Отрасли

Производители



Статьи

Что такое проницаемость?

Измерение проницаемости упаковочных материалов

Компания Сигма Микрон более 20 лет поставляет и обслуживает анализаторы MOCON для измерения барьерных свойств материалов и упаковки. Первый прибор MOCON был поставлен компанией в 2003 году. Всего по странам бывшего СССР поставлено более 50 приборов, а клиенты получают техническую поддержку и сервисное обслуживание.

Анализаторы MOCON применяются для измерения скорости проникновения кислорода OTR и водяного пара WVTR через барьерные пленки, ламинаты, упаковочные материалы и готовую упаковку.

Проницаемость — это перенос газа через материал из области с его высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. Процесс включает три основных этапа:

• поглощение газовой фазы материалом-барьером;
• диффузия молекул газа через толщу материала;
• десорбция (выход) газа с противоположной стороны барьера.

Схема переноса газа через материал

Закон Фика

Скорость проникновения (поток, J) пропорциональна диффузионной способности вещества в барьере (D) и градиенту концентрации (dC/dx) через толщу материала:

J = −D · dC/dx

Единицы измерения скорости проникновения газа

На практике проницаемость измеряют как скорость проникновения газов:

• скорость проникновения водяного пара — WVTR (Water Vapor Transmission Rate), обычно в единицах г/м²·сут;
• скорость проникновения кислорода — OTR (Oxygen Transmission Rate), обычно в единицах см³/м²·сут или аналогичных для других газов.

Почему важна проницаемость?

Требуемый уровень барьерных свойств зависит от области применения и типа продукта.

Области применения материалов в зависимости от OTR и WVTR

Факторы, влияющие на проницаемость

  • • температура;
  • • относительная влажность;
  • • длительность испытаний;
  • • тип материала;
  • • толщина материала;
  • • барометрическое давление.
 Факторы, влияющие на проницаемость

Методы испытаний

Метод измерения скорости проникновения водяного пара (WVTR)

Типичные условия испытаний

23 °C / 50 % RH, 38 °C / 90 % RH, 38 °C / 100 % RH

Стандарты

• ASTM F1249, • ISO 15106-2
• JIS K7129-2, • GB/T 26253
Метод измерения WVTR

Преимущества сенсора IR

• наиболее точные результаты
• короткое время измерений
• очень долгий срок службы датчика

Метод измерения скорости проникновения кислорода (OTR)

Типичные условия испытаний

23 °C / 0 % RH

Стандарты

ASTM D3985, ISO 15105-2,
JIS K7126-2, GB/T 19789,
DIN 53380-3
Метод измерения OTR

Преимущества сенсора Coulox®

• не требует калибровки
• быстрый отклик сокращает время измерений
• высокая точность
• самый низкий предел обнаружения (LOD)

Кривые выхода в состояние равновесия

Различные типы барьерных материалов требуют разной длительности испытаний:

• однослойные материалы;
• многослойные материалы;
• покрытия.
 Кривые выхода в состояние равновесия

Области применения испытаний

Испытания готовой упаковки

Многоразовые картриджи для испытаний:
• бутылок и стаканов;
• лотков и крышек;
• гибкой упаковки (пакетов);
• туб, колпачков и других изделий.

Соответствие стандартам: ASTM F1307, GB/T 31354.

Анализатор для испытания готовой упаковки

 Испытание готовой упаковки

Испытания барьерных плёнок

Горизонтальные картриджи для испытания плёнок:
• стандартная площадь 50 см²;
• картридж для устранения краевого эффекта (edge effect);
• уменьшенная площадь для малых образцов или высоких диапазонов;
• картридж для двух плёнок.

Анализатор для испытания барьерных плёнок

 Испытание барьерных плёнок

Анализаторы MOCON для испытаний плёнок и готовой упаковки

Описанные выше методы испытаний применяются в анализаторах MOCON для измерения скорости проникновения кислорода и водяного пара. Приборы позволяют испытывать как плоские барьерные материалы, так и готовую упаковку: бутылки, стаканы, лотки, крышки, пакеты, тубы и другие изделия.

Подбор анализатора зависит от измеряемого показателя, диапазона проницаемости, типа образца, условий испытания и требуемого стандарта.

Открыть раздел MOCON