從實際研發經驗看等壓法透氣性測試的優點

   等壓法是20世紀70年代後逐漸發展起來的一種包裝材料透氧性能測試方法，盡管它存在應用上的局限性，並且在挑戰壓差法的透氣性測試基礎地位方面仍然力量不足，可是等壓法具有一些自身的測試優點，這些優點拓寬了它的應用領域。

 

1．Labthink等壓法設備的研發

 

    自包裝材料的透氣性測試應用以來，壓差法一直是最基礎、應用最廣的測試方法，而等壓法是20世紀70年代後在北美地區興起的一種新的測試方法，這兩種測試方法的測試原理完全不同，結果單位也有所不同，因此由這兩種測試方法所測得的測試數據並不可以直接進行比較。由於等壓法有著自己獨特的測試優點，在有些情況下與壓差法可以形成檢測的有效互補，因此蘭光自2004年開始研發等壓法透氣性測試設備。

 

    蘭光在研制等壓法設備之前，有著紮實的壓差法透氣性測試設備研發經驗，在密封、測試腔處理、以及管路設計等方面都有著豐富的經驗。由於我國的微量氧探測技術發展時間尚短，成熟的高精度產品以及推廣使用的技術並不多，因此在設備的研發初期遇到了一些困難。經過2年多的不斷探索，並與國際一流的微量氧探測公司展開合作，蘭光在微量氧探測技術的應用上獲得了突破，研制生產出完全符合ISO等國際標准的等壓法透氣性測試設備。

 

2．等壓法的優點

 

    等壓法的理論基礎不如壓差法深厚，它在測試指標的豐富性以及實際應用便利性等方面還存在一些缺點。例如，只能測定試樣本身的個體性質，即氧氣（或二氧化碳）的透過量，至於溶解度系數、擴散系數是無法獲得的；另外還存在測試氣體單一以及設備使用成本高等問題。然而由於等壓法自身的測試特點使它在一些特殊測試領域中具有壓差法不能比擬的優勢。

 

2.1 容器測試

 

    實現容器的透氣性測試可以說是等壓法測試最突出的一個優點。以前總是通過檢測容器片材的透氣量來估算容器的透氣量，可是容器的壁厚很不均勻，而且材料性質在生產過程中發生了變化，所以估算結果與實際檢測結果可能存在相當大的差距。等壓法在測試試樣兩側保持常壓，使得試樣兩側的壓力相等，這樣可避免由於容器壁兩側壓差過大導致容器爆裂的情況，因此可以實現容器整體的透氣性測試。基於等壓法測試技術的容器透氧性測試方法發展很快，ASTM F 1307容器透氧檢測方法標准的推出更是促進了等壓法容器透氧性設備的研發及推廣，該標准的應用使得測試結果更加科學、准確，大大改變了以往測試混亂、數據可信度低的狀況。目前，利用等壓法測試設備可以實現容器的氧氣和二氧化碳透過性的檢測，容器的類型可以是瓶、袋、盒等，也可以對於膠囊、泡罩包裝進行檢測，因此幾乎當前市面上存在的容器類包裝都可以實現整體檢測，有效避免了由於片材檢測推算導致的誤差，為當前塑料替代玻璃、金屬等材質成為主要的容器制造材料提供有力的檢測依據。

 

2.2 可降低對供電穩定性的要求

 

    按照標准要求，無論是壓差法還是等壓法要完成一次透氣性試驗一般都需要幾個、十多個小時甚至更長的測試時間。因此進行透氣性試驗對於試驗場所供電系統的穩定性有一定的要求，短暫的停電甚至一瞬間的斷電都會白白浪費了若乾小時的試驗運作。因此供電是否穩定一直是影響透氣性測試效率的主要外因。然而在我國的一些地區，供電的穩定性是不能得到保證的，一些地區在用電高峰期存在定時供電的情況，而供電時間往往難以滿足進行一次透氣性試驗所需要測試時間，所以對供電穩定性沒有依賴的透氣性設備就備受市場青睞。實際研發經驗證明，壓差法設備很難脫離供電電源而使用，無論試驗進行到哪一個狀態（抽真空狀態或者滲透狀態）斷電都會破壞試驗過程，致使試驗失敗。

    Labthink創新研發的TOY-C1和TOY-C2等壓法薄膜/容器透氧儀從設計上降低了對電源的使用要求，在出現斷電的情況時都能夠保持當時的試驗狀態，盡管此時傳感器無法輸出電信號，但是當供電再次恢復時從設備的操作界面依然可以獲得正確的試驗數據。同時，等壓法的測試原理也保證了在該方法的使用中不會存在因滲透時間過長而出現傳感器超量程進而導致試驗失敗的情況。

 

2.3 在新興檢測領域的應用

 

    最初，等壓法是針對包裝材料的特點而研發出的一種新的測試方法，然而經過30多年的發展，它的應用已經不只限於包裝材料的透氣性測試，在其他領域中也有了一些新奇的應用，例如用於隱形眼鏡材料的透氧性測試。鏡片的透氧性是隱形眼鏡最重要的指標之一，它的高低直接影響到使用者的佩戴舒適性，進而會對鏡片的銷售情況產生影響，所以此項指標的檢測受到鏡片生產廠家的特別關注。ISO專為隱形眼鏡的透氧性測試制定了檢測標准，其中ISO 9913-2 的測試原理及測試設備就與軟包裝材料透氧性測試中使用的等壓法十分接近，只是在試樣裝夾機構、測試溫度這兩方面略有不同。已有不少隱形眼鏡制造商委托Labthink蘭光阻隔性實驗室檢測鏡片材料的透氧性，並且對試驗結果非常滿意。

 

3．總結