摘要：干燥劑應(yīng)具有及時(shí)吸附水蒸氣的能力，這就要求包裝干燥劑所用材料應(yīng)具有較高的透濕性能。本文利用杯式法原理測(cè)試了干燥劑所使用的包裝材料樣品的水蒸氣透過率，并通過對(duì)試驗(yàn)原理、設(shè)備W3/062水蒸氣透過率測(cè)試系統(tǒng)的參數(shù)及適用范圍、試驗(yàn)過程等內(nèi)容的介紹，為如何監(jiān)測(cè)干燥劑包裝的透濕性能提供參考。

關(guān)鍵詞：透濕性能、水蒸氣透過率、水蒸氣透過率測(cè)試儀、杯式法、稱重法、增重法、減重法、干燥劑、包裝材料

1、意義

干燥劑的種類較多，如氯化鈣、五氧化二磷、硅膠、分子篩、蒙脫石等，可用于儀器儀表、電子產(chǎn)品、皮革、鞋、服裝、食品、藥品和家用電器等產(chǎn)品的干燥存儲(chǔ)，以防止產(chǎn)品受潮或銹蝕。在干燥食品、藥品等產(chǎn)品時(shí)，干燥劑需置于獨(dú)立包裝中，使其與內(nèi)容物產(chǎn)品分開，如濾紙、無(wú)紡布、復(fù)合紙、網(wǎng)紋紙、蠟紙、杜邦紙等，見圖1。由此可見，干燥劑并不是直接與待干燥環(huán)境中的水蒸氣接觸，水蒸氣需要滲透到干燥劑的包裝內(nèi)部后方可被干燥劑吸收。因此，干燥劑的吸濕速率除了與干燥劑種類、尺寸等因素有關(guān)外，還取決于包裝材料的透濕性能，良好的透濕性有助于干燥劑對(duì)水蒸氣的快速吸收。本文針對(duì)性的測(cè)試了干燥劑所使用的包裝材料的透濕性能。

圖1  獨(dú)立包裝的干燥劑

2、試驗(yàn)樣品

本文以某種干燥劑包裝用透氣膜為試驗(yàn)樣品，測(cè)試其水蒸氣透過率。

3、試驗(yàn)依據(jù)

包裝材料水蒸氣透過率的測(cè)試方法包括杯式法、紅外傳感器法、電解傳感器法與濕度傳感器法等，鑒于本文所測(cè)試樣品的水蒸氣透過率較高，故采用杯式法原理進(jìn)行試驗(yàn)。

4、試驗(yàn)設(shè)備

本次試驗(yàn)采用W3/062 水蒸氣透過率測(cè)試系統(tǒng)對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試，該設(shè)備由濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

圖2  W3/062水蒸氣透過率測(cè)試系統(tǒng)

4.1 試驗(yàn)原理

杯式法原理是通過稱量透濕杯質(zhì)量隨滲透時(shí)間的變化情況得到試樣的水蒸氣透過率，根據(jù)透濕杯質(zhì)量的增加或減輕，該原理又可分為增重法與減重法兩種。增重法是指透濕杯內(nèi)盛裝一定量的干燥劑，裝夾好試樣后，透濕杯外側(cè)為高濕環(huán)境，水蒸氣從透濕杯外側(cè)通過試樣滲透到透濕杯內(nèi)部，被干燥劑吸收，引起透濕杯質(zhì)量增加；減重法是指透濕杯內(nèi)部盛裝一定量的蒸餾水，裝夾好試樣后，透濕杯外側(cè)控制低濕環(huán)境，水蒸氣由透濕杯內(nèi)側(cè)通過試樣滲透到透濕杯外側(cè)，引起透濕杯質(zhì)量減輕。通過測(cè)試透濕杯的質(zhì)量對(duì)滲透時(shí)間的變化情況，即可得到試樣的水蒸氣透過率。

4.2 適用范圍

(1) 本設(shè)備適用于多種類型材料水蒸氣透過率測(cè)試，如塑料薄膜、紙塑復(fù)合膜、土工膜、鍍鋁膜、鋁塑復(fù)合膜、防水透氣膜等膜狀材料，PP片材、PVC片材、PVDC片材等工程塑料、橡膠、建材等片狀材料，煙包鋁箔紙、利樂包等紙張、紙板材料，防水透氣布料、尿不濕無(wú)紡布料、衛(wèi)生用品用無(wú)紡布等紡織品、無(wú)紡布等材料。除此之外，還可擴(kuò)展應(yīng)用于人造皮膚、用品及輔料、太陽(yáng)能背板、液晶顯示屏膜、漆膜、化妝品、生物降解膜等材料及產(chǎn)品的透濕性、阻水性、保濕性測(cè)試。

(2) 本設(shè)備滿足多項(xiàng)國(guó)家與標(biāo)準(zhǔn)，如GB 1037、GB/T 16928、ASTM E96、ASTM D1653、TAPPI T464、ISO 2528、DIN 53122-1、JIS Z0208、YBB 00092003等。

4.2 設(shè)備參數(shù)

可實(shí)現(xiàn)增重法與減重法兩種試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑鲋胤y(cè)試范圍為0.1 ~ 2,500 g/(m²·24h)，減重法測(cè)試范圍為0.1 ~ 10,000 g/(m²·24h)，測(cè)試精度為0.01 g/(m²·24h)，系統(tǒng)分辨力為0.001 g；溫濕度自動(dòng)控制、范圍寬、精度高，溫度控制范圍為15 ~ 55℃，控溫精度為±0.1℃，減重法控濕范圍為70 ~ 90%RH，增重法控濕范圍為10 ~ 98%RH，控濕精度為±1%RH，可實(shí)現(xiàn)不同溫濕度條件下水蒸氣透過率的測(cè)試；吹掃風(fēng)速范圍為0.5 ~ 2.5 m/s；試樣尺寸為Ф74 mm，測(cè)試面積為33 cm²；系統(tǒng)自動(dòng)間歇稱重，每次稱重前系統(tǒng)自動(dòng)清零，試驗(yàn)腔內(nèi)可容納6個(gè)透濕杯，每個(gè)透濕杯可獨(dú)立試驗(yàn)，可同時(shí)測(cè)試6種相同或不同的試樣，支持Lystem^TM實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)。

5、試驗(yàn)過程

根據(jù)本次測(cè)試所使用的干燥劑包裝膜樣品的實(shí)際應(yīng)用情況，選用增重法進(jìn)行試驗(yàn)。

(1) 裁樣 用取樣器從樣品表面裁取3片直徑為74mm的試樣。

(2) 裝樣 在透濕杯內(nèi)裝入一定量的干燥劑，按照所裁制試樣的熱封面朝向透濕杯內(nèi)部的方式將3片試樣分別裝夾在3個(gè)透濕杯中，透濕杯內(nèi)部的干燥劑應(yīng)不接觸試樣。

(3) 試驗(yàn) 將裝夾好試樣的透濕杯分別放置在設(shè)備測(cè)試腔內(nèi)部的透濕杯架上，關(guān)閉測(cè)試腔門。在設(shè)備的控制軟件上設(shè)置試樣名稱、試驗(yàn)?zāi)Ｊ健y(cè)試間隔等參數(shù)信息，點(diǎn)擊試驗(yàn)選項(xiàng)，設(shè)備自動(dòng)按照設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行間歇稱重，試驗(yàn)結(jié)束后顯示試驗(yàn)結(jié)果。

6、試驗(yàn)結(jié)果

本次試驗(yàn)所測(cè)試3片試樣的測(cè)試值分別為2156.1 g/(m²·24h)、2204.9 g/(m²·24h)、2167.3 g/(m²·24h)，干燥劑包裝膜樣品的水蒸氣透過率為三個(gè)試樣測(cè)試結(jié)果的平均值2176.1 g/(m²·24h)。

7、結(jié)論

放置干燥劑獨(dú)立包裝是食品、藥品、服裝等產(chǎn)品常用的干燥方式，為了保證干燥劑能夠及時(shí)吸收水汽，達(dá)到良好的干燥效果，其包裝材料應(yīng)具有優(yōu)異的透濕性能。本文利用杯式法原理中的增重法測(cè)試了干燥劑包裝膜樣品的水蒸氣透過率，測(cè)試過程簡(jiǎn)單，設(shè)備易于操作，智能化程度高，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可有效快速的完成對(duì)樣品透濕性能的測(cè)試。除增重法外，本設(shè)備還可實(shí)現(xiàn)利用減重法測(cè)試包裝材料的水蒸氣透過率，具有較高的性價(jià)比。濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測(cè)設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測(cè)服務(wù)的優(yōu)良企業(yè)，現(xiàn)有設(shè)備已應(yīng)用于食品、藥品、包材生產(chǎn)企業(yè)、日化用品、汽車、電子、第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)及高校等多個(gè)行業(yè)與領(lǐng)域。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)溝通與合作。