Một số loại màng dùng trong bao bì (P2)

4. MỘT SỐ LOẠI MÀNG THÔNG DỤNG

a. Polyethylen (PE)
Hiện nay PE trở thành quan trọng nhất trong tất cả các loại vật liệu nhựa. PE được phân loại thành các nhóm chính sau:

• LDPE – PE mật độ thấp, tỉ trọng = 0.91- 0.925 g/cm3
• MDPE (LLDPE: Linear) – PE mật độ trung bình, tỉ trọng = 0.926 – 0.940 g/cm3
• HDPE – PE mật độ cao, tỉ trọng = 0.941- 0.965 g/cm3
• LDPE: Quan trọng nhất và thông dụng nhất. Nó được sử dụng nhiều nhất để tạo màng mỏng để làm túi. LDPE dễ hàn nhiệt và là loại rẻ nhất. Trong các loại LDPE khác nhau bao gồm các loại có tác nhân trượt và đóng cục, chẳng hạn như đóng gói số lượng lớn thì cần hệ số trượt thấp để có khả năng xếp động tốt. Hoặc khi đóng gói hàng hóa mềm vào bao bì dạng túi thì cần hệ số trượt cao. LDPE thì mềm và dai.
• MDPE: Được dùng tạo màng mỏng hoặc dùng khi có yêu cầu cần độ cứng cao hơn hoặc nhiệt độ làm mềm cao hơn LDPE. MDPE thì hơi mắc hơn LDPE.
• HDPE: Cứng hơn hai loại trên. HDPE có thể chịu được nhiệt độ lên tới 120oC và vì vậy HDPE được dùng làm bao bì thanh trùng bằng hơi nước. HDPE cũng có thể được cắt thành những dây hẹp để dệt thành bao dệt. Tuy nhiên, để dệt thành bao người ta thường dùng PP hơn.

Các loại PE khác nhau có một vài tính chất quan trọng đã làm chúng trở thành vật liệu bao bì thích hợp nhất. PE có tính ngăn cản nước và độ ẩm rất tốt, tính này càng tốt khi mật độ của PE càng cao. PE cũng có tính hàn nhiệt rất tốt và vẫn giữ được tính mềm dẻo ở mật độ rất thấp nó có thể được sử dụng ở điều kiện đông lạnh –50oC (–58oC). Khi thay đổi nhiệt độ thì độ nhớt của nó cũng thay đổi đều, vì vậy nó dễ xử lý và biến đổi. Về mặt sinh lý học, không có sự bất lợi nào liên quan đến PE vì khi cháy nó chỉ sinh ra khí CO2 và nước.

Hình 4: Màng PE là loại màng thông dụng trong bao bì
Tuy nhiên cũng có vài bất lợi, PE có tính thấm O2 khá cao, tính ngăn cản mùi hương bị giới hạn, tính kháng mỡ khá thấp, nhất là đối với LDPE. Khi PE được biến đổi không đúng, ví dụ như đun ở nhiệt độ quá cao, sẽ cho mùi khó chịu. Một vài thiết bị đóng gói không hoạt động tốt với LDPE bởi nó có độ cứng khá thấp.PE chỉ trong suốt khi nó được làm lạnh nhanh sau khi đun, tính trong suốt này do cấu trúc dạng tinh thể. Trong các trường hợp khác PE có màu hơi đục sữa. PE được dùng nhiều trong quy trình đun màng mỏng rồi biến đổi thành màng bọc, túi và bao tải. Nó cũng được đùn ra dưới dạng phủ lên lớp giấy hoặc giấy bìa và nó cũng là vật liệu được biến đổi nhiều nhất thành chai, lọ…Ứng dụng quan trọng nhất của PE là làm các loại nắp khác nhau. Tính trơ của PE cũng được chú ý đến. Màng mỏng PE định hướng và kéo căng sơ bộ được dùng nhiều dưới dạng màng co và màng căng.Tính chất của PE thay đổi tùy theo nhà sản xuất. Tuy nhiên, một vài đặc tính đặc trưng được trình bày dưới đây nhằm minh họa các đặc tính này thay đổi như thế nào khi mật độ thay đổi từ thấp tới cao.

Chú thích: (1) g/100 in2/24h/1mil 1 ounce (OZ) = 28,35g
(2) cm3/100 in2/24h/1mil 1 pound (lb) = 16 OZ = 0,454Kg
(3) 1lbs/ in2/1mil 1 stone (st) = 14 lb = 6,356Kg
1 mil = 0,001 inch

b. Polypropylen (PP):
Là một loại nhựa olefin khác. Nó cứng hơn PE, có độ chịu căng giãn tốt hơn và trong suốt hơn. Giá trị của tính thấm hơi ẩm thấp. Do độ kết tinh cao, nhiệt độ làm mềm khoảng 150oC nên nó được sử dụng thành công khi tiệt trùng các sản phẩm y khoa trong nồi hấp… PP cũng được dùng dưới dạng bao bì cho thực phẩm làm sẵn đưa vào lò đối lưu hoặc đun sôi. Nó cũng thông dụng khi sản suất nắp đậy bằng phương pháp ép phun.
Do mật độ của PP thấp (0.90 g/m3) và lực cao bền nên nó có thể tạo ra màng mỏng hơn làm cho nó có thể cạnh tranh với màng làm từ PE trong một vài ứng dụng đặc biệt. Nó cũng có thể dùng thay cho cellophan, ví dụ như dùng PP để bọc gói thuốc lá. PP có khuynh hướng trở nên giòn ở nhiệt độ thấp, điều này có thể vượt qua ở một mức độ nào đó, bằng cách đồng trùng hợp với một lượng nhỏ ethylene.
PP được sử dụng nhiều dưới dạng màng mỏng, tương đối cứng, có khả năng ứng dụng giống với cellophane nhờ tính trong suốt của nó. Màng PP được định hướng (OPP), nghĩa là kéo căng theo 1 hoặc 2 hướng, để có lực bền và độ cứng tốt hơn. Màng OPP có độ cứng vừa đủ nên dễ dàng xử lý nó nhiều loại thiết bị đóng gói, nó hoàn toàn trong suốt và có tính ngăn cản độ ẩm và mùi hương tốt. Tuy nhiên, màng PP rất khó hàn nhiệt mà điều này có thể vượt qua bằng cách đùn kép với PE.
PP cũng được dùng làm nắp đậy và đã tìm thấy nhiều ứng dụng thành công trong khi PE bị gãy mặt dưới ảnh hưởng của một vài chất hoạt động bề mặt. Ứng dụng thông dụng của PP là dùng để dệt các bao tải.

c. Polystyrene (PS):
Được sản xuất từ dầu thô bằng phương pháp trùng hợp styrene. PS thì hoàn toàn trong suốt nhưng tính ngăn cản độ ẩm và khí thấp. PS cứng nhưng độ kháng va đập thấp vì thế người ta thường trộn nó với loại cao su tổng hợp butadien để tăng thêm độ bền va chạm. Tuy nhiên, thêm butadien vào sẽ làm mất trong suốt và PS chịu va đập thường có màu trắng. PS rất dễ cho các quy trình dùng sản xuất bao bì. Nó có thể dùng để thổi ép phun, đùn, nhiệt định hình… Do mật độ khuyếch tán thấp mà nó ít sử dụng làm bao bì đóng gói mà phần lớn nó được dùng dưới dạng khay hoặc tách được định hình bằng nhiệt. Ứng dụng đặc trưng nhất của PS là các khay dùng để đóng gói rau tươi, và các tách dùng để đóng gói gia- ua và các sản phẩm được chế biến từ sữa… màng mỏng PS được dùng để bao gói trái cây, rau quả như cà chua, rau xanh. Sự định hướng 2 chiều sẽ làm màng PS có lực bền và tính dai cao hơn, nó được gọi là màng PS được định hướng (OPS)

Polystyrene xốp (EPS) được sản xuất bằng cách xử lý đặc biệt trong các hạt PS. Đun nóng hạt PS bằng hơi nước để làm pentane có trong PS phồng lên rất nhanh và hình thành cấu trúc tổ ong, EPS thường được dùng để lót đệm giảm sốc cho các máy móc tinh vi trong bao bì. EPS cũng được dùng nhiều dưới dạng khay để đóng gói thịt cá tươi, trái cây tươi, sản phẩm nướng, trứng…

d. Polyamide (PA) hoặc Nylon:
Có lực bền cơ học tốt và tính chịu nhiệt rất tốt . Có nhiều loại PA có nhiều điểm chảy lên đến 2500C. PA cũng được dùng trong cấu trúc màng ghép và nhất là dùng trong các thiết bị định hình nhiệt bằng bằng chân không để đóng gói sản phẩm được chế biến từ thịt được cắt thành lát mỏng, thịt tươi và phó mát. Màng ghép dùng PA có bề dầy mỏng. Kỹ thuật sản xuất màng PA mỏng thì khó và thường những màng này được ghép vớp PA có bề dầy khác nhau để cải tiến tính hàn nhiệt. PA được dùng rộng rãi làm bao bì tiệt trùng đóng gói các dụng cụ y khoa.

e. Polyvinyl Chloride:(PVC):
Được sản xuất thành 2 loại cứng và mềm dẻo. Loại PVC cũng có tính ngăn cản độ ẩm và khí tốt, tính kháng mỡ tốt. PVC cũng được dùng nhiều trong bao bì nhiệt định hình đóng gói bơ, dầu thực vật… Nhờ vào tính trong suốt mà PVC được dùng dưới dạng chai nước khoáng, dùng trong mỹ phẩm, dầu ăn và nước cốt trái cây. Một vài loại PVC chịu được áp suất khí bền trong chai nên được dùng để đựng bia và nươc uống có gaz khác.
Loại PVC mềm dẻo dưới dạng màng mỏng dùng để đóng gói thịt cá tươi, trái cây, rau quả và các sản phẩm tươi khác. Màng PVC dẻo được dùng để bọc pallet nhằm giữ được toàn bộ hàng hóa trên pallet đó bằng cách quấn căng màng. Cũng có vài loại màng PVC dùng để bao gói để chống làm hàng giả.

PVC có độ ổn định nhiệt khá thấp, vì thế người ta phải thêm chất ổn định vào để có thể đùn được PVC. Một vài quốc gia không chấp nhận tác nhân ổn định có chứa thiếc và trong hầu hết các quốc gia đều có luật nghiêm khắc về lượng tối đa của monomer vinyl dư thừa trong sản phẩm cuối cùng.

f. Al-foil (lá nhôm mỏng):
Trong công nghiệp người ta định nghĩa: lá kim loại có chiều dày từ 4.3-152 µm gọi là Foil. Do vậy, Al-Foil là cuộn nhôm mỏng có chiều dày < 152 µm
Các nguyên tố thường có trong Al-Foil : Silicon, sắt, đồng thau, Mn, Mg, Cr, Zn, Ti… với hàm lượng < 4%.
Tính chất:

• Bền hóa học: Al-Foil bền với các loại acid nhẹ tốt hơn so với kiềm nhẹ. Khi tiếp xúc với nước có chứa các muối kiềm thì có thể bị ăn mòn. Độ bền cao với hầu hết các chất béo, dầu mỡ và các loại dung môi hưu cơ.
• Bền nhiệt độ: Không bị ảnh hưởng bởi sự thay đội của nhiệt độ và ẩm độ. Dễ sử dụng trong quá trình tiệt trùng các bao bì có chứa các Al-Foil. Tăng cường độ bền, tính mềm dẻo ở nhiệt độ thấp. Ngăn cản được sự phá hủy của ánh sáng.
• Bền cơ học: Tuỳ thuộc vào lượng nguyên tố kim loại có chứa trong thành phần hợp kim cuả Al-Foil và mức độ xử lý nhiệt trong quá trình sản xuất Al-Foil mà tạo cho Al-Foil có tính chất cơ học rất linh hoạt.

Ngoài ra Al-Foil còn có các tính chất cơ bản được dùng trong bao bì mà các vật liệu khác không có được là : tính chống khí, ẩm và ánh sáng rất tốt; tính ổn định ở nhiệt độ cao và thấp; dễ định hình.

Công dụng:

• Dùng bao gói, trang trí.
• Ghép với bao bì thuốc lá.
• Kết hợp với các loại màng để làm bao bì dược phẩm, thực phẩm cao cấp.
• Dùng trong bao bì vô trùng, nắp tô mì, kem, sữa chua..

g. Màng Metalized:
Màng Metalized được mạ lớp kim loại cực mỏng. Thông thường lớp kim loại được mạ là nhôm. Chiều dày lớp kim loại mạ tùy thuộc vào tính chất cần phải có như tính chống thấm khí, hơi ẩm và nước… của từng loại bao bì yêu cầu. Lớp mạ càng dày thì các tính chống thấm càng cao nhưng giá thành cũng tăng theo.
Nguyên lý tạo màng Metalized: kim loại nhôm nóng chảy, bay hơi và ngưng tụ trên vật liệu màng (nền) đã xử lý một cách đặc biệt để tăng độ kết dính, trong điều kiện chân không. Lượng nhôm mạ tùy thuộc vào nhiệt độ của nhôm, tốc độ kéo màng đưa vào, số trạm mạ…

Công dụng:

• Dùng để thay thế Al foil trong vài lĩnh vực.
• Dùng để cải thiện tính chất chống thấm của các sản phẩm sao cho đạt sự cân bằng thích hợp của các tính chất chống thấm đặc trưng, giá thành, hình dáng và phù hợp với các thiết bị gia công.

Tuỳ thuộc vào chiều dày của lớp mạ trên màng mà nó cải thiện thêm các tính chất tự nhiên của màng nền. Ví dụ màng MOPP có tính chống ẩm cao hơn OPP 20 lần.
Các loại màng Metalize thông dụng:

• MCPP : CPP Metalized
• MOPP : OPP Metalized
• MBON :Nylon Metalized
• MPET : Polyester Metalized

Tính chất của một số loại màng đơn thông dụng trong bao bì

Chú thích: +++: Rất tốt; ++: Tốt; +: Trung bình; -: Không tốt 

Nguồn: Vietnamprint (Nguồn: Thạc sĩ Trần Thanh Hà – Khoa In & Truyền thông / Tạp chí In và Truyền thông)