TAPPI T 523 片材水蒸氣傳輸的動態測量

在紙漿、造紙和加工工業技術協會（TAPPI）制定的《TAPPI T 523 片狀材料水蒸氣轉移的動態測量》標準中，指出片狀包裝材料，特別是塗佈紙的水蒸氣轉移描述了在任何正常或高溫下使用閉孔快速評估比率（WVTR）的程序。

該過程包括將樣品片夾在高濕度室（90% 相對濕度）和乾燥室（5% 或更低相對濕度）之間，並確定乾燥室中的濕度變化率。透過校準曲線，這些動態測試結果可以轉換為每平方公尺每天的水分克數。

該程式是允許使用任何動態測量設備的通用方法。此方法不適用於任何環境、食品藥物管理局 (FDA) 或其他監管應用。

包裝材料所處的氣候條件差異很大，因此透過任何程序進行的水蒸氣透過測試都是為了比較不同的材料，而不是預測它們在現場的實際性能。儘管某些阻隔材料在38 度以下會發生固態變化，但這種升高的溫度通常用於加速重力水透過率測試（TAPPI T 464 紙張和紙板在升高溫度和濕度下的水蒸氣透過率）。動態程序足夠靈敏，因此既不需要危險的高溫，也不需要大的濕度梯度。

水分從相對潮濕的大氣穿過屏障轉移到乾燥大氣的速率隨時間變化，直到達到平衡。過渡期的長度會根據測試材料溶解和保留水分的能力而變化。如果測試材料膨脹，擴散係數也會改變。例如，對於疏水性塑膠薄膜，通常在一小時內即可達到平衡。雙面帶有阻隔膜的紙張可能需要幾天才能穩定。

然而，透過動態測試程序，可以使用過渡期間水蒸氣透過阻隔材料的速率來評估材料的阻隔品質。以這種方式測量的值可以與穩態條件下獲得的值進行比較，或者在實現適當的相關性時直接用於控制目的。動態測試的基本要求是控制流動的條件恆定。

測試用材料樣本依照《TAPPI T 400 單張紙、紙板、容器紙箱或相關產品的取樣和驗收》標準抽取。應從每個測試單元中選擇一式三份的測試樣本，這些樣本沒有缺陷、針孔或其他與材料不正常的缺陷，並且具有適當的尺寸以適合所使用的設備。

在調節方面，完全疏水的測試樣品對水不敏感，並且在正常測試週期中很快達到令人滿意的平衡。

測試中使用的動態測量裝置組件有：

• 滲透池的設計使得測試樣品的限定區域夾在兩個室之間。一個隔間含有乾燥氣氛，另一個隔間含有高相對濕度的氣氛。
• 壓縮裝置允許在單元打開時和在單元關閉時快速插入和取出測試樣品，並適當密封以防止周圍大氣和乾燥室之間的水蒸氣顯著洩漏。
• 濕度室包含用於將濕度保持在所需水平的正/負 2% 範圍內的裝置。透過使用液態水或飽和海綿，可以在室內實現基本上飽和的氣氛，並且液體和樣品之間的距離很小，但液體和樣品之間沒有直接接觸。透過使用飽和鹽溶液代替水或濕度精確控制的氣流可以實現較低的濕度。
• 乾燥室連接至氮氣或清潔空氣等吹掃氣體源，根據設備要求將相對濕度乾燥至 5% 或更低。該室用乾燥氣體吹掃，用閥門隔離，並測量水分累積。乾燥室的表面不能吸收大量的水分，這一點至關重要。
• 濕度感測器和指示器響應速度快，能夠測量 0,05% 或更小的相對濕度變化。感測器測量乾燥室內的濕度變化以進行測試。感測器可以是紅外線輻射束、電阻元件或電解池。乾電池中水分的變化速率由濃度在兩個選定水平之間變化所需的時間或其在一段時間內的變化決定。
• 溫度控制系統需要將滲透池和測試樣品維持在恆定的已知溫度（±0,2 度）內。

在為各行業的企業提供的眾多測試、測量、分析和評估研究中，我們的組織還提供「TAPPI T 523 板材水蒸氣傳輸動態測量」標準中定義的測試服務，並擁有訓練有素的專家團隊和先進的技術設備。