Quale metodo OTR è più adatto alla tua applicazione?

Ottimizzazione dei test di permeabilità all'ossigeno: scegliere il metodo ASTM OTR più adatto.
Il tasso di trasmissione dell'ossigeno (OTR) è un parametro fondamentale per valutare l'efficacia di un materiale o di un imballaggio nel bloccare l'ossigeno, che può causare deterioramento, ossidazione e riduzione della durata di conservazione. Tuttavia, non esiste un metodo universale valido per tutti i casi. La scelta del metodo di prova ASTM OTR più appropriato può fare la differenza nell'ottenere risultati significativi e, in definitiva, nella progettazione di soluzioni barriera più efficaci.

Perché i test OTR sono importanti
L'ossigeno è spesso il nemico della durata dei prodotti. Negli alimenti, nei prodotti farmaceutici e nei dispositivi medici, la penetrazione dell'ossigeno può causare ossidazione, alterazioni del sapore, proliferazione microbica e degradazione dei principi attivi sensibili. Per questo motivo, è fondamentale sapere quanto ossigeno un film, una lastra o un intero imballaggio lasciano passare e in quali condizioni. Dati affidabili sulla permeabilità aiutano i team di ricerca e sviluppo a scegliere i materiali, gli ingegneri a ottimizzare gli imballaggi e i laboratori di controllo qualità a garantire la coerenza e la conformità.

Considerazioni chiave per la selezione del metodo
Quando si sceglie un metodo di test OTR, è importante valutare diversi fattori:

• Resistenza alla barriera: Il materiale è una pellicola ad alta barriera o è più permeabile e trasmissiva?
• Form factor: Are you testing a film, a pouch, or a whole package (such as a bottle with closure)?
• Esigenze in termini di sensibilità: avete bisogno di una rilevazione di ossigeno a livelli estremamente bassi o state misurando tassi di trasmissione più elevati?
• Umidità: L'umidità relativa influirà sulla permeazione? (Molti materiali, come l'EVOH o la carta patinata, sono sensibili all'umidità.)
• Tempi di realizzazione: in quanto tempo avete bisogno di raggiungere l'equilibrio e per quanto tempo siete disposti a eseguire i test?
• Conformità agli standard: Quale standard ASTM (o standard equivalente ISO, JIS) è pertinente per la vostra applicazione?

Metodi ASTM per la misurazione della permeabilità all'ossigeno (OTR): quali sono disponibili?
Ecco i principali metodi ASTM attualmente in uso e un confronto tra di essi:

1. ASTM D3985/F1927 Questo è il classico metodo del "sensore coulometrico", che rappresenta lo standard di riferimento del settore dal 1981. Un lato della pellicola (o della confezione, nel caso dello standard ASTM F1927) viene esposto all'ossigeno secco, mentre il lato opposto viene attraversato da azoto secco (lo standard ASTM F1927 prevede l'utilizzo di gas con un determinato livello di umidità). L'ossigeno che attraversa la pellicola viene convogliato in un sensore coulometrico (elettrochimico), che ne quantifica la quantità. 

• Punti di forza: Molto sensibile, affidabile e ampiamente riconosciuto. Uno standard intrinseco che non richiede calibrazione. 
• Ideale per: film ad alta barriera, applicazioni in cui il rilevamento di bassi livelli di permeabilità all'ossigeno è fondamentale e test in condizioni di umidità controllata.
• Compromessi: Il raggiungimento dell'equilibrio può richiedere ore o addirittura giorni, soprattutto per i materiali con una permeabilità molto bassa..

2. ASTM F2622 Questo metodo consente l'utilizzo di una più ampia varietà di sensori (coulometrici non assoluti), inclusi i sensori di ossigeno generici. Anziché consumare tutto l'ossigeno, ne viene analizzata solo una frazione, il che significa che il sensore deve essere calibrato con precisione e verificato continuamente. 

• Punti di forza: Funziona bene con materiali ad alta trasparenza, spesso è più veloce e offre maggiore flessibilità nella scelta dei sensori.
• Ideale per: pellicole a rapida trasmissione (ad esempio, imballaggi per prodotti alimentari, carte patinate), dove non è necessaria una barriera a bassissima permeabilità. 
• Compromessi: Meno sensibile rispetto al metodo coulometrico e richiede calibrazione per mantenere la precisione.

3. ASTM F1307 Questo metodo è pensato per confezioni complete e finite, piuttosto che per semplici pellicole. La confezione viene esposta all'ossigeno all'esterno, mentre l'interno viene attraversato da un flusso di azoto. L'ossigeno che permea le pareti della confezione viene misurato utilizzando un sensore coulometrico.

• Punti di forza: Misura le prestazioni della barriera protettiva in condizioni reali, inclusi i sistemi di chiusura, le cuciture e altre caratteristiche della confezione.
• Ideale per: sistemi a vassoio, sacchetti, bottiglie, tubi flessibili e qualsiasi formato di confezionamento in cui l'integrità dell'intero sistema sia fondamentale.
• Compromessi: raggiungere l'equilibrio in pacchetti di grandi dimensioni o complessi può richiedere tempi e configurazioni considerevoli.

Riassumendo: come scegliere
Ecco uno schema per la scelta del metodo più appropriato:

• Scegliete lo standard ASTM D3985/F1927 quando la vostra priorità assoluta è la massima sensibilità e state testando pellicole piatte o sistemi sigillati. Funziona intrinsecamente senza necessità di calibrazione.
• Utilizzare lo standard ASTM F2622 quando si ha a che fare con materiali ad alta trasmissione, dove la velocità e la flessibilità sono più importanti di una rilevazione estremamente precisa.
• Scegliete lo standard ASTM F1307 se siete interessati alle prestazioni dell'imballaggio nel suo complesso, ovvero se desiderate misurare la permeabilità all'ossigeno dell'imballaggio finito (incluse sigillature e chiusure).

Inoltre, la scelta del test dovrebbe essere in linea con le condizioni di utilizzo reali del prodotto. Per i prodotti conservati in ambienti umidi, scegliete un test che tenga conto dell'umidità relativa per garantire risultati di performance accurati. Se il prodotto viene conservato in frigorifero, a temperatura ambiente o ad alte temperature, assicuratevi di testarlo alla temperatura appropriata per soddisfare i requisiti di durata di conservazione. 

Il supporto di esperti è fondamentale.
L'implementazione efficace di questi metodi di test richiede molto più della semplice scelta di uno standard. Strumentazione di precisione, calibrazione rigorosa e una profonda comprensione del comportamento di permeazione sono essenziali. Le aziende si affidano spesso a laboratori o specialisti, come AMETEK MOCON, che offrono analizzatori OTR specifici (come la serie OX-TRAN) e servizi di test per guidare la selezione del metodo, eseguire i test e interpretare i risultati. 

Conclusioni finali

• Comprendere quale metodo ASTM OTR utilizzare è fondamentale per una valutazione accurata delle proprietà di barriera dei materiali.
• Materiali e formati di imballaggio diversi richiedono approcci diversi; non esiste una soluzione universale.
• Sensibilità, velocità, umidità e configurazione del campione dovrebbero guidare la vostra decisione.
• Collaborare con laboratori esperti o utilizzare strumenti di permeazione specializzati può aiutarvi a ottenere dati affidabili e concreti.

Selezionando con attenzione il metodo di test più adatto alle vostre specifiche esigenze in termini di permeabilità all'ossigeno (OTR), potrete ottenere dati più significativi, ottimizzare i materiali e realizzare barriere all'ossigeno più affidabili, il che si traduce in un miglioramento delle prestazioni del prodotto e in una maggiore integrità del marchio.

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