เพื่อยืดอายุการเก็บรักษาของสารต่างๆ เช่น อาหารและยา หลายๆวัสดุบรรจุภัณฑ์สำหรับอาหารและยาในปัจจุบันใช้ฟิล์มคอมโพสิตบรรจุภัณฑ์หลายชั้น ปัจจุบันมีวัสดุบรรจุภัณฑ์คอมโพสิต 2, 3, 5, 7, 9 และแม้กระทั่ง 11 ชั้น ฟิล์มบรรจุภัณฑ์หลายชั้นเป็นฟิล์มบางๆ ที่เกิดขึ้นจากการอัดวัตถุดิบพลาสติกหลายชนิดลงในหลายช่องพร้อมกันจากช่องเปิดแม่พิมพ์เดียว ซึ่งสามารถใช้ประโยชน์จากข้อดีของวัสดุที่แตกต่างกันได้
หลายชั้นฟิล์มม้วนบรรจุภัณฑ์ประกอบด้วยโพลีโอเลฟินผสมกันเป็นส่วนใหญ่ ปัจจุบันโครงสร้างที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ โพลีเอทิลีน/โพลีเอทิลีน โพลีเอทิลีนเอทิลีนไวนิลอะซิเตทโคพอลิเมอร์/โพลีโพรพิลีน LDPE/ชั้นกาว/EVOH/ชั้นกาว/LDPE LDPE/ชั้นกาว/EVH/EVOH/EVOH/ชั้นกาว/LDPE ความหนาของแต่ละชั้นสามารถปรับได้ด้วยเทคโนโลยีการอัดรีด โดยการปรับความหนาของชั้นกั้นและใช้วัสดุกั้นหลากหลายชนิด จึงสามารถออกแบบฟิล์มที่มีความยืดหยุ่นที่มีคุณสมบัติกั้นต่างกันได้ นอกจากนี้ วัสดุชั้นปิดผนึกด้วยความร้อนยังสามารถเปลี่ยนและปรับเปลี่ยนได้อย่างยืดหยุ่นเพื่อตอบสนองความต้องการของบรรจุภัณฑ์ที่แตกต่างกัน คอมโพสิตบรรจุภัณฑ์แบบหลายชั้นและอเนกประสงค์นี้เป็นแนวทางหลักสำหรับการพัฒนาวัสดุฟิล์มบรรจุภัณฑ์ในอนาคต
โครงสร้างฟิล์มคอมโพสิตบรรจุภัณฑ์หลายชั้น
ฟิล์มคอมโพสิตบรรจุภัณฑ์หลายชั้น ไม่ว่าจะมีกี่ชั้นก็ตาม โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นชั้นฐาน ชั้นฟังก์ชัน และชั้นกาว ตามฟังก์ชันของฟิล์มแต่ละชั้น
ระดับพื้นฐาน
โดยทั่วไปชั้นในและชั้นนอกของฟิล์มคอมโพสิตควรมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลที่ดี ประสิทธิภาพในการขึ้นรูป และชั้นปิดผนึกด้วยความร้อน นอกจากนี้ยังต้องมีประสิทธิภาพในการปิดผนึกด้วยความร้อนและประสิทธิภาพการเชื่อมด้วยความร้อนที่ดี ซึ่งมีต้นทุนค่อนข้างต่ำ มีผลในการรองรับและรักษาชั้นฟังก์ชันที่ดี และมีสัดส่วนสูงสุดในฟิล์มคอมโพสิต ซึ่งกำหนดความแข็งโดยรวมของฟิล์มคอมโพสิต วัสดุพื้นฐานส่วนใหญ่เป็น PE, PP, EVA, PET และ PS
ชั้นฟังก์ชัน
ชั้นการทำงานของฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหารเป็นชั้นกั้นส่วนใหญ่ มักจะอยู่ตรงกลางของฟิล์มคอมโพสิตหลายชั้น โดยส่วนใหญ่ใช้เรซินกั้น เช่น EVOH, PVDC, PVA, PA, PET เป็นต้น โดยวัสดุกั้นสูงที่ใช้กันแพร่หลายที่สุดได้แก่ EVOH และ PVDC ส่วน PA และ PET ทั่วไปมีคุณสมบัติกั้นที่คล้ายคลึงกัน โดยจัดอยู่ในประเภทวัสดุกั้นระดับกลาง
EVOH (เอทิลีนไวนิลแอลกอฮอล์โคพอลิเมอร์)
เอทิลีนไวนิลแอลกอฮอล์โคพอลิเมอร์เป็นวัสดุพอลิเมอร์ที่ผสมผสานความสามารถในการแปรรูปของพอลิเมอร์เอทิลีนและคุณสมบัติในการกั้นก๊าซของพอลิเมอร์เอทิลีนแอลกอฮอล์ มีความโปร่งใสสูงและมีความเงาที่ดี EVOH มีคุณสมบัติในการกั้นก๊าซและน้ำมันได้ดีเยี่ยม มีความแข็งแรงเชิงกล ความยืดหยุ่น ทนทานต่อการสึกหรอ ทนต่อความเย็น และความแข็งแรงของพื้นผิวที่ยอดเยี่ยม และมีประสิทธิภาพในการแปรรูปที่ยอดเยี่ยม ประสิทธิภาพในการกั้นของ EVOH ขึ้นอยู่กับปริมาณเอทิลีน เมื่อปริมาณเอทิลีนเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพในการกั้นก๊าซจะลดลง แต่ประสิทธิภาพในการต้านทานความชื้นจะเพิ่มขึ้น จึงสามารถแปรรูปได้ง่าย
ผลิตภัณฑ์ที่บรรจุด้วยวัตถุดิบ EVOH ได้แก่ เครื่องปรุงรส ผลิตภัณฑ์จากนม ผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์ ผลิตภัณฑ์ชีส เป็นต้น
PVDC (โพลีไวนิลิดีนคลอไรด์)
โพลีไวนิลิดีนคลอไรด์ (PVDC) เป็นโพลิเมอร์ของไวนิลิดีนคลอไรด์ (1,1-ไดคลอโรเอทิลีน) อุณหภูมิการสลายตัวของโฮโมโพลีเมอร์ PVDC ต่ำกว่าจุดหลอมเหลว ทำให้หลอมละลายได้ยาก ดังนั้น PVDC จึงเป็นโคพอลิเมอร์ของไวนิลิดีนคลอไรด์และไวนิลคลอไรด์ในฐานะวัสดุบรรจุภัณฑ์ ซึ่งมีคุณสมบัติการกันอากาศเข้าได้ดี ทนต่อการกัดกร่อน พิมพ์ได้ดี และปิดผนึกด้วยความร้อนได้ดี
ในยุคแรกๆ มีการใช้ PVDC เป็นหลักในการบรรจุภัณฑ์ทางทหาร ในช่วงทศวรรษ 1950 เริ่มมีการใช้ PVDC เป็นฟิล์มถนอมอาหาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์สมัยใหม่และจังหวะชีวิตของผู้คนในปัจจุบัน บรรจุภัณฑ์แช่แข็งและถนอมอาหารที่รวดเร็ว การปฏิวัติของเครื่องครัวไมโครเวฟ และการยืดอายุการเก็บรักษาของอาหารและยา ทำให้การใช้ PVDC เป็นที่นิยมมากขึ้น PVDC สามารถนำมาทำเป็นฟิล์มบางพิเศษได้ ซึ่งช่วยลดปริมาณวัตถุดิบและต้นทุนบรรจุภัณฑ์ PVDC ยังคงเป็นที่นิยมในปัจจุบัน
ชั้นกาว
เนื่องจากเรซินพื้นฐานบางชนิดและเรซินชั้นฟังก์ชันมีความสัมพันธ์ที่ไม่ดี จึงจำเป็นต้องวางชั้นกาวบางชั้นระหว่างสองชั้นนี้เพื่อทำหน้าที่เป็นกาวและสร้างฟิล์มคอมโพสิตแบบบูรณาการ ชั้นกาวใช้เรซินกาว ซึ่งนิยมใช้ ได้แก่ โพลีโอเลฟินที่ต่อกิ่งด้วยมาลิอิกแอนไฮไดรด์และเอทิลีนไวนิลอะซิเตทโคพอลิเมอร์ (EVA)
โพลีโอเลฟินกราฟต์แอนไฮไดรด์มาลิอิก
โพลีโอเลฟินที่ต่อกิ่งด้วยแอนไฮไดรด์มาลิอิกผลิตขึ้นโดยการต่อกิ่งแอนไฮไดรด์มาลิอิกเข้ากับโพลีเอทิลีนผ่านการอัดรีดแบบมีปฏิกิริยา โดยนำกลุ่มด้านขั้วมาใส่ในโซ่ที่ไม่มีขั้ว โพลีโอเลฟินเป็นกาวระหว่างวัสดุที่มีขั้วและไม่มีขั้ว และมักใช้ในฟิล์มคอมโพสิตของโพลีโอเลฟิน เช่น โพลิโพรพิลีนและไนลอน
EVA (เอทิลีนไวนิลอะซิเตทโคพอลิเมอร์)
EVA นำโมโนเมอร์ไวนิลอะซิเตทเข้าสู่ห่วงโซ่โมเลกุล ช่วยลดความเป็นผลึกของโพลีเอทิลีน และปรับปรุงความสามารถในการละลายและประสิทธิภาพการปิดผนึกด้วยความร้อนของสารตัวเติม ปริมาณเอทิลีนและไวนิลอะซิเตทที่แตกต่างกันในวัสดุทำให้มีการใช้งานที่แตกต่างกัน:
① ผลิตภัณฑ์หลักของ EVA ที่มีปริมาณเอทิลีนอะซิเตทต่ำกว่า 5% ได้แก่ กาว ฟิล์ม สายไฟและสายเคเบิล เป็นต้น
② ผลิตภัณฑ์หลักของ EVA ที่มีส่วนผสมของไวนิลอะซิเตท 5%~10% คือ ฟิล์มยืดหยุ่น เป็นต้น
③ ผลิตภัณฑ์หลักของ EVA ที่มีส่วนผสมของไวนิลอะซิเตท 20%~28% คือ กาวร้อนละลายและผลิตภัณฑ์เคลือบผิว
④ ผลิตภัณฑ์หลักของ EVA ที่มีส่วนผสมของไวนิลอะซิเตท 5%~45% ได้แก่ ฟิล์ม (รวมถึงฟิล์มเกษตร) และแผ่น ผลิตภัณฑ์ฉีดขึ้นรูป ผลิตภัณฑ์โฟม เป็นต้น
เวลาโพสต์: 12 มิ.ย. 2567