TAPPI T 523 Dynamické meranie prenosu vodnej pary cez plošné materiály

V norme „TAPPI T 523 Dynamické meranie prestupu vodnej pary z plošných materiálov“ vyvinutej Technickou asociáciou celulózo-papierenského priemyslu a konverzného priemyslu (TAPPI) sa uvádza, že prestup vodnej pary plošných obalových materiálov, najmä natieraného papiera bariérové filmy, pri akejkoľvek normálnej alebo vysokej teplote Je opísaný postup s použitím uzavretej bunky na rýchle vyhodnotenie pomeru (WVTR).

Tento postup zahŕňa vloženie vzorky medzi miestnosť s vysokou vlhkosťou (90 percent relatívna vlhkosť) a suchú miestnosť (5 percent alebo menej relatívnej vlhkosti) a určenie rýchlosti zmeny vlhkosti v suchej miestnosti. Pomocou kalibračnej krivky možno tieto výsledky dynamických testov previesť na gramy vlhkosti na meter štvorcový/deň.

Tento postup je všeobecnou metódou, ktorá umožňuje použitie akéhokoľvek dynamického meracieho zariadenia. Táto metóda nie je určená pre žiadne aplikácie v oblasti životného prostredia, Food and Drug Administration (FDA) alebo iné regulačné aplikácie.

Klimatické podmienky, ktorým sú obalové materiály vystavené, sa značne líšia, takže testovanie priepustnosti vodnej pary akýmkoľvek postupom slúži skôr na porovnanie rôznych materiálov než na predpovedanie ich skutočného výkonu v teréne. Hoci niektoré bariérové materiály podliehajú zmenám v pevnom stave pod 38 stupňov, táto zvýšená teplota sa často používa na urýchlenie gravimetrického testovania priepustnosti vody (TAPPI T 464 Rýchlosť priepustnosti vodnej pary papiera a lepenky pri zvýšenej teplote a vlhkosti). Dynamické postupy sú dostatočne citlivé, takže nie sú potrebné nebezpečne vysoké teploty ani veľký gradient vlhkosti.

Rýchlosť prenosu vlhkosti z relatívne vlhkej atmosféry cez bariéru do suchšej atmosféry sa mení s časom, kým sa nedosiahne rovnováha. Dĺžka prechodného obdobia sa mení v závislosti od schopnosti testovaného materiálu rozpúšťať a zadržiavať vodu. Ak testovaný materiál napučí, dôjde aj k zmene koeficientu difúzie. Napríklad s hydrofóbnou plastovou fóliou sa rovnováha bežne dosiahne za menej ako hodinu. Papier s bariérovou fóliou na oboch stranách môže trvať niekoľko dní, kým sa stabilizuje.

Pri dynamickom testovacom postupe je však možné použiť rýchlosť prestupu vodnej pary cez bariérový materiál počas prechodného obdobia na vyhodnotenie kvality bariéry materiálu. Takto namerané hodnoty je možné porovnať s hodnotami získanými v podmienkach ustáleného stavu alebo použiť priamo na účely kontroly, keď sa dosiahne vhodná korelácia. Základnou požiadavkou pre dynamické skúšanie je, aby podmienky regulujúce prietok boli konštantné.

Vzorka materiálu na testovanie sa odoberá v súlade s normou „TAPPIT 400 Odber vzoriek a preberanie jedného papiera, kartónu, kontajnerového kartónu alebo súvisiaceho produktu“. Z každej testovacej jednotky by sa mali vybrať trojité skúšobné vzorky bez defektov, dierok alebo iných defektov, ktoré nie sú normálne pre materiál, a primeranej veľkosti, aby vyhovovali použitému zariadeniu.

Pokiaľ ide o kondicionovanie, plne hydrofóbne skúšobné vzorky nie sú citlivé na vodu a uspokojivá rovnováha sa rýchlo dosiahne v normálnom skúšobnom cykle.

Komponenty dynamického meracieho zariadenia použité v testoch sú:

Priepustná bunka navrhnutá tak, že definovaná oblasť testovanej vzorky je vložená medzi dve komory. Jedno oddelenie obsahuje suchú atmosféru, druhé oddelenie obsahuje atmosféru vysokej relatívnej vlhkosti.
Kompresné usporiadanie, ktoré umožňuje rýchle vloženie a vybratie testovanej vzorky, keď je článok otvorený a keď je článok zatvorený, je riadne utesnený, aby sa zabránilo značnému úniku vodnej pary medzi okolitou atmosférou a suchou komorou.
Komora vlhkosti obsahuje opatrenia na udržanie vlhkosti v rozmedzí plus/mínus 2 percent požadovanej úrovne. Použitím kvapalnej vody alebo nasýtenej špongie možno dosiahnuť v podstate nasýtenú atmosféru v komore, pričom vzdialenosť medzi kvapalinou a vzorkou je malá, ale bez priameho kontaktu medzi kvapalinou a vzorkou. Nižšie hodnoty vlhkosti je možné dosiahnuť použitím nasýtených soľných roztokov namiesto vody alebo prúdu plynu s presne regulovanou vlhkosťou.
Suchá komora s pripojením na zdroj preplachovacieho plynu, ako je dusík alebo čistý vzduch, sa vysuší na 5 percent alebo menej relatívnej vlhkosti, ako to vyžaduje zariadenie. Komora sa prepláchne suchým plynom, izoluje sa ventilmi a meria sa akumulácia vlhkosti. Je nevyhnutné, aby povrchy suchej komory neabsorbovali značné množstvo vlhkosti.
Snímač a indikátor vlhkosti, ktorý rýchlo reaguje a je schopný merať zmenu relatívnej vlhkosti o 0,05 percenta alebo menej. Snímač meria zmenu vlhkosti v suchej komore na testovanie. Senzorom môže byť lúč infračerveného žiarenia, elektrický odporový prvok alebo elektrolytický článok. Rýchlosť zmeny vlhkosti v suchej bunke je určená časom, ktorý potrebuje na zmenu koncentrácie medzi dvoma vybranými úrovňami alebo jej zmenou v priebehu času.
Systém kontroly teploty je potrebný na udržanie priepustnej bunky a testovanej vzorky na konštantnej známej teplote v rozmedzí plus/mínus 0,2 stupňa.

Spomedzi mnohých testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich štúdií, ktoré poskytuje pre podniky v rôznych sektoroch, naša organizácia poskytuje aj testovacie služby definované v norme „TAPPI T 523 Dynamické meranie prenosu vodnej pary z plošných materiálov“ s vyškoleným a odborným personálom. a moderné technologické vybavenie.