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第五章防潮包装理论与方法2012-3-23第五章防潮包装理论与方法一二三四防潮包装材料概述包装产品与水蒸气防潮包装设计与计算防潮包装原理第一节、防潮包装材料概述一、防潮包装的作用和被包装物的分类防潮包装，通常保护的是那些受潮后，质量会受到影响的产品如药品、酥脆食品、金属制品、水泥等，这些产品受潮后会绵软、氧化、发霉、结块、锈蚀，严重的会失去使用价值。但对于那些本身含水量较高，失去水分变干后同样会使质量受到影响的产品，如蛋糕、面包、牙膏等，防潮包装同样重要。因此，防潮包装可把产品同外界隔绝起来，免受外界水蒸气变化的影响，保证产品在储存期内不致因外界水蒸气变化而引起变质。需要防潮包装的产品(吸收水分会变质)药片饼干•水泥需要防潮包装的产品(失去水分会变质)•蛋糕•面包•牙膏化妆品非吸湿性产品(金属)二、防潮包装材料•不能透过或难于透过水蒸气的包装材料叫做防潮包装材料。常用的防潮包装材料有金属、玻璃、复合材料、塑料、油脂或蜡的加工材料。金属玻璃金属高阻隔复合塑料薄膜•防潮包装材料的防潮性取决于它的透湿率，而透湿度又受温度和材料两侧的湿度等的制约。透湿率可以定义为：在一定的温湿度条件下，处于透湿恒定状态的防潮材料，在单位时间内单位面积上所透过的湿气量，单位是g/（m2.24h）。•防潮材料的透湿率越小，防潮性能就越好，各种防潮材料的透湿度差别很大，防潮包装材料的大致分类•防潮材料分类透湿率，g／(m2.24h)•轻度防潮材料100•普通防潮材料50•高度防潮材料15•相当高度防潮材料5•极高度防潮材料1•真正防潮材料0•各种包装材料的透湿率，在设计防潮包装时，仅可做为参考数据。•通常环境的温湿度变化较大，材料的透湿率将有很大差别，因为温度高，湿度梯度大，水蒸气扩散速度增大，透湿率就会增加，反之则减少。此外，防潮材料的透湿率与其厚度成反比，即材料的厚度越大，其透湿度越低，但对有些较薄的防潮材料，如铝箔以及某些极薄的塑料薄膜，在制造过程中会产生构造不均匀性及气孔，这时湿气就会通过这些气孔透过，所以这些材料的防潮性能就可能较差。但如果把同样的薄膜层合起来，则透湿率就会大大降低。•在使用由不同材质的材料制成的复合防潮材料进行防潮包装时，还要注意下面的情况，即用不同的材料接触高湿侧，整个材料的透湿率不相同，这是因为湿度对各层材料的透湿度影响的程度有差别。•用复合材料进行防潮包装时，应该把透湿率对湿度依赖性大的材料放在低湿侧，把透湿度对湿度依赖性小的材料放在高湿测，这样才能使整个材料的透湿度小。相反，如果把对湿度依赖性大的材料放在高湿侧，则会降低材料的防潮性能。三、防潮包装材料的选择•在进行防潮包装设计时，首先根据下面数据算出所要求的材料透湿率，然后找出符合要求的防潮包装材料。•对防潮要求不太高时，可以采用防潮能力较差的材料，如防水纸、石蜡纸、聚氯乙烯加工纸等；对防潮要求稍高时，可采用聚乙烯加工纸，聚乙烯塑料膜等；对防潮性能要求高时，可采用具有一定厚度的铝箔及铝箔复合材料等；对防潮要求特别高时，可采用金属或玻璃容器。四、干燥剂•干燥剂是一种容易吸收水分的物质，它能吸收一定空间的水蒸气，降低这一空间的相对湿度。•需要使用干燥剂防潮的物品有：内装物属非吸湿性的金属制品，若水气透入包装不易外泄，易产生结露现象，导致金属生锈，所以在环境封存或封套式防锈包装中要使用干燥剂；还有一些吸湿易变质的物品如药片、某些小食品等在防潮包装时也可加干燥剂。对一些不宜过分干燥的商品(如纸制品、针棉织品等)，不宜使用干燥剂，以免商品过分脱水而影响质量，甚至变质损坏。•干燥剂只能应用在密封的包装中，若使用在非密封包装中时，干燥剂会很快吸饱水分，不能再起干燥作用，当外界湿度下降时，干燥剂又会放出水分，反而会促进被包装产品的腐蚀或变质。•使用干燥剂的包装所用的包装材料，其透湿率要小，密封性要好。被包物及内衬材必须事先干燥后再放人包装容器内，盛放干燥剂的容器应能便于干燥剂吸收防潮包装内的湿气，而其粉尘又不会落到内装物上。干燥剂应用透气性良好的细布袋、无纺布袋包好，或放在有小孔的金属罐内。为便于使用，可将干燥剂分装成—定量值(或常用量值)，并按重量分别盛装，方便使用。干燥剂小袋应均匀地分散在防潮包装内，使包装内所有空间都能受到干燥剂的去湿作用，或放在被包装物需要干燥的部位或附近，但不得直接放在被包装产品上。不得与金属或油漆表面直接接触，对于药品等小型包装，可将干燥剂压成片状，放于瓶盖与衬垫之间。包装所用的干燥剂，应具有如下特性：1.吸湿能力强，单位体积的吸湿量应尽可能大。2.具有物理稳定性，无味无毒。具有一定强度的颗粒，不致在使用中粉碎而污染被包装产品。3.应具有化学稳定性，吸湿后不产生化学变化，不分解，不挥发，吸湿后不产生腐蚀性物质，吸水后不明显升温。4.在常温下，温度对吸湿能力无显著影响，即使在温度稍高时，不会放出已吸收的水分。5.最好能回收使用，且价格低廉。•包装常用的干燥剂有吸附型和潮解型两类。吸附型有硅胶、铝凝胶、分子筛等；潮解型主要是用生石灰。硅胶干燥剂橙色硅胶与蓝色硅胶都是指示硅胶；吸收水后蓝胶变粉红色，橙胶变绿色。其特性与普通硅胶相同。蓝色硅胶含氯化钴，应用广泛；橙色硅胶为新一代指示硅胶，不含重金属，但价格较昂贵。可以一定比例与普通硅胶混合后使用以节约成本。•硅胶，其表面覆盖着羟基，所以有较强的吸湿能力。硅胶是乳白色或半透明的颗粒状物质，无毒、无味，质地坚硬，不易破碎。硅胶的比表面积大，吸湿面积大，在防潮包装中使用较多的是孔径为10～20的细孔硅胶。为了能直接观察到硅胶的吸湿程度，常将硅胶用氯化钴溶液处理，制成变色硅胶，这种变色硅胶干燥状态时为蓝色，当吸湿度高于40％时就会变成淡红色；也可将原色硅胶中掺入部分变色硅胶，用以指示硅胶的吸湿程度。硅胶在吸湿后可以通过加热，使其脱湿再生，对变色硅胶可在110～120℃温度下，烘干3～4个小时即可。也可以使用微波炉进行烘干，使用微波炉进行烘干时要注意搅拌，以使其干燥均匀。烘干结束后应冷却至60～70℃，然后立即贮存在密封的容器内，以备应用。分子筛•□在超低湿度下(RH5%以下)•仍然能大量吸收水气；而且•控湿能力强。□无毒无害，化学性质稳定，•有很强的机械强度；颗粒均•匀；吸附孔径均匀。因其特•别的吸附性能被广泛应用于•生物制药与IC封装测试等高•精尖领域。潮解型干燥剂—生石灰活性陶土干燥剂•原理外观灰色规则不光滑球型颗粒状，凹土原矿筛选，经磨粉—造粒—高温活化，无毒害，环保型，可自然降解，吸湿能力是硅胶的1.3倍，重金属含量低于欧盟ROHS标准及索尼GP标准。适用范围：•适用于电脑资讯设备业、精密机械业、光学镜片仪器业、半导体封装测试及各种电子产品之防潮除湿。标准符合各国标准，如美军标准（MIL-D-3464E）、日本工业标准（JISZ0701）及德国工业标准（DIN55473）。规格2~~1500g蒙脱石在较低湿度（RH20%）下具有与硅胶同样优秀的吸湿能力。□天然膨润土矿经破碎，分筛，烘干而成；无毒无害；绿色环保可自然降解；物美价廉，有着极高的性价比；是国际干燥剂应用的趋势。活矿干燥剂•活矿干燥剂是利用凹凸棒粘土资源经科学加工制成，由于凹凸棒粘土具有特殊的纤维状、多孔结构，产品具有吸附活性、静态减湿和去除异味等功能，广泛应用于封存食品、药品、服饰、军工、电子、远洋集装箱的空气干燥。活矿干燥剂与硅胶干燥剂相比，具有价格低廉、吸湿速度快、制造成本低、吸附能力强、无毒无味、无环境污染等优点，是一种健康绿色环保产品，是硅胶干燥剂的升级换代产品。活矿干燥剂活性炭•活性碳材质可选：椰壳活性炭，竹炭、木质颗粒活性炭，可按客户要求生产。活性碳脱臭剂技术指标（1）吸湿率高，吸附速度快，比表面积大.（2）除吸湿外，还可吸附其它有害气体（如甲醛、苯）和异味（如氨气）.（3）无毒、无害、无腐蚀、无污染、无放射性，（4）吸附持续时间长。（5）纯物理吸附，无二次污染。•活性碳干燥除味剂主要用途1、食品：甜点（煎饼、米雪、小甜饼），海苔，香菇，调味剂等。2、医药品：PTP包装的胶囊，镇定剂等。3、保健品：维他命，钙片等。4、家用：室内、车内空气净化、冰箱、衣柜，被褥，包，鞋，家具除异味等。5、其他：照相机（防止透镜发霉），胶卷，磁带，乐器，精密仪器等。6、各类产品包装箱内除味、脱臭、防潮，特别是有害、有毒气体超标等。7、适用于医药、食品、远洋运输、电子、精密仪器、皮革、图书档案、中空玻璃、潮湿地区防湿、库房等一切因受潮而发霉、变质、腐烂物品的防霉，防潮。•活性碳除味剂产品特点：1）大小、尺寸、形状可自由取定（5g，10g，20g，30g，50g,100g)。2）可利用片状干燥剂表面印刷商品说明书、广告或做成商品垫。3）利用商品的包装空间安放，不特别占用空间。4）有高效、持续的吸湿力。5）具有保鲜物质、除湿、防霉、杀菌等功效。5）能由容量的大小来控制干燥脱臭能力的大小。•在密封防潮包装中，干燥剂的用量与防潮材料的透湿度、储存期、防潮包装的总表面积等多种因素有关，干燥剂的用量按GB公式计算，或者参照包装工艺课程内容．一．空气中的水蒸气和相对湿度1、相对湿度在温度一定的条件下，相对湿度越大，空气中水蒸气的含量也越多。即（1）式中RH%—相对湿度；—空气中水蒸气分压力；—饱和水蒸气压力。显然环境空气中相对湿度的大小，可以反映出空气中水蒸气的含量对包装品的影响。%100/%0ppRHp第二节包装产品与水蒸气当相对湿度处于饱和状态时，在常温范围内空气的含水量如下表所示，随温度升高，空气中饱和水蒸气的含水量增多。当空气中绝对含水量不变时，若空气温度升高，相对湿度下降，若温度下降，相对湿度升高，当空气中的水蒸气含水量达到过饱和状态时，会产生水分凝结。在较高温度下进行包装作业，封入包装内的空气相对湿度处于被包装物品所允许的范围内，但当温度降低，包装内相对湿度上升，有可能超过被包装物品能承受的范围。因此，控制防潮包装在密封时的温度及封入的空气相对湿度，具有重要意义。二．包装内装物的吸湿特性被包装物品通常具有临界相对湿度，包装内的相对湿度高于其临界湿度，则被包装物品容易变质。如金属及其制品的表面容易吸附空气中的水分而形成水膜，水膜达到一定厚度，就会开始剧烈地腐蚀。水膜形成的湿度条件就称为金属的临界腐蚀湿度。茶叶的临界含水量为5.5%，与其相对应的平衡湿度为50%，该湿度为其临界相对湿度。若包装内相对湿度超过该值，则含水率上升，茶叶品质就急剧劣变。黑火药在包装内的相对湿度为65％时，含水率在0.7%－1.0%范围内，其使用性能变化不大，若包装内相对湿度升高，则它将吸收水分而受潮结块，造成点火困难、降低燃烧速度而影响使用。概念：平衡含水量•一些产品（比如茶叶，黑火药），处于相对湿度固定的环境条件中，产品中的含水量在一段时间后达到一个稳定的值，我们说产品的含水量达到了平衡，我们称这个含水量为这一产品的平衡含水量。第三节防潮包装原理•防潮包装：就是采用有隔绝能力的防潮材料、防潮技术，对产品进行包封，隔绝外界湿气对产品的影响，同时使包装内的空气保持干燥，达到被包装物品的临界相对湿度以下（以上），以达到防潮（防干燥）目的的一种包装方法。一.防潮包装的目的①防止含有水分的食品、果品等因脱湿（干燥）而发生变质；（防干燥，广义防潮）②防止食品、纤维制品、皮革等有机材料因受潮而促进霉菌的生成；③防止金属及其制品的变色和生锈；④防止易吸湿产品，如肥料、水泥、农药、医药、火药等，潮解变质。（所以防潮包装是防干燥、防霉、防锈包装的基础）二.防潮包装的方法①静态干燥法静态干燥法是用装入包装内一定数量的干燥剂，吸去内部的水分来防止被包装物受潮，其防潮能力决定与包装材料的透湿性、干燥剂的性质和数量、包装内空间的大小等等。一般适合于小型包装和有限期的防潮包装。②动态干燥法采用降湿机械，把经过干燥除湿的空气输入包装内，将包装内潮湿的空气换出，达到控制包装内的相对湿度，使包装物保持干燥状态，这种方法适合于大型包装和长期储存包装。三、防潮包装透湿机理1．渗透机理一般气体都有从高浓度区域