DIN 53122-1 Determinação da permeabilidade ao vapor de água de filmes plásticos e elastoméricos, papéis, papelão e outros materiais em folha - Parte 1: Método gravimétrico

DIN 53122-1 Determinação da permeabilidade ao vapor de água de filmes plásticos e elastoméricos, papéis, papelão e outros materiais em folha - Parte 1: Método gravimétrico

A norma “DIN 53122-1 Teste de filmes plásticos e elastoméricos, papéis, papelão e outros materiais em folha - Determinação da permeabilidade ao vapor de água - Parte 1: Método gravimétrico”, publicada pelo Instituto Alemão de Normalização (DIN), descreve um método de ensaio para determinar a permeabilidade ao vapor de água utilizando o método gravimétrico.

DIN 53122-1 Determinação da permeabilidade ao vapor de água de filmes plásticos e elastoméricos, papéis, papelão e outros materiais em folha - Parte 1: Método gravimétrico

A norma DIN 53122-1 inclui um método de ensaio gravimétrico para medir a taxa de permeabilidade ao vapor de água (WVTR), também conhecida como taxa de permeabilidade ao vapor de umidade (MVTR), de materiais em forma de lâmina. Esta norma fornece um método confiável e convencional para medir a facilidade com que o vapor de água passa através de materiais planos. Este método é amplamente aplicado no controle de qualidade e no desenvolvimento de materiais em indústrias como:

  • Embalagens (para alimentos, produtos farmacêuticos, eletrônicos e em qualquer situação em que o controle da entrada ou saída de umidade seja crucial)
  • Filmes de plástico e polímero
  • Papel, cartão e papelão ondulado
  • Folhas de borracha e elastômeros
  • Têxteis revestidos ou outros materiais de barreira

Materiais com alta barreira (por exemplo, laminados de folha de alumínio) normalmente apresentam taxas de permeabilidade ao vapor de água muito baixas (<0,1–1 g/m²/dia), enquanto materiais mais permeáveis, como papel ou alguns plásticos, podem exceder 10–50 g/m²/dia.

Este método de teste baseia-se na variação de peso (gravimetria) para determinar a quantidade de vapor de água que passa através da amostra. Existem duas configurações comuns (frequentemente denominadas copo seco e copo úmido):

  • Método A (mais comum para materiais de barreira): O corpo de prova é selado em um recipiente contendo um dessecante forte (lado seco, por exemplo, cloreto de cálcio ou sílica gel). O recipiente é colocado em um ambiente controlado de alta umidade (tipicamente 85% ou 90% de umidade relativa a 23°C ou 38°C). O vapor de água do ambiente difunde-se através do material para dentro do recipiente, fazendo com que este ganhe peso ao longo do tempo.
  • Método B (para materiais com maior permeabilidade): O recipiente é preenchido com água (lado úmido, 100% de umidade relativa interna) e o exterior é controlado com uma umidade mais baixa. A água evapora e se difunde para fora, fazendo com que o recipiente perca peso.

Geralmente, esse processo segue estes passos:

  • São preparadas e condicionadas amostras de teste circulares ou de área definida.
  • O recipiente da amostra é selado hermeticamente (cera, graxa ou compressão mecânica são usadas para evitar vazamentos).
  • O sistema de teste é submetido a condições constantes de temperatura e umidade relativa em uma câmara climática.
  • Os recipientes são pesados ​​periodicamente (diariamente ou em intervalos definidos) até que se obtenha uma variação de peso linear constante.
  • A taxa de transmissão de vapor de água (WVTR, na sigla em inglês) é calculada a partir da inclinação da curva peso-tempo.

A taxa de transmissão é geralmente expressa em g/(m²·dia) (gramas de vapor de água por metro quadrado/dia), normalizada à espessura de referência, para materiais homogêneos.

Em termos de condições de teste, a temperatura e a umidade são definidas com precisão (por exemplo, condições tropicais como 23 graus Celsius com 85% de umidade relativa ou 38 graus Celsius com 90% de umidade relativa).

Em termos de tempo de estabilização, os materiais devem atingir um estado de difusão estável (normalmente de dias a semanas para boas barreiras).

Em termos de sensibilidade e fontes de erro, efeitos de borda, vedação inadequada, flutuações de temperatura ou materiais não homogêneos podem afetar os resultados.

Este método é adequado para uma ampla gama de valores de permeabilidade ao vapor de água, desde valores muito baixos (folhas de alta barreira) até valores altos. Para permeabilidades ultrabaixas, pode-se preferir a norma DIN 53122-2 (métodos com gás de arraste/manométricos ou eletrolíticos) ou a norma ISO 15106.

O método de fechamento é muito semelhante às normas ASTM E96 (Procedimento A ou B), ISO 2528, JIS Z 0208 e TAPPI T 464. Muitos dispositivos modernos também afirmam estar em conformidade com a norma DIN 53122-1.

Embora ainda utilizado como referência, principalmente na Europa, para algumas especificações mais antigas, muitos laboratórios agora empregam métodos mais rápidos baseados em sensores (por exemplo, sensores infravermelhos, eletrolíticos ou infravermelhos modulados ISO 15106-1/2/3) para testes de rotina. No entanto, os métodos gravimétricos em copo continuam sendo a técnica de referência para verificação e para materiais com taxas de transmissão muito baixas ou muito altas.

Em resumo, a norma DIN 53122-1 descreve um método para determinar a espessura de papel e cartão por meio de medição mecânica sob condições específicas. A medição precisa da espessura é crucial para cálculos de densidade e volume, bem como para o controle de qualidade nas indústrias de produção e transformação de papel.

Este padrão define:

  • Especificações do dispositivo de medição
  • Pressão aplicada durante a medição
  • Preparação e condicionamento de amostras
  • Requisitos de relatórios

A espessura é determinada colocando-se uma amostra de papel ou cartão entre duas superfícies de medição paralelas sob uma pressão específica. A distância vertical entre as superfícies é registrada como a espessura do material.

O equipamento utilizado nos testes normalmente consiste no seguinte:

  • Uma bigorna plana (superfície de medição)
  • Um calcador móvel.
  • Mecanismo de carga fixa
  • Indicador de sensibilidade (analógico ou digital)

A norma DIN 53122-1 especifica parâmetros de teste rigorosos para garantir a repetibilidade:

  • As amostras devem ser acondicionadas em atmosfera padrão. Isso evita alterações dimensionais relacionadas à umidade.
  • Esta norma define a pressão de contato entre as superfícies de medição e a amostra. A pressão deve ser controlada porque:
  • Pressão excessiva comprime o papel.
  • Pressão insuficiente resulta em leituras inconsistentes.
  • Para garantir características de fixação consistentes, o diâmetro e a área de contato do calcador são padronizados.

São feitas várias medições em locais diferentes e é apresentada a média aritmética.

A norma DIN 53122-1 é amplamente utilizada nas seguintes áreas:

  • Controle de qualidade na produção de papel.
  • Produção de embalagens de papelão
  • Verificação das especificações do papel de impressão
  • Laboratórios de pesquisa e desenvolvimento
  • Testes de adequação para transações comerciais

Indústrias como a de embalagens, editoração e fabricação de papéis especiais dependem de medições de espessura padronizadas para garantir a consistência do desempenho.

A espessura afeta diretamente o seguinte:

  • Dureza e rigidez
  • Capacidade de impressão
  • Opacidade
  • Volume e densidade
  • Comportamento de dobragem
  • Desempenho de corte e vinco

Em conclusão, a norma DIN 53122-1 fornece um método preciso, repetível e harmonizado internacionalmente para determinar a espessura do papel e do cartão.

Há muitos anos, nossa organização, com sua equipe competente e experiente, compreende as necessidades de seus clientes, fornecendo os serviços avançados de ensaio que eles exigem e auxiliando-os no estabelecimento, implementação e aprimoramento de sistemas de gestão. Nesse contexto, também oferecemos serviços de ensaio em conformidade com a norma DIN 53122-1.

WhatsApp