แอสทาม F1921
วิธีทดสอบแบบ Hot Tack
มาตรฐาน ASTM F1921 เป็นวิธีการทดสอบที่สำคัญสำหรับการประเมินความแข็งแรงของการยึดติดด้วยความร้อนของฟิล์มและวัสดุบรรจุภัณฑ์อื่นๆ การทดสอบนี้ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถระบุความแข็งแรงของซีลที่สร้างขึ้นภายใต้สภาวะร้อน ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการรับรองคุณภาพและความทนทานของบรรจุภัณฑ์ที่ปิดผนึก
I. ASTM F1921 คืออะไร?
แอสทาม F1921 เป็นวิธีทดสอบมาตรฐานที่พัฒนาโดย ASTM International ซึ่งใช้ในการวัดความแข็งแรงในการยึดติดแบบร้อนของวัสดุ โดยเฉพาะฟิล์มที่ใช้ในการบรรจุภัณฑ์ ความแข็งแรงในการยึดติดแบบร้อนหมายถึงความสามารถของซีลในการต้านทานแรงที่ทำให้เกิดการกระแทกขณะที่ซีลยังร้อนอยู่ ซึ่งเป็นความท้าทายทั่วไปในกระบวนการบรรจุแบบหล่อ โดยทั่วไปการทดสอบจะดำเนินการโดยใช้เครื่องทดสอบความล่าช้าแบบคงที่หรือแบบแปรผัน โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อกำหนดว่าต้องใช้แรงเท่าใดในการลอกตัวอย่างที่ปิดผนึกออกจากกันหลังจากสัมผัสกับความร้อน
การทดสอบนี้มีความสำคัญเนื่องจากในระหว่างกระบวนการบรรจุภัณฑ์ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมอาหารและยา บรรจุภัณฑ์มักได้รับแรงกดขณะที่ยังอุ่นอยู่ หากซีลเสียหายก่อนเวลาอันควร สิ่งของที่บรรจุอาจเสียหาย ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์สูญหายหรือปนเปื้อน ดังนั้น การทำความเข้าใจและวัดความแข็งแรงของการยึดติดด้วยความร้อนจะช่วยให้ผู้ผลิตสามารถรับประกันความสมบูรณ์ของบรรจุภัณฑ์ได้
II. วิธีทดสอบ Hot Tack: ทีละขั้นตอน
1. ภาพรวมวิธีทดสอบแบบ Hot Tack
วิธี ASTM F1921 เกี่ยวข้องกับการปิดผนึกฟิล์มสองแผ่นเข้าด้วยกันภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุมของความดัน อุณหภูมิ และเวลาที่ขากรรไกรปิดผนึกอาจได้รับความร้อนหนึ่งหรือทั้งสองอัน และวัดแรงที่จำเป็นในการลอกฟิล์มที่ปิดผนึกออกจากกัน การทดสอบจะให้ "เส้นโค้งการยึดติดแบบร้อน" ซึ่งแสดงประสิทธิภาพของวัสดุที่อุณหภูมิการปิดผนึกที่แตกต่างกัน
มีสองวิธีหลักในการดำเนินการทดสอบการติดแบบร้อน: วิธีการ ก (หน่วงเวลาคงที่) และ วิธีที่ B (Variable Delay) วิธีการทดสอบจะขึ้นอยู่กับเครื่องจักรและวัสดุที่จะทดสอบ
2. ความหมายและความสำคัญของ Hot Tack ในบรรจุภัณฑ์
การทดสอบการยึดติดด้วยความร้อนมีความสำคัญต่อวัสดุบรรจุภัณฑ์ เนื่องจากเป็นการจำลองสภาวะที่ซีลบรรจุภัณฑ์อาจเผชิญในระหว่างการบรรจุ การปิดผนึก และการขนส่ง ประสิทธิภาพการยึดติดด้วยความร้อนที่แข็งแกร่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าวัสดุบรรจุภัณฑ์สามารถทนต่อแรงกดดันที่อาจเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการผลิตได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่อการปิดผนึก
ตัวอย่างเช่น ในการบรรจุผลิตภัณฑ์อาหาร ความสามารถของฟิล์มที่จะต้านทานการเปิดขณะที่ยังร้อนอยู่ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการรักษาความสดใหม่และป้องกันการปนเปื้อน ในทำนองเดียวกัน บรรจุภัณฑ์ทางการแพทย์ต้องมีการปิดผนึกที่เชื่อถือได้เพื่อป้องกันการสัมผัสกับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น ความชื้น ฝุ่น หรืออากาศ
3. พารามิเตอร์การทดสอบที่สำคัญใน ASTM F1921
- อุณหภูมิการปิดผนึก: อุณหภูมิการปิดผนึกจะถูกปรับตามวัสดุที่ทดสอบ โดยทั่วไป อุณหภูมิการปิดผนึกจะเริ่มต้นที่ระดับต่ำและค่อยๆ เพิ่มขึ้น
- ระยะเวลาการอยู่อาศัย: ระยะเวลาที่วัสดุได้รับแรงกดดันในระหว่างการปิดผนึก ซึ่งส่งผลกระทบต่อความสมบูรณ์ของซีล
- แรงดันการปิดผนึก: แรงดันที่ใช้ในการปิดผนึก ซึ่งโดยทั่วไปจะตั้งไว้ระหว่าง 15 N/m² และ 30 N/m²
- การเตรียมตัวอย่าง: ชิ้นงานถูกตัดเป็นขนาดที่ต้องการและปรับสภาพให้ตรงตามข้อกำหนดในการทดสอบ
4. การตีความผลลัพธ์: เส้นโค้ง Hot Tack
กราฟการยึดติดแบบร้อนสร้างขึ้นโดยการวางกราฟความแข็งแรงของการยึดติดแบบร้อนเทียบกับเวลาหลังจากที่ขากรรไกรซีลเปิดออก กราฟโดยทั่วไปจะเริ่มต้นด้วยความแข็งแรงสูงซึ่งจะลดลงเมื่อวัสดุเย็นตัวลง กราฟนี้ช่วยระบุเงื่อนไขการปิดผนึกที่เหมาะสมและคาดการณ์ประสิทธิภาพของวัสดุในการบรรจุภัณฑ์ในโลกแห่งความเป็นจริง
III. ความสำคัญของการทดสอบการยึดติดแบบร้อนในการใช้งานบรรจุภัณฑ์
การทดสอบการยึดติดแบบร้อนมีความสำคัญด้วยหลายเหตุผล:
- การรับรองคุณภาพ: ช่วยให้แน่ใจว่าวัสดุบรรจุภัณฑ์เป็นไปตามมาตรฐานประสิทธิภาพที่จำเป็นภายใต้ความร้อนและแรงดัน
- การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ: ผลลัพธ์นี้ช่วยในการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการบรรจุภัณฑ์ด้วยการระบุอุณหภูมิและแรงดันในการปิดผนึกที่เหมาะสม
- การเปรียบเทียบวัสดุ: ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถเปรียบเทียบความแข็งแรงของการยึดติดร้อนของฟิล์มหรือวัสดุที่แตกต่างกันได้ จึงช่วยในการเลือกวัสดุสำหรับการใช้งานเฉพาะ
IV. การเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสมสำหรับการทดสอบการติดกาวร้อน
ในการดำเนินการทดสอบ ASTM F1921 ผู้ผลิตต้องมีอุปกรณ์เฉพาะทาง เช่น เครื่องทดสอบแรงกดทับซึ่งควรได้รับการปรับเทียบเพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำ โดยเครื่องจักรจะต้องมีความสามารถดังต่อไปนี้:
- การควบคุมที่แม่นยำของอุณหภูมิขากรรไกร เวลาการพัก และแรงดันในการปิดผนึก
- ความสามารถในการวัดแรงที่จำเป็นในการทำลายผนึก
- อินเทอร์เฟซคอมพิวเตอร์สำหรับบันทึกและวิเคราะห์ข้อมูล
นอกจากนี้ เครื่องจักรควรรองรับทั้งวิธีการหน่วงเวลาแบบคงที่และแบบแปรผัน ช่วยให้การทดสอบมีความหลากหลาย