DIN 53122-1 塑膠和彈性體薄膜、紙張、紙板和其他片材水蒸氣滲透性的測定 - 第1部分：重量法

德國標準化協會 (DIN) 發布的標準「DIN 53122-1 塑膠和彈性體薄膜、紙張、紙板和其他片材的測試 - 水蒸氣滲透性的測定 - 第 1 部分：重量法」描述了使用重量法測定水蒸氣滲透性的測試方法。

DIN 53122-1 標準包含一種用於測量片狀材料水蒸氣透過率 (WVTR)（也稱為濕氣透過率 (MVTR)）的重量法測試方法。該標準提供了一種可靠且常規的方法來測量水蒸氣穿過平面材料的難易程度。此方法廣泛應用於以下行業的品質控制和材料開發：

• 包裝（適用於食品、藥品、電子產品以及任何需要控制水分進出的場所）
• 塑膠和聚合物薄膜
• 紙、紙板和瓦楞紙板
• 橡膠片材和彈性體
• 塗層紡織品或其他阻隔材料

高阻隔材料（例如鋁箔層壓板）通常表現出非常低的水蒸氣滲透率（<0,1–1 g/m²/天），而紙張或某些塑膠等滲透性較強的材料可以超過 10–50 g/m²/天。

此測試方法利用重量變化（重量法）來確定通過測試樣品的水蒸氣量。有兩種常見的配置（通常稱為乾杯和濕杯）：

• 方法A（阻隔材料最常用）：將測試樣品密封在裝有強效乾燥劑（乾燥面，例如氯化鈣或矽膠）的容器中。將容器置於受控的高濕度環境中（通常為相對濕度85%或90%，溫度為23℃或38℃）。環境中的水蒸氣會透過材料擴散到容器中，導致容器重量隨時間增加。
• 方法 B（適用於滲透性較高的材料）：容器內註滿水（濕側，內部相對濕度為 100%），外部濕度控制在較低。水分蒸發並向外擴散，導致容器重量減輕。

該過程通常遵循以下步驟：

• 製備圓形或特定區域的測試樣品並進行預處理。
• 樣品容器密封嚴實（使用蠟、油脂或機械壓縮來防止洩漏）。
• 測試裝置置於氣候箱內，保持恆溫恆濕條件。
• 定期（每天或按規定的時間間隔）對容器進行稱重，直到獲得恆定的線性重量變化。
• 水蒸氣透過率（WVTR）由重量-時間曲線的斜率計算。

對於均質材料，透射率通常以 g/(m²·day)（每平方公尺/天的水蒸氣克數）表示，並根據參考厚度進行歸一化。

就測試條件而言，溫度和濕度都有明確的定義（例如，熱帶條件，如 23 攝氏度，相對濕度 85% 或 38 攝氏度，相對濕度 90%）。

就穩定時間而言，材料必須達到穩定的擴散狀態（對於良好的阻隔層，通常需要幾天到幾週的時間）。

就靈敏度和誤差來源而言，邊緣效應、密封不良、溫度波動或材料不均勻都會影響結果。

此方法適用於各種水蒸氣滲透率，從極低（高阻隔箔）到高滲透率均可適用。對於超低滲透率，可優先選擇 DIN 53122-2 標準（載氣/壓力法或電解法）或 ISO 15106 標準。

此封蓋方法與 ASTM E96（程序 A 或 B）、ISO 2528、JIS Z 0208 和 TAPPI T 464 標準非常相似。許多現代設備也聲稱符合 DIN 53122-1 標準。

儘管重力杯法仍被用作參考方法，尤其是在歐洲，但對於一些較早的規範，許多實驗室現在採用速度更快的基於感測器的方法（例如，ISO 15106-1/2/3 紅外線、電解或調製紅外線感測器）進行常規測試。然而，重力杯法仍然是驗證以及檢測透射率極低或極高材料的參考技術。

簡而言之，DIN 53122-1 標準描述了一種在特定條件下使用機械測量方法測定紙張和紙板厚度的方法。精確的厚度測量對於造紙和加工行業的密度和體積計算以及品質控制至關重要。

本標准定義：

• 測量設備規格
• 測量過程中施加的壓力
• 樣品製備與處理
• 報告要求

厚度測定方法是將紙張或紙板樣品置於兩個平行測量面之間，並施加特定壓力。測量兩個測量面之間的垂直距離，即可得到材料厚度。

測試中使用的設備通常包括以下幾類：

• 平砧（測量面）
• 可移動壓腳。
• 固定載荷機構
• 靈敏度指示器（類比或數位）

DIN 53122-1 標準規定了嚴格的測試參數，以確保結果的可重複性：

• 樣品應在標準大氣條件下進行調節。這可以防止因濕度引起的尺寸變化。
• 本標準定義了測量表面與樣品之間的接觸壓力。必須控制該壓力，原因如下：
• 壓力過大會壓扁紙張。
• 壓力過小會導致讀數不穩定。
• 為確保夾緊特性的一致性，壓腳的直徑和接觸面積均已標準化。

在不同地點進行多次測量，並報告算術平均值。

DIN 53122-1 標準廣泛應用於以下領域：

• 紙張生產中的品質控制。
• 包裝紙箱生產
• 列印紙規格驗證
• 研究與開發實驗室
• 商業交易的適用性測試

包裝、出版和特種紙製造等行業依靠標準化的厚度測量來確保性能的一致性。

厚度直接影響以下方面：

• 硬度和剛度
• 可列印性
• 不透明度
• 體積和密度
• 折疊行為
• 模切性能

總之，DIN 53122-1 標準提供了一種精確、可重複且國際統一的方法來測定紙張和紙板的厚度。

多年來，憑藉我們經驗豐富的專業團隊，我們始終專注於客戶需求，提供先進的測試服務，並協助客戶建立、實施和改進管理系統。在此框架下，我們也提供符合DIN 53122-1標準的測試服務。