如何測試干燥劑包裝的透濕性能

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

關鍵詞：透濕性能、水蒸氣透過率、水蒸氣透過率測試儀、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、電子產品、皮革、鞋、服裝、食品、藥品和家用電器等產品的干燥存儲，以防止產品受潮或銹蝕。在干燥食品、藥品等產品時，干燥劑需置于獨立包裝中，使其與內容物產品分開，如濾紙、無紡布、復合紙、網紋紙、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水蒸氣的快速吸收。本文針對性的測試了干燥劑所使用的包裝材料的透濕性能。

圖1  獨立包裝的干燥劑

2、試驗樣品

本文以某種干燥劑包裝用透氣膜為試驗樣品，測試其水蒸氣透過率。

3、試驗依據

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

4、試驗設備

本次試驗采用W3/062 水蒸氣透過率測試系統(tǒng)對樣品進行測試，該設備由濟南蘭光機電技術有限公司自主研發(fā)生產。

圖2  W3/062水蒸氣透過率測試系統(tǒng)

4.1 試驗原理

杯式法原理是通過稱量透濕杯質量隨滲透時間的變化情況得到試樣的水蒸氣透過率，根據透濕杯質量的增加或減輕，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盛裝一定量的干燥劑，裝夾好試樣后，透濕杯外側為高濕環(huán)境，水蒸氣從透濕杯外側通過試樣滲透到透濕杯內部，被干燥劑吸收，引起透濕杯質量增加；減重法是指透濕杯內部盛裝一定量的蒸餾水，裝夾好試樣后，透濕杯外側控制低濕環(huán)境，水蒸氣由透濕杯內側通過試樣滲透到透濕杯外側，引起透濕杯質量減輕。通過測試透濕杯的質量對滲透時間的變化情況，即可得到試樣的水蒸氣透過率。

4.2 適用范圍

(1) 本設備適用于多種類型材料水蒸氣透過率測試，如塑料薄膜、紙塑復合膜、土工膜、鍍鋁膜、鋁塑復合膜、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、尿不濕無紡布料、衛(wèi)生用品用無紡布等紡織品、無紡布等材料。除此之外，還可擴展應用于人造皮膚、醫(yī)療用品及輔料、太陽能背板、液晶顯示屏膜、漆膜、化妝品、生物降解膜等材料及產品的透濕性、阻水性、保濕性測試。

(2) 本設備滿足多項國家與標準，如GB 1037、GB/T 16928、ASTM E96、ASTM D1653、TAPPI T464、ISO 2528、DIN 53122-1、JIS Z0208、YBB 00092003等。

4.2 設備參數

可實現(xiàn)增重法與減重法兩種試驗模式，增重法測試范圍為0.1 ~ 2,500 g/(m²·24h)，減重法測試范圍為0.1 ~ 10,000 g/(m²·24h)，測試精度為0.01 g/(m²·24h)，系統(tǒng)分辨力為0.001 g；溫濕度自動控制、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，可實現(xiàn)不同溫濕度條件下水蒸氣透過率的測試；吹掃風速范圍為0.5 ~ 2.5 m/s；試樣尺寸為Ф74 mm，測試面積為33 cm²；系統(tǒng)自動間歇稱重，每次稱重前系統(tǒng)自動清零，試驗腔內可容納6個透濕杯，每個透濕杯可獨立試驗，可同時測試6種相同或不同的試樣，支持Lystem^TM實驗室數據共享系統(tǒng)。

5、試驗過程

根據本次測試所使用的干燥劑包裝膜樣品的實際應用情況，選用增重法進行試驗。

(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部的方式將3片試樣分別裝夾在3個透濕杯中，透濕杯內部的干燥劑應不接觸試樣。

(3) 試驗 將裝夾好試樣的透濕杯分別放置在設備測試腔內部的透濕杯架上，關閉測試腔門。在設備的控制軟件上設置試樣名稱、試驗模式、測試間隔等參數信息，點擊試驗選項，設備自動按照設定的參數進行間歇稱重，試驗結束后顯示試驗結果。

6、試驗結果

本次試驗所測試3片試樣的測試值分別為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試樣測試結果的平均值2176.1 g/(m²·24h)。

7、結論

放置干燥劑獨立包裝是食品、藥品、服裝等產品常用的干燥方式，為了保證干燥劑能夠及時吸收水汽，達到良好的干燥效果，其包裝材料應具有優(yōu)異的透濕性能。本文利用杯式法原理中的增重法測試了干燥劑包裝膜樣品的水蒸氣透過率，測試過程簡單，設備易于操作，智能化程度高，測試結果準確可靠，可有效快速的完成對樣品透濕性能的測試。除增重法外，本設備還可實現(xiàn)利用減重法測試包裝材料的水蒸氣透過率，具有較高的性價比。濟南蘭光機電技術有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測設備研發(fā)生產與包裝檢測服務的高新技術企業(yè)，現(xiàn)有設備已應用于食品、藥品、包材生產企業(yè)、日化用品、汽車、電子、第三方檢測機構及高校等多個行業(yè)與領域。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進技術溝通與合作。