Wie Verpackungstests funktionieren

Auf diesen Seiten sprechen wir oft über Tests an Produkten und Materialien, die dazu dienen, deren Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen und mehr zu überprüfen.

Vergessen wir da nicht etwas?

Die Pakete!

Heutzutage hat jedes auf dem Markt verkaufte Produkt seine eigene, unverwechselbare Verpackung und muss ebenfalls eine Reihe von Tests gemäß internationalen Standards , um seine Sicherheit zu gewährleisten.

Mal sehen, welche.

Das Problem der Verpackungsprüfung

Verpackungsdesigner stehen vor einem Dilemma zwischen zwei widersprüchlichen Bedürfnissen.

Zu große Verpackungen verursachen überhöhte Kosten und Entsorgungsschwierigkeitenund tragen somit zur Umweltverschmutzung bei. Umgekehrt schützt eine zu leichte Verpackung das Produkt im Inneren nicht ausreichend und schädigt den Ruf der Marke.

In diesem Sinne Verpackungstests – über einfache Sicherheitstests hinaus – als Tests zur Optimierung eines grundlegenden Teils des Produkts betrachtet werden: seiner Präsentation.

Die Verpackung muss funktional, ästhetisch ansprechend und ökologisch nachhaltig sein und gleichzeitig alle internationalen Sicherheitsstandards für die Konservierung der darin enthaltenen Produkte erfüllen.

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Arten von Verpackungstests

Die meisten Verpackungstests sind für alle Produkte gleich, unabhängig vom Produkt, und beziehen sich ausschließlich auf den Lebenszyklus der Verpackung: von der Produktion über die Logistik bis hin zum Regal.

In all diesen Phasen muss die Verpackung nachweisen, dass sie den Inhalt angemessen schützt und konserviert

Bei den Arten von Verpackungsprüfungen können wir zwei Kategorien unterscheiden: mechanische und klimatische Prüfungen.

den mechanischen Prüfungen gehören: Druckprüfung, Verteilungsprüfung, Vibrationsprüfung, Fallprüfung, Schrägaufprallprüfung und Horizontalaufprallprüfung.

Zu den Klimatests, mit denen wir uns befassen, gehören Umwelttests und Kühlkettentests.

Schauen wir sie uns genauer an.

Klimatests an Verpackungen

Allgemeine Umweltprüfungen, auch bekannt als Umgebungsprüfungen, betreffen die Verpackung vieler Produktarten, sind aber besonders relevant für Arzneimittel, Getränke und Lebensmittel. Wir haben dies hier bereits besprochen. 

Die internationalen Normen , die Umweltbedingungenprüfungen an Verpackungen regeln, sind ISO 2233:2000, ASTM D4332und ASTM E171.

Der Test der Kühlkettehingegen ist spezifischer. Er sorgte Ende 2021 für Schlagzeilen, als von dem aufwendigen Transport der ersten Anti-Covid-Impfstoffe , der genau die Einhaltung der „Kühlkette“ erforderte.

Die Kühlkette bezeichnet die Aufrechterhaltung einer bestimmten Temperatur eines Produkts während Transport, Lagerung und Präsentation. Sie betrifft vor allem Tiefkühlprodukte und insbesondere bestimmte Arzneimittel.

Die Prüfung von Kühlkettenverpackungen ISTA 3A.

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Die FDM-Klimakammer für Verpackungstests

Alle Klimatests an Verpackungen, über die wir gesprochen haben, erfordern die Durchführung einer Klimakammer

FDM-Klimakammern sind das perfekte Laborinstrument zur Durchführung aller Klimatests gemäß internationalen Standards.

Jede Klimakammer verfügt über eine Temperatur- und relative Feuchtigkeitsregelung , sodass Sie die Parameter programmieren können, die zur Überprüfung der Dichtheit der Verpackungen während aller Phasen ihres Lebenszyklus erforderlich sind.

Für weitere Informationen zögern Sie bitte nicht, uns zu kontaktieren.

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Referenzstandards

• ISO 2233:2000 — Verpackung – Komplett befüllte Transportverpackungen und Ladeeinheiten – Konditionierung für Prüfungen. Vorprüfungs-Konditionierungsatmosphären.
• ISO 4180:2019 — Verpackung – Vollständige, befüllte Transportverpackungen – Allgemeine Regeln für Leistungsprüfungen.
• ASTM D4332-14(2021) — Standardverfahren zur Konditionierung von Behältern, Verpackungen oder Verpackungskomponenten für Prüfungen.
• ISTA 3A:2018 — Verpackte Produkte für den Paketversand bis 70 kg (150 lb), Testprotokoll für E-Commerce/Kurierdienste.
• ISTA 2A — Teilsimulations-Leistungstest, Basistest für palettierte Sendungen.
• ASTM D4169-22 — Standardverfahren für die Leistungsprüfung von Transportbehältern und -systemen.
• IEC 60068-2-30 — Feuchte Wärme, zyklischer Test Db, zurückgerufen für Elektronikgehäuse.

Autoritative Quellen

• ISTA – International Safe Transit Association. Globale Referenzorganisation für Transporttests mit Protokollen 1-7 (Laborsimulation, Teil-, Integritäts-, Paket-, Temperaturtests).
• ISO/TC 122 – Verpackung. Technisches Komitee der ISO, zuständig für Normen für Verpackungs- und Transportprüfungen.
• ASTM-Komitee D10 – Verpackung. Amerikanisches Komitee mit den Prüfreihen D4169, D4332 und D642 für Verpackungen.
• IoPP – Institute of Packaging Professionals. Führender Verband für Verpackungsingenieure und -fachleute.

Häufig gestellte Fragen zur Verpackungsprüfung

Welche Klimatisierungsarten schreibt ISO 2233 vor?

ISO 2233 definiert sechs Standardatmosphären für die Vorkonditionierung von Verpackungen vor mechanischen und klimatischen Prüfungen. Die gebräuchlichsten sind: 23 °C/50 % RH (Standardatmosphäre für allgemeine Prüfungen, Referenz Europa/Nordamerika), 20 °C/65 % RH (feucht-gemäßigtes Klima, Referenz Mitteleuropa), 27 °C/65 % RH (tropisches Klima, vergleichbar mit asiatischen Regionen), 40 °C/90 % RH (extrem tropisches Klima), -18 °C (Kühlkette) und 55 °C (Transport in einem der Sonne ausgesetzten Behälter). Die Konditionierungszeit ist abhängig vom Verpackungsmaterial: Wellpappe mindestens 72 Stunden, Faltschachtel 48 Stunden, Kunststoff 40 Stunden, Verbund-/Barriereverpackungen bis zu 2 Wochen. Die Luftgeschwindigkeit muss 0,5–1 m/s betragen. Die Proben müssen mit einem Mindestabstand von 50 mm angeordnet werden, um einen Wärmeaustausch zu gewährleisten. Die Nachkonditionierungsprüfung sollte innerhalb von 5–15 Minuten nach der Entnahme beginnen, um eine Drift zu vermeiden.

Worin besteht der Unterschied zwischen ISTA 3A und ASTM D4169?

ISTA 3A ist ein allgemeines Simulationsprotokoll speziell für Einzelpakete bis 70 kg, die per Kurier (Paketversand) versendet werden. Es umfasst: Klimatisierung (12–72 h), Zufallsvibration (3 Achsen, je 30 min, Paketprofil), Fallschock (rotierend + flach aus Höhen von 46–91 cm, abhängig vom Gewicht) und konzentrierten Aufprall. Es handelt sich um einen bestanden/nicht bestanden-Test, der auf den E-Commerce ausgerichtet ist. ASTM D4169 ist flexibler: Es bietet 18 Testpläne (DC1–DC18) mit 11 Gefahrensequenzen (Handhabung, Fahrzeugstapelung, Vibration, Stückguttransport, Seetransport, Feuchtigkeit, Bahntransport, niedriger Druck beim Lufttransport, konzentrierter Aufprall). Der Benutzer kann je nach Schweregrad die Sicherheitsstufe I (hohes Risiko), II (mittleres Risiko, Standard) oder III (niedriges Risiko) wählen. D4169 DC13 deckt den Paketversand ähnlich wie ISTA 3A ab. Für internationale Luftfrachtsendungen sind zusätzlich Niederdruckprüfungen erforderlich (ASTM D6653, 0,57 atm = 4572 m Kabinenhöhe). ISO 4180 ist der entsprechende europäische Rahmen. Die Wahl des Standards hängt vom Markt (USA, EU oder Asien) und dem Kunden ab (Amazon verlangt ISTA 6-Amazon, FedEx ISTA 3A).

Wie ist der Klimatest in den Transporttest integriert?

Die Prüfverfahren der ISTA-7-Serie und ASTM D4169 DC18 beschreiben kombinierte Temperatur-, Feuchtigkeits- und Vibrationsprüfungen zur Simulation realer Transportbedingungen. ISTA 7D simuliert den Transport von Containern unter folgenden Bedingungen: -29 °C / +60 °C / +40 °C / 95 % RH über 7 Tage. ISTA 7E für temperaturempfindliche Arzneimittel verwendet Temperaturprofile mit der mittleren kinetischen Temperatur als Akzeptanzkriterium. Für Anwendungen in der Kühlkette befindet sich die Verpackung in der Klimakammer. Ein interner Datenlogger (z. B. iButton, Tinytag) zeichnet die Temperatur alle 60 Sekunden auf. Die Prüfung gilt als bestanden, wenn die Produkttemperatur im vorgegebenen Bereich bleibt (2–8 °C für gekühlte Arzneimittel, -20 °C für Tiefkühlprodukte), keine Kondensation im Inneren auftritt und nach der Vibrations- und Falltestsequenz keine Beschädigungen vorliegen. Die Klimakammern für die Verpackungsprüfung haben ein Volumen von 1000-5000 L, einen Temperaturbereich von -40/+80 °C, eine Gleichmäßigkeit von ± 2 °C, eine Durchführung für Überwachungskabel und extra große Türen für die Palettenhandhabung mit Hubwagen.

Welche Klimakammer eignet sich am besten zum Testen von Kühlkettenverpackungen für Arzneimittel?

Die Kammer muss einen Temperaturbereich von -30 bis +60 °C mit einer Gleichmäßigkeit von ± 1 °C über das gesamte nutzbare Volumen, eine zeitliche Stabilität von ± 0,5 °C und eine Aufheizrate von 1–2 °C/min zur Simulation allmählicher Klimaübergänge gewährleisten. Die Luftfeuchtigkeit muss RH im Bereich von +5 bis +60 °C (Good Distribution Practice) sind ein Audit-Trail gemäß 21 CFR Part 11, elektronische Signaturen, Server-Backup und ACCREDIA-kalibrierte Pt100-Sensoren der Klasse A (Unsicherheit ≤ 0,3 °C) unerlässlich. Für Volumina > 2 m³ ist eine 9- bis 25-Punkt-Kartierung gemäß IEC 60068-3-6 erforderlich. Ein Notstromsystem mit einer Akkulaufzeit von ≥ 30 Minuten ist notwendig. Bei Temperaturabweichungen außerhalb der Grenzwerte werden SMS-/E-Mail-Alarme ausgegeben. Das System zur Befeuchtung erfolgt mit ultrafiltriertem Dampf (Leitfähigkeit < 5 µS/cm). Die Türen sind mit Luftvorhängen ausgestattet, um den Lufteintritt beim Beladen zu minimieren. Die begehbaren FDM-Klimaanlagen mit einem Volumen von 5.000 bis 30.000 Litern fassen komplette EUR-Paletten und verfügen über Mehrkanal-Instrumentierung zur Validierung des gesamten thermischen Profils der Verpackung gemäß ISTA 7D/E und WHO Technical Report Series 961 Annex 9.