Packaging films are never 100% impermeable. At the molecular level, gases, water and moisture can pass through the film and interact with the product — which is why permeability testing is critical.
What Is Permeability and Why Does It Matter?
Packaging films are never completely impermeable. At a molecular level, gas, water and moisture can pass through the film and interact with the product.
- Gas permeability is the rate at which gases such as oxygen and carbon dioxide pass through the packaging.
- Water-vapour permeability is the speed at which ambient moisture passes through the film to reach the product.
- Water permeability is the rate at which liquid water passes through the film under pressure or contact.
Performing these tests is critically important for preventing product spoilage, preserving quality and ensuring compliance with international standards in the global market.
Gas Permeability: The Oxygen and Carbon-Dioxide Barrier
Oxygen permeability is especially important in packaging films, because oxygen causes many foods and pharmaceuticals to deteriorate.
For example, foods spoil and lose their taste and aroma when they come into contact with oxygen. The active ingredients in medicines degrade when they react with oxygen, shortening the product's shelf life.
Water-Vapour Permeability: The Moisture Barrier
Moisture is the greatest enemy of food and pharmaceutical packaging.
- Hygroscopic foods (e.g. milk powder, coffee, biscuits) soften or spoil with moisture.
- Medicines (tablets and capsules) dissolve and lose their effectiveness with moisture.
- Mechanical and electronic parts corrode with moisture.
For this reason, the WVTR (Water Vapour Transmission Rate) is measured in packaging films to determine the permeability of products.
Water Permeability
Water-permeability testing is particularly important for plastic packaging in contact with liquids (e.g. liquid food containers, shampoo packaging, liquid medicine containers).
- Leakage tests measure how well the packaging retains liquid.
- Permeability tests under pressure analyse the long-term durability of the packaging.
Standards: ASTM and ISO
For permeability tests to be reliable, they must be carried out in accordance with international standards.
ASTM Test Standards
ASTM International has defined many standards for packaging films:
- ASTM D3985: the most widely used method for measuring the oxygen permeability of packaging films.
- ASTM F1249: a standard developed to measure water-vapour permeability.
- ASTM F1307: defines different test methods for gas and vapour permeability.
These standards allow manufacturers to compare different materials and gain international acceptance.
ISO Test Standards
ISO offers globally accepted test methods:
- ISO 15105-1: describes measuring gas permeability by the differential-pressure method.
- ISO 15105-2: explains the coulometric-sensor method for gas permeability.
- ISO 2528: regulates water-vapour permeability measurement methods.
ISO standards ensure the validity of packaging films, especially in European and Asian markets.
Devices Used to Measure Liquid–Gas Permeability
- Oxygen Permeability Tester (OTR device): works in accordance with ASTM D3985 and ISO 15105.
- Water-Vapour Permeability Tester (WVTR device): measures according to ASTM F1249 and ISO 2528.
- Water Permeability Tester: tests the packaging's resistance to liquid contact.
- Multi-station devices: save time by testing several samples at once.
The Quality Control Process for Packaging Films
Quality control in packaging films should be carried out at every stage of production:
- Raw-material control: the barrier properties of the polymer used are measured.
- Post-production control: samples are taken from the extruded film.
- Packaging compatibility test: tested with the packaged product to measure the real effect.
- Routine laboratory tests: regular quality monitoring throughout production.
Alarge's Solutions
For packaging-film manufacturers and other sectors, Alarge offers:
- ASTM- and ISO-compliant Oxygen Permeability (OTR) and Water & Water-Vapour Permeability (WVTR) testers,
- Water-permeability testing systems,
- Laboratory set-up consultancy services.
This way, manufacturers both comply with international standards and increase customer confidence.
Conclusion
Gas, water and water-vapour permeability tests in packaging films are critically important for extending product shelf life, ensuring food safety and complying with international standards. With ASTM- and ISO-compliant devices, manufacturers guarantee that their products gain acceptance in the global market.
With Alarge's high-precision instruments and consultancy services, companies can develop safer, more durable and standard-compliant packaging solutions.
Ambalaj filmleri hiçbir zaman %100 geçirimsiz değildir. Moleküller düzeyinde gaz, su ve nem filmi geçerek ürünle etkileşime girebilir — bu yüzden geçirgenlik testleri kritiktir.
Geçirgenlik Nedir ve Neden Önemlidir?
Ambalaj filmleri hiçbir zaman %100 geçirimsiz değildir. Moleküller düzeyinde gaz, su ve nem filmi geçerek ürünle etkileşime girebilir.
- Gaz geçirgenliği, oksijen, karbondioksit gibi gazların ambalajdan geçiş oranıdır.
- Su buharı geçirgenliği, ortamdaki nemin filmden geçerek ürüne ulaşma hızıdır.
- Su geçirgenliği, sıvı suyun basınç veya temasla filmden geçme oranıdır.
Bu testlerin yapılması, ürünün bozulmasını önlemek, kalitesini korumak ve uluslararası pazarda standartlara uygunluk sağlamak için kritik öneme sahiptir.
Gaz Geçirgenliği: Oksijen ve Karbondioksit Bariyeri
Ambalaj filmlerinde özellikle oksijen geçirgenliği önemlidir. Oksijen, birçok gıda ve ilacın bozulmasına neden olur.
Örneğin gıdalar oksijenle temas edince bozulur, tat ve aroma kaybeder. İlaçların içeriğindeki etkin maddeler oksijenle tepkimeye girdiğinde bozunur ve ilacın raf ömrünü kısaltır.
Su Buharı Geçirgenliği: Nem Bariyeri
Nem, gıda ve ilaç ambalajlarının en büyük düşmanıdır.
- Higroskopik gıdalar (ör. süt tozu, kahve, bisküvi) nemle yumuşar veya bozulur.
- İlaçlar (tablet ve kapsüller) nemle çözünerek etkinliğini yitirir.
- Mekanik ve elektronik parçalar nemle korozyona uğrar.
Bu nedenle ambalaj filmlerinde WVTR (Water Vapor Transmission Rate – Su Buharı Geçirgenlik Oranı) ölçülerek ürünlerin geçirgenlik oranı belirlenir.
Su Geçirgenliği
Su geçirgenliği, özellikle sıvı temasının olduğu plastik ambalajlarda (ör. sıvı gıda kapları, şampuan ambalajları, sıvı ilaç kapları) yapılması önemlidir.
- Sızıntı testleri ile ambalajın sıvıyı ne kadar tuttuğu ölçülür.
- Basınç altında geçirgenlik testleri ile ambalajın uzun süreli dayanıklılığı analiz edilir.
Standartlar: ASTM ve ISO
Geçirgenlik testlerinin güvenilir olması için uluslararası standartlara uygun yapılması gerekir.
ASTM Test Standartları
ASTM International, ambalaj filmleri için birçok standart belirlemiştir:
- ASTM D3985: Ambalaj filmlerinin oksijen geçirgenliğini ölçmek için en yaygın kullanılan yöntemdir.
- ASTM F1249: Su buharı geçirgenliğini ölçmek için geliştirilmiş standarttır.
- ASTM F1307: Gaz ve buhar geçirgenliği için farklı test yöntemlerini tanımlar.
Bu standartlar, üreticilerin farklı malzemeleri karşılaştırabilmesine ve uluslararası kabul görmesine olanak sağlar.
ISO Test Standartları
ISO, global kabul gören test yöntemleri sunar:
- ISO 15105-1: Gaz geçirgenliğinin diferansiyel basınç yöntemiyle ölçülmesini tanımlar.
- ISO 15105-2: Gaz geçirgenliği için coulometric sensör yöntemini açıklar.
- ISO 2528: Su buharı geçirgenliği ölçüm yöntemlerini düzenler.
ISO standartları, özellikle Avrupa ve Asya pazarlarında ambalaj filmlerinin geçerliliğini sağlar.
Sıvı-Gaz Geçirgenlik Oranını Ölçmek için Kullanılan Cihazlar
- Oksijen Geçirgenlik Test Cihazı (OTR Cihazı): ASTM D3985 ve ISO 15105'e uygun çalışır.
- Su Buharı Geçirgenlik Test Cihazı (WVTR Cihazı): ASTM F1249 ve ISO 2528'e göre ölçüm yapar.
- Su Geçirgenliği Test Cihazı: Ambalajın sıvı temasına karşı dayanımını test eder.
- Çok istasyonlu cihazlar: Aynı anda birden fazla numuneyi test ederek zaman kazandırır.
Ambalaj Filmlerinde Kalite Kontrol Süreci
Ambalaj filmlerinde kalite kontrol, üretimin her aşamasında yapılmalıdır:
- Hammadde kontrolü: Kullanılan polimerin bariyer özellikleri ölçülür.
- Film üretimi sonrası kontrol: Ekstrüde edilen filmden numuneler alınır.
- Ambalaj uyumluluk testi: Ambalajlanan ürünle test edilerek gerçek etki ölçülür.
- Rutin laboratuvar testleri: Üretim süresince düzenli kalite takibi yapılır.
Alarge'nin Çözümleri
Alarge, ambalaj film üreticilerine ve diğer sektörlere yönelik:
- ASTM ve ISO uyumlu Oksijen Geçirgenliği (OTR) ve Su Geçirgenliği ve Su Buharı Geçirgenliği (WVTR) test cihazları,
- Su geçirgenliği test sistemleri,
- Laboratuvar kurulum danışmanlığı hizmetleri sunmaktadır.
Böylece üreticiler hem uluslararası standartlara uyum sağlar, hem de müşteri güvenini artırır.
Sonuç
Ambalaj filmlerinde gaz, su ve su buharı geçirgenliği testleri, ürünlerin raf ömrünü uzatmak, gıda güvenliğini sağlamak ve uluslararası standartlara uyum göstermek açısından kritik öneme sahiptir. ASTM ve ISO standartlarına uygun cihazlar sayesinde üreticiler, ürünlerinin global pazarda kabul görmesini garanti altına alır.
Alarge'nin sunduğu yüksek hassasiyetli cihazlar ve danışmanlık hizmetleri ile firmalar, daha güvenli, dayanıklı ve standartlara uygun ambalaj çözümleri geliştirebilir.
أغشية التغليف لا تكون أبدًا معزولة بنسبة 100%. فعلى المستوى الجزيئي، يمكن للغازات والماء والرطوبة أن تعبر الغشاء وتتفاعل مع المنتج — ولهذا تُعد اختبارات النفاذية أمرًا حاسمًا.
ما هي النفاذية ولماذا هي مهمة؟
أغشية التغليف لا تكون أبدًا معزولة تمامًا. فعلى المستوى الجزيئي، يمكن للغاز والماء والرطوبة أن تعبر الغشاء وتتفاعل مع المنتج.
- نفاذية الغاز هي معدل عبور غازات مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون عبر التغليف.
- نفاذية بخار الماء هي سرعة عبور رطوبة المحيط عبر الغشاء لتصل إلى المنتج.
- نفاذية الماء هي معدل عبور الماء السائل عبر الغشاء تحت الضغط أو التلامس.
إجراء هذه الاختبارات أمر بالغ الأهمية لمنع تلف المنتج، والحفاظ على الجودة، وضمان التوافق مع المعايير الدولية في السوق العالمي.
نفاذية الغاز: حاجز الأكسجين وثاني أكسيد الكربون
تُعد نفاذية الأكسجين مهمة بشكل خاص في أغشية التغليف، لأن الأكسجين يتسبب في تلف كثير من الأغذية والأدوية.
فمثلًا، تفسد الأغذية وتفقد طعمها ورائحتها عند تلامسها مع الأكسجين. كما تتحلل المواد الفعّالة في الأدوية عند تفاعلها مع الأكسجين، مما يقصّر العمر الافتراضي للمنتج.
نفاذية بخار الماء: حاجز الرطوبة
تُعد الرطوبة العدو الأكبر لتغليف الأغذية والأدوية.
- الأغذية ماصّة الرطوبة (مثل مسحوق الحليب والقهوة والبسكويت) تلين أو تفسد بفعل الرطوبة.
- الأدوية (الأقراص والكبسولات) تذوب وتفقد فعاليتها بفعل الرطوبة.
- الأجزاء الميكانيكية والإلكترونية تتآكل بفعل الرطوبة.
لهذا السبب، يُقاس معدل نفاذية بخار الماء WVTR (Water Vapour Transmission Rate) في أغشية التغليف لتحديد معدل نفاذية المنتجات.
نفاذية الماء
يُعد اختبار نفاذية الماء مهمًا بشكل خاص في التغليف البلاستيكي الملامس للسوائل (مثل عبوات الأغذية السائلة، وتغليف الشامبو، وعبوات الأدوية السائلة).
- تقيس اختبارات التسريب مدى احتفاظ التغليف بالسائل.
- تحلل اختبارات النفاذية تحت الضغط متانة التغليف على المدى الطويل.
المعايير: ASTM وISO
لكي تكون اختبارات النفاذية موثوقة، يجب إجراؤها وفقًا للمعايير الدولية.
معايير اختبار ASTM
حددت منظمة ASTM International العديد من المعايير لأغشية التغليف:
- ASTM D3985: الطريقة الأكثر استخدامًا لقياس نفاذية الأكسجين في أغشية التغليف.
- ASTM F1249: معيار مطوَّر لقياس نفاذية بخار الماء.
- ASTM F1307: يحدد طرق اختبار مختلفة لنفاذية الغاز والبخار.
تتيح هذه المعايير للمصنّعين مقارنة المواد المختلفة والحصول على القبول الدولي.
معايير اختبار ISO
تقدّم ISO طرق اختبار مقبولة عالميًا:
- ISO 15105-1: يصف قياس نفاذية الغاز بطريقة فرق الضغط.
- ISO 15105-2: يشرح طريقة المستشعر الكولومتري لنفاذية الغاز.
- ISO 2528: ينظم طرق قياس نفاذية بخار الماء.
تضمن معايير ISO صلاحية أغشية التغليف، خاصة في الأسواق الأوروبية والآسيوية.
الأجهزة المستخدمة لقياس نفاذية السائل والغاز
- جهاز اختبار نفاذية الأكسجين (جهاز OTR): يعمل وفقًا لمعياري ASTM D3985 وISO 15105.
- جهاز اختبار نفاذية بخار الماء (جهاز WVTR): يقيس وفقًا لمعياري ASTM F1249 وISO 2528.
- جهاز اختبار نفاذية الماء: يختبر مقاومة التغليف لملامسة السوائل.
- الأجهزة متعددة المحطات: توفر الوقت باختبار عدة عينات في آن واحد.
عملية مراقبة الجودة لأغشية التغليف
يجب إجراء مراقبة الجودة لأغشية التغليف في كل مرحلة من مراحل الإنتاج:
- مراقبة المواد الخام: تُقاس الخصائص الحاجزة للبوليمر المستخدم.
- المراقبة بعد الإنتاج: تُؤخذ عينات من الغشاء المبثوق.
- اختبار توافق التغليف: يُختبر مع المنتج المعبأ لقياس التأثير الفعلي.
- الاختبارات المخبرية الروتينية: متابعة جودة منتظمة طوال فترة الإنتاج.
حلول Alarge
تقدّم Alarge لمصنّعي أغشية التغليف وقطاعات أخرى:
- أجهزة اختبار نفاذية الأكسجين (OTR) ونفاذية الماء وبخار الماء (WVTR) المتوافقة مع ASTM وISO،
- أنظمة اختبار نفاذية الماء،
- خدمات استشارية لإنشاء المختبرات.
وبذلك يحقق المصنّعون التوافق مع المعايير الدولية ويعزّزون في الوقت نفسه ثقة عملائهم.
الخلاصة
تُعد اختبارات نفاذية الغاز والماء وبخار الماء في أغشية التغليف بالغة الأهمية لإطالة العمر الافتراضي للمنتج، وضمان سلامة الغذاء، والتوافق مع المعايير الدولية. وبفضل الأجهزة المتوافقة مع ASTM وISO، يضمن المصنّعون قبول منتجاتهم في السوق العالمي.
وبفضل أجهزة Alarge عالية الدقة وخدماتها الاستشارية، يمكن للشركات تطوير حلول تغليف أكثر أمانًا ومتانةً وتوافقًا مع المعايير.
Упаковочные пленки никогда не бывают на 100% непроницаемыми. На молекулярном уровне газы, вода и влага могут проникать через пленку и вступать во взаимодействие с продуктом — именно поэтому испытания на проницаемость имеют критическое значение.
Что такое проницаемость и почему это важно?
Упаковочные пленки никогда не бывают полностью непроницаемыми. На молекулярном уровне газ, вода и влага могут проникать через пленку и вступать во взаимодействие с продуктом.
- Газопроницаемость — это скорость прохождения таких газов, как кислород и углекислый газ, через упаковку.
- Паропроницаемость — это скорость, с которой влага окружающей среды проходит через пленку и достигает продукта.
- Водопроницаемость — это скорость прохождения жидкой воды через пленку под давлением или при контакте.
Проведение этих испытаний критически важно для предотвращения порчи продукта, сохранения его качества и обеспечения соответствия международным стандартам на мировом рынке.
Газопроницаемость: барьер для кислорода и углекислого газа
Проницаемость по кислороду особенно важна для упаковочных пленок, поскольку кислород вызывает порчу многих пищевых продуктов и фармацевтических препаратов.
Например, продукты питания портятся, теряют вкус и аромат при контакте с кислородом. Активные вещества в лекарственных препаратах разлагаются при реакции с кислородом, что сокращает срок годности продукта.
Паропроницаемость: барьер для влаги
Влага — главный враг упаковки пищевых продуктов и фармацевтических препаратов.
- Гигроскопичные продукты (например, сухое молоко, кофе, печенье) размягчаются или портятся под воздействием влаги.
- Лекарственные препараты (таблетки и капсулы) растворяются и теряют эффективность под воздействием влаги.
- Механические и электронные детали подвергаются коррозии под воздействием влаги.
По этой причине для упаковочных пленок измеряют показатель WVTR (Water Vapour Transmission Rate — скорость пропускания водяного пара), чтобы определить степень проницаемости продукции.
Водопроницаемость
Испытание на водопроницаемость особенно важно для пластиковой упаковки, контактирующей с жидкостями (например, тары для жидких пищевых продуктов, упаковки шампуней, тары для жидких лекарственных средств).
- Испытания на герметичность измеряют, насколько хорошо упаковка удерживает жидкость.
- Испытания на проницаемость под давлением позволяют анализировать долговременную прочность упаковки.
Стандарты: ASTM и ISO
Чтобы результаты испытаний на проницаемость были достоверными, их необходимо проводить в соответствии с международными стандартами.
Стандарты испытаний ASTM
ASTM International разработала множество стандартов для упаковочных пленок:
- ASTM D3985: наиболее широко используемый метод измерения кислородопроницаемости упаковочных пленок.
- ASTM F1249: стандарт, разработанный для измерения паропроницаемости.
- ASTM F1307: определяет различные методы испытаний на газо- и паропроницаемость.
Эти стандарты позволяют производителям сравнивать различные материалы и получать международное признание.
Стандарты испытаний ISO
ISO предлагает всемирно признанные методы испытаний:
- ISO 15105-1: описывает измерение газопроницаемости методом перепада давления.
- ISO 15105-2: описывает кулонометрический метод измерения газопроницаемости.
- ISO 2528: регламентирует методы измерения паропроницаемости.
Стандарты ISO обеспечивают признание упаковочных пленок, особенно на европейском и азиатском рынках.
Приборы для измерения жидкостной и газовой проницаемости
- Прибор для измерения кислородопроницаемости (прибор OTR): работает в соответствии со стандартами ASTM D3985 и ISO 15105.
- Прибор для измерения паропроницаемости (прибор WVTR): проводит измерения согласно ASTM F1249 и ISO 2528.
- Прибор для измерения водопроницаемости: испытывает стойкость упаковки к контакту с жидкостью.
- Многопозиционные приборы: экономят время за счет одновременного испытания нескольких образцов.
Процесс контроля качества упаковочных пленок
Контроль качества упаковочных пленок должен осуществляться на каждом этапе производства:
- Контроль сырья: измеряются барьерные свойства используемого полимера.
- Контроль после производства: отбираются образцы экструдированной пленки.
- Испытание совместимости с упаковкой: проводится испытание с упакованным продуктом для оценки реального эффекта.
- Рутинные лабораторные испытания: регулярный контроль качества на протяжении всего производства.
Решения от Alarge
Для производителей упаковочных пленок и других отраслей Alarge предлагает:
- приборы для измерения кислородопроницаемости (OTR) и водо- и паропроницаемости (WVTR), соответствующие стандартам ASTM и ISO,
- системы для испытания на водопроницаемость,
- консультационные услуги по организации лаборатории.
Таким образом, производители одновременно соответствуют международным стандартам и повышают доверие клиентов.
Заключение
Испытания на газо-, водо- и паропроницаемость упаковочных пленок имеют критическое значение для продления срока годности продукции, обеспечения безопасности пищевых продуктов и соответствия международным стандартам. Благодаря приборам, соответствующим стандартам ASTM и ISO, производители гарантируют признание своей продукции на мировом рынке.
Благодаря высокоточным приборам и консультационным услугам Alarge компании могут разрабатывать более безопасные, долговечные и соответствующие стандартам решения для упаковки.