《包装设计制作工艺与检测技术标准实用手册》

第二篇 包装技术与工艺

第二章　防潮（湿）包装技术

第三节　透湿度及其影响因素

三、复合膜的透湿特性与计算

对于非亲水膜复合成的多层复合材料，在已知各层膜的厚度Li（i＝1，2，…，n）和透湿系数Pi（i＝1，2，…，n）时，可求算出复合膜的透湿系数P总和透湿度R总：（公式推导见包装材料教材中的有关部分）

L总P总＝L1P2＋L2P2＋…＋LnPn　　　　　　（2－2－10）

又L总＝L1＋L2＋…Ln，所以P总就很容易求出。

注意（2－2－10）式中的Pi（i＝1，2，…，n）是与实际温度和湿度相关的值。由于各层膜很薄，即各层膜之间的温度差值较小，计算时，温度的差别可以忽略。但各层膜位于的湿度（相对湿度）值不能忽略，必须考虑。

由R与P的关系经过化简，可得

1R总＝1R1＋1R2＋…＋1Rn　　　　　　（2－2－11）

式中的R值均换算成同一湿度、同一温度的值，即R均为（R［θ，（hL－hH）］条件下的值。

为了反映各膜层的具体透湿状况，有的文献采用下式：

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

式中：△H总是复合膜或层膜两侧的湿度差；

　　R总是复合膜或单层膜各自在透湿过程中，实际所承受的湿度和温度下的透湿度值。

此公式尽管能反映出复合膜与各层膜透湿的具体状况，但计算较烦琐。

对于同一材料，不同条件下的透湿度换算，参照（2－2－8）式可导出

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

由上式也可以求出该式中任一未知数。

在使用复合膜作为防潮包装材料时，一般将受湿度影响大的材料置于低湿度侧，这样可以降低复合膜的透湿度。例如，将聚乙烯／玻璃纸复合材料置于透湿仪器上测量透湿度，若聚乙烯面置于高湿侧，其透湿度为16g／m2·d，反过来将玻璃纸置于高湿侧，其复合膜透湿度变为19g／m2·d。

四、不同条件下薄膜透湿度的换算

我们在实际工作中，常常发现同一规格的薄膜的透湿度的测量条件各国、各地区均不一致，使得应用文献数据或厂方提供的数据感到很不方便，而以上所表明的防潮包装有效期的计算又限定在温度为40℃，两面湿度分别为0％和90％。为此，我们在此给出通用计算公式，以解决这个问题。

因为

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

那么温度为40℃，两面湿度分别为0％和90％时

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

参照（2－2－9）式，P0项是与湿度相关的参数，对于大多数隔湿膜，其P0值基本不受湿度影响。因而P受湿度影响可以忽略，主要是受温度影响，所以上式可写成

K′θ＝Kθ

此时

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）］为标准透湿度值；

　　R［θ，（hL－hH）］为任意透湿度值。

各种包装材料在不同温度下的Kθ值列于表2－2－2。

表2－2－2　各种包装材料在不同温度下的Kθ值

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