Open Cell包裝防潮性研究

聶保勇，錢(qián)志禹，孫勇

（合肥京東方顯示技術(shù)有限公司，安徽 合肥 230012）

Open Cell包裝防潮性研究

聶保勇，錢(qián)志禹，孫勇

（合肥京東方顯示技術(shù)有限公司，安徽 合肥 230012）

本文主要從Open Cell BOX設(shè)計(jì)，及不同干燥劑吸收能力進(jìn)行對(duì)比，介紹發(fā)泡材料釋放水的特點(diǎn)，采用不同烘烤方式及時(shí)間，為防潮包裝提供一個(gè)參考方法。

受潮；BOX；防潮包裝

1 背景

隨著我國(guó)平板液晶電視行業(yè)鏈逐漸完善，上游液晶面板生產(chǎn)線逐漸崛起，帶動(dòng)了一大批下游光電配套產(chǎn)業(yè)興起，國(guó)內(nèi)的彩電組裝廠從直接購(gòu)買(mǎi)模組面板成品，逐漸過(guò)渡到模組自制,增加了彩電企業(yè)選擇原材的靈活性，同時(shí)國(guó)外彩電制造商也逐漸提高模組自制率，從購(gòu)買(mǎi)模組成品過(guò)渡到購(gòu)買(mǎi)Open Cell，下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大也促進(jìn)了原材料包裝行業(yè)的進(jìn)步。由于模組原材料的特殊性，運(yùn)輸?shù)膮^(qū)域分散性，對(duì)包裝行業(yè)的要求越來(lái)越高。產(chǎn)品薄化，偏光片高分子復(fù)合材料的應(yīng)用，對(duì)環(huán)境的穩(wěn)定性要求越來(lái)越苛刻，尤其在防潮方面對(duì)包裝運(yùn)輸提出了更高的要求，現(xiàn)在包裝方式已嚴(yán)重不能滿足新產(chǎn)品的需求，跟不上產(chǎn)品的變化，亟待在材料及技術(shù)上改進(jìn)，產(chǎn)品受潮已經(jīng)是影響產(chǎn)品品質(zhì)因素。

表1 干燥劑性能對(duì)比

2 防潮材料

防潮包裝需要以下幾個(gè)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(shè)計(jì)需要密封性好，外面環(huán)境的水汽不能進(jìn)入到內(nèi)部。BOX腔體最小厚度要大于15mm，防止水汽從發(fā)泡材料顆粒間隙透過(guò)。上下采用凸凹結(jié)構(gòu)卡合，卡合深度10～20mm較好，太淺不易密封，太深影響B(tài)OX裝載率。

干燥劑常見(jiàn)的有三種，粘土干燥劑、SiO2干燥劑、CaCl2干燥劑，其中前兩種價(jià)格便宜，應(yīng)用較為普遍。吸收原理都是物理反應(yīng)，熱穩(wěn)定性好，吸附性能好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在吸附水汽過(guò)程中不發(fā)生狀態(tài)變化。CaCL2干燥劑采用優(yōu)質(zhì)碳酸鈣和鹽酸為原料，經(jīng)反應(yīng)合成、過(guò)濾、蒸發(fā)濃縮、干燥等工藝過(guò)程精制而成。吸附速度快，吸附能力高，可達(dá)到300%。但價(jià)格較高，影響了它的廣泛使用。由于CaCl2干燥劑吸附是化學(xué)反應(yīng)，在吸附過(guò)程中會(huì)變化為液態(tài)，最后成為凝膠狀。所以在使用CaCl2干燥劑時(shí)，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(huì)有漏液風(fēng)險(xiǎn)，成為一個(gè)水源。三種干燥劑性能如表1。

對(duì)干燥劑的使用量公式較多，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，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(shù)；

a——目標(biāo)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(nèi)容積，m3；

b——包裝時(shí)空氣水含量，克/立方米g/m3；

m——包裝內(nèi)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(biāo)濕度條件下的校正系數(shù)；

WDD——包裝水汽透過(guò)率，g/m2?d；

t——儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)奶鞌?shù)，d。

此公式中有幾個(gè)參數(shù)不易獲得，對(duì)普通包裝工程師來(lái)說(shuō)使用較為不便。下面是簡(jiǎn)化的公式，計(jì)算起來(lái)比較方便。

干燥劑用量簡(jiǎn)單計(jì)算方法：W=1/2K·V

式中：W——干燥劑用量，g；

K——硅膠時(shí)取1/3；氯化鈣是3；

V——包裝容器的內(nèi)部容積，L；

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

發(fā)泡聚苯乙烯，又稱可發(fā)性聚苯乙烯，簡(jiǎn)稱EPS（Expandable polystyrene）；發(fā)泡聚丙烯，簡(jiǎn)稱EPP（Expandedpolypropylene）。EPO是最近兩年新生的材料，由于其較高價(jià)格，還沒(méi)有被廣泛應(yīng)用，目前只應(yīng)用于部分電子行業(yè)。對(duì)于大尺寸Open Cell來(lái)說(shuō)，由于重量較大，EPP材料硬度較軟，不可單獨(dú)使用。發(fā)泡材料在BOX成型過(guò)程中需要水冷卻，使用前需要把BOX內(nèi)的水烘干，以免在包裝時(shí)散發(fā)出大量的水汽。這三種發(fā)泡材料，從顆粒大小來(lái)看EPO最大，EPP次之，EPS最小，相同體積下，EPO材料密度最小，內(nèi)部的水汽散發(fā)得最快，所需要的烘烤時(shí)間也最少，通常只需5個(gè)小時(shí)就可以把內(nèi)部的水汽散發(fā)出來(lái)。由于它的強(qiáng)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(lái)越得到認(rèn)可。國(guó)標(biāo)中對(duì)發(fā)泡材料要求含水率低于4%。對(duì)于電視及冰箱包裝用的發(fā)泡材料來(lái)說(shuō)可滿足，但對(duì)Open Cell來(lái)說(shuō)，由于偏光片材質(zhì)對(duì)水汽的敏感性，小于4%含水率滿足不了需求。通過(guò)實(shí)際運(yùn)輸測(cè)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(gè)困撓。以下是55寸Open Cell BOX，材質(zhì)EPS，發(fā)泡倍率20倍，在60℃烘烤條件下測(cè)試結(jié)果，如表2。

表3

圖1 樣品情況表

表2 不同烘烤時(shí)間BOX重量

從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，BOX成型出來(lái)含水量有520g左右，含水率約14%。

從烘烤方式來(lái)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(shí)基本烘干。在實(shí)際EPS生產(chǎn)過(guò)程中，廠家為了節(jié)省生產(chǎn)時(shí)間，一般都是6～8h烘烤，會(huì)剩余6%～7%的水分沒(méi)有散出來(lái)，使用這樣的BOX包裝，將會(huì)帶來(lái)較大風(fēng)險(xiǎn)。如果通過(guò)存放讓BOX自行釋放水分，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

從圖中可以看出，BOX初期含水量大，水分散發(fā)的快，20天時(shí)間后，重量趨于穩(wěn)定，水分基本會(huì)散發(fā)出去。但這種方法需要較大的庫(kù)存空間，要提前備20

3 結(jié)語(yǔ)

天的產(chǎn)量。

從Open Cell包裝防潮來(lái)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(jié)省生產(chǎn)時(shí)間，導(dǎo)致烘烤時(shí)間太短，造成BOX含有大量水分，在包裝封密后逐漸釋放出來(lái)，成為最主要的水源。要解決這個(gè)問(wèn)題，就要擴(kuò)大廠商烘房面積，來(lái)增加烘烤時(shí)間，達(dá)到24h。其次在BOX設(shè)計(jì)時(shí)不能有間隙，以免內(nèi)部與外界聯(lián)通，造成環(huán)境中水分進(jìn)入。最后在干燥劑的選擇上要保證計(jì)算的用量能滿足BOX釋放的水分。同時(shí)干燥劑的位置不要過(guò)于集中，要均勻布在BOX內(nèi)部，尤其是頂部與底部，使之充分與BOX內(nèi)空間接觸，使BOX釋的水能及時(shí)吸收掉。

[1]孫容芳.防潮包裝的機(jī)理與應(yīng)用[J].北京農(nóng)學(xué)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(wù)股份有限公司，2003.

[3]齊俊臣.電子產(chǎn)品防潮技術(shù)研究.第五屆電子產(chǎn)品防護(hù)技術(shù)研討會(huì)論文集，2006.

[4]張春和.防潮包裝儲(chǔ)運(yùn)期限的分析與評(píng)價(jià).包裝工程，2008.6.

[5]李杏軍.封套封存中干燥劑用量計(jì)算.包裝工程，2003.10.

TB489

A

1671-0711（2017）06（下）-0099-02