DIN 53380 Skúšanie plastov - Stanovenie priepustnosti plynov

Norma „DIN 53380 Skúšanie plastov – Stanovenie priepustnosti plynov“, vydaná Nemeckým inštitútom pre normalizáciu (DIN), pozostáva z nasledujúcich podkapitol publikovaných pod rovnakým názvom:

Metóda opísaná v norme „DIN 53380-1 Časť 1: Objemová meracia metóda pre plastové fólie“ sa používa na určenie rýchlosti plynu (napr. kyslíka, oxidu uhličitého, dusíka a ich zmesí) prechádzajúceho plastovou fóliou a následne jej vhodnosti na balenie napríklad citlivých výrobkov. Túto metódu nemožno použiť pre plyny, ktoré majú tendenciu kondenzovať alebo chemicky reagovať so vzorkou materiálu.

Prietok plynu sa meria určením objemu plynu prechádzajúceho vzorkou za špecifikovaných podmienok. Hodnoty uvedené v kapitole 8 sú vhodné na určenie prietokov plynu v rozsahu od približne 3 cm³/(m²•d•bar) do 20 000 cm³/(m²•d•bar) (d je symbol pre dni). Keďže prietok plynu závisí od hrúbky výrobku, reprodukovateľné výsledky možno získať iba so vzorkami s rovnomernou hrúbkou. Pre homogénne materiály je prietok plynu vo všeobecnosti nepriamo úmerný hrúbke.

Vo svete materiálovej vedy a plastikárskeho inžinierstva je zabezpečenie integrity a výkonu obalových materiálov prvoradé. Jednou z kľúčových vlastností fólií používaných v balení potravín, zdravotníckych pomôcok a priemyselných aplikáciách je ich schopnosť pôsobiť ako bariéra proti plynom. Tu prichádza na rad norma DIN 53380-1, ktorá poskytuje presnú metódu merania rýchlosti prenosu plynov v plastových fóliách. Táto norma zostáva základným kameňom kontroly kvality v plastikárskom priemysle. Začlenením volumetrického prístupu k meraniu množstva plynu prechádzajúceho cez fóliu za kontrolovaných podmienok pomáha výrobcom optimalizovať materiály pre špecifické použitie.

Priepustnosť plynu sa vzťahuje na rýchlosť, akou molekuly plynu difundujú cez materiál. V prípade plastových fólií sa uprednostňuje nízka priepustnosť na predĺženie trvanlivosti produktov citlivých na kyslík, ako sú čerstvé produkty alebo liečivá, zatiaľ čo vysoká priepustnosť môže byť potrebná pre priedušné membrány používané v textilnom priemysle alebo poľnohospodárstve. Nedostatočná kontrola tejto vlastnosti môže viesť k znehodnoteniu, kontaminácii alebo poškodeniu materiálu.

Norma DIN 53380-1 rieši tieto potreby štandardizáciou testov, zabezpečením súladu s medzinárodnými predpismi a uľahčením obchodu. Často sa odkazuje na normu ISO 1399 a podobné normy pre priepustnosť plynov z kaučuku, čo zdôrazňuje jej interoperabilitu v globálnych testovacích laboratóriách. V ére, v ktorej dominujú ekologické plasty a pokročilé kompozity, presné údaje o priepustnosti poháňajú inovácie, od biologicky odbúrateľných fólií až po vysoko výkonné lamináty.

Norma DIN 53380-1 je nevyhnutná pre odvetvia založené na polymérnych fóliách:

Balenie potravín: Meranie prísunu kyslíka na zabránenie oxidácii v pochutinách alebo mäse.
Liečivá: Blistrové balenie zaisťuje sterilné prostredie tým, že zabraňuje úniku vlhkosti a plynov.
Elektronika: Testovanie zapuzdrovacích materiálov pre flexibilné displeje proti vniknutiu hélia alebo dusíka.
Nová technológia: Hodnotenie metánových bariér vo fóliách na skladovanie bioplynu, kde sa objemové testovanie priepustnosti metánu riadi touto normou.

Súlad s normou DIN 53380-1 nielenže spĺňa zákonné požiadavky (napr. materiály EÚ určené na kontakt s potravinami), ale tiež podporuje výskum a vývoj materiálov novej generácie.

Norma „DIN 53380-2 Časť 2: Manometrická metóda na skúšanie plastových fólií“ špecifikuje manometrickú techniku na určenie rýchlosti prenosu plynu cez tenké plastové fólie. Na rozdiel od volumetrických alebo nosných plynových metód v iných častiach série sa manometrický prístup zameriava na tlakové rozdiely, vďaka čomu je ideálny pre materiály so strednou až vysokou priepustnosťou, kde sa dajú ľahko zistiť zmeny tlaku. Norma sa vo všeobecnosti vzťahuje na fólie s hrúbkou medzi 20 µm a 3 mm, ale na požiadanie sú možné úpravy pre iné rozsahy. Je kompatibilná s medzinárodnými normami, ako je ISO 15105-1 pre coulometrické senzory, ale zdôrazňuje jednoduchosť manometrického testovania pre univerzálne testovanie plynov.

V oblasti testovania plastov, kde citlivosť určuje spoľahlivosť výrobku, sa norma DIN 53380-2 javí ako dôležitý protokol na hodnotenie interakcie plynov s polymérnymi materiálmi. Táto norma stavia na predchádzajúcich iteráciách a poskytuje robustný rámec pre manometrické merania. Dopĺňa širšiu sériu noriem DIN 53380 tým, že ponúka priamy prístup k meraniu priepustnosti plynov založený na tlaku, vďaka čomu je nevyhnutná pre odvetvia, ktoré vyžadujú vysoko efektívne a spoľahlivé hodnotenie bariér. Táto metóda je obzvlášť cenná vďaka svojej použiteľnosti a jednoduchosti pre širokú škálu plynov, od kyslíka po vodík, vo fóliách používaných v obaloch, automobilových súčiastkach a mnohých ďalších oblastiach.

Norma DIN 53380-2 sa široko používa v rôznych odvetviach:

Balenie: Hodnotenie bariér proti oxidu uhličitému v nápojových fľašiach alebo kyslíkových štítov pre rýchlo sa kaziace výrobky.
Automobilový priemysel a energetika: Hodnotenie priepustnosti vodíka v membránach palivových článkov a umožnenie novým zariadeniam poskytovať bezpečné a normám vyhovujúce testovanie.
Medicína a elektronika: Testovanie fólií na plynotesné utesnenie zariadení alebo displejov.
Udržateľnosť: Meranie prenosu dusíka alebo metánu v biologicky rozložiteľných fóliách pre poľnohospodárstvo.

Táto norma urýchľuje výskum a vývoj tým, že umožňuje rýchle a všestranné testovanie, ako je to v prípade termoplastických polyuretánov, kde údaje o priepustnosti určujú formulácie pre aplikácie s nízkym obsahom plynu.

Norma „DIN 53380-3 Časť 3: Nosný plyn špecifický pre kyslík – Metóda merania na plastových fóliách a plastových výliskoch“ opisuje metódu na stanovenie priepustnosti kyslíka (pre čistý kyslík alebo zmesi kyslíka, napr. pre vzduch) plastových fólií, fólií a dutých plastových telies (napr. obalových nádob, plastových trubíc), ako je definované v norme DIN 16922, čo umožňuje vyhodnotenie ich vhodnosti na baliace a technické aplikácie. Táto metóda sa môže použiť na stanovenie miery priepustnosti v rozsahu od 0,05 cm³/(m²•d•bar) do 1000 cm³/(m²•d•bar) pre fólie a fólie a od približne 0,0005 cm³/(d•bar) do 10 cm³/(d•bar) pre duté telesá. D tu predstavuje jednotku 24 hodín.

V modernom materiálovom inžinierstve je presnosť plynovej bariéry nepopierateľná a norma DIN 53380-3 sa považuje za zlatý štandard pre meranie rýchlosti prenosu kyslíka v plastových fóliách pomocou metódy nosného plynu. Táto norma predstavuje najpokročilejší a najpresnejší prístup k testom špecifickým pre kyslík v sérii noriem DIN 53380. Na rozdiel od volumetrických alebo manometrických techník metóda nosného plynu používa systém kontinuálneho prietoku so samostatným kyslíkovým senzorom a poskytuje detekčné limity už od 0,0005 cm3/(m2•d•bar), čo je kritické pre vysoko bariérové fólie používané v potravinárskych, farmaceutických a elektronických obaloch.

Kyslík je kľúčovým faktorom oxidácie, kazenia a mikrobiálneho rastu v balených výrobkoch. Aj stopové množstvo priepustnosti, napríklad 0,1 cm³/m²/deň, môže skrátiť trvanlivosť citlivých výrobkov z mesiacov na týždne. Naopak, kontrolovaný prívod kyslíka je uprednostňovaný v aplikáciách, ako je balenie čerstvých produktov (balenie v modifikovanej atmosfére) alebo obväzy na rany.

Norma DIN 53380-3 stanovuje nasledovné:

Ultranízke detekčné limity pre materiály s vysokou bariérou (napr. PET s hliníkovým povlakom).
Vysoká opakovateľnosť (typicky plus/mínus 5 percent)
Monitorovanie v reálnom čase s nepretržitým prietokom plynu.
Súlad s nariadením (ES) č. 1935/2004 a predpismi FDA 21 CFR pre materiály prichádzajúce do kontaktu s potravinami.

S nástupom flexibilných elektronických zariadení, biologicky odbúrateľných bariér a aktívnych obalov sú presné údaje o rýchlosti dodávania kyslíka nevyhnutné pre inovácie a schvaľovanie regulačnými orgánmi.

Norma „DIN 53380-4 Časť 4: Špecifická metóda infračervenej absorpcie na testovanie plastových fólií a plastových foriem na oxid uhličitý“ opisuje metódu infračervenej absorpcie na stanovenie rýchlosti prenosu oxidu uhličitého, metánu, oxidu dusného a iných plynov absorbujúcich infračervené žiarenie. Táto metóda, ktorá zaručuje medzinárodnú konzistentnosť, je v súlade s normou ISO 15105-3.

V komplexnom svete testovania polymérnych bariér ponúka norma DIN 53380-4 špecializované, vysoko citlivé riešenie na meranie rýchlosti prenosu oxidu uhličitého a iných infračervene aktívnych plynov cez plastové fólie. Táto norma využíva nedisperznú infračervenú spektroskopiu na dosiahnutie selektívnej detekcie v reálnom čase s detekčnými limitmi už od 0,1 cm³/(m²•d•bar). Táto norma sa zameriava na aplikácie kritické z hľadiska oxidu uhličitého, od balenia nápojov až po systémy s modifikovanou atmosférou a udržateľné membrány pre bioplyn a dopĺňa metódy špecifické pre kyslík (DIN 53380-3), manometrické (DIN 53380-2) a volumetrické (DIN 53380-1) metódy.

Norma DIN 53380-4 sa široko používa v nasledujúcich oblastiach:

Obaly na nápoje: PET fľaše musia mať mieru straty oxidu uhličitého nižšiu ako 10 % za 3 mesiace. Táto norma potvrdzuje bariérové nátery a zmesi recyklovaného PET.
Balenie potravín: Káva, občerstvenie, syr a ďalšie výrobky vyžadujú balenie v modifikovanej atmosfére s oxidom uhličitým, čo si vyžaduje vyvážený vstup/výstup. To zabraňuje zrúteniu obalu počas prepravy.
Bioplyn a obnoviteľná energia: Metánové bariéry vo výstelkách anaeróbnych digestorov. Metánový filter (3,3 µm), v súlade s normou DIN 53380-4, meria riziko úniku.
Liečivá: Fľaštičky a blistre premyté oxidom uhličitým zabraňujú oxidácii bez testovania kyslíkom.

DIN 53380-4 je presná norma pre priepustnosť oxidu uhličitého a infračervene aktívnych plynov v plastových fóliách.

Naša organizácia s kompetentnými a skúsenými zamestnancami už mnoho rokov rozumie potrebám svojich klientov, poskytuje im pokročilé testovacie služby a pomáha im pri zavádzaní, implementácii a zlepšovaní systémov riadenia. V tomto rámci poskytujeme aj testovacie služby pre podniky v súlade s normou „DIN 53380 Skúšanie plastov – Stanovenie priepustnosti plynov“.