d. Các câu hỏi cần trả l ời và các đề nghị chỉnh sử a:
4.3.3.Các phương pháp ghép màng
4.3.3.1. 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.
Keo được tráng lên lớp vật liệu 1 ít để có tính thấm nước hơn, sau đó ngay lập tức được ghép với vật liệu thứ 2. Bộ phận ghép gồm cặp lô trong đó có một lô được
Trang 55
mạ Crom và một lô cao su. Sau khi ghép, nước chứa trong keo sẽ bay hơn tại đơn vị sấy, keo khô tạo kết dính giữa hai lớp vật liệu.
Hình 4.6: Phương pháp ghép ướt
A. Cuộn xả 1 E. Bộ phận ghép dán B. Bộ phận tráng keo F. Các lô ép và căng màng C. Bộ phận sấy G. Cuộn thu
D. Cuộn xả 2 4.3.2.2. Ghép khô không dung môi
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.
Trang 56
Để ghép bằng keo không dung môi, đòi hỏi phải có bộ phận tráng keo đặc biệt, bằng cách dùng trục tráng keo phẳng thay vì trục khắc, gồm các trục được gia nhiệt và các trục cao su.
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.
Các ưu điểm của công nghệ ghép màng không dung môi như sau:
• Giảm được tiếng ồn do bởi không có hệ thống thông gió.
• Không còn sót dung môi trong lớp màng đã ghép, do đó rất thích hợp cho việc dùng làm bao bì thực phẩm, dược phẩm.
• Không gây ô nhiễm không khí.
• Chi phí đầu tư thấp.
• Không cần sấy qua nhiệt.
• Không cần bảo vệ sự nổ gây ra dung môi.
• Yêu cầu về mặt bằng ít.
• Chi phí sản xuất thấp.
• Tốc độ sản xuất cao.
Công nghệ ghép màng không dung môi là công nghệ tiên tiến nhất hiện nay, các nhà sản xuất và sản xuất bao bì trên thế giới đang chuyển sang phương pháp ghép màng không dung môi này.
Trang 57
CHƯƠNG 5. CÔNG NGHỆ IN TRÊN CẤU TRÚC BAO BÌ CÓ
POLYETHYLENE PHÂN HỦY SINH HỌC VÀ QUY TRÌNH TÁI
CHẾ
5.1. Công nghệ in 5.1.1. Điều kiện in 5.1.1. Điều kiện in
5.1.1.1. Phương pháp in (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đối với các sản phẩm bao bì nhiều lớp thường sử dụng công nghệ in ống đồng vì công nghệ phù hợp in trên nhiều loại vật liệu. Số lượng in của sản phẩm là số lượng lớn nên yêu cầu khả năng in cao nhầm giảm hao tốn về thời gian làm việc, đồng thời cho được hình ảnh đẹp, bắt mắt.
Thông thường đối với công nghệ in ống đồng thường có hại cho sức khoẻ con người và môi trường. Nay đã được cải thiện hiệu quả bằng cách sử dụng mực in gốc nước.
Đáp ứng được khả năng in của sản phẩm
• Hình ảnh đẹp
• In được với số lượng lớn
Đảm bảo được tính thân thiện với môi trường, công nghệ in ống đồng được ứng dụng trong sản xuất đạt được hiệu quả cao. Thể hiện được mục tiêu “xanh” hoá sản xuất.
5.1.1.2. Thiết bị in
Đối với in bao bì đa lớp – bao bì hộp sữa, sản phẩm in thường là sản phẩm chất lượng cao và có số lượng in vừa và lớn. Việc sản xuất bao bì nên theo quy trình công nghệ in trước và ghép sau nhằm đảm bảo lớp mực in ổn định và giữ cho lớp màng PE luôn sạch, không bị biến dạng cơ học
Khổ máy in: Khổ máy in có thể nằm trong phạm vi khổ trung bình (650 mm – 850 mm). Vì sau khi in, cuộn sẽ được chia nhỏ (có chiều ngang bằng kích thước của sản phẩm khi chưa thành phẩm) để phù hợp với máy đóng hộp
Trang 58
Đơn vị in: các sản phẩm bao bì thường bao gồm màu trắng lót, 4 màu CMYK và các màu pha thì đơn vị in trên các máy in ống đồng là phù hợp (8 – 10 đơn vị) 5.1.1.3. Trục in
Trục in là một trong những yếu tố quyết định đến chất lượng sản phẩm. Tuỳ thuộc vào dạng sản phẩm mà có phương pháp khắc khác nhau nhằm tối ưu hoá cell về độ sâu và hình dạng.
• Phương pháp khắc
Sử dụng công nghệ làm trục khắc laser trực tiếp với chế độ khắc SHC. Diện tích phủ mực của cell bằng phương pháp khắc laser có hiệu ứng đồng đều và phân bổ mực in hơn. Điều này đem lại ưu điểm là tạo được mật độ quang học cao hơn khi in cùng lượng mực in. Ngoài ra, trong quá trình tạo khuôn in cần quan trọng để không bị hiện tượng Moire. Để đạt được điều đó, cần phải chọn góc xoay và độ phân giải phù hợp.
Những độ phân giải chuẩn thường dùng cho sản phẩm bao bì thường là 150 Lpi, 165 Lpi và 1755 Lpi. Độ phân giải và góc xoay được chọn cho các màu CMYK là:
Bảng 5.1: Thông số góc xoay tram
• Đặc điểm trục in đối với mực gốc nước
Khi sử dụng mực in gốc nước trục in được khắc nông hơn so với sử dụng mực gốc dầu, hình dáng các cell cũng khác nhằm làm giảm lượng nước trong các cell cho mực mau khô. Vì mực gốc nước cần nhiều thời gian và năng lượng để sấy khô hơn mực gốc dầu. Khoảng cách các cell sẽ giảm để tránh mực loang sang các cell kế cận làm nhoè hình ảnh, trục phải được mài nhẫn để tránh lem mực ở vùng không in. Với công nghệ khắc laser trực tiếp sẽ đảm bảo được các yếu tố về độ sâu, hình dáng và khoảng cách cell với độ chính xác ít hơn 5 (µm)
Màu Độ phân giải in
Lpi Độ phân giải màu, Lpi Góc xoay
Cyan 150 150 60 O
Magenta 150 150 30 O
Yellow 150 122 45 O
Trang 59
Bảng 5.2: Thông số cell khi khắc bằng laser trực tiếp
5.1.2. Quy trình sản xuất
Hình 5.1: Quy trình sản xuất
Dạng cell Conventional
Độ phân giải (LPI) 150
Độ sâu T (µm) 0 - 20 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đường kính D (µm) 0 - 136
Trang 60
Thiết kế tạo mẫu: thiết kế và tạo mẫu theo loại sản phẩm Trục in: gia công bên ngoài
Nguyên vật liệu: chuẩn bị nguyên vật liệu in bao gồm giấy, màng HDPE, LDPE và màng nhôm
Quá trình in:
• Sau khi màng được ghép quá trình in được thực hiện trên máy in ống đồng (trước khi bước vào quá trình in thì nên xử lý qua các quá trình trước in, khắc khuôn in, đồng thời canh chỉnh pha mực trước khi tiến hành quá trình in sản phẩm).
• Tiến hành in với sản phẩm, trong quá trình sẽ gặp phải một số lỗi không đáng có
Ghép màng:
• Là công đoạn sau thực hiện ngay sau quá trình in mục đích của ghép màng là để tăng khả năng chứa đựng và bảo vệ của bao bì mềm. Dựa theo yêu cầu của sản phẩm mà lựa chọn màng và thứ tự ghép phù hợp với chúng.
• Tuỳ vào tính chất của bao bì mà lựa chọn phương pháp ghép phù hợp với sản phẩm. Đối với loại sản phẩm bao bì sữa nên lựa chọn phương pháp ghép màng không dung môi để an toàn hơn đối với sản phẩm bên trong vì nếu sử dụng phương pháp ghép có dung môi, sau khi ghép các loại dung môi sẽ nằm yên ở các lớp màng ghép không thể đảm bảo trong quá trình sử dụng các loại dung môi này không xâm nhập hay thẩm thấu qua lớp màng mà ảnh hưởng đến sản phẩm bên trong.
Chia cuộn: Việc chia cuộn được thực hiện trên máy chia cuộn sau khi đã in xong. Mục đích của việc chia cuộn nhằm đạp ứng được khổ theo yêu cầu của máy đóng gói tự động. Khi in, khổ in lớn nên sẽ in được nhiều con trên một khổ, trong khi máy đóng gói chỉ có thể thực hiện tạo hình bao bì cho một sản phẩm.
• Phương pháp ghép không dùng dung môi: ghép khô không dung môi.
• Sau khi in cuộn in, màng PE, màng nhôm được dẫn cuộn để ghép màng Chiết rót:
Trang 61
• Trước khi chiết rót, cuộn nguyên liệu sau khi in được tiệt trùng bằng dung dịch H2O2 và được sấy khô trong phòng kín vô trùng
• Sữa được tiệt trùng UHT ở nhiệt độ cao 143oC trong 6 giây,
• Sữa được rót định lượng vào bao bì, đồng thời bao bì được hàn ghép mí đầu, cắt rời và xếp góc. Việc tạo hình bao bì và chiết rót sữa được thực hiện trên cùng một hệ thống thiết bị chiết rót
• Hộp sản phẩm được phun nước để làm sạch các chất lỏng bám ở các mối hàn và đáy.
5.1.3. Các lỗi xảy ra trong quá trình in
Bảng 5.3: Các lỗi trong quá trình in
Các lỗi xảy ra Nguyên nhân Cách khắc phục
Lỗi hiện tượng bóng ma - Bóng ma chủ yếu được gây ra bởi áp lực quá mức của con lăn dập nổi, áp lực của vắt và góc không được điều chỉnh. Nếu có một con ma theo hướng chu vi và hướng trục của sản phẩm được in, điều đó có nghĩa là áp suất của con lăn áp lực quá lớn khiến mực bị đùn ra
- Chúng ta nên giảm áp lực của con lăn áp lực một cách thích hợp cho đến khi hình ảnh ma biến mất. Nếu chỉ có bóng mờ theo hướng chu vi, điều đó có nghĩa là áp lực của lưỡi dao quá nhỏ, tiếp xúc với tấm in kém hoặc góc của lưỡi dao quá nhỏ. Tại thời điểm này, áp lực của lưỡi Màu sắc bán thành phẩm
in chưa giống với màu chuẩn - Pha mực in chưa đúng tỉ lệ, chưa phù hợp, chưa đúng mực hoặc có thể do trục in bị mòn - Pha mực đúng loại, đúng tỉ lệ phối trộn. Xem lại trục in nếu bị mòn thay trục mới
Bán thành phẩm in bị lệch - Do điều chỉnh chồng hình chưa vô hoặc do lúc
- Điều chỉnh chồng hình thích hợp thì cho máy
Trang 62
lên cuộn nguyên vật liệu không đúng với vị trí cuộn nguyên vật liệu đang chạy trên máy (hai cuộn lệch nhau)
chạy với tốc độ nhanh. Thường xuyên theo dõi máy nếu bị lệch hình thì điều chỉnh kịp thời. Khi lên nguyên vật liệu ngắm kỉ tránh để hai cuộn nguyên vật liệu bị lệch nhau nhiều
Màu sắc trên màng in không đều nhau (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Do trục in bị mòn không đều nhau
- Thay trục in mới Mực in dính lên màng - Chỉnh dao gạt chưa phù
hợp
- Điều chỉnh vị trí đặt dao cho hợp lí
Chiều ra cuộn của bán thành phẩm in bị sai
- Do đặt trục in không đúng chiều
- Xem kĩ lệnh sản xuất trước khi lên máy in Mực in chưa khô - Nhiệt độ buồng sấy chưa
thích hợp
- Điều chỉnh nhiệt độ buồng sấy thích hợp Cuộn bán thành phẩm in ở
đầu thu bị nhăn màng,..
- Do điều chỉnh lực căng ở hai đầu thu chưa hợp lí
- Điều chỉnh lại lực căng màng ở hai đầu thu
5.2. Tái chế và phân huỷ.
5.2.1. Phân huỷ
5.2.1.1. Quá trình phân huỷ
Trong tự nhiên, quá trình phân hủy của chất dẻo diễn ra rất chậm, phụ thuộc vào các điều kiện môi trường như nhiệt độ, độ ẩm của không khí và độ ẩm trong polyme, pH, năng lượng mặt trời, các tính chất của polyme và các yếu tố sinh hóa. Loại nhựa khó phân hủy nhất là PE bởi chúng chống lại sự tấn công của vi khuẩn do không có các nhóm chức hoạt động. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân hủy sinh học của PE gồm:
Trang 63
• Thiếu nhóm chức hoạt động.
• Tính kị nước cao.
• Khối lượng phân tử lớn.
• Hình dạng vật lý (màng, hạt, bột, sợi).
• Phân bố vùng kết tinh và vùng vô định hình.
• Cấu trúc của polyme (mạch thẳng hay mạch nhánh).
• Thành phần hóa học của polyme (blend, sự có mặt của các phụ gia, các chất ổn định UV và phụ gia chống oxy hóa).
• Các vi sinh vật có trong môi trường.
• Các tính chất của vi sinh vật gồm khả năng tạo ra chất hoạt động bề mặt sinh học hoặc tính kỵ nước của thành tế bào vi khuẩn.
Sự phân hủy của PE xảy ra rất phức tạp và do một hoặc kết hợp một vài yếu tố như nhiệt độ, tia UV, độ ẩm, tác động cơ học, vi sinh vật... Sự thay đổi các tính chất của polyme do các phản ứng hóa học, vật lý hoặc sinh học xảy ra làm đứt các liên kết và gây các biến đổi hóa học. Cơ chế phân hủy polyme đã và đang được nghiên cứu và hiện có nhiều ý kiến khác nhau như cơ chế gốc, cơ chế phân tử và cơ chế ion. Cơ chế gốc được nghiên cứu nhiều hơn cả, có cơ sở khoa học sâu sắc vì nó đã giải thích được phần lớn các hiện tượng và quá trình xảy ra khi polyme bị phân hủy oxy hóa.
5.2.1.1.1. Phân hủy oxy hóa quang
Phân hủy oxy hóa quang polyme là phản ứng phân hủy polyme dưới tác động của ánh sáng, trong môi trường có oxy. Tương tự như phân hủy oxy hóa nhiệt, quá trình xảy ra theo cơ chế gốc và bao gồm ít nhất 3 giai đoạn: khơi mào phản ứng, phát triển mạch và ngắt mạch phản ứng.
Theo F. Rakek, phản ứng phân hủy oxy hóa quang polyme RH được khơi mào bởi các photon ánh sáng (hʋ), đầu tiên hình thành gốc của đại phân tử polyme, sau đó gốc của polyme tác dụng với oxy tạo gốc peroxide ROO∙. Gốc peroxide tiếp tục tác dụng với đại phân tử polyme tạo thành gốc tự do R∙ và mạch polyme có chứa nhóm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trang 64
hydroperoxide ROOH. Nhóm hydroperoxide kém bền và bị phân hủy thành các gốc tự do mới RO∙ và HO∙ (như phân hủy oxy hóa nhiệt polyme).
Trong quá trình phân hủy oxy hóa quang PE và các polyme hữu cơ khác, luôn có sự cạnh tranh giữa đứt mạch và khâu mạch gốc và quá trình đứt mạch gốc thường chiếm ưu thế, tạo thành các sản phẩm chứa các nhóm có cực, chứa oxy như carbonyl, carboxyl, hydroxyl...
Trong các điều kiện thông thường, quá trình phân hủy quang và nhiệt tương tự nhau, sự khác biệt chính là ở giai đoạn khơi mào. Một điểm khác biệt lớn nữa đó là quá trình phân hủy nhiệt diễn ra trong các khối polyme trong khi phân hủy quang hóa chỉ xảy ra ở bề mặt mẫu.
5.2.1.1.2. Phân hủy do tác động cơ học
Trong quá trình gia công, chế biến và sử dụng, do các tác động cơ học, polyme, chất dẻo bị các biến dạng khác nhau và bị đứt mạch, giảm khối lượng phân tử, dẫn đến thay đổi cấu trúc và tính chất của chúng. Đây thực chất là quá trình phân hủy cơ hóa của polyme và có nhiều loại tác động cơ học gây phân hủy polyme.
RH → R1∙ + R2∙
Gốc lớn mới sinh ra có vai trò như chất khơi mào phân hủy mạch đại phân tử polyme theo cơ chế gốc. Nó tiếp tục phản ứng phát triển mạch, truyền mạch với đại phân tử của polyme khác tạo thành gốc mới của polyme tham gia vào phản ứng ngắt mạch do tái hợp hoặc phân ly các gốc tự do của polyme (ngắt mạch bất cân đối) tạo thành các sản phẩm trung hòa.
R∙ + O2 → ROO∙
ROO∙ + RH → ROOH + R∙ 2ROO∙ → 2RO∙ + O2 ROOH → RO∙ + HO∙
Trang 65
RO∙ + RH → ROH + R∙
Khi phân hủy polyme dưới các tác động cơ học có mặt oxy, gốc lớn sinh ra sẽ khơi mào cho quá trình phân hủy oxy hóa polyme, đặc biệt là phân hủy oxy hóa nhiệt