DIN 53122-1 Определяне на пропускливостта на водни пари на пластмасови и еластомерни филми, хартии, картон и други листови материали - Част 1: Гравиметричен метод

Стандартът „DIN 53122-1 Изпитване на пластмасови и еластомерни филми, хартии, картон и други листови материали - Определяне на пропускливостта на водни пари - Част 1: Гравиметричен метод“, публикуван от Германския институт по стандартизация (DIN), описва метод за изпитване за определяне на пропускливостта на водни пари, използвайки гравиметричен метод.

Стандартът DIN 53122-1 включва гравиметричен метод за измерване на коефициента на пропускливост на водни пари (WVTR), известен също като коефициент на пропускливост на водни пари (MVTR), на листови материали. Този стандарт предоставя надежден, конвенционален метод за измерване на това колко лесно водните пари преминават през плоски материали. Този метод се прилага широко в контрола на качеството и разработването на материали в индустрии като:

Опаковки (за храни, фармацевтични продукти, електроника и навсякъде, където контролът върху влизането или излизането на влага е от решаващо значение)
Пластмасови и полимерни филми
Хартия, картон и гофриран картон
Гумени листове и еластомери
Покрити текстилни изделия или други бариерни материали

Високобариерните материали (напр. алуминиеви фолиеви ламинати) обикновено показват много ниска паропропускливост (<0,1–1 g/m²/ден), докато по-пропускливите материали като хартия или някои пластмаси могат да надвишат 10–50 g/m²/ден.

Този метод на изпитване разчита на промяна в теглото (гравиметрия), за да определи количеството водна пара, преминаващо през изпитваната проба. Съществуват две често срещани конфигурации (често наричани суха чаша и мокра чаша):

Метод А (най-често срещан за бариерни материали): Тестваният образец се запечатва в контейнер, съдържащ силен десикант (сухата страна, например калциев хлорид или силикагел). Контейнерът се поставя в контролирана среда с висока влажност (обикновено 85 или 90 процента относителна влажност при 23 или 38 градуса). Водните пари от околната среда дифундират през материала в контейнера, което води до увеличаване на теглото му с течение на времето.
Метод Б (за материали с по-висока пропускливост): Контейнерът се пълни с вода (мократа страна, 100% относителна влажност вътре), а външната страна се контролира при по-ниска влажност. Водата се изпарява и дифундира навън, което води до загуба на тегло на контейнера.

Този процес обикновено следва следните стъпки:

Подготвят се и се кондиционират кръгли или с определена площ тестови образци.
Контейнерът за пробата е плътно запечатан (използва се восък, грес или механично компресиране за предотвратяване на течове).
Тестовата установка е подложена на постоянни условия на температура и относителна влажност в климатична камера.
Контейнерите се претеглят периодично (ежедневно или на определени интервали), докато се получи постоянно линейно изменение на теглото.
Коефициентът на пропускане на водни пари (WVTR) се изчислява от наклона на кривата тегло-време.

Скоростта на пропускане обикновено се изразява в g/(m²·ден) (грамове водна пара на квадратен метър/ден), нормализирана спрямо референтната дебелина, за хомогенни материали.

По отношение на условията на изпитване, температурата и влажността са точно определени (например тропически условия като 23 градуса по Целзий с 85 процента относителна влажност или 38 градуса по Целзий с 90 процента относителна влажност).

По отношение на времето за стабилизиране, материалите трябва да достигнат стабилно дифузионно състояние (обикновено от дни до седмици за добри бариери).

По отношение на чувствителността и източниците на грешки, ръбови ефекти, лошо уплътняване, температурни колебания или нехомогенни материали могат да повлияят на резултатите.

Този метод е подходящ за широк диапазон от стойности на пропускливост на водни пари, от много ниски (фолиа с висока бариера) до високи стойности. За ултраниски пропускливости може да се предпочете стандартът DIN 53122-2 (газ-носител/манометрични или електролитни методи) или стандартът ISO 15106.

Методът на затваряне е много подобен на стандартите ASTM E96 (Процедура A или B), ISO 2528, JIS Z 0208 и TAPPI T 464. Много съвременни устройства също твърдят, че са съвместими със стандарта DIN 53122-1.

Въпреки че все още се използва като референтен метод, особено в Европа, за някои по-стари спецификации, много лаборатории сега прилагат по-бързи методи, базирани на сензори (напр. инфрачервени, електролитни или модулирани инфрачервени сензори по ISO 15106-1/2/3) за рутинни тестове. Гравиметричните методи с чашка обаче остават референтната техника за проверка и за материали с много ниски или много високи скорости на предаване.

Накратко, стандартът DIN 53122-1 описва метод за определяне на дебелината на хартия и картон чрез механично измерване при специфични условия. Точното измерване на дебелината е от решаващо значение за изчисляване на плътността и обема и контрол на качеството в производството и преработката на хартия.

Този стандарт дефинира:

Спецификации на измервателното устройство
Налягане, приложено по време на измерването
Подготовка и кондициониране на пробата
Изисквания за докладване

Дебелината се определя чрез поставяне на хартиена или картонена проба между две успоредни измервателни повърхности под специфично налягане. Вертикалното разстояние между повърхностите се записва като дебелина на материала.

Оборудването, използвано в тестовете, обикновено се състои от следното:

Плоска наковалня (измервателна повърхност)
Подвижно притискащо краче.
Механизъм за фиксирано натоварване
Индикатор за чувствителност (аналогов или цифров)

Стандартът DIN 53122-1 определя строги параметри на изпитване, за да се гарантира повторяемост:

Пробите трябва да се кондиционират в стандартна атмосфера. Това предотвратява промени в размерите, свързани с влагата.
Този стандарт определя контактното налягане между измервателните повърхности и пробата. Налягането трябва да се контролира, защото:
Прекалено големият натиск компресира хартията.
Твърде ниското налягане води до непоследователни показания.
За да се осигурят постоянни характеристики на затягане, диаметърът и контактната повърхност на притискащото краче са стандартизирани.

Правят се множество измервания на различни места и се отчита средноаритметичната стойност.

Стандартът DIN 53122-1 се използва широко в следните области:

Контрол на качеството при производството на хартия.
Производство на картонени опаковки
Проверка на спецификацията на хартията за печат
Научноизследователски и развойни лаборатории
Тестове за пригодност за търговски сделки

Индустрии като опаковане, издателско дело и производство на специална хартия разчитат на стандартизирани измервания на дебелината, за да осигурят постоянство на производителността.

Дебелината пряко влияе върху следното:

Твърдост и коравина
Печатваемост
Непрозрачност
Обем и плътност
Поведение при сгъване
Производителност на щанцоване

В заключение, стандартът DIN 53122-1 предоставя прецизен, повтаряем и международно хармонизиран метод за определяне на дебелината на хартия и картон.

В продължение на много години нашата организация, със своя компетентен и опитен персонал, разбира нуждите на своите клиенти, предоставяйки им необходимите съвременни услуги за тестване и подпомагайки ги при създаването, внедряването и подобряването на системите за управление. В тази рамка ние предоставяме и услуги за тестване в съответствие със стандарта DIN 53122-1.