CN100387970C - 物理特性计算方法和物理特性计算装置 - Google Patents

Abstract

物理特性计算装置10接受中间层4的材质及厚度的输入(S101)，接受外层2的材质及厚度的输入(S102)，接受内层3的材质及厚度的输入S103)，接受外部气体的湿度的输入(S104)，接受内侧的湿度的输入(S105)，接受外部气体温度的输入(S106)，根据接受的各种信息及预先设定的信息启动计算中间层4的吸水率的子程序从而计算中间层4的吸水率(S108)，根据中间层4的算出的吸水率及接受的外部气体的温度计算中间层4的氧透过率等物理特性(S109)。不必实际计测包装食品等被包装物的包装材料(1)就能把握所形成的中间层4的物理特性。

Description

物理特性计算方法和物理特性计算装置

技术领域

本发明涉及物理特性计算方法，具体地说，是涉及计算有多层的包装材料的物理特性的物理特性计算方法、适用该方法的物理特性计算装置、以及用通用的计算机系统实现该装置的计算机程序。特别是，本发明涉及计算作为包装材料的乙烯-乙烯醇共聚物形成的中间层的物理特性，如氧透过率等所进行的物理特性计算方法、物理特性计算装置和计算机程序。

现有技术

由于乙烯-乙烯醇共聚物(以下称为EVOH)有优良的阻挡气体性质，作为用以包装食品等被包装物的包装材料正被广泛地利用。

作为包装材料的EVOH被形成为夹在聚丙烯、聚乙烯成型的内层和外层之间的中间层。

包装被包装物特别是食品时的EVOH层的氧透过率是重要的要素。为了设计包装材料，把握EVOH层的氧透过率是必不可少的条件。

此外用包装材料包装食品时，往往要进行蒸馏处理，所说的蒸馏处理包括以杀菌为目的的加热等的处理，具体地说，是在120℃左右的温度下保持约几十分钟到几小时进行杀菌。但是，进行蒸馏处理时，EVOH层的氧透过率具有一度大幅度地上升然后逐渐下降的特性。

EVOH层的氧透过率的把握，以往是通过计算测量、或者由提供的条件进行计算而进行的。例如，在“薄膜的阻挡层的计算”(2002年12月12日联机检索“URL：http://www2s.biglobe.ne.jp/～tcfk/index.html”)中公开了由中间层、内层、外层及外部空气的湿度计算EVOH层的氧透过率的物理特性计算装置。

然而存在的问题是，测定作为中间层的EVOH层的氧透过率等物理特性并不容易。

此外在上述文献中公开的物理特性计算方法，由于没有加进温度产生的影响，所以作为在冷冻室、冷藏室等低温条件下保存的、或者在夏季的高温度条件下的包装材料中所用的EVOH层的氧透过率的计算方法，还存在实用性低的问题。

进而在上述文献中公开的物理特性计算方法，由于不能计算蒸馏处理时氧透过率随时间的变化，所以作为包装必须进行蒸馏处理的食品的包装材料所用的EVOH层的氧透过率的计算方法，存在实用性低的问题。

发明的简要说明

本发明正是鉴于以上这样的事实进行的，其主要目的在于，根据中间层的材质与厚度、内层和外层的材质与厚度以及周围湿度与温度等条件，通过使用表示它们的关系的式子来计算中间层的氧透过率等物理特性，可以得到不仅加进湿度也加进温度影响的实用性高的物理特性计算结果的物理特性计算方法、适用该方法的物理特性计算装置、以及借助通用的计算机系统实现该装置用的计算机程序。

本发明的目的还在于提供一种根据中间层的材质与厚度、内层和外层的材质与厚度以及周围湿度与温度等条件，使用表示它们的关系的式子，可以计算对包装材料的蒸馏处理等处理过程中的以及处理结束后的氧透过率随时间变化的物理特性计算装置等。

本发明的物理特性计算方法，是通过具有输入部、预先存储了计算物理特性用的数学式及常数的存储部、及计算部的物理特性计算装置，计算夹在有多层的包装材料一侧的层和另一侧的层之间的中间层的物理特性的物理特性计算方法，其特征在于包括如下步骤：

上述物理特性计算装置(10)通过上述输入部(15)接受上述一侧的层(2)的材质及厚度、上述另一侧的层(3)的材质及厚度以及上述一侧与另一侧的湿度及温度的步骤；

根据已接受的上述一侧的层(2)的材质及厚度、上述另一侧的层(3)的材质及厚度以及上述一侧与另一侧的湿度及温度，使用上述存储部(13)预先存储的数学式及常数，借助上述物理特性计算装置(10)的上述计算部(11)，算出上述中间层4的湿度的步骤；

根据算出的上述中间层4的湿度，用上述存储部(13)预先存储的数学式及常数，借助上述物理特性计算装置(10)的上述计算部(11)，算出上述中间层4的物理特性的步骤。

在本发明的物理特性计算方法中，根据中间层的材质与厚度、一侧的层和另一侧的层的材质与厚度以及周围湿度和温度等条件，通过使用表示它们的关系的式子计算出用作包装食品等被包装物的包装材料的中间层的EVOH层的氧透过率等物理特性，不必作成并计测实际包装材料的试料就能进行把握。因此，使用本发明的物理特性计算方法，由于能帮助包装材料设计条件的确定，并能计算加进周围湿度和温度等外部条件的物理特性，所以能把握考虑了冷冻室、冷藏室或者夏季室内等这样实际的利用环境的中间层的氧透过率等物理特性。

本发明的物理特性计算装置的第一方面涉及的是，该装置是计算夹在有多层的包装材料的一侧的层与另一侧的层之间的中间层的物理特性的物理特性计算装置，其特征在于包括：

预先存储了计算物理特性用的数学式和常数的存储部(13)；

接受上述中间层(4)的材质及厚度的输入部(15)；

接受上述一侧的层(2)的材质及厚度的输入部(15)；

接受上述另一侧的层(3)的材质及厚度的输入部(15)；

接受上述一侧的湿度的输入部(15)；

接受上述另一侧的湿度的输入部(15)；

接受外部气体的温度的输入部(15)；和

根据接受的上述中间层(4)的材质及厚度、接受的上述一侧的层(2)的材质及厚度、接受的上述另一侧的层(3)的材质及厚度、接受的上述一侧的湿度、接受的上述另一侧的湿度以及接受的外部气体的温度，使用上述存储部(13)预先存储的数学式及常数，计算上述中间层(4)的物理特性的计算部(11)。

在本发明的物理特性计算装置的第一方面，由于根据中间层的材质与厚度、一侧层及另一侧层的材质与厚度、表示外部气体湿度的一侧的湿度、表示内部湿度的另一侧的湿度，以及外部气体温度等条件，使用表示它们的关系的式子计算出包装食品等被包装物的包装材料的中间层的氧透过率等物理特性，所以不必要作成并计测实际包装材料的试料就能进行把握。因此，使用本发明的物理特性计算装置，由于能帮助包装材料设计条件的确定，且能计算加进周围温度和湿度等外部环境条件的物理特性，所以能把握考虑冷冻室、冷藏室或者夏季室内这样的实际利用环境的中间层的氧透过率等物理特性。

本发明的物理特性计算装置的第二方面，是按照第一方面所说的物理特性计算装置，其特征在于，上述计算部(11)包括：

根据接受的上述一侧的层(2)的材质、上述接受的一侧的湿度以及接受的外部气体的温度，使用上述存储部(13)预先存储的数学式及常数，计算上述一侧的层(2)的透湿率的计算部(11)；

根据接受的上述另一侧的层(3)的材质，接受的上述另一侧的湿度以及接受的外部气体的温度，使用上述存储部(13)预先存储的数学式及常数，计算上述另一侧的层(3)的透湿率的计算部(11)；

根据接受的外部气体的温度、算出的上述一侧的层(2)的透湿率及接受的厚度、预先设定的湿度以及算出的上述另一侧的层(3)的透湿率及接受的厚度，使用上述存储部(13)预先存储的数学式及常数，计算上述中间层(4)的湿度的计算部(11)；

根据算出的上述中间层(4)的湿度、接受的外部气体的温度以及接受的上述中间层(4)的材质，使用上述存储部(13)预先存储的数学式及常数，计算上述中间层(4)的吸水率的计算部(11)；和

根据算出的上述中间层(4)的吸水率以及接受的外部气体的温度，使用上述存储部(13)预先存储的数学式及常数，计算上述中间层(4)的氧透过率的计算部(11)。

在本发明的物理特性计算装置的第二方面，是根据表示包装时成为外层的一侧的层及成为内层的另一侧的层的透湿率(watervapor permiability)的温度依存性的公知的式子，计算外层和内层的透湿率。

而且，由与外层相接的外部气体的湿度、外层的透湿率及厚度、与内层的相接的被包装物侧的湿度以及内层的透湿率及厚度，根据公知的公式计算中间层即包装食品等被包装物的包装材料的中间层的湿度。

其次，由表示水对中间层的溶解度的对数与湿度成比例，水对中间层的溶解度的对数与绝对温度的倒数成比例、水对中间层的的溶解度的对数与中间层的乙烯的成份成比例的式子计算中间层的吸水率。

然后，根据将与绝对温度的倒数成比例的氧透过率的对数作为吸水率的多项式表示的式子，计算中间层的氧透过率。

这样以来，不必制作并计测实际包装材料的试料，就能把握中间层的物理特性。因此，使用本发明的物理特性计算装置，由于能帮助包装材料设计条件的确定，且能计算加进周围温度和湿度等外部环境条件物理特性，所以能把握考虑了冷冻室、冷藏室或者夏季的室内等这样的实际利用环境的中间层的氧透过率等物理特性。

本发明的物理特性计算装置第三方面，是按照第一方面所说的物理特性计算装置，其特征在于还包括：

接受对上述包装材料(1)施加的处理时间的输入部(15)；

接受对上述包装材料(1)施加的处理温度的输入部(15)；和

接受处理结束后的时间的输入部(15)；

其中上述计算部(11)包括：

根据接受的上述一侧的层(2)的材质及厚度或接受的上述另一侧的层(3)的材质及厚度、接受的上述中间层(4)的材质及厚度、以及接受的处理温度，使用上述存储部(13)预先存储的数学式及常数，计算上述包装材料(1)的处理中的时间与上述中间层(4)的吸水率的关系的计算部(11)；

根据处理中的时间与上述中间层(4)的吸水率的计算关系以及接受的处理时间，使用上述存储部(13)预先存储的数学式及常数，计算刚处理后的上述中间层4的吸水率的计算部(11)；

根据接受的上述一侧的层(2)的材质、接受的上述一侧的湿度，以及接受的外部气体的温度，使用上述存储部(13)预先存储的数学式及常数，计算上述一侧的层(2)的透湿率的计算部(11)；

根据接受的上述另一侧的层(3)的材质、接受的上述另一侧的湿度，以及接受的外部气体的温度，使用上述存储部(13)预先存储的数学式及常数，计算上述另一侧的层(3)的透湿率的计算部(11)；

根据接受的上述一侧的湿度、算出的上述一侧的层(2)的透湿率和接受的厚度、接受的上述另一侧的湿度，以及算出的上述另一侧的层(3)的透湿率和接受的厚度，使用上述存储部(13)预先存储的数学式和常数，计算上述中间层(4)的湿度的计算部(11)；

根据算出的上述中间层(4)的湿度、接受的外部气体的温度，以及接受的上述中间层(4)的材质，利用上述存储部(13)预先存储的数学式及常数，计算上述中间层(4)的吸水率的计算部(11)；

根据算出的上述中间层(4)的吸水率、的刚处理后的中间层(4)的吸水率、算出的上述一侧的层(2)的透湿率、算出的上述另一侧的层(3)的透湿率、接受的上述中间层(4)的厚度、接受的上述中间层(4)的材质以及接受的处理结束后的时间，使用上述存储部(13)预先存储的数学式及常数，计算上述包装材料(1)的处理结束后的时间与上述中间层(4)的吸水率的关系的计算部(11)；和

根据上述包装材料(1)的处理过程中的时间与上述中间层(4)的吸水率的计算关系以及上述包装材料(1)的处理结束后的时间与上述中间层(4)的吸水率的算出的关系，使用上述存储部13存储的数学式及常数，计算时间与上述中间层(4)的氧透过率的关系的计算部(11)。

在本发明的物理特性计算装置的第三方面中，根据由包装时成为外层的一侧的层和成为内层的另一侧的层的厚度与材质、中间层的厚度与材质以及蒸馏处理等的处理温度，通过实验得到的公式，计算处理中的时间与中间层的吸水率的关系。

而且，根据由计算出的中间层的吸水率、计算出的刚处理后的吸水率、计算出的一侧的层的透湿率、计算出的另一侧层的透湿率、接受的中间层的厚度、接受的中间层的材质及接受的处理结束后的时间并借助实验得到的公式，计算包装材料处理结束后的时间与中间层吸水率的关系。

然后，用表示中间层的吸水率与氧透过率的关系的公式，计算表示处理过程中及处理结束后的中间层的氧透过率随时间变化的公式。

这样以来，不必作成并计测实际包装材料的试料就能把握中间层的物理性质。因此，使用本发明的物理特性计算装置，由于能把握对包装材料的蒸馏处理等处理结束后的氧透过率随时间的变化，所以能求得作为被包装材料的食品的保存时间。

本发明的上述和进一步的目的和特征由以下参照附图的详细说明将更加清楚了。

附图的简要说明

图1是表示本发明的物理特性计算装置的构成的方框图；

图2是表示采用本发明的物理特性计算装置的作为物理特性计算对象的包装材料的剖面模式图；

图3是表示采用本发明的物理特性计算装置的作为物理特性计算对象的中间层的氧透过率的湿度依存性的曲线图；

图4是表示采用本发明的物理特性计算装置的作为物理特性计算对象的包装材料的剖面的模式图；

图5A、图5B和图5C是表示采用本发明的物理特性计算装置的形成作为物理特性计算对象的中间层的EVOH的特性的曲线图；

图6A和图6B是表示采用本发明的物理特性计算装置的形成作为物理特性计算对象的中间层的EVOH的特性的曲线图；

图7是表示采用本发明的物理特性计算装置的作为物理特性计算对象的中间层的特性的曲线图；

图8是表示采用本发明的物理特性计算装置的作为物理特性计算对象的中间层的氧透过率随时间变化的曲线图；

图9是表示本发明的物理特性计算装置的氧透过率计算处理程序的流程图；

图10是表示本发明的物理特性计算装置的吸水率计算处理程序的流程图；

图11A和图11B是表示本发明的物理特性计算装置的氧透过率随时间变化的计算处理程序的流程图。

优选实施例的详细说明

下面根据表示其实施例的附图详细说明本发明。

图1是表示本发明的物理特性计算装置的构成例的方框图。

在图1中，10是作为本发明的物理特性计算装置的通用计算机。

物理特性计算装置10备有：控制装置全体的CPU11；由记录了本发明的物理特性计算装置用的计算机程序PG、及数据等各种信息的CD-ROM等记录媒体REC，读取各种信息的CD-ROM驱动等辅助存储部12；记录由辅助存储部12读取的计算机程序PG及数据等各种信息的硬盘等记录部13；暂时存储各种处理中所用的信息的RAM14。

通用计算机，由记录部13读取本发明的计算机程序PG及数据等各种信息使之存储在RAM14中，通过CPU11执行计算机程序PG中包含的各种程序，因而作为本发明的物理特性计算装置10工作，并对作为包装食品等被包装物的叠层结构的包装材料而广泛应用的乙烯-乙烯醇共聚物(以下称为EVOH)的物理特性进行计算。

而且，在记录部13中记录的各种信息中，包括物理特性计算用的下述那样的各种公式及常数等信息。

进而物理特性计算装置10备有检测温度和湿度等的数值的传感器、孔口及键盘等的输入部15和监测器及打印机等输出部16。

下面对本发明的物理特性计算装置10计算EVOH的物理特性，在此指透湿率的方法进行说明。

图2是表示采用本发明的物理特性计算装置10的作为物理特性计算对象的包装材料的剖面模式图。

在图2中，1表示包装材料。图1中例示的包装材料1由成为图中左侧的一侧的层2、成为图中右侧的另一侧的层3、夹在两层2、3间的中间层4构成的三层结构形成的。

一侧的层2和另一侧的层3分别由聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)等树脂形成，中间层4由EVOH形成。

包装材料1由于将另一侧的层3作为被包装物侧，将一侧的层2作为外侧包装被包装材料，所以在以下的说明中将一侧的层2叫做外层，将另一侧的层3叫做内层。

图3是表示采用本发明的物理特性计算装置的作为物理特性计算对象的中间层4的氧透过率的湿度依存性的曲线图。

在图3所示的曲线中使相对湿度(％)为横轴，氧透过率(cc20μm/m²day atm)的对数为纵轴表示两者的关系。

如图3的曲线图所示，中间层4有随着相对湿度上升氧透过率急剧上升这样的物理特性。

但是，由于直接测定中间层4的相对湿度困难，所以有必要由外层2的透湿率、厚度及与外层2相接的外部气体的活度(activity)(用100除相对湿度计算的值)、内层3的透湿率、厚度及与内层3相接的包装材料1内侧的活度(用100除相对湿度计算的值)、和材质决定的常数A₁、A₂，利用计算式计算中间层4的相对湿度。

外层2及内层3的透湿率P的湿度依存性如式(1)所示。

Log_eP＝A₁+A₂a..............................(1)

其中P：透湿率

    a：活度(用100除相对湿度计算的值)

    A₁、A₂：常数

外层2及内层3的透湿率P的温度依存性如式(2)所示。

Log_eP＝B₁+B₂/T..............................(2)

其中T：绝对温度

    B₁、B₂：常数

此外，外层2及内层3可以分别由多层构成。外层2(或内层3)由各层的厚度用I₁、I₂、I_i表示的n层构成时，外层2(或内层3)整体厚度是 $L(L=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{I}_i\left(\mathrm{ILV}\right))$ 的透湿率P用下述的式(3)表示。

$\frac{1}{P}=\frac{1}{p_1}+\frac{1}{p_2}+\mathrm{\Λ}+\frac{1}{p_i}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{p_i}\mathrm{\Λ}---\left(3\right)$

其中p_I：厚度为I_i(ILV)的第i层的透湿率

    P：外层(或内层)的总体厚度为L的透湿率

图4是表示采用本发明的物理特性计算装置10的作为物理特性的计算对象的包装材料1的剖面模式图。

如图4中的虚线所示，根据外层2中的相对湿度沿厚度I₀方向直线变化、内层3中的相对湿度沿厚度I_i方向直线变化而中间层4的相对湿度在层内是一定的这样的前提，由借助式(1)及式(2)求得的外层2的透湿率P₀及内层3的透湿率P_i利用下述的式(4)及式(5)计算中间层4的相对湿度。

$a_{\mathrm{EVOH}}=\frac{1}{1+\mathrm{\γ}}{a}_i+\frac{1}{1+\mathrm{\γ}}{a}_o...\left(4\right)$

$r=\frac{P_o/l_o}{P_i/l_i}=\frac{P_o{l}_i}{P_i{l}_o}...\left(5\right)$

其中P₀：外层的透湿率

    P_i：内层的透湿率

    l₀：外层的厚度

    l_i：内层的厚度

    a₀：外部气体的活度

    a_i：内部气体的活度

    a_EVOH：中间层的活度

而且，由用式(4)算出的中间层4的活度a_EVOH，表示中间层4的材质的乙烯成份E_t以及用材质决定的常数C₀、C₁、C₂、C₃、C₄，使用下述的式(6)及式(7)计算中间层4的吸水率(moisture content)m。

所谓式(6)中的乙烯成份E_t，是将形成中间层4的EVOH中的乙烯含有量作为摩尔百分率表示的值。

常数C₀、C₁、C₂、C₃、C₄是用绝对温度活度使吸水率回归到下述式(6)时决定的值。

$m=S{P}_0\·a_{\mathrm{EVOH}}$

$C_0\exp (C_1\·a_{\mathrm{EVOH}})\exp (\frac{C_2}{T}\·a_{\mathrm{EVOH}})$

$\·\exp \left(\frac{C_3}{T}\right)\exp (C_4\·E_t)P_0\·a_{\mathrm{EVOH}}---\left(6\right)$

${\mathrm{Log}}_e{P}_0=17.50-\frac{2944}{T}-\frac{4.864\×{10}^5}{T^2}+\frac{2.693\×{10}^7}{T^3}---\left(7\right)$

其中m：吸水率

    S：溶解度

    P₀：饱和蒸汽压

    a_EVOH：中间层的活度

    T：绝对温度

    E_t：乙烯成份

    C₀、C₁、C₂、C₃、C₄：常数

这里，式(6)是根据水对EVOH的溶解度与相对湿度的关系、水对EVOH的溶解度与绝对温度的关系以及水对EVOH的溶解度与乙烯成份的关系求得的公式。而这些关系是本申请的发明者们通过实验得到的。

图5A、图5B和图5C采用是表示本发明的物理特性计算装置的形成作为物理特性计算对象的中间层4EVOH的特性曲线图。

图5A是取横轴为相对湿度(％)，纵轴为水对EVOH的溶解度(g/100g-EVOH/mmHg)的对数，按温度的不同表示两者关系的曲线图。在图5A中表示相对湿度与水对EVOH的溶解度的对数成比例关系，温度越低溶解度越高。

图5B是取横轴为绝对温度(K)的倒数(K^-1)，纵轴为水对EVOH的溶解度的对数，按相对湿度不同表示两者关系的曲线图。在图5B中示出绝对温度的倒数与溶解度的对数成比例关系，而相对湿度越高则溶解度越高。

图5C是取横轴为乙烯成份(含有量)(mol％)，纵轴为水对EVOH的溶解度的对数，按温度不同表示两者关系的曲线图。在图5C中示出乙烯成份与溶解度的对数成比例关系，温度越低溶解度越高。

这样以来，由借助实验得到的各种条件与溶解度的关系求得式(6)。

而由在式(6)得到的吸水率，用下述的式(8)或式(9)计算作为中间层4的物理特性的氧透过率。

式(8)和式(9)中的常数D₀、D₁、D₂和E₀、E₁、E₂、E₃、E₄是用下述式(8)和式(9)使氧透过率与吸水率与温度的关系近似时的系数。

低湿度侧

$\mathrm{OTR}=D_0\exp \left(\frac{D_1}{T}\right)\exp \left(\frac{D_{2}m}{T}\right)---\left(8\right)$

高湿度侧

$\mathrm{OTR}=E_0\exp \left(E_1\frac{1}{T}\right)\exp \left(E_2\frac{m}{T}\right)$

$\·\exp \left\{E_3{\left(\frac{m}{T}\right)}^2\right\}\exp \left\{E_4{\left(\frac{m}{T}\right)}^3\right\}---\left(9\right)$

其中OTR：氧透过率

    T：绝对温度

    m：吸水率

    D₀、D₁、D₂：常数

    E₀、E₁、E₂、E₃、E₄：常数

在此，式(8)及式(9)是根据吸水率m及绝对温度T与氧透过率OTR的关系求得的公式。它们的关系是通过本申请的发明者们的实验得到的。但是，式(8)及式(9)按照下述理由根据吸水率m选择任一个。

图6A、图6B是表示采用本发明的物理特性计算装置10的形成作为物理特性计算对象的中间层4的EVOH的特性的曲线图。

图6A是取横轴为绝对温度的倒数，纵轴为氧透过率的对数，按乙烯成份的不同表示两者关系的曲线图。在图6A中示出绝对温度的倒数与氧透过率的对数成比例关系，而乙烯含有量高时氧透过率变大。

图6B是取横轴为吸水率，纵轴为氧透过率的对数，按温度不同表示两者关系的曲线图。

图6B的曲线图中应注意之点是，在吸水率低于4.0wt％的低温度侧和在高于4.0wt％的高湿度侧两者的关系有差异。这是因为用不同的两个公式，具体地说是式(8)及式(9)表示由图6A及图6B的关系求得的吸水率及绝对温度与氧透过率的关系造成的。

即，吸水率低于4.0wt％时判定为低湿度并选择式(8)，吸水率高于4.0wt％时判定为高湿度并选择式(9)。

以4.0wt％为基准在低温度侧及高温度侧使用互不相同的公式的方法是只在对图6A所示的乙烯成份的EVOH计算物理特性时适用的方法。不言而喻，在对不同成份的EVOH或其它材料计算物理特性时，成为低湿度侧及高湿度侧的基准的值是变化的。因此，在这样的场合，既可以按照计算对象的物理特性设置2个以上的基准使用3个以上的公式，反之也可以用一个公式表示。

如上述那样，能计算作为中间层4的物理特性的氧透过率。

下面，对本发明的物理特性计算装置10计算EVOH的物理特性，在此是氧透过率随时间变化的方法进行说明。

由于对包装食品等被包装物的包装材料1，在包装了食品的状态下进行在120℃左右的温度下杀菌的蒸馏处理等处理，希望求得由于处理导致的氧透过率随时间的变化。

由借助处理温度T、中间层4的厚度、以及外层2与内层3的厚度与材质决定的常数f₁、f₂、f₃、f₄、g₁、g₂、g₃、g₄、及h₁、h₂、h₃、h₄，用下述的式(10)、式(11)、式(12)及式(13)计算出处理(这里指蒸馏处理)中的中间层4的吸水率与时间的关系。

m＝F[1-exp(G)]＋H..........................................(10)

$F=f_{1}T+\frac{f_2}{t_{\mathrm{oi}}}+\frac{f_3}{t_{\mathrm{EVOH}}}+f_4---\left(11\right)$

$G=g_{1}T+\frac{g_2}{t_{\mathrm{oi}}}+\frac{g_3}{t_{\mathrm{EVOH}}}+g_4---\left(12\right)$

$H=h_{1}T+\frac{h_2}{t_{\mathrm{oi}}}+\frac{h_3}{t_{\mathrm{EVOH}}}+h_4---\left(13\right)$

其中，m：吸水率

      t：时间

      T：温度(摄氏)

      t_oi：外层或内层的厚度

      t_EVOH：中间层的厚度

      f₁、f₂、f₃、f₄：常数

      g₁、g₂、g₃、g₄：常数

      h₁、h₂、h₃、h₄：常数

这里，式(10)、式(11)、式(12)及式(13)是根据处理中的吸水率m与时间t的关系求得的公式。

而且，这些关系是通过本申请的发明者们的实验得到的。

而常数f₁～f₄、g₁～g₄以及h₁～h₄是通过用式(10)～(13)回归本申请发明者们进行的上述实验结果而获得的。

图7是表示采用本发明的物理特性计算装置10的作为物理特性计算对象的中间层4的特性曲线图。

图7是取横轴为处理过程中的时间(分)，纵轴为中间层4的吸水率(wt％)，按处理温度的不同表示两者关系的曲线图。

这样以来，由通过实验得到的关系求得式(10)、式(11)、式(12)及式(13)。

由平衡时的吸水率、刚处理结束后的吸水率、外层2的透湿率、内层3的透湿率、中间层4的厚度以及中间层4的密度(由材质决定)，利用下述的式(14)算出处理结束后的中间层4的吸水率与时间的关系。

式(14)的“m₀”的说明：“表示刚处理后的吸水率”。

$m=m_{\mathrm{oo}}+(m_o-m_{\mathrm{oo}})\exp [-\frac{p_i+p_o}{t_{\mathrm{EVOH}}d}t]---\left(14\right)$

其中m：吸水率

    m₀：刚处理后的吸水率

    m_oo：平衡时的吸水率

    P_i：内层的透湿率

    P_o：外层的透湿率

    t_EVOH：中间层的厚度

    d：中间层的材质(密度)

    t：时间

而且通过使用表示处理过程中及处理结束后的吸水率与氧透过率与由材质决定的常数K₁、K₂、K₃的关系的下述式(15)，由用式(10)和式(14)计算出的中间层4的吸水率与时间的关系能计算时间与氧透过率的关系，即氧透过率随时间的变化。

常数K₁、K₂、K₃通过由本申请发明者们用式(15)回归处理过程中的吸水率与氧透过率的关系而求得。

${\mathrm{Log}}_e\mathrm{OTR}=K_1[-\frac{1}{1+{\left(k_{2}m\right)}^2}]+K_3---\left(15\right)$

其中OTR：氧透过率

    m：吸水率

    K₁、K₂、K₃：常数

图8是表示采用本发明的物理特性计算装置10的作为物理特性计算对象的中间层4的氧透过率随时间变化的曲线图。

图8所示的曲线图是取横轴为时间，纵轴为氧透过率，表示用式(15)计算出的中间层4的氧透过率与时间t的关系。

在图8中，T₀是未进行处理的时刻，在T₁时刻开始处理，在此是蒸馏处理，在T₂时刻处理结束。

如图8所示，中间层4的氧透过率有这样的特性，即在进行处理(蒸馏处理)期间急剧上升，处理(蒸馏处理)结束后慢慢下降。

下面对采用本发明的物理特性计算装置10的物理特性计算处理的程序进行说明。

图9是表示采用本发明的物理特性计算装置10的氧透过率计算处理程序的流程图。

操作物理特性计算装置10的操作者对物理特性计算装置10分别输入包装材料1的中间层4的材质及厚度、外层2的材质及厚度、内层3的材质及厚度、外部气体的湿度、包装材料1内侧的湿度以及外部气体的温度。而且操作者进行指定要被物理特性计算装置10计算的物理特性，这里是包装材料1的氧透过率的输入。

而且，中间层4的材质，预先准备被预先设定的乙烯含有量为38mol％的EVOH及乙烯含有量为44mol％的EVOH等可任意选择的材质，通过从它们中进行选择来进行输入。

对于外层2及内层3的材质通过从聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)以及Ny6(尼龙6)等预先准备的可任意选择的材质中选择来进行输入。

进而在外层2及内层3有多层结构的情况下，对各层进行各种材质的选择及厚度的输入。

物理特性计算装置10，通过执行RAM14中存储的计算机程序PG的CPU11的控制并由输入部15，接受中间层4的材质及厚度的输入(步骤S101)接受外层(一侧的层)2的材质及厚度的输入(步骤S102)接受内层(另一侧的层)的材质及厚度的输入(步骤S103)；接受外部气体(一侧)的湿度的输入(步骤S104)；接受成为被包装物侧的包装材料1的内侧(另侧)的湿度的输入(步骤S105)；接受外部气体的温度的输入(步骤S106)而且接受应算出的物理特性的指定(步骤S107)。

此外，对于外部气体的温度和湿度来说，也可以用作为传感器的输入部15检测并接受它们。

下面，物理特性计算装置10，通过执行RAM14中存储的计算机程序PG的CPU11的控制，根据已接受的各种信息及预先设定的信息，启动计算中间层4的吸水率的子程序(详情后述)，计算中间层4的吸水率(步骤S108)。而且，物理特性计算装置10，通过执行RAM14中存储的计算机程序PG的CPU11的控制，由在步骤S108计算出的中间层4的吸水率和在步骤S106接受的外部气体的温度，使用上述的式(8)和式(9)，计算中间层4的氧透过率(步骤S109)。

在步骤S109中中间层4的氧透过率的计算时，根据在步骤S108算出的吸水率，判断是低湿度还是高湿度，并选择是使用式(8)还是使用式(9)的哪一个。

其次，物理特性计算装置10，通过执行RAM14中存储的计算机程序PG的CPU11的控制，将在步骤S109算出的氧透过率作为表示中间层4的物理特性值，由监测器和打印机等输出部16输出(步骤S110)，并作为计算结果记录到记录部13中(步骤S111)。

下面对在步骤S108中被启动的用以计算中间层4的吸水率的子程序的处理程序进行说明。

图10是表示本发明的物理特性计算装置10，的吸水率计算处理程序的流程图。

物理特性计算装置10，通过执行RAM14中存储的计算机程序PG的CPU11的控制，取得中间层4的湿度(步骤S201)、取得外部气体的湿度(步骤S202)、取得包装材料1内侧的湿度(步骤S203)。

步骤S201-S203的所谓取得湿度的处理，是将代入数学式中的数值读入RAM14中的处理。更具体地说，步骤S201的所谓取得中间层4的湿度的处理是将预先作为初始值记录的值例如“0％”读入的处理。步骤S202的所谓取得外部气体湿度的处理是取得已接受的外部气体温度的处理。进而步骤S203的所谓取得包装材料1内侧的湿度的处理是将预先记录的湿度的值例如“100％”读入的处理或者是取得已接受的内侧湿度的处理。

其次，物理特性计算装置10，借助于执行RAM14中存储的计算机程序PG的CPU11的控制，算出已取得的中间层4的湿度与外部气体的湿度之差的绝对值作为外层2的湿度差(步骤S204)、计算出已取得的内层3的湿度与中间层的湿度的差的绝对值作为内层3的湿度差(步骤S205)。

另外，物理特性计算装置10，借助于执行RAM14中存储的计算机程序PG的CPU11的控制，用上述的的式(1)和式(2)分别算出外层2和内层3的透湿率(步骤S206、步骤S207)。

即，根据由接受的外层2的材质决定的常数、湿度、温度及预先设定的湿度，算出外层2的透湿率。根据接受的由内层3的材质决定的常数、温度及湿度算出内层3的透湿率。

其次，物理特性计算装置10，借助于执行RAM14中存储的计算机程序PG的CPU11的控制，由接受的外部气体的湿度、算出的外层2的透湿率、接受的外层2的厚度、预先设定的包装材料1内侧的湿度、算出的内层3的透湿率以及接受的内层3的厚度，使用上述的式(4)及式(5)，算出中间层4的湿度(活度)(步骤S208)。

另外，物理特性计算装置10，借助于执行RAM14中存储的计算机程序PG的CPU11的控制，算出在步骤S201取得的中间层4的湿度与在步骤S208算出的中间层4的湿度之差(步骤(步骤S209)，将算出的湿度差与预先设定的规定值进行比较(步骤S210)。

在判断在步骤S210中算出的湿度之差小于预先设定的规定值时(在步骤S210YES)，物理特性计算装置10，借助于执行RAM14中存储的计算机程序PG的CPU11的控制，由在步骤S208算出的中间层4的湿度、接受的外部气体的温度以及接受的作为中间层4的材质示出的乙烯成份(乙烯含有率)，用上述的式(6)及式(7)，算出中间层4的吸水率(步骤S211)。

判断在步骤S210中算出的湿度之差大于预先设定的规定值时(在步骤S210NO)，物理特性计算装置10，借助于执行RAM14中存储的计算机程序PG的CPU11的控制，在把用步骤S208算出的中间层4的湿度作为已取得的湿度的基础上，回到步骤S204，与上述同样反复进行以下的处理。

如上所述，比较预先作为初始值设定的中间层4的湿度与算出的湿度，按照该结果反复进行将预先设定的湿度置换为算出的湿度并再次算出中间层4的湿度这样的步骤S204～S209的处理，通过收敛中间层4湿度的算出值求得中间层4的湿度，根据该求得的中间层4的湿度算出中间层4的吸水率。

这样，用本发明的物理特性计算装置10，算出中间层4的吸水率，由算出的吸水率算出作为包装材料1的物理特性的中间层4的氧透过率。

下面对求得包装材料1的中间层4的氧透过率随时间变化的处理进行说明。

图11A和图11B是表示本发明的物理特性计算装置10的氧透过率随时间变化的计算处理程序的流程图。

操作者对物理特性计算装置10分别输入包装材料1的中间层4的材质及厚度、外层2的材质及厚度、内层3的材质及厚度、外部气体的湿度、处理温度(这里是进行蒸镏罐处理时施加的温度)、以及进行处理的时间。而且，操作者对物理特性计算装置10进行指定应算出的物理特性，即包装材料1的处理实施时的氧透过率随时间变化的输入。

物理特性计算装置10，借助于执行RAM14中存储的计算机程序PG的CPU11的控制并从输入部15，接受中间层4的材质及厚度的输入(步骤S301)；接受外层(一侧的层)2的材质及厚度的输入(步骤S302)接受内层(另一侧的层)3的材质及厚度的输入(步骤S303)；接受外部气体湿度的输入(步骤S304)；接受处理温度的输入(步骤S305)；接受施加处理的时间的输入(步骤S306)接受处理结束后的时间的输入(步骤S307)；接受应算出的物理特性的指定(步骤S308)。

对于处理温度及进行处理的时间，也可以用作为传感器的输入部15接受作业中处理设备检测出的工程值作为处理温度及施加处理的时间。

计算机计算装置10，借助于执行RAM14中存储的计算机程序PG的CPU11的控制，由接受的外层2或内层3接受的厚度及中间层4的厚度、处理温度以及材质决定的常数，用上述的式(10)、式(11)、式(12)和式(13)，算出处理过程中的时间与中间层4的吸水率的关系作为函数(步骤S309)，由算出的时间与吸水率的关系以及接受的施加处理的时间，算出处理刚结束后的中间层4的吸水率(步骤S310)。

*“常数”只由“材质”决定。

物理特性计算装置10，借助于执行RAM14中存储的计算机程序PG的CPU11的控制，启动根据接受的各种信息及预先设定的信息算出中间层4的吸水率的子程序，算出外层2的透湿率、内层3的透湿率以及中间层4的吸水率(步骤S311)。

而且，在步骤S311启动的算出外层2的透湿率、内层3的透湿率以及中间层4的吸水率的子程序，由于与上述图10所示的算出中间层4的吸水率的子程序相同，所以可以参照图10及其说明，省略了对它的说明。

其次，物理特性计算装置10，借助于执行RAM14中存储的计算机程序PG的CPU11的控制，由在步骤S311作为中间层4的吸水率算出的平衡时的吸水率、在步骤S310算出的刚处理结束后的吸水率、在步骤S311算出的外层2的透湿率及内层3的透湿率以及在步骤S301作为接受的中间层4的厚度及材质接受的中间层4的密度，用上述的式(14)算出处理结束后的时间与吸水率的关系作为函数(步骤S312)。

其次，物理特性计算装置10，借助于执行RAM14存储的计算程序PG的CPU11的控制，由在步骤S309算出的处理过程中的时间与吸水率的关系、以及在步骤S312算出的处理结束后的时间与吸水率的关系，用上述的式(15)算出时间与氧透过率的关系作为函数(步骤S313)。

另外，物理特性计算装置10，借助于执行RAM14中存储的计算机程序的CPU11的控制，由监测器及打印机等输出部16输出在步骤S313算出的时间与氧透过率的关系作为表示中间层4的物理特性的值(步骤S314)，并作为计算结果记录在记录部13中(步骤S315)。

此时输出的时间与氧透过率的关系，例如成为图8中所示曲线那样的形状。

在以上详细说明的实施方案中，虽然是以本发明的物理特性计算装置10为主单独使用的结构，但本发明并不限于此，借助于通过作为传感器的输入部15与处理设备等其它设备连接也能构成作为辅助工程管理的装置而使用的形态。通过将本发明的物理特性计算装置10与互联网等通信网络连接，也能构成对与通信网络连接的人个计算机作为提供计算物理特性的服务的装置而使用的形态，对其它的各种形态也能适用。

如按照上述的本发明的物理特性计算方法、物理特性计算装置及计算机程序，根据中间层的材质及厚度、外层与内层的材质及厚度以及湿度和温度等条件，用表示它们的关系的公式，能算出作为包装食品等被包装物的包装材料的中间层使用的EVOH的氧透过率等物理特性。因此，由于不必作成并计测实际包装材料的试料就能把握物理特性，所以能帮助包装材料的设计条件的确定，还由于能加进温度及湿度等外部环境条件来计算物理特性，所以能把握考虑了冷冻室、冷藏室或夏季的室内等实际的应用环境的物理特性，发挥优良的效果。

进而按照本发明，能根据中间层的材质及厚度、内层与外层的材质及厚度以及湿度和温度，使用表示它们的关系的公式，算出对包装材料进行蒸馏处理等处理过程中及处理结束后的氧透过率随时间的变化。这样，由于不必作成并计测实际包装材料的试料就能把握物理特性，所以能帮助包装材料设计条件的确定，根据进行蒸馏处理时的氧透过率随时间的变化，能帮助算出作为被包装物的食品的保存时间，有良好的效果。

本发明包括不脱离发明主要特征精神的几种形态、所举出的实施例只是举例进行说明不限制发明。本发明的范围由附加的权利要求书所限定而不是其前面的说明书，所有的变化也都落在权利要求的范围和界限内。等效的范围和界限也由权利要求确定，并被权利要求所包括。

Claims (7)

1.一种物理特性计算方法，该方法是通过具有接受部(15)、预先存储了计算作为物理特性EVOH中间层的氧透过率用的数学式及常数的存储部(13)、及计算部(11)的物理特性计算装置(10)，来计算夹在有多层的包装材料一侧的层和另一侧的层之间的EVOH中间层(4)的氧透过率的物理特性，其特征在于，包括如下步骤：

上述物理特性计算装置(10)通过上述接受部(15)接受上述一侧的层(2)的材质及厚度，上述另一侧的层(3)的材质及厚度，上述一侧与另一侧的湿度和温度；

根据已接受的上述一侧的层(2)的材质及厚度，上述另一侧的层(3)的材质及厚度，上述一侧与另一侧的湿度和温度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，借助上述物理特性计算装置(10)的上述计算部(11)，算出上述EVOH中间层(4)的湿度a_EVOH；

所述的数学式为： $a_{\mathrm{EVOH}}=\frac{1}{1+\mathrm{\γ}}{a}_i+\frac{1}{1+\mathrm{\γ}}{a}_o;$

$r=\frac{P_o/l_o}{P_i/l_i}=\frac{P_o{l}_i}{P_i{l}_o};$

其中P₀：外层的透湿率

P_i：内层的透湿率

l₀：外层的厚度

l_i：内层的厚度

a₀：外部气体的活度

a_i：内部气体的活度

根据算出的上述EVOH中间层(4)的湿度，用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，借助上述物理特性计算装置(10)的上述计算部(11)，算出上述EVOH中间层(4)的氧透过率；

低湿度侧

$\mathrm{OTR}=D_0\exp \left(\frac{D_1}{T}\right)\exp \left(\frac{D_{2}m}{T}\right)$

高湿度侧

$\mathrm{OTR}=E_0\exp \left(E_1\frac{1}{T}\right)\exp \left(E_2\frac{m}{T}\right)$

$\·\exp \left\{E_3{\left(\frac{m}{T}\right)}^2\right\}\exp \left\{E_4{\left(\frac{m}{T}\right)}^3\right\}$

其中OTR：氧透过率

T：绝对温度

m：吸水率

D₀、D₁、D₂：常数

E₀、E₁、E₂、E₃、E₄：常数。

2.一种物理特性计算装置，该装置是计算夹在有多层的包装材料的一侧的层与另一侧的层之间的EVOH中间层的作为物理特性的氧透过率的物理特性计算装置，其特征在于，其包括：

预先存储了计算氧透过率用的数学式和常数的存储部(13)；

接受上述EVOH中间层(4)的材质及厚度的接受部(15)；

接受上述一侧的层(2)的材质及厚度的接受部(15)；

接受上述另一侧的层(3)的材质及厚度的接受部(15)；

接受上述一侧的湿度的接受部(15)；

接受上述另一侧的湿度的接受部(15)；

接受外部气体的温度的接受部(15)；和

根据上述接受的EVOH中间层(4)的材质及厚度，接受的上述一侧的层(2)的材质及厚度，接受的上述另一侧的层(3)的材质及厚度，接受的上述一侧的湿度，接受的上述另一侧的湿度，接受的外部气体的温度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述EVOH中间层(4)的氧透过率的计算部(11)；

所述的数学式为：低湿度侧

$\mathrm{OTR}=D_0\exp \left(\frac{D_1}{T}\right)\exp \left(\frac{D_{2}m}{T}\right)$

高湿度侧

$\mathrm{OTR}=E_0\exp \left(E_1\frac{1}{T}\right)\exp \left(E_2\frac{m}{T}\right)$

$\·\exp \left\{E_3{\left(\frac{m}{T}\right)}^2\right\}\exp \left\{E_4{\left(\frac{m}{T}\right)}^3\right\}$

其中OTR：氧透过率

T：绝对温度

m：吸水率

D₀、D₁、D₂：常数

E₀、E₁、E₂、E₃、E₄：常数。

3.按照权利要求2所述的物理特性计算装置，其特征在于上述计算部(11)包括：

根据接受的上述一侧的层(2)的材质，接受的上述一侧的湿度，接受的外部气体的温度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述一侧的层(2)的透湿率的计算部(11)；

所述的数学式为：

Log_eP＝A₁+A₂a其中  P：透湿率

a：活度

A₁、A₂：常数

以及

Log_eP＝B₁+B₂/T

其中T：绝对温度

B₁、B₂：常数；

根据接受的上述另一侧的层(3)的材质，接受的上述另一侧的湿度，接受的外部气体的温度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述另一侧的层(3)的透湿率的计算部(11)；

所述的数学式为：

Log_eP＝A₁+A₂a其中P：透湿率

a：活度

A₁、A₂：常数

以及

Log_eP＝B₁+B₂/T

其中T：绝对温度

B₁、B₂：常数；

根据接受的外部气体的温度，算出的上述一侧的层(2)的透湿率及接受上述一侧的层厚度，预先设定的湿度，算出的上述另一侧的层(3)的透湿率及接受另一侧的层厚度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述EVOH中间层(4)的湿度的计算部(11)；

所述的数学式为： $a_{\mathrm{EVOH}}=\frac{1}{1+\mathrm{\γ}}{a}_i+\frac{1}{1+\mathrm{\γ}}{a}_o$

$r=\frac{P_o/l_o}{P_i/l_i}=\frac{P_o{l}_i}{P_i{l}_o}$

其中P₀：外层的透湿率

P_i：内层的透湿率

l₀：外层的厚度

l_i：内层的厚度

a₀：外部气体的活度

a_i：内部气体的活度

a_EVOH：中间层的活度；

根据算出的上述EVOH中间层(4)的湿度，接受的外部气体的温度，接受的上述EVOH中间层(4)的材质，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述中间层EVOH(4)的吸水率的计算部(11)

所述的数学式为： $m=S{P}_0\·a_{\mathrm{EVOH}}$

$=C_0\exp (C_1\·a_{\mathrm{EVOH}})\exp (\frac{C_2}{T}\·a_{\mathrm{EVOH}})$

$\·\exp \left(\frac{C_3}{T}\right)\exp (C_4\·E_t)P_0\·a_{\mathrm{EVOH}}$

以及

${\mathrm{Log}}_e{P}_0=17.50-\frac{2944}{T}-\frac{4.864\×{10}^5}{T^2}+\frac{2.693\×{10}^7}{T^3}$

其中m：吸水率

S：溶解度

P₀：饱和蒸汽压

a_EVOH：中间层的活度

T：绝对温度

E_t：乙烯成份

C₀、C₁、C₂、C₃、C₄：常数；和

根据算出的上述EVOH中间层(4)的吸水率，接受的外部气体的温度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述EVOH中间层(4)的氧透过率的计算部(11)；

所述的数学式为：低湿度侧

$\mathrm{OTR}=D_0\exp \left(\frac{D_1}{T}\right)\exp \left(\frac{D_{2}m}{T}\right)$

高湿度侧

$\mathrm{OTR}=E_0\exp \left(E_1\frac{1}{T}\right)\exp \left(E_2\frac{m}{T}\right)$

$\·\exp \left\{E_3{\left(\frac{m}{T}\right)}^2\right\}\exp \left\{E_4{\left(\frac{m}{T}\right)}^3\right\}$

其中OTR：氧透过率

T：绝对温度

m：吸水率

D₀、D₁、D₂：常数

E₀、E₁、E₂、E₃、E₄：常数。

4.按照权利要求2所述的物理特性计算装置，其特征在于，还包括：

接受对上述包装材料(1)施加的处理时间的接受部(15)；

接受对上述包装材料(1)施加的处理温度的接受部(15)；和

接受处理结束后的时间的接受部(15)；

其中上述计算部(11)包括：

根据接受的上述一侧的层(2)的材质及厚度或接受的上述另一侧的层(3)的材质及厚度，以及根据接受的上述中间层(4)的材质、厚度、接受的处理温度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述包装材料(1)的处理中的时间与上述EVOH中间层(4)的吸水率的关系的计算部(11)；所述的数学式为：

m＝F[1-exp(G)]+H

$F=f_{1}T+\frac{f_2}{t_{\mathrm{oi}}}+\frac{f_3}{t_{\mathrm{EVOH}}}+f_4$

$G=g_{1}T+\frac{g_2}{t_{\mathrm{oi}}}+\frac{g_3}{t_{\mathrm{EVOH}}}+g_4$ 以及

$H=h_{1}T+\frac{h_2}{t_{\mathrm{oi}}}+\frac{h_3}{t_{\mathrm{EVOH}}}+h_4$

其中，m：吸水率

t：时间

T：温度

t_oi：外层或内层的厚度

t_EVOH：中间层的厚度

f₁、f₂、f₃、f₄：常数

g₁、g₂、g₃、g₄：常数

h₁、h₂、h₃、h₄：常数；

根据处理中的时间与上述EVOH中间层(4)的吸水率的计算关系，接受的处理时间，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算刚处理后的上述EVOH中间层4的吸水率的计算部(11)，所述的数学式为：

$m=m_{\mathrm{oo}}+(m_o-m_{\mathrm{oo}})\exp [-\frac{p_i+p_o}{t_{\mathrm{EVOH}}d}t]$

其中m：吸水率

m₀：刚处理后的吸水率

m_oo：平衡时的吸水率

P_i：内层的透湿率

P_o：外层的透湿率

t_EVOH：中间层的厚度

d：中间层的材质(密度)

t：时间；

根据接受的上述一侧的层(2)的材质，接受的上述一侧的湿度，接受的外部气体的温度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述一侧的层(2)的透湿率的计算部(11)，所述的数学式为：Log_eP＝A₁+A₂a

其中P：透湿率

a：活度

A₁、A₂：常数

以及

Log_eP＝B₁+B₂/T

其中T：绝对温度

B₁、B₂：常数；

根据接受的上述另一侧的层(3)的材质，接受的上述另一侧的湿度，以及接受的外部气体的温度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述另一侧的层(3)的透湿率的计算部(11)，所述的数学式为：

Log_eP＝A₁+A₂a

其中P：透湿率

a：活度

A₁、A₂：常数

以及

Log_eP＝B₁+B₂/T

其中T：绝对温度

B₁、B₂：常数；

根据接受的上述一侧的湿度，已经算出的上述一侧的层(2)的透湿率和接受上述一侧的层厚度，接受的上述另一侧的湿度，以及算出的上述另一侧的层(3)的透湿率和接受另一侧的层厚度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式和常数，计算上述EVOH中间层(4)的湿度的计算部(11)，所述的数学式为：

$a_{\mathrm{EVOH}}=\frac{1}{1+\mathrm{\γ}}{a}_i+\frac{1}{1+\mathrm{\γ}}{a}_o$

$r=\frac{P_o/l_o}{P_i/l_i}=\frac{P_o{l}_i}{P_i{l}_o}$

其中P₀：外层的透湿率

P_i：内层的透湿率

l₀：外层的厚度

l_i：内层的厚度

a₀：外部气体的活度

a_i：内部气体的活度

a_EVOH：中间层的活度；

根据已算出的上述EVOH中间层(4)的湿度，接受的外部气体的温度，接受的上述中间层(4)材质，利用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述EVOH中间层(4)的吸水率的计算部(11)，所述的数学式为：

$m=S{P}_0\·a_{\mathrm{EVOH}}$

$=C_0\exp (C_1\·a_{\mathrm{EVOH}})\exp (\frac{C_2}{T}\·a_{\mathrm{EVOH}})$

$\·\exp \left(\frac{C_3}{T}\right)\exp (C_4\·E_t)P_0\·a_{\mathrm{EVOH}}$

${\mathrm{Log}}_e{P}_0=17.50-\frac{2944}{T}-\frac{4.864\×{10}^5}{T^2}+\frac{2.693\×{10}^7}{T^3}$

其中m：吸水率

S：溶解度

P₀：饱和蒸汽压

a_EVOH：中间层的活度

T：绝对温度

E_t：乙烯成份

C₀、C₁、C₂、C₃、C₄：常数；

根据已算出的上述EVOH中间层(4)的吸水率，已算出的刚处理后的EVOH中间层(4)的吸水率、已算出的上述一侧的层(2)的透湿率，已算出的上述另一侧的层(3)的透湿率，接受的上述EVOH中间层(4)的厚度，接受的上述EVOH中间层(4)的材质，接受的处理结束后的时间，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述包装材料(1)的处理结束后的时间与上述中间层(4)的吸水率的关系的计算部(11)，所述的数学式为：

$m=m_{\mathrm{oo}}+(m_o-m_{\mathrm{oo}})\exp [-\frac{p_i+p_o}{t_{\mathrm{EVOH}}d}t]$

其中m：吸水率

m₀：刚处理后的吸水率

m_oo：平衡时的吸水率

P_i：内层的透湿率

P_o：外层的透湿率

t_EVOH：中间层的厚度

d：中间层的材质(密度)

t：时间；和

根据上述包装材料(1)的处理过程中的时间与上述EVOH中间层(4)的吸水率的计算关系，上述包装材料(1)的处理结束后的时间与上述EVOH中间层(4)的吸水率的计算关系，使用上述存储部13存储的下述的数学式及常数，计算时间与上述中间层(4)的氧透过率的关系的计算部(11)所述的数学式为：

${\mathrm{Log}}_e\mathrm{OTR}=K_1[-\frac{1}{1+{\left(k_{2}m\right)}^2}]+K_3$

其中OTR：氧透过率

m：吸水率

K₁、K₂、K₃：常数。

5.一种计算夹在有多层的包装材料一侧的层与另一侧的层之间的EVOH中间层的作为物理特性的氧透过率的物理特性计算装置，该装置包括连接到接受部和预先存储用以计算氧透过率的数学式及常数的存储部的处理程序，其特征在于，所述的处理程序能够执行如下的操作：

使上述接受部(15)接受上述EVOH中间层(4)的材质及厚度的操作；

使上述接受部(15)接受上述一侧的层(2)的材质及厚度的操作；

使上述接受部(15)接受上述另一侧的层(3)的材质及厚度的操作；

使上述接受部(15)接受上述一侧的湿度的操作；

使上述接受部(15)接受上述另一侧的湿度的操作；

使上述接受部(15)接受外部气体的温度的操作；和

根据接受的上述EVOH中间层(4)的材质及厚度、接受的上述一侧的层(2)的材质及厚度、接受的上述另一侧的层的(3)的材质及厚度，接受的上述一侧的湿度、接受的上述另一侧的湿度以及接受的外部气体的温度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述EVOH中间层(4)的氧透过率的操作。

6.按照权利要求5所述的物理特性计算装置，其特征在于，所述的处理程序还能执行如下操作：

根据接受的上述一侧的层(2)的材质，接受的上述一侧的湿度，接受的外部气体的温度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述一侧的层(2)的透湿率的操作，所述的数学式为：Log_eP＝A₁+A₂a其中

P：透湿率

a：活度

A₁、A₂：常数

以及

Log_eP＝B₁+B₂/T

其中T：绝对温度

B₁、B₂：常数；

根据接受的上述另一侧的层(3)的材质，接受的上述另一侧湿度，接受的外部气体的温度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述另一侧的层(3)的透湿率的操作，所述的数学式为：Log_eP＝A₁+A₂a其中P：透湿率

a：活度

A₁、A₂：常数

以及

Log_eP＝B₁+B₂/T

其中T：绝对温度

B₁、B₂：常数；

根据接受的外部气体的温度，已算出的上述一侧的层(2)的透湿率及接受上述一侧的层厚度，预先设定的湿度以及算出的上述另一侧的层(3)的透湿率及接受上述另一侧的层厚度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述EVOH中间层(4)的湿度的操作，所述的数学式为： $a_{\mathrm{EVOH}}=\frac{1}{1+\mathrm{\γ}}{a}_i+\frac{1}{1+\mathrm{\γ}}{a}_o$

$r=\frac{P_o/l_o}{P_i/l_i}=\frac{P_o{l}_i}{P_i{l}_o}$

其中P₀：外层的透湿率

P_i：内层的透湿率

l₀：外层的厚度

l_i：内层的厚度

a₀：外部气体的活度

a_i：内部气体的活度

a_EVOH：中间层的活度；

根据算出的上述中间层(4)的湿度，接受的外部气体的温度，接受的上述中间层(4)的材质，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述EVOH中间层(4)的吸水率的操作，所述的数学式为： $m=S{P}_0\·a_{\mathrm{EVOH}}$

$=C_0\exp (C_1\·a_{\mathrm{EVOH}})\exp (\frac{C_2}{T}\·a_{\mathrm{EVOH}})$

$\·\exp \left(\frac{C_3}{T}\right)\exp (C_4\·E_t)P_0\·a_{\mathrm{EVOH}}$

${\mathrm{Log}}_e{P}_0=17.50-\frac{2944}{T}-\frac{4.864\×{10}^5}{T^2}+\frac{2.693\×{10}^7}{T^3}$

其中m：吸水率

S：溶解度

P₀：饱和蒸汽压

a_EVOH：中间层的活度

T：绝对温度

E_t：乙烯成份

C₀、C₁、C₂、C₃、C₄：常数；和

根据已算出的上述EVOH中间层(4)的吸水率，接受的外部气体的温度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述EVOH中间层(4)的氧透过率的操作，所述的数学式为：

低湿度侧

$\mathrm{OTR}=D_0\exp \left(\frac{D_1}{T}\right)\exp \left(\frac{D_{2}m}{T}\right)$

高湿度侧

$\mathrm{OTR}=E_0\exp \left(E_1\frac{1}{T}\right)\exp \left(E_2\frac{m}{T}\right)$

$\·\exp \left\{E_3{\left(\frac{m}{T}\right)}^2\right\}\exp \left\{E_4{\left(\frac{m}{T}\right)}^3\right\}$

其中OTR：氧透过率

T：绝对温度

m：吸水率

D₀、D₁、D₂：常数

E₀、E₁、E₂、E₃、E₄：常数。

7.按照权利要求5所述的物理特性计算装置，其特征在于，所述的处理程序还能执行如下操作：

使上述接受部(15)接受对上述包装材料(1)施加的处理时间的操作；

使上述接受部(15)接受对上述包装材料(1)施加的处理温度的操作；和

使上述接受部(15)接受处理结束后的时间的操作；

其中计算中间层氧透过率的操作还包括以下操作：

根据接受的上述一侧的层(2)的材质及厚度或接受的上述另一侧的层(3)的材质及厚度，接受的上述EVOH中间层(4)的材质，厚度以及接受的处理温度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述包装材料(1)的处理中的时间与上述EVOH中间层(4)的吸水率的关系的操作，所述的数学式为：m＝F[1-exp(G)]+H

$F=f_{1}T+\frac{f_2}{t_{\mathrm{oi}}}+\frac{f_3}{t_{\mathrm{EVOH}}}+f_4$

$G=g_{1}T+\frac{g_2}{t_{\mathrm{oi}}}+\frac{g_3}{t_{\mathrm{EVOH}}}+g_4$

$H=h_{1}T+\frac{h_2}{t_{\mathrm{oi}}}+\frac{h_3}{t_{\mathrm{EVOH}}}+h_4$

其中，m：吸水率

t：时间

T：温度(摄氏)

t_oi：外层或内层的厚度

t_EVOH：中间层的厚度

f₁、f₂、f₃、f₄：常数

g₁、g₂、g₃、g₄：常数

h₁、h₂、h₃、h₄：常数；

根据处理中的时间与上述EVOH中间层(4)的吸水率的计算关系，接受的处理时间，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算刚处理后的上述EVOH中间层(4)的吸水率的操作所述的数学式为： $m=m_{\mathrm{oo}}+(m_o-m_{\mathrm{oo}})\exp [-\frac{p_i+p_o}{t_{\mathrm{EVOH}}d}t]$

其中m：吸水率

m₀：刚处理后的吸水率

m_oo：平衡时的吸水率

P_i：内层的透湿率

P_o：外层的透湿率

t_EVOH：中间层的厚度

d：中间层的材质(密度)

t：时间；

根据接受的上述一侧的层(2)的材质，接受的上述一侧的湿度，接受的外部气体的温度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述一侧的层(2)的透湿率的操作，所述的数学式为Log_eP＝A₁+A₂a

其中P：透湿率

a：活度

A₁、A₂：常数

以及

Log_eP＝B₁+B₂/T

其中T：绝对温度

B₁、B₂：常数；

根据接受的上述另一侧的层(3)的材质，接受的上述另一侧的湿度，接受的外部气体的温度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述另一侧的层(3)的透湿率的操作所述的数学式为：Log_eP＝A₁+A₂a

其中P：透湿率

a：活度

A₁、A₂：常数

以及

Log_eP＝B₁+B₂/T

其中T：绝对温度

B₁、B₂：常数；

根据接受的一侧的湿度，算出的上述一侧的层(2)的透湿率及接受上述一侧的层厚度，接受的上述另一侧的湿度，算出的上述另一侧的层(3)的透湿率，接受另一侧的层厚度，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述EVOH中间层(4)的湿度的操作，所述的数学式为： $a_{\mathrm{EVOH}}=\frac{1}{1+\mathrm{\γ}}{a}_i+\frac{1}{1+\mathrm{\γ}}{a}_o$

$r=\frac{P_o/l_o}{P_i/l_i}=\frac{P_o{l}_i}{P_i{l}_o}$

其中P₀：外层的透湿率

P_i：内层的透湿率

l₀：外层的厚度

l_i：内层的厚度

a₀：外部气体的活度

a_i：内部气体的活度

a_EVOH：中间层的活度；

根据已算出的上述EVOH中间层(4)的湿度，接受的外部气体的温度，接受的上述EVOH中间层(4)的材质，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述EVOH中间层(4)的吸水率的操作，所述的数学式为：

$m=S{P}_0\·a_{\mathrm{EVOH}}$

$=C_0\exp (C_1\·a_{\mathrm{EVOH}})\exp (\frac{C_2}{T}\·a_{\mathrm{EVOH}})$

$\·\exp \left(\frac{C_3}{T}\right)\exp (C_4\·E_t)P_0\·a_{\mathrm{EVOH}}$

${\mathrm{Log}}_e{P}_0=17.50-\frac{2944}{T}-\frac{4.864\×{10}^5}{T^2}+\frac{2.693\×{10}^7}{T^3}$

其中m：吸水率

S：溶解度

P₀：饱和蒸汽压

a_EVOH：中间层的活度

T：绝对温度

E_t：乙烯成份

C₀、C₁、C₂、C₃、C₄：常数；

根据已算出的上述EVOH中间层(4)的吸水率，已算出的刚处理后的上述EVOH中间层(4)的吸水率，已算出的上述一侧的层(2)的透湿率，上述另侧的层(3)的算出的透湿率，接受的上述中间层(4)的厚度，接受的上述中间层(4)的材质，接受的处理结束后的时间，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算上述包装材料(1)的处理结束后的时间与上述EVOH中间层(4)的吸水率的关系的操作，所述的数学式为：

$m=m_{\mathrm{oo}}+(m_o-m_{\mathrm{oo}})\exp [-\frac{p_i+p_o}{t_{\mathrm{EVOH}}d}t]$

其中m：吸水率

m₀：刚处理后的吸水率

m_oo：平衡时的吸水率

P_i：内层的透湿率

P_o：外层的透湿率

t_EVOH：中间层的厚度

d：中间层的材质(密度)

t：时间；和

根据上述包装材料(1)的处理中的时间与上述EVOH中间层(4)的吸水率的计算关系，上述包装材料(1)的处理结束后的时间与上述EVOH中间层(4)的吸水率的计算关系，使用上述存储部(13)预先存储的下述的数学式及常数，计算时间与上述EVOH中间层(4)的氧透过率的关系的操作，所述的数学式为：

${\mathrm{Log}}_e\mathrm{OTR}=K_1[-\frac{1}{1+{\left(k_{2}m\right)}^2}]+K_3$

其中OTR：氧透过率

m：吸水率

K₁、K₂、K₃：常数。

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