TAPPI T 523 片材水蒸气传输的动态测量

在纸浆、造纸和加工工业技术协会（TAPPI）制定的《TAPPI T 523 片状材料水蒸气转移的动态测量》标准中，指出片状包装材料，特别是涂布纸的水蒸气转移描述了在任何正常或高温下使用闭孔快速评估比率（WVTR）的程序。

该过程包括将样品片夹在高湿度室（90% 相对湿度）和干燥室（5% 或更低相对湿度）之间，并确定干燥室中的湿度变化率。通过校准曲线，这些动态测试结果可以转换为每平方米每天的水分克数。

该程序是允许使用任何动态测量设备的通用方法。此方法不适用于任何环境、食品和药物管理局 (FDA) 或其他监管应用。

包装材料所处的气候条件差异很大，因此通过任何程序进行的水蒸气透过测试都是为了比较不同的材料，而不是预测它们在现场的实际性能。尽管某些阻隔材料在 38 度以下会发生固态变化，但这种升高的温度通常用于加速重力水透过率测试（TAPPI T 464 纸张和纸板在升高温度和湿度下的水蒸气透过率）。动态程序足够灵敏，因此既不需要危险的高温，也不需要大的湿度梯度。

水分从相对潮湿的大气穿过屏障转移到干燥大气的速率随时间变化，直到达到平衡。过渡期的长度根据测试材料溶解和保留水分的能力而变化。如果测试材料膨胀，扩散系数也会发生变化。例如，对于疏水性塑料薄膜，通常在一小时内即可达到平衡。双面带有阻隔膜的纸张可能需要几天时间才能稳定。

然而，通过动态测试程序，可以使用过渡期间水蒸气透过阻隔材料的速率来评估材料的阻隔质量。以这种方式测量的值可以与稳态条件下获得的值进行比较，或者在实现适当的相关性时直接用于控制目的。动态测试的基本要求是控制流动的条件恒定。

测试用材料样品按照《TAPPI T 400 单张纸、纸板、容器纸箱或相关产品的取样和验收》标准抽取。应从每个测试单元中选择一式三份的测试样本，这些样本没有缺陷、针孔或其他与材料不正常的缺陷，并且具有适当的尺寸以适合所使用的设备。

在调节方面，完全疏水的测试样品对水不敏感，并且在正常测试周期中很快达到令人满意的平衡。

测试中使用的动态测量装置组件有：

• 渗透池的设计使得测试样品的限定区域夹在两个室之间。一个隔室含有干燥气氛，另一隔室含有高相对湿度的气氛。
• 压缩装置允许在单元打开时和在单元关闭时快速插入和取出测试样品，并适当密封以防止周围大气和干燥室之间的水蒸气显着泄漏。
• 湿度室包含用于将湿度保持在所需水平的正/负 2% 范围内的装置。通过使用液态水或饱和海绵，可以在室内实现基本上饱和的气氛，并且液体和样品之间的距离很小，但液体和样品之间没有直接接触。通过使用饱和盐溶液代替水或湿度精确控制的气流可以实现较低的湿度。
• 干燥室连接至氮气或清洁空气等吹扫气体源，根据设备要求将相对湿度干燥至 5% 或更低。该室用干燥气体吹扫，用阀门隔离，并测量水分积累。干燥室的表面不能吸收大量的水分，这一点至关重要。
• 湿度传感器和指示器响应速度快，能够测量 0,05% 或更小的相对湿度变化。传感器测量干燥室内的湿度变化以进行测试。传感器可以是红外辐射束、电阻元件或电解池。干电池中水分的变化率由浓度在两个选定水平之间变化所需的时间或其在一段时间内的变化决定。
• 温度控制系统需要将渗透池和测试样品维持在恒定的已知温度（±0,2 度）内。

在为各个行业的企业提供的众多测试、测量、分析和评估研究中，我们的组织还提供“TAPPI T 523 板材水蒸气传输动态测量”标准中定义的测试服务，并拥有训练有素的专家团队和先进的技术设备。