稱重法是（shì）透（tòu）濕（shī）性測試（shì）的仲裁方法

      透濕性測試方法（fǎ）包（bāo）括稱重法和傳感器法兩大類，最早使用（yòng）的是稱重法。稱（chēng）重法是透濕性測試的仲裁方（fāng）法，傳感器法的測試數（shù）據體係需要用稱重法數據（jù）進行標定。

 

1．材料的透濕性能

 

      材料的透濕性能是薄膜、薄片對於水蒸氣的阻隔性（xìng），是包裝材料（liào）防潮性能的主要指標。材料（liào）的透濕性能是通過透濕性測試進行檢測的。

 

      通常用來評價（jià）材料透濕性能（néng）的指標（biāo）有水蒸氣透過（guò）量（WVT）和水蒸氣透（tòu）過係數（P_V）。水蒸氣透過量是在（zài）規定的溫度、相對濕（shī）度，一定的水蒸氣壓（yā）差和一定厚度的（de）條件下（xià），1m²的（de）試樣在24h內透過的水蒸氣量，單位是g/m²·24h。水蒸氣透過係數是（shì）在規定的溫度（dù）、相對濕度環（huán）境中，單位時間內，單位水蒸氣壓差下，透過單位厚度，單位麵積試樣的水蒸氣量，單位是g·cm/cm²·s·Pa。兩者之間的關係如下：

 

      其中，d是試樣厚度，Δp是（shì）試樣兩側的水蒸（zhēng）氣壓（yā）差，與試樣兩側的相對濕（shī）度有關，而1.157×10^-9是用於單（dān）位換算的。ASTM E 96明確材料的透濕性（xìng）能指標是依照稱重法來定義的。

 

2．透濕性測試方法的發展

 

2.1 稱（chēng）重法

 

     上世紀中期，材料的阻隔性（xìng）成為一種用於評定材料性能的新指標。最早的阻隔性測試標準是1953年製定的稱重法透濕性測（cè）試（shì）標準ASTM E 96，並根據稱重法（fǎ）的測試原理以及（jí）測量參數定義（yì）材（cái）料的透濕性參數。當時按照稱重法製造的（de）透濕性（xìng）測試設備不但附件繁多、操作複雜、測試時間長、測試效率低，而且對試驗操作者需要進行嚴格的培訓。

 

      如今稱重（chóng）法已經獲（huò）得了明（míng）顯的改進，最新的稱重法透濕性（xìng）測試設備已經實現將試驗環境和稱重環境（jìng）合二為一的測試結構（gòu），不但增強了設備的測試準確度、簡化試驗人員的操作，而且大大降低了試（shì）驗失敗概率。同時，稱重元器件及各種（zhǒng）相關技術的發展大大提高了稱重法的（de）測試精（jīng）度以及測試效率。

 

2.2 傳感器法

 

      傳感器法包括（kuò）動態相對濕（shī）度測定法、紅（hóng）外檢定法、電解傳（chuán）感器檢測法，是從1970年之後才陸續推出的一類透濕性測試方法。

 

      動態相（xiàng）對濕度測定法可以用（yòng）於試（shì）樣（yàng）進行（háng）透濕性能優劣的快速比較，而（ér）且它的試驗環境可以任意調節來更好地模（mó）擬（nǐ）包裝材（cái）料的實際使用情況。動態相對濕（shī）度檢定（dìng）法的直接（jiē）測量量是水蒸氣透過試樣的時間或者速度，並不是對微量水（shuǐ）分的直（zhí）接檢（jiǎn）測，因而整個設備的（de）數據（jù）體係完（wán）全依靠參考膜（Reference Film）進行標定。這點在ASTM E 398-03中有如下描（miáo）述：“Standard Films, which have been calibration by gravimetric means……A standard, calibration film whose WVTR has been gravimetrically determined in accordance with the desiccant method of Test Methods E96…….”（參考膜由稱重法校準。…用於設備標定的（de）參考膜，由稱（chēng）重法（fǎ）確定（dìng）其WVTR數據，采（cǎi）用的測試方法為測試（shì）方法E96 的增重法…）ISO 15106-1中對於參考膜的測試數據（jù）來源也有明確的規定，要求按照稱重法檢（jiǎn）測獲（huò）得。

 

      紅（hóng）外檢定法將（jiāng）紅外探測技術用於材料的透濕性檢測，是對紅外探測技（jì）術使用領域（yù）的推廣。電解傳（chuán）感器檢測法采用電解技術可以實現對微量水（shuǐ）分的高精度檢測。這兩種方（fāng）法（fǎ）的測試結構非常（cháng）相似，都（dōu）是直接檢測通過薄膜的水蒸氣量，差別主要是傳感器原理不一樣。而且這兩種方法還可以進行（háng）包裝（zhuāng）容器整體（tǐ）的透濕（shī）性檢測，而（ér）稱重法（fǎ）在進行容（róng）器整體檢測時無法避免稱重量程與測量精度（dù）無法兼（jiān）顧的問題。不過他們仍然必須使用參考膜標定設備的測（cè）試數據體係。ISO 15106-2中對於參考膜的使用以及測試數據來源有明確的（de）規定，也是（shì）要（yào）求按照稱重法（fǎ）檢測獲得，“Reference test specimen: a test specimen whose water vapour transmission rate is known, or one for which the water vapour transmission rate has been determined in accordance with ISO 2528.”（參考膜（mó）：水蒸氣透過量（liàng）已知（zhī）的薄膜，或者其水（shuǐ）蒸氣透過（guò）量由ISO 2528確定）。

 

3．仲裁方（fāng）法

 

      由於同時存在幾種透濕性測試方法，因此若是因為（wéi）材料透濕性數（shù）據導致糾紛在判定時需要使用仲裁方法（fǎ）。仲裁方法應是基礎方法，不使用其他方法的測試數據標定自身的數據體係，檢測技術應科學、中間環節少。而且仲裁（cái）方法應具有很好的測試數（shù）據再現性以及理想的試驗偏差。這（zhè）裏按照各種透濕性測試方法的特點進行客觀的分析。

 

      首先，對於數據體係的標定，正如之前所述，幾種傳（chuán）感器法無論（lùn）其（qí）直接檢測量是不是水（shuǐ）蒸氣量，都需要使（shǐ）用參考膜標定數據體係，而參考膜的透濕性數據是通過稱重法（ISO 2528或者ASTM E 96）測試得到的（de）。此外盡管ASTM F 1249中認為可調紅外檢定法可（kě）以有條件地（需要首先獲得相關各（gè）方的認可（kě））用於仲裁測試，但是其數據體係（xì）必須經過參考（kǎo）膜標（biāo）定，而標定後（hòu）的紅外檢定法設備所出具的（de）測試數據就（jiù）與稱重法數（shù）據一致了。因此如果可調紅外檢定法（fǎ）可以（yǐ）作為仲裁方法使用（yòng）的話，其（qí）“標定參照”——稱重法——沒有理由不是仲裁方法。而且（qiě）傳感器法中采用的微量水分傳感器（qì）（除動態相（xiàng）對濕度測定法采用的（de）相對濕度傳感器外（wài））是（shì）消耗型元器件，因此必須利用參考膜進行周期標（biāo）定（dìng）。幾種（zhǒng）傳感器（qì）法間通過由參考膜確定的標定係數可（kě）以統（tǒng）一測試數據體係，互相（xiàng）之間是可以替代的，但是並（bìng）不（bú）具備作為仲裁方法的條件。

 

      第二，關於測試數據（jù）的“再現性”，比較幾個標準（ASTM E 96/E 96M-05，ASTM E 398-03 以及ASTM F 1249-06）中給出的數據，都比較接近。但是對於試驗偏差，稱重（chóng）法標準ASTM E 96/E 96M-05有如下描述，“This test method has no bias because water vapor transmission of materials is defined in terms of this test method.”（這（zhè）種測試（shì）方法－稱重法－不存在試驗偏差（chà），因為材料的水蒸氣透過性是根據這種測試（shì）方法來定義的）。而對於幾種傳感器法的試驗偏差可以用ASTM 1249-06的（de）這段描述來說明，“Measured values are derived from comparisons with known-value reference films. The accuracy of this method is therefore dependent upon the validity of the values assigned to these reference films.”（測試數據源於與（yǔ）參（cān）考膜的已（yǐ）知數據的比對。因此，這種方法的準確度取決於這些參考膜數據的正確性）。可見（jiàn）幾種傳感器（qì）法的試驗偏差（chà）完全取決於參考膜數據的正確性，因此也不具備作為仲裁方法的條件。

 

      綜上所述，對於透濕性測試領域來講，稱重法不僅是是仲裁（cái）方法（fǎ），使用範圍最廣（guǎng）泛，也（yě）是其他透濕性測試方法數據體係的標定“準星”。