Что измеряет прибор для определения кислородопроницаемости по ASTM F1927

Прибор для определения кислородопроницаемости по ASTM F1927 измеряет скорость прохождения кислорода через пластиковую пленку или лист при заданных условиях. ASTM F1927 описывает метод определения проницаемости пластиковых пленок и листов для кислорода с использованием кулонометрического датчика. Результаты помогают производителям сравнивать барьерные материалы, оценивать стабильность производства и исследовать характеристики упаковки. Перед выбором прибора или программы испытаний следует ознакомиться с областью применения, условиями, требованиями к оборудованию и правилами отчетности, установленными соответствующей редакцией стандарта.

Коэффициент пропускания кислорода, обычно обозначаемый аббревиатурой OTR, показывает количество кислорода, проходящего через заданную площадь за определенное время при установленных условиях испытания. Лаборатории часто указывают его в таких единицах, как cm³/(m²·day), вместе с температурой, влажностью и условиями по кислороду. Более низкое значение OTR обычно указывает на более высокие барьерные свойства в данных условиях. Ответственно интерпретировать результаты без учета среды испытания нельзя, поскольку барьерные свойства полимеров могут значительно изменяться в зависимости от температуры и влажности.

Проницаемость связана с коэффициентом пропускания, но эти понятия не всегда взаимозаменяемы. Для подходящего однородного материала коэффициент проницаемости можно рассчитать с учетом толщины образца и разницы парциальных давлений кислорода. При интерпретации значений, нормированных по толщине, необходимо проявлять особую осторожность для многослойных структур, покрытий и материалов, свойства которых зависят от влажности. При принятии решений об упаковке измеренный OTR фактической структуры зачастую полезнее, чем расчетный коэффициент для отдельного слоя материала.

Принцип кулонометрического метода испытаний

Образец герметично закрепляют между двумя камерами. С одной стороны на него подают тестовый газ, содержащий кислород, а с другой — продувают газом-носителем, который переносит прошедший через образец кислород к кулонометрическому датчику. Датчик формирует электрический сигнал, связанный с количеством поступившего к нему кислорода. После достижения системой требуемых условий измерения прибор использует сигнал датчика и параметры испытания для расчета пропускания через открытую площадь образца. Точная последовательность операций зависит от прибора и редакции стандарта.

Надежность измерений зависит не только от чувствительности датчика. Утечки вокруг образца могут вызвать кажущийся поток кислорода, не связанный с его прохождением через материал. На результаты также могут влиять загрязнения, поврежденные уплотнения, нестабильная подача газа и недостаточное кондиционирование. Операторам следует осматривать испытательную ячейку, выполнять проверку на утечки в соответствии с инструкциями производителя прибора и использовать чистые образцы без видимых дефектов, если только исследование не направлено непосредственно на изучение таких дефектов. Все отступления от установленного метода необходимо фиксировать.

Калибровку и проверку следует выполнять в соответствии с применимым стандартом и инструкциями производителя прибора. Уточните, как калибруется датчик, какие эталонные материалы или газы используются, как обеспечивается прослеживаемость и с какой периодичностью проверяются рабочие характеристики. Подходящий эталонный материал помогает подтвердить, что вся система выдает результат, соответствующий заявленному эталонному значению при аналогичных условиях. Храните записи о калибровке, результаты проверок, историю обслуживания и наблюдения за условиями окружающей среды вместе с документацией системы менеджмента качества лаборатории.

Конфигурации прибора и критерии выбора

Прибор для определения кислородопроницаемости по ASTM F1927 может иметь одну или несколько испытательных ячеек. Система с одной ячейкой может подойти для исследовательских работ или умеренного объема образцов, а несколько ячеек позволяют увеличить пропускную способность. Уточните, работают ли ячейки независимо, какие условия можно задавать отдельно и влияет ли одновременное испытание нескольких образцов на заявленный диапазон измерений. Оценивайте пропускную способность с учетом реалистичного времени кондиционирования и стабилизации, а не только количества камер.

При выборе начните с ожидаемого диапазона OTR материалов, которые предстоит испытывать. Запросите у производителя заявленный диапазон измерений, возможности обнаружения, повторяемость, площадь испытания, допустимые размеры образцов и диапазон контроля условий окружающей среды. Убедитесь, что характеристики соответствуют предполагаемым условиям испытания и структуре образца. Для пленок с очень высокими барьерными свойствами может потребоваться более длительная стабилизация и тщательный контроль фонового кислорода, тогда как для более проницаемых образцов может подойти другой диапазон измерений.

Также оцените контроль влажности, стабильность температуры, расход газа, функции программного обеспечения и доступность сменных уплотнений и датчиков. Если лаборатории необходимы электронные записи, уточните возможности экспорта данных, разграничения доступа пользователей, аудита и совместимость с имеющимися системами. Запросите демонстрацию на репрезентативных образцах и заранее согласуйте условия испытания и критерии приемки. Перед покупкой подтвердите соответствие прибора требованиям применимой редакции ASTM F1927 и запросите подтверждающую документацию.

Применение и связанные испытания упаковки

Производители пленок и переработчики используют данные о пропускании кислорода для сравнения рецептур смол, покрытий, ламинатов и изменений технологического процесса. Разработчики упаковки учитывают их при выборе структур для чувствительных к кислороду продуктов питания и других товаров, качество которых может ухудшаться при воздействии кислорода. Специалисты по медицинской упаковке также могут оценивать барьерные материалы в рамках более широкой проверки упаковки. Требуемое целевое значение зависит от чувствительности продукта, конструкции упаковки, условий дистрибуции и требований к сроку годности; один лишь OTR материала не определяет характеристики готовой упаковки.

Для входного контроля, квалификации поставщиков, устранения проблем в технологическом процессе и разработки продукции требуются разные планы отбора проб. Например, для сравнения производственных партий необходимы одинаковая подготовка образцов и условия испытаний, а при исследовании предполагаемой проблемы с покрытием может потребоваться отбор образцов в нескольких местах рулона. В отчете указывайте идентификационные данные образца, толщину, если она имеет значение, кондиционирование, условия испытания, результаты и любые отклонения. До использования результатов для принятия коммерческого решения согласуйте с заказчиком или поставщиком места отбора образцов и пределы приемки.

Испытание на кислородопроницаемость — лишь одна из составляющих более широкой программы контроля качества упаковки. В перечне оборудования paratronix указаны приборы для определения паропроницаемости, течеискатели, приборы для проверки герметичности и прочности шва, а также неразрушающие приборы для обнаружения микротечей. Эти категории отвечают на разные вопросы: по результату определения пропускания кислорода пленкой нельзя судить о переносе влаги, утечках в упаковке или целостности шва. Покупатели могут обсудить с paratronix необходимый набор испытаний и отдельно уточнить доступность и характеристики оборудования для испытаний на кислородопроницаемость.

Подготовка образцов и контроль качества в лаборатории

Сначала определите материал, производственную партию, ориентацию образца и поверхность, которая будет обращена к газу, содержащему кислород. Вырежьте образцы по размеру испытательной ячейки, не растягивая, не сгибая и не загрязняя открытую для испытания область. При необходимости измерьте толщину подходящим методом для интерпретации или отчетности. Кондиционируйте образцы согласно применимой процедуре и документируйте температуру и влажность. Для многослойных материалов и материалов с покрытием одинаковые ориентация и обращение с образцами повышают достоверность сравнения партий.

Установите образец с использованием предписанных уплотнительных материалов и процедуры зажима, затем перед сбором данных проверьте герметичность системы. Задайте требуемые расходы газа и условия окружающей среды и дождитесь стабилизации прибора и образца в соответствии с методом и рекомендациями производителя. Не считайте быстро меняющееся показание окончательным результатом лишь для сокращения времени испытания. Если это предусмотрено планом отбора проб, зафиксируйте результаты повторных измерений и выясните причину неожиданного разброса до выпуска отчета.

Практическая программа контроля качества должна предусматривать ответственных за регулярные проверки на утечки, измерения с эталонными материалами, калибровку, замену уплотнений и профилактическое обслуживание. Периодичность должна учитывать рекомендации производителя, систему качества лаборатории, частоту использования и наблюдаемые рабочие характеристики. Анализируйте динамику результатов измерений эталонных материалов и фоновых показаний, чтобы своевременно выявлять дрейф или загрязнение. При сравнении данных разных лабораторий сначала согласуйте редакцию метода, условия испытаний, подготовку образцов и единицы отчетности, прежде чем связывать различия непосредственно со свойствами материала.

Совокупная стоимость владения и решения о покупке

Цена покупки — лишь одна из составляющих затрат на прибор для определения кислородопроницаемости по ASTM F1927. В бюджет следует включить установку, обучение операторов, запас газа, эталонные материалы, калибровку, профилактическое обслуживание, сменные уплотнения и возможное обслуживание датчика. Учитывайте также необходимость контроля условий окружающей среды, лицензии на программное обеспечение и подготовку помещения. Попросите поставщика письменно указать регулярные расходы и рекомендуемые интервалы обслуживания, а также условия гарантии, доступность запасных частей и порядок получения технической поддержки.

Оцените годовую загрузку с учетом типов материалов и ожидаемой продолжительности испытаний, включая кондиционирование, настройку, стабилизацию и подготовку отчетов. Сравните стоимость испытаний в собственной лаборатории с расходами на услуги сторонних лабораторий, доставку, сроки выполнения и ценность более быстрого принятия решений при разработке. Дополнительные испытательные ячейки могут увеличить производительность, но их окупаемость зависит от фактической загрузки, наличия достаточного количества сотрудников и запаса газа. Не прогнозируйте экономию, пока предполагаемая система не будет проверена на репрезентативных образцах.

В запросе на закупку полезно указать материалы, ожидаемый диапазон пропускания, требуемые условия, ежемесячный объем образцов, требования к отчетности и рынок назначения. Попросите подготовить коммерческое предложение с отдельным указанием базового прибора, принадлежностей, установки, обучения и текущего обслуживания. Запросите пример отчета и уточните применимую редакцию стандарта. При обращении в paratronix предоставьте эту информацию и выясните, какое доступное оборудование и какие дополнительные испытания упаковки подходят для проекта; перед заказом подтвердите окончательную конфигурацию и возможности прибора.

Будущие тенденции и планирование с учетом стандартов

Специалисты по упаковке оценивают перерабатываемые структуры, более тонкие пленки и альтернативные барьерные покрытия, поэтому возникает необходимость сравнивать пропускание кислорода для изменяющихся конструкций материалов. Эти изменения могут влиять на чувствительность к влажности, сгибанию и обработке. Лабораториям следует испытывать репрезентативные материалы в условиях, соответствующих предполагаемому применению, и сочетать измерения барьерных свойств с другими подходящими оценками упаковки. Данные о динамике результатов контролируемых испытаний при разработке помогают выявлять компромиссы до внедрения изменений материала в производство.

По мере роста объема испытаний лабораториям могут потребоваться более удобная работа с данными, упрощенная проверка и более эффективные рабочие процессы. При оценке программного обеспечения или автоматизации проверьте, сохраняет ли система идентификацию образца, условия испытания, исходные наблюдения, если они доступны, и итоговый отчет. Уточните, как можно просматривать и экспортировать записи. Автоматизация может сократить объем ручных операций, но не заменяет корректный отбор и подготовку образцов, обслуживание прибора и анализ необычных результатов.

Стандарты и требования заказчиков могут меняться, поэтому перед установлением спецификации проверьте актуальную применимую редакцию и любые предусмотренные договором методы. ASTM F1927 устанавливает конкретный метод испытаний; его применение само по себе не подтверждает соответствие нормативным требованиям и пригодность для любого рынка. Чтобы обсудить закупку, свяжитесь с paratronix и сообщите предполагаемые материалы, требуемые условия испытания и требования к документации. В предоставленных сведениях о лицензии компании указан Единый код социального кредита 91370105689842696E.