Um guia para testes mecânicos de materiais de embalagem de papel e plástico

No ano desde que a pandemia do COVID-19 começou a mudar nossas vidas, uma mudança entre muitas foi o grande aumento no consumo global de papel e produtos plásticos. O comércio eletrônico teve uma rápida expansão em 2020, quando os restaurantes mudaram para um modelo de entrega e os consumidores optaram por fazer compras online na segurança de suas casas, em vez de visitar uma loja lotada. Para aqueles que se aventuraram, muitas lojas reduziram o uso de sacolas reutilizáveis ​​para evitar a contaminação cruzada. O resultado dessas tendências é um aumento na demanda por embalagens plásticas e de papel de uso único. Embora o apetite por esses produtos não seja novo, ele foi acelerado sob as tensões de uma pandemia. Para acompanhar, os fabricantes de materiais de embalagem de plástico e papel investem consistentemente em máquinas de teste universais para realizar avaliações mecânicas de seus materiais e garantir que resistam às demandas do uso no mundo real.

Quando pensamos em todas as formas como o papel e o plástico são usados ​​e abusados ​​– voltando para casa com uma pesada sacola de papel com mantimentos, um garfo de plástico cutucando um saco de comida para viagem, um pacote plástico contendo roupas sendo jogadas em um caminhão de correio para entrega – fica claro por que esses materiais precisam passar por uma avaliação física completa. Também há sempre o risco de folhas de papel e plástico falharem durante o processo de embalagem antes mesmo de chegar ao consumidor. O conhecimento das propriedades e do desempenho funcional de um material é essencial para garantir que o produto que ele protege passe do fabricante ao consumidor sem danos.

Os procedimentos de teste em toda a indústria de embalagens são normalmente estabelecidos por várias organizações internacionais. A Associação Técnica da Indústria de Papel e Celulose (TAPPI) é o principal grupo que cria e atualiza padrões para a indústria de papel. A American Society of Test and Measurement (ASTM) e a International Standards Organization (ISO) são as organizações confiáveis ​​para definir as melhores práticas da indústria para testar filmes e folhas de plástico comumente usados ​​em embalagens.

As próximas seções discutem alguns dos testes de papel e plástico mais comuns realizados de acordo com os padrões TAPPI, ISO e ASTM. Esses padrões abrangem uma visão geral de alto nível, mas existem muitos métodos mais padronizados e desenvolvidos pelo fabricante para avaliar aplicações específicas.

A foto é um exemplo de um teste de punção de saco plástico realizado em um sistema de teste de coluna dupla Instron. Fonte: Instron See More

A embalagem é comumente sujeita a lacerações ou perfurações durante o transporte, ou uma vez nas mãos do consumidor. ASTM F1306 é um padrão amplamente utilizado para testar a resistência à penetração de materiais de barreira flexíveis finos. O teste é realizado com uma sonda superior montada na célula de carga da máquina que é lentamente movida para baixo sobre a amostra presa até que ocorra a falha. Este padrão pode ser modificado para simular aplicações específicas de uso final, ou as condições recomendadas podem ser seguidas de perto para comparar o desempenho do material.

À medida que a travessa da máquina se move para cima, o trenó é puxado pelo substrato. A força de atrito, dividida pelo peso do trenó, é usada para calcular os coeficientes de atrito estático e cinético do material. Fonte: Instron See More

ASTM D1894 e ISO 8295 são os padrões predominantes usados ​​para determinar o coeficiente de fricção para filmes finos ou materiais de embalagem de plástico. O teste é realizado para estabelecer os valores de atrito estático e cinético para o material ao deslizar sobre si mesmo ou sobre outros materiais. À medida que a travessa da máquina atua sob tensão, um trenó pesado é arrastado pelo material que está sendo testado para determinar o coeficiente de atrito. Esses testes são normalmente realizados para fins de controle de qualidade na produção de filmes.

Os testes T-peel, como ASTM D1876, são comumente usados ​​para avaliar as ligações adesivas que unem as bordas ou selos de uma embalagem de plástico ou papel. Em um teste T-peel, as duas extremidades livres da amostra são presas e puxadas em tensão. Este teste ajuda os fabricantes a garantir que esses lacres não se romperão durante o transporte, provavelmente arruinando o produto que eles contêm.