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.