水蒸気透過率

水蒸気透過率( MVTR ) は、水蒸気透過率( WVTR ) とも呼ばれ、物質を通過する水蒸気の量を測る指標です。これは、蒸気バリアの透過性の指標でもあります。

湿気管理が極めて重要な業界は数多くあります。湿気に敏感な食品や医薬品は、必要な品質、安全性、保存期間を達成するために、管理された MVTR で包装されます。衣類では、通気性の尺度としての MVTR は、屋外活動用の衣類の着用者の快適性の向上に貢献しています。建材業界では、建築部品の防湿特性も管理し、建物の内部空間の適切な湿度レベルを確保しています。一般にOLEDと呼ばれる有機材料をベースにした光電子デバイスは、デバイスの寿命を通じて同じパフォーマンスを保証するために、低い WVTR 値のカプセル化が必要です。

MVTR は一般に、フィルム/バリアの厚さが増加すると減少し、温度が上昇すると増加します。

測定

MVTR を測定するには、質量による水分の増減を測定する重量測定法から、一部の設計では非常に低い透過率を測定できる非常に高度な機器技術まで、さまざまな技術があります。布地などの多孔質物質を測定する場合は、一部の技術が適切ではないため、特別な注意が必要です。非常に低いレベルの場合、多くの技術では十分な解像度が得られません。 ISO、ASTM、BS、DINなどには多数の標準方法が記載されていますが、これらは業界固有のものであることがよくあります。機器メーカーは、販売している特定の設計を最大限に活用するように開発されたテスト方法を提供できることがよくあります。最も適切な機器を探すことは熱心な作業であり、それ自体が測定の一部です。^[1]

測定が行われる条件は、結果にかなりの影響を与えます。サンプル全体の温度勾配と湿度勾配の両方を測定、制御し、結果とともに記録する必要があり、サンプルの厚さは同じである必要があります。これらの条件を指定しない MVTR 結果はほとんど意味がありません。条件がわからない限り、2 つの結果を比較しないでください。たとえば、温度が透過性に与える影響は 1 °C あたり 10% にもなる可能性があり、23 °C と 37 °C で達成される MVTR 結果が 4 倍も異なる可能性があります。

MVTR の最も一般的な国際単位は g/m ² /日です。米国では g/100in ^{2 /日も使用されており、これは g/m}² /日単位の値の 0.064516 (約 1/15) です。アルミ箔ラミネートの典型的な率は 0.001 g/m ² /日ほど低い場合がありますが、布地の率は数千 g/m ² /日に達することもあります。^{[引用が必要]}

多くの場合、バリアテストはシート状の材料に対して行われます。それに基づく計算は、完成した構造、衣類、パッケージを設計するときに役立ちます。継ぎ目、折り目、アクセスポイント、ヒートシールなどは、最終用途のパフォーマンスにとって重要です。たとえば、ボトルのガラスは効果的な総合バリアを備えているかもしれませんが、スクリューキャップクロージャーとクロージャーライナーはそうではない可能性があります。完全な容器、構造、または不規則な物体のパフォーマンス検証と妥当性確認が推奨されることがよくあります。

OLEDの特殊なケースでは、許容される透過レベルが10 ⁻⁶ g/m ² /日レベル ^[2]^[3]であるため、好ましい方法は水への曝露による金属の酸化を利用する ^[4] 。^[5]

参照

さらに読む

Bell, LN、および Labuza, TP 2000。「水分吸着等温線の測定と使用の実際的側面」第 2 版 AACC Egan Press、Egan、MN
ヤム、KL、「パッケージング技術百科事典」、ジョンワイリーアンドサンズ、2009 年、ISBN 978-0-470-08704-6
Massey, LK、「プラスチックとエラストマーの透過特性」、2003 年、Andrew Publishing、ISBN 978-1-884207-97-6

USP規制基準

米国で販売される医薬品については、米国薬局方 (USP) が医薬品包装の水分透過性に関する基準を定めています。

USP <671>

ASTM規格

ASTM D1434 - プラスチックフィルムおよびシートのガス透過特性を測定するための標準試験方法
ASTM D3079 - 乾燥製品用フレキシブルヒートシール包装の水蒸気透過性に関する標準試験方法
ASTM D4279 - 輸送コンテナの水蒸気透過性に関する標準試験方法 - 定常法およびサイクル法
ASTM D7709 ^[6] - 医薬品ボトルおよびブリスターの水蒸気透過率（WVTR）を測定するための標準試験方法
ASTM E96 - 材料の水蒸気透過性に関する標準試験方法
ASTM E398 - 動的相対湿度測定を用いたシート材料の水蒸気透過率の標準試験方法
ASTM F1249 - 変調赤外線センサーを使用したプラスチックフィルムおよびシートの水蒸気透過率の標準試験方法
ASTM F2298 - 動的水分透過セルを使用した衣料品材料の水蒸気拡散抵抗および通気抵抗の標準試験方法

参考文献

^ 「アーカイブコピー」（PDF）。 2014年4月13日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2014年4月10日閲覧。{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)、超バリアの水蒸気透過試験：現在の方法の限界と感度の向上をもたらす進歩、M. Stevens 他
^ [1]、「材料研究工学研究所（IMRE）メディアリリース、2008年4月29日、シンガポールの研究により、湿気と酸素に対する世界最高の保護が実現」
^ [2]、水蒸気透過率測定、2011年6月1日
^ [3] ^{[リンク切れ‍ ]}、G. Nisato、浸透法、成果物 D5b FLEXled-phr-0209-009/公開レポート、2002年9月、^{[リンク切れ‍ ]}
^ [4] 2014-04-13にWayback Machineでアーカイブ、バリア透過性を測定するための電気的カルシウムテスト、国立再生可能エネルギー研究所
^ 「ASTM D7709 - 12(2017) 医薬品ボトルおよびブリスターの水蒸気透過率 (WVTR) を測定するための標準試験方法」。

[wvtrtestultrabarriers-1] 「アーカイブコピー」（PDF）。 2014年4月13日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2014年4月10日閲覧。{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)、超バリアの水蒸気透過試験：現在の方法の限界と感度の向上をもたらす進歩、M. Stevens 他

[IMRE-2] [1]、「材料研究工学研究所（IMRE）メディアリリース、2008年4月29日、シンガポールの研究により、湿気と酸素に対する世界最高の保護が実現」

[NPL-3] [2]、水蒸気透過率測定、2011年6月1日

[d5b-4] [3] ^{[リンク切れ‍ ]}、G. Nisato、浸透法、成果物 D5b FLEXled-phr-0209-009/公開レポート、2002年9月、^{[リンク切れ‍ ]}

[eere-5] [4] 2014-04-13にWayback Machineでアーカイブ、バリア透過性を測定するための電気的カルシウムテスト、国立再生可能エネルギー研究所

[6] 「ASTM D7709 - 12(2017) 医薬品ボトルおよびブリスターの水蒸気透過率 (WVTR) を測定するための標準試験方法」。