DIN 53380 Provning av plaster - Bestämning av gaspermeabilitet

Standarden ”DIN 53380 Provning av plaster - Bestämning av gaspermeabilitet”, publicerad av Tyska standardiseringsinstitutet (DIN), består av följande underavsnitt publicerade under samma titel:

• Metoden som beskrivs i standarden ”DIN 53380-1 Del 1: Volymetrisk mätmetod för plastfilmer” används för att bestämma hastigheten hos gaser (t.ex. syre, koldioxid, kväve och blandningar därav) som passerar genom en plastfilm och följaktligen dess lämplighet för förpackning av till exempel känsliga produkter. Denna metod kan inte användas för gaser som tenderar att kondensera eller reagera kemiskt med provmaterialet.

Gasflödeshastigheten mäts genom att bestämma volymen gas som passerar genom provet under specificerade förhållanden. De som anges i klausul 8 är lämpliga för att bestämma gasflödeshastigheter från cirka 3 cm³/(m²•d•bar) till 20 000 cm³/(m²•d•bar) (d är symbolen för dagar). Eftersom gasflödeshastigheten beror på produktens tjocklek kan reproducerbara resultat endast erhållas med prover med enhetlig tjocklek. För homogena material är gasflödeshastigheten i allmänhet omvänt proportionell mot tjockleken.

Inom materialvetenskap och plastteknik är det av största vikt att säkerställa förpackningsmaterialens integritet och prestanda. En av de kritiska egenskaperna hos filmer som används i livsmedelsförpackningar, medicintekniska produkter och industriella tillämpningar är deras förmåga att fungera som en barriär mot gaser. Det är här DIN 53380-1-standarden kommer in i bilden, som ger en exakt metod för att mäta gasöverföringshastigheter i plastfilmer. Denna standard är fortfarande en hörnsten i kvalitetskontrollen inom plastindustrin. Genom att införliva en volymetrisk metod för att mäta hur mycket gas som passerar genom en film under kontrollerade förhållanden, hjälper den tillverkare att optimera material för specifika användningsområden.

Gaspermeabilitet avser den hastighet med vilken gasmolekyler diffunderar genom ett material. För plastfilmer är låg permeabilitet att föredra för att förlänga hållbarheten hos syrekänsliga produkter såsom färska råvaror eller läkemedel, medan hög permeabilitet kan krävas för andningsbara membran som används inom textilier eller jordbruk. Otillräcklig kontroll av denna egenskap kan leda till förstörelse, kontaminering eller materialfel.

DIN 53380-1-standarden tillgodoser dessa behov genom att standardisera tester, säkerställa efterlevnad av internationella bestämmelser och underlätta handel. Den jämförs ofta med ISO 1399 och liknande standarder för gaspermeabilitet för gummi, vilket framhäver dess interoperabilitet i globala testlaboratorier. I en era som domineras av miljövänliga plaster och avancerade kompositer driver noggranna permeabilitetsdata innovation, från biologiskt nedbrytbara filmer till högpresterande laminat.

DIN 53380-1-standarden är oumbärlig för industrier baserade på polymerfilmer:

• Livsmedelsförpackningar: Mätning av syretillförsel för att förhindra oxidation i snacks eller kött.
• Läkemedel: Blisterförpackningar säkerställer sterila miljöer genom att förhindra att fukt och gaser läcker ut.
• Elektronik: Testning av inkapslingsmaterial för flexibla displayer mot helium- eller kväveinträngning.
• Ny teknik: Utvärdering av metanbarriärer i biogaslagringsfilmer där volumetrisk metanpermeabilitetstestning följer denna standard.

Överensstämmelse med DIN 53380-1-standarden uppfyller inte bara lagkrav (t.ex. EU:s material som kommer i kontakt med livsmedel) utan stöder även forskning och utveckling för nästa generations material.

• Standarden "DIN 53380-2 Del 2: Manometrisk metod för provning av plastfilmer" specificerar en manometrisk teknik för att bestämma gasöverföringshastighet genom tunna plastfilmer. Till skillnad från volumetriska eller bärgasmetoder i andra delar av serien fokuserar den manometriska metoden på tryckskillnader, vilket gör den idealisk för material med medelhög till hög permeabilitet där tryckförändringar lätt kan detekteras. Standarden täcker generellt filmer med tjocklekar mellan 20 µm och 3 mm, men anpassningar för andra områden är möjliga på begäran. Den är kompatibel med internationella normer som ISO 15105-1 för coulometriska sensorer, men betonar enkelheten i manometrisk testning för universell gastestning.

Inom plastprovning, där känslighet avgör produkttillförlitlighet, framstår DIN 53380-2-standarden som ett viktigt protokoll för att utvärdera hur gaser interagerar med polymermaterial. Denna standard bygger på tidigare versioner för att ge ett robust ramverk för manometriska mätningar. Den kompletterar den bredare DIN 53380-serien genom att erbjuda en direkt tryckbaserad metod för att mäta gaspermeabilitet, vilket gör den oumbärlig för industrier som kräver mycket effektiva och tillförlitliga barriärbedömningar. Denna metod är särskilt värdefull på grund av dess tillämpbarhet och enkelhet på ett brett spektrum av gaser, från syre till väte, i filmer som används i förpackningar, bilkomponenter och många andra områden.

DIN 53380-2-standarden används flitigt inom olika branscher:

• Förpackning: Utvärdering av koldioxidbarriärer i dryckesflaskor eller syreskydd för lättfördärvliga produkter.
• Fordon och energi: Utvärdering av vätepermeabilitet i bränslecellsmembran och möjliggörande för nya enheter att tillhandahålla säker och standardiserad testning.
• Medicin och elektronik: Testning av filmer för gastäta tätningar i apparater eller bildskärmar.
• Hållbarhet: Mätning av kväve- eller metanöverföring i biologiskt nedbrytbara filmer för jordbruk.

Denna standard accelererar forskning och utveckling genom att möjliggöra snabb och mångsidig testning, vilket ses i termoplastiska polyuretaner där permeabilitetsdata vägleder formuleringar för tillämpningar med låg gashalt.

• Standarden ”DIN 53380-3 Del 3: Syrespecifik bärgas - Mätmetod på plastfilmer och gjutna plastdelar” beskriver en metod för att bestämma syregenomsläppligheten (för rent syre eller syrgasblandningar, t.ex. för luft) hos plastfilmer, ark och ihåliga plastkroppar (t.ex. förpackningsbehållare, plaströr), enligt definitionen i DIN 16922, vilket möjliggör utvärdering av deras lämplighet för förpacknings- och tekniska tillämpningar. Denna metod kan användas för att bestämma permeabilitetshastigheter från 0,05 cm³/(m²•d•bar) till 1000 cm³/(m²•d•bar) för filmer och ark, och från cirka 0,0005 cm³/(d•bar) till 10 cm³/(d•bar) för ihåliga kroppar. Här representerar d en enhet på 24 timmar.

Inom modern materialteknik är precisionen hos gasbarriärer obestridlig, och DIN 53380-3-standarden anses vara guldstandarden för att mäta syrets transmissionshastighet i plastfilmer med hjälp av bärgasmetoden. Denna standard representerar den mest avancerade och exakta metoden för syrespecifika tester i DIN 53380-serien av standarder. Till skillnad från volumetriska eller manometriska tekniker använder bärgasmetoden ett kontinuerligt flödessystem med en dedikerad syresensor och ger detektionsgränser så låga som 0,0005 cm3/(m2•d•bar), vilket är avgörande för högbarriärfilmer som används i livsmedels-, läkemedels- och elektronikförpackningar.

Syre är en nyckelfaktor för oxidation, ruttnelse och mikrobiell tillväxt i förpackade produkter. Även spårmängder av permeabilitet, såsom 0,1 cm³/m²/dag, kan minska hållbarheten för känsliga produkter från månader till veckor. Däremot är kontrollerad syretillförsel att föredra i tillämpningar som förpackningar av färska produkter (modifierad atmosfärförpackning) eller sårförband.

Standarden DIN 53380-3 anger följande:

• Ultralåga detektionsgränser för material med hög barriärförmåga (t.ex. aluminiumbelagd PET).
• Hög repeterbarhet (vanligtvis plus/minus 5 procent)
• Realtidsövervakning med kontinuerligt gasflöde.
• Överensstämmelse med (EG) nr 1935/2004 och FDA 21 CFR-föreskrifterna för material som kommer i kontakt med livsmedel.

Med uppkomsten av flexibla elektroniska apparater, biologiskt nedbrytbara barriärer och aktiv förpackning är noggranna data om syrgasleveranshastighet avgörande för innovation och myndighetsgodkännande.

• Standarden ”DIN 53380-4 Del 4: Specifik infraröd absorptionsmetod för koldioxidprovning av plastfilmer och plastformar” beskriver en infraröd absorptionsmetod för att bestämma gasöverföringshastigheterna för koldioxid, metan, dikväveoxid och andra infraröda absorberande gaser. Denna metod, som garanterar internationell konsekvens, överensstämmer med ISO 15105-3-standarden.

I den komplexa världen av polymerbarriärtestning erbjuder DIN 53380-4-standarden en specialiserad, högkänslig lösning för att mäta transmissionshastigheterna för koldioxid och andra infraröda aktiva gaser genom plastfilmer. Denna standard använder icke-dispersiv infrarödspektroskopi för att uppnå selektiv realtidsdetektering med detektionsgränser så låga som 0,1 cm³/(m²•d•bar). Med fokus på koldioxidkritiska tillämpningar, från dryckesförpackningar till modifierade atmosfärsystem och hållbara biogasmembran, kompletterar denna standard syrespecifika (DIN 53380-3), manometriska (DIN 53380-2) och volumetriska (DIN 53380-1) metoder.

DIN 53380-4-standarden används flitigt inom följande områden:

• Dryckesförpackningar: PET-flaskor måste ha en koldioxidförlust på mindre än 10 % under 3 månader. Denna standard validerar barriärbeläggningar och blandningar av återvunnen PET.
• Livsmedelsförpackningar: Kaffe, snacks, ost och andra produkter kräver koldioxidtvättad modifierad atmosfärisk förpackning, vilket kräver balanserad in- och utmatning. Detta förhindrar att förpackningen kollapsar under transport.
• Biogas och förnybar energi: Metanbarriärer i rötkammarfoder. Metanfilter (3,3 µm), enligt DIN 53380-4, mäter läckagerisk.
• Läkemedel: Flaskor och blisterförpackningar som tvättas med koldioxid förhindrar oxidation utan syretestning.

DIN 53380-4 är den exakta standarden för koldioxid- och IR-aktiv gaspermeabilitet i plastfilmer.

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 till företag i enlighet med standarden "DIN 53380 Testning av plaster - Bestämning av gaspermeabilitet".