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 đểcó tính thấm nước hơn, sau đó ngay lập tức được ghép với vật liệu thứ2. Bộ phận ghép gồm cặp lô trong đó có một lô được
Trang 55
mạCrom và một lô cao su. Sau khi ghép, nước chứa trong keo sẽbay hơn tại đơn vị sấy, keo khô tạo kết dính giữa hai lớp vật liệu.
Hình 4.6: Phương pháp ghép ướt
A. Cuộn xả1 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 xả2
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 thụnăng 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
Trang 56
Đểghép 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 bềmặt của màng phải được chú ý đặc biệt, để xửlý 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 vệsự nổgây ra dung môi.
• Yêu cầu vềmặt bằng ít.
• Chi phí sản xuất thấp.
• Tốc độsản 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
5.1.1.1. Phương pháp in
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. Sốlượng in của sản phẩm là sốlượng lớn nên yêu cầu khảnăng 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 khoẻcon 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 sốlượng lớn
Đảm bảo được tính thân thiện với môi trường, công nghệ in ống đồng được ứng dụng trong sản xuất đạt được hiệu quảcao. 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 sốlượng 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
Khổmáy in: Khổmáy in có thể nằm trong phạm vi khổtrung bình (650 mm –
850 mm). Vì sau khi in, cuộn sẽđược chia nhỏ(có chiều ngang bằng kích thước của
Trang 58
Đơn vịin: các sản phẩm bao bì thường bao gồm màu trắng lót, 4 màu CMYK và các màu pha thì đơn vịin 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
vềđộ sâu và hình dạng.
• Phương pháp khắc
Sử dụng công nghệ làm trục khắc laser trực tiếp với chế độ khắc SHC. Diện
tích phủmực 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 đểkhông
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 sốgóc 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 kếcận
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 Độmàu, Lpi phân giải Góc xoay
Cyan 150 150 60 O
Magenta 150 150 30 O
Yellow 150 122 45 O
Trang 59 Bảng 5.2: Thông sốcell khi khắc bằng laser trực tiếp
5.1.2. Quy trình sản xuất Hình 5.1: Quy trình sản xuất Hình 5.1: Quy trình sản xuất Dạng cell Conventional Độ phân giải (LPI) 150 Độsâu T (µm) 0 - 20 Đường kính D (µm) 0 - 136 Vách ngăn giữa các cell (µm) 4 - 6
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 tựghép phù hợp với chúng. • Tuỳvào 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 tựđộng. Khi in, khổ in lớn nên sẽin được nhiều con trên một khổ, trong khi máy đóng góichỉcó thể thực hiện tạo hình bao bì cho một sản phẩm.
• Phương pháp ghép không dùng dung môi: ghépkhôkhông dung môi.
• Sau khi in cuộn in, màng PE, màng nhôm được dẫn cuộn để ghép màng
Trang 61
• Trước khi chiết rót, cuộn nguyên liệu sau khi in được tiệt trùng bằng
dung dịch H2O2và được sấy khô trong phòng kín vô trùng
• Sữa được tiệt trùng UHT ở nhiệt độcao 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 bịđùn 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 bịmòn - 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
Trang 62
lên cuộn nguyên vật liệu
không đúng với vịtrí 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 - Do trục in bịmòn 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 bịsai
- 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 bịnhăn 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 tốảnh hưởng đến sự phân hủy sinh học
Trang 63
• Thiếu nhóm chức hoạt động.
• Tính kịnước cao.
• Khối lượng phân tử lớn.
• Hình dạng vật lý (màng, hạt, bột, sợi).
• Phân bốvùng 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 phụgia 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 kỵnước của thành tếbào 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 tửvà 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 tửpolyme, sau đó
gốc của polyme tác dụng với oxy tạo gốc peroxide ROO∙. Gốc peroxide tiếp tục tác
Trang 64
hydroperoxide ROOH. Nhóm hydroperoxide kém bền và bị phân hủy thành các gốc
tựdo 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
tựnhau, 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 bềmặt 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 tửpolyme 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 tựdo 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