如何测量产品包裝的物理性能

如何测量产品包裝的物理性能

2021-06-17

现今制造商意识到包装在他们的产品上的作用和意义,这在快节奏消费品领域上尤为明显。

无论产品本身有多贵重或多么理想,包装不良可能导致产品不适合使用、无法搬运和储存,甚至无法销售。包装性能差不仅会损害产品,还会损害产品公司的声誉和盈利能力。因此,包装材料的测试现在和产品评估本身一样重要。

由于有各种各样的测试设备和方法,制造商可以确定哪些包装类型最能满足其个人需求;从评估基板和粘合剂到准备装运和销售的填充包装。下面详述的测试可以使用各种装置和附件,结合使用TA.XT plus质地分析仪或TA.HD plus质地分析仪进行。

使用拉伸夹具可以测量包装的抗拉强度和撕裂特性。滚轮式拉伸装置最适用于表面光滑的薄样品,或在施加张力时特性可调整的材料。弹簧加载的交叉滚轮作为自紧夹具工作,在每一端抓住样品,施加拉力以到达破裂点。另一方面,此拉伸夹具可完美的测试重型包装材料的机械性能,如较重的塑料。

通过一个简单的拉动动作,仪器测量拉伸样品至断裂点所需的最大力。作为对比,当在循环运动中使用时,拉伸夹具测量基材的柔韧性。通过对不同材料的比较评估,制造商可以选择适当的包装材料,这些材料足够坚固,经得起严格的搬运和配送,同时使用户可以方便地接触到产品内部。

除了强度外,摩擦还会对包装的性能特性产生相当大的影响,特别是在运输和搬运过程中。摩擦系数(COF)代表两个表面相互接触时滑动的阻力,COF值越高,则阻力越大。摩擦过大可能导致材料损坏或变形,但摩擦不足可能导致打滑,这可能是产品储存或展示过程中的一个问题。

滑动摩擦试验台的摩擦系数让制造商通过将材料粘贴到试验台底座上,将试验材料粘贴到滑车上,来确定静态和动态摩擦系数。然后,在仪器测量力的同时,以持续的速率将滑车拉过材料。ASTM D 1894-90是公认的塑料薄膜测试标准方法。

其中最流行的包装方法是剥离盖子和盖子的应用,如医疗器械和快速消费品产品;特别是在个人护理和食品行业。除了测量盖子材料的特性,检查与包装的附着力也同样重要。

密封胶在包装和盖之间的性能不仅关系到容器内产品的安全和质量,而且是用户友善性的关键因素。粘合胶必须坚固,足以承受运输、搬运和储存,无需刺破或撕裂,同时在需要时可简单地剥离。

普通试验需要使用剥离强度试验台。容器放置在仪器底座上的承载板上。然后该承载板的布置应确保滑轮和固定钢丝正好位于仪器称重传感器的下方。导线的一端连接到称重传感器,另一端连接到盖上的拉环。

通用剥离装置由一个多角度平台组成,可使容器保持水平或45°90°角。通过这种方法,制造商能够更准确地模拟消费者的行为,以评估包装密封件的稳定性和易用性。

由于制造商寻求更轻、更灵活的包装形式,塑料袋和塑料管的质量稳步提高,因而逐渐流行起来。在个人护理、食品、医疗保健、硬件、爱好和手工艺等广泛领域,处理、运输和储存都得到了改进,同时确保用户可以方便地使用产品。

在使用过程中,如果假设吸管的孔径是固定的,并且产品的稠度或流动性是合适的,那么消费者挤压包装的能力是成功的关键。将产品垂直固定在挤压装置的两根滚轮之间,夹钳夹紧产品顶部的封闭端。接着将小袋/试管向上拉过滚轴,将内容物挤出。如果测试过程中记录的力很大,消费者将很难挤出内容物。在食品工业中,如果产品的稠度在整个保质期内发生变化,结果可能会随着时间的推移而发生变化。

大多数泡泡包装的应用主要是要求安全,因为常用在医疗保健和医药上。这可能是一个难以维持的平衡。

泡泡包装必须是可防止儿童使用的,但也要可以快速方便地供消费者使用,如老年人他们的手和手指可能没有充分的力量。泡泡包装设备模拟用户的行动,利用一个垂直探头,模拟一个人的手指下降到样品包,适用于泡泡袋稳定的压力数值。

使用仪器探头测量包装的密封表面破裂所需的力。压缩试验允许制造商和零售商评估包装容器的抗压性,评估其在表面施加均匀力时的抗变形能力。如果包装内的物品易碎或贵重,这一点至关重要。

该测试使用了一个压缩板,该压缩板以恒定的速度垂直向下移动,同时对正下方放置的样品施加设定压力。记录样品容器变形所需的力,以了解包装在储存、运输和搬运过程中的承受能力。在制药、食品和饮料、化妆品和快速消费品行业中,经常对小盒子进行压缩试验。

了解和量化使用环拉力所需的力对于制造商及其客户保证安全性、功能性和良好的消费者体验至关重要。打开罐头和盖子所需的力取决于拉环和盖子的形状以及盖子上凹槽的材料和深度。

从前只有主观方法可用于评估“拉力”,直到最近建立了包装完整性和易用性的最佳设计。拉环装置使食品罐和饮料罐的制造商能够观察提升拉环和打开容器所需的力。在最新产品上使用这个装置,可能是消费者在试图打开太硬的金属包装时,或者在拉环从盖子上脱落的情况。该设备通过将产品固定在TA.XT plus质地分析仪上并将挂钩适配器连接到环上来操作。钩子向上拉,模拟一个人打开罐子的动作,同时记录提升拉环并最终打破密封所需的力。

由于环形牵引装置的设计是通用的非圆形形状,如肉或鱼罐头,可用良好的精度进行分析。Exponent软件的灵活性促进了对特殊测试的开发,该测试需要两步拉动操作。该装置首先测量打破密封所需的力,模拟用户调整吊钩方向或旋转。然后测试的第二部分记录完全剥离和取下金属盖所需的力。

包装设计师和工程师可以通过了解打开罐头和盖子所需的力,在安全和方便之间为消费者建立正确的平衡。环拉装置有能力给制造商一个开放的测试,使他们能够加强未来产品的开发与敏锐的分析。

当仪器与视频录像和同步系统一起使用时,用户能够逐帧回放测试数据,以便进行更深入的分析。为了捕捉和测量碳酸饮料的“嘶嘶”声,使用音频测试装置分析声音数据。

精确的、可重复的材料测试对包装评估和改进产品本身同样重要。制造商和品牌所有者只需使用一种仪器,就可以保护质量标准,并确保在整个生产过程、运输、储存和最终使用过程中保持一致的性能。

改进包装可以提高功能性、产品安全性、美观性和客户满意度。在当今快节奏的市场中,这些因素的每一个方面都很重要。