Open Cell包裝防潮性研究

聶保勇，錢志禹，孫勇

（合肥京東方顯示技術有限公司，安徽 合肥 230012）

Open Cell包裝防潮性研究

聶保勇，錢志禹，孫勇

（合肥京東方顯示技術有限公司，安徽 合肥 230012）

本文主要從Open Cell BOX設計，及不同干燥劑吸收能力進行對比，介紹發泡材料釋放水的特點，采用不同烘烤方式及時間，為防潮包裝提供一個參考方法。

受潮；BOX；防潮包裝

1 背景

隨著我國平板液晶電視行業鏈逐漸完善，上游液晶面板生產線逐漸崛起，帶動了一大批下游光電配套產業興起，國內的彩電組裝廠從直接購買模組面板成品，逐漸過渡到模組自制,增加了彩電企業選擇原材的靈活性，同時國外彩電制造商也逐漸提高模組自制率，從購買模組成品過渡到購買Open Cell，下游產業的發展壯大也促進了原材料包裝行業的進步。由于模組原材料的特殊性，運輸的區域分散性，對包裝行業的要求越來越高。產品薄化，偏光片高分子復合材料的應用，對環境的穩定性要求越來越苛刻，尤其在防潮方面對包裝運輸提出了更高的要求，現在包裝方式已嚴重不能滿足新產品的需求，跟不上產品的變化，亟待在材料及技術上改進，產品受潮已經是影響產品品質因素。

表1 干燥劑性能對比

2 防潮材料

防潮包裝需要以下幾個條件：需要密封；使用干燥劑；包裝材料本身不含水分，或含水率較低。首先包裝的設計需要密封性好，外面環境的水汽不能進入到內部。BOX腔體最小厚度要大于15mm，防止水汽從發泡材料顆粒間隙透過。上下采用凸凹結構卡合，卡合深度10～20mm較好，太淺不易密封，太深影響BOX裝載率。

干燥劑常見的有三種，粘土干燥劑、SiO2干燥劑、CaCl2干燥劑，其中前兩種價格便宜，應用較為普遍。吸收原理都是物理反應，熱穩定性好，吸附性能好，化學性質穩定，在吸附水汽過程中不發生狀態變化。CaCL2干燥劑采用優質碳酸鈣和鹽酸為原料，經反應合成、過濾、蒸發濃縮、干燥等工藝過程精制而成。吸附速度快，吸附能力高，可達到300%。但價格較高，影響了它的廣泛使用。由于CaCl2干燥劑吸附是化學反應，在吸附過程中會變化為液態，最后成為凝膠狀。所以在使用CaCl2干燥劑時，需注意包裝袋不能有破損，封口要完整，不能受擠壓與撞擊，否則會有漏液風險，成為一個水源。三種干燥劑性能如表1。

對干燥劑的使用量公式較多，沒有統一的標準，下面是理想狀況下需要干燥劑用量的公式：

n=1/a(V b+mc+AeWDDt)

式中：n——所需使用的干燥劑單位(unit)數；

a——目標濕度條件下，一單位干燥劑所能吸收的水汽量(g)；

V——包裝的內容積，m3；

b——包裝時空氣水含量，克/立方米g/m3；

m——包裝內含水分輔料的重量，kg；

c——含水包裝輔料的含水率，g/kg；

A——阻隔包裝物的表面積，m2；

e——目標濕度條件下的校正系數；

WDD——包裝水汽透過率，g/m2?d；

t——儲存運輸的天數，d。

此公式中有幾個參數不易獲得，對普通包裝工程師來說使用較為不便。下面是簡化的公式，計算起來比較方便。

干燥劑用量簡單計算方法：W=1/2K·V

式中：W——干燥劑用量，g；

K——硅膠時取1/3；氯化鈣是3；

V——包裝容器的內部容積，L；

包裝材料：目前常用Open Cell包裝BOX有發泡聚苯乙烯、發泡聚丙烯以及發泡聚苯乙烯與聚乙烯混合物這三種常見材質。

發泡聚苯乙烯，又稱可發性聚苯乙烯，簡稱EPS（Expandable polystyrene）；發泡聚丙烯，簡稱EPP（Expandedpolypropylene）。EPO是最近兩年新生的材料，由于其較高價格，還沒有被廣泛應用，目前只應用于部分電子行業。對于大尺寸Open Cell來說，由于重量較大，EPP材料硬度較軟，不可單獨使用。發泡材料在BOX成型過程中需要水冷卻，使用前需要把BOX內的水烘干，以免在包裝時散發出大量的水汽。這三種發泡材料，從顆粒大小來看EPO最大，EPP次之，EPS最小，相同體積下，EPO材料密度最小，內部的水汽散發得最快，所需要的烘烤時間也最少，通常只需5個小時就可以把內部的水汽散發出來。由于它的強度介與EPP與EPS之間，有較好的承載力，又有較好的緩沖能力，越來越得到認可。國標中對發泡材料要求含水率低于4%。對于電視及冰箱包裝用的發泡材料來說可滿足，但對Open Cell來說，由于偏光片材質對水汽的敏感性，小于4%含水率滿足不了需求。通過實際運輸測試，包裝材料含水率要低1.5%才是安全的。怎么才能使BOX含水率低于1.5%，這是一個困撓。以下是55寸Open Cell BOX，材質EPS，發泡倍率20倍，在60℃烘烤條件下測試結果，如表2。

表3

圖1 樣品情況表

表2 不同烘烤時間BOX重量

從測試結果來看，BOX成型出來含水量有520g左右，含水率約14%。

從烘烤方式來看，如表3，8h、12h BOX水平放置烘烤比豎直放置釋放水速度快，48h與24h釋水率變化不大，所以24h時基本烘干。在實際EPS生產過程中，廠家為了節省生產時間，一般都是6～8h烘烤，會剩余6%～7%的水分沒有散出來，使用這樣的BOX包裝，將會帶來較大風險。如果通過存放讓BOX自行釋放水分，實驗結果如圖1所示。

從圖中可以看出，BOX初期含水量大，水分散發的快，20天時間后，重量趨于穩定，水分基本會散發出去。但這種方法需要較大的庫存空間，要提前備20

3 結語

天的產量。

從Open Cell包裝防潮來看，最主要的是包裝材料本身不能含有水分，尤其是BOX廠家為了節省生產時間，導致烘烤時間太短，造成BOX含有大量水分，在包裝封密后逐漸釋放出來，成為最主要的水源。要解決這個問題，就要擴大廠商烘房面積，來增加烘烤時間，達到24h。其次在BOX設計時不能有間隙，以免內部與外界聯通，造成環境中水分進入。最后在干燥劑的選擇上要保證計算的用量能滿足BOX釋放的水分。同時干燥劑的位置不要過于集中，要均勻布在BOX內部，尤其是頂部與底部，使之充分與BOX內空間接觸，使BOX釋的水能及時吸收掉。

[1]孫容芳.防潮包裝的機理與應用[J].北京農學院食品工程系，1994.

[2]劉力橋，奚德昌.防潮包裝的研究方法[J].武漢南洋印務股份有限公司，2003.

[3]齊俊臣.電子產品防潮技術研究.第五屆電子產品防護技術研討會論文集，2006.

[4]張春和.防潮包裝儲運期限的分析與評價.包裝工程，2008.6.

[5]李杏軍.封套封存中干燥劑用量計算.包裝工程，2003.10.

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