Cuộn nhôm thành phẩm
2.2.8. Màng bao bì nhiều lớp:
2.2.5.1. Định nghĩa và mục đích :
Bao bì màng nhiều lớp là loại bao bì được cấu tạo từ nhiều lớp vật liệu khác nhau như : Giấy, nhôm, nhựa, …Mỗi lớp vật liệu có một đặc tính và chức năng khác nhau. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng của bao bì và sản phẩm được chứa đựng mà có thể ghép từng lớp lại với nhau để giảm thiểu nhược điểm và làm tăng ưu điểm của những lớp vật liệu đơn .
- Các nhà sản xuất 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.
- Màng ghép thường được sử dụng rộng rãi làm nguyên liệu cho bao bì thực phẩm, dược phẩm… Sự hình thành màng ghép là việc kết hợp có chọn lựa giữa màng nguyên liệu ban đầu, mực in, keo dán, nguyên liệu phủ... sử dụng các phương pháp gia công có nhiều công đoạn, đa dạng.
-Tính chất cuối cùng của một loại vật liệu nhiều lớp phụ thuộc nhiều vào những tính chất của các lớp thành phần riêng lẻ
- Về khả năng đáp ứng các chức năng của bao bì thực phẩm, bao bì nhiều lớp đáp ứng tốt các chức năng của bao bì thực phẩm.
- Lợi ích kinh tế và tính phổ biến trong thực tế bao bì màng nhiều lớp đạt được các yêu cầu kỹ thuật, tính kinh tế, an toàn, thân thiện với môi trường, tiện dụng thích hợp cho từng loại bao bì, giữ gìn chất lượng sản phẩm bên trong bao bì, giá thành rẻ,…
2.2.5.2. Cấu trúc và phân loại :
Cấu trúc:
- Các polymer khác nhau được sử dụng tùy thuộc vào vai trò của chúng như là lớp cấu trúc, lớp liên kết, lớp cản, lớp hàn.
- Lớp cấu trúc: đảm bảo các tính chất cơ học cần thiết, tính chất in dễ dàng và thường có cả tính chống ẩm. Thông thường đó là những loại nhựa rẻ tiền. Vật liệu được dùng thường là LDPE, HDPE, EVA, LLDPE, PP (đối với những cấu trúc mềm dẻo) và HDPS hay PD (đối với cấu trúc cứng).
- Các lớp liên kết: là những lớp keo nhiệt
dẻo (ở dạng đùn) được sử dụng để kết hợp các loại vật liệu có bản chất khác nhau.
- Các lớp cản: được sử dụng để có được những yêu cầu đặc biệt về khả năng cản khí và giữ mùi. Vật liệu được sử dụng thường là PET (trong việc ghép màng), nylon, EVOH và PVDC.
- Các lớp vật liệu hàn: thường dùng là LDPE và hỗn hợp LLDPE, EVA, inomer,… Phân loại bao bì màng nhiều lớp theo vật liệu:
* Bao bì ghép nhiều lớp nhựa với nhau: Gồm các màng nhựa được ghép lại với nhau.
Ví dụ: Các bao bì mì ăn liền, túi ngoài bánh, kẹo, trà, cafe,.. thường được ghép từ BOPP/PE; PET/PE,...
Các loại túi bánh snack thường được ghép từ PET/PE, OPP/PE, PET/NPET, PET/CPP, OPP/CP,..
Ưu nhược điểm của bao bì nhiều lớp: Nhược điểm :
+ Không có khả năng chịu nhiệt độ cao nên không thể làm bao bì cho các sản phẩm thực phẩm cần thanh trùng ở nhiệt độ cao
+ Bao bì màng nhiều lớp phần lớn chỉ áp dụng trên dây chuyền đóng gói vô trùng. + Không nhìn thấy được sản phẩm bên trong.
+ Khối lượng bao bì nhỏ
+ Chống ẩm, chống vi khuẩn, chống thấm khí tốt
+ Có thể sản xuất hàng loạt trên dây chuyền công nghệ bao bì hiện đại với năng suất lớn, mức độ tiêu chuẩn hóa cao.
+ Có khả năng tái chế cao.
2.2.5.3. Phương pháp chế tạo màng nhiều lớp
Có 2 phương pháp chính: trực tiếp và gián tiếp Trực tiếp:
Phương pháp đùn cán trực tiếp :
- Nguyên tắc: được thực hiện rất đơn giản. Từ các vật liệu ban đầu là polymer 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: tiết kiệm thời gian và hạn chế hiện tượng tách lớp giữa các lớp màng ghép.
- Nhược điểm: do trực tiếp đùn cán từ nhiều loại vật liệu nên sự đồng đều bề mặt không cao. Phải dựa vào 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.
Phương pháp đùn 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.
Phương pháp gián tiếp:
Đối với phương pháp này trước tiên người ta phải sản xuất ra các loại màng đơn khác nhau sau đó ghép chúng lại với nhau theo phương pháp ép nhiệt có hoặc không có
lớp kết dính. Trong phương pháp ghép này đòi hòi các màng ghép phải có sự tương thích về cấu trúc và bề mặt của từng lớp màng.
Phương pháp đùn cán gián 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.
* Yêu cầu của quá trình:
- Trong quá trình đùn cán nguyên liệu plastic phải không được lẫn nước do nước sẽ làm cho cấu trúc hạt trở nên không đồng đều và làm giảm liên kết giữa các hạt plastic khi đùn cán.
- Đồng thời phải chú ý đến nhiệt trong quá trình đùn cán nếu quá cao có thể gây hư hỏng cấu trúc của plastic.
- Lớp màng phải có khả năng hàn dán nhiệt tốt và có tính trơ đối với sản phẩm phải có tính chống thấm nước tốt.
Các phương pháp ghép màng: 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 polymer 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.