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Bestimmen Sie die Sauerstoffdurchlässigkeitsrate von Materialfilmen

Permeationszelle OTR-PSt3 / -PSt6 / -PSt9

Die Messzelle aus Edelstahl ist auf verbesserte Dichtigkeit ausgelegt, und ist in zwei Kammern mit je zwei Gasanschlüssen unterteilt. Die obere Kammer hat ein Fenster, in das der optische Sauerstoffsensor integriert ist. Abhängig von dem zu untersuchenden Materialfilm kann eine OTR-PSt3 mit einem Sauerstoffsensor mit breitem Messbereich, OTR-PSt6 für Sauerstoffspurenmessungen oder die OTR-PSt9 für Ultra-Spurensauerstoffmessungen und die Bewertung von Hochbarriere-Materialien eingesetzt werden. Das Testmaterial wird zwischen den beiden Kammern der Permeationszelle fixiert. Danach können beide Kammern unabhängig voneinander mit Gas oder Flüssigkeit gespült werden. In der oberen Kammer wird eine sauerstofffreie Umgebung geschaffen, während die untere Kammer mit sauerstoffreichem Medium gefüllt ist. Auf diese Weise kann die Sauerstoffübertragungsrate (OTR) durch das Material mit dem Sauerstoffsensor in der oberen Kammer detektiert werden.

  • OTR-Messung in Gas und Flüssigkeiten
  • Untersuchung von Materialien mit niedriger Barrierewirkung mit OTR-PSt3
  • OTR-PSt6 misst bis zu 1 ppb gelösten Sauerstoff
  • Sehr niedrige Nachweisgrenze von 0.5 ppm gasförmigem Sauerstoff mit OTR-PSt9 - für Materialien mit hoher Barrierewirkung
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Anwendungsbereiche

Evaluierung des OTR Messgeräts

Ein gut charakterisierter 100 μm-PET-Film (Hostaphan ® RB 100) wurde für Messungen mit der Permeationszelle und einem PSt6-Sensor verwendet. Die Permeabilität dieses Films ist bekannt und wurde in mehr als 100 Referenzmessungen im Bereich von 12,26 bis 14,10 cm3 (STP) / (m2 d Bar) bestimmt. Zuerst wurden beide Kammern der Messzelle mit Stickstoff gespült, um die Leckage der Vorrichtung zu ermitteln (Nullwert). Dann wurde die untere Kammer mit Sauerstoff gefüllt und über mehrere Tage gemessen. Der Anstieg des Sauerstoffpartialdrucks, der mit dem optischen Sensor aufgezeichnet wurde, zeigte eine quasi / lineare Steigung bis zu 40 hPa. Die in der Meßzelle bestimmte Sauerstoffpermeation betrug 12,78 cm³ (STP) / (m² d Bar), was in guter Übereinstimmung mit der zuvor bestimmten Permeabilität für den Referenzfilm steht.

(Müller K., et al.: New Permeation Measurement Device Using Chemical Optical Sensor Spots, 25th IAPRI Symposium on Packaging, 2011, Berlin)


Sauerstoffdurchlässigkeitsrate von Materialien mit extrem niedriger Barrierewirkung

Die erforderlichen Sauerstoffbarriereeigenschaften für Lebensmittelverpackungen können in einem weiten Bereich variieren. Einige atmende frische Früchte oder Gemüse benötigen eine extrem niedrige Barriere-Verpackung. Diese hochpermeablen Materialien können nicht mit der etablierten Gasträgermethode gemessen werden. Mit dem optischen Permeationsmesssystem können hingegen auch perforierte Folien und Papiermassen untersucht werden. Die höchste gemessene Permeabilität mit diesem System betrug 2 x 107 cm³ (STP) / (m² d bar) für eine 30 μm PET-Folie, die mit CaCO3 gefüllt war.


Sauerstoffdurchlässigkeitsrate von Materialien mit extrem hoher Barrierewirkung

Materialien mit extrem hoher Barriere werden bei technischen Anwendungen, wie z.B. für Vakuumisolationspaneele oder Photovoltaikmodule, benötigt und zeigen Permeationsraten von unter 5 x 10-3 cm3 (STP) / (m2 d bar). In der Permeationszelle mit integriertem PSt9-Sensor wurde ein Film aus mehreren metallisierten PET-Schichten mit einer PE-Versiegelungsschicht gemessen. Der ermittelte Nullwert betrug 0,0176 cm³ (STP) / (m² d bar). So kann dieses Messsystem zur Bestimmung der Sauerstoffpermeation in Hochbarrierematerialien verwendet werden.


Technische Daten

Spezifikationen
SauerstoffsensorenSP-PSt3, SP-PSt6 oder SP-PSt9
MessbereichPSt3: > 100 cm3 (STP)/(m2 d bar)
PSt6: 10-2 bis 107 cm3 (STP)/(m2 d bar)
PSt9: 10-3 bis 100 cm3 (STP)/(m2 d bar)
AbmessungenAußendurchmesser ca. 107 mm
Innendurchmesser ca. 900 mm
Gewichtca. 2,9 kg
Gasvolumen in der oberen Kammer116 cm3
Permeationsfläche68,1 cm2
MaterialEdelstahl
Gasanschluss4 Swagelok-Ventile: NPT-Außengewinde 1/8 Inch

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