Die von der American Society for Testing and Materials (ASTM) entwickelte Norm „ASTM F1306 Standard Test Method for Slow-Rate Penetration Resistance of Flexible Barrier Films and Laminates“ ermöglicht die Charakterisierung flexibler Barrierefolien und -laminate hinsichtlich ihrer langsamen Penetrationsbeständigkeit gegenüber einer angetriebenen Sonde. Der Test wird bei Raumtemperatur durchgeführt, indem das Material mit einer einzigen Testgeschwindigkeit biaxial gespannt wird, bis es durchstößt. Bestimmt werden Kraft, Energie und die Penetration der Sonde bis zum Versagen.
Die Durchdringungsfestigkeit ist ein kritisches Leistungsmerkmal für dünne, flexible Materialien, bei denen scharfkantige Produkte die Integrität der Barrierefolie beeinträchtigen können. Dadurch können Gase, Gerüche und unerwünschte Verunreinigungen in die Verpackung eindringen oder aus ihr austreten, was das Produkt beschädigen und die Haltbarkeit verkürzen kann. Die Reaktion eines Materials auf eine Durchdringung hängt von zahlreichen Faktoren ab, darunter Foliendicke, Elastizitätsmodul, Durchdringungsrate, Temperatur, Form und Sondentyp. Mit dieser Methode können Materialreaktionen von Durchstichen bis hin zu Spannung beobachtet und gemessen werden. Obwohl zahlreiche Kombinationen experimenteller Faktoren entwickelt und verwendet werden können, um spezifische Endanwendungen zu simulieren, sollten für Standardmaterialvergleiche die empfohlenen Bedingungen dieser Methode befolgt werden.
Die langsame Penetrationsbeständigkeit flexibler Barrierefolien und -laminate ist ein mechanisches Prüfverfahren, mit dem bewertet wird, wie gut flexible Verpackungsmaterialien (wie Kunststofffolien und -laminate) dem Durchstechen durch einen spitzen Gegenstand unter langsamer, kontrollierter Belastung standhalten. Vereinfacht ausgedrückt wird gemessen, wie schwierig es ist, Verpackungsfolien mit einer spitzen Sonde langsam zu durchstechen. Dadurch werden Bedingungen simuliert, wie z. B. das Drücken eines Produkts in einer Verpackung über einen längeren Zeitraum.
Flexible Barrierefolien und -laminate werden häufig in Lebensmittel-, Medizin- und Industrieverpackungen verwendet. Sie sind leicht, flexibel und resistent gegen Feuchtigkeit, Sauerstoff und Durchstiche.
Die Durchdringungsfestigkeit ist ein Maß dafür, wie viel Kraft ein Material aushalten kann, bevor es durchstochen wird.
Bei der Prüfung wird eine Sonde (meist rund oder konisch) langsam und gleichmäßig in die Folie gedrückt, um einen allmählichen Druck (wie beim Stapeln, Lagern oder Transportieren) zu simulieren, im Gegensatz zu plötzlichen Stößen. Standardprüfungen werden in der Regel gemäß ASTM F1306 durchgeführt.
Hersteller verlangen diese Testmethode, um sicherzustellen, dass die Verpackung:
Unternehmen, die flexible Verpackungen (z. B. Vakuumbeutel oder Verpackungen für medizinische Geräte) bewerten oder entwerfen, können mit dieser Testmethode Materialien vergleichen oder prüfen, ob sie die erforderlichen Leistungskriterien erfüllen.
Die wichtigsten bei den Tests verwendeten Geräte sind:
Die Proben werden zu Beginn der Prüfung konditioniert . Sofern nicht anders angegeben, werden die Folienproben mindestens 40 Stunden lang bei einer Temperatur von 23 Grad plus/minus 2 Grad und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 Prozent plus/minus 5 Prozent konditioniert.
Die Proben werden im Allgemeinen in Quadrate oder Kreise mit den Abmessungen 76 mm x 76 mm geschnitten. Die Proben sollten flach, faltenfrei und frei von sichtbaren Mängeln sein.
Die Folie wird in den Probenhalter gelegt und fest zusammengedrückt, um Spannung zu erzeugen. Der Prüfbereich sollte flach und mittig auf der Sonde liegen. Die passende Sondengröße wird ausgewählt (z. B. eine Halbkugel mit 3 mm Durchmesser). Die Traversengeschwindigkeit wird auf 250 mm/min eingestellt (sofern nicht anders angegeben). Die Kraftmessdose wird kalibriert und die Weg- und Kraftwerte werden auf Null gesetzt. Anschließend wird der Test gestartet. Die Sonde bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit nach unten, um die Folie zu durchdringen. Die Maschine zeichnet die Kraft im Verhältnis zur Distanz auf, bis die Folie reißt oder die maximale Eindringtiefe erreicht ist. Die maximale Kraft beim Bruch (maximale Belastung) wird gemessen und dokumentiert.
Optionaler Bericht: Bruchenergie (Fläche unter der Kurve), Abstand beim Bruch und Verhalten nach dem Versagen (falls erforderlich).
Als Prüfergebnis wird eine Kraft-Weg-Kurve generiert. Die Spitzenkraft dient als Maß für den Durchdringungswiderstand. Dies erleichtert den Vergleich der mechanischen Festigkeit verschiedener Folien oder Laminierungsstrukturen.
Zur statistischen Absicherung wird der Test mindestens fünfmal wiederholt. Zudem werden Tests unter verschiedenen Bedingungen (z. B. nach Alterung, Hitze- oder Kälteeinwirkung oder bei Nässe) durchgeführt.
Unser Unternehmen unterstützt seit Jahren Unternehmen aller Branchen mit einem breiten Spektrum an Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsaktivitäten. Es verfügt über ein starkes Team von Mitarbeitern, die die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgen und sich ständig weiterentwickeln. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Standardprüfmethode ASTM F1306 für die Beständigkeit flexibler Barrierefolien und -laminate gegen langsames Durchdringen an.
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