DIN 53122-1 Penentuan Permeabilitas Uap Air pada Film Plastik dan Elastomer, Kertas, Karton dan Bahan Lembaran Lainnya - Bagian 1: Metode Gravimetri

Standar “DIN 53122-1 Pengujian film plastik dan elastomer, kertas, karton dan bahan lembaran lainnya - Penentuan permeabilitas uap air - Bagian 1: Metode gravimetri”, yang diterbitkan oleh Institut Standardisasi Jerman (DIN), menjelaskan metode pengujian untuk menentukan permeabilitas uap air menggunakan metode gravimetri.

Standar DIN 53122-1 mencakup metode uji gravimetri untuk mengukur rasio permeabilitas uap air (WVTR), juga dikenal sebagai rasio permeabilitas uap air (MVTR), dari material berbentuk lembaran. Standar ini menyediakan metode konvensional yang andal untuk mengukur seberapa mudah uap air melewati material datar. Metode ini banyak diterapkan dalam pengendalian mutu dan pengembangan material di berbagai industri seperti:

Pengemasan (untuk makanan, farmasi, elektronik, dan di mana pun pengendalian masuk atau keluarnya kelembapan sangat penting)
Film plastik dan polimer
Kertas, karton, dan karton bergelombang
Lembaran karet dan elastomer
Tekstil berlapis atau bahan penghalang lainnya

Material dengan penghalang tinggi (misalnya, laminasi aluminium foil) biasanya menunjukkan laju permeabilitas uap air yang sangat rendah (<0,1–1 g/m²/hari), sedangkan material yang lebih permeabel seperti kertas atau beberapa plastik dapat melebihi 10–50 g/m²/hari.

Metode pengujian ini bergantung pada perubahan berat (gravimetri) untuk menentukan jumlah uap air yang melewati sampel uji. Terdapat dua konfigurasi umum (sering disebut sebagai cangkir kering dan cangkir basah):

Metode A (paling umum untuk material penghalang): Spesimen uji disegel dalam wadah yang berisi bahan pengering kuat (sisi kering, misalnya, kalsium klorida atau gel silika). Wadah ditempatkan dalam lingkungan dengan kelembaban tinggi yang terkontrol (biasanya kelembaban relatif 85 atau 90 persen pada suhu 23 derajat atau 38 derajat). Uap air dari lingkungan berdifusi melalui material ke dalam wadah, menyebabkan wadah bertambah berat seiring waktu.
Metode B (untuk material dengan permeabilitas lebih tinggi): Wadah diisi dengan air (sisi basah, kelembaban relatif 100% di dalam) dan bagian luarnya dikontrol pada kelembaban yang lebih rendah. Air menguap dan berdifusi ke luar, menyebabkan wadah kehilangan berat.

Proses ini umumnya mengikuti langkah-langkah berikut:

Spesimen uji berbentuk lingkaran atau area yang telah ditentukan disiapkan dan dikondisikan.
Wadah sampel disegel rapat (lilin, gemuk, atau kompresi mekanis digunakan untuk mencegah kebocoran).
Perangkat uji tersebut dikenai kondisi suhu dan kelembaban relatif konstan di dalam ruang iklim terkontrol.
Wadah-wadah tersebut ditimbang secara berkala (setiap hari atau pada interval yang ditentukan) hingga diperoleh variasi berat linier yang konstan.
Rasio transmisi uap air (WVTR) dihitung dari kemiringan kurva berat-waktu.

Laju transmisi umumnya dinyatakan dalam g/(m²·hari) (gram uap air per meter persegi/hari), dinormalisasi terhadap ketebalan referensi, untuk material homogen.

Dalam hal kondisi pengujian, suhu dan kelembapan didefinisikan secara tepat (misalnya, kondisi tropis seperti 23 derajat Celcius dengan kelembapan relatif 85 persen atau 38 derajat Celcius dengan kelembapan relatif 90 persen).

Dalam hal waktu stabilisasi, material harus mencapai keadaan difusi yang stabil (biasanya beberapa hari hingga beberapa minggu untuk penghalang yang baik).

Dari segi sensitivitas dan sumber kesalahan, efek tepi, penyegelan yang buruk, fluktuasi suhu, atau material yang tidak homogen dapat memengaruhi hasilnya.

Metode ini cocok untuk berbagai nilai permeabilitas uap air, dari yang sangat rendah (foil penghalang tinggi) hingga nilai tinggi. Untuk permeabilitas ultra-rendah, standar DIN 53122-2 (metode gas pembawa/manometrik atau elektrolitik) atau standar ISO 15106 dapat lebih disukai.

Metode penutupannya sangat mirip dengan standar ASTM E96 (Prosedur A atau B), ISO 2528, JIS Z 0208, dan TAPPI T 464. Banyak perangkat modern juga mengklaim sesuai dengan standar DIN 53122-1.

Meskipun masih digunakan sebagai referensi, terutama di Eropa, untuk beberapa spesifikasi lama, banyak laboratorium sekarang menggunakan metode berbasis sensor yang lebih cepat (misalnya, sensor inframerah ISO 15106-1/2/3, elektrolitik, atau inframerah termodulasi) untuk pengujian rutin. Namun, metode cawan gravimetrik tetap menjadi teknik referensi untuk verifikasi dan untuk material dengan tingkat transmisi yang sangat rendah atau sangat tinggi.

Singkatnya, standar DIN 53122-1 menjelaskan metode untuk menentukan ketebalan kertas dan karton menggunakan pengukuran mekanis dalam kondisi tertentu. Pengukuran ketebalan yang akurat sangat penting untuk perhitungan kepadatan dan volume serta pengendalian mutu dalam industri produksi dan pengolahan kertas.

Standar ini mendefinisikan:

Spesifikasi perangkat pengukuran
Tekanan yang diberikan selama pengukuran
Persiapan dan pengkondisian sampel
Persyaratan pelaporan

Ketebalan ditentukan dengan menempatkan sampel kertas atau karton di antara dua permukaan pengukuran paralel di bawah tekanan tertentu. Jarak vertikal antara permukaan tersebut dicatat sebagai ketebalan material.

Peralatan yang digunakan dalam pengujian biasanya terdiri dari hal-hal berikut:

Landasan datar (permukaan pengukur)
Kaki penekan yang dapat digerakkan.
Mekanisme beban tetap
Indikator sensitivitas (analog atau digital)

Standar DIN 53122-1 menetapkan parameter pengujian yang ketat untuk memastikan pengulangan:

Sampel harus dikondisikan dalam atmosfer standar. Hal ini mencegah perubahan dimensi yang terkait dengan kelembapan.
Standar ini mendefinisikan tekanan kontak antara permukaan pengukuran dan sampel. Tekanan harus dikontrol karena:
Tekanan yang terlalu besar akan menekan kertas.
Tekanan yang terlalu rendah mengakibatkan pembacaan yang tidak konsisten.
Untuk memastikan karakteristik penjepitan yang konsisten, diameter dan luas permukaan kontak kaki penekan distandarisasi.

Beberapa pengukuran dilakukan di lokasi yang berbeda, dan nilai rata-rata aritmatika dilaporkan.

Standar DIN 53122-1 banyak digunakan di bidang-bidang berikut:

Pengendalian mutu dalam produksi kertas.
Produksi karton kemasan
Verifikasi spesifikasi kertas cetak
Laboratorium penelitian dan pengembangan
Uji kelayakan untuk transaksi komersial

Industri seperti pengemasan, penerbitan, dan pembuatan kertas khusus bergantung pada pengukuran ketebalan standar untuk memastikan konsistensi kinerja.

Ketebalan secara langsung memengaruhi hal-hal berikut:

Kekerasan dan kekakuan
Kemampuan cetak
Kegelapan
Volume dan kepadatan
Perilaku pelipatan
Kinerja pemotongan cetakan

Kesimpulannya, standar DIN 53122-1 menyediakan metode yang tepat, dapat diulang, dan terharmonisasi secara internasional untuk menentukan ketebalan kertas dan karton.

Selama bertahun-tahun, organisasi kami, dengan staf yang kompeten dan berpengalaman, telah memahami kebutuhan klien, menyediakan layanan pengujian canggih yang mereka butuhkan, dan membantu mereka dalam pembentukan, implementasi, dan peningkatan sistem manajemen. Dalam kerangka kerja ini, kami juga menyediakan layanan pengujian sesuai dengan standar DIN 53122-1.