ASTM F1249 Wasserdampfdurchlässigkeitsrate durch Kunststofffolien und -platten

Die von der American Society for Testing and Materials (ASTM) entwickelte Norm ASTM F1249 zur Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit flexibler Barrierematerialien mittels modulierter Infrarotsensoren beschreibt ein Prüfverfahren. Dieses Verfahren ist anwendbar auf Folien und Platten bis zu einer Dicke von 3 mm aus ein- oder mehrlagigen synthetischen oder natürlichen Polymeren und Folien, einschließlich beschichteter Materialien. Die Norm ermöglicht die Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit, der Wasserdampfpermeabilität der Folie und des Wasserdampfpermeabilitätskoeffizienten für homogene Materialien. Die Werte für Wasserdampfpermeabilität und Wasserdampfpermeabilitätskoeffizient sind mit Vorsicht zu interpretieren. Der umgekehrte Zusammenhang zwischen Wasserdampfdurchlässigkeit und Dicke sowie der direkte Zusammenhang zwischen Wasserdampfdurchlässigkeit und Wasserdampfpartialdruckdifferenz sind nicht immer gegeben.

Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Begriffe und Definitionen:

• Der Wasserdampfdurchlässigkeitskoeffizient ist das Produkt aus Durchlässigkeit und Filmdicke. Die Durchlässigkeit ist nur für homogene Materialien von Bedeutung und stellt in diesem Fall eine Eigenschaft des Materials dar. Diese Größe sollte nur verwendet werden, wenn der Zusammenhang zwischen Dicke und Durchlässigkeit durch Tests mit unterschiedlichen Materialdicken nachgewiesen wurde.
• Die Wasserdampfdurchlässigkeit ist das Verhältnis der Wasserdampfdurchlässigkeit einer Barriere zur Dampfdruckdifferenz zwischen zwei Oberflächen. Da die Durchlässigkeit einer Probe im Allgemeinen von der relativen Luftfeuchtigkeit und der Temperatur abhängt, müssen die Testbedingungen festgelegt werden.
• Die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate ist die zeitliche Geschwindigkeit des Wasserdampfflusses pro Flächeneinheit senkrecht zu Oberflächen unter stationären Bedingungen. Wenn die Luftfeuchtigkeit die Differenz der relativen Luftfeuchtigkeit zwischen Proben ist, sollten die Testbedingungen für relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur angegeben werden.

Während des Tests wird eine Trockenkammer durch das zu testende Barrierematerial von einer Nasskammer mit bekannter Temperatur und Luftfeuchtigkeit getrennt. Trockenkammer und Nasskammer bilden eine Diffusionszelle, die von der Testfolie umschlossen wird. Der von der Folie abgegebene Wasserdampf vermischt sich mit dem Gas in der Trockenkammer und wird zu einem druckmodulierten Infrarotsensor geleitet. Dieser Sensor misst den vom Wasserdampf absorbierten Anteil der Infrarotenergie und erzeugt ein elektrisches Signal, dessen Amplitude proportional zur Wasserdampfkonzentration ist. Die Amplitude des von der Testfolie erzeugten elektrischen Signals wird dann mit einem Signal verglichen, das durch die Messung einer Kalibrierfolie mit bekannter Wasserdampfdurchlässigkeit erzeugt wurde. Diese Information wird dann verwendet, um die Rate zu berechnen, mit der Feuchtigkeit durch das Testmaterial durchlässig ist.

Der Zweck dieser Prüfmethode besteht darin, zuverlässige Werte für die Wasserdampfdurchlässigkeit von Kunststofffolien und -platten zu erhalten. Die Wasserdampfdurchlässigkeit ist eine wichtige Eigenschaft von Verpackungsmaterialien und kann oft direkt mit der Haltbarkeit und Stabilität des verpackten Produkts in Verbindung gebracht werden.

Wenn sich Käufer und Verkäufer auf Probenahmeverfahren, Standardisierungsverfahren, Testbedingungen und Akzeptanzkriterien einigen, sind die aus dieser Testmethode gewonnenen Daten für die Verwendung als Referenztestmethode geeignet.

Der ASTM F1249-Standard ist unverzichtbar, da er eine zuverlässige und standardisierte Methode zur Messung der Wasserdampfdurchlässigkeit von Kunststofffolien und -platten bietet, die in vielen Branchen (insbesondere der Verpackungsindustrie) von entscheidender Bedeutung ist. Hier sind einige Gründe, warum er als so wichtig gilt:

• Aufrechterhaltung der Produktqualität: Viele Produkte, insbesondere Lebensmittel, Arzneimittel und Elektronik, reagieren empfindlich auf Feuchtigkeit. Zu viel Wasserdampf, der durch die Verpackung dringt, kann zu Verderb, Qualitätsverlust oder Defekten führen.
• Materialvergleich: Dieser Standard ermöglicht Herstellern und Forschern einen konsistenten und genauen Vergleich der Barriereeigenschaften von Materialien und hilft bei der Materialauswahl und -entwicklung.
• Qualitätskontrolle und Konformität: Bietet eine wiederholbare Testmethode, um sicherzustellen, dass Materialien die gesetzlichen oder branchenspezifischen Barriereanforderungen erfüllen.
• Designoptimierung: Die Kenntnis der Wasserdampfdurchlässigkeitsrate hilft Designern, Verpackungen zu entwickeln, die Kosten, Leistung und Haltbarkeitserwartungen in Einklang bringen.
• Instrumentenbasierte Empfindlichkeit: Die im ASTM-Standard F1249 beschriebene Methode verwendet einen Infrarotsensor und ist für ihre hohe Empfindlichkeit und Präzision bekannt, wodurch sie sich für Hochleistungsbarrierematerialien eignet.

Kurz gesagt bietet der ASTM F1249-Standard Konsistenz, Zuverlässigkeit und Leistungsbenchmarking für Feuchtigkeitsbarriereeigenschaften in Materialien, bei denen die Wasserdampfdurchlässigkeit ein kritischer Faktor ist.

Unser Unternehmen unterstützt seit Jahren Unternehmen aller Branchen mit einem breiten Spektrum an Test-, Mess-, Analyse- und Evaluierungsaktivitäten. Es verfügt über ein starkes Team von Mitarbeitern, die die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgen und sich ständig weiterentwickeln. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der „ASTM F1249 Standardtestmethode für die Wasserdampfdurchlässigkeit durch Kunststofffolien und -platten unter Verwendung eines modulierten Infrarotsensors“ an.