ASTM, ISO 및 기타 기관의 방식을 토대로 한 시험 기법

Tyvek®의 특성을 측정하기 위해, 듀폰은 ASTM, ISO, CEN, TAPPI 및 AATCC 등의 기관이 개발한 산업 기법을 따르는 시험 방식을 사용합니다. 다공성 포장 소재의 특성을 측정하기 위해 개발된 여러 방식은 제지용으로 개발된 것입니다. 그러므로 듀폰은 제지용으로 개발된 여러 기법 중 일부를 수정하여 Tyvek®을 측정할 수 있도록 만들었습니다. 또한, ASTM 및 ISO 등 조직의 방식을 토대로 한 내부 방식을 통해 표준화 시험 방식 수정본에 대한 시험 결과의 영향력을 평가할 수 있습니다.

기준 중량

기준 중량은 일반적으로 oz/yd2, g/m2또는 lb/3,000 ft2 ream으로 표시되는 단위 면적당 중량으로 측정됩니다. 예를 들어, Tyvek® 1073B의 기준 중량은 2.20 oz/yd2, 74.6 g/m2 또는 45.8 lb/ream입니다. 참조 표준은 ASTM D3776 및 EN ISO 536이고 모두 표준 크기가 수정되었습니다.

박리

박리는 해당 기판의 내부 결합 수준을 측정합니다. 박리는 모든 기판의 가장 큰 취약점이고 Tyvek®에서도 그러합니다. 이 특성은 의료 포장 제어 프로세스에서 매우 중요합니다. 박리를 측정하려면 샘플의 크기가 1in(2.5cm) 크기로 절단되어야 합니다. 절단점은 층이 분리되어 벗겨지는 시작점이 됩니다. 인장력 시험기를 사용하여 벗겨짐이 지속되기 위한 평균 장력이 측정됩니다. 결과는 lbf/in. 또는 N/2.54 cm 단위로 제공됩니다. 참조 표준은 ASTM D2724이고 속도 및 측정 길이에 따라 수정됩니다.

신장률

신장률은 파손되기 전 기판이 확장되는 정도를 측정합니다. 단위는 표준 길이 대비 퍼센트(%)입니다. 예를 들어, 20%의 신장률을 갖는 10in(25cm) 샘플 기판은 2in(5cm) 늘어난 후 파손됩니다. 총 신장률 또는 기판이 흡수 가능한 에너지의 양(예: 탄성력)은 소재의 보호 특성과 연관이 있습니다. 응력-변형도 곡선(소재의 초기 탄성률)은 처음 힘이 가해졌을 때 기판이 늘어나는 속도와 연관이 있습니다. 두루마리 급지식 장비에서 초기 탄성률은 소재의 등록 손실 저항량과 연관이 있습니다.

신장률은 1-in x 8-in (2.5-cm x 20-cm) 크기의 제품 스트립으로 측정되고 그것을 5in~6in(13cm~15cm) 크기로 클램핑한 후 인장 시험기의 죄는 부분 사이에서 샘플이 파손될 때까지 양쪽 끝으로 힘을 가해 측정됩니다. 참조 표준은 ASTM D5035 및 EN ISO 1924-2이고 속도 및 측정 길이에 따라 수정됩니다.

정수두

정수두는 물방울 세 개가 기판을 통과하는 데 필요한 압력을 측정합니다. 정수두는 기둥 높이로 전환되고 이는 압력에 해당합니다. 단위는 일반적으로 인치(in) 또는 센티미터(cm)입니다. 이 특성은 기판의 친수성에 의해 영향을 받습니다. Tyvek® 의료 및 의약품 포장재 제품군의 경우 표면 에너지는 32dynes/cm ~ 25dynes/cm입니다. 참조 표준은 AATCC TM 127 및 EN 20811이고 60 cm H2O/min에서의 사용 설정입니다.

미생물 장벽

미생물 장벽은 박테리아 포자의 침투와 관련한 다공성 기판의 저항 능력을 측정합니다. 표준 시험 방법 중 하나인 ASTM F1608은 대기 중에서 기판을 통과하는 에어로졸에서 포자를 제거하는 기판의 "필터링" 효율성을 측정합니다.

완벽한 불침투 제어 샘플(미생물 침투율 0)이 백만 또는 106 집락 형성 단위(cfu)에 대해 시험됩니다. cfu 106이라는 수는 로그10 6 값을 갖습니다. 통제 집단과 동일한 방식으로 시험되는 샘플이 10 cfu(로그 1010 = 1)의 침투율을 허용하는 경우 대수 감소값(LRV)은 5(6 - 1 = 5)입니다. 그러므로 LRV가 클수록 박테리아 및 미생물에 대한 포장재의 저항성이 큽니다. Tyvek® 1073B는 5.2의 LRV로 의료 포장재로서 최고의 성능을 발휘하는 다공성 기판입니다.

ASTM F1608와 관련해서는 두 가지 취약점이 있습니다. 첫 번째 취약점은 이 시험 방법에서 공기 흐름 속도는 의료 기기에서 일반적으로 나타나는 공기 흐름 속도 범위를 크게 초과한다는 것입니다. 두 번째 약점은 포자를 배양해 시험 재료를 침투한 포자의 수를 계산하는 데 시간이 너무 오래 걸린다는 것입니다.

ASTM F2638에서는 이러한 두 가지 약점이 개선됩니다. 이 방법은 실시간 시험으로 포자를 배양할 필요가 없습니다. 이 시험은 장벽 물질을 통과하는 입자의 수를 계산하는 방식으로 수행됩니다. 보다 중요한 점은, 공기 흐름 속도가 운송 도중의 속도와 유사해 기타 약점이 제거된다는 것입니다. 또한, 이 시험 방법에서는 흐름 속도가 다양해 침투 곡선을 만드는 것이 가능합니다. 이 침투 곡선에서 시험된 대부분의 기판은 최대값을 갖습니다. 그러므로 해당 기판의 최대 침투율을 나타내는 pMax를 확인할 수 있습니다. 최대값이 발생하는 흐름 속도는 질량, 섬유 직경 및 기판 밀도에 따라 달라집니다.

증기 투과도(MVTR)

MVTR은 수분 증기가 샘플을 통과하는 속도로 측정됩니다. 여러 업체가 MVTR 장비를 공급합니다. MVTR은 사용된 시험 방식 및 소재 유형에 따라 매우 큰 차이를 보인다는 것에 유의해야 합니다. 시험 방식 간의 주요 변수로는 기압 경도, 액체와 시트 샘플 사이 공기층 체적, 온도, 샘플 위 공기 흐름 속도 및 시험 절차 등이 있습니다. 그러므로 서로 다른 제조업체의 장비 또는 한 업체의 서로 다른 장비를 통한 시험 결과를 서로 비교하는 것은 의미가 없습니다. 참조 표준은 TAPPI T523입니다. 듀폰이 사용한 시험 조건은 3°F(23°C)에서 85%의 상대 습도입니다.

파열 강도

파열 강도는 기판에 균등하게 가해진 힘에 기판이 저항하는 능력을 측정합니다. 이러한 특성은 압력이 변해 포장이 부풀거나 마개로 막힌 트레이 위헤 무거운 물체가 놓여 있는 경우 상대적으로 큰 지역에 힘이 가해지는 환경에서 포장의 동작 방식을 알려 줍니다. 파열 강도는 링형 스탠드로 샘플을 클램핑한 다음 가장 취약한 지점에서 샘플이 파열될 때까지 샘플 아래 가로막을 늘려 측정됩니다. 그 후 가로막의 압력(psi 또는 kPa)이 측정됩니다.

Tyvek®은 등방성(모든 방향의 축을 따라 측정 시 값이 동일함)이기 때문에 경량 소재의 경우 파열 강도가 매우 높게 나타납니다. 파열 강도는 소재의 기준 중량, 결합 수준 및 어느 정도는 신장률과 비례합니다. 이러한 세 특성 값이 증가하면 파열 강도의 값도 증가합니다. 참조 표준은 ASTM D774 및 ISO 2758입니다.

불투명도

불투명도는 기판을 통과하는 빛의 양입니다. 이는 화이트 및 블랙 배경에서 샘플을 통화하여 반사되는 빛의 비율입니다. 반사된 빛이 배경과 동일하면 불투명도는 100%입니다. 샘플이 없는 화이트 배경은 빛을 100% 반사하는 반면 블랙 배경의 경우 반사율이 0%입니다. Tyvek®의 불투명도는 기준 중량 및 결합 수준에 따라 다릅니다. Tyvek® 의료 및 의약품 포장재 제품군은 결합력이 높기 때문에 불투명도가 상대적으로 낮습니다. Tyvek® 2FS™에서 사용되는 TiO2 등의 유백제는 시각적 외형 및 바코드 가독성을 높여줍니다. 참조 표준은 TAPPI T425 및 ISO 2471이고 지원 표준, 지역 및 조명에 따라 수정됩니다.

다공성

다공성은 해당 압력차에서 기판이 공기 흐름을 허용하는 능력을 측정합니다. 미국에서는 Gurley Hill 방식이 사용됩니다. 유럽과 나머지 대부분의 국가에서는 벤트슨 공기 투과율 방식이 사용됩니다. Gurley Hill 방식에서는 약 5in(13cm) 물의 압력에서 1in2(6.45 cm2) 샘플을 100cc의 공기가 통과하는 시간이 측정됩니다. 벤트슨 방식에서는 1.5kPa(물 6in)의 압력차에서 10cm2 샘플을 통과하는 실제 공기 흐름이 mL/min 단위로 측정됩니다.

다공성은 단시간 내에 멸균제가 포장에 충분히 포화되고 잔류 멸균제의 플러싱 및 에어레이션이 효율적으로 수행된다는 것을 보장할 수 있어 가스 멸균 프로세스에서는 중요한 특성이 됩니다. 또한, 다공성을 통해 멸균, 배송 및 보관 환경에서 발생할 수 있는 압력 변화에 포장이 빠르게 적응할 수 있습니다 감마 방사선 처리 후 기기의 소재에서 악취가 나는 경우 다공성 소재의 경우 악취가 공기 중으로 배출되어 포장 개봉 시에는 악취가 나지 않습니다. Gurley Hill 다공성의 참조 표준은 TAPPI T460(샘플 크기 수정됨) 및 ISO 5636-5(밀봉액 특성에 따라 수정)입니다. 벤트슨 공기 투과율 방식의 참조 표준은 ISO 5636-3입니다.

스펜서 천공

스펜서 천공을 통해 의료 산업에서 이러한 소재의 변형률에 매우 근접한 조건에서 플라스틱 필름 및 포장 재료의 내충격성을 결정할 수 있습니다. 이러한 특성은 물체가 포장 위로 추락하거나 포장 내 물체가 마개를 강타하는 경우의 포장 성능을 나타냅니다. 듀폰은 ASTM D3420의 B 절차를 사용하고, 이 절차에서는 6,400g 무게의 추가 있는 9/16in (14.28-mm) 직경의 반구 모양 프로브 팁으로 수정되었습니다. Tyvek® 등의 견고한 소재를 뚫기 위해 이러한 수정이 수행되었습니다. 서로 다른 장치를 사용한 결과를 서로 비교하는 것은 의미가 없습니다.

찢김

찢김은 매우 국소적인 힘이 가해졌을 때 기판이 찢김에 저항하는 능력을 측정합니다. 엘멘도르프 인열 검사는 절단 또는 흠집에서 시작된 파열이 단위 거리 동안 진행되는 데 필요한 에너지를 측정합니다. 단위는 lbf 또는 뉴튼입니다. 이 특성은 마개의 모든 모서리에서 절단 또는 흠집이 발생하여 깔끔한 필링에 영향을 줄 수 있기 때문에 중요합니다. Tyvek®의 인열 강도는 의료 등급 제지보다 훨씬 높습니다. 참조 표준은 ASTM D1424 및 EN ISO 536이고 모두 표준 크기가 수정되었습니다.

인장 강도

인장 강도는 시트 평면의 부하에 기판이 저항하는 능력을 측정합니다. 단위는 lbf/in. 또는 N/2.54cm입니다. 신장률과 함께 인장 강도를 통해 파손되기 전까지 에너지를 흡수할 수 있는 소재의 능력을 측정합니다. 인장은 1-in x 8-in (2.5-cm x 20-cm) 크기의 제품 스트립으로 측정되고 이를 5in~6in(13cm~15cm) 크기로 클램핑한 후 인장 시험기의 죄는 부분 사이에서 샘플이 파손될 때까지 양쪽 끝으로 힘을 가해 측정됩니다. 표준은 ASTM D5035 및 EN ISO 1924-2이고 두 표준 모두는 속도 및 측정 길이에 따라 수정됩니다.

두께

두께는 단단하고 평평한 표면에 소재를 배치한 후 기저에 평행한 노루발을 사용하여 기저에서 소재 표면 상단까지의 거리로 측정됩니다. 노루발에 가해지는 압력은 측정된 소재에 따라 다릅니다. 측정치는 노루발에서 가장 높은 지점의 값입니다. 노루발에서 교차 영역의 크기가 클수록 시트에서 가장 높은 지점을 선택할 기회가 높아집니다. 이러한 이유로 시트에서 측정된 평균 두께값은 노루발의 크기가 작아지면 감소하게 됩니다. 두께의 표준 편차는 약 1mil(25µm)입니다. 참조 표준은 ASTM D1777(7.15psi 압력 및 0.625in 직경 노루발을 사용하도록 수정됨), EN 20534 (14.5psi [100kPa] 압력 및 2cm2 표면을 사용하도록 수정됨) 및 EN ISO 534입니다.