bao bì màng ghép - tetra park

Định Nghĩa Màng Ghép Phức Hợp Màng phức hợp hay còn gọi là màng ghép là một loại vật liệu nhiều lớp mà ưu điểm là nhận được những tính chất tốt của các loại vật liệu thành phần.. Khi đó

Mục Lục

Trang

Giới thiệu chung về bao bì 02

I Lịch Sử Màng Phức 02

II Định Nghĩa Màng Ghép Phức Hợp 03

III Mục Đích 04

IV Nguyên Liệu 04

1 PE: polyethylen: 04

2 LDPE: Low Density Polyethylen: 04

3 MDPE: Midium Density Polyethylen: 04

4 HDPE: High Density Polyethylen: 04

5 PET: Polyethylen Terephthalate: 05

6 PP: polypropylene: 05

7 OPP: Oriented polypropylen: 05

8 CPP: Cast Polypropylen: 05

9 Màng nhôm (AL): 05

10 Giấy kraft: 05

11 Màng copolymer của PE: 05

V Phân loại và ứng dụng 06

1 Phân loại 06

2 Ứng dụng 06

2.1 Bao bì ghép nhiều lớp nhựa với nhau: 06

2.2 Bao bì ghép nhựa và kim loại: 07

2.3 Bao bì nhựa và giấy: 07

2.4 Bao bì nhựa và các vật liệu khác được ghép lại với nhau: 07

VI Quy Trình Sản Xuất 08

1 Phương pháp đùn 08

2 Phương pháp thổi 10

3 Phương pháp ép nhiệt 11

4 Phương pháp ghép ướt 12

5 Phương pháp ghép khô 12

Một Số Sản Phẩm Ứng Dụng 13

VII. Tài Liệu Tham Khảo 14

GIỚI THIỆU CÁC LOẠI MÀNG GHÉP PHỨC HỢP

Giới thiệu chung về bao bì

 Bao bì là loại vật dụng để bao, gói, giữ, chứa đựng một loại sản phẩm, trợ giúp

trong việc vận chuyển và lưu trữ Bao bì đã được sử dụng phổ biến để chứa đựng tất cả

các loại hàng hóa trong quá trình bảo quản, vận chuyển, phân phối và kiểm tra

 Bao bì có tác dụng đảm bảo chất lượng cho sản phẩm một cách thuận lợi mang lại

sự trật tự, hiệu quả kinh tế và thể hiện sự tiến bộ của xã hội Từ những vật chứa đựng thô

sơ ngày xưa, khoa học kĩ thuật phát triển nhiều phương pháp đóng gói tương ứng với

loại vật liệu bao bì, tạo nên nhiều bao bì đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội

Công nghiệp bao bì hình thành và được chia thành nhiều lĩnh vực theo từng đối tượng

được bao gói, trong đó thực phẩm là đối tượng quan trọng

 Chẳng những thế, bao bì còn phải có tính kinh tế, nghĩa là với một lượng vật liệu

tối thiểu phải có số thành phẩm tối đa Bao bì phải vừa khít, quá trình đóng gói sản phẩm

dễ dàng ít tốn thời gian, giảm thiểu số màu in nhưng đạt hiệu quả trình bày

 Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ ngành công nghiệp

bao bì thực phẩm có những bước tiến bộ vượt bậc và ngày càng đa dạng phong phú, đáp

ứng nhu cầu ngày càng cao của đời sống con người

I. Lịch Sử Màng Phức

 Cách đây hơn 60 năm, Ruben Rausing đã có một phát minh kỳ diệu và được coi là

một cuộc cách mạng đối với ngành giấy cũng như ngành thực phẩm Lần đầu tiên trên thế

giới đã xuất hiện những hộp giấy carton Tetra Pak có thể đựng được sữa, nước uống và

thực phẩm Các sản phẩm của tập đoàn bao bì Tetra Pak hiện có mặt tại hơn 170 nước

trên thế giới

 Năm 1951, chiếc hộp Tetra Pak lần đầu tiên ra đời và có kích thước nhỏ để chuyên

đựng sữa và váng sữa

 Về mặt kinh tế, bao bì Tetra Pak rẻ hơn rất nhiều so với các bao bì bằng thủy tinh,

bằng gỗ hay kim loại

 Từ những năm 80 trở đi, tập đoàn Tetra Pak không chỉ là nhà cung cấp bao bì đơn

thuần Hans Rausing đã đầu tư để tập đoàn còn là nhà cung cấp các dây chuyền đóng gói,

đóng hộp, đóng chai, dán nhãn cho ngành sản xuất lương thực, thực phẩm của rất nhiều

nước trên thế giới Do đó, màng ghép nhiều lớp được chế tạo và nhanh chóng chiếm ưu

điểm trong ngành bao bì thực phẩm

II Định Nghĩa Màng Ghép Phức Hợp

 Màng phức hợp hay còn gọi là màng ghép là một loại vật liệu nhiều lớp mà ưu

điểm là nhận được những tính chất tốt của các loại vật liệu thành phần

 Người ta đã sử dụng cùng lúc (ghép) các loại vật liệu khác nhau để có được một

loại vật liệu ghép với các tính năng được cải thiện nhằm đáp ứng các yêu cầu bao bì Khi

đó chỉ một tấm vật liệu vẫn có thể cung cấp đầy đủ tất cả các tính chất như: tính cản khí,

hơi ẩm, độ cứng, tính chất in tốt, tính năng chế tạo dễ dàng, tính hàn tốt… như yêu cầu đã

đặt ra nhằm bảo quản theo tầng lớp ghép với nhau tác dụng cho hàng hóa đạt được thời

gian cần thiết cho sản phẩm

 Mỗi loại vật liệu đều có những ưu điểm riêng, do đó bao bì màng ghép kết hợp

được các ưu điểm và khắc phục được các nhược điểm của các loại vật liệu

Các loại bao bì màng ghép thông dụng trên thị trường hiện nay thường có cấu trúc

từ 2 đến 5 lớp Màng ghép có thể có độ dày khoảng 15 mils = 375µm (1mil = 25µm)

Đặc tính chung của màng màng ghép phức hợp

 Ngăn cản khí, hơi ẩm khá tốt

 Có khả năng hàn dán nhiệt tốt

 Có tính ngăn cản mùi hương và oxy

 Màng ghép trong suốt, mỹ quan và dễ in ấn

 Gọn nhẹ tạo thuận tiện trong việc chuyên chở, phân phối

III Mục Đích

Màng ghép nhiều lớp được sản xuất ra với mục đích chính là tạo ra những loại

bao bì khắc phục được nhược điểm của các loại bao bì màng đơn như: chống thấm, chống

ánh sáng, gọn nhẹ, chịu được sự va chạm, chịu được nhiệt độ cao, chống tĩnh điện và in

ấn dễ dàng…

Không chỉ tiết kiệm chi phí với người tiêu dùng, Tetra Pak còn thuận tiện hơn

nhiều vì không phải lưu giữ vỏ chai hay can nhôm để đi đổi hay trả lại

IV Nguyên Liệu

1 PE: polyethylen:

Trong suốt, có bề mặt bóng láng, mềm dẻo Chống thấm nước và hơi nước tốt

Chống thấm khí O2, CO2, N2 và dầu mỡ, Chịu được nhiệt độ cao (dưới 230o C) trong thời

gian ngắn

Được trùng hợp để kết dính các loại vật liệu lại với nhau Tổng lượng chất kết

dính của các lớp rất nhỏ khoảng 15-20% khối lượng màng chính, chiều dài khoảng 3µm

Chất kết dính thường ghép nhôm để ngăn cản ánh sáng thấy được hoặc tia tử ngoại

Lớp PE được ghép trong cùng để tạo khả năng hàn dán nhiệt tốt, dễ dàng, có khả

năng chịu nhiệt, chịu lạnh và chống thắm nước,…

2 LDPE: Low Density Polyethylen:

Được ghép ngoài cùng nhằm chống thấm nước, chống ướt bao bì, LDPE có tính

hàn dán nhiệt dễ dàng, cho nên được dùng làm lớp trong các bao bì ghép để dễ hàn kín,

nhiệt độ hàn dán 110oC

3 MDPE: Midium Density Polyethylen:

MDPE có tính năng trung gian giữa LDPE và HDPE và rất ít được sản xuất cũng

như sử dụng trên thị trường

4 HDPE: High Density Polyethylen:

HDPE có thể được trùng hợp từ ethylen CH2=CH2 ở áp suất khí quyển với nhiệt độ

70oC; hoặc ở áp suất 2750-3450kN/m2 ở nhiệt độ 100- 175oC Khả năng bền nhiệt cao,

nhiệt độ hóa mềm dẻo là tnc= 121oC , nên có thể làm bao bì thực phẩm áp dụng chế độ

thanh trùng pasteur; hoặc làm bao bì thực phẩm đông lạnh như thủy sản vì: tmin= -46oC,

thàn=140-180oC

Chống thấm nước, bảo vệ lớp in bên trong bằng giấy và tránh bị trầy xước

5 PET: Polyethylen Terephthalate:

Là loại nhựa nhiệt dẻo, thuộc loại nhựa polyester và được dùng trong tổng hợp tơ

sợi Bền cơ học cao, có khả năng chịu đựng lực xé và lực va chạm, chịu đựng sự mài mòn

cao, có độ cứng vững cao

Các đặc tính của PET được quyết định bởi quá trình xử lý nhiệt, nó có thể tồn tại

ở 2 dạng: vô định hình ( trong suốt) và dạng kết tinh ( màu trắng đục)

6 PP: polypropylene:

Tính bền cơ học cao (bền xé và bền kéo đứt), khá cứng, không mềm dẻo như PE,

không bị kéo giãn dài do đó được chế tạo thành sợi Trong suốt, độ bóng bề mặt cao cho

khả năng in ấn cao, nét in rõ

7 OPP: Oriented polypropylen:

Được ghép ngoài cùng các bao bì dạng túi để có thể xé, mở dễ dàng, in ấn tốt, tạo

độ bóng cho bề mặt bao bì

8 CPP: Cast Polypropylen:

9. Màng nhôm (AL): ngăn chặn ẩm, ánh sáng, khí và hơi

10 Giấy kraft: có thể gấp nếp tạo hình dáng hạt, lớp này có độ cứng và dai chịu đựng

được những va chạm cơ học

11 Màng copolymer của PE: là lớp keo kết dính giữa giấy kraft và màng nhôm

Bảng so sánh Tính chất của một số loại

màng đơn thông dụng trong bao bì:

chú ý: rất tốt:+++; tốt:++; trung bình:+; khômg

tốt:-V Phân Loại và ứng dụng:

1 Phân loại:

 2 lớp: BOPP/PE; PET/PE; NY/PE; BOPP/CPP

 3 lớp: BOPP(PET)/PET (M)/PE; BOPP(PET)/Al/PE;

 4 lớp: BOPP(PET)/PE/Al/PE; Giấy/PE/Al/PE; BOPP/PE/MPET/CPP

 5 lớp: PET/PE/Al/PE/LLDPE

Thí dụ 1: Màng ghép đơn giản 2 lớp: BOPP/PE hay BOPP/CPP

 BOPP- Màng in: lớp bảo vệ ngoài cùng

 PE hay CPP- Lớp trong có tính năng hàn nhiệt

Thí dụ 2: Màng ghép phức tạp 4 lớp: BOPP/PE/MPET/CPP

 BOPP- Màng in: lớp bảo vệ ngoài cùng

 PE- Lớp nhựa liên kết, đồng thời tạo sự mềm dẻo cho bao bì

 MPET- Màng ghép với ưu thế về khả năng ngăn cản

 CPP- Lớp trong cùng có tính năng hàn nhiệt

 Tính chất của một số loại mang để tạo nên màng phức hợp (2,3,4,5 lớp)

- BOPP- Màng in: lớp bảo vệ ngoài cùng

- CPP- Lớp trong có tính năng hàn nhiệt

- PE- Lớp nhựa liên kết, đồng thời tạo sự mềm dẻo cho bao bì

- MPET- Màng ghép với ưu thế về khả năng ngăn cản

2 Ứng dụng:

2.1 Bao bì nhiều lớp nhựa được ghép lại với nhau:

Gồm các màng nhựa được ghép lại với nhau thường được ghép từ (BOPP/PE;

PET/PE; BOPP/CPP)

Chứa các loại sản phẩm dạng lỏng: sữa, nước trái cây…

Gồm các màng nhựa và màng kim loại (thường là mhôm) ghép với nhau: PET/

AL/PE, OPP/PE/AL/PE, PET/AL/PP…

Dùng cho bảo quản thực phẩm chiên, sấy để lâu trong túi hay hộp kín

2.3Bao bì nhựa và giấy:

Giấy /PE/Nhôm/ LDPE dùng cho thực phẩm khô cần màng ngăn hơi nước, khí và

ánh sáng Lớp ngoài cùng là PE chống ẩm

Lớp mực in (cellopane): dễ in

Lớp giấy: tăng độ cứng cho bao bì

với nhau:

VI Quy Trình Sản Xuất

Giới thiệu chung các phương pháp ghép màng phức hợp

Màng phức hợp được tạo thành bằng cách: Ghép hai hay nhiều lớp màng bằng

chất kết dính tráng lên một lớp màng vật liệu một lớp vật liệu khác ở dạng lỏng

(nóng chảy) sau khi lớp vật liệu này nguội đi sẽ đông cứng lại

Có 5 phương pháp tráng ghép màng cơ bản thường được ứng dụng trong sản

xuất bao bì mềm, trong đó mỗiphương pháp bao gồm các dạng riêng của chúng:

Phương pháp đùn Phương pháp thổi Phương pháp ép nhiệt Phương pháp Ghép ướt Phương pháp Ghép khô

1 Phương pháp đùn

1.1 Phương pháp đùn trực tiếp:

 Nguyên tắc: được thực hiện rất đơn giản Từ các vật liệu ban đầu là polyme

người ta cho vào những đường dẫn khác nhau trên thiết bị đùn cán sau đó được dẫn vào

một đường ống chung và đùn cán trực tiếp ra các màng ghép

 Ưu điểm: ở phương pháp này sẽ giảm được khá nhiều thời gian so với

phương pháp ép dán nhiệt và hạn chế hiện tượng tách lớp giữa các lớp màng ghép

 Nhược điểm: do đùn cán một bước dẫn đến sự đồng đều bề mặt không cao.

Phải dựa vào nhiệt độ nóng chảy của từng loại nhựa trước khi đùn ép cũng như các vật

liệu đùn cán phải có cấu trúc tương tự nhau

1 Phương pháp đùn không trực tiếp:

Nguyên tắc: cũng được thực hiện trên cùng một thiết bị nhưng phương

pháp tiến hành khác nhau Trên cùng một đường dẫn các vật liệu không được đùn ra

cùng lúc mà các lớp được đùn ra theo trình tự nhất định Khi lớp màng thứ nhất được

đùn ra, lớp nhựa đầu tiên khô lại hay đã đóng rắn thì lớp nhựa thứ hai được trãi lên lớp

nhựa thứ nhất và trình tự cứ như vậy thì màng ghép sẽ được tạo ra

Ưu điểm: các vật liệu cho vào thiết bị đùn cán có thể khác nhau và đảm

bảo được độ đồng đều bề mặt sau khi đùn cán

Nhược điểm: phương pháp này mất khá nhiều thời gian so với phương

pháp đùn cán trực tiếp

 So sánh giữa đùn trực tiếp và đùn không trực tiếp:

Đùn trực tiếp Đùn gián tiếp

Nguyên tắc: Các vật liệu sau khi đùn (khác nhau)

được đua vào cùng một đường dẫn và đùn các trực tiếp thành mang ghép

Các vật liệu sau khi đùn (thực hiện trên cùng một thiết bị khác phương pháp) được đua vào cùng một thiết

bị các lớp được đùn theo một trình

tự nhất định

Ưu điểm: Giảm được nhiều thời gian

Hạn chế hiện tượng tách lớp giữa các lớp màng ghép

Bỏa đảm được độ đồng đều bề mặt của lớp màng

Nhược điểm: Độ đồng đều không cao Mất nhiều thời gian

2 Phương pháp thổi:

Nhựa nóng chảy được đẩy qua một khe tạo hình vành khuyên, thường bố trí thẳng

đứng, để tạo thành một ống thành mỏng không khí được đưa vào thông qua một lỗ hổng

ở giữa khuôn thổi vào bên trong để thổi phồng ống Phía trên khuôn người ta bố trí một

vòng không khí tốc độ cao để làm nguội màng phim nóng Ống màng sau đó tiếp tục đi

lên, tiếp tục được làm lạnh đến khi nó đi qua con lăn để làm dẹp lại tạo thành màng đôi

Màng đôi này sau đó được đưa ra khỏi tháp đùn thông qua một hệ thống các con lăn

Thông thường, khoảng tỉ lệ giữa khuôn và ống màng thổi từ 1,5- 4 lần so với

đường kính khuôn Mức độ kéo căng của màng khi chuyển từ trạng thái nóng chảy sang

nguội cả theo chiều bán kính lẫn chiều dọc ống có thể dễ dàng điều khiển bằng cách thay

đổi thể tích không khí ở bên trong ống và thay đổi tốc độ kéo Điều này giúp cho màng

thổi ổn định hơn về tính chất so với màng đúc hay đùn truyền thống chỉ có kéo căng dọc

theo chiều đùn

Màng tạo bằng phương pháp đùn cán Màng tạo bằng phương pháp đùn thổi

Sản phẩm

Cán

Làm nguội

Cuộn màng

Ép Gia nhiệt

3 Phương pháp ép nhiệt:

Quy trình sản xuất:

- Ưu điểm: là có thể ghép các loại màng đơn lại với nhau tuỳ theo yêu cầu của

sản phẩm Chẳng hạn, để có thể hàn dán nhiệt tốt thông thường lớp màng PE

được ghép bên trong do nhiệt độ nóng chảy thấp và có tính trơ đối với sản phẩm

- Nhược điểm: khi ghép màng theo phương pháp này thì tốn khá nhiều thời

gian và các màng ghép dễ dàng bị tách lớp

4 Phương Pháp Ghép Ướt:

Ở phương pháp ghép ướt là phương pháp ghép bằng keo, tại thời điểm ghép hai

lớp vật liệu với nhau chất kết dính (keo) ở trạng thái lỏng Đây là phương pháp ghép

được sử dụng khá rộng rãi đặc biệt ứng dụng nhiều nhất khi ghép màng nhôm với giấy

Keo sử dụng trong phương pháp ghép này là dạng keo polimer nhân tạo gốc nước.Trong

quá trình ghép keo ở trạng thái lỏng chúng sẽ thẩm thấu qua một lớp vật liệu và bay hơi

sau đó keo được tráng lên lớp vật liệu 1 ít có tính thấm nước hơn, sau đó ngay lập tức

được ghép với lớp vật liệu thứ 2 Sau khi ghép nước chứa trong keo sẽ bay hơi tại đơn vị

sấy, keo khô tạo kết dính giữa hai lớp vật liệu

Quy trình sản xuất:

5 Phương pháp ghép khô:

- Ghép khô không dung môi: keo không dung môi

- Ghép khô có dung môi: keo hệ dung môi hữu cơ

Là phương pháp ghép bằng keo, như tên công nghệ đã chỉ ra, kỹ thuật ghép màng

không dung môi không sử dụng tới các loại keo có gốc dung môi mà sử dụng loại keo

100% rắn Nhờ đó ta có thể giảm một cách đáng kể việc tiêu thụ năng lượng tiêu tốn cho

các công đoạn sấy khô dung môi trong keo hoặc cho việc thổi và thông gió

Keo được sử dụng là loại keo 1 hoặc 2 thành phần, loại keo một thành phần được dùng

chủ yếu để ghép với giấy

Sức căng bề mặt của màng phải được chú ý đặc biệt, để xử lý độ bám dính, vì độ bám

dính ban đầu của keo rất yếu khi chưa khô Lớp keo được tráng vào khoảng từ: 0.8-1.5g/

m2

Quy trình sản xuất:

 So sánh giữa phương pháp ghép khô và phương pháp ghép ướt:

Phương pháp ghép ướt Phương pháp ghép khô Nguyên tắc:

Ưu điểm:

Nhược điểm:

- Phương pháp ghép bằng keo, tại thời điểm ghép hai lớp vật liệu với nhau chất kết dính (keo) ở trạng thái lỏng

- Khả năng kết dính cao

- Cơ chế hoạt động đơn giản

- Mất nhiều thời gian

- Tiêu hao năng lượng

- Ô nhiễm môi trường

- Chi phí cao

- Là phương pháp ghép bằng keo, tại thời điểm ghép hai lớp vật liệu dính lại với nhau chất kết dính keo (100%)

- Tiết kiệm được nhiều thời gian

- Chi phí thấp

- Tốc độ sản xuất cao

- Không gây ô nhiễm môi trường

- Khả năng kết dinh không cao

Một số sản phẩm ứng dụng phương pháp bao bì Tetrapak:

VII Tài Liệu Tham Khảo

1 Bộ môn Polyme, ĐHBK TP.HCM, Giáo trình kỹ thuật sản xuất

chất dẻo.

2 Phạm Phố, Lương Thị Thu Giang, Phạm Huy Bình, Nghiêm