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Cos'è la permeabilità?

La permeabilità è il movimento di un gas o di un vapore attraverso una barriera semipermeabile come la parete di una pellicola, un’intera confezione, un dispositivo medico o persino un display elettronico flessibile. Il gas o il vapore viene spinto a spostarsi da un'area ad alta concentrazione ad un'area a bassa concentrazione.

I materiali di confezionamento moderni sono realizzati con una varietà di materiali semipermeabili ai gas, i più popolari sono carta/cartone, imballaggi in plastica rigida come HDPE/PET, imballaggi in plastica flessibile come LDP/LLDPE e imballaggi metallizzati che utilizzano tipicamente fogli di alluminio. Poiché questi materiali sono permeabili, è fondamentale la misurazione dei tassi di permeabilità del gas attraverso queste barriere per determinare per quanto tempo un sistema di confezionamento manterrà la sua composizione di gas desiderata e quindi, in ultima analisi, per quanto tempo un prodotto sarà protetto e durerà in un determinato confezionamento. La durata di conservazione degli alimenti, delle bevande e dei beni di consumo confezionati può essere notevolmente influenzata dalla permeabilità ai gas del sistema di confezionamento utilizzato per proteggere questi beni. Nel settore della produzione di componenti elettronici per pannelli solari e dispositivi OLED, il tasso di permeabilità del vapore acqueo attraverso i sistemi di confezionamento influisce direttamente sulla durata utile del prodotto ed è quindi un parametro critico per la comprensione della durata dei componenti elettronici confezionati.

Sì, in effetti, il tasso di permeabilità del gas attraverso barriere e confezioni permeabili è importante in molte applicazioni!

Per garantire che i prodotti confezionati o i materiali di imballaggio forniscano la durata, la protezione e la sicurezza del prodotto desiderate: è fondamentale comprendere i tassi di permeabilità del gas attraverso i materiali barriera e la confezione finale finita e selezionare materiali e design di confezionamento, che possano soddisfare le esigenze della durata di conservazione.

Nelle applicazioni pratiche, la velocità di trasmissione (TR), è il modo più comune la registrazione del "flusso" di gas che si muove attraverso un polimero. Le velocità di trasmissione di dell’ossigeno (OTR), del vapore acqueo (WVTR) e dell’anidride carbonica CO2 (CO2TR) possono essere misurate mediante strumenti di permeabilità con diverse tecnologie di sensori. Per le pellicole da confezionamento, le velocità di permeabilità sono tipicamente riportati in: cc/m2giorno per OTR e CO2TR e g/m2 giorno per WVTR.

In effetti, queste velocità di trasmissione descrivono la quantità di uno specifico gas di interesse (in cc o g) che attraversa un’area di pellicola barriera specifica, al giorno. Per le confezioni finite, i tassi (le velocità) di permeabilità sono generalmente riportati come: cc/confezionegiorno per OTR e CO2TR e g/confezionegiorno per WVTR. Per le confezioni intere, il valore misura essenzialmente la quantità di un gas specifico che passerà attraverso una determinata confezione in un giorno. Indipendentemente se si analizza confezioni o pellicole, le velocità di permeabilità sono influenzate da condizioni ambientali come temperature, umidità relativa (UR), nonché la differenza di concentrazione tra il gas all'interno di una confezione rispetto al gas all'esterno della confezione. Pertanto, i test a temperatura e umidità relativa controllate sono fondamentali per ottenere risultati accurati sulla velocità di trasmissione.

Cosa posso fare con le misurazioni della permeabilità?

Con le analisi della velocità di trasmissione del gas, è possibile determinare quanto tempo impiegherà un prodotto soda pop in bottiglia a diventare piatto (anche senza aprire il prodotto), il tempo necessario ad un'atmosfera protettiva per raggiungere le condizioni ambientali e, infine, se il confezionamento fornisce la protezione dalla permeabilità di gas desiderata.

L'analisi della permeabilità dei gas può essere utilizzata anche per monitorare la qualità delle materie prime di confezionamento durante il passaggio da pellicola alla conversione al prodotto finale confezionato. Spesso, anche piccoli cambiamenti di materiale possono causare cambiamenti significativi nelle velocità di permeabilità del gas, con un’importante conseguenza sull'atmosfera, che un prodotto sperimenta durante la sua durata di vita confezionata. L'analisi della permeabilità del gas per il controllo di qualità nei materiali di confezionamento, nei trasformatori e nelle industrie alimentari e delle bevande sono oggi alcuni dei maggiori utilizzi delle apparecchiature per l'analisi della permeabilità.

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