Barrier Test Metrology Development for Flexible Polymer Substrate
Harmaala, Arttu (2014)
2014
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023112431470
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023112431470
Tiivistelmä
The goal of this thesis was to develop a test method to determine the barrier properties of polymer substrates for Picodeon Ltd Oy. Picodeon had earlier made tests at 3rd party laboratories to determine barrier properties; the in-house test was developed to accelerate the development work of barrier films.
The oil penetration test followed the guidelines of ASTM F119 – 82 standard. In this project the goal was to find the right test parameters for tensioned TPU membrane and to develop the analysis of the results. The gas penetration test was designed to be a fast way to determine the barrier properties of polymer samples and to show improvements on the coating related to porous structure. In this method helium gas was used and detector was Agilent G3388A leak detector.
For oil penetration test the right parameters were found and a picture analysis method was developed where the mean gray value of spots from TLC plate was measured. With mean gray value method we were able to follow the progress of penetration through polymer. A specification for oil penetration test was done (Appendix 1).
Gas penetration test with Agilent detector was abandoned after first set of tests because the detectors quantitative values and the lack of sensitivity. A new setup for gas penetration was acquired but time ran out to do any testing with the new setup. Tämän työn tarkoituksena oli kehittää ja ottaa käyttöön menetelmä polymeeri- kalvojen barrier ominaisuuksien määrittämiseksi Picodeon Ltd Oy:lle. Picoden oli aikaisemmin teettänyt barrier testejä kolmansilla osapuolilla, ja toiveena oli saada talon sisälle testimenetelmä nopeuttaakseen barrierkalvojen kehitystyötä. Työssä kehiteltiin menetelmää sekä kaasunläpäisyn mittaamiseen, sekä öljyn- läpäisevyyteen.
Öljynläpäisevyystesti polymeerikalvolle tehtiin ASTM F119 – 82 standardin poh- jalta. Työssä etsittiin oikeita testiolosuhteita jännitetylle TPU kalvolle sekä kehi- tettiin tulosten analysointia. Kaasutestin tarkoituksena oli kehittää nopea mene- telmä, jolla pystyttäisiin mittaamaan kaasun läpäisevyys kalvosta. Tässä testis- sä käytettiin helium kaasua ja detektorina Agilentin G3388A vuotoilmaisinta.
Öljynläpäisevyystestille löydettiin oikeat testiolosuhteet, myös kehitettiin kuvien analysointi metodi jolla, mittaamalla TLC- levyille syntyneistä jäljistä harmaa arvo, pystyttiin seuraamaan öljynläpäisyn etenemistä. Osana työtä oli myös työohjeiden kirjoittaminen öljy testiä varten (Appendix 1)
Kaasunläpäisevyystestissä vuotoilmaisimen alhainen herkkyys sekä detektorin kvalitatiivisuus eivät antaneet tarvittavia tuloksia, joilla testin kehitystä olisi pys- tynyt jatkamaan. Kaasutestiin hankittiin uusi laitteisto, mutta aika loppui kesken eikä uutta metodia ehditty testaamaan.
The oil penetration test followed the guidelines of ASTM F119 – 82 standard. In this project the goal was to find the right test parameters for tensioned TPU membrane and to develop the analysis of the results. The gas penetration test was designed to be a fast way to determine the barrier properties of polymer samples and to show improvements on the coating related to porous structure. In this method helium gas was used and detector was Agilent G3388A leak detector.
For oil penetration test the right parameters were found and a picture analysis method was developed where the mean gray value of spots from TLC plate was measured. With mean gray value method we were able to follow the progress of penetration through polymer. A specification for oil penetration test was done (Appendix 1).
Gas penetration test with Agilent detector was abandoned after first set of tests because the detectors quantitative values and the lack of sensitivity. A new setup for gas penetration was acquired but time ran out to do any testing with the new setup.
Öljynläpäisevyystesti polymeerikalvolle tehtiin ASTM F119 – 82 standardin poh- jalta. Työssä etsittiin oikeita testiolosuhteita jännitetylle TPU kalvolle sekä kehi- tettiin tulosten analysointia. Kaasutestin tarkoituksena oli kehittää nopea mene- telmä, jolla pystyttäisiin mittaamaan kaasun läpäisevyys kalvosta. Tässä testis- sä käytettiin helium kaasua ja detektorina Agilentin G3388A vuotoilmaisinta.
Öljynläpäisevyystestille löydettiin oikeat testiolosuhteet, myös kehitettiin kuvien analysointi metodi jolla, mittaamalla TLC- levyille syntyneistä jäljistä harmaa arvo, pystyttiin seuraamaan öljynläpäisyn etenemistä. Osana työtä oli myös työohjeiden kirjoittaminen öljy testiä varten (Appendix 1)
Kaasunläpäisevyystestissä vuotoilmaisimen alhainen herkkyys sekä detektorin kvalitatiivisuus eivät antaneet tarvittavia tuloksia, joilla testin kehitystä olisi pys- tynyt jatkamaan. Kaasutestiin hankittiin uusi laitteisto, mutta aika loppui kesken eikä uutta metodia ehditty testaamaan.