吸附剂:就是俗称的干燥剂原料,是干燥剂的主要组成部分,通过自身物理或化学吸附作用吸收空气中的水分子。
包材:对于袋式干燥剂来说,就是把原料包起来的袋子作用的材料,需要具备一定的透气性和防粉尘性能,某些情况下还需要具备一定的防水性。
硅胶:常见的吸附剂,呈透明或半透明球状,机械强度高,粉尘少,安全无毒。
蒙脱石:又称陶土、膨润土,是一种天然的矿物,作为干燥剂的蒙脱石呈不规则颗粒状,颜色多种多样,安全环保,是一种新型的干燥剂产品。
相对湿度:空气中实际所含水蒸汽密度和同温度下饱和水蒸汽密度的百分比值,叫做空气的“相对湿度”。空气的干湿程度和空气中所含有的水汽量接近饱和的程度有关,而和空气中含有水汽的绝对量却无直接关系。相对湿度的符号为RH。
吸湿率:干燥剂在一定温度和相对湿度条件下吸收水汽的重量与自身重量之比,用百分数表示。
二、原理
蒙脱石吸湿原理:蒙脱石是由颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的矿物,属单斜晶系的含水层状结构硅酸盐矿物。蒙脱石颗粒细小,约0.2~1微米,具胶体分散特性,在电子显微镜下可见到片状的晶体,颜色或白灰,或浅蓝或浅红色。当温度达到100~200℃时,蒙脱石中的水分子会逐渐跑掉。失水后的蒙脱石对水分子具有极强的吸附力。
三、标准
药品食品用干燥剂的标准主要是由国家食品药品监督管理局制定的药品包装容器(材料)标准:《药用固体纸袋装干燥剂标准》YBB00122005。该标准规定了对“固体制剂滤纸袋包装的细孔球型硅胶干燥剂”的要求,其中除了对干燥剂袋外观、强度,吸附剂的含水率、吸湿率等干燥剂基本性能要求外,着重就干燥剂在有害物质含量(如:砷含量等),微生物限度,脱色性能等方面进行了规定。
注:1“—”代表没有此项要求
2、DIN55473标准
《包装辅助用品干燥剂袋交货技术条件》DIN5473标准是德国标准化协会针对袋装干燥剂制定的一个标准,标准中对袋装干燥剂的原料性能、包材性能、成品性能、包装袋(阻隔性包装)性能、产品标识等均作了明确的规定。
A、原料(吸附剂)性能要求
B、包材(干燥剂袋子的材料,透气性包装)性能要求
C、包装袋(阻隔性包装)
电子产品,特别是湿度敏感电子元器件对包装湿度控制也有很高的要求,美国电子工业联接协会(IPC)和美国电子器件工程联合委员会(JEDEC)联合编制的《湿度敏感表面贴装元器件的包装运输处理使用标准》J-STD-033b是被广泛使用的针对湿度敏感电子元器件表面处理、烘干、干燥包装等各方面要求的综合标准。该标准中的第3章规定了这些电子元器件的干燥包装要求,其主要内容如下:
4、湿度指示卡标准
除DIN55473标准外,袋装干燥剂的标准主要是国内外几个军用干燥剂的标准,如:中国军用标准《袋装用静态吸湿袋装活性干燥剂通用规范》GJB2714,美国军用标准《包装用静态吸湿袋装活性干燥剂通用规范》MIL-D-3464,英国国防标准《硅胶袋装干燥剂及活性矿物袋装干燥剂》DEFSTAN81-68等。这些标准的内容要求摘抄如下:
四、安全
1、保质期
由于干燥剂是通过吸附空气中的水蒸气来发挥功效的,所以干燥剂的外包装材料(与包材相区别)除了要具有普通包装材料的性能(如一定的强度、韧性)外,还要密封包装并对水蒸气有一定的阻隔性。
2、干燥剂粉尘
硅胶干燥剂具有微量粉尘,如果特殊要求,其粉尘泄露可以忽略,但蒙脱石及其他矿物干燥剂粉尘相对较多,必须选择防粉尘材料作为包材,否则会造成产品的污染。系列无纺布都具有良好的防粉尘性能,是优秀的蒙脱石干燥剂包材。
3、干燥剂渗水
矿物干燥剂、氯化钙干燥剂、高吸湿干燥剂吸湿后会有不同程度的液态水产生,必须使用防渗水材料作为包材,否则会造成产品的潮湿、污染。LF、LD无纺布都具有良好的防渗水性能,特别适合上述干燥剂的包装。
4、干燥剂破包
如果干燥剂遭到挤压、碰撞、针刺等情况,会存在破包的可能,一旦干燥剂破包,会不同程度的造成产品的污染。干燥剂破包主要有两种原因,一是产品本身的质量存在问题,大多数的劣质干燥剂存在这种情况,二是没有选择合适的干燥剂包材,即包材的封口强度或抗撕裂强度不够,系列无纺布均具有最优秀的封口强度和抗撕裂强度。
五、用量
干燥剂用量是干燥剂应用中最关键的一点。如果干燥剂用少了,起不到有效防潮的作用,产品会受到湿气的侵害;如果干燥剂用多了,则会产生浪费,不经济。
产品包装内目标湿度的设定
在开始计算干燥剂用量前,我们必须要设定一个目标湿度,即包装内允许的最高湿度。一般来说,普通产品在50%以下的湿度环境下就能安全保存,也有很多产品要求更低的湿度,比如20%的环境。目标湿度设定越低,就需要用更多的干燥剂去保持包装内的干燥。
阻隔包装的水汽透过率
所以在条件允许的情况下,我们建议尽量采用阻隔性好(即水汽透过率低)的阻隔材料来包装产品。另外,阻隔包装的封口一定要严实,且绝对不可以有气孔,任何一个的微小的漏气孔都会使得干燥剂的效用大打折扣。
在不同的温度、湿度条件下,同一种阻隔材料的水汽透过率也是不同的。温度、湿度越高,水汽透过率也越高。但是我们在计算时候,只能取一个平均值来使用。DIN55474是建议我们使用23℃,85%RH条件下的水汽透过率的值。如果结合实际情况取值会使计算更精确。
(1)产品包装时候,包装内空气含有的初始湿气。比如产品包装的体积是1个立方,包装时初始温度和湿度是23℃,85%相对湿度的时候,该空气中就含有17.47克水。
(2)产品包装内的包装辅料所含的水分,在储藏运输过程中会逐步挥发出来。比如木料通常有15-30%的含水率。
(3)在储藏运输过程中,通过阻隔包装物渗透到产品包装中的水汽。比如水汽透过率为2克/平方米·天的阻隔PE袋,面积为6平方米,经过90天后会渗透1080克水到包装中去。
干燥剂用量的计算公式及参数
n=1/a*(V*b+m*c+A*e*WDD*t)
n:所需使用的干燥剂单位(unit)数
a:目标湿度条件下,一单位干燥剂所能吸收的水汽量(克g)
V:包装的内容积(立方米m3)
b:初始包装时温湿度条件下的空气水含量(克/立方米g/m3)
m:包装内含水包装辅料的重量(千克kg)
c:含水包装辅料的含水率(克/千克g/kg)
A:阻隔包装物的表面积(平方米m2)
e:目标湿度条件下的校正系数
WDD:阻隔包装的水汽透过率(克/平方米·天g/m2·d)
t:储存运输的天数(天d)
六、鉴别
大多数的顾客并不具备专业的干燥剂知识,但是只要稍加观察和判断,依然可以识别干燥剂产品的优劣。
1、外观:优秀的袋式干燥剂外形整齐,印刷清晰,封口宽度适中,封口无夹料,原料饱满度适中,而劣质干燥剂往往做工粗糙,歪歪扭扭,封口宽窄不一,印刷模糊,因袋子过小而显得特别鼓胀。
2、包材:好的包材厚薄均匀、无斑点、表面光滑、强度高,劣质的包材厚薄不均,甚至有个别地方能明显看到原料,表面粗糙、有色斑,用手揉搓有纤维脱落、掉色严重,用手挤压会从封口处开裂,易撕破。
3、原料:优秀的干燥剂原料颗粒均匀,用手摸有明显的发热,劣质的干燥剂原料颗粒不均,破碎较多,发热不明显,能明显看到杂质。
4、称重:称出干燥剂的原始重量并记录,置于潮湿环境中48小时后再称重,与原始重量对比,看重量增加是否明显,然后在105度的温度下烘干3小时,再次称重,如果低于原始重量,则证明该干燥剂不符合标称重量。