เพื่อยืดอายุการเก็บรักษาของสารต่างๆ เช่น อาหารและยา หลายๆวัสดุบรรจุภัณฑ์สำหรับอาหารและยาในปัจจุบันใช้ฟิล์มคอมโพสิตบรรจุภัณฑ์หลายชั้น ปัจจุบันมีวัสดุบรรจุภัณฑ์คอมโพสิตอยู่สอง สาม ห้า เจ็ด เก้า และสิบเอ็ดชั้น ฟิล์มบรรจุภัณฑ์หลายชั้นเป็นฟิล์มบางที่ขึ้นรูปโดยการอัดวัตถุดิบพลาสติกหลายชนิดลงในหลายช่องทางพร้อมกันจากช่องเปิดแม่พิมพ์เดียว ซึ่งสามารถใช้ประโยชน์จากข้อดีของวัสดุที่แตกต่างกันได้
หลายชั้นม้วนฟิล์มบรรจุภัณฑ์ประกอบด้วยโพลีโอเลฟินผสมหลัก ปัจจุบันโครงสร้างที่นิยมใช้กัน ได้แก่ โพลีเอทิลีน/โพลีเอทิลีน, โพลีเอทิลีน เอทิลีน ไวนิล อะซิเตท โคพอลิเมอร์/โพลีโพรพิลีน, LDPE/ชั้นกาว/EVOH/ชั้นกาว/LDPE, LDPE/ชั้นกาว/EVH/EVOH/EVOH/ชั้นกาว/LDPE ความหนาของแต่ละชั้นสามารถปรับได้ด้วยเทคโนโลยีการอัดรีด การปรับความหนาของชั้นกั้นและการใช้วัสดุกั้นที่หลากหลายทำให้สามารถออกแบบฟิล์มยืดหยุ่นที่มีคุณสมบัติการกั้นที่แตกต่างกันได้ วัสดุชั้นปิดผนึกด้วยความร้อนยังสามารถเปลี่ยนและปรับเปลี่ยนได้อย่างยืดหยุ่นเพื่อตอบสนองความต้องการของบรรจุภัณฑ์ที่แตกต่างกัน คอมโพสิตบรรจุภัณฑ์แบบหลายชั้นและอเนกประสงค์นี้ถือเป็นทิศทางหลักในการพัฒนาวัสดุฟิล์มบรรจุภัณฑ์ในอนาคต
โครงสร้างฟิล์มคอมโพสิตบรรจุภัณฑ์หลายชั้น
ฟิล์มคอมโพสิตบรรจุภัณฑ์หลายชั้น โดยไม่คำนึงถึงจำนวนชั้น โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นชั้นฐาน ชั้นฟังก์ชัน และชั้นกาว ตามฟังก์ชันของฟิล์มแต่ละชั้น
ระดับพื้นฐาน
โดยทั่วไปแล้ว ชั้นในและชั้นนอกของฟิล์มคอมโพสิตควรมีคุณสมบัติทางกายภาพและเชิงกลที่ดี ประสิทธิภาพในการขึ้นรูป และชั้นปิดผนึกด้วยความร้อนที่ดี นอกจากนี้ยังต้องมีประสิทธิภาพในการปิดผนึกด้วยความร้อนและการเชื่อมด้วยความร้อนที่ดี ซึ่งมีต้นทุนค่อนข้างต่ำ มีประสิทธิภาพในการรองรับและรักษาชั้นฟังก์ชันที่ดี และมีสัดส่วนสูงที่สุดในฟิล์มคอมโพสิต ซึ่งเป็นตัวกำหนดความแข็งแกร่งโดยรวมของฟิล์มคอมโพสิต วัสดุพื้นฐานหลักๆ ได้แก่ PE, PP, EVA, PET และ PS
ชั้นฟังก์ชัน
ชั้นฟังก์ชันของฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหารเป็นชั้นกั้นส่วนใหญ่ มักอยู่ตรงกลางของฟิล์มคอมโพสิตหลายชั้น โดยใช้เรซินกั้นเป็นหลัก เช่น EVOH, PVDC, PVA, PA, PET เป็นต้น โดยวัสดุกั้นสูงที่นิยมใช้กันมากที่สุดคือ EVOH และ PVDC ส่วน PA และ PET ทั่วไปมีคุณสมบัติกั้นที่คล้ายคลึงกัน โดยจัดอยู่ในประเภทวัสดุกั้นระดับกลาง
EVOH (เอทิลีนไวนิลแอลกอฮอล์โคพอลิเมอร์)
เอทิลีนไวนิลแอลกอฮอล์โคพอลิเมอร์เป็นวัสดุพอลิเมอร์ที่ผสานความสามารถในการแปรรูปของพอลิเมอร์เอทิลีนและคุณสมบัติการกั้นก๊าซของพอลิเมอร์เอทิลีนแอลกอฮอล์ มีความโปร่งใสสูงและมีความเงางามสูง EVOH มีคุณสมบัติการกั้นก๊าซและน้ำมันที่ดีเยี่ยม มีความแข็งแรงเชิงกล ความยืดหยุ่น ความทนทานต่อการสึกหรอ ความต้านทานความเย็น และความแข็งแรงของพื้นผิวที่ดีเยี่ยม และมีประสิทธิภาพการแปรรูปที่ยอดเยี่ยม ประสิทธิภาพการกั้นของ EVOH ขึ้นอยู่กับปริมาณเอทิลีน เมื่อปริมาณเอทิลีนเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพการกั้นก๊าซจะลดลง แต่ประสิทธิภาพการต้านทานความชื้นจะเพิ่มขึ้น ทำให้ง่ายต่อการแปรรูป
ผลิตภัณฑ์ที่บรรจุด้วยวัสดุ EVOH ได้แก่ เครื่องปรุงรส ผลิตภัณฑ์นม ผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์ ผลิตภัณฑ์ชีส เป็นต้น
PVDC (โพลีไวนิลิดีนคลอไรด์)
โพลีไวนิลิดีนคลอไรด์ (PVDC) เป็นพอลิเมอร์ของไวนิลิดีนคลอไรด์ (1,1-ไดคลอโรเอทิลีน) อุณหภูมิการสลายตัวของโฮโมพอลิเมอร์ PVDC ต่ำกว่าจุดหลอมเหลว ทำให้หลอมละลายได้ยาก ดังนั้น PVDC จึงเป็นโคพอลิเมอร์ของไวนิลิดีนคลอไรด์และไวนิลคลอไรด์ ซึ่งมีคุณสมบัติในการปิดผนึกอากาศ ทนต่อการกัดกร่อน พิมพ์ และความร้อนได้ดี
ในยุคแรกเริ่ม PVDC ถูกใช้เป็นบรรจุภัณฑ์สำหรับใช้ในทางทหารเป็นหลัก ต่อมาในช่วงทศวรรษ 1950 เริ่มมีการใช้เป็นฟิล์มถนอมอาหาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์สมัยใหม่พัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็วและวิถีชีวิตของผู้คนยุคใหม่ บรรจุภัณฑ์สำหรับแช่แข็งและถนอมอาหารอย่างรวดเร็ว การปฏิวัติของเครื่องครัวที่ใช้กับไมโครเวฟ และการยืดอายุการเก็บรักษาอาหารและยา ทำให้การนำ PVDC มาใช้เป็นที่นิยมมากขึ้น PVDC สามารถนำมาผลิตเป็นฟิล์มบางพิเศษได้ ซึ่งช่วยลดปริมาณวัตถุดิบและต้นทุนบรรจุภัณฑ์ PVDC ยังคงได้รับความนิยมในปัจจุบัน
ชั้นกาว
เนื่องจากเรซินพื้นฐานบางชนิดมีความสัมพันธ์ต่ำกับเรซินชั้นฟังก์ชัน จึงจำเป็นต้องวางชั้นกาวบางชั้นไว้ระหว่างสองชั้นนี้เพื่อทำหน้าที่เป็นกาวและสร้างฟิล์มคอมโพสิตที่ผสานเข้าด้วยกัน ชั้นกาวนี้ใช้เรซินกาว ซึ่งนิยมใช้กันทั่วไป ได้แก่ โพลีโอเลฟินที่ต่อกิ่งด้วยมาลิอิกแอนไฮไดรด์และเอทิลีนไวนิลอะซิเตตโคพอลิเมอร์ (EVA)
โพลีโอเลฟินที่ต่อกิ่งด้วยแอนไฮไดรด์มาเลอิก
โพลีโอเลฟินกราฟต์มาเลอิกแอนไฮไดรด์ ผลิตขึ้นโดยการต่อกิ่งมาเลอิกแอนไฮไดรด์เข้ากับโพลีเอทิลีนผ่านการอัดรีดแบบปฏิกิริยา ทำให้เกิดกลุ่มด้านขั้วบนสายโซ่ที่ไม่มีขั้ว โพลีโอเลฟินเป็นกาวยึดระหว่างวัสดุที่มีขั้วและไม่มีขั้ว และมักใช้ในฟิล์มคอมโพสิตของโพลีโอเลฟิน เช่น โพลีโพรพิลีนและไนลอน
EVA (เอทิลีนไวนิลอะซิเตทโคพอลิเมอร์)
EVA นำโมโนเมอร์ไวนิลอะซิเตทเข้าสู่สายโมเลกุล ช่วยลดความเป็นผลึกของโพลีเอทิลีน และปรับปรุงความสามารถในการละลายและประสิทธิภาพการปิดผนึกด้วยความร้อนของฟิลเลอร์ ส่วนผสมที่แตกต่างกันของเอทิลีนและไวนิลอะซิเตทในวัสดุต่างๆ ส่งผลให้การใช้งานแตกต่างกัน:
① ผลิตภัณฑ์หลักของ EVA ที่มีปริมาณเอทิลีนอะซิเตทต่ำกว่า 5% ได้แก่ กาว ฟิล์ม สายไฟและสายเคเบิล เป็นต้น
② ผลิตภัณฑ์หลักของ EVA ที่มีส่วนผสมของไวนิลอะซิเตท 5%~10% คือ ฟิล์มยืดหยุ่น เป็นต้น
③ ผลิตภัณฑ์หลักของ EVA ที่มีปริมาณไวนิลอะซิเตท 20%~28% คือ กาวร้อนละลายและผลิตภัณฑ์เคลือบผิว
④ ผลิตภัณฑ์หลักของ EVA ที่มีส่วนผสมของไวนิลอะซิเตท 5%~45% ได้แก่ ฟิล์ม (รวมถึงฟิล์มเกษตร) และแผ่น ผลิตภัณฑ์ฉีดขึ้นรูป ผลิตภัณฑ์โฟม เป็นต้น
เวลาโพสต์: 12 มิ.ย. 2567