TAPPI T 523 Sac Malzemelerden Su Buharı Transferinin Dinamik Ölçümü

Kağıt Hamuru, Kağıt ve Dönüştürme Sanayii Teknik Derneği (TAPPI) tarafından geliştirilen “TAPPI T 523 Sac malzemelerden su buharı transferinin dinamik ölçümü” standardında, herhangi bir normal veya yüksek sıcaklıkta, özellikle kaplamalı kağıt bariyer filmleri olmak üzere, tabaka halindeki ambalaj malzemelerinin su buharı transfer oranını (WVTR) hızla değerlendirmek için kapalı bir hücre kullanan bir prosedür açıklanmaktadır.

Bu prosedür, yüksek nemli bir oda (yüzde 90 bağıl nem) ile kuru bir oda (yüzde 5 veya daha az bağıl nem) arasına bir numune tabakasının sıkıştırılmasını ve kuru odadaki nem değişim oranının belirlenmesini içerir. Bir kalibrasyon eğrisi vasıtasıyla bu dinamik test sonuçları metrekare-gün başına gram nem olarak dönüştürülebilir.

Bu prosedür, herhangi bir dinamik ölçüm cihazının kullanımına izin veren genel bir yöntemdir. Bu yöntem herhangi bir çevresel, Amerikan Gıda ve İlaç İdaresi (FDA) veya diğer düzenleyici uygulama için tasarlanmamıştır.

Ambalaj malzemelerinin maruz kaldığı iklim koşulları büyük ölçüde değişir, bu nedenle herhangi bir prosedürle yapılan su buharı iletim testi, sahada gerçek performanslarını tahmin etmekten ziyade farklı malzemeleri karşılaştırmaya yarar. Bazı bariyer malzemeleri 38 derecenin altında katı hallerinde değişikliklere uğrasa da bu yükseltilmiş sıcaklık, gravimetrik su iletim testini hızlandırmak için sıklıkla kullanılır (TAPPI T 464 Yüksek sıcaklık ve nemde kağıt ve mukavvanın su buharı iletim hızı). Dinamik prosedürler yeterince hassastır, bu nedenle ne tehlikeli derecede yüksek sıcaklıklara ne de büyük bir nem gradyanına gerek yoktur.

Nispeten nemli bir atmosferden bir bariyer aracılığı ile daha kuru bir atmosfere nem transfer oranı, denge durumuna ulaşılana kadar zamanla değişir. Geçiş periyodunun uzunluğu, test malzemesinin suyu çözme ve tutma kapasitesine göre değişir. Test malzemesinin şişmesi durumunda, difüzyon katsayısında da değişiklik olacaktır. Örneğin, hidrofobik bir plastik filmle dengeye normalde bir saatten daha kısa sürede ulaşılır. Her iki yüzünde bariyer film bulunan kağıtlarda dengeye gelmesi günler alabilir.

Ancak dinamik bir test prosedürüyle, geçiş periyodu sırasında bariyer malzemesinden su buharının iletim hızı, malzemenin bariyer kalitesini değerlendirmek için kullanılabilir. Bu şekilde ölçülen değerler, sabit durum koşulları altında elde edilen değerlerle karşılaştırılabilir veya uygun bir korelasyon sağlandığında doğrudan kontrol amaçları için kullanılabilir. Dinamik test için temel gereklilik, akışı yöneten koşulların sabit olmasıdır.

Test için malzeme örneği, “TAPPI T 400 Tek bir kağıt, mukavva, kap kartonu veya ilgili ürünün örneklenmesi ve kabulü” standardına uygun olarak alınır. Her test ünitesinden, malzemeye normal olmayan kusurlardan, iğne deliklerinden veya diğer kusurlardan arınmış ve kullanılan ekipmana uyacak uygun boyutta üçlü test örnekleri seçilmelidir.

Koşullandırma açısından tamamen hidrofobik test örnekleri suya duyarlı değildir ve normal bir test döngüsünde tatmin edici denge hızla elde edilir.

Testler kullanılan dinamik ölçüm cihazı bileşenleri şunlardır:

• Test numunesinin tanımlanmış bir alanının iki bölme arasında sıkıştırılacağı şekilde tasarlanmış geçirgenlik hücresi. Bir bölme kuru bir atmosfer, diğer bölme yüksek bağıl nem içeren bir atmosfer içerir.
• Hücre açıkken ve hücre kapalıyken çevredeki atmosfer ile kuru bölme arasında önemli bir su buharı sızıntısını önlemek için uygun şekilde contalandığında test numunesinin hızlı bir şekilde yerleştirilmesine ve çıkarılmasına izin veren sıkıştırma düzenlemesi.
• Nem bölmesi, nemin istenen seviyenin artı/eksi yüzde 2’si içinde tutulması için hükümler içerir. Sıvı su veya doymuş bir sünger kullanılarak, sıvı ile numune arasındaki mesafe küçük olmak üzere, ancak sıvı ile numune arasında doğrudan temas olmadan bölme içinde esasen doymuş bir atmosfer elde edilebilir. Daha düşük nem oranları, su yerine doymuş tuz çözeltileri veya doğru bir şekilde kontrol edilen neme sahip bir gaz akımı ile elde edilebilir.
• Azot veya temiz hava gibi bir temizleme gazı kaynağına bağlantıları olan kuru hazne, cihazın gerektirdiği şekilde yüzde 5 veya daha az bağıl neme kadar kurutulur. Hazne kuru gazla temizlenir, vanalarla izole edilir ve nem birikimi ölçülür. Kuru haznenin yüzeylerinin önemli miktarda nem emmemesi esastır.
• Hızlı tepki veren ve yüzde 0,05 veya daha az bağıl nem değişimini ölçme yeteneğine sahip nem sensörü ve göstergesi. Sensör, test için kuru hazne içindeki nem değişimini ölçer. Sensör, bir kızılötesi radyasyon demeti, bir elektrik direnç elemanı veya bir elektrolitik hücre olabilir. Kuru hücredeki nemin değişim oranı, konsantrasyonun iki seçili seviye arasında değişmesi için geçen zamana veya belirli bir süredeki değişimine göre belirlenir.
• Sıcaklık kontrol sistemi, geçirgenlik hücresini ve test numunesini artı/eksi 0,2 derece içinde sabit, bilinen bir sıcaklıkta tutmak için gereklidir.

Kuruluşumuz, çeşitli sektörlerdeki işletmeler için verdiği sayısız test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları arasında, eğitimli ve uzman bir kadro ve gelişmiş teknolojik donanımı ile, “TAPPI T 523 Sac malzemelerden su buharı transferinin dinamik ölçümü” standardında tanımlanan test hizmetleri de vermektedir.