DIN 53380 塑膠測試 - 氣體滲透性測定

德國標準化協會 (DIN) 發布的標準「DIN 53380 塑膠測試 - 氣體滲透性的測定」由以下幾個以相同標題發布的子章節組成：

• 標準「DIN 53380-1 第 1 部分：塑膠薄膜體積測量方法」中所述的方法用於測定氣體（例如氧氣、二氧化碳、氮氣及其混合物）穿過塑膠薄膜的速度，從而評估其是否適用於包裝，例如敏感產品。此方法不適用於易冷凝或與樣品材料發生化學反應的氣體。

氣體流速是透過測定在特定條件下通過樣品的氣體體積來測量的。第 8 條所給的條件適用於測定約 3 cm³/(m²•d•bar) 至 20000 cm³/(m²•d•bar) 範圍內的氣體流速（d 為天數的符號）。由於氣體流速取決於產品的厚度，因此只有使用厚度均勻的樣品才能獲得可重複的結果。對於均質材料，氣體流速通常與厚度成反比。

在材料科學和塑膠工程領域，確保包裝材料的完整性和性能至關重要。食品包裝、醫療器材和工業應用中使用的薄膜的關鍵特性之一是其阻隔氣體的能力。 DIN 53380-1 標準正是在此發揮作用，它提供了一種精確測量塑膠薄膜氣體透過率的方法。該標準一直是塑膠產業品質控制的基石。透過採用體積法測量在受控條件下透過薄膜的氣體量，該標準可幫助製造商針對特定用途最佳化材料。

氣體滲透性是指氣體分子擴散通過材料的速率。對於塑膠薄膜而言，低滲透性有利於延長對氧氣敏感的產品（例如新鮮農產品或藥品）的保質期；而用於紡織品或農業的透氣膜則可能需要高滲透性。如果對此特性控制不當，會導致產品變質、污染或材料失效。

DIN 53380-1 標準透過規範測試、確保符合國際法規以及促進貿易來滿足這些需求。它經常與 ISO 1399 及其他類似的橡膠氣體滲透性標準交叉引用，凸顯了其在全球測試實驗室中的互通性。在環保塑膠和先進複合材料主導的時代，精確的滲透性數據推動創新，從可生物降解薄膜到高性能層壓材料，無不體現這一點。

DIN 53380-1 標準對於以聚合物薄膜為基礎的產業來說是必不可少的：

• 食品包裝：測量氧氣輸送量以防止零食或肉類氧化。
• 藥品：泡罩包裝可防止水分和氣體逸出，確保無菌環境。
• 電子學：測試柔性顯示器封裝材料對氦氣或氮氣滲入的耐受性。
• 新技術：對沼氣儲存膜中的甲烷阻隔性能進行評估，其中體積甲烷滲透率測試遵循此標準。

符合 DIN 53380-1 標準不僅滿足法律要求（例如歐盟食品接觸材料），而且還支援下一代材料的研發。

• 標準「DIN 53380-2 第 2 部分：塑膠薄膜壓力測量法」規定了一種用於測定氣體透過薄塑膠薄膜的傳輸速度的壓力測量技術。與該系列其他部分中的體積法或載氣法不同，壓力測量法側重於壓力差，因此非常適合中高滲透性材料，因為這類材料的壓力變化易於檢測。此標準通常涵蓋厚度在 20 µm 至 3 mm 之間的薄膜，但也可根據要求進行調整以適應其他厚度範圍。該標準與 ISO 15105-1 等庫侖感測器國際標準相容，但強調了壓力測量法在通用氣體測試中的簡單性。

在塑膠測試領域，靈敏度決定產品的可靠性，DIN 53380-2 標準已成為評估氣體與聚合物材料相互作用的重要協議。該標準在前期版本的基礎上，為壓力測量提供了一個穩健的框架。它透過提供一種基於壓力的直接氣體滲透性測量方法，完善了更廣泛的 DIN 53380 系列標準，使其成為需要高效、可靠阻隔性能評估的行業不可或缺的工具。此方法尤其有價值，因為它適用於從氧氣到氫氣等多種氣體，可用於包裝、汽車零件等眾多領域的薄膜測試。

DIN 53380-2 標準在各行業中已廣泛應用：

• 包裝：評估飲料瓶中的二氧化碳阻隔層或易腐產品的氧氣防護層。
• 汽車和能源：評估燃料電池膜的氫滲透性，並開發新型設備以提供安全且符合標準的測試。
• 醫藥和電子：測試薄膜在設備或顯示器中的氣密密封性能。
• 永續性：測量農業用可生物降解薄膜中的氮或甲烷轉移。

該標準透過實現快速、多功能的測試來加速研發，正如熱塑性聚氨酯領域所見，滲透性數據指導低氣體應用的配方。

• 標準「DIN 53380-3 第 3 部分：氧氣專用載氣－塑膠薄膜和塑膠模製件的測量方法」描述了一種測定塑膠薄膜、片材和空心塑膠零件（例如包裝容器、塑膠管）氧氣滲透率（對純氧或氧氣混合物，例如空氣）的方法，其定義見 DIN 16922，從而能夠評估其在包裝和工程應用中的適用性。此方法可用於測定薄膜和片材的滲透率範圍為 0,05 cm³/(m²•d•bar) 至 1000 cm³/(m²•d•bar)，以及空心塑膠件的滲透率範圍約為 0,0005 cm³/(d•bar) 至 10 cm³/(d•bar)。其中，d 代表 24 小時。

在現代材料工程中，氣體阻隔性能的精確性毋庸置疑，而DIN 53380-3標準被認為是採用載氣法測量塑膠薄膜氧氣透過率的黃金標準。該標準代表了DIN 53380系列標準中氧氣專項測試的最先進、最精確的方法。與體積法或壓力法不同，載氣法採用具有專用氧氣感測器的連續流動系統，其檢測極限低至0,0005 cm³/(m²·d·bar)，這對於食品、藥品和電子包裝中使用的高阻隔薄膜至關重要。

氧氣是包裝產品氧化、腐敗和微生物滋生的關鍵因素。即使是微量的氧氣滲透，例如 0,1 cm³/m²/天，也能將敏感產品的保質期從數月縮短至數週。相較之下，在新鮮農產品包裝（氣調包裝）或傷口敷料等應用中，可控氧氣供應更為理想。

DIN 53380-3 標準規定了以下內容：

• 對高阻隔材料（例如，鋁塗層PET）具有超低的檢測極限。
• 重複性高（通常為±5%）
• 即時監測連續氣體流量。
• 符合 (EC) no 1935/2004 和 FDA 21 CFR 關於食品接觸材料的規定。

隨著柔性電子設備、可生物降解屏障和活性包裝的興起，準確的氧氣輸送速率數據對於創新和監管批准至關重要。

• 標準「DIN 53380-4 第 4 部分：塑膠薄膜和塑膠模具二氧化碳測試的特定紅外線吸收法」描述了一種用於測定二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和其他紅外線吸收氣體的氣體傳輸速度的紅外線吸收法。此方法保證了國際一致性，並符合 ISO 15105-3 標準。

在複雜的聚合物阻隔性能測試領域，DIN 53380-4 標準提供了一種專門的高靈敏度解決方案，用於測量二氧化碳和其他紅外線活性氣體透過塑膠薄膜的透射率。本標準採用非色散紅外光譜技術，可實現選擇性即時檢測，檢測極限低至 0,1 cm³/(m²•d•bar)。該標準專注於對二氧化碳要求嚴格的應用領域，涵蓋飲料包裝、氣調包裝系統和可持續沼氣膜等，是氧氣專用方法（DIN 53380-3）、壓力法（DIN 53380-2）和體積法（DIN 53380-1）的補充。

DIN 53380-4 標準廣泛應用於以下領域：

• 飲料包裝：PET瓶在3個月內的二氧化碳流失率必須低於10%。此標準驗證了阻隔塗層和再生PET混合物的性能。
• 食品包裝：咖啡、零食、起司和其他產品需要使用二氧化碳清洗的改質氣調包裝，這就需要進出氣量平衡。這樣可以防止包裝在運送過程中塌陷。
• 沼氣與再生能源：厭氧消化池襯裡的甲烷阻隔層。符合 DIN 53380-4 標準的甲烷過濾器（3,3 微米）用於測量洩漏風險。
• 藥品：用二氧化碳清洗的小瓶和泡罩包裝可防止氧化，無需進行氧氣測試。

DIN 53380-4 是塑膠薄膜中二氧化碳和紅外線活性氣體滲透性的精確標準。

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，我們也根據「DIN 53380 塑膠測試－氣體滲透性測定」標準為企業提供測試服務。