DIN 53122-1 Определение паропроницаемости пластиковых и эластомерных пленок, бумаги, картона и других листовых материалов - Часть 1: Гравиметрический метод

Стандарт «DIN 53122-1 Испытание пластиковых и эластомерных пленок, бумаги, картона и других листовых материалов — Определение паропроницаемости — Часть 1: Гравиметрический метод», опубликованный Немецким институтом стандартизации (DIN), описывает метод испытания для определения паропроницаемости с использованием гравиметрического метода.

Стандарт DIN 53122-1 включает гравиметрический метод измерения коэффициента паропроницаемости (WVTR), также известного как коэффициент паропроницаемости (MVTR), листовых материалов. Этот стандарт предоставляет надежный, общепринятый метод измерения того, насколько легко водяной пар проходит через плоские материалы. Этот метод широко применяется в контроле качества и разработке материалов в таких отраслях, как:

• Упаковка (для продуктов питания, фармацевтических препаратов, электроники и везде, где контроль проникновения или выхода влаги имеет решающее значение).
• Пластиковые и полимерные пленки
• Бумага, картон и гофрированный картон
• Резиновые листы и эластомеры
• Текстильные материалы с покрытием или другие барьерные материалы

Материалы с высокими барьерными свойствами (например, ламинаты из алюминиевой фольги) обычно демонстрируют очень низкую паропроницаемость (<0,1–1 г/м²/сутки), в то время как более проницаемые материалы, такие как бумага или некоторые виды пластика, могут превышать 10–50 г/м²/сутки.

Этот метод анализа основан на изменении веса (гравиметрии) для определения количества водяного пара, проходящего через образец. Существуют две распространенные конфигурации (часто называемые сухим и влажным тиглем):

• Метод А (наиболее распространенный для барьерных материалов): Испытуемый образец герметично помещается в контейнер, содержащий сильный осушитель (сухая сторона, например, хлорид кальция или силикагель). Контейнер помещается в контролируемую среду с высокой влажностью (обычно 85 или 90 процентов относительной влажности при температуре 23 или 38 градусов). Водяной пар из окружающей среды диффундирует через материал в контейнер, вызывая увеличение веса контейнера с течением времени.
• Метод B (для материалов с более высокой проницаемостью): Контейнер заполняется водой (влажная сторона, 100% относительная влажность внутри), а снаружи поддерживается более низкая влажность. Вода испаряется и диффундирует наружу, в результате чего контейнер теряет вес.

Этот процесс, как правило, состоит из следующих шагов:

• Для испытаний подготавливаются и выдерживаются круглые или ограниченные по площади образцы.
• Контейнер с образцом герметично закрыт (для предотвращения протечек используется воск, смазка или механическое сжатие).
• Испытательная установка находится в климатической камере при постоянных температурах и относительной влажности.
• Контейнеры периодически (ежедневно или через определенные интервалы) взвешиваются до тех пор, пока не будет достигнуто постоянное линейное изменение веса.
• Коэффициент паропроницаемости (WVTR) рассчитывается по наклону кривой зависимости веса от времени.

Коэффициент пропускания обычно выражается в г/(м²·сут) (граммах водяного пара на квадратный метр/сут), нормированных относительно эталонной толщины, для однородных материалов.

Что касается условий испытаний, температура и влажность точно определены (например, тропические условия, такие как 23 градуса Цельсия при относительной влажности 85 процентов или 38 градусов Цельсия при относительной влажности 90 процентов).

Что касается времени стабилизации, материалы должны достичь стабильного диффузионного состояния (обычно от нескольких дней до нескольких недель для хороших барьерных материалов).

С точки зрения чувствительности и источников ошибок, на результаты могут влиять краевые эффекты, плохое уплотнение, колебания температуры или неоднородность материалов.

Этот метод подходит для широкого диапазона значений паропроницаемости, от очень низких (высокобарьерные пленки) до высоких. Для сверхнизких значений паропроницаемости можно предпочесть стандарт DIN 53122-2 (методы с использованием газа-носителя/манометрический или электролитический методы) или стандарт ISO 15106.

Метод укупорки очень похож на стандарты ASTM E96 (процедура A или B), ISO 2528, JIS Z 0208 и TAPPI T 464. Многие современные устройства также заявляют о соответствии стандарту DIN 53122-1.

Хотя в настоящее время, особенно в Европе, для некоторых старых спецификаций по-прежнему используются эталонные методы, многие лаборатории в настоящее время применяют более быстрые методы на основе датчиков (например, инфракрасные датчики ISO 15106-1/2/3, электролитические или модулированные инфракрасные датчики) для рутинных испытаний. Однако гравиметрические чашечные методы остаются эталонным методом для проверки и для материалов с очень низкой или очень высокой скоростью пропускания.

Вкратце, стандарт DIN 53122-1 описывает метод определения толщины бумаги и картона с помощью механического измерения в определенных условиях. Точное измерение толщины имеет решающее значение для расчетов плотности и объема, а также для контроля качества в бумажной промышленности и перерабатывающих предприятиях.

Этот стандарт определяет:

• Технические характеристики измерительного прибора
• Давление, приложенное во время измерения
• Подготовка и кондиционирование образцов
• Требования к отчетности

Толщина определяется путем помещения образца бумаги или картона между двумя параллельными измерительными поверхностями под определенным давлением. Вертикальное расстояние между поверхностями регистрируется как толщина материала.

Оборудование, используемое в тестах, обычно состоит из следующего:

• Плоская наковальня (измерительная поверхность)
• Подвижная прижимная лапка.
• Механизм фиксированной нагрузки
• Индикатор чувствительности (аналоговый или цифровой)

Стандарт DIN 53122-1 устанавливает строгие параметры испытаний для обеспечения повторяемости результатов:

• Образцы следует выдерживать в стандартной атмосфере. Это предотвращает изменение размеров, связанное с влажностью.
• Данный стандарт определяет контактное давление между измерительными поверхностями и образцом. Давление необходимо контролировать по следующим причинам:
• Чрезмерное давление сжимает бумагу.
• Слишком низкое давление приводит к нестабильным показаниям.
• Для обеспечения стабильных характеристик зажима диаметр и площадь контактной поверхности прижимной лапки стандартизированы.

Проводится несколько измерений в разных местах, и выводится среднее арифметическое значение.

Стандарт DIN 53122-1 широко используется в следующих областях:

• Контроль качества в производстве бумаги.
• производство упаковочных картонных коробок
• Проверка технических характеристик бумаги для печати
• Научно-исследовательские лаборатории
• Критерии пригодности для коммерческих сделок

Такие отрасли, как упаковка, издательское дело и производство специализированной бумаги, полагаются на стандартизированные измерения толщины для обеспечения стабильных характеристик.

Толщина напрямую влияет на следующее:

• Твердость и жесткость
• Возможность печати
• Непрозрачность
• Объём и плотность
• Поведение при складывании
• Производительность вырубки

В заключение, стандарт DIN 53122-1 предоставляет точный, воспроизводимый и международно согласованный метод определения толщины бумаги и картона.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентным и опытным персоналом, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и помогает в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем услуги по тестированию в соответствии со стандартом DIN 53122-1.