การทำ masking ในการวัดค่า OTR ของฟิล์ม มันคืออะไรอ่ะ

Q:  การทำ masking ในการวัดค่า OTR ของฟิล์ม มันคืออะไรอ่ะ

Q:  ทำไมต้อง masking แล้วมันจะทำใ้ห้ค่าผิดเพี้ยนไปรึปล่าว

Q:  น่าจะวัดฟิล์มประเภท low barrier ค่าอยู่ที่ประมาณเท่าไหร่พอบอกได้ไหมค่ะ

Q:  ที่บริษัทกำลังจะ setup ห้องแล็ปใหม่ กำลังศึกษาหาข้อมูลอยู่ครับ

Q:  เรื่องนี้ดิฉันอยากทราบเหมือนกันค่ะ พอจะอธิบายได้ไหมคะ เรากำลังหาเครื่องมือประเภทนี้ มาเพิ่มเติมในLab ของเราค่ะ อยากทราบรายละเอียด ข้อเสีย ต้นทุนเรื่องราคา และอายุการใช้งาน ระยะเวลาสอบเทียบค่ะ ทิ้งข้อมูลไว้ให้แล้วนะคะ กรุณาตอบกลับด้วยค่ะ

Q:  พอดีเพิ่งเข้ามาอ่าน สงสัยว่า OTR กับ Masking มันคืออะไร ใช้ทำอะไร รบกวนช่วยอธิบายให้หน่อยนะครับ

Q:  อยากรู้ด้วยคนค่เ เห็นตั้งกระทู้ขึ้นมา แต่ไม่เห็นมีใครตอบตรงประเด็นเลย ฮิๆ

A:  กระทู้ดีมากค่ะ เพราะเป็นคำถามยอดฮิตสำหรับยผู้ที่ทำการวัดค่า oxygen transmission rate (OTR) หรือใครจะเรียก oxygen permeability ก็แล้วแต่ การทำ masking นั้นมีอยู๋ 2 เหตุผลค่ะ

1. เพราะขนาดของฟิล์มตัวอย่างที่จะใส่ลงไปใน chamber ทดสอบนั้นมีขนาดเล็กกว่าขนาดปกติ เราจึงต้องลดขนาด chamber ลง ก็โดยการใช้ masking technique ช่วยค่ะ ยกตัวอย่างเช่น เราต้องการทดสอบฟิล์มที่ใช้ห่อชา กาแฟซอง เปลือกลูกอม ซองยา หรือวัสดุที่มีขนาดผอม เล็ก โดยที่ chamber สำหรับทดสอบนั้นมีขนาดใหญ่ (มาตรฐานก็ 50 ตารางเซนติเมตรค่ะ) เราก็ใช้ masking plate ประกบเพื่อให้ฟิล์มสามารถใส่เข้าไปใน chamber ทดสอบได้นั่นเองค่ะ

2. เพราะตัวเครื่องไม่สามารถวัดค่าออกซิเจนที่ซึมผ่านฟิล์มเข้ามาในปริมาณมากได้ (top limit จำกัด) จึงใช้วิธี masking นี้เพื่อลดพื้นที่ทดสอบลง ด้วยปริมาณออกซิเจนต่อหน่วยพื้นที่เท่าเดิม เมื่อเราลดพื้นที่ลง ก็เท่ากับเราลดปริมาณออกซิเจนลง เครื่องก็จะสามารถวัดฟิล์มตัวอย่างในข้อจำกัดเรื่อง top limit ที่มีค่ะ

Q:  อ่อ มันเปนแบบนี้นี่เองแล้วการทำ Masking สำหรับฟิล์มแบบ Low Barrier คืออะไรหรอครับ ??

Q:  ถามคุณดาวครับ...เมื่อเราลดขนาดลงด้วย Masking Plate นั่นแสดงว่าเราก็จะใช้ปริมาณ O2 น้อยลงด้วยใช้มั้ยครับ แล้วทำไมเราต้องไปทำพื้นที่ให้มันใหญ่ครับ เพราะ

1.เราประหยัด Sample ไม่ต้องใช้พื้นที่มาก

2.เราประหยัด O2 เพราะจะลดลงมาตามขนาดของ Sample

เรายังมีเหตุผลอะไรมั้ยครับ ที่เราต้องใช้แบบปกติที่เครื่องมีมา เพราะ หากทำ Maskingแล้ว ดูประหยัดต้นทุนกว่า....?

A:  ตอบคห 7

ต้องเข้าใจในหลักการง่ายๆก่อน
Low Barrier ก็คือวัสดุที่มันกันอะไรได้ต่ำไม่ว่าจะเป็นความชื้นหรือออกซิเจน ดังนั้นมันก็อนุญาติให้ออกซิเจนผ่านตัวมันเข้ามามาก เมื่อเราวัดดูก็จะได้ค่า OTR สูง หรือ High Permeation

ในทางกลับกัน High Barrier ก็คือวัสดุที่มันกันอะไรได้สูงไม่ว่าจะเป็นความชื้นหรือออกซิเจน ดังนั้นมันก็อนุญาติให้ออกซิเจนผ่านตัวมันเข้ามาน้อย เมื่อเราวัดดูก็จะได้ค่า OTR ต่ำ หรือ Low Permeation

ทีนี้ถ้าจะเอาเครื่องวัดที่มีขีดจำกัดเรื่องปริมาณออกซิเจนมาวัดค่าออกซิเจนสูงๆ ในกรณีนี้คือ Low Barrier Film เขาก็นิยมใช้เทคนิคการลดขนาดพื้นที่ลง หรือ Masking นั่นเองคับ

A:  ถ้าคุณกาณต์เคยทดสอบ permeation มาก่อนก็จะพบว่า แม้แต่พื้นที่ทดสอบขนาดมาตรฐานที่ 50 ตารางเซนต์ CM2 เราเอาฟิล์มจากม้วนเดียวกัน แต่ตัดคนละส่วน ซ้ายบ้าง ขวาบ้าง ไปทดสอบยังได้ค่าที่ไม่เท่ากันเลยค่ะ มันมีปัจจัยเรื่องความหนา สี ชั้นกาว เนื้อวัสดุ เยอะแยะไปหมดค่ะ

เคยมีคนคิดเหมือนคุณกาณต์เมือหลายปีก่อน โดยทำให้พื้นที่ทดสอบมีขนาดเล็กเท่าเปลือกลูกอม หลายๆอัน ปรากฎว่าได้ค่าที่ไม่เท่ากันเลย แถมเวลาที่ใช้ในการทดสอบยังนานกว่าพื้นที่ทดสอบขนาดธรรมดาอีกด้วย ก็เลยหันมาใช้ขนาดปกติ ซึ่งผ่านการลองมาโดยหลายผู้รู้ ผู้ผลิตแล้วว่ามีการกระจายตัวของปัจจัยต่างๆ (permeation factor average) ที่ดีกว่า ทั้งผลลัพท์ที่ได้ก็ตรงกับความเป็นจริงมากกว่า ปัจจุบันก็เลยมีขนาด 50 ck2 นี้เป็นหลักค่ะ

Q:  สรุปก็คือ สมมุติว่าถ้า film barrier มีค่า OTR อยู่ 100 cc ต่อตารางเมตร แต่เครื่องเราสามารถวัดได้แค่ 1 cc/m2 เราจึงต้องตัด sample มาแค่ 1 ตารางเซนติเมตรมาทดสอบ (เนื่องจากว่าเซนเซอร์สามารถวัดได้สูงสุดแค่นี้) เราก็สามารถวัดฟิล์ม 100 cc/m2 นี้ได้ แล้วเครื่องก็เฉลี่ยให้เป็นหน่วยปกติเอง

Q:  กำลังหาข้อมูลพวกนี้อยู่พอดีเลย แต่มีคำถามหน่อยครับว่า เข้าใจว่าเครื่องมีข้อจำกัด แต่ความแม่นยำมันจะดีแค่ไหนครับ

A:  การทำ masking นั้นมีข้อเสียครับ แล้วก็เยอะด้วย ถ้าเราฟังในหลักการ ก็จะนึกว่า พื้นที่ทดสอบก็น้อย การไล่อากาศก็ทำได้รวดเร็ว ก็จะทำให้การทดสอบเสร็จเร็วตามไปด้วย ก็เลยมีการทดลองทำเครื่องประเภทนี้ออกมา คือเป็นเครื่องที่ใช้พื้นที่่ทดสอบเล็กๆ แต่เมือนำมาใช้ทดสอบจริงก็พบว่าค่าที่ได้จากการทดสอบแต่ละครั้งนั้นมีค่าแตกต่างกันมาก เกินกว่าอยู่ในเกณฑ์ที่จะยอมรับได้

ทั้งนี้ในความเป็นจริงก็คือฟิล์มในม้วนเดียวกันนั้นมีความหนาที่ไม่เท่ากัน ไม่ว่าจะเป็นการทำฟิล์มแบบ blow mold หรือ casting แล้วยิ่งเราเอาฟิล์มมาประกบกัน laminated ยิ่งต้องมีเรื่องของความหนาที่เหลื่อมล้ำกันของฟิล์มแต่ละชั้น ความหนาของชั้นกาว หมึกพิมพ์ ฯลฯ สิ่งต่างๆเหล่านี้ทำให้ค่าการซึมผ่านที่ได้ไม่ใกล้เคียงกันสักครั้งเมื่อเราเอาส่วนซ้าย ส่วนขวา หรือส่วนตรงกลาง ของม้วนฟิล์มมาทดสอบ

การทำ masking ในการวัด permeation หรือ permeability นั้นเป็นสิ่งควรหลีกเลี่ยงครับ

ขนาดพื้นที่ทดสอบที่ดีที่สุดที่ได้วิจัยกันมาคือ 50 ตารางเซนติเมตร คือมีการกระจายตัวของปัจจัยต่างๆที่ว่ามาดี และในอุตสาหกรรมก็ใช้ขนาดนี้กันอย่างแพร่หลายครับ

Q:  ผมมีคำถามครับ ทำไมไม่ทำให้เซนเซอร์มันมีความสามารถมากขึ้นหล่ะครับ ไม่ต้องมาลดขนาดกันอยู่