Valeur OTR pour les films d'emballage : comprendre la perméabilité à l'oxygène – Film d'aluminium, blister, stratifiés

Le taux d’OTR affiché Taux de transmission de l'oxygène, décrit la quantité d'oxygène produite dans un état stationnaire par une feuille d'emballage spécifique en fonction de la surface et du temps. L'unité courante cm³/(m²·d) signifie : centimètres cubes d'oxygène par mètre carré de feuille par jour. Dans des conditions de mesure identiques, une valeur OTR plus faible signifie moins de passage d'oxygène et donc une barrière d'oxygène plus élevée. ^{[1] [2]}

Cependant, ce nombre ne suffit pas à lui seul pour la sélection technique. Un OTR ne classe pas un matériau de manière générale et ne prouve pas non plus la durabilité d’un produit emballé. Ce sont uniquement les unités, les conditions de mesure et la structure des films qui permettent de déterminer si deux valeurs de test sont vraiment comparables et si elles décrivent la structure de l’emballage ultérieure.

Qu'est-ce que le taux OTR mesure et comment lire ses unités

L’état de mesure stationnaire est déterminant : seulement lorsque le débit d’oxygène s’est stabilisé dans les conditions d’essai définies, la valeur indique un taux de passage reproductible de la solution. Le volume de gaz indiqué dans l’unité ne doit pas non plus être interprété isolément, mais en fonction de conditions de référence définies. Un tableau de données est donc toujours le résultat d’une feuille de données spécifique, d’une situation d’essai définie et d’un rapport de volume déterminé – pas une déclaration de matériau susceptible de se transmettre librement. ^{[1] [2]}

Dans les fiches données, on trouve également des notations telles que cc/(m²·jour) ou d’autres références relatives à la surface. Avant tout comparatif, il faut donc préciser la surface et la période visée par la mention. Un indicateur de pression peut être particulièrement important : une addition comme „ /atm “ ne désigne pas une simple variante de notation, mais une autre unité de mesure.

OTR

Quantité d'oxygène par surface et par temps pour la feuille spécifiquement testée, par exemple cm³/(m²·d).

Perméabilité

La transmission est également liée à la différence de pression partielle d'oxygène Δp. Un indicateur de pression dans l'unité indique cette relation.

Coefficient de perméabilité P

Une dimension matérielle qui comprend également épaisseur du film l. Dans la relation technique courante, P = OTR·l/Δp ; l’unité SI est mol/(m·s·Pa).

Cette délimitation évite un problème de conception couramment rencontré : un OTR sans détecteur de pression décrit la feuille étudiée dans les conditions de test documentées. La perméabilité prend en compte en outre la différence de pression partielle d’oxygène entraînant l’écoulement. Le coefficient de perméabilité P doit en revanche décrire une propriété matérielle. Sa normalisation en épaisseur n’est pertinente que pour des matériaux homogènes lorsque la dépendance aux épaisseurs est confirmée par des expériences. Le coefficient de perméabilité d’un assemblage multicouche n’est donc pas équivalent à la perméabilité matérielle d’une seule couche. ^{[3] [4]}

Lorsqu’un indicateur de pression est indiqué avec un signe d’exclamation, il ne doit pas être placé directement à côté d’un OTR pur et simple et être considéré comme une barrière supérieure ou inférieure. Même la mention „ OTR “ ne suffit pas à clarifier la question, car les documents techniques peuvent également désigner les dimensions de manière normative. Ce qui importe vraiment, c’est l’unité indiquée ainsi que la taille de référence. ^[5]

Quelles conditions de mesure permettent une comparaison

Deux valeurs OTR ne peuvent être comparées directement que si elles décrivent la même grandeur mesurée dans des conditions appropriées. Des formats de chiffres identiques ou des unités de surface identiques ne suffisent pas. La température, l’humidité relative des deux côtés de la feuille, les pressions partielles d’oxygène et la méthode d’essai déterminent la valeur de l’essai qui permet d’en tirer une conclusion.

La valeur d’humidité doit être enregistrée sur les deux faces de la bande. Une feuille peut être exposée à un autre environnement d’une manière différente de l’autre. Lorsqu’elle est associée à des couches barrières sensibles à l’humidité, la mention „ mesurée à l’humidité “ raccourcie ne suffit donc pas à indiquer la répartition de l’humidité.

La simple mention „ oxygène comme gaz d’essai “ n’élimine pas non plus la nécessité de faire référence à la pression. Pour la décision de comparaison, le rapport d’essai doit indiquer quelles pressions partielles d’oxygène se trouvent sur les deux côtés de la feuille ou quelle différence de pression a été utilisée. Seule cette indication permet de déterminer si un compteur de pression correspond à la même unité de mesure et si la force d’entraînement des deux mesures est cohérente. ^[5]

La conséquence est claire : si deux candidats présentent des conditions de température, d’humidité ou de pression différentes, les fiches techniques doivent d’abord comparer les situations de mesure plutôt que les performances des films dans les mêmes conditions. Une conversion générale serait non fiable car elle dépend du matériau et de la structure du film. Le prochain pas admissible est une mesure comparative commune et pratique effectuée dans des conditions documentées.

Pourquoi la structure et la fabrication des films modifient la valeur d’essai

Dans les systèmes à plusieurs couches, la épaisseur totale ne suffit pas à expliquer la barrière d’oxygène. Ce qui importe, c’est la couche qui constitue cette barrière, la épaisseur de cette couche individuelle et la manière dont les autres couches l’empêchent de se dégrader par l’humidité. Le taux OTR décrit donc l’ensemble de la structure testée, et non une masse de matériau agissant uniformément.

On peut le comprendre en comparant ce matériau à un revêtement barrière constitué d’EVOH. Pour l’évaluation, il ne suffit pas seulement de prendre en compte la densité et la position de la couche EVOH. L’humidité intérieure et extérieure ainsi que la densité et la perméabilité à l’eau des couches adjacentes peuvent également influer sur l’évaluation. Les couches environnantes déterminent en grande partie la vitesse à laquelle l’humidité atteint la couche barrière. ^[5]

Un assemblage plus épais n’est donc pas automatiquement la meilleure barrière à l’oxygène. Deux films ayant la même épaisseur totale peuvent présenter des différences significatives en termes de séquence des couches, de la densité de la couche barrière et de la protection contre l’humidité. Inversement, l’OTR d’un assemblage donné ne peut pas être transféré uniquement en effectuant une conversion de la densité totale vers un autre schéma.

Lors du thermoformage, la répartition des couches dans la zone de forme peut varier par rapport à la feuille plate. Cela ne signifie pas automatiquement une direction spécifique de la modification de la barrière. Cependant, il existe une limite claire à cette interprétation : si une emballage formé doit être évalué ultérieurement, la structure traitée constitue le sujet d’étude approprié.

Deux feuilles de données pour une sélection préalable fiable

Exemple hypothétique : Deux assemblages multicouches sont présentés pour une sélection préalable. L’assemblage A présente un OTR à des conditions sèches, l’assemblage B à des conditions contrôlées à l’humidité. Dans un rapport, il reste également ouvert à la question de savoir si l’unité comprend un compresseur. Bien que les chiffres soient différents, cela ne donne ni une hiérarchie fiable ni une déclaration quant à la durabilité du produit.

1. Les mesures sont séparées. D'abord, il faut déterminer si les deux valeurs indiquent une perméabilité pure OTR ou une perméabilité réglementée par la pression. Des dimensions de référence différentes ne doivent pas être regroupées dans une même échelle de classement.
2. Comparer les conditions d’essai. La température, l’humidité relative à l’intérieur et à l’extérieur, les pressions partielles d’oxygène, la méthode d’essai et l’état de mesure stationnaire sont mesurés pour les deux échantillons ensemble. Les écarts expliquent pourquoi les chiffres ne constituent pas une base de comparaison directe.
3. Créer une base de données commune. Les deux systèmes sont testés à la même température, à la même distribution de l’humidité et à des pressions de partial d’oxygène adaptées à leur utilisation prévue. Une adaptation calculée des valeurs sèches et humides ne remplace pas cette mesure. ^[1]
4. Documenter la construction. Dans le cas d’un composé EVOH, la séquence complète des couches ainsi que les épaisseurs des couches individuelles sont pris en compte. La masse totale des couches ne serait pas en soi un argument suffisant pour prendre une décision.
5. Tenir compte de l'état de transformation. Après la feuille mince, la thermoformage est effectuée et la structure formée est étudiée dans les conditions appropriées. Ce seul critère de contrôle concerne la configuration d’emballage qui doit être déterminée. ^[7]

Conclusion : c'est l'argumentation qui compte

La valeur OTR est un indicateur utile de la qualité des services fournis par les entreprises. perméabilité à l’oxygène, à condition qu’elle soit correctement interprétée. Un taux plus faible signifie uniquement une barrière à l’oxygène plus élevée lorsque les mêmes unités, conditions de mesure et structures de film sont utilisées. Différents climats de test, un rapport de pression incertain ou une fabrication différente font de ce qui semble être un simple calcul numérique une question technique ouverte.

La prochaine décision dépend donc de l’écart de données précis : soit ajouter des conditions de test manquantes au fournisseur de données, soit procéder à une comparaison pratique commune ou, après une transformation, examiner l’emballage traité. Seuls les OTR permettent de déterminer un seuil universel ni de déterminer la présence de contaminants. durée de conservation d’un produit.