Der von der American Society for Testing and Materials (ASTM) entwickelte Standard „ASTM F2476-20 Standardtestmethode zur Bestimmung der Übertragungsrate von Kohlendioxidgas (CO2TR) durch Barrierematerialien unter Verwendung eines Infrarotdetektors“ beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der stationären Übertragungsrate von Kohlendioxidgas durch Kunststoffe in Form von Filmen, Platten, Laminaten, coextrudierten oder kunststoffbeschichteten Papieren oder Geweben. Bei homogenen Materialien können damit folgende Faktoren bestimmt werden:
Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Begriffe und Definitionen:
Die Kohlendioxid-Gasdurchlässigkeitsrate wird bestimmt, nachdem die Probe in der trockenen Testumgebung ein Gleichgewicht erreicht hat. Als trocken gilt in diesem Zusammenhang eine Umgebung, in der die relative Luftfeuchtigkeit weniger als 1 Prozent beträgt. Die Probe wird als abgedichtete Halbbarriere zwischen zwei Kammern bei Umgebungsluftdruck montiert. Eine Kammer wird langsam mit einem Stickstoffstrom gespült, die andere Kammer mit Kohlendioxid. Wenn Kohlendioxidgas durch den Film in das Stickstoffträgergas diffundiert, wird es zu einem Infrarotdetektor geleitet, wo ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt wird, dessen Größe proportional zur Menge an Kohlendioxid ist, die pro Zeiteinheit zum Detektor fließt.
Die Kohlendioxid-Gasdurchlässigkeitsrate (CO2TR) ist ein wichtiger Faktor für den Verpackungsschutz, den Barrierematerialien bieten. Dies ist jedoch nicht der einzige ausschlaggebende Faktor und es sollten zusätzliche erfahrungsbasierte Tests durchgeführt werden, um die Verpackungsleistung mit dem CO2TR in Beziehung zu setzen. Es eignet sich als Arbitrage-Testmethode, vorausgesetzt, dass sich Käufer und Verkäufer über Probenahmeverfahren, Standardisierungsverfahren, Testbedingungen und Abnahmekriterien einig sind.
Die Temperatur ist ein kritischer Parameter, der die CO2TR-Messung beeinflusst. Eine sorgfältige Temperaturkontrolle trägt dazu bei, Veränderungen aufgrund von Temperaturschwankungen zu minimieren. Die Temperatur muss während des Tests innerhalb von plus/minus 0,1 Grad gehalten werden. Die während eines Tests festgestellte Durchschnittstemperatur und der Temperaturbereich sollten gemeldet werden. Eine korrekte Temperaturregelung lässt sich leichter erreichen, wenn das Gerät in einer temperaturgeregelten Umgebung aufgestellt wird.
Nachdem der Sensor zum Testen einer hohen Transmissionsbarriere verwendet wurde, benötigt er Zeit, um sich an einen niedrigen Messwert zu gewöhnen, der für eine gute Kohlendioxidbarriere charakteristisch ist. Daher sollten Materialien mit vergleichbaren Gasdurchlässigkeitseigenschaften gemeinsam getestet werden. Die Kalibrierung sollte mit einer geeigneten Menge Kohlendioxid durchgeführt werden, die mit dem CO2TR der getesteten Proben vergleichbar ist.
Die zur Bestimmung des CO2TR verwendeten Probenahmeeinheiten sollten repräsentativ für die Produktmenge sein, für die Daten benötigt werden. Es muss darauf geachtet werden, dass die Proben die Bedingungen über die gesamte Breite und Länge einer Filmrolle hinweg repräsentativ darstellen.
Die Testproben müssen repräsentativ für die getesteten Materialien sein und dürfen keine Mängel aufweisen, einschließlich Falten, Knicken und Nadellöchern (es sei denn, diese sind ein Merkmal des getesteten Materials). Bei Bedarf wird die mittlere Dicke mit einem digitalen Mikrometer (oder einem gleichwertigen Gerät) an mindestens fünf über die gesamte Prüffläche verteilten Punkten auf 2,5 µm genau bestimmt. Es werden Maximal-, Minimal- und Durchschnittswerte aufgezeichnet.
Wenn eine Probe spröde ist (z. B. bei einer dünnen Beschichtung oder ungeschützten Metallisierung), kann die Messung des Materials die Barriereschicht beeinträchtigen oder zerkratzen. Bei solchen Proben kann es sinnvoll sein, die Materialdicke nach der Prüfung der Transmissionsrate zu analysieren. Wenn die Testprobe eine asymmetrische (mehrschichtige) Struktur aufweist, sollten die beiden Oberflächen mit entsprechenden Unterscheidungsmerkmalen versehen und die Ausrichtung der Testprobe in der Diffusionszelle angegeben werden.
Wenn ein spezielles Konditionierungsverfahren verwendet wird, sollte dies im Bericht aufgeführt werden.
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