Guida standard ASTM D6988 per la determinazione dello spessore dei campioni di prova di pellicole plastiche

Lo standard ASTM (American Society for Testing and Materials), "ASTM D6988 Standard Guide for Determining the Thickness of Plastic Film Test Specimens", descrive una procedura per determinare lo spessore dei film plastici, in cui lo spessore viene utilizzato direttamente per determinare i risultati dei test per varie proprietà. Questo metodo è preferibile, salvo diversa indicazione nelle specifiche dei materiali o negli standard di prova applicabili. Il termine "film" è definito nella norma ASTM D883 come termine facoltativo per fogli con spessore nominale non superiore a 0,25 mm. Metodi alternativi sono accettabili se soddisfano i requisiti di accuratezza di misurazione specificati in questa guida. La presente guida non intende trattare le tecniche di campionamento o la misurazione dello spessore dei film per la classificazione dei prodotti commerciali o per scopi di controllo qualità.

Questa guida intende fornire raccomandazioni e buone pratiche per determinare dimensioni precise quando necessario per calcolare proprietà espresse in unità fisiche. Non intende sostituire le misurazioni pratiche di spessore basate su strumenti portatili commerciali e non intende implicare che le misurazioni di spessore effettuate utilizzando queste procedure siano esattamente le stesse.

La norma ASTM D6988 fornisce un metodo globale per determinare lo spessore dei film plastici. Si tratta di un set completo di standard per i test sullo spessore dei film plastici che garantiscono uniformità nel settore, guidano il processo di produzione e migliorano il prodotto finale. L'utilizzo di un affidabile micrometro digitale consente di eseguire questi tipi di test sui film plastici in laboratorio.

I film plastici che soddisfano il test standard ASTM D6988 sono fogli di plastica con uno spessore nominale non superiore a 0,25 mm. Diversi film plastici possono essere esaminati con questo test. Tra questi:

• Il polietilene a bassa densità (LDPE) è un materiale termoplastico prodotto dal monomero etilene.
• Il polietilene lineare a bassa densità (LLDPE) è un polimero (polietilene) sostanzialmente lineare con un numero significativo di brevi ramificazioni.
• Il polietilene ad alta densità (HDPE) è un polimero termoplastico prodotto dal monomero etilene.

Le principali attrezzature utilizzate in questi test sono:

• Micrometri digitali 49-56: forniscono misurazioni di spessore precise. Sono adatti a chiunque lavori con carta, plastica e pellicole plastiche, nonché carta velina, tessuti non tessuti, tessuti e altre superfici simili a fogli. Sono ideali quando i materiali in fogli di plastica devono soddisfare gli standard internazionali.
• Micrometro digitale 49-86: un'altra ottima opzione per la misura dello spessore di campioni sottili e prodotti in carta, pellicola o tessuto non tessuto. Il sistema di misura digitale lineare di precisione è dotato di un display digitale ultra-chiaro e di facile lettura. Ha un intervallo di misura da 0 a 1,27 mm.

Nel mondo delle prove sui materiali, la precisione è fondamentale, soprattutto quando si tratta di materiali sottili e flessibili come i film plastici. Questi film sono comuni nel settore dell'imballaggio, dell'agricoltura, dei dispositivi medici e in innumerevoli altri settori in cui anche piccole variazioni di spessore possono influire su prestazioni, durata e costi. È qui che entra in gioco l'ASTM D6988, una guida standardizzata sviluppata per garantire una misurazione accurata e coerente dello spessore dei film plastici. Questo standard fornisce le migliori pratiche per ottenere dati affidabili, aiutando i produttori a soddisfare i criteri di qualità e i requisiti normativi.

Questo standard è particolarmente applicabile a film con spessore superiore a circa 50 micrometri, dove sono richiesti rapidi controlli a campione o valutazioni dello spessore medio. Il metodo descritto non è un metodo di prova rigido, ma piuttosto un quadro flessibile che consente agli utenti di adattare le tecniche alle proprie apparecchiature ed esigenze.

La norma ASTM D6988 contiene le procedure raccomandate per la misurazione dello spessore dei campioni di film plastico, solitamente preparati per altre prove meccaniche o fisiche. Questa norma sottolinea l'importanza di dimensioni precise nel calcolo di proprietà come la resistenza alla trazione, l'allungamento o le prestazioni di barriera, poiché lo spessore influisce direttamente su questi parametri.

Questa norma è applicabile a film e fogli di plastica uniformi, ad esclusione di materiali altamente irregolari o compositi. Riduce la variabilità nei risultati dei test tra laboratori o operatori garantendo la ripetibilità e la riproducibilità delle misurazioni. Non fornisce alcuna indicazione di precisione o distorsioni. A causa di vari fattori influenti (ad esempio, composizione del film, condizioni ambientali), gli utenti sono tenuti a convalidare i propri metodi per verificarne l'accuratezza.

Questa guida fa parte di un più ampio ecosistema di standard ASTM per le materie plastiche, integrando metodi quali ASTM D374 per pellicole più sottili o ASTM D8136 per la profilazione avanzata.

I film plastici sono progettati per applicazioni specifiche, come imballaggi alimentari resistenti all'umidità o coperture per serre resistenti ai raggi UV. Dati di spessore imprecisi possono causare:

• Specifiche eccessive o insufficienti dei materiali, con conseguente aumento dei costi.
• Guasti del prodotto, come perdite dagli imballaggi o durata di vita ridotta negli usi industriali.
• Non conformità agli standard internazionali quali ISO o EDANA.

Pertanto, è necessario misurare lo spessore dei film plastici. Lo standard ASTM D6988 affronta queste sfide promuovendo buone pratiche di misurazione e garantendo che i dati sullo spessore supportino un processo decisionale informato nel controllo qualità e nella ricerca.

Questo standard non raccomanda una singola tecnica, ma suggerisce opzioni in base alle caratteristiche della pellicola e alla sensibilità richiesta. Gli approcci comuni trattati in questo standard includono:

• Micrometro: questo metodo utilizza un dispositivo meccanico con un'incudine piatta e un mandrino per comprimere delicatamente la pellicola e misurare la distanza. È economico e rapido per controlli a campione. È soggetto a errori dell'operatore, contaminazione delle sonde ed effetti di compressione su pellicole morbide. Questo metodo è valido per un minimo di 2 mil.
• Comparatore a peso morto: simile a un micrometro, ma con un piede zavorrato per una pressione costante. Offre una migliore ripetibilità rispetto ai micrometri manuali. Tuttavia, è soggetto a irregolarità superficiali. Questo metodo è per uso generale in laboratorio.
• Ottico o laser senza contatto: utilizza la luce o il laser per scansionare senza toccare la pellicola. Non distruttivo, ad alta velocità e con una variabilità minima da parte dell'operatore. Può essere più costoso e richiedere la calibrazione per pellicole traslucide. Questo metodo è adatto per produzioni ad alto volume o per la profilazione di precisione.
• Ultrasuoni o correnti parassite (per film rivestiti): misura lo spessore utilizzando onde sonore o campi elettromagnetici, ideale per rivestimenti su superfici plastiche. È un metodo non distruttivo e copre strutture multistrato. Limitato a materiali conduttivi o speciali. Questo metodo è adatto per plastiche rivestite come i film verniciati.

Il processo in genere comprende i seguenti passaggi:

• Preparazione del campione: vengono tagliati campioni puliti e rappresentativi, evitando bordi o pieghe.
• Condizionamento: le pellicole vengono fissate a temperatura e umidità standard (ad esempio 23 gradi Celsius e 50% di umidità relativa).
• Misurazione: vengono effettuate più misurazioni (almeno 5-10), evitando la formazione di pieghe su tutto il campione.
• Calcolo: i valori vengono mediati, la variabilità viene valutata e riportata in unità quali micrometri (µm) o mils.

Per le pellicole rivestite, la linea guida si amplia per includere metodi non distruttivi come i dispositivi di misurazione magnetica, enfatizzando le misurazioni su più punti per rilevare le variazioni dell'applicazione.

Settori quali l'imballaggio (ad esempio bottiglie in PET, imballaggi in poliolefina) e la conversione si affidano a strumenti conformi allo standard ASTM D6988.

Alcune difficoltà nella misurazione dei film sottili sono:

• Precisione della compressione: le plastiche morbide possono rompersi sotto pressione, il che può portare a misurazioni incomplete.
• Fattori ambientali: l'umidità può causare rigonfiamenti nelle pellicole igroscopiche.
• Variabilità: le pellicole risultanti dai processi di estrusione presentano spesso bande di misurazione (strisce spesse/sottili).

Per superare questi problemi:

• Per garantire la coerenza vengono utilizzati strumenti automatizzati.
• Le condizioni ambientali sono documentate nei rapporti.
• La convalida viene effettuata periodicamente mediante confronto con gli standard di riferimento.

In definitiva, lo standard ASTM D6988 costituisce la pietra angolare per test affidabili sullo spessore dei film plastici, colmando il divario tra le misurazioni fondamentali e le esigenze industriali. Seguendo questa guida, i professionisti possono migliorare la qualità dei prodotti, facilitare la conformità e promuovere l'innovazione nella scienza dei materiali. Con l'evoluzione dei film plastici, ad esempio con le bioplastiche sostenibili o gli imballaggi intelligenti, tali standard rimangono rilevanti.

La nostra organizzazione, che da molti anni è al servizio delle aziende e segue meticolosamente gli sviluppi scientifici e tecnologici globali, si avvale di un team qualificato e di un'ampia infrastruttura per condurre test, misurazioni e analisi in un'ampia gamma di ambiti per aziende di tutti i settori. In questo contesto, forniamo anche servizi di test in conformità con la norma ASTM D6988 "Guida per la determinazione dello spessore dei provini di film plastici".