Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU KHÔNG THẤM HÚT 1. Khái niệm Vật liệu không thấm hút là loại vật liệu in có bề mặt mà mực in thông thường khó bám dính và không thể khô theo cơ chế thấm hút như các loại vật liệu thông thường khác như giấy. Là vật liệu được dùng trong các phương áp in: Offset, Flexo, ống đồng, in lưới, kỹ thuật số tuy nhiên phải sử dụng một loại mực đặc biệt là mực UV và đòi hỏi phải có đèn sấy UV sau mỗi đơn vị in. Ngoài ra để sử dụng được các loại mực thông thường (mực dung môi, mực gốc dầu) bề mặt vật liệu cần được xử lý trước đó bằng: corona, flasma hoặc phủ một lớp primer nhằm làm cho năng lượng bề mặt vật liệu lớn hơn sức căng bề mặt của bản thân chất lỏng (mực in, toner) để mực in có khả năng bám dính tốt hơn.
Vật liệu không thấm hút được tạo nên từ các polymer liên kết với nhau theo một cấu trúc nào đó trở thành các đại phân tử, mỗi loại vật liệu có tính chất khác nhau phụ thuộc vào loại polymer tạo nên nó, gọi là màng hoặc các vật liệu có tráng phủ kim loại, thủy tinh, kim loại, gốm, sứ… Vật liệu không thấm hút có khả năng bảo vệ cũng như bảo quản sản phẩm bên trong như chống thấm nước, dung môi, giữ khí CO2, hút chân không, chứa được các chất lỏng, bột. Vật liệu không thấm hút ứng dụng nhiều trong sản xuất bao bì mềm, bao bì mỹ phẩm, dược phẩm, nhãn dán linh kiện điện tử, tem bảo hành.1 Một số sản phẩm in trên vật liệu không thấm hút 1. Phân loại và đặc điểm 1. Màng nhựa Màng nhựa là một dạng vật liệu nhựa mỏng và phần lớn là dạng cuộn.
Màng nhựa thường có độ dày không vượt quá 0,025mm và được gọi là dạng tấm khi có độ dày 4 do an lớn hơn. Màng nhựa cũng có thể trong suốt hoặc có màu, đơn hoặc nhiều lớp và có thể có hiệu ứng đặc biệt hoặc kết hợp với các vật liệu khác như giấy. Do đó, màng nhựa có những ứng dụng khá rộng rãi trong các lĩnh vực như thực phẩm, mỹ phẩm, nông dược… và là vật liệu in chính của công nghệ in Flexo và ống đồng.1 Tên viết tắt của một số loại màng Tên viết tắt Tên đầy đủ ABS Acrylonitrile Butadiene Styrene CMC Carboxymethyl Cellulose EPS Expanded Polystyrene hoặc Foamed Polystyrene HDPE High Density Polyethylen LDPE Low Density Polyethylen LLDPE (Linear) Low Density Polyethylen MDPE Medium Density Polyethylen OPP Oriented Polypropylen OPS Oriented Polystyrene PA Polyamide (nylon) PE Polyethylen PET Polyethylen Terephthalate (Polyester) PP Polypropylen PS Polystyrene PVA (PVAC) Polyvinyl Acetate PVAL Polyvinyl Alcohol PVC Polyvinyl Chloride PVDC Polyvinylidene Chloride 1. Màng đơn Một số loại màng đơn thông dụng: Polyethylen (PE) 5 do an Màng PE được phân loại thành các nhóm chính sau: - LDPE: là loại màng thông dụng nhất, nó được sử dụng chủ yếu để làm túi.
LDPE có tính chất dễ hàn nhiệt và là loại rẻ nhất. LDPE bao gồm các loại có tác nhân trượt và đóng cục khác nhau. 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 để tạo màng mỏng hoặc dùng khi có yêu cầu về độ cứng cao hơn hoặc nhiệt độ làm mềm cao 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 tính chất của PE: - Trong suốt, hơi có ánh mờ, có bề mặt bóng láng, mềm dẻo. - Chống thấm nước và hơi nước tốt.
- Chống thấm khí O2, CO2, N2 và dầu mỡ đều kém. - Chịu được nhiệt độ cao (dưới 230oC) trong thời gian ngắn. - Có thể cho khí, hương thẩm thấu xuyên qua, do đó PE cũng có thể hấp thu giữ mùi trong bản thân bao bì, và cũng chính mùi này có thể được hấp thu bởi thực phẩm được chứa đựng, gây mất giá trị cảm quan của sản phẩm. Ứng dụng: - Màng mỏng PE định hướng và kéo căng sơ bộ được sử dụng chủ yếu dưới dạng màng co và màng căng.
PET (Polyethylene terephthalate) - Bền cơ học cao, có khả năng chịu đựng lực xé và lực va chạm, chịu đựng sự mài mòn cao. - Trong suốt, trơ với môi trường thực phẩm - Chống thấm khí O2 và CO2 tốt hơn các loại nhựa khác. 6 do an - Khi được gia nhiệt đến 200oC hoặc làm lạnh ở – 90oC cấu trúc hóa học của mạch PET vẫn được giữ nguyên, tính chống thấm khí hơi vẫn không thay đổi khi nhiệt độ khoảng 100oC. Ứng dụng: - Dùng làm nhãn dán trên các bề mặt tương đối bằng phẳng, yêu cầu độ trong suốt cao, nhãn sticker.
- Ngoài ra, PET còn được dùng làm bao bì thuốc bảo vệ thực vật, thuốc thú y, mỹ phẩm. Polypropylen (PP) - Tính bền cơ học cao (bền xé và bền kéo đứt) khá cứng vững, không mềm dẻo như PE, không bị kéo giãn dài do đó được chế tạo thành sợi, đặc biệt khả năng bị xé rách dễ dàng khi có một vết cắt hoặc một vết thủng nhỏ. - Trong suốt và độ bóng bề mặt cao cho khả năng in cao, nét in rõ. - Chịu được nhiệt độ cao hơn 100oC.
Tuy nhiên nhiệt độ hàn dán mí bao bì PP (140oC) cao hơn so với PE có thể gây chảy hư hỏng cấu trúc màng ghép bên ngoài, nên thường ít dùng PP làm lớp trong cùng. - Có tính chất chống thấm O2, hơi nước, dầu mỡ và các khí khác. Ứng dụng: - Dùng làm bao bì một lớp chứa đựng bảo quản thực phẩm, không yêu cầu chống oxy hóa một cách nghiêm ngặt. - Tạo thành sợi, dệt thành bao bì đựng lương thực, ngũ cốc có số lượng lớn.
- PP cũng được sản xuất dạng màng phủ ngoài đối với màng nhiều lớp để tăng tính chống thấm khí, hơi nước, tạo khả năng in cao, và dễ xé rách để mở bao bì (khi có tạo sẵn một vết đứt) và tạo độ bóng cao cho bao bì. Al-Foil (lá nhôm mỏng) Trong công nghiệp người ta định nghĩa: lá kim loại có chiều dày từ 4,3-152µm gọi là Foil, Al-Foil là cuộn nhôm mỏng có chiều dày < 152µm. Các nguyên tố thường có trong Al-Foil: Silicon, sắt, đồng thau, Mn, Mg, Cr, Zn, Ti. với hàm lượng < 4%.
Một số tính chất của Al-Foil: 7 do an - Bền hóa học: Al-Foil bền với các loại a-xít yếu tốt hơn so với ba-zơ yếu. 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 hữu cơ. - Bền nhiệt độ: Lá nhôm mỏng không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của nhiệt độ và độ ẩm, dễ sử dụng trong quá trình tiệt trùng các bao bì có chứa Al-Foil.
Giúp tăng cường độ bền, tính mềm dẻo ở nhiệt độ thấp và 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 của 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: tính chống khí, ẩm và ánh sáng rất tốt, tính ổn định ở nhiệt độ cao và thấp, dễ định hình. Ứng dụng: - Dùng để đóng gói và 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. Polyamide (PA) hoặc Nylon - Chống thẩm thấu khí rất tốt, chống thấm nước kém.
- Không có tính cứng vững như PP, do đó không thể chế tạo chai lọ. - Có tính chống thấm khí O2, N2, CO2 rất cao. - Có tính bền cơ lý cao: chịu được va chạm, chống trầy xước, mài mòn và xé rách hoặc thủng bao bì. - Có khả năng hàn dán nhiệt khá tốt.
- Có khả năng in tốt, không cần xử lý bề mặt trước khi in Ứng dụng: - Màng PA ghép cùng với PE dùng làm bao bì chứa thực phẩm đông lạnh và thực phẩm dạng lỏng có thể chịu được nhiệt độ thanh trùng đến 100oC trong 10 phút hoặc làm màng co bao bọc thực phẩm ăn liền. 8 do an - Ngoài ra còn dùng làm bao bì hút chân không hoặc bao bì ngăn cản sự thẩm thấu không khí hoặc thoát hương. Polyvinyl Chloride (PVC) Tính chất của PVC: - Độ trong suốt và co giãn cao. - Chống ẩm và ngăn cản khí tốt.
- Kháng mỡ tốt. - Chịu được áp suất khí. - Độ mềm dẻo của màng PVC phụ thuộc vào hàm lượng chất hóa dẻo. Chất hóa dẻo thường dùng là DOP, DINP, TXIB, Hexamoll DINCH.
Ứng dụng: - Sử dụng làm nhãn màng co cho các loại chai, bình bằng nhựa hoặc màng co bao bọc các loại thực phẩm bảo quản trong thời gian ngắn như thịt sống, rau củ và trái cây… - Ngoài ra, PVC được sử dụng để làm nhiều vật gia dụng cũng như các lọai sản phẩm thuộc các ngành khác.2 Tính chất của một số màng đơn thông dụng trong bao bì mềm Khả năng Khả năng Khả năng Độ Tính Khả năng Loại màng chịu ngăn cản ngăn cản trong suốt dễ in chịu kéo nấu sôi hơi nước khí LDPE + ++ ++ + LLDPE ++ ++ ++ + HDPE + ++ + + PP ++ ++ +++ ++ + BOPP ±/++ +++ +++ +++ PET ± ++ + ++ BOPET ± + +++ +++ PA ++ + + +++ 9 do an Khả năng Khả năng Khả năng Độ Tính Khả năng Loại màng chịu ngăn cản ngăn cản trong suốt dễ in chịu kéo nấu sôi hơi nước khí BOPA ++ +++ +++ PVC + ++ ++ + +++ Ghi chú: +++: Rất tốt, ++: Tốt, +: Trung bình, : Không tốt 1. Màng phức hợp Màng nhựa phức hợp hay còn gọi là màng ghép là một loại vật liệu nhiều lớp mà ưu điểm là nhận được những tính chất tốt của các loại vật liệu thành phần. Người ta 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.