《包裝設計制作工藝與檢測技術標準實用手冊》

第二篇 包裝技術與工藝

第二章　防潮（濕）包裝技術

第三節　透濕度及其影響因素

三、復合膜的透濕特性與計算

對于非親水膜復合成的多層復合材料，在已知各層膜的厚度Li（i＝1，2，…，n）和透濕系數Pi（i＝1，2，…，n）時，可求算出復合膜的透濕系數P總和透濕度R總：（公式推導見包裝材料教材中的有關部分）

L總P總＝L1P2＋L2P2＋…＋LnPn　　　　　　（2－2－10）

又L總＝L1＋L2＋…Ln，所以P總就很容易求出。

注意（2－2－10）式中的Pi（i＝1，2，…，n）是與實際溫度和濕度相關的值。由于各層膜很薄，即各層膜之間的溫度差值較小，計算時，溫度的差別可以忽略。但各層膜位于的濕度（相對濕度）值不能忽略，必須考慮。

由R與P的關系經過化簡，可得

1R總＝1R1＋1R2＋…＋1Rn　　　　　　（2－2－11）

式中的R值均換算成同一濕度、同一溫度的值，即R均為（R［θ，（hL－hH）］條件下的值。

為了反映各膜層的具體透濕狀況，有的文獻采用下式：

△H總R總＝△H1R1＋△H2R2＋…＋△HnRn　　　　　　（2－2－12）

式中：△H總是復合膜或層膜兩側的濕度差；

　　R總是復合膜或單層膜各自在透濕過程中，實際所承受的濕度和溫度下的透濕度值。

此公式盡管能反映出復合膜與各層膜透濕的具體狀況，但計算較煩瑣。

對于同一材料，不同條件下的透濕度換算，參照（2－2－8）式可導出

R［θ1，△H1］＝R［θ2，△H2］P1P2·△H1△H2·L1L2·pθ1pθ2　　　　　（2－2－13）

由上式也可以求出該式中任一未知數。

在使用復合膜作為防潮包裝材料時，一般將受濕度影響大的材料置于低濕度側，這樣可以降低復合膜的透濕度。例如，將聚乙烯／玻璃紙復合材料置于透濕儀器上測量透濕度，若聚乙烯面置于高濕側，其透濕度為16g／m2·d，反過來將玻璃紙置于高濕側，其復合膜透濕度變為19g／m2·d。

四、不同條件下薄膜透濕度的換算

我們在實際工作中，常常發現同一規格的薄膜的透濕度的測量條件各國、各地區均不一致，使得應用文獻數據或廠方提供的數據感到很不方便，而以上所表明的防潮包裝有效期的計算又限定在溫度為40℃，兩面濕度分別為0％和90％。為此，我們在此給出通用計算公式，以解決這個問題。

因為

P［θ，（hL－hH）］＝R［θ，（hL－hH）］L（hH－hL）pθ×10－2

那么溫度為40℃，兩面濕度分別為0％和90％時

P［40℃，（0～90）］＝R［40℃，（0～90）］L（90－0）×p40℃×10－2

所以

P［θ，（hL－hH）］P［40℃，（0～90）］＝R［θ，（hL－hH）］（90×p40℃）R［40℃，（0～90）］（hH－hL）pθ

R［40℃，（0～90）］＝R［θ，（hL－hH）］（hH－hL）｛P［θ，（hL－hH）］P［40℃，（0～90）］×pθp40℃×190｝

令

P［θ，（hL－hH）］P［40℃，（0～90）］×pθp40℃×190＝K′θ

參照（2－2－9）式，P0項是與濕度相關的參數，對于大多數隔濕膜，其P0值基本不受濕度影響。因而P受濕度影響可以忽略，主要是受溫度影響，所以上式可寫成

K′θ＝Kθ

此時

Kθ＝e－△E／R（273．2＋θ）e－△E／R（273．2＋40）×pθp40℃×190

因此

R［40℃，（0～90）］＝R［θ，（hL～hH）］（hH－hL）Kθ　　　　（2－2－14）

或者

R［θ，（hL－hH）］＝R［40℃，（0～90）］×（hH－hL）Kθ　　　　　（2－2－15）

式中：R［40℃，（0～90）］為標準透濕度值；

　　R［θ，（hL－hH）］為任意透濕度值。

各種包裝材料在不同溫度下的Kθ值列于表2－2－2。

表2－2－2　各種包裝材料在不同溫度下的Kθ值

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