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如何测试干燥剂包装的透湿性能

2018年11月13日 发表评论 阅读评论

摘要:干燥剂应具有及时吸附水蒸气的能力,这就要求包装干燥剂所用材料应具有较高的透湿性能。本文利用杯式法原理测试了干燥剂所使用的包装材料样品的水蒸气透过率,并通过对试验原理、设备W3/062水蒸气透过率测试系统的参数及适用范围、试验过程等内容的介绍,为如何监测干燥剂包装的透湿性能提供参考。

关键词:透湿性能、水蒸气透过率、水蒸气透过率测试仪、杯式法、称重法、增重法、减重法、干燥剂、包装材料

1、意义

干燥剂的种类较多,如氯化钙、五氧化二磷、硅胶、分子筛、蒙脱石等,可用于仪器仪表、电子产品、皮革、鞋、服装、食品、药品和家用电器等产品的干燥存储,以防止产品受潮或锈蚀。在干燥食品、药品等产品时,干燥剂需置于独立包装中,使其与内容物产品分开,如滤纸、无纺布、复合纸、网纹纸、蜡纸、杜邦纸等,见图1。由此可见,干燥剂并不是直接与待干燥环境中的水蒸气接触,水蒸气需要渗透到干燥剂的包装内部后方可被干燥剂吸收。因此,干燥剂的吸湿速率除了与干燥剂种类、尺寸等因素有关外,还取决于包装材料的透湿性能,良好的透湿性有助于干燥剂对水蒸气的快速吸收。本文针对性的测试了干燥剂所使用的包装材料的透湿性能。

图1  独立包装的干燥剂

2、试验样品

本文以某种干燥剂包装用透气膜为试验样品,测试其水蒸气透过率。

3、试验依据

包装材料水蒸气透过率的测试方法包括杯式法、红外传感器法、电解传感器法与湿度传感器法等,鉴于本文所测试样品的水蒸气透过率较高,故采用杯式法原理进行试验。

4、试验设备

本次试验采用W3/062 水蒸气透过率测试系统对样品进行测试,该设备由济南兰光机电技术有限公司自主研发生产。

图2  W3/062水蒸气透过率测试系统

4.1 试验原理

杯式法原理是通过称量透湿杯质量随渗透时间的变化情况得到试样的水蒸气透过率,根据透湿杯质量的增加或减轻,该原理又可分为增重法与减重法两种。增重法是指透湿杯内盛装一定量的干燥剂,装夹好试样后,透湿杯外侧为高湿环境,水蒸气从透湿杯外侧通过试样渗透到透湿杯内部,被干燥剂吸收,引起透湿杯质量增加;减重法是指透湿杯内部盛装一定量的蒸馏水,装夹好试样后,透湿杯外侧控制低湿环境,水蒸气由透湿杯内侧通过试样渗透到透湿杯外侧,引起透湿杯质量减轻。通过测试透湿杯的质量对渗透时间的变化情况,即可得到试样的水蒸气透过率。

4.2 适用范围

(1) 本设备适用于多种类型材料水蒸气透过率测试,如塑料薄膜、纸塑复合膜、土工膜、镀铝膜、铝塑复合膜、防水透气膜等膜状材料,PP片材、PVC片材、PVDC片材等工程塑料、橡胶、建材等片状材料,烟包铝箔纸、利乐包等纸张、纸板材料,防水透气布料、尿不湿无纺布料、卫生用品用无纺布等纺织品、无纺布等材料。除此之外,还可扩展应用于人造皮肤、医疗用品及辅料、太阳能背板、液晶显示屏膜、漆膜、化妆品、生物降解膜等材料及产品的透湿性、阻水性、保湿性测试。

(2) 本设备满足多项国家与国际标准,如GB 1037、GB/T 16928、ASTM E96、ASTM D1653、TAPPI T464、ISO 2528、DIN 53122-1、JIS Z0208、YBB 00092003等。

4.2 设备参数

可实现增重法与减重法两种试验模式,增重法测试范围为0.1 ~ 2,500 g/(m2·24h),减重法测试范围为0.1 ~ 10,000 g/(m2·24h),测试精度为0.01 g/(m2·24h),系统分辨力为0.001 g;温湿度自动控制、范围宽、精度高,温度控制范围为15 ~ 55℃,控温精度为±0.1℃,减重法控湿范围为70 ~ 90%RH,增重法控湿范围为10 ~ 98%RH,控湿精度为±1%RH,可实现不同温湿度条件下水蒸气透过率的测试;吹扫风速范围为0.5 ~ 2.5 m/s;试样尺寸为Ф74 mm,测试面积为33 cm2;系统自动间歇称重,每次称重前系统自动清零,试验腔内可容纳6个透湿杯,每个透湿杯可独立试验,可同时测试6种相同或不同的试样,支持LystemTM实验室数据共享系统。

5、试验过程

根据本次测试所使用的干燥剂包装膜样品的实际应用情况,选用增重法进行试验。

(1) 裁样 用取样器从样品表面裁取3片直径为74mm的试样。

(2) 装样 在透湿杯内装入一定量的干燥剂,按照所裁制试样的热封面朝向透湿杯内部的方式将3片试样分别装夹在3个透湿杯中,透湿杯内部的干燥剂应不接触试样。

(3) 试验 将装夹好试样的透湿杯分别放置在设备测试腔内部的透湿杯架上,关闭测试腔门。在设备的控制软件上设置试样名称、试验模式、测试间隔等参数信息,点击试验选项,设备自动按照设定的参数进行间歇称重,试验结束后显示试验结果。

6、试验结果

本次试验所测试3片试样的测试值分别为2156.1 g/(m2·24h)、2204.9 g/(m2·24h)、2167.3 g/(m2·24h),干燥剂包装膜样品的水蒸气透过率为三个试样测试结果的平均值2176.1 g/(m2·24h)。

7、结论

放置干燥剂独立包装是食品、药品、服装等产品常用的干燥方式,为了保证干燥剂能够及时吸收水汽,达到良好的干燥效果,其包装材料应具有优异的透湿性能。本文利用杯式法原理中的增重法测试了干燥剂包装膜样品的水蒸气透过率,测试过程简单,设备易于操作,智能化程度高,测试结果准确可靠,可有效快速的完成对样品透湿性能的测试。除增重法外,本设备还可实现利用减重法测试包装材料的水蒸气透过率,具有较高的性价比。济南兰光机电技术有限公司是一家专业从事包装检测设备研发生产与包装检测服务的高新技术企业,现有设备已应用于食品、药品、包材生产企业、日化用品、汽车、电子、第三方检测机构及高校等多个行业与领域,了解相关检测设备与服务,可登陆www.labthink.com查看。愈了解,愈信任!Labthink兰光期待与行业中的企事业单位增进技术沟通与合作。

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