DIN 53122-1 Bestämning av vattenångpermeabilitet hos plast- och elastomerfilmer, papper, kartong och andra arkmaterial - Del 1: Gravimetrisk metod

Standarden ”DIN 53122-1 Provning av plast- och elastomerfilmer, papper, kartong och andra arkmaterial - Bestämning av vattenångpermeabilitet - Del 1: Gravimetrisk metod”, publicerad av Tyska standardiseringsinstitutet (DIN), beskriver en testmetod för att bestämma vattenångpermeabilitet med hjälp av den gravimetriska metoden.

Standarden DIN 53122-1 inkluderar en gravimetrisk testmetod för att mäta vattenångpermeabilitetsförhållandet (WVTR), även känt som fuktångpermeabilitetsförhållandet (MVTR), för arkliknande material. Denna standard tillhandahåller en tillförlitlig, konventionell metod för att mäta hur lätt vattenånga passerar genom plana material. Denna metod används i stor utsträckning inom kvalitetskontroll och materialutveckling inom industrier som:

• Förpackningar (för livsmedel, läkemedel, elektronik och överallt där det är avgörande att kontrollera fuktens in- eller utflöde)
• Plast- och polymerfilmer
• Papper, kartong och wellpapp
• Gummidukar och elastomerer
• Belagda textilier eller andra barriärmaterial

Högbarriärmaterial (t.ex. aluminiumfolielaminat) uppvisar vanligtvis mycket låg vattenångpermeabilitet (<0,1–1 g/m²/dag), medan mer permeabla material som papper eller vissa plaster kan överstiga 10–50 g/m²/dag.

Denna testmetod bygger på viktförändring (gravimetri) för att bestämma mängden vattenånga som passerar genom testprovet. Två vanliga konfigurationer finns (ofta kallade torrkopp och våtkopp):

• Metod A (vanligast för barriärmaterial): Testprovet förseglas i en behållare som innehåller ett starkt torkmedel (torr sida, t.ex. kalciumklorid eller kiselgel). Behållaren placeras i en kontrollerad miljö med hög luftfuktighet (vanligtvis 85 eller 90 procent relativ luftfuktighet vid 23 eller 38 grader). Vattenånga från omgivningen diffunderar genom materialet in i behållaren, vilket gör att behållaren ökar i vikt med tiden.
• Metod B (för material med högre permeabilitet): Behållaren fylls med vatten (våt sida, 100 % relativ fuktighet inuti) och utsidan kontrolleras till en lägre fuktighet. Vattnet avdunstar och diffunderar utåt, vilket gör att behållaren förlorar vikt.

Denna process följer vanligtvis dessa steg:

• Cirkulära eller definierade testprover framställs och konditioneras.
• Provbehållaren är tätt försluten (vax, fett eller mekanisk kompression används för att förhindra läckage).
• Testuppställningen utsätts för konstant temperatur och relativ fuktighet i en klimatkammare.
• Behållarna vägs regelbundet (dagligen eller med definierade intervall) tills en konstant linjär viktvariation erhålls.
• Vattenångtransmissionsförhållandet (WVTR) beräknas från lutningen på vikt-tid-kurvan.

Transmissionshastigheten uttrycks generellt i g/(m²·dag) (gram vattenånga per kvadratmeter/dag), normaliserad till referenstjockleken, för homogena material.

När det gäller testförhållanden är temperatur och luftfuktighet exakt definierade (t.ex. tropiska förhållanden som 23 grader Celsius med 85 procent relativ luftfuktighet eller 38 grader Celsius med 90 procent relativ luftfuktighet).

När det gäller stabiliseringstid måste materialen nå ett stabilt diffusionstillstånd (vanligtvis dagar till veckor för bra barriärer).

När det gäller känslighet och felkällor kan kanteffekter, dålig tätning, temperaturfluktuationer eller icke-homogena material påverka resultaten.

Denna metod är lämplig för ett brett spektrum av vattenångpermeabilitetsvärden, från mycket låga (högbarriärfolier) till höga värden. För ultralåga permeabiliteter kan DIN 53122-2-standarden (bärgas/manometriska eller elektrolytiska metoder) eller ISO 15106-standarden föredras.

Förslutningsmetoden är mycket lik standarderna ASTM E96 (Procedur A eller B), ISO 2528, JIS Z 0208 och TAPPI T 464. Många moderna apparater påstår sig också uppfylla DIN 53122-1-standarden.

Även om de fortfarande används som referens, särskilt i Europa, för vissa äldre specifikationer, använder många laboratorier nu snabbare sensorbaserade metoder (t.ex. ISO 15106-1/2/3 infraröda, elektrolytiska eller modulerade infraröda sensorer) för rutinmässig testning. Gravimetriska koppmetoder är dock fortfarande referenstekniken för verifiering och för material med mycket låga eller mycket höga transmissionshastigheter.

Kortfattat beskriver standarden DIN 53122-1 en metod för att bestämma tjockleken på papper och kartong med hjälp av mekanisk mätning under specifika förhållanden. Noggrann tjockleksmätning är avgörande för densitets- och volymberäkningar och kvalitetskontroll inom pappersproduktion och konverteringsindustrin.

Denna standard definierar:

• Mätanordningens specifikationer
• Tryck som appliceras under mätningen
• Provberedning och konditionering
• Rapporteringskrav

Tjockleken bestäms genom att ett pappers- eller kartongprov placeras mellan två parallella mätytor under specifikt tryck. Det vertikala avståndet mellan ytorna registreras som materialtjockleken.

Utrustningen som används i testerna består vanligtvis av följande:

• Ett platt städ (mätyta)
• En rörlig pressarfot.
• Fast lastmekanism
• Känslighetsindikator (analog eller digital)

Standarden DIN 53122-1 specificerar rigorösa testparametrar för att säkerställa repeterbarhet:

• Proverna bör konditioneras i en standardatmosfär. Detta förhindrar dimensionsförändringar relaterade till fukt.
• Denna standard definierar kontakttrycket mellan mätytorna och provet. Trycket måste kontrolleras eftersom:
• För mycket tryck komprimerar pappret.
• För lågt tryck resulterar i inkonsekventa avläsningar.
• För att säkerställa konsekventa klämegenskaper är pressarfotens diameter och kontaktyta standardiserade.

Flera mätningar görs på olika platser, och det aritmetiska medelvärdet rapporteras.

DIN 53122-1-standarden används flitigt inom följande områden:

• Kvalitetskontroll i pappersproduktion.
• Produktion av förpackningskartong
• Verifiering av tryckpappersspecifikationer
• Forsknings- och utvecklingslaboratorier
• Lämplighetstester för kommersiella transaktioner

Branscher som förpackning, förlagsverksamhet och tillverkning av specialpapper förlitar sig på standardiserade tjockleksmätningar för att säkerställa konsekvent prestanda.

Tjockleken påverkar direkt följande:

• Hårdhet och styvhet
• Utskriftbarhet
• Opacitet
• Volym och densitet
• Vikningsbeteende
• Stansningsprestanda

Sammanfattningsvis tillhandahåller standarden DIN 53122-1 en exakt, repeterbar och internationellt harmoniserad metod för att bestämma tjockleken på papper och kartong.

I många år har vår organisation, med sin kompetenta och erfarna personal, förstått sina kunders behov, tillhandahållit de avancerade testtjänster de behöver och hjälpt dem med att etablera, implementera och förbättra ledningssystem. Inom detta ramverk tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med standarden DIN 53122-1.