การซึมผ่านของก๊าซ (Permeation) คืออะไร?
- wiphaweetnvbow
- 31 พ.ค.
- ยาว 1 นาที
อัปเดตเมื่อ 2 มิ.ย.
Permeation หรือการซึมผ่านของก๊าซหรือไอน้ำ คือกระบวนการที่ก๊าซหรือไอน้ำซึมผ่านวัสดุกึ่งซึมผ่าน เช่น แผ่นฟิล์ม บรรจุภัณฑ์ อุปกรณ์ทางการแพทย์ หรือจอแสดงผลอิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่น โดยก๊าซหรือไอน้ำจะเคลื่อนจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำตามธรรมชาติ
วัสดุบรรจุภัณฑ์ในปัจจุบันมีหลายประเภทที่มีคุณสมบัติให้ก๊าซซึมผ่านได้ เช่น กระดาษ/กระดาษแข็ง พลาสติกแข็งประเภท HDPE/PET พลาสติกยืดหยุ่น LDP/LLDPE และฟอยล์โลหะ (มักเป็นอลูมิเนียม) เนื่องจากวัสดุเหล่านี้ไม่สามารถกันก๊าซได้ 100% อัตราการซึมผ่านของก๊าซจึงเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องวัด เพื่อประเมินว่าบรรจุภัณฑ์จะสามารถรักษาสภาพบรรยากาศที่ต้องการไว้ได้นานเพียงใด
ทำไมต้องสนใจเรื่อง Permeation?
Permeation มีผลต่ออายุการเก็บรักษาของสินค้า เช่น อาหาร เครื่องดื่ม และสินค้าอุปโภคในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เช่น แผงโซลาร์เซลล์ หรือจอ OLED อัตราการซึมผ่านของไอน้ำก็มีผลต่ออายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์เช่นกัน จึงจำเป็นต้องวัดและเข้าใจอัตรานี้อย่างแม่นยำ
เพื่อให้บรรจุภัณฑ์สามารถปกป้องผลิตภัณฑ์ได้ตามระยะเวลาที่ต้องการ เราต้องเข้าใจอัตราการซึมผ่านของก๊าซทั้งในวัสดุกั้น (Barrier Material) และบรรจุภัณฑ์สำเร็จรูป เพื่อเลือกใช้วัสดุและการออกแบบบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสม
ในการใช้งานจริง อัตราการซึมผ่านมักจะแสดงเป็น “Transmission Rate (TR)” ซึ่งคือปริมาณก๊าซที่เคลื่อนผ่านวัสดุในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง โดยเครื่องมือวัดอัตราการซึมผ่านของแผ่นฟิล์มแบบยืดหยุ่นสามารถวัดก๊าซประเภทต่างๆ ได้แก่:
OTR: Oxygen Transmission Rate (หน่วย cc/m²·day)
WVTR: Water Vapor Transmission Rate (หน่วย g/m²·day)
CO₂TR: Carbon Dioxide Transmission Rate (หน่วย cc/m²·day)
สำหรับบรรจุภัณฑ์ทั้งชิ้น ค่าการวัดจะระบุเป็น cc/package·day หรือ g/package·day ขึ้นอยู่กับชนิดของก๊าซ
อัตราการซึมผ่านขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น:
อุณหภูมิ (อุณหภูมิสูงทำให้การซึมผ่านเร็วขึ้น)
ความชื้นสัมพัทธ์ (ส่งผลต่อการซึมผ่านของก๊าซและไอน้ำ โดยขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุ)
ชนิดของวัสดุ
ความหนาของวัสดุ
ความแตกต่างของความหนาแน่นของก๊าซระหว่างภายในและและภายนอกบรรจุภัณฑ์
ดังนั้นการทดสอบควรทำในห้องทดลองที่ควบคุมอุณหภูมิและความชื้น เพื่อให้ได้ผลที่แม่นยำและสามารถเปรียบเทียบได้
การใช้งานของการวัดอัตราการซึมผ่าน
การวัดอัตราการซึมผ่านของก๊าซสามารถช่วย:
คำนวณว่าเครื่องดื่มอัดลมจะหมดแก๊สเมื่อใดแม้ไม่เปิดฝา
ทำนายระยะเวลาที่บรรยากาศป้องกันภายในบรรจุภัณฑ์จะเสื่อมลง
ประเมินว่าวัสดุที่ใช้สามารถป้องกันความชื้นหรือออกซิเจนได้ตามต้องการหรือไม่
ตรวจสอบคุณภาพวัสดุบรรจุภัณฑ์ ตั้งแต่ฟิล์มวัตถุดิบไปจนถึงผลิตภัณฑ์บรรจุภัณฑ์สำเร็จรูป
ความเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในวัสดุอาจทำให้อัตราการซึมผ่านเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ในระยะยาว
ทำความเข้าใจกับการทดสอบอัตราการซึมผ่านของไอน้ำ (WVTR)
