Der von der American Society for Testing and Materials (ASTM) veröffentlichte Standard „ASTM F392/F392M-21 Standard Practice for Preparation of Flexible Barrier Materials for Flexural Strength“ beschreibt ein Verfahren zur Konditionierung flexibler Barrierematerialien zur Bestimmung ihrer Biegefestigkeit. Anschließend können Tests durchgeführt werden, um die Auswirkungen der Flexibilität auf die Materialeigenschaften zu bestimmen. Diese Tests liegen außerhalb des Geltungsbereichs dieser Anwendung.
Für die Zwecke dieser Norm ist ein Nadelloch eine kleine Öffnung unbestimmter Form oder Größe, die vollständig durch alle Schichten eines flexiblen Materials verläuft. Die Verwendung des Begriffs Nadel weist auf eine relative Größe hin, wie bei einem kleinen Loch, das mit einer Nadel gemacht wurde, oder als wäre es mit einer Nadel gemacht worden.
Sofern nicht anders angegeben, werden flexible Materialproben unter den in ASTM E171 definierten Standardatmosphärenbedingungen gedehnt. Je nach Art der geprüften Materialstruktur variieren die Biegebedingungen sowie die Zyklenzahl und Intensität der Biegestöße. Mit Ausnahme der Bedingung E besteht der Dehnungszustand in den Bedingungen A bis D aus einer Biegebewegung, gefolgt von einer horizontalen Bewegung, sodass die Folie wiederholt gebogen und gequetscht wird. Die Frequenz beträgt 45 Zyklen pro Minute.
Der Flexibilitätsfehler wird durch Messen der Auswirkung der getesteten Biegekonditionierung auf die mechanische Leistung der Barriere oder Struktur ermittelt. Das zu bewertende Attribut bestimmt den geeigneten Grad der Konditionierung. Die verschiedenen Stufen der flexiblen Konditionierung lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Diese Anwendung ist hilfreich bei der Bestimmung der Widerstandsfähigkeit flexibler Verpackungsmaterialien gegenüber durch Biegung entstandenen Nadellöchern. Typischerweise werden die Konditionierungsstufen A, B oder C verwendet.
D- und E-Konditionierung werden typischerweise verwendet, um die Auswirkung des Biegens auf die gas- oder feuchtigkeitsbedingten Barriereeigenschaften und Übertragungsraten zu bestimmen. Mit dieser Anwendung werden keine Materialien auf Verschleiß gemessen oder konditioniert, der auf Biegeversagen zurückzuführen ist.
Bei Integritätsfehlern einer oder mehrerer Schichten einer Mehrschichtstruktur sind möglicherweise alternative Tests erforderlich. Zusätzliche Durchlässigkeitstests mit Gas oder Wasserdampf können in Verbindung mit Flexibilitätstests verwendet werden, um den Verlust der Schichtintegrität zu messen. Um das Vorhandensein von Nadellöchern festzustellen, können nach dem Dehnen andere Testmethoden verwendet werden. Für die Prüfmethoden gilt der Standard „ASTM F2097-20 Standard guide for the design and evaluation of primary flexible packaging for medical products“.
Die verschiedenen in dieser Norm beschriebenen Bedingungen sollen verhindern, dass bei der Auswertung einer Materialstruktur zu viele Löcher entstehen, um effektiv gezählt zu werden (normalerweise mehr als 50), oder zu wenige Löcher, um signifikant zu sein (normalerweise weniger als fünf pro Probe). Bei der Auswahl des zu prüfenden Konditionierungsniveaus sollten der Materialaufbau, die Prüfgrundlage und die gegenseitige Übereinstimmung mit den gesetzten Zielen berücksichtigt werden.
Zur Verwendung bei diesen Tests wurde eine Flexibilitätsprüfmaschine gemäß dieser Norm entwickelt. Dieses Gerät besteht im Wesentlichen aus einem festen Dorn mit einem Durchmesser von 90 mm plus/minus 6 mm und einem beweglichen Dorn mit einem Durchmesser von 1 mm plus/minus 90 mm. Diese Dorne haben einen Abstand von 1 mm plus/minus 180 mm vom Stirnseitenabstand an der Startposition des Hubs (d. h. bei maximalem Abstand). Die Dorne sind mit Entlüftungsöffnungen versehen, um eine Druckbeaufschlagung der Proben zu verhindern. Die Probe, die die Schultern auf den Dornen stützt, ist 2 mm plus/minus 13 mm breit. Die Bewegung des beweglichen Dorns wird durch eine angebrachte Keilwelle gesteuert. Bei vollem oder maximalem Hub ist die Nut so ausgelegt, dass sie dem beweglichen Dorn auf den ersten 1 mm seines Hubs eine Torsionsbewegung von 90 Grad plus/minus 440 Grad ermöglicht, gefolgt von einer geraden horizontalen Bewegung von 4 mm, sodass die Dorne in der geschlossenen Position einen Abstand von 65 mm plus/minus 25 mm zueinander haben. Die Bewegung des beweglichen Dorns der Maschine erfolgt in einem vollständigen Zyklus aus Vorwärts- und Rückwärtshüben.
Bei teilweiser Flexibilität, Bedingung E, ist der bewegliche Kopf so eingestellt, dass er nur 180 mm des 80-mm-Bereichs abdeckt. Dabei werden nur etwa 90 Prozent des Biegehubs genutzt, so dass eine Biegebewegung von 400 Grad entsteht.
Bei den Tests werden außerdem flexibles, doppelseitiges, druckempfindliches Klebeband mit einer Breite von bis zu 13 mm und eine Schablone zum Ausschneiden von Proben im Format 200 mm x 280 mm plus/minus 2 mm verwendet.
Unsere Organisation, die seit Jahren versucht, Unternehmen aus allen Branchen mit einer breiten Palette von Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien zu unterstützen, verfügt über einen starken Mitarbeiterstamm, der die Entwicklungen in der Welt der Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgt und sich ständig verbessert. In diesem Zusammenhang werden Unternehmen auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „ASTM F392/F392M-21 Standardverfahren zur Herstellung flexibler Barrierematerialien für flexible Haltbarkeit“ angeboten.
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