CHƯƠNG 1 s ắ t trán g thiếc Khoảng năm 1200, những người thợ thủ công Bohemia đã phát hiện ra .phương pháp mạ thiếc lên những tấm sắt mỏng. Phát minh này được giữ bí mật trong suốt 400 năm, nhưng năm 1620, một Công tước xứ Saxony dã lây được bí mật này. Thời kỳ đồ sắt mang lại những nguyên liệu và máý móc mới cho việc cuộn thép tấm và tráng thiếc. Sự kiện thép thay thê sắt và những hợp kim cứng khác tạo điều kiện sản xuất các cỡ tấm hay lá kim loại rấ t mỏng; từ dó phát triển công nghệ chế tạo lon, hộp bằng thép tấm, nhôm, hợp kim của nhôm và trở nên hoàn hảo như hiện nay.
Nhôm Vào năm 1825, nhà nghiên cứu Oersted sản xuất ra được những hạt nhôm đầu tiên. Việc tinh luyện nhôm rấ t khó khăn nên vào năm 1825, giá nhôm là 545USD/Lb. Hoàng đế Napoleon thường sử dụng thìa và nĩa bằng nhôm khi tiếp các vị khách dặc biệt. Những đô trang sức vào thời Nữ hoàng Victoria cũng được làm bằng nhôm.
Năm Ị854, Deville và Bunsen đã cải thiện phương pháp tinh luyện nhôm, do đó vào năm 1885, giá nhôm đã giảm xuống 11,33USD/Lb, tuy nhiên giá này vẫn còn khá cao. Năm 1886, Heroult và Hall phát hiện phương pháp điện phân hiện đại hơn để tách nhôm từ oxyt nhôm. Năm 1888, Bayer tìm ra phương pháp rẻ tiền hơn để tách nhôm từ quặng boxit. Năm 1982 giá nhôm giảm xuống còn 0,57USD/Lb và đến năm 1942, giảm xuống còn 0,14USD/Lb.
Khi giá cả đã ở mức hợp lý, nhôm được sử dụng cho nhiêu mục đích do đặc tính mềm dẻo của nhôm cho phép chê tạo lá nhôm một cách dễ dàng. Lá nhôm đầu tiên được sản xuất vào khoảng năm 1910, và trong đầu những nãm 1920, kỹ thuật cuộn và in trên nhôm được hoàn thiện. Kỹ thuật đúc nhôm để sản xuất các loại lá nhôm được hoàn thiện vào cuối những năm 1970. Thiếc, chì và các kim loại khác Vào thời xưa, các loại hộp và cốc có thể được sản xuất từ vàng và bạc, nhưng quá đắt cho những nhu cầu thông thường.
Người La Mã cổ xưa thường sử dụng chì trong nhiều thứ, bao gồm cả ống dẫn nước. Ngày nay, vẫn còn lại những bằng chứng cho thấy chì đã được sử GIỚI THIỆU VẾ BAO B ì TH ực PHẨM 25 dụng để hàn các hộp, lon bằng kim loại. Họ cũng tìm cách chế tạo tấm hay lá chì rất mỏng và vì không biết đến tính độc hại của chì nên đã dùng nó để gói thực phẩm. Những lá chì đã được sử dụng để bao bọc trực tiếp trà và thuốc lá rồi dặt vào hộp, đã áp dụng từ những năm 1826-1930.
Lá thiếc có phạm vi sử dụng rấ t lởn. Hầu hết những hợp kim của thiếc được sản xuất từ thiếc có pha chì, antimon, kẽm hoặc đồng và được sử dụng phổ biến, do bởi thiếc tinh khiết rất khó cuộn lại. Vào những năm 1930, phó mát được gói bằng thiếc lá có pha antimon; thiếc lá cũng được dùng để bao gói chocolate vào những năm 1940. C hất dẻo Việc nghiên cứu thay thế nguyên liệu cho các quả banh billard bằng ngà đã dẫn đến việc tìm ra cellulose nitrat vào năm 1845.
Vào năm 1862, những hạt nhựa nhỏ đầu tiên được trưng bày tại một cuộc triển lãm lớn ở Luân Đôn. Vào năm 1870, nhà nghiên cứu Hyatt tạo ra celluloid, là hỗn hợp của cellulose nitrat và camphor. Đây là một trong những thành công đầu tiên của chất dẻo nhân tạo, về phương diện vật liệu lẫn thương mại. Do cellulose và những sản phẩm cellulose nitrat rất dễ cháy, nên các nhà nghiên cứu tiếp tục tìm kiếm những hợp chất khó cháy hơn như cellulose acetat có thể hòa tan trong aceton (hiện được dùng rộng rãi trong ngành sơn mài).
Sợi viscose hay cellulose xanthate dùng trong phục hồi các sợi cellulose và màng chất dẻo được tìm ra năm 1892. Sợi viscose được sử dụng rộng rãi ở châu Âu khoảng giữa năm 1912 tới 1914; và màng cellophane được biết đến ở Mỹ vào năm 1924. Sự thêm vào lớp phủ cellulose nitrat giúp cho bao bì có khả năng chống ẩm tốt hơn. Cho tới năm 1950, cellophane vẫn chiếm ưu thế hơn so với các loại vật liệu bao gói khác.
Màng casein được giới thiệu vào năm 1899. Các loại nút và khóa bằng casein-formaldehyde được dùng rộng rãi trong suốt những năm 1920. Nhựa casein vẫn được dùng cho đến ngày nay dưới dạng chất keo dán là nhũ tương của casein và nhựa dẻo. Những loại nhựa khác được làm từ quá trình polyme hóa formaldehyde vào những năm cuối của thế kỷ 19 là phenol- urea-, và melamine formaldehyde.
Trong 26 CHƯƠNG 1 những năm 1930-1940 melamineformaldehyde được dùng như chất làm tăng độ bền của giấy chống thấm ướt. Styren được chưng cất lần đầu tiên từ nhựa cây balsam vào nàm 1831 và từ đó quá trình polyme hóa styren được chú ý. Vào năm 1866, styren được sản xuât từ benzene, được chưng cất từ than đá. Từ thành công này, polystyren được sử dụng rộng rãi, nhưng do tính giòn, dạng tâm sẽ sắc cạnh có thể gây nguy hiểm trong trường hợp làm đồ chơi trẻ em và tính thấm khí nên không thể chế tạo dạng chai, bình chứa đựng thực phẩm.
Kế đến hợp chất mới tốt hơn so với polystyren là cao su tổng hợp được ra đời. Sự phát triển kê tiếp là: styren, acrylonitrile và butadien được đồng polyme hóa để sản xuất nhựa ABS. Vào năm 1950, xốp polystyren (EPS) được xuất hiện và sau đó được dùng làm tấm cách nhiệt và vật liệu đệm. •Quá trình nghiên cứu cao su thiên nhiên đã dẫn tới việc phát minh ra các lớp phũ bằng cao su lên các vật liệu xây dựng.
Tiếp theo đó, rất nhiều loại cao su tổng hợp có gốc dien được chế tạo ra trong các phòng thí nghiệm. Vào năm 1933, cao su butadien-styren được chê tạo, đó là hợp chất Buna s, rất quen thuộc trong Thế chiến thứ hai. Hợp chát tương tự là Buna N, cũng là một sản phẩm thời kỳ chiên tranh. Vào những năm 1950, ngành hóa học về cao su đã có những bước tiên rất nhanh, tính đàn hồi của cao su đã được sử dụng rộng rãi như thành phần của keo trong bao bì.
Monomer vinyl chloride (VCM) được sản xuất lần đầu tiên năm 1835, và polyvinylchloride (PVC) được tìm ra vào năm 1872. Đến năm 1912, PVC được sản xuất để làm vật cách nhiệt cho dây cáp. Polyvinyl acohol được sản xuất vào năm 1924 từ polyvinyl acetat bị thuy phân. Người ta nhận thấy polyvinyl acetat quá mềm và polyvinyl chloride có tính cứng; do đó vào năm 1928 vinyl acetat và vinyl chloride được đồng trùng hợp, tạo nên hợp chất rất hữu dụng.
ƠI sự them vào chất hóa dẻo, một loạt các tấm phủ được sản xuất. Nhưng màng che và áo mưa được sản xuất lần đầu tiên trong những năm 1940 rât nặng mùi chất làm dẻo, tuy nhiên khi kỹ thuật phát triển, người ta đã tìm ra các loại polyme và chất hóa dẻo tốt hơn. Vào năm 1958 đã chế tạo được màng PVC có thể co dãn do nhiệt. Hợp chat đong trung hợp VC-acrylic có độ rắn cao.
Hợp chất đồng trùng hợp của vinylchloride và vinyl ether được dùng trong sơn mài. GIỚI THIỆU VẺ BAO B Ì THựC PHẨM 27 Polyvinylidene chloride (PVDC) được tìm ra năm 1838. Hạt monomer tinh khiết được tổng hợp vào năm 1872 và polyme PVDC được tổng hợp năm 1916. Vào năm 1936, sản phẩm đồng trùng hợp của v c và VDC được sản xuất lần đầu tiên.
Hợp chất polyester đầu tiên được tìm ra năm 1847. Ester acrylate được chê tạo vào năm 1873 và methyl acrylate được trùng hợp năm 1880. Polyacrylate được sản xuất lần đầu tiên năm 1927, và polymethyl methacrylate vào năm 1933. Polyethylene-glycol- terephthalate (PET) được tìm ra đầu tiên vào năm 1941 và được sản xuất vào những năm 1950 dưới dạng màng Mylar.
Một trong những sự phát triển quan trọng nhất có liên quan đến bao bì xảy ra năm 1933, khi Fawcett và Gibson thuộc Công ty Hóa chất Công nghiệp Imperial (ICI) tìm ra polyethylene (PE) đầu tiên, được xử lý ở áp suất cao. Nhựa PE được sử dụng đầu tiên làm tấm bao bọc các sợi dây cáp điện thoại ngầm, và trong suốt Thế chiến thứ hai nó được sử dụng như chất bao bọc các dây cáp của radar. Vào đầu những năm 1940, Karl Ziegler đã nghiên cứu và tìm ra phương pháp xúc tác để sản xuất polyethelene ở áp suất thấp. Phương pháp của Ziegler cho phép sản xuất polyethelene có tỷ trọng cao hơn (HDPE) phương pháp của ICI; loại này đã nhanh chóng đạt doanh số bán cao vào năm 1956.
Vào năm 1961, Tiến sĩ Richard w. Rees của hãng DuPont phát minh ra ionomer bằng cách tạo liên kết hóa học giữa ion kim loại với PE có chứa các nhóm axit. Bên cạnh đó, nghiên cứu của ông về polyethylene tỷ trọng thấp (LDPE) đã mở ra phạm vi rộng rãi và thị trường cho việc chuyển dổi bao bì theo khuynh hướng bao bì chất dẻo như ngày nay. Vào năm 1954, Natta ở Ý dùng chất xúc tác cho sự bố trí cố định cấu trúc không gian để sản xuất polypropylene và phát triển nguyên tắc thay đổi cấu trúc của polyme để sản xuất nhiều loại plastic đồng trùng hợp như ngày nay, tạo thành chuỗi polyme có đặc tính đáp ứng một số yêu cầu cần thiết đối với xã hội phát triển.
Trong những năm kế tiếp, nhiều hợp chất đồng trùng hợp của ethylene, propylene và butylene được đưa ra thị trường. Những loại chất dẻo khác được dùng làm bao bì bao gồm polyamide (nylon) được phát minh ra đầu tiên năm 1937, dưới dạng 28 CHƯƠNG 1 sợi và sau đó được phát triển sang dạng màng vào cuối những năm 1950. Polycarbonate được đưa ra thị trường vào năm 1959. Sự phát triển của các loại hình bao bì Các loại thùng chứa, hộp bằng gỗ, bình sứ, túi da, bao vải đều đã có từ rất lâu.
Dưới đây là những bước tiên quan trọng trong sự phát triển của các loại hình baò bì đang phổ biên hiện nay. Hộp bằng kim loại Từ sự phát minh ra thép tráng thiếc vào năm 1200, người ta đã có thể tạo ra các loại hộp kim loại. Nhưng mãi cho tới năm 1764 mới xuất hiện ở Luân Đôn các loại hộp nhỏ bằng kim loại để đựng thuôc lá. Đầu những năm 1830, diêm và bánh bích quy đều được chứa đựng trong cậc hộp thép tráng thiếc.
Một vài loại hộp được thiết kế với các loại hình đặc biệt có ký tự nổi, những loại khác có nhãn hiệu được in trên giây rồi dán vào hộp. Khoảng giữa năm 1850 và 1900, kỹ thuật in trên kim loại được phát triển. Những chiêc hộp ban đầu được thiêt kế với 8+9 màu so với ngày nay là 4+6 màu.