專利名稱：吸附袋的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及吸附劑產品。更具體地說，本發(fā)明是一種用于集裝箱內吸附水蒸汽的吸附袋。
內裝吸附劑及干燥劑的袋子已使用多年。吸附劑和干燥劑用于吸收濕氣，并防止?jié)駳鈱妊b吸附劑和干燥劑的袋子及放有此袋的集裝箱內所運輸?shù)奈锲返挠泻τ绊憽?br> 眾所周知，金屬集裝箱內的水能引起銹蝕。如果這些集裝箱被用來遠距離長期運輸物品，則其銹蝕的可能性將會增加。例如，商業(yè)食品經常一次要在集裝箱內被運輸幾周。通常在物品運輸期間集裝箱易經歷各種氣候條件，包括高濕度環(huán)境。由于長距離運輸所需的大量時間及其導致的集裝箱和內裝物品長期暴露在水和由大氣高濕度引起的水蒸汽中，目前這些集裝箱中存在著一個嚴重的銹蝕問題。這個問題不僅影響到集裝箱，還影響到所運物品的包裝，物品本身及集裝箱配套機械設備。
因此，在長期運輸?shù)募b箱內需要可靠的吸附產品來控制箱內的相對濕度。另外，一旦水蒸汽被吸入袋中，即使空氣濕度仍舊維持較高情況下，重要的是水蒸汽不能以液體水形式釋放到集裝箱內。這種釋放增加了集裝箱及相關機械設備銹蝕的可能性。
在本領域已知知道了用干燥劑或吸附劑連同蒸汽腐蝕抑制劑來除去空氣中濕氣的概念。如美國專利號5,324,448公開了一種也含有蒸汽腐蝕抑制劑的干燥容器。該產品的包裝材料是一種紡粘烯烴，優(yōu)選紡粘聚乙烯，這是由Dupont de Nemours公司注冊的商標為TYVEK的產品。也可參見美國專利5,391,322。
美國專利號5,148,613公開了另一種吸附水的產品。該產品是一種壁櫥干燥器，內含吸附濕氣的干燥劑。此容器的表面包裝材料是紡粘聚烯烴，優(yōu)選TYVER。
美國專利號4,856,649公開了一種除臭袋，其中袋體結構是一種復合材料，該材料由一種氣體可滲透板(如紙板或無紡布)及一種塑料膜(如聚丙烯膜)構成，塑料膜層壓并粘接在氣體可滲透板上。塑料膜上有許多用激光束打出的微孔。
美國專利號3,745,057公開了一種可殺菌干燥包裝物產品，其中，包裝物表面是一種開孔的微孔膜。該膜的形成是通過次序冷拉伸和熱拉伸將開孔結構賦予微孔膜。
美國專利號4,748,069和4,749,600公開了其它類型的液體有吸附和固定袋。該類產品的包裝是淀粉紙和聚乙酸乙烯酯的混合物，該包裝材料溶于水。也可參見美國專利號4,853,266。
許多用于運輸有害液體的吸附袋也已經公開。它們的包裝材料中也含有吸附劑。但這類產品的包裝外層應不滲透水蒸汽。如可參見美國專利號4,969,750和4,927,010。
最后，許多吸附劑填充產品已被用在食品中吸收食品中的流體。這些產呂的包裝材料通常是一種三明治型結構一側是液體可滲透層，另一側是液體不可滲透層，二層之間是液體吸附內層。如可參見美國專利號4,756,939和4,802,574。由于這類產品的目的是吸收由食品滲出的液體，因此包裝材料外層的液體滲透性是這類產品的關鍵。
雖然有許多吸附產品可用來吸附液體和水蒸汽，但是仍需對其進行改進，尤其是對那些用于集裝箱中保持箱內恒定相對濕度的吸附袋。關鍵在于這種吸附袋既要能吸附大量水蒸汽，同時又能阻止吸附袋內可能形成的液體水回滲到周圍環(huán)境中去。此外，重要的是無論濕度和溫度如何變化，這種吸附袋均能長期保持集裝箱內的相對濕度。而且，這種吸附產品具備低成本、易制造的特點也很重要。
因此，本發(fā)明的目的是制備吸附水蒸汽的吸附袋。
本發(fā)明的第二個目的是制備一種用在集裝箱中的吸附袋，它能吸收水蒸汽，且不允許袋內可能形成的液體水滲透出吸附袋。
本發(fā)明第三個目的是制造一種低成本的吸附袋，它由多層液體不可滲透包裝材料制成，該材料有一層微孔型氣體可參透外層和一層氣體可滲透內層。
本發(fā)明第四個目的是制備一種吸附袋，它用堿土金屬鹽和粘土或淀粉產品的混合物來作為吸收材料。
本發(fā)明的第五個目的是制備一種不僅能吸附水蒸汽，而且能在集裝箱內長期保持相對濕度的吸附袋。
從下面的詳細描述，附圖
和權利要求書，對于本領域員來說，本發(fā)明的這些和其他方面將變得很清楚。說明書提供制造吸附袋的一個選擇實施例以說明本發(fā)明。
根據本發(fā)明，提供一種用于集裝箱內吸附水蒸汽的吸附袋，該吸附袋包括(a)一種氣體可滲透、液體不可滲透的包裝材料，和(b)在該多層包裝材料中含有的一種吸附劑。
吸附劑優(yōu)選是氯化鈣和粘土或淀粉的混合物。包裝材料優(yōu)選是一多層材料，包括(1)一種微孔型氣體可滲透膜，(2)一種氣體可滲透的支撐膜，(3)一種將微孔膜粘接到氣體可滲透膜上的粘合劑。
雖然本發(fā)明適用于廣泛用途，在一個實施方案中，本發(fā)明涉及吸附集裝箱內的水蒸汽的吸附袋，它包括一種氣體可滲透、液體不可滲透包裝材料，這種材料吸附水蒸汽，但不允許袋內可能形成的液體水滲出包裝材料。優(yōu)選該包裝材料是一多層包裝材料，由一種微孔氣體可滲透膜，一種氣體可滲透支撐膜和一種將微孔膜粘接到氣體可滲透膜上的粘合劑構成。一旦包裝膜材料形成，一種吸附劑，優(yōu)選由氯化鈣和粘土或淀粉產品構成，便被放入材料層間形成一個袋子，然后將這個袋子的邊緣封閉，生產出吸附袋。
當使用上述的多層包裝材料時，微孔膜優(yōu)選是開孔微孔膜。微孔膜通常分為兩類閉孔膜，其中膜的孔隙沒有互相連通。開孔膜，其中膜的孔隙基本上通過曲折的路徑相互連通起來，這些路徑可能從一側外表面或表層區(qū)域延伸到另一側表層區(qū)。本發(fā)明的開孔微孔膜可通過許多種方法形成，如冷拉伸和熱拉伸，冷拉伸即冷拉伸彈性膜直至孔隙表面區(qū)域正常伸長，熱拉伸，即拉伸高溫下形成的膜制成微孔產品，然后在張力下加熱或熱定型孔隙膜，也可將這兩種方法結合使用。此外，也可采用其它方法，例如形成膜后，使膜經歷一些能產生微孔的過程，象激光束打孔過程(美國專利號4,856,649公開的)或化學作用過程。
然而在一個優(yōu)選的實施方案中，微孔膜是一含碳酸鈣填料的微孔聚丙烯片。在一個優(yōu)選的形成此膜的方法中，聚丙烯粉末同碳酸鈣填料混合，并加上某些添加劑，如增塑劑和抗氧化劑?；旌衔镏懈鞒煞值膬?yōu)選的構成比(重量百分比)為聚丙烯粉末30-50％，碳酸鈣70-50％，添加劑1-5％。然后在200℃-300℃左右溫度下，用傳統(tǒng)擠壓工藝將聚丙烯粉末混合物擠壓成片，然后這些片在大約200℃-300℃左右經歷一個擠壓過程形成基片。然后將該基片在縱向和橫向拉伸，形成微孔聚丙烯片。在形成過程中，聚丙烯片中的碳酸鈣填料通過部分填充孔隙而有助于微孔的形成。拉伸后，大部分碳酸鈣留在膜內，占膜重量的70％。膜的厚度大約為0.01到0.20mm，0.02到0.15mm的厚度較好。微孔的大小在1微米左右為好。生產這種膜的較好的方法公開于Nago等人，“Structure of Microporous Polypropylene sheet containing CaCO3Filler”，Journal of Applied Polymer Science，第45卷第1527-1535頁(1992)，和Nakamura等人“Microporous Palypropylene sheetsContainig CaCO3Filler”，Journal of Applied Polymer Sciencl，第49卷，第143-150頁(1993)中。
該優(yōu)選的多層包裝材料的第二層由氣體可滲透膜構成，該膜可由氣體可滲透的任何常規(guī)的烯烴塑料膜，紙板或無紡布制造。關鍵在于該膜既是氣體可滲透的又是水不可滲透的，而且要有足夠的強度支撐微孔膜層。該氣體可滲透膜較好的是由無紡聚酯和/或丙烯纖維形成的無紡布制備的。該氣體可滲透膜優(yōu)選干型、濕型或紡粘，無紡布，更優(yōu)選Takuso生產的GDT-2或Dupont生產的TYVEK。該膜優(yōu)選重量在大約10到400g/m2之間，優(yōu)選在20到200g/m2之間，孔隙率(用Gurley秒單位表示)約在2到5秒，厚度約為0.05到0.2mm。
為了給包裝材料提供附加的強度，這兩層膜多用一種粘合劑粘在一起。任何一種不影響復合膜的氣體可滲透性的常用粘合劑均可被采用。因此，關鍵在于這兩層之間的粘合劑層不能太厚或覆蓋任一側膜過多的表面，以致阻止水蒸汽通過這兩層膜。所以兩層之間的粘合劑分布成不連接或不連續(xù)的形式較好，其中，粘合劑分布區(qū)被未涂粘合劑區(qū)隔開，如為柵格狀結構或為一種規(guī)格點狀結構，象美國專利號4,725,465公開的一樣。例如，可采用一種網眼狀結構，網眼之間的空間至少為0.05到3微米?；蛘?，粘合劑在兩層之間以一個個獨立的小圓點方式分布，小圓點大約直徑為1微米，相互間距約為1到5微米。優(yōu)選任一側膜保持至少大約40％面積沒被覆蓋。在一個優(yōu)選的實施方案中，粘合劑是一種聚氨基甲酸乙酯預聚物溶液，由Sanyo Chemical Industries，Led.生產，牌號為Unoflex J-3。
優(yōu)選的多層包裝材料的總厚度約0.1到1.0mm，以0.1到0.3mm較好。
加到吸附袋的吸附劑可是任一種有強吸附水蒸汽能力并相對成本低的吸附劑。優(yōu)選該吸附劑應能夠吸附有達至少為自身干重50％的水量。優(yōu)選的吸附劑應能長時間在環(huán)境空氣氣體下顯示出高吸附水蒸汽的能力。能使用的吸附劑類型包括那些常用于吸附水產品的吸附劑類型，如一種堿金屬聚丙烯酸鹽或一種交聯(lián)聚(丙烯酸)的部分堿金屬鹽，如鈉或鉀丙烯酸鹽或聚(丙烯酸)部分納鹽?；蛘咔覂?yōu)選吸附劑是一種無機堿土鹽，如氯化鈣與粘土或淀粉產品混合物。氯化鈣與粘土或淀粉混合比例約為1比9至3比7，采用1比4到1比1較好。
可作為構成吸附產品成分之一的粘土礦物優(yōu)選是綠土型粘土，特別是象綠土鈣這樣的堿土綠土，其水吸收能力(以含殘留水約6％(重量)的干綠土表示)至少約為50％，較好的約為60至130％，更好的約為90到120％?；蛘?，綠土也可是一種鈉堿性綠土，主要含有作為可置換陽離子的鈉離子，其水吸收能力至少約50％(殘留水含量量約為6％(重量))?；蛘撸环N蛭石或填料，如木纖維、紙槳或其它吸水材料可用來代替一部分粘土材料。
如果采用的是一種淀粉產品，那么是馬鈴薯淀粉較好，它的吸附能力約為10-12毫升水/克淀粉材料。優(yōu)選的材料是荷蘭Veendam的Avebe生產的一種馬鈴薯淀粉。
在制備這種吸附袋的方法中，首先制備多層氣體可滲透包裝材料。在該氣體可滲透液體不可滲透的多層包裝材料制備過程中，微孔膜，較好的為一種含碳酸鈣微孔型的聚丙烯片材料使用公開在Nago等人的“Structrue of Microporous Polypropylene Sheets Containing CaCO3Filler”，Journal of Applied Polymer Science，第45卷，第1527-1535頁，1992中公開的方法制備。一旦制成這種微孔型聚丙烯片，然后制備前述類型的氣體可滲透膜。然后，用前述的粘合劑將該微孔膜粘接到該氣體可滲透膜上。粘合劑應涂布得使復合膜表面大部分未被覆蓋，以允許水蒸汽通過兩層。優(yōu)選地，氣體可滲透微孔膜作為復合包裝材料的內層，而支撐膜作為復合材料的外層。
一旦形成了多層包裝材料，優(yōu)選采用一種連續(xù)生產吸附袋的方法，其中，吸附劑被放在兩片氣體可滲透多層包裝材料之間，片的邊緣被密封，優(yōu)選用熱密封?；蛘撸a出一個復合材料單片-氣體可滲透、液體不可滲透片，向袋內摻入吸附材料后，將單片對折。余下的邊被封閉，采用熱密封較好，以密封住吸附劑。吸附袋內吸附劑的量隨生產者的需要而變化。例如在一個優(yōu)選的實施方案中，可生產出一種5 3/4英寸寬，10 1/4英寸長的吸附袋，內含至少約500克的吸附劑，該吸附袋能在集裝箱內有效吸附水蒸汽，保持相對濕度并無液體水滲透回周圍環(huán)境。
實施例1制備一種多層膜，它由一微孔膜，一氣體可滲透支撐膜，和一種將微孔膜粘接到氣體可滲透膜上的粘合劑構成。微孔膜是一微孔聚丙烯片，使用碳酸鈣填料，根據Nago等人公開在“Structure of MicroporousPolypropylene Sheets containing CaCO3 Filler”，Journal of AppliedPolymer Science，第45卷，第1527-1535頁，1992中的方法制成。
氣體可滲透膜是Takuso生產的GDT-2。該多層膜制成一袋子，內含的吸附劑包括膨潤粘土和氯化鈣以4比1的比例的混合物。這種53/4英寸寬，10 1/4英寸長，含有約500克膨潤粘土和氯化鈣混合物的袋子被放入一個容積為八立方英尺的容器內，在相對濕度為80％，溫度為25℃條件下經過26天。產品的最大吸附能力被測試，表明吸附能力為72.5％。此外，測試結束后，沒有任何證據表明有液體水份從吸附袋中反滲到四周圍環(huán)境。該袋也沒有將液體或鹽水轉移到其它與之接觸的材料上去。
實施例2另一個實施例是在與實施例1相同的條件下，對一個與實施例1中產品類似的產品進行測試。該產品的吸附能力為66.13％。沒有注意到有液體水從吸附產品中滲出。該吸附袋也沒有將液體或鹽水轉移到其它與之接觸的材料上去。
實施例3該實施例是對一個與實施例1中的產品類似的產品進行測試，不同之處在于吸附劑中膨潤粘土與氯化鈣的比例為3比2。其它條件均與實施例1相同。該樣品的最大吸附能力為108.15％。仍沒有液體水從吸附袋中滲出的跡象。該袋也沒有將液體或鹽水轉移到與其接觸的其它材料上去。
實施例4該實施例是對一個與實施例1中的產品類似的產品進行測試，不同之處在于吸附劑中膨潤粘土與氯化鈣的比例調整到1比1。其它條件均與實施例l相同。該樣品的最大吸附能力為136.62％。沒有跡象表明有液體水從吸附產品中滲出。該吸附袋也沒有將液體或鹽水轉移到與其接觸的其它材料上去。
實施例5(比較試驗)用Australian Warehouse Soutions生產的MBD-99吸附產品在與實施例1相同的條件下做比較試驗。該產品的吸附能力為47.97％。試驗開始后，該產品摸起來是潮濕的，將會有水或鹽水轉移回環(huán)境中去。
實施例6(比較試驗)用法國Sodepac生產的Super-O-Sec吸附產品在與實施例1相同的條上做比較試驗，該產品的吸附能力為47.49％。試驗開始后，該產品摸起來是潮濕的，將會有水或鹽水轉移到環(huán)境中去。
實施例8(比較試驗)用從W.R.Grace/Davison得到的氯化硅膠在與實施例1相同的條件下做比較實驗，只是該試驗進行了14天。該氯化硅膠的吸附能力為39.52％。試驗開始后，該產品摸起來是潮濕的，將會有水或鹽水轉移回環(huán)境中去。
除根據本發(fā)明生產出的吸附產品具有較高吸附能力外，對該產品也進行了物理測試，看其能否滲出液體水。在實施例1，2，3和4中，即使經過了26天也無任何看得出液體水的痕跡。相反地，在實施例5，6，7和8中，有液體水滲出。
權利要求
1.一種用在容器內吸附水蒸汽的吸附袋，包括(a)一種氣體可滲透、液體不可滲透包裝材料(b)這種氣體可滲透、液體不可滲透包裝材料內含的一種吸附劑。
2.一種用在容器內吸附水蒸汽的吸附袋，包括(a)一種氣體可滲透、水不可滲透包裝材料，包括一種微孔氣體可滲透膜，一種氣體可滲透支撐膜和一種將微孔膜粘接在氣體可滲透支撐膜上的粘合劑。(b)在該氣體可滲透、水不可滲透包裝材料內含的一種吸附劑。
3.權利要求2的吸附袋，其中微孔膜是一無紡聚乙烯或聚丙烯膜。
4.權利要求2的吸附袋，其中微孔膜是一開孔微孔膜。
5.權利要求2的吸附袋，其中微孔膜是含有碳酸鈣的微孔聚丙烯膜。
6.權利要求5的吸附袋，其中微孔膜含有至少約30％的碳酸鈣。
7.權利要求2的吸附袋，其中微孔膜由約為30-50％的聚丙烯粉末，70-50％的碳酸鈣和1-5％的添加劑形成。
8.權利要求1的吸附袋，其中吸附劑是氧化鈣和粘土的混合物。
9.權利要求2的吸附袋，其中吸附劑是氯化鈣和粘土的混合物。
10.權利要求8的吸附袋，其中氯化鈣的含量約為20％到80％。
11.權利要求9的吸附袋，其中氯化鈣的含量約為20％到80％。
12.權利要求1的吸附袋，其中吸附劑是氯化鈣和淀粉的混保物。
13.權利要求2的吸附袋，其中吸附劑是氯化鈣和淀粉的混合物。
14.權利要求8的吸附袋，其中粘土是一種具有吸水容量至少為50％的綠土型粘土。
15.權利要求9的吸附袋，其中粘土是一種具有吸水容量至少為50％的綠土型粘土。
16.權利要求1的吸附袋，其中粘合劑以一種規(guī)則的方式牢固地粘在微孔膜和氣體可滲透膜上。
17.權利要求1的吸附袋，其中氣體可滲透、水不可滲透包裝材料包括一由無紡聚乙烯或聚丙烯膜構成的微孔膜。
18.權利要求17的吸附袋，其中微孔膜由約為30-50％的聚丙烯粉末，70-50％的碳酸鈣，1-5％的添加劑形成。
19.權利要求17的吸附袋，其中氣體可滲透液體不可滲透包裝材料中所含的吸附劑是氯化鈣和粘土的混合物。
20.權利要求19的吸附袋，其中氯化鈣和粘土的比例至少約為1∶4。
全文摘要
一種吸附水蒸汽的吸附袋。該吸附袋包括一氣體可滲透的多層包裝材料和摻入多層包裝材料之間一種吸附劑。該多層包裝材料可以吸附水蒸汽，并且不會讓吸附袋內的液體水通過包裝材料反流出來。該包裝材料優(yōu)選包含一微孔膜，一氣體可滲透膜和一種能將微孔膜粘接在氣體可滲透膜上的粘合劑。該吸附袋特別適用于集裝箱內吸附水蒸汽，因為大氣條件的改變導致了集裝箱內的相對濕度經常改變。
文檔編號B01D53/26GK1159362SQ9612200
公開日1997年9月17日 申請日期1996年10月22日 優(yōu)先權日1996年3月7日
發(fā)明者G·E·克萊特 申請人:聯(lián)合催化劑公司