы не лопнут во время транспортировки, что может привести к порче содержащегося в них продукта.