Esta nota de aplicação explicará como medir as camadas individuais e a espessura total de recipientes de plástico com várias camadas para alimentos e bebidas.
As camadas em recipientes de plástico para alimentos e bebidas
Muitos recipientes para produtos alimentícios embalados e muitas garrafas de bebidas gaseificadas contêm uma camada limite de gás entre duas camadas de plástico estrutural, como cloreto de polivinila, policarbonato ou polietileno.
A fina camada limite, geralmente feita de etileno e álcool vinílico (EVOH), cloreto de polivinilideno (PVDC), poliéster, copolímero acrílico ou um material semelhante, é projetada para conservar o frescor e aumentar o tempo de conservação ao prevenir a migração de gás para dentro ou para fora da embalagem. Por exemplo, essa camada consegue manter o oxigênio fora de uma embalagem de comida congelada ou manter o gás carbônico dentro de uma garrafa de cerveja.
Equipamento ultrassônico usado para medir recipientes de plástico com várias camadas para alimentos e bebidas
O medidor de espessura ultrassônico 39DL PLUS™ com a opção de software de várias camadas pode ser usado para aplicações em que a espessura de cada camada está acima de 0,102 mm (0,102 mm). Para aplicações em que as camadas são mais finas, normalmente é necessário efetuar essa medição com um instrumento de alta frequência, como o medidor de espessura ultrassônico 72DL PLUS™ que pode transmitir frequências de até 125 MHz.
As espessuras mínimas mensuráveis dependerão sempre das propriedades acústicas de materiais específicos, mas camadas impermeáveis abaixo de 0,025 mm (0,001 pol.) em reservatórios de parede fina podem ser frequentemente medidas com esse tipo de sistema. Os transdutores de linha de atraso na faixa de 50 MHz a 125 MHz normalmente são recomendados para esse tipo de teste.
Procedimento típico para medir um recipiente de plástico com várias camadas
A forma de onda da amostra abaixo mostra uma medição de 50 MHz de um recipiente de plástico de três camadas que abrange uma camada estrutural externa de 0,147 mm (0,0058 pol.), uma camada de barreira de 0,064 mm (0,0025 pol.) e uma camada estrutural interna de 0,297 mm (0,0117 pol.). Este teste foi realizado usando um transdutor V2015-BB-RM de 50 MHz e o medidor 72DL PLUS.
Medição de 50 MHz de um recipiente de plástico com três camadas realizada no medidor de espessura ultrassônico 72DL PLUS
A espessura mensurável mínima em uma determinada aplicação será determinada pela frequência mais alta transmitida pelo plástico em questão. Alguns plásticos são altamente atenuantes para ondas sonoras de alta frequência. Assim, as barreiras muito finas incorporadas no plástico estrutural grosso podem não ser mensuráveis devido aos efeitos da filtragem passa-baixa. Para um determinado produto, a faixa de espessura mensurável normalmente será determinada através de experimentos com amostras representativas.
A taxa de reflexão no limite entre quaisquer dois materiais é determinada pelas impedâncias acústicas relativas desses materiais. Uma vez que plásticos virgens e moídos de um determinado tipo têm impedâncias acústicas essencialmente idênticas, é impossível medir separadamente as camadas de plástico moído. Além disso, as camadas adesivas adjacentes às camadas impermeáveis geralmente são muito finas e/ou têm uma correspondência de impedância muito próxima para medir com técnicas de ultrassom e normalmente não podem ser determinadas.
Como em qualquer medição de espessura ultrassônica, a precisão depende da calibração adequada da velocidade do som. A calibração da velocidade deve ser realizada para cada material que está sendo medido em amostras de espessura conhecida.
