Contents

ที่มา:หนังสือบรรจุภัณฑ์อาหาร

โดย อาจารย์ ปุ่น-สมพร คงเจริญเกียรติ

บทคัดย่อ

สำหรับการทดสอบบรรจุภัณฑ์มีขั้นตอนและหลักการค่อนข้างละเอีด ดังนั้นการเริ่มต้นทดสอบควรมีการกำหนดจุดมุ่งหมาย วิธีการทดสอบ และบันทึกผล ที่ชัดเจนเพื่อให้สามารถวิเคราะห์ผลการทดสอบที่ได้มีความถูกต้องและแม่นยำ โดยต้องสัมพันธ์กับมาตรฐานขององค์กรณ์ต่างๆ ที่ผู้ทำการทดสอบอ้างถึงด้วย ซึ่งการทดสอบบรรจุภัณฑ์ สำหรับวัสดุแต่ละประเภทจะมีวิธีการที่แตกต่างกัน รวมไปถึงการทดสอบเพื่อการประเมินการใช้งานของบรรจุภัณฑ์ ในสภาวะต่างๆ เช่นการขนส่ง การวางเรียงในความสูงต่างๆ ซึ่งหากทางผู้ทดสอบ สามารถเข้าใจและมองเห็นอันตรายที่อาจเกิดกับสินค้า จะทำให้การทดสอบตรงตามวัตถุประสงค์ และช่วยลดต้นทุนในการเลือกใช้บรรจุภัณฑ์ ได้อย่างเหมาะสมอีกด้วย 

การทดสอบวัสดุและบรรจุภัณฑ์

ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับการใช้บรรจุภัณฑ์ต่างมีความ ต้องการใช้งานบรรจุภัณฑ์ให้มีประสิทธิภาพสูงสุด คำถามคือ จะมีวิธีใดเพื่อให้ทราบได้ว่าบรรจุภัณฑ์ที่ใช้ไม่ดีจนเกินไปทำให้เกิดต้นทุน ที่สูงเกินความจำเป็นหรือในทางกลับกันไม่แย่จนเกินไป ทำให้สินค้าที่ต้องการป้องได้รับความเสียหายได้โดยง่าย ซึ่งโดยปรกติจะพบว่าหากบรรจุภัณฑ์ที่มีคุณภาพดีมักจะมีค่าใช้จ่ายในการควบคุมที่สูงขึ้น ดังแสดงในกราฟด้านล่าง ดังนั้นการทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อหาความเหมาะสมกับสินค้า จึงเป็นสิ่งที่ผู้ใช้บรรจุภัณฑ์ควรไม่ควรมองข้าม

 

1. ขั้นตอนการทดสอบ

            1.1 จุดมุ่งหมาย

ก่อนการทดสอบวัสดุและบรรจุภัณฑ์ใดๆ จะต้องรู้ถึงจุดมุ่งหมายในการทดสอบ   การทดสอบอาจมีจุดมุ่งหมายดังต่อไปนี้

1.  เปรียบเทียบวัสดุต่างชนิดกันโดยการทำการทดสอบพร้อมๆ กัน

2.  ควบคุมคุณภาพของวัสดุที่ใช้จริงกับวัสดุที่เคยผ่านการทดสอบมาแล้วโดยการเปรียบเทียบผลที่เกิดจากการทดสอบต่างชนิดและต่างวาระกัน

3.  ศึกษาถึงคุณสมบัติการใช้งานของวัสดุหรือบรรจุภัณฑ์  เช่น  การทดสอบความสามารถทนในการตก  เพื่อจำลองการวางสินค้าในระดับควาสูงที่ต่างกัน  เป็นต้น

จุดมุ่งหมายที่ 3  เป็นการทดสอบที่สำคัญที่สุด  เนื่องจากเป็นการทดสอบเพื่อจำลองการใช้งานของวัสดุและบรรจุภัณฑ์  ส่วนการทดสอบตามจุดมุ่งหมายที่ 1 และที่ 2  อาจรวมสรุปได้ว่าเป็นการทดสอบเพื่อบ่งบอกคุณลักษณะของวัสดุ  (Identification  Test)

1.2 มาตรฐานการทดสอบ

จำนวนตัวอย่างที่ใช้ในการทดสอบและวิธีการทดสอบจะขึ้นอยู่กับมาตรฐานที่ ใช้ในการทดสอบ  เช่น  มาตรฐานของสำนักงานมาตรฐานอุตสาหกรรมไทย  หรือที่เรียกย่อๆ ว่า สมอ. นอกจากมาตรฐานของ สมอ. แล้ว  มาตรฐานการทดสอบยังอาจแบ่งได้หลายระดับ  ดังต่อไปนี้

1.  มาตรฐานของแต่ละองค์กร  บริษัทหรือหน่วยงานที่มีการจัดซื้อจัดหาวัสดุบรรจุภัณฑ์ มาตรฐานของแต่ละองค์กรเหล่านี้จะมีความต้องการหรือรายละเอียดของการทดสอบ เฉพาะเจาะจงมากที่สุด

2.  มาตรฐานของกลุ่มอาชีพเดียวกัน  มาตรฐานการทดสอบใหม่ๆ ที่เกิดขึ้นมักจะเกิดจากองค์กรเหล่านี้  เนื่องจากมีความพร้อมในห้องปฏิบัติการและนักวิจัย  กลุ่มอาชีพเหล่านี้จะมีการจัดตั้งในแต่ละประเทศและมีการถ่ายทอดแลกเปลี่ยน ความรู้ทางวิชาการซึ่งกันและกัน  กลุ่มที่มีชื่อเสียง  ได้แก่

●  FEFCO,  Federation  Europeene  des  Fabricants  de  Carton  Ondule  Test  Methods.

(มาตรฐานทดสอบของสหพันธ์แปรรูปกล่องกระดาษลูกฟูกของยุโรป)

●  TAPPI  หรือ  The  Technical  Association  of  Pulp  and  Paper  Industry,  Atlanta.

●  Uniform  Freight  Classification  Committee,  Atlanta.

●  The  American  Society  of  Mechanical  Engineers,  New  York.

●  INCPEN,  Industry  Council  for  Packaging  in  the  Environment,  London.

●  USDA,  Forest  Products  Laboratory,  Madison,  Wisconsin.

●  BPBMA,  British  Paper  of  Board  Manufacturers  Association.

องค์การต่างๆ  เหล่านี้ส่วนมากจะเป็นองค์กรเอกชนที่ไม่ได้แสวงหากำไร  แต่เป็นการเผยแพร่ความรู้ให้กับกลุ่มอาชีพเดียวกัน  เพื่อยกระดับมาตรฐานความรู้ในการประกอบวิชาชีพ

3.  มาตรฐานขององค์กรระดับประเทศและระหว่างประเทศ  องค์กร สมอ.  ของไทยเป็นองค์กรหนึ่งที่จัดอยู่ในประเภทนี้  ซึ่งประสานงานโดยตรงกับ ISO หรือ International  Standard  Organization  สำหรับวงการบรรจุภัณฑ์มีองค์กรที่เรียกว่า  ISTA  (International  Safe  Transit  Association)  โดยเน้นในเรื่องการทดสอบก่อนทำการขนส่งเพื่อลดความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น  ในวงการอาหารมาตรฐานระหว่างประเทศที่ได้รับการอ้างถึงมากที่สุด  คือ  Codex  ซึ่งมีชื่อเต็มว่า  Codex  Alimentarius  Commission  ซึ่งเป็นองค์กรร่วมระหว่าง  Food  and  Agriculture  Organization  of  the  United  Nations  และ  World  Health   Organizationส่วนองค์กรแต่ละประเทศที่มีร่างมาตฐานเกี่ยวกับบรรจุภัณฑ์  ได้แก่                                            

●  ASTM,  American  Society  for  Testing  and  Materials.

●  BS,  British  Standard.

●  JIS,  Japan  Institute  of  Standard.

●  Normes  Francaise  (มาตรฐานฝรั่งเศส)

●  Deutsche  Industrie  Normen  (มาตรฐานเยอรมันที่รู้จักในนาม  DIN)

การเลือกใช้มาตรฐานใดเป็นแนวทางในการทดสอบต้องขึ้นอยู่กับการใช้งาน  ตัวอย่างเช่น  มีการส่งสินค้าไปประเทศใด  ย่อมที่จะใช้มาตรฐานการทดสอบของประเทศนั้น  หรืออาจจะใช้มาตรฐานการทดสอบในจุดมุ่งหมาย 2 และ 3  เพื่อเป็นแนวทางในการกำหนดมาตรฐานของระดับ 1

  1.3 การควบคุมสภาวะ  

สิ่งสำคัญมากอีกอย่างในการทดสอบบรรจุภัณฑ์  คือการควบคุมสภาวะก่อนทำการทดสอบและระหว่างการทดสอบ  เพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุบรรจุภัณฑ์เป็นไปตามสภาวะที่กำหนด

การควบคุมสภาวะการทดสอบในแต่ละประเทศอาจจะแตกต่างกัน  แล้วแต่สถานที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ของประเทศนั้น  ตัวอย่างเช่น  ประเทศอาร์เจนติน่า  ออสเตรเลีย  เบลเยี่ยม  ฝรั่งเศส  เยอรมัน  เนเธอร์แลนด์และอังกฤษ  จะใช้สภาวะการทดสอบควบคุมอุณหภูมิ 23 ° C   และความชื้นสัมพัทธ์ที่ร้อยละ 65  ส่วนในประเทศสหรัฐอเมริกาใช้สภาวะความชื้นสัมพัทธ์ที่ร้อยละ 50  ที่อุณหภูมิเดียวกัน 23 ° C ในขณะที่ประเทศไทย ทางสมอ. ได้กำหนดไว้ที่อุณหภูมิ  27 ° C และความชื้นสัมพัทธ์ที่ร้อยละ 75 โดยยังต้องคำนึงถึงสภาพความเป็นจริงที่บรรจุภัณฑ์ต้องประสบ  ตัวอย่างเช่น  ถ้าบรรจุภัณฑ์จะส่งออกไปยังสหรัฐอเมริกา  ก็ควรใช้มาตรฐานของสภาวะการทดสอบของอเมริกาด้วย  ห้องที่ใช้ในการทดสอบและเก็บวัสดุบรรจุภัณฑ์จึงต้องควบคุมอุณหภูมิและ ความชื้นด้วยระบบปรับอากาศตามสภาวะควบคุมมาตรฐานที่ต้องการ

เมื่อมีการควบคุมสภาวะเป็นเวลาอย่างน้อย 24 ชั่วโมงแล้วจึงเริ่มทำการทดสอบ  การทดสอบที่ดีต้องมีความแม่นยำ  (Precise)  และไม่แปรปรวนจากการทดสอบแต่ละครั้ง  ความแม่นยำนี้มีความสัมพันธ์กับปัจจัยต่อไปนี้

1.  ความสลับซับซ้อนของเครื่องมือหรืออุปกรณ์ที่ใช้ในการทดสอบ  รวมทั้งการปรับเครื่อง  (Calibration)

2.  ขีดความสามารถของผู้รับผิดชอบในการทดสอบ  รวมทั้งผู้บังคับบัญชาที่ทำการตัดสินใจและประเมินการทดสอบ

3.  จำนวนครั้งในการทดสอบที่ไม่ทำให้เสียค่าใช้จ่ายมากจนเกินไปและได้ผลที่ใกล้ เคียงความเป็นจริง ซึ่งอาจจะต้องเปรียบเทียบกับมาตรฐานต่างๆ ที่มีอยู่  แล้วเลือกมาตรฐานที่เหมาะสมสอดคล้องกับจุดมุ่งหมายในการทดสอบ

ขั้นตอนสุดท้ายของการทดสอบ  คือ  การนำเอาผลจากการทดสอบไปใช้งาน  ซึ่งจะแปรตามประเภทและจุดมุ่งหมายของการทดสอบที่ได้ตั้งไว้

2  ประเภทของการทดสอบ

2.1 การทดสอบเพื่อการบ่งบอก

เป็นการทดสอบวัสดุที่ใช้ผลิตตัวบรรจุภัณฑ์เพื่อหาคุณลักษณะเฉพาะของวัสดุนั้น  

การทดสอบเพื่อการบ่งบอกคุณลักษณะของวัสดุบางประเภท ยังสัมพันธ์กับการใช้งานของบรรจุภัณฑ์ เช่น การวัดอัตราการซึมผ่านของน้ำและก๊าซ จะมีความสัมพันธ์กับการคาดคะเนอายุของผลิตภัณฑ์อาหาร หรือการทดสอบความแข็งแรงตามขอบของกระดาษลูกฟูกจะสัมพันธ์กับความสามารถรับ แรงกดในแนวดิ่งของกล่องลูกฟูก เป็นต้น

2.2 การทดสอบเพื่อประเมินการใช้งาน

บรรจุภัณฑ์ที่ออกแบบมาใช้งานจะต้องทำหน้าที่ต่างๆ กัน ตัวอย่างเช่น บรรจุภัณฑ์กล่องลูกฟูกมักจะใช้ในการป้องกันอันตรายทางกายภาพระหว่างการเก็บ ในคลังสินค้าหรือการขนส่ง การทดสอบเพื่อการใช้งานในการเก็บคงคลังจะเป็นการทดสอบความสามารถรับแรงกดใน แนวดิ่ง (Compression Strength) เนื่องจากในคลังสินค้ากล่องจะถูกเรียงซ้อนเป็นชั้นๆ แต่ละชั้นจะกดทับลงมายังกล่องที่อยู่ข้างล่าง ดังนั้นการทดสอบความสามารถรับแรงกดในแนวดิ่งจึงเป็นการจำลอง (Simulation) การกดทับในคลังสินค้าของการเรียงซ้อนนั่นเอง

นอกจากการแยกประเภทการทดสอบเป็นการบ่งบอกและการประเมินใช้งานแล้วยัง สามารถแยกตามความคล้ายคลึงของลักษณะทดสอบ จากมาตรฐานขององค์กรต่างๆ ดังที่กล่าวมาแล้ว โดยจัดแบ่งประเภทของการทดสอบที่คล้ายๆ กันเป็น 3 กลุ่มได้ดังนี้

กลุ่มที่ 1 การทดสอบคุณสมบัติบรรจุภัณฑ์ด้านการป้องกันรักษาคุณภาพและการบรรจุ เช่น การซึมผ่านของไอน้ำหรือก๊าซ และความเข้ากันได้ (Compatibility) ของบรรจุภัณฑ์กับผลิตภัณฑ์อาหาร

กลุ่มที่ 2 การทดสอบคุณสมบัติทางกายภาพของบรรจุภัณฑ์ ได้แก่ ความหนาที่แปรปรวน ความแข็งแรงของรอยปิดผนึก และสัมประสิทธิ์ความเสียดทานซึ่งมีผลต่อการเดินวัสดุบรรจุภัณฑ์บน เครื่องจักร เป็นต้น

กลุ่มที่ 3 การทดสอบคุณสมบัติทางด้านความสวยงานของบรรจุภัณฑ์สำเร็จรูป เช่น ความแวววาวเป็นประกาย (Haze and Gloss) ความสามารถต้านทานต่อการเสียดสี และความสามารถในการจับฝุ่นจากอากาศ เป็นต้น

3 การทดสอบวัสดุ

3.1 การทดสอบกระดาษ เปลวอะลูมิเนียม และฟิล์ม

(1) น้ำหนักมาตรฐาน ความหนา และความหนาแน่น

วัสดุบรรจุภัณฑ์ที่เป็นแผ่นๆ มักจะซื้อขายกันด้วยน้ำหนักมาตรฐานหรือ Basis Weight ตัวอย่างเช่น กระดาษที่เรียกว่า 100 กรัม ความจริงเป็นการเรียกจาก น้ำหนักมาตรฐานเป็นกรัมต่อตารางเมตร แต่เรียกง่ายๆ ว่า กรัม บางครั้งอาจจะได้ยินคำว่า gsm ซึ่งย่อมาจาก “gram per square-meter” หรือกรัมต่อตารางเมตรนั่นเอง

โดยจำเป็นต้องใช้เครื่องชั่งดิจิทอลเข้ามาเกี่ยวข้องเพื่อให้ได้ผลที่ละเอียดชัดเจนยิ่งขึ้น

ส่วนความหนานั้นเป็นคุณสมบัติที่สองที่มักจะกล่าวถึง เนื่องจากความหนามีผลโดยตรงต่อความเหนียวหรือความสามารถในการงอพับของวัสดุ บรรจุภัณฑ์ และยังสัมพันธ์กับความสามารถในการซึมผ่านของไอน้ำหรือก๊าซของวัสดุบรรจุ ภัณฑ์นั้นๆ ศัพท์คำว่า ความหนา ในภาษาอังกฤษ นอกจาก Thickness แล้ว บางครั้งเรียกว่า Caliper

สำหรับกระดาษแข็ง ความหนาแน่นจะได้จากการคำนวณของน้ำหนักและความหนา คือ มีค่าเป็นน้ำหนักต่อหน่วยปริมาตรเขียนเป็นสูตรได้ว่า

ความหนาแน่นนี้เป็นคุณลักษณะที่จำเป็นต้องทราบของกระดาษประเภทต่างๆ เนื่องจากความหนาแน่นที่แตกต่างกันของกระดาษแต่ละชนิด มีผลต่อคุณสมบัติต่างๆ ของกระดาษโดยตรง

(2) ความต้านทานต่อแรงดึง (Tensile Strength) 

การทดสอบความต้านทานต่อแรงดึงเป็นการทดสอบศักยภาพความทนทานต่อแรงดึงของ วัสดุ โดยวัสดุบรรจุภัณฑ์จะถูกแรงดึงอย่างช้าๆ จนกระทั่งขาดออกจากกัน แล้ววัดค่าแรงดึงสูงสุดขณะที่ขาดและยืดตัวของวัสดุสุดท้ายขณะที่ขาด การทดสอบนี้นับเป็นการทดสอบคุณสมบัติทางกลอย่างง่ายของวัสดุที่เป็นแผ่นหรือ ฟิล์ม การทดสอบมักจะทำใน 2 ทิศทาง คือ ในแนวทิศที่วัสดุผลิตจากเครื่องจักรแปรรูป เรียกว่า ทิศในแนวของเครื่องจักร (Machine Direction หรือ MD) และอีกทิศหนึ่ง คือแนวที่ตั้งฉากกับ MD (Cross-Machine Direction หรือ CD) ดังแสดงในภาพ

(3) ความต้านทานต่อแรงดันทะลุ (Bursting Strength) 

การทดสอบแรงดันทะลุเป็นการทดสอบขั้นพื้นฐานของอุตสาหกรรมกระดาษ โดยการเพิ่มแรงดันต่อกระดาษที่ถูกยึดไว้ให้แน่น เพื่อทดสอบว่ากระดาษจะทนแรงดันได้มากน้อยแค่ไหน 

การทดสอบนี้เป็นวิธีง่ายๆ ที่จะตรวจสอบความแข็งแรงของวัสดุบรรจุภัณฑ์ซึ่งใช้มากกับกระดาษลูกฟูกและอาจ จะใช้กับพลาสติกบางประเภทที่ยืดตัวได้น้อย สิ่งที่ควรตระหนักถึงคือ การทดสอบนี้มิได้มีความสัมพันธ์โดยตรงกับความแข็งแรงของบรรจุภัณฑ์ที่นำ วัสดุที่ทดสอบนี้ไปขึ้นรูป แต่เป็นการศึกษาความแข็งแรงขอวัสดุเท่านั้น กล่าวคือ กระดาษลูกฟูก โครงสร้าง A ที่มีค่า Burst Test สูงกว่าโครงสร้าง B เมื่อขึ้นรูปเป็นกล่อง กล่องที่ทำจากกระดาษลูกฟูกโครงสร้าง A ไม่จำเป็นเสมอไปว่าจะแข็งแรงกว่ากล่องที่ทำจากกระดาษลูกฟูก B ดังแสดงในภาพ อย่างไรก็ตามการทดสอบนี้ยังนิยมใช้เนื่องจากทดสอบได้ง่ายและเร็ว

 

(4) ความต้านทานการฉีกขาด (Tear Strength) 

การทดสอบแบบนี้คล้ายคลึงกับการทดสอบความต้านทานต่อแรงดันทะลุ คือ เป็นการทดสอบขั้นพื้นฐานเพื่อศึกษาความแข็งแรงของวัสดุ ส่วนมากใช้ทดสอบกับกระดาษ

การทดสอบความต้านทานการฉีกขาดมีอยู่หลายวิธี วิธีที่มีการใช้กันมาก คือ การใช้เครื่องมือที่มีชื่อว่า Elmendorf  ดังแสงในภาพเป็นการวัดพลังงานที่ใช้ในการฉีกกระดาษออกจากกัน ค่าพลังงานที่วัดได้จากสเกลบนเครื่องจะแปลงมาเป็นแรงที่ใช้ในการฉีกกระดาษ

(5) อัตราการซึมผ่านของก๊าซ (Gas Transmission Rate – GTR) 

อัตราการซึมผ่านของวัสดุบรรจุภัณฑ์ประเภทแผ่นและฟิล์ม โดยนำกระดาษมาปิดที่ปากแล้วเป่าลมผ่านกระดาษไปยังมืออีกข้างที่ปิดไว้อีก ด้านหนึ่งของกระดาษที่มือจะสามารถรับความรู้สึกของลมร้อนที่ผ่านออกจาก กระดาษมาได้ ซึ่งแสดงว่ากระดาษมีความต้านทานความสามารถหรือปล่อยให้อากาศซึมผ่านได้ คุณสมบัติเช่นนี้ก็มีในฟิล์มพลาสติก  เพียงแต่ว่าการซึมผ่านของฟิล์มพลาสติกนั้นเกิดขึ้นช้ากว่า

การทดสอบอัตราการซึมผ่านของก๊าซเป็นการวัดปริมาตรของก๊าซชนิดต่างๆ ที่สามารถซึมผ่านวัสดุบรรจุภัณฑ์ประเภทใดประเภทหนึ่ง วิธีการทดสอบทำโดยการตัดวัสดุบรรจุภัณฑ์มาประกบตรงกลางระหว่างเซลล์ 2 ข้าง เซลล์แต่ละข้างจะมีความดันของก๊าซแตกต่างกัน ก๊าซของด้านที่มีความดันสูงจะสามารถดันก๊าซผ่านฟิล์มไปยังอีกด้านหนึ่ง ปริมาตรของก๊าซที่วัดได้จากการซึมผ่านจะเป็นค่าคงที่ของวัสดุบรรจุภัณฑ์ ณ อุณหภูมิหนึ่งและพื้นที่ผิวที่กำหนดไว้มีหน่วยเป็นลูกบาศก์เซนติเมตร หรือ ซีซี/ตารางเมตร/วัน

(6) อัตราการซึมผ่านของไอน้ำ (Water Vapor Transmission Rate – WVTR) 

การทดสอบอัตราการซึมผ่านของไอน้ำเป็นการทดสอบที่มีหลักการคล้ายคลึงกับ การซึมผ่านของก๊าซแต่แตกต่างกัน คือ แทนที่จะวัดเป็นปริมาตรจะวัดเป็นน้ำหนักแทน นอกจากนี้การวัดการซึมผ่านของไอน้ำจะวัดในสถานะที่สมดุลที่อุณหภูมิ 38°c ความชื้นสัมพัทธ์ที่ 90% โดยมีหน่วยเป็น กรัม/ตารางเมตร/วัน ดังแสดงในภาพ

 

3.2 การทดสอบกระดาษแข็งและกระดาษลูกฟูก 

การทดสอบอันดับแรกของบรรจุภัณฑ์กระดาษ คือ การทดสอบหาความชื้นของกระดาษตามด้วยการหาน้ำหนักมาตรฐานและความหนาของกระดาษ อันดับต่อไปคือ การหาเกรนหรือแนวเยื่อเส้นใยของกระดาษว่าอยู่ในแนวที่ต้องการหรือไม่เมื่อ ขึ้นรูปเป็นกล่อง แล้วจึงค่อยวัดขนาดมิติของกล่อง ซึ่งอาจวัดมิติเมื่อขึ้นรูปเสร็จหรือมีการแกะกล่องออกและแผ่เป็นแผ่นแนวราบ ในแง่ของการผลิตตัวกล่องกระดาษแข็งจะต้องถูกตรวจสอบความลึกและความกว้างของ การทับเส้นเพื่อการขึ้นรูปกล่องได้ง่ายหรือยาก

สำหรับกล่องกระดาษลูกฟูก นอกเหนือจากน้ำหนักมาตรฐานและความหนาของกระดาษที่ใช้ผลิตแผ่นกระดาษลูกฟูก การทดสอบที่นิยมมากคือ การทดสอบแรงดันทะลุซึ่งเป็นการทดสอบความแข็งแรงแบบพื้นฐาน การทดสอบที่ให้ผลแน่นอนกว่า คือ การทดสอบความแข็งแรงตามขอบของกระดาษลูกฟูก สำหรับการทดสอบความแข็งแรงตามขอบนี้สามารถใช้ในการประเมินความแข็งแรงของกล่องลูกฟูก ในแง่ของความสามารถรับแรงกดในแนวดิ่ง (Compression Strength) ดังแสดงในภาพ

การทดสอบความแข็งแรงตามขอบกระดาษลูกฟูก

 

การทดสอบการรับแรงกดในแนวราบของกระดาษลูกฟูก

3.3 การทดสอบประเภทของพลาสติก

ขั้นตอนอันดับแรกในการทดสอบ คือ การเผาหรือลนด้วยไฟ แล้วสังเกตสิ่งต่างๆ ดังนี้

1. ลักษณะการไหม้ของพลาสติก

2. สังเกตสีของเปลวไฟที่ไหม้ ถ้าพลาสติกนั้นจุดไฟติด

3. พลาสติกที่ไหม้ติดไฟมีควันหรือไม่

4. สีของควัน

5. ลักษณะการไหม้ของพลาสติกมีเศษหรือมีของเหลวหยดหรือไม่

6. เมื่อดับไฟแล้ว การไหม้ยังเป็นไปอย่างต่อเนื่องหรือไม่

7. มีกลิ่นจากการเผาไหม้หรือไม่ในขณะที่ไหม้นั้น

วิธีการบ่งบอกประเภทของพลาสติกด้วยการเผานี้ควรจะเริ่มจากการลนไฟพลาสติก ที่รู้จักว่าเป็นอะไรก่อน เพื่อสังเกตลักษณะของการเผาไหม้ และทำความคุ้นเคยกับผลจากการเผาไหม้ของพลาสติกแต่ละประเภท ดังแสดงในตาราง

 

ขั้นตอนต่อไปในการทดสอบ คือ การทำให้พลาสติกละลายในสารตัวทำละลาย (Solvents) ซึ่งสารตัวทำละลายส่วนใหญ่ค่อนข้างจะเป็นอันตราย การทดสอบในขั้นตอนนี้จึงควรระวังอย่างยิ่ง  

ขั้นตอนสุดท้ายคือ การหาความถ่วงจำเพาะ (Specific Gravity) โดยพลาสติกแต่ละประเภทจะมีความหนาแน่นที่แตกต่างกัน ดังแสดงในตาราง สำหรับวิธีนี้จะช่วยให้สามารถทราบได้ว่าเป็นพลาสติกประเภทอะไร

4 การทดสอบบรรจุภัณฑ์

การทดสอบบรรจุภัณฑ์อาจแบ่งเป็น 2 ประเภทคือ การทดสอบเพื่อควบคุมคุณภาพของบรรจุภัณฑ์และการทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อการขนส่ง การทดสอบทั้ง 2 ประเภทนี้เป็นการจำลองการใช้งานจริงของบรรจุภัณฑ์มาทำการทดสอบในห้องปฏิบัติ การ

 

4.1 การทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อควบคุมคุณภาพ

(1) การทดสอบกระป๋องโลหะ

โดยทั่วไปบรรจุภัณฑ์กระป๋องควรจะถูกบรรจุไม่ต่ำกว่า 90% ของความจุทั้งหมดตามมาตรฐานของ U.S. FDA มาตรฐานนี้ หมายถึงช่องว่างเหนืออาหารสุทธิ (Net HeadSpace) ของภาชนะไม่ควรมากกว่า 10% ของความสูงด้านในของกระป๋อง  โดยใช้กระป๋องขนาดเบอร์ 2 เป็นเกณฑ์มาตรฐาน

 

จุดมุ่งหมายของการทดสอบกระป๋องโลหะจะเน้นที่การหารอยรั่วของกระป๋อง ส่วนใหญ่จะเป็นบริเวณที่มีรอยต่อของบรรจุภัณฑ์ทุกจุด การทดสอบรอยรั่วจะกระทำภายใต้น้ำโดยกดกระป๋องให้จมน้ำเพื่อสังเกตฟองอากาศ ที่จะออกมาจากบริเวณที่มีรอยรั่ว

โดยทั่วไปแล้วโรงงานผู้ผลิตกระป๋องจะเป็นผู้ที่คอยช่วยเหลือและให้คำ แนะนำเกี่ยวกับการตรวจสอบตะเข็บของกระป๋องแก่ลูกค้าของตน อาจจะมีเอกสารพร้อมรูปภาพแสดงวิธีการตรวจสอบ ปัจจัยสำคัญที่เกี่ยวกับการตรวจสอบมีดังต่อไปนี้

1. ตรวจสอบตะเข็บด้วยตาเปล่า

ในระหว่างการดำเนินการปิดผนึกฝากระป๋อง จำเป็นจะต้องคอยตรวจดูเป็นระยะเพื่อตรวจหาตำหนิของตะเข็บ อาทิเช่น ตะเข็บตาย (Dead Head) สันแหลม (Cut Overs) และตำหนิอื่นของตะเข็บขอคู่ โดยการสุ่มตัวอย่างจากจุดที่ทำการปิดผนึกฝาและจดบันทึกผลการสังเกตผิดปกติ เช่น ทำงานช้าเกินควร เมื่อพบจุดบกพร่องควรทำการแก้ไขโดยด่วน

2. การตรวจสอบตะเข็บโดยการฉีกหรือเลาะตะเข็บ

ควรกระทำทุกๆ ช่วง 4 ชั่วโมง หลังจากเริ่มต้นการปิดผนึกฝากระป๋อง และเครื่องทำงานได้เต็มที่แล้ว ผลการตรวจสอบควรบันทึกไว้เป็นหลักฐานรวมทั้งการแก้ไข

3. การสังเกตทั่วไป

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อคุณภาพของตะเข็บคู่ (Double Seam) มีดังนี้

– สภาพของเครื่องดื่มปิดผนึกไม่ว่าเป็นเครื่องแบบใช้มือหรือไม่ก็ตาม

– วัสดุที่ทำกระป๋อง เช่น ความหนาที่แตกต่างกันของแผ่นดีบุกที่ใช้ทำกระป๋อง

– ขนาดของกระป๋อง

4. การวัดตะเข็บที่จำเป็นและที่เลือกใช้

– ระบบการวัดโดยใช้เครื่องส่องหรือฉายตะเข็บ (Seam Scope or Projector) การวัดที่เลือกใช้ คือ ความกว้าง (ความสูง) ของฝา ความลึกของฝา และความหนา

– ระบบการวัดโดยใช้ไมโครมิเตอร์ (Micrometer) การวัดที่จำเป็น ได้แก่ ขอฝา ขอตัว 

ความหนา (หรือความสูง) ความแน่น (สังเกตจากรอยย่น) การวัดที่เลือกได้ ได้แก่ การเกยกัน (โดยการคำนวณ) ความลึกของฝา และความหนา ในเวลาที่ทำการผลิตจริง ควรจะมีการสุ่มตัวอย่างทุกๆ ช่วงเวลาหนึ่ง เพื่อทดสอบหารอยรั่วของกระป๋องเหมือนกับการทดสอบกระป๋องเปล่า นอกจากนี้ยังควรที่จะเก็บอาหารกระป๋องไว้อีกประมาณ 30 วัน เพื่อตรวจสอบรอยรั่วอีกครั้งหนึ่ง

มีวิธีการในห้องปฏิบัติการที่ใช้กันอย่างกว้างขวางในการทดสอบอาหารกระป๋องเพื่อให้ตรงตามมาตรฐาน มีดังนี้

– สุญญากาศ (Vacuum) วัดสุญญากาศของอาหารกระป๋องด้วยมาตรวัดความดัน (Pressure Gauge) ควรอ่านค่าที่อุณหภูมิห้อง เพราะกระป๋องที่อุ่นกว่าจะมีสุญญากาศต่ำและกระป๋องที่เย็นจะมีช่องว่างเหนืออาหาร (Headspace) วัดระยะจากส่วนบนของตะเข็บขอคู่ของกระป๋องหรือขอบบนของขวดแก้วถึงระดับผิว ของผลิตภัณฑ์ในภาชนะบรรจุ วัดในแนวดิ่งประมาณตรงกลางกระป๋องจุ่มลงจนถึงผิวของของเหลว แล้วอ่านค่าปกติจะอ่านเป็น 1/32 นิ้ว

– ช่องว่างเหนืออาหารสุทธิของภาชนะบรรจุที่มีตะเข็บขอคู่ เช่น กระป๋องจะวัดจากระดับของของเหลวถึงฝาด้านใน อาจประเมินได้โดยหักด้วยความสูงเฉลี่ยของตะเข็บขอคู่ (ประมาณ 6/32 นิ้ว) 

– น้ำหนักเนื้อ (Drained Weight) ของอาหารที่บรรจุในกระป๋อง ในห้องปฏิบัติการสามารถหาได้โดยเทอาหารในกระป๋องลงบนตะแกรง ผลิตภัณฑ์อื่นๆ ยกเว้นมะเขือเทศจะใช้ตะแกรงขนาด 8 mesh screen (0.097 in.sq. opening) และสำหรับมะเขือเทศจะใช้ตะแกรงขนาด 2 mesh (0.446 นิ้ว ใช้ลวดขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.054 นิ้ว) กระป๋องขนาดต่ำกว่า 48 ออนซ์ใช้ตะแกรงที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 12 นิ้ว ผลิตภัณฑ์ที่หาน้ำหนักเนื้อจะต้องทำให้กระจายได้ทั่วบนตะแกรง ผลไม้ที่เป็นชิ้นอาจคว่ำบนฝ่ามือเพื่อถ่ายน้ำออกซึ่งใช้เวลาประมาณ 2 นาทีหลังจากผลิตภัณฑ์ถูกเทบนตะแกรง จากนั้นจึงชั่งของแข็งที่เหลือ (Drain Solid) โดยวิธีใดวิธีหนึ่งดังต่อไปนี้

– อาหารถูกชั่งพร้อมตะแกรง แล้วจึงหักด้วยน้ำหนักตะแกรง บางครั้งมีของเหลวขังอยู่ในช่องตะแกรงซึ่งไม่สามารถล้างออก (จึงต้องรวมลงในน้ำหนักตะแกรงปกติหนักประมาณ 0.05 – 0.10 ออนซ์) 

(2) การทดสอบบรรจุภัณฑ์แก้ว

ปัญหาส่วนใหญ่ที่จะเกิดกับบรรจุภัณฑ์แก้วมักจะอยู่ตรงบริเวณฝาปิด นอกจากนั้นก็จะเป็นการร้าวของบรรจุภัณฑ์แก้วระหว่างการบรรจุ การล้าง และการขนส่ง

การตรวจสอบบรรจุภัณฑ์แก้วอันดับแรก คือ การวัดมิติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณปากขวดและความสูงของขวดไม่ต้องแปรเปลี่ยนมากนัก อันดับต่อมา คือ การวัดปริมาตรและน้ำหนักของตัวบรรจุภัณฑ์ อันดับสุดท้ายคือ การทดสอบความสนิทแน่นของการปิดฝากับตัวบรรจุภัณฑ์แก้ว การวัดความสนิทแน่นจะวัดค่าโมเมนต์ของแรงบิดที่ต้องใช้ในการปิดและเปิดขวด การวัดค่าโมเมนต์ในการปิดจะใช้ในการตั้งเครื่องปิดขวดเพื่อให้แน่นพอที่ สินค้าไม่รั่วออกบริเวณฝา แต่ต้องไม่แน่นมากจนผู้บริโภคไม่สามารถเปิดได้ ด้วยเหตุนี้จึงต้องมีการวัดค่าโมเมนต์ของการเปิดด้วย

(3) การเชื่อมด้วยความร้อนของบริเวณปิดผนึกซอง

การทดสอบของบริเวณปิดผนึกซอง มีองค์ประกอบ 3 อย่างที่สัมพันธ์กันคือ ความดัน, อุณหภมิ และเวลาที่ใช้ในการเชื่อมติดความร้อนเพื่อให้ได้ความแข็งแรงของบริเวณปิด ผนึกตามต้องการ ส่วนการทดสอบหารอยรั่วของบริเวณปิดผนึก จะทำการทดสอบภายใต้น้ำเพื่อสังเกตฟองอากาศที่จะออกจากรอยรั่ว คล้ายคลึงกับการทดสอบรอยรั่วของกระป๋อง

4.2 การทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อการขนส่ง

การทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อการขนส่งต้องใช้อุปกรณ์ในการทดสอบที่มีราคาสูง กว่าเครื่องมือทดสอบต่างๆ ตามที่กล่าวมาแล้ว การทดสอบที่มีความสำคัญมากได้แก่ การทดสอบการสั่นกระแทกและความต้านทานแรงกดในแนวดิ่ง 

 

(1) การทดสอบการสั่นกระแทก

การทดสอบจะทำการปล่อยบรรจุภัณฑ์พร้อมสินค้าให้ตกกระแทกลงสู่พื้น (Drop Test) โดยครอบคลุมเหตุการณ์ที่มีโอกาสเกิดขึ้นได้ในสภาวะจริง ซึ่งเครื่องมือที่ใช้ทดสอบนี้ต้องสามารถกำหนดตำแหน่การตกของสินค้าได้อย่าง แม่นยำ โดยในขณะที่ปล่อยตกลงมาจะไม่มีการหมุนตัวเพื่อสามารถควบคุมบริเวณที่ตก กระแทกได้ โดยจะมีการกำหนด ความสูงคงที่ ,จำนวนครั้งที่ปล่อยให้ตก ณ ความสูงนั้นๆ หรืออาจจะทดสอบโดยการเพิ่มความสูงมากขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งบรรจุภัณฑ์ไม่สามารถปกป้องสินค้าต่อไปได้ วิธีการนี้เหมาะสำหรับใช้ในการเปรียบเทียบบรรจุภัณฑ์ขนส่งต่างชนิดกันว่า สามารถป้องกันสินค้าได้ดีกว่ากันมากน้อยแค่ไหน ดังแสดงในภาพ

การแสดงทดสอบการตกกระแทก

ในห้องปฏิบัติการ การทดสอบประเมินความสามารถของบรรจุภัณฑ์ที่จะป้องกันผลิตภัณฑ์อาหารจากการตกกระแทกใช้เกณฑ์การทดสอบดังต่อไปนี้

การสั่นสะเทือน เริ่มจากการกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างความถี่และความเร่งของการสั่นสะเทือนที่มีโอกาสเกิดระหว่างการขนส่ง

นักออกแบบบรรจุภัณฑ์จึงจำต้องเลือกหาค่าความสัมพันธ์ระหว่างความเร่งและ ความถี่ พร้อมทั้งใช้ข้อมูลอื่นๆ ประกอบในการออกแบบเช่น ข้อมูลเกี่ยวกับสินค้า สำหรับความสัมพันธ์ระหว่างความเร่งและความถี่นี้ องค์ประกอบที่จะทำให้สินค้าแตกหักคือ ค่า Amplitude ของความเร่งซึ่งสูงพอที่จะก่อให้เกิดอันตรายต่อชิ้นส่วนของสินค้า พร้อมทั้งช่วงความถี่ที่ก่อให้เกิดความเร่งนี้ โดยปกติในความถี่นี้จะพิจารณาเฉพาะช่วง 1-200 Hz ซึ่งเป็นช่วงความถี่ในสภาวะการขนส่งจริง ดังแสดงในภาพ

 

วิธีการป้องกัน คือ การพยายามจัดเรียงสินค้าพร้อมวัสดุป้องกันการสั่นกระแทก เช่น นำกระดาษลูกฟูกหรือเศษหนังสือพิมพ์มากรุหรือแทรกภายในบรรจุภัณฑ์ให้แน่นและ ไม่ยุบตัวโดยง่าย ก็จะช่วยป้องกันอันตรายจากการสั่นสะเทือนในระหว่างการขนส่งได้

การทดสอบการตกกระแทกและการสั่นสะเทือน ซึ่งเป็นวิธีการทดสอบแบบง่ายๆ ในปัจจุบันนี้เทคโนโลยีทางด้านนี้ได้รับการพัฒนามากขึ้น โดยการนำเอาระบบคอมพิวเตอร์เข้ามาจำลองและวิเคราะห์การทดสอบ

กล่าวโดยสรุปแล้ว การทดสอบการสั่นกระแทกในการออกแบบบรรจุภัณฑ์ คือ การกำหนดความสูงที่จะตกกระแทกและความสัมพันธ์ของความเร่งและความถี่ของการ สั่นสะเทือนในสภาวะการขนส่ง

(2) การทดสอบความต้านทานแรงกดในแนวดิ่ง

 การทดสอบจะเป็นการเพิ่มแรงกดต่อบรรจุภัณฑ์จนกระทั่งบรรจุภัณฑ์เสียหายหรือ รับแรงต่อไปไม่ได้อีก การทดสอบนี้จะจำลองการกดแรงซ้อนของบรรจุภัณฑ์จริงๆ เนื่องจากแผ่นกระดาษหรือแผ่นโลหะที่กดทับลงมาจะเคลื่อนที่ลงมาตรงๆ ส่วนในสภาวะจริง เมื่อส่วนไหนของบรรจุภัณฑ์อ่อนตัวรับแรงไม่ได้ แรงกดจะกดต่อไปในจุดยุบตัวหรืออ่อนตัวนั้นเรื่อยๆ ดังนั้นความต้านทานในแนวดิ่งที่ได้จากการทดสอบ จะมีค่าน้อยกว่าค่าความเป็นจริงที่บรรจุภัณฑ์จะถูกกระทำในระหว่างการขนส่ง การประเมินค่าความเป็นจริงที่ถูกกระทำนี้อาจจะสูงถึง 5 เท่าของค่าที่ได้จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการ

  ตามที่ได้กล่าวมาแล้ว ความชื้นที่มีอยู่ในกระดาษลูกฟูกมีผลต่อการใช้งานของกล่อกระดาษลูกฟูก ความสามารถต้านทานแรงกดในแนวดิ่งจะลดน้อยลงเมื่อความชื้นในกระดาษแปรเปลี่ยนไป นอกจากความชื้นในตัวกล่องกระดาษลูกฟูกแล้ว ความสามารถในการรับแรงยังแปรผันตามเวลาที่ไดรับแรงกด ถ้ากล่องได้รับการกดซ้อนกันนานๆ จะลดความต้านทานในการรับแรง เนื่องจากมีความล้า (Fatigue) 

หน้าที่ของบรรจุภัณฑ์

สามารถให้คำอธิบายเพิ่มเติมได้ดังนี้

  • การทำหน้าที่บรรจุใส่ ได้แก่ ใส่-ห่อสินค้า ด้วยการชั่ง ตวง วัด นับ
  • การทำหน้าที่ปกป้องคุ้มครอง ได้แก่ ป้องกันไม่ให้สินค้าเสียรูป แตกหัก ไหลซึม
  • การ ทำหน้าที่รักษาคุณภาพอาหาร ได้แก่ การใช้วัสดุที่ป้องกันอากาศซึมผ่าน ป้องกันแสง ป้องกันก๊าซเฉื่อยที่ฉีดเข้าไปชะลอปฏิกิริยาชีวภาพ ป้องกันความชื้นจากภายนอก
  • การ ทำหน้าที่ขนส่ง ได้แก่ กล่องลูกฟูก ลังพลาสติก ซึ่งบรรจุสินค้าหลายห่อหรือหน่วย เพื่อความสะดวกในการเคลื่อนย้ายและขนส่งสินค้าไปยังแหล่งผลิตหรือแหล่งขาย
  • การ วางจำหน่าย คือ การนำบรรจุภัณฑ์ที่มีสินค้าอาหารแปรรูปอยู่ภายในวางจำหน่ายได้โดยไม่จำเป็น ต้องเห็นสินค้าเลย สามารถวางนอนหรือวางตั้งได้โดยสินค้าไม่ได้รับความเสียหาย ซึ่งควรคำนึงถึงขนาดที่เหมาะสมกับชั้นวางสินค้าด้วย

Contents

บทคัดย่อ

สำหรับการทดสอบบรรจุภัณฑ์มีขั้นตอนและหลักการค่อนข้างละเอีด ดังนั้นการเริ่มต้นทดสอบควรมีการกำหนดจุดมุ่งหมาย วิธีการทดสอบ และบันทึกผล ที่ชัดเจนเพื่อให้สามารถวิเคราะห์ผลการทดสอบที่ได้มีความถูกต้องและแม่นยำ โดยต้องสัมพันธ์กับมาตรฐานขององค์กรณ์ต่างๆ ที่ผู้ทำการทดสอบอ้างถึงด้วย ซึ่งการทดสอบบรรจุภัณฑ์ สำหรับวัสดุแต่ละประเภทจะมีวิธีการที่แตกต่างกัน รวมไปถึงการทดสอบเพื่อการประเมินการใช้งานของบรรจุภัณฑ์ ในสภาวะต่างๆ เช่นการขนส่ง การวางเรียงในความสูงต่างๆ ซึ่งหากทางผู้ทดสอบ สามารถเข้าใจและมองเห็นอันตรายที่อาจเกิดกับสินค้า จะทำให้การทดสอบตรงตามวัตถุประสงค์ และช่วยลดต้นทุนในการเลือกใช้บรรจุภัณฑ์ ได้อย่างเหมาะสมอีกด้วย 

การทดสอบวัสดุและบรรจุภัณฑ์

ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับการใช้บรรจุภัณฑ์ต่างมีความ ต้องการใช้งานบรรจุภัณฑ์ให้มีประสิทธิภาพสูงสุด คำถามคือ จะมีวิธีใดเพื่อให้ทราบได้ว่าบรรจุภัณฑ์ที่ใช้ไม่ดีจนเกินไปทำให้เกิดต้นทุน ที่สูงเกินความจำเป็นหรือในทางกลับกันไม่แย่จนเกินไป ทำให้สินค้าที่ต้องการป้องได้รับความเสียหายได้โดยง่าย ซึ่งโดยปรกติจะพบว่าหากบรรจุภัณฑ์ที่มีคุณภาพดีมักจะมีค่าใช้จ่ายในการ ควบคุมที่สูงขึ้นตาม ตามภาพที่1 ดังนั้นการทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อหาความเหมาะสมกับสินค้า จึงเป็นสิ่งที่ผู้ใช้บรรจุภัณฑ์ควรไม่ควรมองข้าม

 

ภาพที่ 1  คุณภาพที่ดีขึ้นย่อมมีค่าใช้จ่ายในการควบคุมคุณภาพ

1. ขั้นตอนการทดสอบ

            1.1 จุดมุ่งหมาย

ก่อนการทดสอบวัสดุและบรรจุภัณฑ์ใดๆ จะต้องรู้ถึงจุดมุ่งหมายในการทดสอบ   การทดสอบอาจมีจุดมุ่งหมายดังต่อไปนี้

1.  เปรียบเทียบวัสดุต่างชนิดกันโดยการทำการทดสอบพร้อมๆ กัน

2.  ควบคุมคุณภาพของวัสดุที่ใช้จริงกับวัสดุที่เคยผ่านการทดสอบมาแล้วโดยการเปรียบเทียบผลที่เกิดจากการทดสอบต่างชนิดและต่างวาระกัน

3.  ศึกษาถึงคุณสมบัติการใช้งานของวัสดุหรือบรรจุภัณฑ์  เช่น  การทดสอบความสามารถทนในการตก  เพื่อจำลองการวางสินค้าในระดับควาสูงที่ต่างกัน  เป็นต้น

จุดมุ่งหมายที่ 3  เป็นการทดสอบที่สำคัญที่สุด  เนื่องจากเป็นการทดสอบเพื่อจำลองการใช้งานของวัสดุและบรรจุภัณฑ์  ส่วนการทดสอบตามจุดมุ่งหมายที่ 1 และที่ 2  อาจรวมสรุปได้ว่าเป็นการทดสอบเพื่อบ่งบอกคุณลักษณะของวัสดุ  (Identification  Test)

1.2 มาตรฐานการทดสอบ

จำนวนตัวอย่างที่ใช้ในการทดสอบและวิธีการทดสอบจะขึ้นอยู่กับมาตรฐานที่ ใช้ในการทดสอบ  เช่น  มาตรฐานของสำนักงานมาตรฐานอุตสาหกรรมไทย  หรือที่เรียกย่อๆ ว่า สมอ. นอกจากมาตรฐานของ สมอ. แล้ว  มาตรฐานการทดสอบยังอาจแบ่งได้หลายระดับ  ดังต่อไปนี้

1.  มาตรฐานของแต่ละองค์กร  บริษัทหรือหน่วยงานที่มีการจัดซื้อจัดหาวัสดุบรรจุภัณฑ์ มาตรฐานของแต่ละองค์กรเหล่านี้จะมีความต้องการหรือรายละเอียดของการทดสอบ เฉพาะเจาะจงมากที่สุด

2.  มาตรฐานของกลุ่มอาชีพเดียวกัน  มาตรฐานการทดสอบใหม่ๆ ที่เกิดขึ้นมักจะเกิดจากองค์กรเหล่านี้  เนื่องจากมีความพร้อมในห้องปฏิบัติการและนักวิจัย  กลุ่มอาชีพเหล่านี้จะมีการจัดตั้งในแต่ละประเทศและมีการถ่ายทอดแลกเปลี่ยน ความรู้ทางวิชาการซึ่งกันและกัน  กลุ่มที่มีชื่อเสียง  ได้แก่

●  FEFCO,  Federation  Europeene  des  Fabricants  de  Carton  Ondule  Test  Methods.

(มาตรฐานทดสอบของสหพันธ์แปรรูปกล่องกระดาษลูกฟูกของยุโรป)

●  TAPPI  หรือ  The  Technical  Association  of  Pulp  and  Paper  Industry,  Atlanta.

●  Uniform  Freight  Classification  Committee,  Atlanta.

●  The  American  Society  of  Mechanical  Engineers,  New  York.

●  INCPEN,  Industry  Council  for  Packaging  in  the  Environment,  London.

●  USDA,  Forest  Products  Laboratory,  Madison,  Wisconsin.

●  BPBMA,  British  Paper  of  Board  Manufacturers  Association.

องค์การต่างๆ  เหล่านี้ส่วนมากจะเป็นองค์กรเอกชนที่ไม่ได้แสวงหากำไร  แต่เป็นการเผยแพร่ความรู้ให้กับกลุ่มอาชีพเดียวกัน  เพื่อยกระดับมาตรฐานความรู้ในการประกอบวิชาชีพ

3.  มาตรฐานขององค์กรระดับประเทศและระหว่างประเทศ  องค์กร สมอ.  ของไทยเป็นองค์กรหนึ่งที่จัดอยู่ในประเภทนี้  ซึ่งประสานงานโดยตรงกับ ISO หรือ International  Standard  Organization  สำหรับวงการบรรจุภัณฑ์มีองค์กรที่เรียกว่า  ISTA  (International  Safe  Transit  Association)  โดยเน้นในเรื่องการทดสอบก่อนทำการขนส่งเพื่อลดความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น  ในวงการอาหารมาตรฐานระหว่างประเทศที่ได้รับการอ้างถึงมากที่สุด  คือ  Codex  ซึ่งมีชื่อเต็มว่า  Codex  Alimentarius  Commission  ซึ่งเป็นองค์กรร่วมระหว่าง  Food  and  Agriculture  Organization  of  the  United  Nations  และ  World  Health   Organizationส่วนองค์กรแต่ละประเทศที่มีร่างมาตฐานเกี่ยวกับบรรจุภัณฑ์  ได้แก่                                            

●  ASTM,  American  Society  for  Testing  and  Materials.

●  BS,  British  Standard.

●  JIS,  Japan  Institute  of  Standard.

●  Normes  Francaise  (มาตรฐานฝรั่งเศส)

●  Deutsche  Industrie  Normen  (มาตรฐานเยอรมันที่รู้จักในนาม  DIN)

การเลือกใช้มาตรฐานใดเป็นแนวทางในการทดสอบต้องขึ้นอยู่กับการใช้งาน  ตัวอย่างเช่น  มีการส่งสินค้าไปประเทศใด  ย่อมที่จะใช้มาตรฐานการทดสอบของประเทศนั้น  หรืออาจจะใช้มาตรฐานการทดสอบในจุดมุ่งหมาย 2 และ 3  เพื่อเป็นแนวทางในการกำหนดมาตรฐานของระดับ 1

  1.3 การควบคุมสภาวะ  

สิ่งสำคัญมากอีกอย่างในการทดสอบบรรจุภัณฑ์  คือการควบคุมสภาวะก่อนทำการทดสอบและระหว่างการทดสอบ  เพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุบรรจุภัณฑ์เป็นไปตามสภาวะที่กำหนด

การควบคุมสภาวะการทดสอบในแต่ละประเทศอาจจะแตกต่างกัน  แล้วแต่สถานที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ของประเทศนั้น  ตัวอย่างเช่น  ประเทศอาร์เจนติน่า  ออสเตรเลีย  เบลเยี่ยม  ฝรั่งเศส  เยอรมัน  เนเธอร์แลนด์และอังกฤษ  จะใช้สภาวะการทดสอบควบคุมอุณหภูมิ 23 ° C   และความชื้นสัมพัทธ์ที่ร้อยละ 65  ส่วนในประเทศสหรัฐอเมริกาใช้สภาวะความชื้นสัมพัทธ์ที่ร้อยละ 50  ที่อุณหภูมิเดียวกัน 23 ° C ในขณะที่ประเทศไทย ทางสมอ. ได้กำหนดไว้ที่อุณหภูมิ  27 ° C และความชื้นสัมพัทธ์ที่ร้อยละ 75 โดยยังต้องคำนึงถึงสภาพความเป็นจริงที่บรรจุภัณฑ์ต้องประสบ  ตัวอย่างเช่น  ถ้าบรรจุภัณฑ์จะส่งออกไปยังสหรัฐอเมริกา  ก็ควรใช้มาตรฐานของสภาวะการทดสอบของอเมริกาด้วย  ห้องที่ใช้ในการทดสอบและเก็บวัสดุบรรจุภัณฑ์จึงต้องควบคุมอุณหภูมิและ ความชื้นด้วยระบบปรับอากาศตามสภาวะควบคุมมาตรฐานที่ต้องการ

เมื่อมีการควบคุมสภาวะเป็นเวลาอย่างน้อย 24 ชั่วโมงแล้วจึงเริ่มทำการทดสอบ  การทดสอบที่ดีต้องมีความแม่นยำ  (Precise)  และไม่แปรปรวนจากการทดสอบแต่ละครั้ง  ความแม่นยำนี้มีความสัมพันธ์กับปัจจัยต่อไปนี้

1.  ความสลับซับซ้อนของเครื่องมือหรืออุปกรณ์ที่ใช้ในการทดสอบ  รวมทั้งการปรับเครื่อง  (Calibration)

2.  ขีดความสามารถของผู้รับผิดชอบในการทดสอบ  รวมทั้งผู้บังคับบัญชาที่ทำการตัดสินใจและประเมินการทดสอบ

3.  จำนวนครั้งในการทดสอบที่ไม่ทำให้เสียค่าใช้จ่ายมากจนเกินไปและได้ผลที่ใกล้ เคียงความเป็นจริง ซึ่งอาจจะต้องเปรียบเทียบกับมาตรฐานต่างๆ ที่มีอยู่  แล้วเลือกมาตรฐานที่เหมาะสมสอดคล้องกับจุดมุ่งหมายในการทดสอบ

ขั้นตอนสุดท้ายของการทดสอบ  คือ  การนำเอาผลจากการทดสอบไปใช้งาน  ซึ่งจะแปรตามประเภทและจุดมุ่งหมายของการทดสอบที่ได้ตั้งไว้

2  ประเภทของการทดสอบ

2.1 การทดสอบเพื่อการบ่งบอก

เป็นการทดสอบวัสดุที่ใช้ผลิตตัวบรรจุภัณฑ์เพื่อหาคุณลักษณะเฉพาะของวัสดุนั้น  

การทดสอบเพื่อการบ่งบอกคุณลักษณะของวัสดุบางประเภท ยังสัมพันธ์กับการใช้งานของบรรจุภัณฑ์ เช่น การวัดอัตราการซึมผ่านของน้ำและก๊าซ จะมีความสัมพันธ์กับการคาดคะเนอายุของผลิตภัณฑ์อาหาร หรือการทดสอบความแข็งแรงตามขอบของกระดาษลูกฟูกจะสัมพันธ์กับความสามารถรับ แรงกดในแนวดิ่งของกล่องลูกฟูก เป็นต้น

2.2 การทดสอบเพื่อประเมินการใช้งาน

บรรจุภัณฑ์ที่ออกแบบมาใช้งานจะต้องทำหน้าที่ต่างๆ กัน ตัวอย่างเช่น บรรจุภัณฑ์กล่องลูกฟูกมักจะใช้ในการป้องกันอันตรายทางกายภาพระหว่างการเก็บ ในคลังสินค้าหรือการขนส่ง การทดสอบเพื่อการใช้งานในการเก็บคงคลังจะเป็นการทดสอบความสามารถรับแรงกดใน แนวดิ่ง (Compression Strength) เนื่องจากในคลังสินค้ากล่องจะถูกเรียงซ้อนเป็นชั้นๆ แต่ละชั้นจะกดทับลงมายังกล่องที่อยู่ข้างล่าง ดังนั้นการทดสอบความสามารถรับแรงกดในแนวดิ่งจึงเป็นการจำลอง (Simulation) การกดทับในคลังสินค้าของการเรียงซ้อนนั่นเอง

นอกจากการแยกประเภทการทดสอบเป็นการบ่งบอกและการประเมินใช้งานแล้วยัง สามารถแยกตามความคล้ายคลึงของลักษณะทดสอบ จากมาตรฐานขององค์กรต่างๆ ดังที่กล่าวมาแล้ว โดยจัดแบ่งประเภทของการทดสอบที่คล้ายๆ กันเป็น 3 กลุ่มได้ดังนี้

กลุ่มที่ 1 การทดสอบคุณสมบัติบรรจุภัณฑ์ด้านการป้องกันรักษาคุณภาพและการบรรจุ เช่น การซึมผ่านของไอน้ำหรือก๊าซ และความเข้ากันได้ (Compatibility) ของบรรจุภัณฑ์กับผลิตภัณฑ์อาหาร กลุ่มที่ 2 การทดสอบคุณสมบัติทางกายภาพของบรรจุภัณฑ์ ได้แก่ ความหนาที่แปรปรวน ความแข็งแรงของรอยปิดผนึก และสัมประสิทธิ์ความเสียดทานซึ่งมีผลต่อการเดินวัสดุบรรจุภัณฑ์บน เครื่องจักร เป็นต้น

กลุ่มที่ 3 การทดสอบคุณสมบัติทางด้านความสวยงานของบรรจุภัณฑ์สำเร็จรูป เช่น ความแวววาวเป็นประกาย (Haze and Gloss) ความสามารถต้านทานต่อการเสียดสี และความสามารถในการจับฝุ่นจากอากาศ เป็นต้น

3 การทดสอบวัสดุ

3.1 การทดสอบกระดาษ เปลวอะลูมิเนียม และฟิล์ม

(1) น้ำหนักมาตรฐาน ความหนา และความหนาแน่น

วัสดุบรรจุภัณฑ์ที่เป็นแผ่นๆ มักจะซื้อขายกันด้วยน้ำหนักมาตรฐานหรือ Basis Weight ตัวอย่างเช่น กระดาษที่เรียกว่า 100 กรัม ความจริงเป็นการเรียกจาก น้ำหนักมาตรฐานเป็นกรัมต่อตารางเมตร แต่เรียกง่ายๆ ว่า กรัม บางครั้งอาจจะได้ยินคำว่า gsm ซึ่งย่อมาจาก “gram per square-meter” หรือกรัมต่อตารางเมตรนั่นเอง

โดยจำเป็นต้องใช้เครื่องชั่งดิจิทอลเข้ามาเกี่ยวข้องเพื่อให้ได้ผลที่ละเอียดชัดเจนยิ่งขึ้น

ส่วนความหนานั้นเป็นคุณสมบัติที่สองที่มักจะกล่าวถึง เนื่องจากความหนามีผลโดยตรงต่อความเหนียวหรือความสามารถในการงอพับของวัสดุ บรรจุภัณฑ์ และยังสัมพันธ์กับความสามารถในการซึมผ่านของไอน้ำหรือก๊าซของวัสดุบรรจุ ภัณฑ์นั้นๆ ศัพท์คำว่า ความหนา ในภาษาอังกฤษ นอกจาก Thickness แล้ว บางครั้งเรียกว่า Caliper

สำหรับกระดาษแข็ง ความหนาแน่นจะได้จากการคำนวณของน้ำหนักและความหนา คือ มีค่าเป็นน้ำหนักต่อหน่วยปริมาตรเขียนเป็นสูตรได้ว่า

ความหนาแน่นนี้เป็นคุณลักษณะที่จำเป็นต้องทราบของกระดาษประเภทต่างๆ เนื่องจากความหนาแน่นที่แตกต่างกันของกระดาษแต่ละชนิด มีผลต่อคุณสมบัติต่างๆ ของกระดาษโดยตรง

(2) ความต้านทานต่อแรงดึง (Tensile Strength) 

การทดสอบความต้านทานต่อแรงดึงเป็นการทดสอบศักยภาพความทนทานต่อแรงดึงของ วัสดุ โดยวัสดุบรรจุภัณฑ์จะถูกแรงดึงอย่างช้าๆ จนกระทั่งขาดออกจากกัน แล้ววัดค่าแรงดึงสูงสุดขณะที่ขาดและยืดตัวของวัสดุสุดท้ายขณะที่ขาด การทดสอบนี้นับเป็นการทดสอบคุณสมบัติทางกลอย่างง่ายของวัสดุที่เป็นแผ่นหรือ ฟิล์ม การทดสอบมักจะทำใน 2 ทิศทาง คือ ในแนวทิศที่วัสดุผลิตจากเครื่องจักรแปรรูป เรียกว่า ทิศในแนวของเครื่องจักร (Machine Direction หรือ MD) และอีกทิศหนึ่ง คือแนวที่ตั้งฉากกับ MD (Cross-Machine Direction หรือ CD)

 

ภาพที่ 2  การทดสอบความต้านทานต่อแรงดึง

 

(3) ความต้านทานต่อแรงดันทะลุ (Bursting Strength) 

การทดสอบแรงดันทะลุเป็นการทดสอบขั้นพื้นฐานของอุตสาหกรรมกระดาษ โดยการเพิ่มแรงดันต่อกระดาษที่ถูกยึดไว้ให้แน่น เพื่อทดสอบว่ากระดาษจะทนแรงดันได้มากน้อยแค่ไหน 

การทดสอบนี้เป็นวิธีง่ายๆ ที่จะตรวจสอบความแข็งแรงของวัสดุบรรจุภัณฑ์ซึ่งใช้มากกับกระดาษลูกฟูกและอาจ จะใช้กับพลาสติกบางประเภทที่ยืดตัวได้น้อย สิ่งที่ควรตระหนักถึงคือ การทดสอบนี้มิได้มีความสัมพันธ์โดยตรงกับความแข็งแรงของบรรจุภัณฑ์ที่นำ วัสดุที่ทดสอบนี้ไปขึ้นรูป แต่เป็นการศึกษาความแข็งแรงขอวัสดุเท่านั้น กล่าวคือ กระดาษลูกฟูก โครงสร้าง A ที่มีค่า Burst Test สูงกว่าโครงสร้าง B เมื่อขึ้นรูปเป็นกล่อง กล่องที่ทำจากกระดาษลูกฟูกโครงสร้าง A ไม่จำเป็นเสมอไปว่าจะแข็งแรงกว่ากล่องที่ทำจากกระดาษลูกฟูก B อย่างไรก็ตามการทดสอบนี้ยังนิยมใช้เนื่องจากทดสอบได้ง่ายและเร็ว

ภาพที่ 3  การทดสอบความต้านทานต่อแรงดันทะลุ

 

(4) ความต้านทานการฉีกขาด (Tear Strength) 

การทดสอบแบบนี้คล้ายคลึงกับการทดสอบความต้านทานต่อแรงดันทะลุ คือ เป็นการทดสอบขั้นพื้นฐานเพื่อศึกษาความแข็งแรงของวัสดุ ส่วนมากใช้ทดสอบกับกระดาษ

การทดสอบความต้านทานการฉีกขาดมีอยู่หลายวิธี วิธีที่มีการใช้กันมาก คือ การใช้เครื่องมือที่มีชื่อว่า Elmendorf เป็นการวัดพลังงานที่ใช้ในการฉีกกระดาษออกจากกัน ค่าพลังงานที่วัดได้จากสเกลบนเครื่องจะแปลงมาเป็นแรงที่ใช้ในการฉีกกระดาษ

(5) อัตราการซึมผ่านของก๊าซ (Gas Transmission Rate – GTR) 

อัตราการซึมผ่านของวัสดุบรรจุภัณฑ์ประเภทแผ่นและฟิล์ม โดยนำกระดาษมาปิดที่ปากแล้วเป่าลมผ่านกระดาษไปยังมืออีกข้างที่ปิดไว้อีก ด้านหนึ่งของกระดาษที่มือจะสามารถรับความรู้สึกของลมร้อนที่ผ่านออกจาก กระดาษมาได้ ซึ่งแสดงว่ากระดาษมีความต้านทานความสามารถหรือปล่อยให้อากาศซึมผ่านได้ คุณสมบัติเช่นนี้ก็มีในฟิล์มพลาสติก เพียงแต่ว่าการซึมผ่านของฟิล์มพลาสติกนั้นเกิดขึ้นช้ากว่า

การทดสอบอัตราการซึมผ่านของก๊าซเป็นการวัดปริมาตรของก๊าซชนิดต่างๆ ที่สามารถซึมผ่านวัสดุบรรจุภัณฑ์ประเภทใดประเภทหนึ่ง วิธีการทดสอบทำโดยการตัดวัสดุบรรจุภัณฑ์มาประกบตรงกลางระหว่างเซลล์ 2 ข้าง เซลล์แต่ละข้างจะมีความดันของก๊าซแตกต่างกัน ก๊าซของด้านที่มีความดันสูงจะสามารถดันก๊าซผ่านฟิล์มไปยังอีกด้านหนึ่ง ปริมาตรของก๊าซที่วัดได้จากการซึมผ่านจะเป็นค่าคงที่ของวัสดุบรรจุภัณฑ์ ณ อุณหภูมิหนึ่งและพื้นที่ผิวที่กำหนดไว้มีหน่วยเป็นลูกบาศก์เซนติเมตร หรือ ซีซี/ตารางเมตร    /วัน

ภาพที่ 4  การทดสอบหาอัตราซึมผ่านของก๊าซ

 

(6) อัตราการซึมผ่านของไอน้ำ (Water Vapor Transmission Rate – WVTR) 

การทดสอบอัตราการซึมผ่านของไอน้ำเป็นการทดสอบที่มีหลักการคล้ายคลึงกับ การซึมผ่านของก๊าซแต่แตกต่างกัน คือ แทนที่จะวัดเป็นปริมาตรจะวัดเป็นน้ำหนักแทน นอกจากนี้การวัดการซึมผ่านของไอน้ำจะวัดในสถานะที่สมดุลที่อุณหภูมิ 38°c ความชื้นสัมพัทธ์ที่ 90% โดยมีหน่วยเป็น กรัม/ตารางเมตร/วัน

ภาพที่ 5  การทดสอบหาอัตราการซึมผ่านของไอน้ำ

ตารางที่ 1 แสดงการแปลงหน่วยต่างๆ ของการวัดอัตราการซึมผ่านของไอน้ำมาเป็นหน่วยมาตรฐานที่สภาวะและความดัน มาตรฐานเดียวกันโดยมีหน่วยปริมาตรลูกบาศก์เซนติเมตร/ตารางเซนติเมตรของ พื้นที่ผิว/มิลลิเมตรของความหนา/เวลาเป็นวินาที/ความสูงของปรอทเป็น เซนติเมตร

ตารางที่ 5.1 การแปลงหน่วยของอัตราการซึมผ่านของไอน้ำ

 

3.2 การทดสอบกระดาษแข็งและกระดาษลูกฟูก 

การทดสอบอันดับแรกของบรรจุภัณฑ์กระดาษ คือ การทดสอบหาความชื้นของกระดาษตามด้วยการหาน้ำหนักมาตรฐานและความหนาของกระดาษ อันดับต่อไปคือ การหาเกรนหรือแนวเยื่อเส้นใยของกระดาษว่าอยู่ในแนวที่ต้องการหรือไม่เมื่อ ขึ้นรูปเป็นกล่อง แล้วจึงค่อยวัดขนาดมิติของกล่อง ซึ่งอาจวัดมิติเมื่อขึ้นรูปเสร็จหรือมีการแกะกล่องออกและแผ่เป็นแผ่นแนวราบ ในแง่ของการผลิตตัวกล่องกระดาษแข็งจะต้องถูกตรวจสอบความลึกและความกว้างของ การทับเส้นเพื่อการขึ้นรูปกล่องได้ง่ายหรือยาก

สำหรับกล่องกระดาษลูกฟูก นอกเหนือจากน้ำหนักมาตรฐานและความหนาของกระดาษที่ใช้ผลิตแผ่นกระดาษลูกฟูก การทดสอบที่นิยมมากคือ การทดสอบแรงดันทะลุซึ่งเป็นการทดสอบความแข็งแรงแบบพื้นฐาน การทดสอบที่ให้ผลแน่นอนกว่า คือ การทดสอบความแข็งแรงตามขอบของกระดาษลูกฟูก (Edge Crush Test หรือ ECT) ดังแสดงในภาพที่ 6 และภาพ (ง)  และความสามารถในการรับแรงกดในแนวราบของลอน (Flat Crush Test) ในภาพที่ 7 สำหรับการทดสอบความแข็งแรงตามขอบนี้สามารถใช้ในการประเมินความแข็งแรงของ กล่องลูกฟูกในแง่ของความสามารถรับแรงกดในแนวดิ่ง (Compression Strength) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ภาพที่ 6 การทดสอบความแข็งแรงตามขอบของกระดาษลูกฟูก

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ภาพที่ 7 การทดสอบการรับแรงกดในแนวราบของลอนลูกฟูก

3.3 การทดสอบประเภทของพลาสติก

ขั้นตอนอันดับแรกในการทดสอบ คือ การเผาหรือลนด้วยไฟ แล้วสังเกตสิ่งต่างๆ ดังนี้

ตามตารางที่ 2

1. ลักษณะการไหม้ของพลาสติก

2. สังเกตสีของเปลวไฟที่ไหม้ ถ้าพลาสติกนั้นจุดไฟติด

3. พลาสติกที่ไหม้ติดไฟมีควันหรือไม่

4. สีของควัน

5. ลักษณะการไหม้ของพลาสติกมีเศษหรือมีของเหลวหยดหรือไม่

6. เมื่อดับไฟแล้ว การไหม้ยังเป็นไปอย่างต่อเนื่องหรือไม่

7. มีกลิ่นจากการเผาไหม้หรือไม่ในขณะที่ไหม้นั้น

 

วิธีการบ่งบอกประเภทของพลาสติกด้วยการเผานี้ควรจะเริ่มจากการลนไฟพลาสติก ที่รู้จักว่าเป็นอะไรก่อน เพื่อสังเกตลักษณะของการเผาไหม้ และทำความคุ้นเคยกับผลจากการเผาไหม้ของพลาสติกแต่ละประเภท 

ขั้นตอนต่อไปในการทดสอบ คือ การทำให้พลาสติกละลายในสารตัวทำละลาย (Solvents) ซึ่งสารตัวทำละลายส่วนใหญ่ค่อนข้างจะเป็นอันตราย การทดสอบในขั้นตอนนี้จึงควรระวังอย่างยิ่ง 

ดังภาพที่ 10 พลาสติกต่างชนิดกันจะละลายในสารตัวทำละลายต่างกัน ดังแสดงในตารางที่ 3

 

 

 

 

 

 

 

 

ภาพที่ 10 การทดสอบประเภทของพลาสติกด้วยการใช้สารตัวทำละลาย

ตารางที่ 2 วิธีการทดสอบหาประเภทของพลาสติกด้วยการลนไฟ

 

แหล่งที่มา : Athalye, A.S. “Identification and Testing of Plastics”

 

ตารางที่ 3 ประเภทของพลาสติกที่ละลายในสารตัวทำละลาย

 

แหล่งที่มา : Athalye A.S. “Identification and Testing of Plastics”

 

ขั้นตอนสุดท้ายคือ การหาความถ่วงจำเพาะ (Specific Gravity) ตามที่ทราบกันแล้วว่าพลาสติกแต่ละประเภทมีความหนาแน่นที่แตกต่างกัน ดังประเภทของพลาสติกในตารางที่ 4

ตารางที่ 4 ความถ่วงจำเพาะของพลาสติกประเภทต่างๆ

 

 

4 การทดสอบบรรจุภัณฑ์

การทดสอบบรรจุภัณฑ์อาจแบ่งเป็น 2 ประเภทคือ การทดสอบเพื่อควบคุมคุณภาพของบรรจุภัณฑ์และการทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อการขนส่ง การทดสอบทั้ง 2 ประเภทนี้เป็นการจำลองการใช้งานจริงของบรรจุภัณฑ์มาทำการทดสอบในห้องปฏิบัติ การ

 

4.1 การทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อควบคุมคุณภาพ

(1) การทดสอบกระป๋องโลหะ

โดยทั่วไปบรรจุภัณฑ์กระป๋องควรจะถูกบรรจุไม่ต่ำกว่า 90% ของความจุทั้งหมดตามมาตรฐานของ U.S. FDA มาตรฐานนี้ หมายถึงช่องว่างเหนืออาหารสุทธิ (Net HeadSpace) ของภาชนะไม่ควรมากกว่า 10% ของความสูงด้านในของกระป๋อง ตามตารางที่ 5 เปรียบเทียบความจุของกระป๋องขนาดต่างๆ กัน โดยใช้กระป๋องขนาดเบอร์ 2 เป็นเกณฑ์มาตรฐาน

ตารางที่ 5 แสดงความจุและค่าการเปลี่ยนขนาดของกระป๋องที่นิยมใช้ในการบรรจุผักและผลไม้กระป๋อง

 

แหล่งที่มา : อย. “แนวทางในการปฏิบัติตาม GMP อาหารกระป๋อง”

 

หมายเหตุ ตารางข้างบนช่องขวาสุดเป็นการเทียบกับกระป๋อง No.2 แสดงปริมาณบรรจุเป็นกี่เท่าของกระป๋องขนาดเบอร์ 2

จุดมุ่งหมายของการทดสอบกระป๋องโลหะจะเน้นที่การหารอยรั่วของกระป๋อง ส่วนใหญ่จะเป็นบริเวณที่มีรอยต่อของบรรจุภัณฑ์ทุกจุด การทดสอบรอยรั่วจะกระทำภายใต้น้ำโดยกดกระป๋องให้จมน้ำเพื่อสังเกตฟองอากาศ ที่จะออกมาจากบริเวณที่มีรอยรั่ว

โดยทั่วไปแล้วโรงงานผู้ผลิตกระป๋องจะเป็นผู้ที่คอยช่วยเหลือและให้คำ แนะนำเกี่ยวกับการตรวจสอบตะเข็บของกระป๋องแก่ลูกค้าของตน อาจจะมีเอกสารพร้อมรูปภาพแสดงวิธีการตรวจสอบ ปัจจัยสำคัญที่เกี่ยวกับการตรวจสอบมีดังต่อไปนี้

1. ตรวจสอบตะเข็บด้วยตาเปล่า

ในระหว่างการดำเนินการปิดผนึกฝากระป๋อง จำเป็นจะต้องคอยตรวจดูเป็นระยะเพื่อตรวจหาตำหนิของตะเข็บ อาทิเช่น ตะเข็บตาย (Dead Head) สันแหลม (Cut Overs) และตำหนิอื่นของตะเข็บขอคู่ โดยการสุ่มตัวอย่างจากจุดที่ทำการปิดผนึกฝาและจดบันทึกผลการสังเกตผิดปกติ เช่น ทำงานช้าเกินควร เมื่อพบจุดบกพร่องควรทำการแก้ไขโดยด่วน

2. การตรวจสอบตะเข็บโดยการฉีกหรือเลาะตะเข็บ

ควรกระทำทุกๆ ช่วง 4 ชั่วโมง หลังจากเริ่มต้นการปิดผนึกฝากระป๋อง และเครื่องทำงานได้เต็มที่แล้ว ผลการตรวจสอบควรบันทึกไว้เป็นหลักฐานรวมทั้งการแก้ไข

3. การสังเกตทั่วไป

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อคุณภาพของตะเข็บคู่ (Double Seam) มีดังนี้

– สภาพของเครื่องดื่มปิดผนึกไม่ว่าเป็นเครื่องแบบใช้มือหรือไม่ก็ตาม

– วัสดุที่ทำกระป๋อง เช่น ความหนาที่แตกต่างกันของแผ่นดีบุกที่ใช้ทำกระป๋อง

– ขนาดของกระป๋อง

4. การวัดตะเข็บที่จำเป็นและที่เลือกใช้

– ระบบการวัดโดยใช้เครื่องส่องหรือฉายตะเข็บ (Seam Scope or Projector) การวัดที่เลือกใช้ คือ ความกว้าง (ความสูง) ของฝา ความลึกของฝา และความหนา

– ระบบการวัดโดยใช้ไมโครมิเตอร์ (Micrometer) การวัดที่จำเป็น ได้แก่ ขอฝา ขอตัว 

ความหนา (หรือความสูง) ความแน่น (สังเกตจากรอยย่น) การวัดที่เลือกได้ ได้แก่ การเกยกัน (โดยการคำนวณ) ความลึกของฝา และความหนา ในเวลาที่ทำการผลิตจริง ควรจะมีการสุ่มตัวอย่างทุกๆ ช่วงเวลาหนึ่ง เพื่อทดสอบหารอยรั่วของกระป๋องเหมือนกับการทดสอบกระป๋องเปล่า นอกจากนี้ยังควรที่จะเก็บอาหารกระป๋องไว้อีกประมาณ 30 วัน เพื่อตรวจสอบรอยรั่วอีกครั้งหนึ่ง

มีวิธีการในห้องปฏิบัติการที่ใช้กันอย่างกว้างขวางในการทดสอบอาหารกระป๋องเพื่อให้ตรงตามมาตรฐาน มีดังนี้

– สุญญากาศ (Vacuum) วัดสุญญากาศของอาหารกระป๋องด้วยมาตรวัดความดัน (Pressure Gauge) ควรอ่านค่าที่อุณหภูมิห้อง เพราะกระป๋องที่อุ่นกว่าจะมีสุญญากาศต่ำและกระป๋องที่เย็นจะมี

 

– ช่องว่างเหนืออาหาร (Headspace) วัดระยะจากส่วนบนของตะเข็บขอคู่ของกระป๋องหรือขอบบนของขวดแก้วถึงระดับผิว ของผลิตภัณฑ์ในภาชนะบรรจุ วัดในแนวดิ่งประมาณตรงกลางกระป๋องจุ่มลงจนถึงผิวของของเหลว แล้วอ่านค่าปกติจะอ่านเป็น 1/32 นิ้ว

– ช่องว่างเหนืออาหารสุทธิของภาชนะบรรจุที่มีตะเข็บขอคู่ เช่น กระป๋องจะวัดจากระดับของของเหลวถึงฝาด้านใน อาจประเมินได้โดยหักด้วยความสูงเฉลี่ยของตะเข็บขอคู่ (ประมาณ 6/32 นิ้ว) 

– น้ำหนักเนื้อ (Drained Weight) ของอาหารที่บรรจุในกระป๋อง ในห้องปฏิบัติการสามารถหาได้โดยเทอาหารในกระป๋องลงบนตะแกรง ผลิตภัณฑ์อื่นๆ ยกเว้นมะเขือเทศจะใช้ตะแกรงขนาด 8 mesh screen (0.097 in.sq. opening) และสำหรับมะเขือเทศจะใช้ตะแกรงขนาด 2 mesh (0.446 นิ้ว ใช้ลวดขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.054 นิ้ว) กระป๋องขนาดต่ำกว่า 48 ออนซ์ใช้ตะแกรงที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 12 นิ้ว ผลิตภัณฑ์ที่หาน้ำหนักเนื้อจะต้องทำให้กระจายได้ทั่วบนตะแกรง ผลไม้ที่เป็นชิ้นอาจคว่ำบนฝ่ามือเพื่อถ่ายน้ำออกซึ่งใช้เวลาประมาณ 2 นาทีหลังจากผลิตภัณฑ์ถูกเทบนตะแกรง จากนั้นจึงชั่งของแข็งที่เหลือ (Drain Solid) โดยวิธีใดวิธีหนึ่งดังต่อไปนี้

– อาหารถูกชั่งพร้อมตะแกรง แล้วจึงหักด้วยน้ำหนักตะแกรง บางครั้งมีของเหลวขังอยู่ในช่องตะแกรงซึ่งไม่สามารถล้างออก (จึงต้องรวมลงในน้ำหนักตะแกรงปกติหนักประมาณ 0.05 – 0.10 ออนซ์) 

(2) การทดสอบบรรจุภัณฑ์แก้ว

ปัญหาส่วนใหญ่ที่จะเกิดกับบรรจุภัณฑ์แก้วมักจะอยู่ตรงบริเวณฝาปิด นอกจากนั้นก็จะเป็นการร้าวของบรรจุภัณฑ์แก้วระหว่างการบรรจุ การล้าง และการขนส่ง

การตรวจสอบบรรจุภัณฑ์แก้วอันดับแรก คือ การวัดมิติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณปากขวดและความสูงของขวดไม่ต้องแปรเปลี่ยนมากนัก อันดับต่อมา คือ การวัดปริมาตรและน้ำหนักของตัวบรรจุภัณฑ์ อันดับสุดท้ายคือ การทดสอบความสนิทแน่นของการปิดฝากับตัวบรรจุภัณฑ์แก้ว การวัดความสนิทแน่นจะวัดค่าโมเมนต์ของแรงบิดที่ต้องใช้ในการปิดและเปิดขวด การวัดค่าโมเมนต์ในการปิดจะใช้ในการตั้งเครื่องปิดขวดเพื่อให้แน่นพอที่ สินค้าไม่รั่วออกบริเวณฝา แต่ต้องไม่แน่นมากจนผู้บริโภคไม่สามารถเปิดได้ ด้วยเหตุนี้จึงต้องมีการวัดค่าโมเมนต์ของการเปิดด้วย

(3) การเชื่อมด้วยความร้อนของบริเวณปิดผนึกซอง

การทดสอบของบริเวณปิดผนึกซอง มีองค์ประกอบ 3 อย่างที่สัมพันธ์กันคือ ความดัน, อุณหภมิ และเวลาที่ใช้ในการเชื่อมติดความร้อนเพื่อให้ได้ความแข็งแรงของบริเวณปิด ผนึกตามต้องการ ส่วนการทดสอบหารอยรั่วของบริเวณปิดผนึก จะทำการทดสอบภายใต้น้ำเพื่อสังเกตฟองอากาศที่จะออกจากรอยรั่ว คล้ายคลึงกับการทดสอบรอยรั่วของกระป๋อง

4.2 การทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อการขนส่ง

การทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อการขนส่งต้องใช้อุปกรณ์ในการทดสอบที่มีราคาสูง กว่าเครื่องมือทดสอบต่างๆ ตามที่กล่าวมาแล้ว การทดสอบที่มีความสำคัญมากได้แก่ การทดสอบการสั่นกระแทกและความต้านทานแรงกดในแนวดิ่ง เพื่อเป็นการจำลองการขนย้ายผลิตภัณฑ์ดังแสดงในภาพที่ 11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ภาพที่ 11 ตัวอย่างช่องทางการขนส่งสินค้า

แหล่งที่มา : Paine,F.A. “Fundamental of Packaging” p.74

 

(1) การทดสอบการสั่นกระแทก

การทดสอบจะทำการปล่อยบรรจุภัณฑ์พร้อมสินค้าให้ตกกระแทกลงสู่พื้น (Drop Test) โดยครอบคลุมเหตุการณ์ที่มีโอกาสเกิดขึ้นได้ในสภาวะจริง ซึ่งเครื่องมือที่ใช้ทดสอบนี้ต้องสามารถกำหนดตำแหน่การตกของสินค้าได้อย่าง แม่นยำ โดยในขณะที่ปล่อยตกลงมาจะไม่มีการหมุนตัวเพื่อสามารถควบคุมบริเวณที่ตก กระแทกได้ โดยจะมีการกำหนด ความสูงคงที่ ,จำนวนครั้งที่ปล่อยให้ตก ณ ความสูงนั้นๆ หรืออาจจะทดสอบโดยการเพิ่มความสูงมากขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งบรรจุภัณฑ์ไม่สามารถปกป้องสินค้าต่อไปได้ วิธีการนี้เหมาะสำหรับใช้ในการเปรียบเทียบบรรจุภัณฑ์ขนส่งต่างชนิดกันว่า สามารถป้องกันสินค้าได้ดีกว่ากันมากน้อยแค่ไหน

ในห้องปฏิบัติการ การทดสอบประเมินความสามารถของบรรจุภัณฑ์ที่จะป้องกันผลิตภัณฑ์อาหารจากการตกกระแทกใช้เกณฑ์การทดสอบดังต่อไปนี้

 

 

 

การสั่นสะเทือน เริ่มจากการกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างความถี่และความเร่งของการสั่นสะเทือนที่มีโอกาสเกิดระหว่างการขนส่ง

นักออกแบบบรรจุภัณฑ์จึงจำต้องเลือกหาค่าความสัมพันธ์ระหว่างความเร่งและ ความถี่ตามที่แสดงในภาพที่ 12 พร้อมทั้งใช้ข้อมูลอื่นๆ ประกอบในการออกแบบเช่น ข้อมูลเกี่ยวกับสินค้า สำหรับความสัมพันธ์ระหว่างความเร่งและความถี่นี้ องค์ประกอบที่จะทำให้สินค้าแตกหักคือ ค่า Amplitude ของความเร่งซึ่งสูงพอที่จะก่อให้เกิดอันตรายต่อชิ้นส่วนของสินค้า พร้อมทั้งช่วงความถี่ที่ก่อให้เกิดความเร่งนี้ โดยปกติในความถี่นี้จะพิจารณาเฉพาะช่วง 1-200 Hz ซึ่งเป็นช่วงความถี่ในสภาวะการขนส่งจริง

วิธีการป้องกัน คือ การพยายามจัดเรียงสินค้าพร้อมวัสดุป้องกันการสั่นกระแทก เช่น นำกระดาษลูกฟูกหรือเศษหนังสือพิมพ์มากรุหรือแทรกภายในบรรจุภัณฑ์ให้แน่นและ ไม่ยุบตัวโดยง่าย ก็จะช่วยป้องกันอันตรายจากการสั่นสะเทือนในระหว่างการขนส่งได้

 

 

 

 

 

 

 

 

ภาพที่ 13 การทดสอบการตกกระแทกบรรจุภัณฑ์จะตกลงมาจากที่วางคล้ายบานพับตามความสูงกำหนด

 

 

 

 

 

 

 

ภาพที่ 14 การทดสอบการสั่นสะเทือนโดยบรรจุภัณฑ์วางบนหิ้งที่สั่นสะเทือนไปตามลูกเบี้ยวที่อยู่ข้างล่าง

การทดสอบการตกกระแทกและการสั่นสะเทือนตามที่แสดงในภาพที่ 13, 14 และ ภาพซ้ายล่างในหน้า 22 ซึ่งเป็นวิธีการทดสอบแบบง่ายๆ ในปัจจุบันนี้เทคโนโลยีทางด้านนี้ได้รับการพัฒนามากขึ้น โดยการนำเอาระบบคอมพิวเตอร์เข้ามาจำลองและวิเคราะห์การทดสอบดังแสดงในภาพ ซ้ายบนหน้า 22

กล่าวโดยสรุปแล้ว การทดสอบการสั่นกระแทกในการออกแบบบรรจุภัณฑ์ คือ การกำหนดความสูงที่จะตกกระแทกและความสัมพันธ์ของความเร่งและความถี่ของการ สั่นสะเทือนในสภาวะการขนส่ง

(2) การทดสอบความต้านทานแรงกดในแนวดิ่ง

กระดาษและขวดพลาสติกดังแสดงในภาพกลางหน้า 23 การทดสอบจะเป็นการเพิ่มแรงกดต่อบรรจุภัณฑ์จนกระทั่งบรรจุภัณฑ์เสียหายหรือ รับแรงต่อไปไม่ได้อีก การทดสอบนี้จะจำลองการกดแรงซ้อนของบรรจุภัณฑ์จริงๆ เนื่องจากแผ่นกระดาษหรือแผ่นโลหะที่กดทับลงมาจะเคลื่อนที่ลงมาตรงๆ ส่วนในสภาวะจริง เมื่อส่วนไหนของบรรจุภัณฑ์อ่อนตัวรับแรงไม่ได้ แรงกดจะกดต่อไปในจุดยุบตัวหรืออ่อนตัวนั้นเรื่อยๆ ดังนั้นความต้านทานในแนวดิ่งที่ได้จากการทดสอบ จะมีค่าน้อยกว่าค่าความเป็นจริงที่บรรจุภัณฑ์จะถูกกระทำในระหว่างการขนส่ง การประเมินค่าความเป็นจริงที่ถูกกระทำนี้อาจจะสูงถึง 5 เท่าของค่าที่ได้จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการ

  ตามที่ได้กล่าวมาแล้ว ความชื้นที่มีอยู่ในกระดาษลูกฟูกมีผลต่อการใช้งานของกล่อกระดาษลูกฟูก ความสามารถต้านทานแรงกดในแนวดิ่งจะลดน้อยลงเมื่อความชื้นในกระดาษแปรเปลี่ยน ไป รูปที่ 15 แสดงความสามารถในการรับแรงกดในแนวดิ่งที่ลดน้อยลงเป็นเปอร์เซ็นต์ 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ภาพที่ 15 ความสามารถในการรับแรงกดในแนวดิ่งแปรตามปริมาณความชื้นในกระดาษ

นอกจากความชื้นในตัวกล่องกระดาษลูกฟูกแล้ว ความสามารถในการรับแรงยังแปรผันตามเวลาที่ไดรับแรงกด ถ้ากล่องได้รับการกดซ้อนกันนานๆ จะลดความต้านทานในการรับแรง เนื่องจากมีความล้า (Fatigue) เกิดขึ้นดังแสดงในภาพที่ 16 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ภาพที่ 16 ความสามารถในการรับแรงกดในแนวดิ่งแปรตามเวลา

บทคัดย่อ

สำหรับการทดสอบบรรจุภัณฑ์มีขั้นตอนและหลักการค่อนข้างละเอีด ดังนั้นการเริ่มต้นทดสอบควรมีการกำหนดจุดมุ่งหมาย วิธีการทดสอบ และบันทึกผล ที่ชัดเจนเพื่อให้สามารถวิเคราะห์ผลการทดสอบที่ได้มีความถูกต้องและแม่นยำ โดยต้องสัมพันธ์กับมาตรฐานขององค์กรณ์ต่างๆ ที่ผู้ทำการทดสอบอ้างถึงด้วย ซึ่งการทดสอบบรรจุภัณฑ์ สำหรับวัสดุแต่ละประเภทจะมีวิธีการที่แตกต่างกัน รวมไปถึงการทดสอบเพื่อการประเมินการใช้งานของบรรจุภัณฑ์ ในสภาวะต่างๆ เช่นการขนส่ง การวางเรียงในความสูงต่างๆ ซึ่งหากทางผู้ทดสอบ สามารถเข้าใจและมองเห็นอันตรายที่อาจเกิดกับสินค้า จะทำให้การทดสอบตรงตามวัตถุประสงค์ และช่วยลดต้นทุนในการเลือกใช้บรรจุภัณฑ์ ได้อย่างเหมาะสมอีกด้วย 

การทดสอบวัสดุและบรรจุภัณฑ์

ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับการใช้บรรจุภัณฑ์ต่างมีความ ต้องการใช้งานบรรจุภัณฑ์ให้มีประสิทธิภาพสูงสุด คำถามคือ จะมีวิธีใดเพื่อให้ทราบได้ว่าบรรจุภัณฑ์ที่ใช้ไม่ดีจนเกินไปทำให้เกิดต้นทุน ที่สูงเกินความจำเป็นหรือในทางกลับกันไม่แย่จนเกินไป ทำให้สินค้าที่ต้องการป้องได้รับความเสียหายได้โดยง่าย ซึ่งโดยปรกติจะพบว่าหากบรรจุภัณฑ์ที่มีคุณภาพดีมักจะมีค่าใช้จ่ายในการ ควบคุมที่สูงขึ้นตาม ตามภาพที่1 ดังนั้นการทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อหาความเหมาะสมกับสินค้า จึงเป็นสิ่งที่ผู้ใช้บรรจุภัณฑ์ควรไม่ควรมองข้าม

 

ภาพที่ 1  คุณภาพที่ดีขึ้นย่อมมีค่าใช้จ่ายในการควบคุมคุณภาพ

1. ขั้นตอนการทดสอบ

            1.1 จุดมุ่งหมาย

ก่อนการทดสอบวัสดุและบรรจุภัณฑ์ใดๆ จะต้องรู้ถึงจุดมุ่งหมายในการทดสอบ   การทดสอบอาจมีจุดมุ่งหมายดังต่อไปนี้

1.  เปรียบเทียบวัสดุต่างชนิดกันโดยการทำการทดสอบพร้อมๆ กัน

2.  ควบคุมคุณภาพของวัสดุที่ใช้จริงกับวัสดุที่เคยผ่านการทดสอบมาแล้วโดยการเปรียบเทียบผลที่เกิดจากการทดสอบต่างชนิดและต่างวาระกัน

3.  ศึกษาถึงคุณสมบัติการใช้งานของวัสดุหรือบรรจุภัณฑ์  เช่น  การทดสอบความสามารถทนในการตก  เพื่อจำลองการวางสินค้าในระดับควาสูงที่ต่างกัน  เป็นต้น

จุดมุ่งหมายที่ 3  เป็นการทดสอบที่สำคัญที่สุด  เนื่องจากเป็นการทดสอบเพื่อจำลองการใช้งานของวัสดุและบรรจุภัณฑ์  ส่วนการทดสอบตามจุดมุ่งหมายที่ 1 และที่ 2  อาจรวมสรุปได้ว่าเป็นการทดสอบเพื่อบ่งบอกคุณลักษณะของวัสดุ  (Identification  Test)

1.2 มาตรฐานการทดสอบ

จำนวนตัวอย่างที่ใช้ในการทดสอบและวิธีการทดสอบจะขึ้นอยู่กับมาตรฐานที่ ใช้ในการทดสอบ  เช่น  มาตรฐานของสำนักงานมาตรฐานอุตสาหกรรมไทย  หรือที่เรียกย่อๆ ว่า สมอ. นอกจากมาตรฐานของ สมอ. แล้ว  มาตรฐานการทดสอบยังอาจแบ่งได้หลายระดับ  ดังต่อไปนี้

1.  มาตรฐานของแต่ละองค์กร  บริษัทหรือหน่วยงานที่มีการจัดซื้อจัดหาวัสดุบรรจุภัณฑ์ มาตรฐานของแต่ละองค์กรเหล่านี้จะมีความต้องการหรือรายละเอียดของการทดสอบ เฉพาะเจาะจงมากที่สุด

2.  มาตรฐานของกลุ่มอาชีพเดียวกัน  มาตรฐานการทดสอบใหม่ๆ ที่เกิดขึ้นมักจะเกิดจากองค์กรเหล่านี้  เนื่องจากมีความพร้อมในห้องปฏิบัติการและนักวิจัย  กลุ่มอาชีพเหล่านี้จะมีการจัดตั้งในแต่ละประเทศและมีการถ่ายทอดแลกเปลี่ยน ความรู้ทางวิชาการซึ่งกันและกัน  กลุ่มที่มีชื่อเสียง  ได้แก่

●  FEFCO,  Federation  Europeene  des  Fabricants  de  Carton  Ondule  Test  Methods.

(มาตรฐานทดสอบของสหพันธ์แปรรูปกล่องกระดาษลูกฟูกของยุโรป)

●  TAPPI  หรือ  The  Technical  Association  of  Pulp  and  Paper  Industry,  Atlanta.

●  Uniform  Freight  Classification  Committee,  Atlanta.

●  The  American  Society  of  Mechanical  Engineers,  New  York.

●  INCPEN,  Industry  Council  for  Packaging  in  the  Environment,  London.

●  USDA,  Forest  Products  Laboratory,  Madison,  Wisconsin.

●  BPBMA,  British  Paper  of  Board  Manufacturers  Association.

องค์การต่างๆ  เหล่านี้ส่วนมากจะเป็นองค์กรเอกชนที่ไม่ได้แสวงหากำไร  แต่เป็นการเผยแพร่ความรู้ให้กับกลุ่มอาชีพเดียวกัน  เพื่อยกระดับมาตรฐานความรู้ในการประกอบวิชาชีพ

3.  มาตรฐานขององค์กรระดับประเทศและระหว่างประเทศ  องค์กร สมอ.  ของไทยเป็นองค์กรหนึ่งที่จัดอยู่ในประเภทนี้  ซึ่งประสานงานโดยตรงกับ ISO หรือ International  Standard  Organization  สำหรับวงการบรรจุภัณฑ์มีองค์กรที่เรียกว่า  ISTA  (International  Safe  Transit  Association)  โดยเน้นในเรื่องการทดสอบก่อนทำการขนส่งเพื่อลดความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น  ในวงการอาหารมาตรฐานระหว่างประเทศที่ได้รับการอ้างถึงมากที่สุด  คือ  Codex  ซึ่งมีชื่อเต็มว่า  Codex  Alimentarius  Commission  ซึ่งเป็นองค์กรร่วมระหว่าง  Food  and  Agriculture  Organization  of  the  United  Nations  และ  World  Health   Organizationส่วนองค์กรแต่ละประเทศที่มีร่างมาตฐานเกี่ยวกับบรรจุภัณฑ์  ได้แก่                                            

●  ASTM,  American  Society  for  Testing  and  Materials.

●  BS,  British  Standard.

●  JIS,  Japan  Institute  of  Standard.

●  Normes  Francaise  (มาตรฐานฝรั่งเศส)

●  Deutsche  Industrie  Normen  (มาตรฐานเยอรมันที่รู้จักในนาม  DIN)

การเลือกใช้มาตรฐานใดเป็นแนวทางในการทดสอบต้องขึ้นอยู่กับการใช้งาน  ตัวอย่างเช่น  มีการส่งสินค้าไปประเทศใด  ย่อมที่จะใช้มาตรฐานการทดสอบของประเทศนั้น  หรืออาจจะใช้มาตรฐานการทดสอบในจุดมุ่งหมาย 2 และ 3  เพื่อเป็นแนวทางในการกำหนดมาตรฐานของระดับ 1

  1.3 การควบคุมสภาวะ  

สิ่งสำคัญมากอีกอย่างในการทดสอบบรรจุภัณฑ์  คือการควบคุมสภาวะก่อนทำการทดสอบและระหว่างการทดสอบ  เพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุบรรจุภัณฑ์เป็นไปตามสภาวะที่กำหนด

การควบคุมสภาวะการทดสอบในแต่ละประเทศอาจจะแตกต่างกัน  แล้วแต่สถานที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ของประเทศนั้น  ตัวอย่างเช่น  ประเทศอาร์เจนติน่า  ออสเตรเลีย  เบลเยี่ยม  ฝรั่งเศส  เยอรมัน  เนเธอร์แลนด์และอังกฤษ  จะใช้สภาวะการทดสอบควบคุมอุณหภูมิ 23 ° C   และความชื้นสัมพัทธ์ที่ร้อยละ 65  ส่วนในประเทศสหรัฐอเมริกาใช้สภาวะความชื้นสัมพัทธ์ที่ร้อยละ 50  ที่อุณหภูมิเดียวกัน 23 ° C ในขณะที่ประเทศไทย ทางสมอ. ได้กำหนดไว้ที่อุณหภูมิ  27 ° C และความชื้นสัมพัทธ์ที่ร้อยละ 75 โดยยังต้องคำนึงถึงสภาพความเป็นจริงที่บรรจุภัณฑ์ต้องประสบ  ตัวอย่างเช่น  ถ้าบรรจุภัณฑ์จะส่งออกไปยังสหรัฐอเมริกา  ก็ควรใช้มาตรฐานของสภาวะการทดสอบของอเมริกาด้วย  ห้องที่ใช้ในการทดสอบและเก็บวัสดุบรรจุภัณฑ์จึงต้องควบคุมอุณหภูมิและ ความชื้นด้วยระบบปรับอากาศตามสภาวะควบคุมมาตรฐานที่ต้องการ

เมื่อมีการควบคุมสภาวะเป็นเวลาอย่างน้อย 24 ชั่วโมงแล้วจึงเริ่มทำการทดสอบ  การทดสอบที่ดีต้องมีความแม่นยำ  (Precise)  และไม่แปรปรวนจากการทดสอบแต่ละครั้ง  ความแม่นยำนี้มีความสัมพันธ์กับปัจจัยต่อไปนี้

1.  ความสลับซับซ้อนของเครื่องมือหรืออุปกรณ์ที่ใช้ในการทดสอบ  รวมทั้งการปรับเครื่อง  (Calibration)

2.  ขีดความสามารถของผู้รับผิดชอบในการทดสอบ  รวมทั้งผู้บังคับบัญชาที่ทำการตัดสินใจและประเมินการทดสอบ

3.  จำนวนครั้งในการทดสอบที่ไม่ทำให้เสียค่าใช้จ่ายมากจนเกินไปและได้ผลที่ใกล้ เคียงความเป็นจริง ซึ่งอาจจะต้องเปรียบเทียบกับมาตรฐานต่างๆ ที่มีอยู่  แล้วเลือกมาตรฐานที่เหมาะสมสอดคล้องกับจุดมุ่งหมายในการทดสอบ

ขั้นตอนสุดท้ายของการทดสอบ  คือ  การนำเอาผลจากการทดสอบไปใช้งาน  ซึ่งจะแปรตามประเภทและจุดมุ่งหมายของการทดสอบที่ได้ตั้งไว้

2  ประเภทของการทดสอบ

2.1 การทดสอบเพื่อการบ่งบอก

เป็นการทดสอบวัสดุที่ใช้ผลิตตัวบรรจุภัณฑ์เพื่อหาคุณลักษณะเฉพาะของวัสดุนั้น  

การทดสอบเพื่อการบ่งบอกคุณลักษณะของวัสดุบางประเภท ยังสัมพันธ์กับการใช้งานของบรรจุภัณฑ์ เช่น การวัดอัตราการซึมผ่านของน้ำและก๊าซ จะมีความสัมพันธ์กับการคาดคะเนอายุของผลิตภัณฑ์อาหาร หรือการทดสอบความแข็งแรงตามขอบของกระดาษลูกฟูกจะสัมพันธ์กับความสามารถรับ แรงกดในแนวดิ่งของกล่องลูกฟูก เป็นต้น

2.2 การทดสอบเพื่อประเมินการใช้งาน

บรรจุภัณฑ์ที่ออกแบบมาใช้งานจะต้องทำหน้าที่ต่างๆ กัน ตัวอย่างเช่น บรรจุภัณฑ์กล่องลูกฟูกมักจะใช้ในการป้องกันอันตรายทางกายภาพระหว่างการเก็บ ในคลังสินค้าหรือการขนส่ง การทดสอบเพื่อการใช้งานในการเก็บคงคลังจะเป็นการทดสอบความสามารถรับแรงกดใน แนวดิ่ง (Compression Strength) เนื่องจากในคลังสินค้ากล่องจะถูกเรียงซ้อนเป็นชั้นๆ แต่ละชั้นจะกดทับลงมายังกล่องที่อยู่ข้างล่าง ดังนั้นการทดสอบความสามารถรับแรงกดในแนวดิ่งจึงเป็นการจำลอง (Simulation) การกดทับในคลังสินค้าของการเรียงซ้อนนั่นเอง

นอกจากการแยกประเภทการทดสอบเป็นการบ่งบอกและการประเมินใช้งานแล้วยัง สามารถแยกตามความคล้ายคลึงของลักษณะทดสอบ จากมาตรฐานขององค์กรต่างๆ ดังที่กล่าวมาแล้ว โดยจัดแบ่งประเภทของการทดสอบที่คล้ายๆ กันเป็น 3 กลุ่มได้ดังนี้

กลุ่มที่ 1 การทดสอบคุณสมบัติบรรจุภัณฑ์ด้านการป้องกันรักษาคุณภาพและการบรรจุ เช่น การซึมผ่านของไอน้ำหรือก๊าซ และความเข้ากันได้ (Compatibility) ของบรรจุภัณฑ์กับผลิตภัณฑ์อาหาร กลุ่มที่ 2 การทดสอบคุณสมบัติทางกายภาพของบรรจุภัณฑ์ ได้แก่ ความหนาที่แปรปรวน ความแข็งแรงของรอยปิดผนึก และสัมประสิทธิ์ความเสียดทานซึ่งมีผลต่อการเดินวัสดุบรรจุภัณฑ์บน เครื่องจักร เป็นต้น

กลุ่มที่ 3 การทดสอบคุณสมบัติทางด้านความสวยงานของบรรจุภัณฑ์สำเร็จรูป เช่น ความแวววาวเป็นประกาย (Haze and Gloss) ความสามารถต้านทานต่อการเสียดสี และความสามารถในการจับฝุ่นจากอากาศ เป็นต้น

3 การทดสอบวัสดุ

3.1 การทดสอบกระดาษ เปลวอะลูมิเนียม และฟิล์ม

(1) น้ำหนักมาตรฐาน ความหนา และความหนาแน่น

วัสดุบรรจุภัณฑ์ที่เป็นแผ่นๆ มักจะซื้อขายกันด้วยน้ำหนักมาตรฐานหรือ Basis Weight ตัวอย่างเช่น กระดาษที่เรียกว่า 100 กรัม ความจริงเป็นการเรียกจาก น้ำหนักมาตรฐานเป็นกรัมต่อตารางเมตร แต่เรียกง่ายๆ ว่า กรัม บางครั้งอาจจะได้ยินคำว่า gsm ซึ่งย่อมาจาก “gram per square-meter” หรือกรัมต่อตารางเมตรนั่นเอง

โดยจำเป็นต้องใช้เครื่องชั่งดิจิทอลเข้ามาเกี่ยวข้องเพื่อให้ได้ผลที่ละเอียดชัดเจนยิ่งขึ้น

ส่วนความหนานั้นเป็นคุณสมบัติที่สองที่มักจะกล่าวถึง เนื่องจากความหนามีผลโดยตรงต่อความเหนียวหรือความสามารถในการงอพับของวัสดุ บรรจุภัณฑ์ และยังสัมพันธ์กับความสามารถในการซึมผ่านของไอน้ำหรือก๊าซของวัสดุบรรจุ ภัณฑ์นั้นๆ ศัพท์คำว่า ความหนา ในภาษาอังกฤษ นอกจาก Thickness แล้ว บางครั้งเรียกว่า Caliper

สำหรับกระดาษแข็ง ความหนาแน่นจะได้จากการคำนวณของน้ำหนักและความหนา คือ มีค่าเป็นน้ำหนักต่อหน่วยปริมาตรเขียนเป็นสูตรได้ว่า

ความหนาแน่นนี้เป็นคุณลักษณะที่จำเป็นต้องทราบของกระดาษประเภทต่างๆ เนื่องจากความหนาแน่นที่แตกต่างกันของกระดาษแต่ละชนิด มีผลต่อคุณสมบัติต่างๆ ของกระดาษโดยตรง

(2) ความต้านทานต่อแรงดึง (Tensile Strength) 

การทดสอบความต้านทานต่อแรงดึงเป็นการทดสอบศักยภาพความทนทานต่อแรงดึงของ วัสดุ โดยวัสดุบรรจุภัณฑ์จะถูกแรงดึงอย่างช้าๆ จนกระทั่งขาดออกจากกัน แล้ววัดค่าแรงดึงสูงสุดขณะที่ขาดและยืดตัวของวัสดุสุดท้ายขณะที่ขาด การทดสอบนี้นับเป็นการทดสอบคุณสมบัติทางกลอย่างง่ายของวัสดุที่เป็นแผ่นหรือ ฟิล์ม การทดสอบมักจะทำใน 2 ทิศทาง คือ ในแนวทิศที่วัสดุผลิตจากเครื่องจักรแปรรูป เรียกว่า ทิศในแนวของเครื่องจักร (Machine Direction หรือ MD) และอีกทิศหนึ่ง คือแนวที่ตั้งฉากกับ MD (Cross-Machine Direction หรือ CD)

 

ภาพที่ 2  การทดสอบความต้านทานต่อแรงดึง

 

(3) ความต้านทานต่อแรงดันทะลุ (Bursting Strength) 

การทดสอบแรงดันทะลุเป็นการทดสอบขั้นพื้นฐานของอุตสาหกรรมกระดาษ โดยการเพิ่มแรงดันต่อกระดาษที่ถูกยึดไว้ให้แน่น เพื่อทดสอบว่ากระดาษจะทนแรงดันได้มากน้อยแค่ไหน 

การทดสอบนี้เป็นวิธีง่ายๆ ที่จะตรวจสอบความแข็งแรงของวัสดุบรรจุภัณฑ์ซึ่งใช้มากกับกระดาษลูกฟูกและอาจ จะใช้กับพลาสติกบางประเภทที่ยืดตัวได้น้อย สิ่งที่ควรตระหนักถึงคือ การทดสอบนี้มิได้มีความสัมพันธ์โดยตรงกับความแข็งแรงของบรรจุภัณฑ์ที่นำ วัสดุที่ทดสอบนี้ไปขึ้นรูป แต่เป็นการศึกษาความแข็งแรงขอวัสดุเท่านั้น กล่าวคือ กระดาษลูกฟูก โครงสร้าง A ที่มีค่า Burst Test สูงกว่าโครงสร้าง B เมื่อขึ้นรูปเป็นกล่อง กล่องที่ทำจากกระดาษลูกฟูกโครงสร้าง A ไม่จำเป็นเสมอไปว่าจะแข็งแรงกว่ากล่องที่ทำจากกระดาษลูกฟูก B อย่างไรก็ตามการทดสอบนี้ยังนิยมใช้เนื่องจากทดสอบได้ง่ายและเร็ว

ภาพที่ 3  การทดสอบความต้านทานต่อแรงดันทะลุ

 

(4) ความต้านทานการฉีกขาด (Tear Strength) 

การทดสอบแบบนี้คล้ายคลึงกับการทดสอบความต้านทานต่อแรงดันทะลุ คือ เป็นการทดสอบขั้นพื้นฐานเพื่อศึกษาความแข็งแรงของวัสดุ ส่วนมากใช้ทดสอบกับกระดาษ

การทดสอบความต้านทานการฉีกขาดมีอยู่หลายวิธี วิธีที่มีการใช้กันมาก คือ การใช้เครื่องมือที่มีชื่อว่า Elmendorf เป็นการวัดพลังงานที่ใช้ในการฉีกกระดาษออกจากกัน ค่าพลังงานที่วัดได้จากสเกลบนเครื่องจะแปลงมาเป็นแรงที่ใช้ในการฉีกกระดาษ

(5) อัตราการซึมผ่านของก๊าซ (Gas Transmission Rate – GTR) 

อัตราการซึมผ่านของวัสดุบรรจุภัณฑ์ประเภทแผ่นและฟิล์ม โดยนำกระดาษมาปิดที่ปากแล้วเป่าลมผ่านกระดาษไปยังมืออีกข้างที่ปิดไว้อีก ด้านหนึ่งของกระดาษที่มือจะสามารถรับความรู้สึกของลมร้อนที่ผ่านออกจาก กระดาษมาได้ ซึ่งแสดงว่ากระดาษมีความต้านทานความสามารถหรือปล่อยให้อากาศซึมผ่านได้ คุณสมบัติเช่นนี้ก็มีในฟิล์มพลาสติก เพียงแต่ว่าการซึมผ่านของฟิล์มพลาสติกนั้นเกิดขึ้นช้ากว่า

การทดสอบอัตราการซึมผ่านของก๊าซเป็นการวัดปริมาตรของก๊าซชนิดต่างๆ ที่สามารถซึมผ่านวัสดุบรรจุภัณฑ์ประเภทใดประเภทหนึ่ง วิธีการทดสอบทำโดยการตัดวัสดุบรรจุภัณฑ์มาประกบตรงกลางระหว่างเซลล์ 2 ข้าง เซลล์แต่ละข้างจะมีความดันของก๊าซแตกต่างกัน ก๊าซของด้านที่มีความดันสูงจะสามารถดันก๊าซผ่านฟิล์มไปยังอีกด้านหนึ่ง ปริมาตรของก๊าซที่วัดได้จากการซึมผ่านจะเป็นค่าคงที่ของวัสดุบรรจุภัณฑ์ ณ อุณหภูมิหนึ่งและพื้นที่ผิวที่กำหนดไว้มีหน่วยเป็นลูกบาศก์เซนติเมตร หรือ ซีซี/ตารางเมตร    /วัน

ภาพที่ 4  การทดสอบหาอัตราซึมผ่านของก๊าซ

 

(6) อัตราการซึมผ่านของไอน้ำ (Water Vapor Transmission Rate – WVTR) 

การทดสอบอัตราการซึมผ่านของไอน้ำเป็นการทดสอบที่มีหลักการคล้ายคลึงกับ การซึมผ่านของก๊าซแต่แตกต่างกัน คือ แทนที่จะวัดเป็นปริมาตรจะวัดเป็นน้ำหนักแทน นอกจากนี้การวัดการซึมผ่านของไอน้ำจะวัดในสถานะที่สมดุลที่อุณหภูมิ 38°c ความชื้นสัมพัทธ์ที่ 90% โดยมีหน่วยเป็น กรัม/ตารางเมตร/วัน

ภาพที่ 5  การทดสอบหาอัตราการซึมผ่านของไอน้ำ

ตารางที่ 1 แสดงการแปลงหน่วยต่างๆ ของการวัดอัตราการซึมผ่านของไอน้ำมาเป็นหน่วยมาตรฐานที่สภาวะและความดัน มาตรฐานเดียวกันโดยมีหน่วยปริมาตรลูกบาศก์เซนติเมตร/ตารางเซนติเมตรของ พื้นที่ผิว/มิลลิเมตรของความหนา/เวลาเป็นวินาที/ความสูงของปรอทเป็น เซนติเมตร

ตารางที่ 5.1 การแปลงหน่วยของอัตราการซึมผ่านของไอน้ำ

 

3.2 การทดสอบกระดาษแข็งและกระดาษลูกฟูก 

การทดสอบอันดับแรกของบรรจุภัณฑ์กระดาษ คือ การทดสอบหาความชื้นของกระดาษตามด้วยการหาน้ำหนักมาตรฐานและความหนาของกระดาษ อันดับต่อไปคือ การหาเกรนหรือแนวเยื่อเส้นใยของกระดาษว่าอยู่ในแนวที่ต้องการหรือไม่เมื่อ ขึ้นรูปเป็นกล่อง แล้วจึงค่อยวัดขนาดมิติของกล่อง ซึ่งอาจวัดมิติเมื่อขึ้นรูปเสร็จหรือมีการแกะกล่องออกและแผ่เป็นแผ่นแนวราบ ในแง่ของการผลิตตัวกล่องกระดาษแข็งจะต้องถูกตรวจสอบความลึกและความกว้างของ การทับเส้นเพื่อการขึ้นรูปกล่องได้ง่ายหรือยาก

สำหรับกล่องกระดาษลูกฟูก นอกเหนือจากน้ำหนักมาตรฐานและความหนาของกระดาษที่ใช้ผลิตแผ่นกระดาษลูกฟูก การทดสอบที่นิยมมากคือ การทดสอบแรงดันทะลุซึ่งเป็นการทดสอบความแข็งแรงแบบพื้นฐาน การทดสอบที่ให้ผลแน่นอนกว่า คือ การทดสอบความแข็งแรงตามขอบของกระดาษลูกฟูก (Edge Crush Test หรือ ECT) ดังแสดงในภาพที่ 6 และภาพ (ง)  และความสามารถในการรับแรงกดในแนวราบของลอน (Flat Crush Test) ในภาพที่ 7 สำหรับการทดสอบความแข็งแรงตามขอบนี้สามารถใช้ในการประเมินความแข็งแรงของ กล่องลูกฟูกในแง่ของความสามารถรับแรงกดในแนวดิ่ง (Compression Strength) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ภาพที่ 6 การทดสอบความแข็งแรงตามขอบของกระดาษลูกฟูก

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ภาพที่ 7 การทดสอบการรับแรงกดในแนวราบของลอนลูกฟูก

3.3 การทดสอบประเภทของพลาสติก

ขั้นตอนอันดับแรกในการทดสอบ คือ การเผาหรือลนด้วยไฟ แล้วสังเกตสิ่งต่างๆ ดังนี้

ตามตารางที่ 2

1. ลักษณะการไหม้ของพลาสติก

2. สังเกตสีของเปลวไฟที่ไหม้ ถ้าพลาสติกนั้นจุดไฟติด

3. พลาสติกที่ไหม้ติดไฟมีควันหรือไม่

4. สีของควัน

5. ลักษณะการไหม้ของพลาสติกมีเศษหรือมีของเหลวหยดหรือไม่

6. เมื่อดับไฟแล้ว การไหม้ยังเป็นไปอย่างต่อเนื่องหรือไม่

7. มีกลิ่นจากการเผาไหม้หรือไม่ในขณะที่ไหม้นั้น

 

วิธีการบ่งบอกประเภทของพลาสติกด้วยการเผานี้ควรจะเริ่มจากการลนไฟพลาสติก ที่รู้จักว่าเป็นอะไรก่อน เพื่อสังเกตลักษณะของการเผาไหม้ และทำความคุ้นเคยกับผลจากการเผาไหม้ของพลาสติกแต่ละประเภท 

ขั้นตอนต่อไปในการทดสอบ คือ การทำให้พลาสติกละลายในสารตัวทำละลาย (Solvents) ซึ่งสารตัวทำละลายส่วนใหญ่ค่อนข้างจะเป็นอันตราย การทดสอบในขั้นตอนนี้จึงควรระวังอย่างยิ่ง 

ดังภาพที่ 10 พลาสติกต่างชนิดกันจะละลายในสารตัวทำละลายต่างกัน ดังแสดงในตารางที่ 3

 

 

 

 

 

 

 

 

ภาพที่ 10 การทดสอบประเภทของพลาสติกด้วยการใช้สารตัวทำละลาย

ตารางที่ 2 วิธีการทดสอบหาประเภทของพลาสติกด้วยการลนไฟ

 

แหล่งที่มา : Athalye, A.S. “Identification and Testing of Plastics”

 

ตารางที่ 3 ประเภทของพลาสติกที่ละลายในสารตัวทำละลาย

 

แหล่งที่มา : Athalye A.S. “Identification and Testing of Plastics”

 

ขั้นตอนสุดท้ายคือ การหาความถ่วงจำเพาะ (Specific Gravity) ตามที่ทราบกันแล้วว่าพลาสติกแต่ละประเภทมีความหนาแน่นที่แตกต่างกัน ดังประเภทของพลาสติกในตารางที่ 4

ตารางที่ 4 ความถ่วงจำเพาะของพลาสติกประเภทต่างๆ

 

 

4 การทดสอบบรรจุภัณฑ์

การทดสอบบรรจุภัณฑ์อาจแบ่งเป็น 2 ประเภทคือ การทดสอบเพื่อควบคุมคุณภาพของบรรจุภัณฑ์และการทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อการขนส่ง การทดสอบทั้ง 2 ประเภทนี้เป็นการจำลองการใช้งานจริงของบรรจุภัณฑ์มาทำการทดสอบในห้องปฏิบัติ การ

 

4.1 การทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อควบคุมคุณภาพ

(1) การทดสอบกระป๋องโลหะ

โดยทั่วไปบรรจุภัณฑ์กระป๋องควรจะถูกบรรจุไม่ต่ำกว่า 90% ของความจุทั้งหมดตามมาตรฐานของ U.S. FDA มาตรฐานนี้ หมายถึงช่องว่างเหนืออาหารสุทธิ (Net HeadSpace) ของภาชนะไม่ควรมากกว่า 10% ของความสูงด้านในของกระป๋อง ตามตารางที่ 5 เปรียบเทียบความจุของกระป๋องขนาดต่างๆ กัน โดยใช้กระป๋องขนาดเบอร์ 2 เป็นเกณฑ์มาตรฐาน

ตารางที่ 5 แสดงความจุและค่าการเปลี่ยนขนาดของกระป๋องที่นิยมใช้ในการบรรจุผักและผลไม้กระป๋อง

 

แหล่งที่มา : อย. “แนวทางในการปฏิบัติตาม GMP อาหารกระป๋อง”

 

หมายเหตุ ตารางข้างบนช่องขวาสุดเป็นการเทียบกับกระป๋อง No.2 แสดงปริมาณบรรจุเป็นกี่เท่าของกระป๋องขนาดเบอร์ 2

จุดมุ่งหมายของการทดสอบกระป๋องโลหะจะเน้นที่การหารอยรั่วของกระป๋อง ส่วนใหญ่จะเป็นบริเวณที่มีรอยต่อของบรรจุภัณฑ์ทุกจุด การทดสอบรอยรั่วจะกระทำภายใต้น้ำโดยกดกระป๋องให้จมน้ำเพื่อสังเกตฟองอากาศ ที่จะออกมาจากบริเวณที่มีรอยรั่ว

โดยทั่วไปแล้วโรงงานผู้ผลิตกระป๋องจะเป็นผู้ที่คอยช่วยเหลือและให้คำ แนะนำเกี่ยวกับการตรวจสอบตะเข็บของกระป๋องแก่ลูกค้าของตน อาจจะมีเอกสารพร้อมรูปภาพแสดงวิธีการตรวจสอบ ปัจจัยสำคัญที่เกี่ยวกับการตรวจสอบมีดังต่อไปนี้

1. ตรวจสอบตะเข็บด้วยตาเปล่า

ในระหว่างการดำเนินการปิดผนึกฝากระป๋อง จำเป็นจะต้องคอยตรวจดูเป็นระยะเพื่อตรวจหาตำหนิของตะเข็บ อาทิเช่น ตะเข็บตาย (Dead Head) สันแหลม (Cut Overs) และตำหนิอื่นของตะเข็บขอคู่ โดยการสุ่มตัวอย่างจากจุดที่ทำการปิดผนึกฝาและจดบันทึกผลการสังเกตผิดปกติ เช่น ทำงานช้าเกินควร เมื่อพบจุดบกพร่องควรทำการแก้ไขโดยด่วน

2. การตรวจสอบตะเข็บโดยการฉีกหรือเลาะตะเข็บ

ควรกระทำทุกๆ ช่วง 4 ชั่วโมง หลังจากเริ่มต้นการปิดผนึกฝากระป๋อง และเครื่องทำงานได้เต็มที่แล้ว ผลการตรวจสอบควรบันทึกไว้เป็นหลักฐานรวมทั้งการแก้ไข

3. การสังเกตทั่วไป

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อคุณภาพของตะเข็บคู่ (Double Seam) มีดังนี้

– สภาพของเครื่องดื่มปิดผนึกไม่ว่าเป็นเครื่องแบบใช้มือหรือไม่ก็ตาม

– วัสดุที่ทำกระป๋อง เช่น ความหนาที่แตกต่างกันของแผ่นดีบุกที่ใช้ทำกระป๋อง

– ขนาดของกระป๋อง

4. การวัดตะเข็บที่จำเป็นและที่เลือกใช้

– ระบบการวัดโดยใช้เครื่องส่องหรือฉายตะเข็บ (Seam Scope or Projector) การวัดที่เลือกใช้ คือ ความกว้าง (ความสูง) ของฝา ความลึกของฝา และความหนา

– ระบบการวัดโดยใช้ไมโครมิเตอร์ (Micrometer) การวัดที่จำเป็น ได้แก่ ขอฝา ขอตัว 

ความหนา (หรือความสูง) ความแน่น (สังเกตจากรอยย่น) การวัดที่เลือกได้ ได้แก่ การเกยกัน (โดยการคำนวณ) ความลึกของฝา และความหนา ในเวลาที่ทำการผลิตจริง ควรจะมีการสุ่มตัวอย่างทุกๆ ช่วงเวลาหนึ่ง เพื่อทดสอบหารอยรั่วของกระป๋องเหมือนกับการทดสอบกระป๋องเปล่า นอกจากนี้ยังควรที่จะเก็บอาหารกระป๋องไว้อีกประมาณ 30 วัน เพื่อตรวจสอบรอยรั่วอีกครั้งหนึ่ง

มีวิธีการในห้องปฏิบัติการที่ใช้กันอย่างกว้างขวางในการทดสอบอาหารกระป๋องเพื่อให้ตรงตามมาตรฐาน มีดังนี้

– สุญญากาศ (Vacuum) วัดสุญญากาศของอาหารกระป๋องด้วยมาตรวัดความดัน (Pressure Gauge) ควรอ่านค่าที่อุณหภูมิห้อง เพราะกระป๋องที่อุ่นกว่าจะมีสุญญากาศต่ำและกระป๋องที่เย็นจะมี

 

– ช่องว่างเหนืออาหาร (Headspace) วัดระยะจากส่วนบนของตะเข็บขอคู่ของกระป๋องหรือขอบบนของขวดแก้วถึงระดับผิว ของผลิตภัณฑ์ในภาชนะบรรจุ วัดในแนวดิ่งประมาณตรงกลางกระป๋องจุ่มลงจนถึงผิวของของเหลว แล้วอ่านค่าปกติจะอ่านเป็น 1/32 นิ้ว

– ช่องว่างเหนืออาหารสุทธิของภาชนะบรรจุที่มีตะเข็บขอคู่ เช่น กระป๋องจะวัดจากระดับของของเหลวถึงฝาด้านใน อาจประเมินได้โดยหักด้วยความสูงเฉลี่ยของตะเข็บขอคู่ (ประมาณ 6/32 นิ้ว) 

– น้ำหนักเนื้อ (Drained Weight) ของอาหารที่บรรจุในกระป๋อง ในห้องปฏิบัติการสามารถหาได้โดยเทอาหารในกระป๋องลงบนตะแกรง ผลิตภัณฑ์อื่นๆ ยกเว้นมะเขือเทศจะใช้ตะแกรงขนาด 8 mesh screen (0.097 in.sq. opening) และสำหรับมะเขือเทศจะใช้ตะแกรงขนาด 2 mesh (0.446 นิ้ว ใช้ลวดขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.054 นิ้ว) กระป๋องขนาดต่ำกว่า 48 ออนซ์ใช้ตะแกรงที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 12 นิ้ว ผลิตภัณฑ์ที่หาน้ำหนักเนื้อจะต้องทำให้กระจายได้ทั่วบนตะแกรง ผลไม้ที่เป็นชิ้นอาจคว่ำบนฝ่ามือเพื่อถ่ายน้ำออกซึ่งใช้เวลาประมาณ 2 นาทีหลังจากผลิตภัณฑ์ถูกเทบนตะแกรง จากนั้นจึงชั่งของแข็งที่เหลือ (Drain Solid) โดยวิธีใดวิธีหนึ่งดังต่อไปนี้

– อาหารถูกชั่งพร้อมตะแกรง แล้วจึงหักด้วยน้ำหนักตะแกรง บางครั้งมีของเหลวขังอยู่ในช่องตะแกรงซึ่งไม่สามารถล้างออก (จึงต้องรวมลงในน้ำหนักตะแกรงปกติหนักประมาณ 0.05 – 0.10 ออนซ์) 

(2) การทดสอบบรรจุภัณฑ์แก้ว

ปัญหาส่วนใหญ่ที่จะเกิดกับบรรจุภัณฑ์แก้วมักจะอยู่ตรงบริเวณฝาปิด นอกจากนั้นก็จะเป็นการร้าวของบรรจุภัณฑ์แก้วระหว่างการบรรจุ การล้าง และการขนส่ง

การตรวจสอบบรรจุภัณฑ์แก้วอันดับแรก คือ การวัดมิติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณปากขวดและความสูงของขวดไม่ต้องแปรเปลี่ยนมากนัก อันดับต่อมา คือ การวัดปริมาตรและน้ำหนักของตัวบรรจุภัณฑ์ อันดับสุดท้ายคือ การทดสอบความสนิทแน่นของการปิดฝากับตัวบรรจุภัณฑ์แก้ว การวัดความสนิทแน่นจะวัดค่าโมเมนต์ของแรงบิดที่ต้องใช้ในการปิดและเปิดขวด การวัดค่าโมเมนต์ในการปิดจะใช้ในการตั้งเครื่องปิดขวดเพื่อให้แน่นพอที่ สินค้าไม่รั่วออกบริเวณฝา แต่ต้องไม่แน่นมากจนผู้บริโภคไม่สามารถเปิดได้ ด้วยเหตุนี้จึงต้องมีการวัดค่าโมเมนต์ของการเปิดด้วย

(3) การเชื่อมด้วยความร้อนของบริเวณปิดผนึกซอง

การทดสอบของบริเวณปิดผนึกซอง มีองค์ประกอบ 3 อย่างที่สัมพันธ์กันคือ ความดัน, อุณหภมิ และเวลาที่ใช้ในการเชื่อมติดความร้อนเพื่อให้ได้ความแข็งแรงของบริเวณปิด ผนึกตามต้องการ ส่วนการทดสอบหารอยรั่วของบริเวณปิดผนึก จะทำการทดสอบภายใต้น้ำเพื่อสังเกตฟองอากาศที่จะออกจากรอยรั่ว คล้ายคลึงกับการทดสอบรอยรั่วของกระป๋อง

4.2 การทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อการขนส่ง

การทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อการขนส่งต้องใช้อุปกรณ์ในการทดสอบที่มีราคาสูง กว่าเครื่องมือทดสอบต่างๆ ตามที่กล่าวมาแล้ว การทดสอบที่มีความสำคัญมากได้แก่ การทดสอบการสั่นกระแทกและความต้านทานแรงกดในแนวดิ่ง เพื่อเป็นการจำลองการขนย้ายผลิตภัณฑ์ดังแสดงในภาพที่ 11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ภาพที่ 11 ตัวอย่างช่องทางการขนส่งสินค้า

แหล่งที่มา : Paine,F.A. “Fundamental of Packaging” p.74

 

(1) การทดสอบการสั่นกระแทก

การทดสอบจะทำการปล่อยบรรจุภัณฑ์พร้อมสินค้าให้ตกกระแทกลงสู่พื้น (Drop Test) โดยครอบคลุมเหตุการณ์ที่มีโอกาสเกิดขึ้นได้ในสภาวะจริง ซึ่งเครื่องมือที่ใช้ทดสอบนี้ต้องสามารถกำหนดตำแหน่การตกของสินค้าได้อย่าง แม่นยำ โดยในขณะที่ปล่อยตกลงมาจะไม่มีการหมุนตัวเพื่อสามารถควบคุมบริเวณที่ตก กระแทกได้ โดยจะมีการกำหนด ความสูงคงที่ ,จำนวนครั้งที่ปล่อยให้ตก ณ ความสูงนั้นๆ หรืออาจจะทดสอบโดยการเพิ่มความสูงมากขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งบรรจุภัณฑ์ไม่สามารถปกป้องสินค้าต่อไปได้ วิธีการนี้เหมาะสำหรับใช้ในการเปรียบเทียบบรรจุภัณฑ์ขนส่งต่างชนิดกันว่า สามารถป้องกันสินค้าได้ดีกว่ากันมากน้อยแค่ไหน

ในห้องปฏิบัติการ การทดสอบประเมินความสามารถของบรรจุภัณฑ์ที่จะป้องกันผลิตภัณฑ์อาหารจากการตกกระแทกใช้เกณฑ์การทดสอบดังต่อไปนี้

 

 

 

การสั่นสะเทือน เริ่มจากการกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างความถี่และความเร่งของการสั่นสะเทือนที่มีโอกาสเกิดระหว่างการขนส่ง

นักออกแบบบรรจุภัณฑ์จึงจำต้องเลือกหาค่าความสัมพันธ์ระหว่างความเร่งและ ความถี่ตามที่แสดงในภาพที่ 12 พร้อมทั้งใช้ข้อมูลอื่นๆ ประกอบในการออกแบบเช่น ข้อมูลเกี่ยวกับสินค้า สำหรับความสัมพันธ์ระหว่างความเร่งและความถี่นี้ องค์ประกอบที่จะทำให้สินค้าแตกหักคือ ค่า Amplitude ของความเร่งซึ่งสูงพอที่จะก่อให้เกิดอันตรายต่อชิ้นส่วนของสินค้า พร้อมทั้งช่วงความถี่ที่ก่อให้เกิดความเร่งนี้ โดยปกติในความถี่นี้จะพิจารณาเฉพาะช่วง 1-200 Hz ซึ่งเป็นช่วงความถี่ในสภาวะการขนส่งจริง

วิธีการป้องกัน คือ การพยายามจัดเรียงสินค้าพร้อมวัสดุป้องกันการสั่นกระแทก เช่น นำกระดาษลูกฟูกหรือเศษหนังสือพิมพ์มากรุหรือแทรกภายในบรรจุภัณฑ์ให้แน่นและ ไม่ยุบตัวโดยง่าย ก็จะช่วยป้องกันอันตรายจากการสั่นสะเทือนในระหว่างการขนส่งได้

 

 

 

 

 

 

 

 

ภาพที่ 13 การทดสอบการตกกระแทกบรรจุภัณฑ์จะตกลงมาจากที่วางคล้ายบานพับตามความสูงกำหนด

 

 

 

 

 

 

 

ภาพที่ 14 การทดสอบการสั่นสะเทือนโดยบรรจุภัณฑ์วางบนหิ้งที่สั่นสะเทือนไปตามลูกเบี้ยวที่อยู่ข้างล่าง

การทดสอบการตกกระแทกและการสั่นสะเทือนตามที่แสดงในภาพที่ 13, 14 และ ภาพซ้ายล่างในหน้า 22 ซึ่งเป็นวิธีการทดสอบแบบง่ายๆ ในปัจจุบันนี้เทคโนโลยีทางด้านนี้ได้รับการพัฒนามากขึ้น โดยการนำเอาระบบคอมพิวเตอร์เข้ามาจำลองและวิเคราะห์การทดสอบดังแสดงในภาพ ซ้ายบนหน้า 22

กล่าวโดยสรุปแล้ว การทดสอบการสั่นกระแทกในการออกแบบบรรจุภัณฑ์ คือ การกำหนดความสูงที่จะตกกระแทกและความสัมพันธ์ของความเร่งและความถี่ของการ สั่นสะเทือนในสภาวะการขนส่ง

(2) การทดสอบความต้านทานแรงกดในแนวดิ่ง

กระดาษและขวดพลาสติกดังแสดงในภาพกลางหน้า 23 การทดสอบจะเป็นการเพิ่มแรงกดต่อบรรจุภัณฑ์จนกระทั่งบรรจุภัณฑ์เสียหายหรือ รับแรงต่อไปไม่ได้อีก การทดสอบนี้จะจำลองการกดแรงซ้อนของบรรจุภัณฑ์จริงๆ เนื่องจากแผ่นกระดาษหรือแผ่นโลหะที่กดทับลงมาจะเคลื่อนที่ลงมาตรงๆ ส่วนในสภาวะจริง เมื่อส่วนไหนของบรรจุภัณฑ์อ่อนตัวรับแรงไม่ได้ แรงกดจะกดต่อไปในจุดยุบตัวหรืออ่อนตัวนั้นเรื่อยๆ ดังนั้นความต้านทานในแนวดิ่งที่ได้จากการทดสอบ จะมีค่าน้อยกว่าค่าความเป็นจริงที่บรรจุภัณฑ์จะถูกกระทำในระหว่างการขนส่ง การประเมินค่าความเป็นจริงที่ถูกกระทำนี้อาจจะสูงถึง 5 เท่าของค่าที่ได้จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการ

  ตามที่ได้กล่าวมาแล้ว ความชื้นที่มีอยู่ในกระดาษลูกฟูกมีผลต่อการใช้งานของกล่อกระดาษลูกฟูก ความสามารถต้านทานแรงกดในแนวดิ่งจะลดน้อยลงเมื่อความชื้นในกระดาษแปรเปลี่ยน ไป รูปที่ 15 แสดงความสามารถในการรับแรงกดในแนวดิ่งที่ลดน้อยลงเป็นเปอร์เซ็นต์ 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ภาพที่ 15 ความสามารถในการรับแรงกดในแนวดิ่งแปรตามปริมาณความชื้นในกระดาษ

นอกจากความชื้นในตัวกล่องกระดาษลูกฟูกแล้ว ความสามารถในการรับแรงยังแปรผันตามเวลาที่ไดรับแรงกด ถ้ากล่องได้รับการกดซ้อนกันนานๆ จะลดความต้านทานในการรับแรง เนื่องจากมีความล้า (Fatigue) เกิดขึ้นดังแสดงในภาพที่ 16 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ภาพที่ 16 ความสามารถในการรับแรงกดในแนวดิ่งแปรตามเวลา

Contents

Contents

packaging_society_ad_280316_202206 packaging_society_ad_060416_164313
packaging_society_ad_060416_164533 packaging_society_ad_060416_164514 packaging_society_ad_060416_164424 packaging_society_ad_060416_164456