การทดสอบการรั่วซึม (Leak Test) คือการตรวจว่าบรรจุภัณฑ์ที่ปิดผนึกแล้วมีรูรั่วหรือรอยซีลที่ไม่สมบูรณ์หรือไม่ ส่วนการทดสอบการตกกระแทก (Drop Test) คือการปล่อยบรรจุภัณฑ์ที่บรรจุผลิตภัณฑ์เต็มให้ตกลงบนพื้นแข็งจากความสูงที่กำหนด แล้วตรวจว่าบรรจุภัณฑ์แตก เสียรูป ฝาหลุด หรือผลิตภัณฑ์รั่วออกมาหรือไม่ ผลของทั้งสองการทดสอบบอกได้ว่าบรรจุภัณฑ์จะทนการขนส่งและการขนถ่ายจริงได้หรือไม่ ก่อนสินค้าถึงมือผู้บริโภค
ในห่วงโซ่อุปทาน (Supply Chain) ของเครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์เสริมอาหารส่งออก บรรจุภัณฑ์ที่ดูแข็งแรงไม่ได้รอดจากเส้นทางขนส่งจริงเสมอไป ตู้คอนเทนเนอร์ถูกกระแทกระหว่างการเคลื่อนย้าย กล่องถูกวางซ้อนกันบนพาเลทสูงราว 1.2 เมตร การขนส่งทางอากาศหรือการขนส่งผ่านพื้นที่สูงทำให้บรรจุภัณฑ์อยู่ในความดันอากาศที่ต่ำกว่าที่โรงงาน และพัสดุยังต้องผ่านสายพานลำเลียงกับเครื่องคัดแยกอัตโนมัติ บรรจุภัณฑ์จึงต้องรับแรงหลายรูปแบบก่อนถึงผู้บริโภค การทดสอบการรั่วซึมและการตกกระแทกจำลองสภาพเหล่านี้ในห้องปฏิบัติการ เพื่อพิสูจน์ว่าบรรจุภัณฑ์ไม่รั่ว ไม่แตก และไม่เสียรูปเมื่อผ่านการขนส่ง
บทความนี้สรุปสิ่งที่เจ้าของแบรนด์ ทีมประกันคุณภาพ (Quality Assurance: QA) และทีมพัฒนาบรรจุภัณฑ์ควรรู้ก่อนสั่งทดสอบ ได้แก่ หลักการของวิธีทดสอบหลัก 3 วิธี การเลือกวิธีทดสอบตามชนิดของบรรจุภัณฑ์ และขอบเขตบริการของห้องปฏิบัติการวิสไบโอ
หลักการของวิธีทดสอบหลัก 3 วิธี
การทดสอบการรั่วด้วยสุญญากาศ (Vacuum Leak Test) ตรวจหารอยรั่วโดยจุ่มบรรจุภัณฑ์ที่ปิดผนึกแล้วลงในน้ำภายในห้องสุญญากาศ เมื่อความดันรอบบรรจุภัณฑ์ลดลง อากาศภายในบรรจุภัณฑ์จะขยายตัว ถ้ามีรูรั่ว จะเห็นฟองอากาศออกมาเป็นสายต่อเนื่องจากตำแหน่งนั้น (ASTM International, 2013) วิธีนี้ใช้กับบรรจุภัณฑ์อ่อนตัว (Flexible Packaging) เช่น ถุง (Pouch) ซองขนาดเล็ก (Sachet) และบรรจุภัณฑ์ที่ปิดผนึกด้วยความร้อน (Heat Seal) โดยบรรจุภัณฑ์ต้องมีช่องอากาศภายใน (Headspace) มากพอให้เกิดฟอง และวิธีนี้เหมาะกับการหารอยรั่วขนาดใหญ่มากกว่ารอยรั่วขนาดเล็กมาก
การทดสอบด้วยสีย้อม (Dye Penetration Test) ใช้สารละลายสีย้อม (Dye Solution) ทาที่ขอบรอยซีลของบรรจุภัณฑ์ ทิ้งไว้ตามเวลาที่กำหนด แล้วตรวจว่าสีย้อมซึมผ่านรอยซีลเข้าด้านในหรือไม่ (ASTM International, 2015) วิธีนี้ใช้ได้กับบรรจุภัณฑ์อาหาร เครื่องสำอาง และผลิตภัณฑ์เสริมอาหารที่ปิดผนึกด้วยความร้อน รวมทั้งถุงหลายชั้น (Multilayer Pouch) ที่มีฟอยล์เป็นชั้นกั้น การทดสอบด้วยสีย้อมเป็นการทดสอบแบบทำลายตัวอย่าง ตัวอย่างที่ผ่านการทดสอบแล้วจึงนำกลับไปใช้บรรจุหรือจำหน่ายไม่ได้
การทดสอบการตกกระแทก (Drop Test) ปล่อยบรรจุภัณฑ์ที่บรรจุผลิตภัณฑ์เต็มให้ตกอย่างอิสระลงบนพื้นแข็ง (ASTM International, 2019) ความสูง จำนวนครั้ง และทิศทางการตกกำหนดไว้ในแผนการทดสอบตามน้ำหนักและชนิดของบรรจุภัณฑ์ และเหตุการณ์ที่ต้องการจำลอง เช่น การตกจากขอบสายพานลำเลียง การตกระหว่างการขนถ่าย และการตกหล่นในมือผู้บริโภค หลังการตก ผู้ทดสอบตรวจว่าบรรจุภัณฑ์แตก เสียรูป ฝาหลุด หรือผลิตภัณฑ์รั่วออกมาหรือไม่
บรรจุภัณฑ์แต่ละประเภทควรทดสอบอะไร
บรรจุภัณฑ์แต่ละประเภทมีจุดเสี่ยงต่างกัน การเลือกวิธีทดสอบจึงเริ่มจากชนิดของบรรจุภัณฑ์
- บรรจุภัณฑ์อ่อนตัว เช่น ถุง ซอง และถุงตั้งได้ (Stand-up Pouch) เสี่ยงต่อการรั่วที่รอยซีล จึงควรทดสอบทั้งการรั่วด้วยสุญญากาศและการทดสอบด้วยสีย้อม
- บรรจุภัณฑ์พลาสติกแข็ง เช่น ขวด HDPE ขวด PET และกระปุก PP เสี่ยงต่อการแตกเมื่อตก จึงควรทดสอบการตกกระแทกในหลายทิศทาง ได้แก่ ด้านก้น ด้านข้าง และด้านฝา
- บรรจุภัณฑ์แก้ว เช่น ขวดแก้วและกระปุกแก้ว เสี่ยงต่อการแตกสูง จึงควรทดสอบการตกกระแทก
- หลอด (Tube) ทั้งหลอดพลาสติกและหลอดอะลูมิเนียม เสี่ยงต่อการรั่วที่รอยซีลปลายหลอด จึงควรทดสอบการรั่วด้วยสุญญากาศ
- บรรจุภัณฑ์สเปรย์ ทั้งขวดหัวฉีดแบบไกปืน (Trigger Spray) และกระป๋องอัดแรงดัน (Aerosol Can) เสี่ยงต่อการรั่วที่หัวฉีดและวาล์ว และกระป๋องอัดแรงดันอาจรั่วหรือเสียรูปเมื่อตก จึงควรทดสอบการตกกระแทก
- ถุงฟอยล์หลายชั้น (Multilayer Foil Pouch) สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ไวต่อแสง ความชื้น และออกซิเจน ควรทดสอบด้วยสีย้อมเพื่อยืนยันว่ารอยซีลและชั้นฟอยล์ไม่มีรูรั่ว ส่วนการเลือกวัสดุของถุงควรพิจารณาค่าการซึมผ่านของไอน้ำและออกซิเจนประกอบ
บริการทดสอบการรั่วซึมและการตกกระแทกของห้องปฏิบัติการวิสไบโอ
ห้องปฏิบัติการวิสไบโอให้บริการทดสอบการรั่วด้วยสุญญากาศ ทดสอบด้วยสีย้อม และทดสอบการตกกระแทกของบรรจุภัณฑ์ชั้นแรก เช่น ขวด หลอด และซอง สำหรับเครื่องสำอาง อาหาร และผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร การทดสอบการรั่วทั้งสองวิธีทำในห้องปฏิบัติการวิสไบโอ ส่วนการทดสอบการตกกระแทกทำร่วมกับห้องปฏิบัติการพันธมิตร ทีมงานดูแลงานตั้งแต่ต้นจนจบ ดังนี้
- วางแผนการทดสอบ (Test Plan): เลือกวิธีทดสอบตามชนิดของบรรจุภัณฑ์ และกำหนดความสูง จำนวนครั้ง และทิศทางการตก ให้ใกล้เคียงเส้นทางขนส่งจริงของสินค้า
- ควบคุมการรับส่งตัวอย่าง (Chain of Custody): บันทึกการรับ การเก็บ และการส่งต่อตัวอย่างทุกขั้น
- ปรับสภาพตัวอย่าง (Sample Conditioning): เก็บตัวอย่างที่อุณหภูมิและความชื้นที่กำหนดก่อนทดสอบ
- ทดสอบและบันทึกผล: ทดสอบในห้องปฏิบัติการที่มีระบบเอกสารกำกับซึ่งตรวจสอบย้อนกลับได้ (Traceability)
- รายงานผล: ระบุวิธีทดสอบ ผลของตัวอย่างแต่ละชิ้น และข้อสังเกตที่ใช้ประกอบการตัดสินใจเรื่องบรรจุภัณฑ์
รายงานผลใช้เป็นข้อมูลประกอบการเตรียมเปิดตลาดส่งออก การเจรจากับตัวแทนการค้า (Trading House) และการตอบคำถามของลูกค้ารายสำคัญในต่างประเทศได้
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ Drop Test และ Leak Test
Drop Test คืออะไร
Drop Test หรือการทดสอบการตกกระแทก คือการปล่อยบรรจุภัณฑ์ที่บรรจุผลิตภัณฑ์เต็มให้ตกอย่างอิสระลงบนพื้นแข็งจากความสูงที่กำหนด แล้วตรวจการแตก การเสียรูป การหลุดของฝา และการรั่ว เพื่อจำลองการตกระหว่างการขนส่ง การขนถ่าย และการใช้งานของผู้บริโภค
Leak Test มีวิธีอะไรบ้าง
วิธีที่บทความนี้อธิบายมี 2 วิธี คือ การทดสอบการรั่วด้วยสุญญากาศ ซึ่งดูฟองอากาศที่ออกจากรูรั่วเมื่อบรรจุภัณฑ์อยู่ในน้ำภายใต้สุญญากาศ และการทดสอบด้วยสีย้อม ซึ่งดูว่าสีย้อมซึมผ่านรอยซีลเข้าด้านในหรือไม่
Drop Test ใช้ความสูงเท่าไร
ไม่มีความสูงเดียวที่ใช้กับบรรจุภัณฑ์ทุกชนิด ความสูงกำหนดในแผนการทดสอบตามน้ำหนักและชนิดของบรรจุภัณฑ์ และเหตุการณ์ที่ต้องการจำลอง เช่น การตกระหว่างการขนถ่ายหรือการตกหล่นในมือผู้บริโภค
บรรจุภัณฑ์แบบไหนควรทดสอบการรั่วซึม
บรรจุภัณฑ์ที่มีรอยซีล เช่น ถุง ซอง ถุงตั้งได้ ถุงฟอยล์หลายชั้น และหลอด เสี่ยงต่อการรั่วที่รอยซีลมากที่สุด จึงควรทดสอบการรั่วซึม ส่วนขวดพลาสติกแข็งและบรรจุภัณฑ์แก้วเสี่ยงต่อการแตกเมื่อตก จึงเน้นการทดสอบการตกกระแทก
ตัวอย่างที่ทดสอบแล้วนำกลับไปจำหน่ายได้หรือไม่
การทดสอบด้วยสีย้อมเป็นการทดสอบแบบทำลายตัวอย่าง ตัวอย่างที่ผ่านการทดสอบแล้วจึงนำกลับไปใช้บรรจุหรือจำหน่ายไม่ได้ ควรเตรียมตัวอย่างสำหรับทดสอบแยกจากสินค้าที่จะจำหน่าย
เอกสารอ้างอิง:
- ASTM International. (2013). Standard test method for determination of leaks in flexible packaging by bubble emission (ASTM D3078-02(2013)).
- ASTM International. (2015). Standard test method for detecting leaks in nonporous packaging or flexible barrier materials by dye penetration (ASTM F3039-15).
- ASTM International. (2019). Standard test method for drop test of loaded containers by free fall (ASTM D5276-19).