TAPPI T 523 Medición dinámica de la transferencia de vapor de agua a través de materiales laminados

En la norma "TAPPI T 523 Medición dinámica de la transferencia de vapor de agua desde materiales en láminas" desarrollada por la Asociación Técnica de las Industrias de Pulpa, Papel y Transformación (TAPPI), se afirma que la transferencia de vapor de agua de materiales en láminas para embalaje, especialmente papel estucado películas de barrera, a cualquier temperatura normal o alta. Se describe un procedimiento que utiliza una celda cerrada para evaluar rápidamente la relación (WVTR).

Este procedimiento implica intercalar una hoja de muestra entre una habitación con alta humedad (90 por ciento de humedad relativa) y una habitación seca (5 por ciento o menos de humedad relativa) y determinar la tasa de cambio de humedad en la habitación seca. Mediante una curva de calibración, los resultados de estas pruebas dinámicas se pueden convertir en gramos de humedad por metro cuadrado-día.

Este procedimiento es un método general que permite el uso de cualquier dispositivo de medición dinámica. Este método no está destinado a ninguna aplicación ambiental, de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) ni de otras aplicaciones regulatorias.

Las condiciones climáticas a las que están expuestos los materiales de embalaje varían mucho, por lo que las pruebas de transmisión de vapor de agua mediante cualquier procedimiento sirven para comparar diferentes materiales en lugar de predecir su desempeño real en el campo. Aunque algunos materiales de barrera sufren cambios en su estado sólido por debajo de los 38 grados, esta temperatura elevada se utiliza a menudo para acelerar las pruebas gravimétricas de transmisión de agua (TAPPI T 464 Tasa de transmisión de vapor de agua de papel y cartón a temperatura y humedad elevadas). Los procedimientos dinámicos son lo suficientemente sensibles como para que no se requieran temperaturas peligrosamente altas ni un gran gradiente de humedad.

La tasa de transferencia de humedad desde una atmósfera relativamente húmeda a través de una barrera hacia una atmósfera más seca varía con el tiempo hasta que se alcanza el equilibrio. La duración del período de transición varía dependiendo de la capacidad del material de prueba para disolverse y retener agua. Si el material de prueba se hincha, también habrá un cambio en el coeficiente de difusión. Por ejemplo, con una película plástica hidrófoba, el equilibrio normalmente se alcanza en menos de una hora. El papel con una película protectora en ambos lados puede tardar días en estabilizarse.

Sin embargo, con un procedimiento de prueba dinámico, la tasa de transmisión de vapor de agua a través del material de barrera durante el período de transición se puede utilizar para evaluar la calidad de barrera del material. Los valores medidos de esta manera pueden compararse con valores obtenidos en condiciones de estado estacionario o usarse directamente con fines de control cuando se logra una correlación adecuada. El requisito básico para las pruebas dinámicas es que las condiciones que gobiernan el flujo sean constantes.

La muestra del material para la prueba se toma de acuerdo con la norma “TAPPI T 400 Muestreo y aceptación de un solo papel, cartón, envase de cartón o producto relacionado”. Se deben seleccionar muestras de prueba por triplicado de cada unidad de prueba, libres de defectos, poros u otros defectos no normales al material, y de tamaño apropiado para adaptarse al equipo utilizado.

En términos de acondicionamiento, las muestras de prueba totalmente hidrófobas no son sensibles al agua y se logra rápidamente un equilibrio satisfactorio en un ciclo de prueba normal.

Los componentes del dispositivo de medición dinámica utilizados en las pruebas son:

Celda de permeabilidad diseñada para que un área definida de la muestra de prueba quede intercalada entre dos cámaras. Un compartimento contiene una atmósfera seca, el otro compartimento contiene una atmósfera de alta humedad relativa.
La disposición de compresión que permite la rápida inserción y extracción de la muestra de prueba cuando la celda está abierta y cuando la celda está cerrada está adecuadamente sellada para evitar fugas significativas de vapor de agua entre la atmósfera circundante y la cámara seca.
La cámara de humedad contiene disposiciones para mantener la humedad dentro de más/menos 2 por ciento del nivel deseado. Usando agua líquida o una esponja saturada, se puede lograr una atmósfera sustancialmente saturada dentro de la cámara siendo la distancia entre el líquido y la muestra pequeña pero sin contacto directo entre el líquido y la muestra. Se pueden lograr índices de humedad más bajos utilizando soluciones salinas saturadas en lugar de agua o una corriente de gas con una humedad controlada con precisión.
La cámara seca, con conexiones a una fuente de gas de purga como nitrógeno o aire limpio, se seca a una humedad relativa del 5 por ciento o menos según lo requiera el dispositivo. La cámara se purga con gas seco, se aísla con válvulas y se mide la acumulación de humedad. Es fundamental que las superficies de la cámara seca no absorban cantidades significativas de humedad.
Sensor e indicador de humedad que responde rápidamente y es capaz de medir un cambio de humedad relativa del 0,05 por ciento o menos. El sensor mide el cambio de humedad dentro de la cámara seca para realizar pruebas. El sensor puede ser un haz de radiación infrarroja, un elemento de resistencia eléctrica o una celda electrolítica. La tasa de cambio de humedad en la celda seca está determinada por el tiempo que tarda la concentración en cambiar entre dos niveles seleccionados o su cambio durante un período de tiempo.
El sistema de control de temperatura es necesario para mantener la celda de permeabilidad y la muestra de prueba a una temperatura constante y conocida dentro de más/menos 0,2 grados.

Entre los numerosos estudios de ensayo, medición, análisis y evaluación que realiza para empresas de diversos sectores, nuestra organización también brinda servicios de ensayo definidos en la norma "TAPPI T 523 Medición dinámica de la transferencia de vapor de agua desde materiales laminares", contando con un personal capacitado y experto. y equipamiento tecnológico avanzado.