どのくらいの乾燥剤が必要か？究極のガイド

乾燥剤について

乾燥剤とは？

乾燥剤は、空気中の水分を除去し、製品への湿度の影響を最小限に抑えるために使用される製品です。電子機器、医薬品、食品包装など、ほとんどすべての産業で使用されている。シリカゲル、モレキュラーシーブス、クレー、活性アルミナ、塩化カルシウムが最も頻繁に使用される乾燥剤で、水分除去の効率や目的が異なります。例えば、シリカゲルは非常に効率的で再利用が可能なため、多くの用途でよく使用されています。モレキュラーシーブ（分子ふるい）は、さらに精度の高い水分制御が可能で、最もデリケートな製品に適しています。乾燥剤とは何か、その用途を知ることは、お客様のケースに必要な乾燥剤の量を決定する際に役立ちます。

乾燥剤の種類と用途

最も一般的に使用されている乾燥剤には、シリカゲル、モレキュラーシーブ、クレイ、塩化カルシウムなどがあります。シリカゲルパックは通常の包装に有用であり、その重量の40%までの水蒸気を保持することができる。モレキュラーシーブは、孔径が均一であるため、正確な孔径が必要な条件での使用に特に適している。ベントナイト粘土は比較的安価で、それほど厳密でないプロセスにも使用できる。吸湿速度の速い塩化カルシウムは、迅速かつ効率的な吸湿が要求される分野で使用される。このように、種類ごとの特徴や用途に応じて最適な乾燥剤を選択することが可能です。

正確な乾燥剤計算のために考慮すべき主要パラメータ

乾燥させる空間の容積： 除湿を必要とする空間の大きさは、使用する乾燥剤の量を決定する重要な要素です。容積が大きければ大きいほど、効果的に吸湿するためにはより多くの乾燥剤が必要となり、そのため空気の容積が大きければ大きいほど、より大量の乾燥剤が必要となります。この容積には、容器に付随するその他の包装材料も含まれます。乾燥剤の容量を正しく測定することで、過剰使用や過少使用といった非生産的な事態を避けることができます。

水分に対する材料の感受性： 素材によって湿気に対する感受性のレベルが異なることを理解することが重要です。湿度に敏感な製品としては、電子機器、医薬品、ある種の食品などが挙げられます。乾燥剤の種類によって感度のレベルが異なるため、使用する乾燥剤の種類と量を決定する上で重要です。製品によっては、長期間に渡って十分な保護を提供するために、モレキュラーシーブのような吸湿性の高い乾燥剤が必要となる場合があります。

環境 条件（湿度、温度）： したがって、必要な乾燥剤の量は湿度や温度などの環境条件に影響されることは明らかである。相対湿度と温度変化は吸湿速度に影響する。これらの条件を知ることで、必要なRHレベルを達成するための適切な乾燥剤と必要量を選択することができます。

必要な保護期間： 必要な乾燥剤の量を左右するもう一つの要因は、必要な保護期間です。保管期間や輸送期間が長ければ長いほど、必要な時間乾燥状態を維持するためにより多くの乾燥剤が必要となります。必要な時間を計算することで、製品が長期間保管または輸送されたとしても、ダメージを与える可能性のある湿気やその他の要因から常に保護することができます。

デシカント・ユニットの説明

デシカント・ユニットの定義

乾燥剤単位とは、乾燥剤の吸湿能力を表す標準単位です。ある条件下で一定量の水蒸気を吸収する能力を持つ乾燥剤の量を1単位乾燥剤と定義しています。この標準化により、様々な用途で必要とされる乾燥剤の量を定量化することができ、同時に乾燥剤の効率が同じであることを保証することができます。

乾燥剤ユニット規格（MIL-D-3464他）

MIL-D-3464のような規格があり、品質及び効率基準を満たすための乾燥剤の性能に関するガイドラインを規定している。MIL-D-3464によると、1つの乾燥剤ユニットで20%相対湿度、25℃において6グラム以上の水蒸気を吸収することが可能でなければなりません。この規格は乾燥剤製造の標準化に役立つため、メーカーが吸湿能力のある乾燥剤を製造していることを確認しやすくなります。

その他の規格やガイドラインも、乾燥剤ユニットが設定された性能基準を満たしていることを保証するのに役立ちます。例えば、ヨーロッパで広く使用されているDIN 55474規格では、乾燥剤バッグの試験方法と到達すべき相対湿度が記載されています。また、乾燥剤ユニットはASTM D3865に基づいて試験されます。ASTM D3865は出荷・保管用乾燥剤パックの標準規格です。

乾燥剤の必要量を正確に計算するには、様々なパラメーターを理解し、適切な計算式を使用する必要があります。以下のセクションでは、様々なシナリオに対して必要な乾燥剤の量を決定できるように、複数の方法を取り上げます。

方法1：体積に基づいて計算する

空気交換が制限され、空間が比較的気密性が高い場合、空間の容積に基づく基本的な計算で、必要な乾燥剤の量を十分に見積もることができます。この方法は、乾燥剤が主に空間内の密閉された空気から水分を吸着するという事実に依存しています。

体積計算のステップバイステップガイド:体積計算のステップバイステップガイド：

1.密閉された空間の体積を求める：空間の長さ、幅、高さの寸法をメートルまたはフィートで測る。これらの寸法を掛け合わせ、立方メートルまたは立方フィートの体積を求める。

2.適切な乾燥剤単位換算係数を選択する：乾燥剤の使用量は通常、グラム/立方メートル（g/m³）またはポンド/立方フィート（lb/ft³）で表示されます。使用する体積測定単位に応じて、正しい換算係数を選択してください。

3.体積に乾燥剤単位換算係数を掛ける：密閉空間の体積に選択した乾燥剤単位換算係数を掛け合わせ、必要な乾燥剤の量を決定する。

フォーミュラ：

必要乾燥剤量（g） 相対湿度 (%）×体積 密閉空間 (m³) / 乾燥剤吸着率(g/g)

容積10立方メートルの貯蔵容器を考えてみましょう。乾燥剤の単位換算係数を20g/m³とすると、推定乾燥剤量は以下のようになる：

乾燥剤量 = 容積 × 乾燥剤単位換算係数 = 10 m³ × 20 g/m³ = 200 g

方法2：表面積に基づいて計算する

表面積法は、吸湿が表面活性によって決まる場合、例えば空気循環の少ない密閉空間や表面積の大きい吸湿性材料に最も効果的である。この方法では、湿気を遮断する必要がある材料や包装の表面積の程度を考慮する。

乾燥剤量（g）＝総表面積（m²）×乾燥剤単位換算係数（g/m²)

総表面積が10平方フィートの貯蔵容器を考えてみましょう。乾燥剤の単位換算係数を0.02g/in²とすると、推定乾燥剤量は以下のようになります：

乾燥剤量 = 全表面積 × 乾燥剤単位換算係数 = 10 ft² × (12 in/ft)² × 0.02 g/in² = 28.8 g

方法3：EIA-583を用いた高度な計算

必要な乾燥剤量を決定する際、EIA-583式は体積や表面積の技術よりも正確で包括的な結果をもたらします。密閉空間の体積と表面積、周辺環境の相対湿度、保管期間、包装材料の透湿度、乾燥剤の特性など、吸湿に影響する変数を考慮に入れています。この技術は、材料の含水率が重要な用途で特に役立ちます。

M（乾燥剤量/グラム）＝P（包装材の透湿度（g/m²/day/mmHg））×V(ボリューム の 密閉空間/貯蔵時間／日）×（貯蔵時間／日）×（貯蔵時間／日RH₁ - RH₂)/[100 - (RH₁ × RH₂)/100] × K(g) × F

RH₁: 初期相対湿度（%）

RH₂: 目標相対湿度（%）

K: 乾燥剤吸着容量（乾燥剤1グラムあたりの水分グラム数）

F: 乾燥剤利用率（通常0.7～0.9）

デリケートなアプリケーションに対する特別な配慮

紫外線望遠鏡の光学系やロケットエンジンのような高感度プロジェクトでは、少量の湿気でも問題になることがあります。このような用途では、乾燥剤を非常に慎重に計算する必要があります。モレキュラーシーブは高い精度で湿度を調整できるため、モレキュラーシーブを使用するのが最良の方法です。このような繊細なプロジェクトでは、何度も計算を行い、通常1.5という高い安全係数を使用する必要があります。

結論乾燥剤使用の要点と重要なヒント

必要な乾燥剤の量は、空間の容積、材料の感度、一般的な条件、乾燥剤で保護したい期間などの要因によって異なります。体積ベース、表面積ベース、EIA-583法は正しい計算により最も正確な結果を提供します。シリカゲル、モレキュラーシーブ、クレイなど様々なタイプの乾燥剤にアプローチを適応させることで、お客様のアプリケーションの要求を満たすことが保証されます。感度の高いプロジェクトでは、材料や機器などの貴重品を確実に保護するために、常に専門のエンジニアのサービスを受けることをお勧めします。乾燥剤計算機を使用する場合、または手動で計算する場合、実際の使用条件を考慮して安全係数を追加することをお勧めします。