在產(chǎn)品包裝中或是在存儲運輸過程中,水氣會無形地侵入產(chǎn)品內(nèi)部并帶來許多危害。許多藥品與生化試劑的穩(wěn)定性及完整性都需要從對包裝環(huán)境濕氣進行嚴格控制中得到保證。許多半導體材料需求控制濕度在RH5%以下,水氣會使產(chǎn)品易于霉變、生銹、造成產(chǎn)品內(nèi)部纖維鏈中的分子間力量的減弱,在一些特定的場合,水氣會通過形成水化物并成為某些產(chǎn)品內(nèi)部水晶狀結(jié)構(gòu)中的某一些完整部分。通過選擇正確的干燥劑可以用很少的成本。良好地保護產(chǎn)品,使產(chǎn)品的品質(zhì)可以得到較大的提高,從減少或避免客戶抱怨。
當解決包裝中潮氣的問題中,會遇到各類疑惑或是難以解決的問題,但各類問題可以總分為二大類:
(一)、只是關(guān)于產(chǎn)品,它的包裝及它的環(huán)境。
(二)、不同干燥劑的化學和物理屬性。
環(huán)境:
當需要控制濕度的時候必須全面考慮到產(chǎn)品包裝,存儲及運輸各個環(huán)節(jié),溫度和相對濕度是影響環(huán)境的兩個主要因素。
產(chǎn)品濕氣來源可分為四個方面:
(1)包裝產(chǎn)品時,空氣中的水氣,即包裝內(nèi)空氣中的水氣。
(2)被包裝產(chǎn)品所吸收的水氣。
(3)包裝材料所吸附的水氣。
(4)通過包裝材料滲透的水氣。產(chǎn)品的第一個濕氣來源是在產(chǎn)品包裝車間內(nèi)進行密封包裝過程中的溫度和相對濕度,那什么是相對濕度呢?相對濕度是在既定的溫下,實際大氣水壓中飽和水壓所占的比率。
相對濕度=大氣水壓/飽和水壓例如:當天氣預報為在溫度32℃,相對濕度為60%時,我們就可得知:大氣壓/飽和水壓=0.6,在表一中,例如飽和濕度在溫度32℃時候為0.698,因此我們可以計算出實際水壓為P=RH*P=0.419PSIA那為什么我們計算大氣中的水壓是如此重要呢?假如在特定日子將產(chǎn)品封存,則包裝內(nèi)的水氣是恒定的,當溫度降低的時候,飽和水壓下降,當飽和水壓等于大氣水壓時候的溫度,被稱為露點。溫度一旦有所減弱則會形成露水,大氣中的水氣總量一旦超過飽和點,超過部分的水氣在包裝環(huán)境中,我們必須考慮到。
在上述條例中,露點在23℃-24℃之間,對應的溫度便是23℃-24℃,在不考慮該種露點的時候,空氣中最大水氣含量為20.6g/m3在,假如溫度下降至10℃,則空氣中最大含量為9.4g/m3那么在不設(shè)置干燥劑的情況下,會產(chǎn)生11.2g(20.6-9.4)多余的水氣。
在一些例子中我們可以很明顯地觀察到濕氣以產(chǎn)品造成的嚴重危害,在很多案例中,我們專注的焦點主要集中在將水氣程以從包裝帶走多少濕氣呢?答案可依情況不同各異,例如:在既定的溫度和濕度條件下,可以帶走多少水氣?吸濕速度的快慢?濕氣會給產(chǎn)品帶來何種影響?在濕氣存在情況下,產(chǎn)品的表現(xiàn)能力有否變化?所有這些答案必須通過實踐來檢驗。
在通常情況下,在室溫20℃的房間內(nèi)設(shè)計包裝或放置干燥劑將把相對濕度控制在10%-12%會達到良好的保護效果。
產(chǎn)品的第二濕度來源于包裝物或是產(chǎn)品本身的水氣源:
1.通過日常用品(木頭、毛皮、泡沫、紙張等)中釋放出的水氣,這些是直接產(chǎn)品的保護物。
2.通過產(chǎn)品自身釋放出來的水氣。
3.通過產(chǎn)品外包材慢慢滲透的水氣。
在一個包裝相對緊密的情況下,干燥劑會說明各個方面的水氣,一些塑料制品、泡沫、紙張、木材、棉布或是纖維中都可以吸附水氣,木頭、棉花或是紙張都可以吸納14%或是更多的水氣。一些泡?i可以容納10%的水氣,當放置干燥劑后或當溫度升高的時候,這些物質(zhì)中的水氣就會被釋放到大氣中。那么在計算干燥劑的用量時必須將這些水氣計算在內(nèi)。干燥劑能從這些日常用品中吸附多少水氣主要取決于這些物質(zhì)本身對水氣的吸附能力、干燥劑的使用類型和用量、干燥劑本身已經(jīng)吸了多少水氣和當時環(huán)境的溫度。例如,產(chǎn)品是放置在棉質(zhì)產(chǎn)品中,這種棉可以容納其自重5%-10%的水氣,棉的大部分水氣結(jié)構(gòu)松散,膠棉中的濕氣會自然釋放到大氣中以達到新的平衡點。這種情況會持續(xù)到干燥劑中的水氣,棉中的水氣以及空氣濕氣一致的情況下會停止。干燥劑有吸濕能力比起棉質(zhì)產(chǎn)品要好的多,它吸收棉中水氣一直達到水氣飽和為止,或是吸到?jīng)]有多余水氣為止。
一種良好包裝設(shè)計通常是用各種各樣膜進行密封包裝,如各種各樣的聚乙烯薄膜各種各樣的復合膜,每種包裝材料都有它自身和MVTR值。MVTR是指產(chǎn)品的水氣傳輸率,它的值主要取決于包材物質(zhì)的類型、厚度及存在的外部條件。
我們公司資料庫中,提供各種包裝材料在37℃,RH=90%的情況下,包裝材料的MVTR值,因此我們可以計算出產(chǎn)品保存的水氣總量。根據(jù)客戶產(chǎn)品保存濕度的要求及保質(zhì)期限,我們可計算出應該依靠干燥劑去吸附水氣的總量。
如果產(chǎn)品是放置在通風條件不是很好的集裝箱車中進行運輸時,當溫度上升至38℃時,此時條件下,粘土的平衡吸濕容量急速下降,超過范圍內(nèi)的水氣,粘土就不可能再次吸附,而此時的水氣會散發(fā)到包裝的外部空間中,當溫度下降時,粘土又再次能夠吸濕。所以通過選擇正確的干燥劑通常能夠解決產(chǎn)品、結(jié)露的問題。表3具體明列了分子篩、硅膠、蒙脫石、氯化鈉和碳酸鈣的吸濕量,從而包裝專家就必須考慮到包裝用干燥劑的具體屬性。 |