DD286339A5 - Feuchteregulierung innerhalb verschliessbarer behaeltnisse - Google Patents

Abstract

Feuchteregulierung innerhalb verschlieszbarer Behaeltnisse fuer Transport und Lagerung, vorzugsweise feuchteempfindlicher Gueter zur Gewaehrleistung eines den optimalen Feuchteerfordernissen der Gueter entsprechenden Mikroklimas auch bei zeitweilig erforderlicher OEffnung oder Undichtheit der Behaeltnisse durch Einsatz eines an besonders quellfaehiger Zellulose reichen Verbundes aus Zellstoff und engporigem Kieselgel, der wahlweise in eine durchbrochene, erhaben strukturierte hydrophobe Schicht eingehuellt ist und durch Beladen mit Wasserdampf bis zur erforderlichen Gleichgewichtsfeuchte und anschlieszendem Trockenvorgang bis zur erforderlichen Einsatzmasse behandelt wird und so bei Raumtemperaturen und 40 bis 100% relativer Luftfeuchte eine Wasseraufnahmefaehigkeit von 0,5 bis 10% aufweist.{Feuchteregulierung; zeitweilige OEffnung; Transportbehaelter; Lagerbehaelter; Qualitaetssicherung; Gebrauchswerterhaltung; einstellbares Feuchteniveau; Gueter mit eigenem Stoffwechsel; Feuchteeinstellung vor dem Verpacken; Verbund}

Description

Einflüsse wehgehend zu kompensieren (siehe Guichen, G.: Pourguol les Conservatours N'Utiselent-ils pas Ie G& de Silica on I es Trois Usages du Silica, 6. Dreijahresversammlung des Kommitees für Konservierung der ICOM, Ottawa 1981). Allerdings bleibt das ausreichende Regelverhalten auf relativ dicht verschlossene Vitrinen von max. 4 bis 5 m³ mit Kieselgelbeilagen von 1 kg/m³ beschrankt und von der Bedingung abhangig, daß die Vitrinen nicht geöffnet werden. In einer gemeinsamen Werbeschrift .Mittel zur Regelung der Luftfeuchtigkeit zur Konservierung von Kulturgütern" von Nippon Kasseihakudo Co., LTD., Tokyo und Department of conservation Science, Tokyo National Research Institute of Cultural Properties wird die Luftdichtheit von Schaukästen, Behältern usw. als wichtigste Voraussetzung für die Anwendung der Trockenmittelmethode zur Feuchtoeinstellung bei der Lagerung von Kulturgütern gefordert. Diese Forderung ist abter insbesondere dann nicht zu erfüllen, wenn die Kulturgüter leicht zugänglich sein müssen, bspw. Bücher, oder wenn die unter bestimmten Feuchtebedingungen zu lagernden Erzeugnisse in kurzen zeitlichen Abständen ge- oder verbraucht werden sollen oder deren Stpffwechselprodukte in kürzeren zeitlichen Abständen abgeführt werden müssen.

Selbst die dafür vorgeschlagene Uberdlmensionierung der Trockenmittelmengen schafft dafür ebensowenig Abhilfe wie zeitweilige Belüftung bei günstigen äußeren Bedingungen, weil die Adsorptions- und Desorptionsgeschwindigkeiten bekannter Trockenmittel, wie bspw. der Kieselgele, Zeolithe, aktive Tone oder synthetische Molekularsiebe, zu gering sind. Es wurde zwar schon vorgeschlagen (DD 226053) für die Entfeuchtung von Kühlmöbeln die Adsorptionsgeschwindigkeit von Entfeuchtungsmitteln, insbesondere von Kieselgel durch einen Zellstoff-Entfeuchtungsmittel-Polymerklebstoff-Verbund zu erhöhen, jedoch erwies sich die Adsorptionsgeschwindigkeit der parallel wirkenden und durch hochpolymere duroplastische Klebstoffe voneinander getrennten Komponenten als zu gering, um das Vereisen von Kühlmöbelflächen wirksam zu verhindern. Weiterhin ist die vorgeschlagene Kombination kompliziert, daß derartige Zellstoff-Kieselgel-Hochpolymer-Verbunde nicht wirtschaftlich hergestellt werden können.

Ebenfalls seit längerem bekannte Trockenmittelkosten, z. B. Trockenmittelkosten 1,5mm dick der Fa. Herrmann, Chemie- und Packmittel Ges. Köln, bestehend aus etwa 65% Kiesel und Zellulose, weisen eine sehr geringe Wasserdampfaufnahmefähigkeit auf. Sie beträgt nur 0,008g/cm^J; d. h., für die Aufnahme von 6g H₂O bei 40% relativer Luftfeuchte werden 750cm² Trockenmittelkosten (etwa 150g) benötigt, was einer etwa fünffachen Menge gegenüber reinem Kieselgel entspricht. Durch diesen uneffektiven Einsatz des Trockenmittels und die hohen Kosten hat diese Entfeuchtungsmethod* keine nennenswerte praktische Bedeutung erlangt.

Die bekannten Lösungen gewährleisten keine ökonomische Gestaltung der Verpackung für feuchteempfindliche Güter, die wegen ihrer Größe, ihres Stoffwechsels oder aus anderen Gründen, bspw. leichter Zugänglichkeit, nicht völlig abgeschlossen werden können, die zum Teil eine aufwendige Klimatisierung der Transport-, Lager- oder Verbraucherverpackungen überflüssig machen und deren Wirksamkeit durch erhebliche Abweichungen der äußeren Klimamerkmale vom Kryptokllma innerhalb der Verpackung ohnehin in Frage gestellt ist. Bekanntlich kann in feuchten Schachteln und Beuteln sowie Säcken aus Papier oder Karton die relative Luftfeuchte zeitweilig bis 30% höher sein als In der Umgebung (siehe Weigelt, J.: Untersuchungen zum Klima in Verpackungen und ihre Bedeutung für die Qualitätssicherung verpackter Güter, Diss.A, 1982, HHS Leipzig).

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, einen Verbund zu entwickeln, mit dessen Hilfe die Gebrauchseigenschaften feuchteempfindlicher Güter, besonders solcher, deren Qualität entweder bei zu hoher oder zu niedriger relativer Luftfeuchte beeinträchtigt wird, mit relativ einfachen Mitteln erhalten werden können, auch dann, wenn die Transport-, Lager- oder Verbraucherverpackungen zeitweilig geöffnet werden müssen und eine absolute Dichtheit der Lager- und/oder Transportbehälter oder Konsumverpackungen möglich, aber unwirtschaftlich ist.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, innerhalb von Behältnissen für Transport und Lagerung, vorzugsweise der Verpackung feuchteempfindlicher Güter ein Mikroklima zu gewährleisten, das den jeweiligen Gütern entsprechende optimale Feuchtebedingungen einstellbar schafft und aufrechterhält, auch wenn durch zeitweiliges öffnen oder teilweise Undichtheit der Behältnisse oder Verpackungen ein Luftaustausch mit der Umgebung stattfindet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß innerhalb mehr oder weniger dichter, in geringem Maße wasserdampfdurchlässiger oder zeitweilig zu öffnender Verpackungen ein an quellfähiger Zellulose reicher Verbund aus verschiedenen durch den (iinsatzzwock bedingbaren variablen Anteilen von Silikagel und spezifischen Zellstoffqualitäten und/oder anderen Faserstoff- bzw. auf Zellulosebasis beruhenden Produkten im Variationsbereich von 20 bis 80% wahlv/eise in eine 0,2 bis 1 mm dicke durchbrochene, erhaben strukturierte und als Schaumstoff oder Bläschenfolie ausgeführte hydrophobe Schicht eingehüllt ist, der Form der Verpackung oder des zu befeuchtenden oder zu trocknenden Gutes platzsparend angepaßbar, zur Feuchteeinstellung in do> Verpackung vor dem Verpacken auf das gewünschte Niveau der relativen Luftfeuchte, durch Beladen mit Wasserdampf bis zur entsprechenden Gleichgewichtsfeuchte und anschließendem Trocknen auf die erforderliche Einsatzmasse einstellbar ist und so bei Raumtemperatur und 40 bis 100°C relativer Luftfeuchte eine Wasseraufnahmefähigkeit von 0,5 bis 10% aufweist.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Ein Trockenschrank mit 0,8m³ Rauminhalt zur Langzeitlagerung von Dokumenten und Filmmaterial enthält zur Gewährleistung einer relativen Luftfeuchie von 40% bei Raumtemperaturen einen Verbund von 0,4 kg Trockengewicht, bestehend aus 200g engporigem Kieselgel (mittlerer Porendurchmesser 3nm, Schüttgewicht 600g/l, Korngröße 0,1 bis 1 mm), damit auch bei täglichem Öffnen kurze Zeit nach dem Verschließen die Sollfeuchte von 40% relativer Luftfeuchte wieder erreicht wird. Der

trockene Verbund wird vor seinem Einsatz in feuchter Umgebung mit Wasserdampf bis auf ein Gewicht von 440g aufgeladen (maximal 24 Stunden bei 100% relativer Luftfeuchte). Bei so erreichtem Gesamtgewicht von480g ist der Verbund bei max. 100⁰C auf eine Masce von 440g zu trocknen.

Die Bemessung einer Trockenmitteleinheit nach DIN 55473 zur Gewährleistung einer Wasserdampfmenge von mindestens 3g H)O bei 20% relativer Luftfeuchte und 6g H₂O bei 40% relativer Luftfeuchte erfolgt mit dem erfindungsgemäßen Trocknungeverfahren durch einen Verbund aus 50% engporigem Kieselgel (Silikagel), 48% Zellstoff, mit einer Gesamtmasse (trocken) von 60 g. Damit wird zwar das zulässige Gewicht für derartige Einheiten um 50% überschritten, jedoch die Aufnahmegeschwindigkeit für Wasserdampf und damit die Regelsicherheit bei Temperatur-und Feuchteschwankungen um den Faktor 5 bis 100 erhöht.

Überraschend wird beim Trocknen der Innenräumo von Behältnissen und Verpackungen mittels Zellstoff die Trocknungsgeschwindigkeit sowohl bei niedrigen wie auch sehr hohen relativen Luftfeuchten ganz erheblich angehoben. Daboi wurde auch erkannt, daß dieser Effekt bei Verwendung eines Zellstoff-Kieselgel-Verbundes im Masseverhältnis von etwa 1:1 nicht nur weitgehend erhalten bleibt, sondern überraschend ergänzt wird durch eine ganz erhebliche Erhöhung der Wasserdampfaufnahmekapazität des Verbundes gegenüber der Summe der Einzelkomponenten, wie nachfolgende Tabellen beispielhaft zeigen:

Feuchtigkeitsaufnahme bei 100% rel. Luftfeuchte (2O⁰C): Zeit Kieselgel Zellstoff

(engporig) (Kiefersulfat)

1h 0,12...0,2 6,15...11,2

5h 0,70...0,8 7,80... 12,3

1d 2,00... 2,6 11,2...17,3

2d 3,20... 6,0 11,2...22,7

4d 8,50...10,5 22,9... 27,2

Feuchtigkeitsaufnahme bei 40% relativer Luftfeuchte: 1h 2,6... 3,3

5h 4,0...5,0

U 1,2...1,6 4,4...E,0

Id 2,4... 2,6 4,4.„5.0

4d 3,3...3,4 4,4...5,0

Zellstoff u. Kieselgel	:.11,2
(1:1)	..25,6
0,68.	..29,2
2,41.	...41,8
8,30.	...45,4
16,70	7.0
18,30	8,5
2,7...	8,5
4,6...	9,2
6,2...	10,0
7,7...
9,0...

Claims (1)

1. Feuchteregulierung innerhalb verschließbarer Behältnisse, vorzugsweise zeitweilig zu öffnender Transport- und/oder Lagerbehälter oder Verpackungen zur Qualitätssicherung nicht völlig wasserdampfdicht verpackter Güter, für deren Gebra,uchswerterhaltung ein einstellbares Feuchteniveau nützlich ist oder erhalten bleioon soll auch bei eigenem Stoffwechsel der Güter oder deren zeitweisem Verbrauch, gekennzeichnet durch einen an quellfähiger Zellulose reichen Verbund aus verschiedenen durch den Einsatzzweck bedingbaren variablen Anteilen von Silikagel und spezifischen Zellstoffqualitäten und/oder anderen Faserstoff- bzw. auf Zellulosebasis beruhenden Produkten im Variationsbereich von 20 bis 80%, der wahlweise in eine 0,02 bis 1 mm dicke durchbrochene, erhaben strukturierte und als Schaumstoff oder Bläschenfolie ausgeführte hydrophobe Schicht eingehüllt ist, der Form der Verpackung oder des Gutes platzsparend anpaßbar, zur Feuchteeinstellung in der Verpackung vor dem Verpacken auf das gewünschte Niveau der relativen Luftfeuchte, durch Beladen mit Wasserdampf bis zur entsprechenden Gleichgewichtsfeuchte und durch anschließendes Trocknen auf die erforderliche Einsatzmasse herstellbar ist, auf dessen Oberfläche die der jeweiligen Gleichgewichtsfeuchte entsprechende Gesamtmasse angegeben ist und der so bei Raumtemperatur und einer relativen Luftfeuchte von 40 bis 100% eine Wasseraufnahmefähigkeit von 0,5 bis 10% aufweist.

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft die Feuchtereguüerung innerhalb verschließbarer, zeitweilig zu öffnender oder nicht völlig dichter Behältnisse für solche Güter, deren Qualitätssicherung über einen längeren Zeitraum des Transportes, der Lagerung oder des Ge· oder Verbrauches von einem bestimmten Luftfeuchteniveau abhängt, wie beispielsweise Produkte der Landwirtschaft, des Gartenbaues, der Lebensmittelindustrie, der Pharmazie, der chemischen und biochemischen Industrie sowie für Gebrauchs- und Kunstgegenstände in Gewerbe, Handel und Haushalten.

   Charakteristik der bekannte'- .echnlschen Losungen

   Es ist bekannt, daß das Kryptoklima in Transportbehältern und Verpackungen wesentlich vom Mikroklima in der Umgebung abweichen kann und durch die hohe oder zu geringe Luftfeuchte in der Verpackung Transportschäden ausgelöst werden können (Grundke, G.: Grundriß der allgemeinen Warenkunde, Warenpflege-Verpackung.-6.Auflage, 1986. -Leipzig: Fachbuchverlag S. 116-117). Es ist deshalb die Regel, feuchteempfindliche Gütei bei längeren Transport- und Lagerzeiten und langem Gebrauch der Güter in hermetisch abgeschlossenen Behältern zu transportieren und zu lagern und die optimale relative Luftfeuchte beim Verschließen völlig dichter Behälter vorzugsweise aus Stahl- oder Aluminiumblech, aus Mehrschicht-Plasthüllen, aus metallbedampftem oder plastbeschichtetem Karton oder allgemein ausgedrückt aus Verbunden von Werkstoffen mit guten oder sich ergänzenden Sperr- und Festigkeitsverhalten zu erreichen. Dafür ist es sowohl üblich, die Luft beim Verparkungsprozeß zu trocknen oder zu evakuieren oder ganz oder teilweise durch weitgehend inerte Gase zu verdrängen

   Eine weitere bekanntgewordene Richtung in der Modifizierung der Lager- ur.d Transportatmosphäre, insbesondere für Obst und Gemüse besteh, im Einsatz von Hohlfasermembranen oder Mehrschichtplasthüllen, die bestimmte Gase nur in einer Richtung diffundieren lassen, um damit Produkte mit einem eigenen Stoffwechsel selbst als Erzeuger einer angestrebten Schutzatmosphäre wirken zu lassen (siehe ,The wall street Journal* vom 23.6.87). Dabei werden auch Schachteln mit chemischen Substanzen beschichtet, die eine günstige Atmosphäre in der Verpackung schaffen sollen, um Reife- und Verderbprozesse zu verlangsamen. Dem gleichen Zweck dient die bekannte Kühllagerung oder die Bestrahlung des Gutes vor dem oder beim Verpacken mit hochenergetischen Strahlen. Der wesentliche gemeinsame Nachteil dieser bekannten und angestrebten Verfahren zur Verminderung der relativen Luftfeuchte ist die, für die Qualitäiserhaltung des verpackten Gutes, nicht einstellbare optimale relative Luftieuchte bei Temperaturwechsel. Weiterhin verteuert eine wasserdampfdichte Verpackung den Transport und die Lagerung fouchteempfindlicher Güter wesentlich. Die Anwendung nur in einer Richtung gasdurchlässiger Membranen in der Verpackung oder auf der Oberfläche des Lagergutes bleibt auf spezielle Anwendungsfälle beschränkt und ist für eine optimale Feuchteeinstellung nicht geeignet.

   Ebenso können mit Hilfe der sogenannten Trockenmittelmethode innerhalb weitgehend wasserdampfdichter Sperrhüllen der Verpackung durch wasserdampfadsorbierende Mittel, beispielsweise durch Kieselgele, Zeolithe, Bentonite oder Molekularsiebe aus synthetischen Metall-Alumo-Silikaten, zwar die Niveaus der relativen Luftfeuchtigkeit in der Verpackung ganz erheblich abgesenkt und eindringende Feuchte über länger Zeit adsorbiert werden, jedoch ist damit die Regelung einer optimalen Feuchte innerhalb des Kryptoklimas der Verpackung nicht möglich. Es wurde zwar vorgeschlagen, derartige Trockenmittel innerhalb eines Trockenmittelbehälters in der Verpackung so anzuordnen, daß ein Luftaustausch zwischen Verpackungsinnenraum und Trockenmittel nur dann stattfinden ksnn, wenn ein für die Qualitätserhaltung kritischer Luftfeuchtestatus erreicht wird, jedoch erfordert die Ausnutzung der dabei vorgeschlagenen Welligkeit hydrophil-hydrophober Werkstuffkombinationen einen empfindlichen Mechanismus, und zum andoren ist die Adsorptionsgeschwindigkeit der Trockenmittel nicht groß genug, Regelverhalten zu gewährleisten. Lediglich in geschlossenen Glasvitrinen, in mehr oder weniger klimatisierten Ausstellungsund Messehausinnenräumen reicht die Adsorptionsgeschwindigkeit von Kieselgel aus, um die durch tageszeitliche Schwankungen der Temperatur und der relativen Luftfeuchte sowie durch Beleuchtung unu Besucherströme verursachten