ASTM F2391-05 Standardtestmetod för mätning av förpacknings- och tätningsintegritet med helium som spårgas

Standarden ”ASTM F2391-05 Standardtestmetod för mätning av förpacknings- och tätningsintegritet med helium som spårgas” som utvecklats av American Society for Testing and Materials (ASTM) beskriver en testmetod som kan användas för att mäta den övergripande förpacknings- och tätningsbarriärprestanda för olika förpackningstyper och förpackningsformer, såväl som packnings-/förslutningstyper. De viktigaste delarna i denna metod är:

• Helium (används som spårgas)
• Heliumläckagedetektor (masspektrometer)
• Paket-/produktspecifika testfixturer

De flesta tillämpningar av heliumläckagedetektering är destruktiva, vilket innebär att helium måste injiceras i förpackningen efter att den har förseglats. Injektionsstället behöver sedan täckas eller lappas utifrån. Alternativt, om helium kan föras in i gasutrymmet före försegling, kan metoden vara icke-destruktiv eftersom allt som behöver göras är att detektera helium som läcker ut från den förseglade förpackningen.

Denna standard innehåller två testmetoder: snifferläge och vakuumläge. Snifferläget är en värdefull procedur för många tillämpningar, men har större variation beroende på hur operatören utför testet. Till exempel, huruvida paketet är komprimerat eller inte, effekten av flera små läckor jämfört med färre stora läckor, bakgrundskoncentrationen av helium, paketets permeabilitet och hastigheten med vilken skanningen utförs. Ytterligare tester väntas för att kvantifiera variationen i denna procedur.

Procedur A: Snifferläge, paketet skannas externt för att upptäcka att helium läcker ut i atmosfären eller ankaret. Procedur B: Vakuumläge, det heliuminnehållande paketet placeras i en sluten armatur. När vakuumet har upprättats detekteras helium som läcker ut in i den slutna ankaret (infångningsvolymen). Ofta är fixturer specialtillverkade för det specifika paketet som testas.

Metodens känslighet beror på detektionen av:

• Stora läckor: 10^-2 Pam³/s till 10^-5 Pam³/s
• Medelstora läckor: 10^-5 Pam³/s till 10^-7 Pam³/s
• Fina läckor: 10^-7 Pam³/s till 10^-9 Pam³/s
• Ultrafina läckor: 10^-9 Pam³/s till 10^-11 Pam³/s

Termerna stor, medel, fin och ultrafin är relativa termer och innebär inte att någon särskild läckagehastighet är acceptabel. Individuell tillämpning avgör vilken nivå av integritet som krävs. För många förpackningstillämpningar anses endast stora läckor vara oacceptabla och förmågan att upptäcka mindre läckor är försumbar. Alla läckagehastigheter som anges i denna metod är baserade på omvandling av faktiska förhållanden (baserat på heliums partialtryck) till en tryckskillnad på en atmosfär och standardtemperaturförhållanden.

Denna standard kan tillämpas på alla typer av förpackningar, flexibla, halvstyva eller styva. Känsligheten som rapporteras i stöddata för denna metod avser detekterbarheten av helium som avges från provet och är inte en funktion av förpackningens form. Metoden kan inte tillämpas på andningsbara eller porösa förpackningar. De erhållna resultaten kan vara kvalitativa, semikvantitativa eller kvantitativa, beroende på vilken metod som används.

Design av testfixturer omfattas inte av denna metod, förutom att olika designer kommer att behövas för olika tillämpningar (med olika förpackningstyper och krav på förpackningsintegritet). Dessutom bestäms val och design av fixturer av var i produktionsprocessen testningen kommer att utföras, med andra ord, kvalitetskontrollen och forskningsresultaten.

Båda dessa testprocedurer (snifferläge eller vakuumläge) kräver att förpackningen som testas har en mätbar heliumnivå på den sida av förpackningen som är mittemot läckagedetektorns sensor (vanligtvis förpackningens insida). Om förpackningen inte kan eller bör heliumförseglas, måste den testfixtur som används för det testet tillhandahålla heliuminförsel vid lämplig plats och tidpunkt i testcykeln. Undantaget från detta är ett paket med ett större läckage där en variant av heliumtrycksåterfyllnings- eller blötläggningstekniken tillämpas.

I denna standard gäller termerna och definitionerna i ”ASTM D996-23 Standardterminologi för förpacknings- och distributionsmedia”, ”ASTM F17-17 Standardterminologi för primärbarriärförpackning” och ”ASTM F1327-05 Standardterminologi för barriärmaterial för medicinska förpackningar” samt följande definitioner:

• Den faktiska heliumläckagehastigheten, den uppmätta signalnivån för heliumläckagehastigheten, är inställd på en drivkraft vid en koncentration på 101 procent vid 1,0 kPa (100 atmosfär).
• Andningsbara/porösa förpackningar är förpackningar som avsiktligt tillåter gaser eller ångor att flöda fritt, helt eller delvis, in i och ut ur förpackningen.
• Flexibla förpackningar är förpackningar (vanligtvis påsar, fickor och säckar) tillverkade av material som lätt kan böjas.
• Ogenomträngliga förpackningar är förpackningar gjorda av material (vanligtvis metall eller glas) som förhindrar att gaser eller ångor strömmar in i eller ut ur förpackningen.
• Den uppmätta heliumläckagehastigheten är heliumsignalnivån som erhålls enligt den faktiska heliumkoncentrationen i paketet.
• Avgasning är frisättningen av adsorberad, absorberad eller fysiskt infångad gas från ytan av en struktur.
• Kriteriet för godkänt/icke godkänt är den förutbestämda faktiska heliumläckagehastigheten vid vilken det testade paketet anses vara defekt och därför oacceptabelt.
• Halvstyva förpackningar är förpackningar som vanligtvis formas till blisterförpackningar eller tråg på vilka lämpliga förslutningsmaterial appliceras som förslutningsmedium (vanligtvis termoformbara eller kallformbara material).

Vår organisation har en stark personalstyrka som noggrant följer utvecklingen inom vetenskap och teknik i världen och ständigt förbättrar sig. Bland de många test-, mät-, analys- och utvärderingsstudier som tillhandahålls för företag inom olika sektorer finns även testtjänster i enlighet med standarden ”ASTM F2391-05 Standardtestmetod för mätning av förpacknings- och förseglingsintegritet med helium som spårgas”.