ASTM F2476-20 Standardtestmetod för bestämning av koldioxidgasöverföringshastighet (CO2TR) genom barriärmaterial med hjälp av en infraröd detektor

Standarden ”ASTM F2476-20 Standardtestmetod för bestämning av koldioxidgastransmissionshastighet (CO2TR) genom barriärmaterial med hjälp av en infraröd detektor” utvecklad av American Society for Testing and Materials (ASTM) beskriver ett förfarande för att bestämma den stationära transmissionshastigheten för koldioxidgas genom plast i form av filmer, ark, laminat, samextruderade eller plastbelagda papper eller tyger. När det gäller homogena material kan man bestämma:

• Koldioxidgasöverföringshastighet (CO2TR)
• Filmens permeabilitet för koldioxidgas (PCO2)
• Koldioxidpermeabilitetskoefficient (P'CO2)

För denna standards syften gäller följande termer och definitioner:

• Koldioxidens permeabilitetskoefficient (P'CO2) är produkten av permeabilitet och filmtjocklek. Permeabilitet är endast meningsfull för homogena material, i vilket fall det är en egenskap hos bulkmaterialet. Denna mängd bör inte användas om inte sambandet mellan tjocklek och permeabilitet har bekräftats i tester med flera olika materialtjocklekar.
• Koldioxidpermeabilitet (PCO2) är förhållandet mellan TR och skillnaden i partialtryck av koldioxid på filmens två sidor.
• Koldioxidtransmissionshastigheten (CO2TR) är mängden koldioxidgas som passerar genom en ytenhet av parallella ytor av en plastfilm per tidsenhet under testförhållanden. Testförhållanden, inklusive temperatur och koldioxidpartialtryck på båda sidor av filmen, bör specificeras.

Koldioxidgasens transmissionshastighet bestäms efter att provet uppnått jämvikt i den torra testmiljön. I detta sammanhang anses en torr miljö vara en där den relativa luftfuktigheten är mindre än 1 procent. Provet monteras som en förseglad halvbarriär mellan två kammare vid omgivande atmosfärstryck. En kammare rensas långsamt med en ström av kväve, den andra kammaren med koldioxid. När koldioxidgas diffunderar genom filmen in i kvävgasen, transporteras den till en infraröd detektor där en elektrisk utsignal produceras vars storlek är proportionell mot mängden koldioxid som strömmar till detektorn per tidsenhet.

Koldioxidgasöverföringshastigheten (CO2TR) är en viktig faktor för det förpackningsskydd som barriärmaterial ger. Det är dock inte den enda avgörande faktorn och ytterligare erfarenhetsbaserade tester bör användas för att relatera förpackningens prestanda till CO2TR. Den är lämplig som en arbitragetestmetod förutsatt att köpare och säljare kommer överens om urvalsförfaranden, standardiseringsförfaranden, testförhållanden och acceptanskriterier.

Temperatur är en kritisk parameter som påverkar CO2TR-mätning. Noggrann temperaturkontroll hjälper till att minimera förändringar på grund av temperaturfluktuationer. Temperaturen måste hållas inom plus/minus 0,1 grader under testet. Medeltemperaturen och temperaturintervallet som uppmätts under ett test bör rapporteras. Korrekt temperaturkontroll uppnås lättare om enheten placeras i en temperaturkontrollerad miljö.

Sensorn kommer att behöva tid för att stabilisera sig till en låg avläsningskarakteristik för en bra koldioxidbarriär efter att ha använts för att testa en hög transmissionsbarriär. Därför bör material med jämförbara gasöverföringsegenskaper testas tillsammans. Kalibrering bör utföras med en lämplig mängd koldioxid jämförbar med CO2TR för de testade proverna.

De provtagningsenheter som används för att bestämma CO2TR bör vara representativa för den mängd produkt för vilken data krävs. Man måste noga se till att proverna är representativa för förhållandena längs en filmrulles bredd och längd.

Testproverna måste vara representativa för de material som testas och fria från defekter, inklusive rynkor, veck och nålhål (såvida dessa inte är ett kännetecken för det material som testas). Vid behov bestäms den genomsnittliga tjockleken till närmaste 2,5 µm med hjälp av en digital mikrometer (eller motsvarande) på minst fem punkter fördelade över hela testområdet. Maximala, minimala och medelvärden registreras.

Om ett prov är sprött (t.ex. med en tunn beläggning eller oskyddad metallisering) kan mätning av materialet skada eller repa barriärskiktet. För sådana prover kan det vara att föredra att analysera materialtjockleken efter transmissionshastighetstestet. Om testprovet har en asymmetrisk (flerskiktad) struktur bör de två ytorna markeras med lämpliga särskiljande märken och testprovets orientering i diffusionscellen bör rapporteras.

Om en särskild konditioneringsprocedur används bör detta inkluderas i rapporten.

Vår organisation, som i åratal har försökt stödja företag från alla sektorer med ett brett utbud av test-, mät-, analys- och utvärderingsstudier, har en stark personalstyrka som noggrant följer utvecklingen i världen inom vetenskap och teknik och ständigt förbättrar sig. I detta sammanhang tillhandahålls även testtjänster till företag i enlighet med standarden ”ASTM F2476-20 Standardtestmetod för bestämning av koldioxidgastransmissionshastighet (CO2TR) genom barriärmaterial med hjälp av infraröd detektor”.