Tìm hiểu bao bì ghép nhiều lớp

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Các loại bao bì ..................................................................................................7
Hình 1.2. Ứng dụng trong dược phẩm và thực phẩm ...................................................9
Hình 3.1. Phương pháp đùn thổi................................................................................... 13
Hình 3.2. Bộ phận đùn cán ............................................................................................ 14
Hình 4.1. Phương pháp ghép ướt.................................................................................. 15
Hình 4.2. Ghép đùn ........................................................................................................ 17
Hình 6.1. Ruben Rausing .............................................................................................. 18
Hình 6.2. Cấu tạo bao bì tetra-pak ............................................................................... 20
Hình 6.3. Cấu trúc HDPE .............................................................................................. 20
Hình 6.4. Giấy bìa .......................................................................................................... 22
Hình 6.6. Lá nhôm.......................................................................................................... 23
Hình 6.7. Cấu tạo của LDPE......................................................................................... 26
Hình 6.8. Một số sản phẩm đựng trong bao bì tetra pak ........................................... 27
Hình 6.9. Dây chuyề n tiê ̣t trùng bao bì giấ y ở công ty Tetra Pak ............................ 30
Hình 6.10. Nguyên tắ c đóng bao bì Tetra pak ............................................................ 32
Hình 6.11. Dây chuyề n đóng hô p̣ sản phẩ m trong bao bì Tetra Pak ....................... 34
Hình 6.12: Đóng gó i bao bì ........................................................................................... 34
Hình 6.13. Quá trình đó ng gói trong điề u kiê ̣n thanh trùng, tiê ̣t trùng .................... 35
Hình 6.14. Mô ̣t số ứ ng du ̣ng của bao bì Tetra Pak .................................................... 36


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11
MỤC LỤC

Danh mục các hình ............................................................................................................3
Lời mở đầu .........................................................................................................................6
I. Tổng quan về bao bì .....................................................................................................7
1.1.Khái niệm bao bì ....................................................................................................7

1.2.Phân loại bao bì thực phẩm ..................................................................................7
1.2.1. Bao bì kín ......................................................................................................7
1.2.2. Bao bì hở (hay chỉ bao bọc một phần sản phẩm) .....................................8
1.3. Những yêu cầu chung về vật liệu làm bao bì ....................................................8
II. Giới thiệu bao bì nhiều lớp .........................................................................................8
2.1. Định nghĩa và mục đích ......................................................................................8
2.2. Cấu trúc và phân loại ............................................................................................9
2.2.1. Cấu trúc ..........................................................................................................9
2.2.2. Phân loại ...................................................................................................... 10
III. Phương pháp chế tạo màng nhiều lớp ................................................................... 12
3.1. Trực tiếp .............................................................................................................. 12
3.1.1. Phương pháp đùn cán trực tiếp................................................................. 12
3.1.2. Phương pháp đùn thổi................................................................................ 12
3.2. Gián tiếp .............................................................................................................. 13
IV. Các phương pháp ghép màng ................................................................................. 15
4.1. Phương pháp ghép ướt....................................................................................... 15
4.2. Ghép khô không dung môi................................................................................ 16
4.3. Ghép đùn ............................................................................................................. 17
V. Ưu nhược điểm bao bì màng nhiều lớp .................................................................. 17
5.1. Ưu điểm ............................................................................................................... 17
5.2. Nhược điểm ........................................................................................................ 17
VI. Giới thiệu bao bì tetrapak ....................................................................................... 18
6.1. Lịch sử hình thành bao bì tetrapak................................................................... 18
6.2. Khái niệm bao bì Tetrapak (Tetrabrik) ........................................................... 19

Bao bì ghép nhiều lớp

2

GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

6.3. Cấ u trúc bao bì Tetra pak .................................................................................. 20
6.4. Phương pháp đóng gói bao bì Tetrapak .......................................................... 31
6.4.1. Mục tiêu – Đặc điểm của phương pháp Tetrapa .................................... 31
6.4.2. Cách đóng bao bì tetra pak ....................................................................... 33
6.4.3. Một số loại thiết bị ..................................................................................... 33
6.5. Ưu – Nhược điểm của bao bì tetrapak............................................................. 36
6.5.1. Nhược điểm ................................................................................................ 36
6.5.2. Ưu điểm ....................................................................................................... 37
6.6. Ứng du ̣ng củ a bao bì Tetra Pak ........................................................................ 37
Kết luận.................................................................................................................................
Tài liệu tham khảo ...............................................................................................................

Bao bì ghép nhiều lớp

3


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11
LỜI MỞ ĐẦU

Bao bì nói chung và bao bì thực phẩm nói riêng đã được con người biết đến và
sử dụng từ lâu đời. Tùy thuộc vào từng giai đoạn phát triển mà các hình thức và mẫu
mã bao bì cũng khác nhau. Ban đầu, con người tận dụng những vật liệu từ thiên nhiên
như lá cây,vỏ cây để làm dụng cụ chứa đựng thực phẩm. Do vậy, mà bao bì trong thời

kỳ này còn mang tính sơ khai và chưa thể hiện hết đầy đủ các chức năng của nó. Sau
đó, nhờ sự phát triển của các ngành như: công nghiệp gốm, sứ; thủy tinh; công nghiệp
luyện kim; công nghiệp giấy; công nghiệp chất dẻo mà ngành công nghiệp bao bì thực
phẩm cũng có những bước phát triển vượt bậc. Chức năng của bao bì thực phẩm cũng
nhờ đó mà mở rộng và hoàn thiện hơn. Tuy nhiên, đứng trước nhu cầu gia tăng thời
gian lưu trữ thực phẩm đòi hỏi các nhà sản xuất phải chế tạo ra một loại bao bì mới.
Bao bì màng nhiều lớp ra đời đã phần nào giải quyết được yêu cầu đó. Không những
vậy nó còn tạo ra bước đột phá quan trọng cho ngành công nghiệp thực phẩm nhờ vào
những tính chất đặc biệt vượt trội so với các loại bao bì khác.

Bao bì ghép nhiều lớp

4


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

I. Tổng quan về bao bì
1.1.

Khái niệm bao bì

(Quyết định của tổng cục Tiêu chuẩn

Đo lường Chất lượng số

23

TĐC/QĐ ngày 20 tháng 2 năm 2006) – “Bao bì là loại vật chứa đựng, bao bọc thực
phẩm thành đơn vị để bán. Bao bì có thể bao gồm nhiều lớp bao bọc, có thể phủ kín
hoàn toàn hay chỉ bao bọc một phần sản phẩm”. Bao bì phải đảm bảo chất lượng cho
sản phẩm, có thể phân phối, lưu kho, kiểm tra và thương mại… một cách thuận lợi.

Hình 1.1. Các loại bao bì

1.2.

Phân loại bao bì thực phẩm
1.2.1. Bao bì kín

Chứa đựng sản phẩm làm nhiệm vụ ngăn cách không gian xung quanh vật
phẩm thành hai môi trường:
 Môi trường bên trong bao bì
 Môi trường bên ngoài bao bì
Loại bao bì kín hoàn toàn được dùng để bao bọc những thực phẩm chế biến
công nghiệp, để đảm bảo chất lượng sản phẩm

sau quá trình sản xuất và

trong suốt thời gian lưu hành trên thị trường cho đến tay người tiêu dùng.
Bao bì ghép nhiều lớp

5


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

1.2.2. Bao bì hở (hay chỉ bao bọc một phần sản phẩm)
Gồm hai dạng :
 Bao bì hở bao gói trực tiếp loại rau quả hoặc hàng hoá tươi sống, các loại thực
phẩm không bảo quản lâu
 Bao bì hở là lớp bao bì bọc bên ngoài bao bì chứa đựng trực tiếp thực phẩm
Tính chất bao bì kín hay hở được quyết định bởi vật liệu làm bao bì và phương pháp
đóng sản phẩm vào bao bì, cách ghép kín các mí của bao bì. Một số loại bao bì thực
phẩm: bao bì thủy tinh, bao bì kim loại, bao bì plastic, bao bì giấy, bao bì màng nhiều
lớp…
1.3.


Những yêu cầu chung về vật liệu làm bao bì

Về cơ bản phải giữ nguyên được thành phần hóa học của sản phẩm so với thời

điểm sau khi kết thúc quá trình chế biến.


Phải giữ nguyên những tính chất lý học của sản phẩm ban đầu.



Tính chất cảm quan của sản phẩm phải được tồn tại nguyên vẹn sản phẩm ban

đầu cho đến khi hàng hóa được sử dụng.


Không bị lây nhiễm bởi chất hác từ môi trường hoặc từ chính bao bì, đặc biệt

là những chất gây độc hại hoặc những chất làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm.


Vật liệu làm bao bì thực phẩm phải đảm bảo phù hợp với từng loại thực phẩm.



Giá trị của bao bì thực phẩm phải tương ứng với giá trị của thực phẩm chưa

đựng, về nguyên tắc cần khống chế để bao bì không làm tăng giá thành của sản phẩm
một cách quá mức.


Vật liệu càng dễ gia công càng tốt để có thể chế tạo bao bì bên cạnh các xí

nghiệp chế biến thực phẩm.


Vật liệu bao bì không làm thay đổi tính chất hóa học, lý học và đặc biệt là tính

chất cảm quan của thực phẩm


Vật liệu làm bao bì phải không gây nhiễm độc cho thực phẩm

Bao bì ghép nhiều lớp

6

GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

II. Giới thiệu bao bì nhiều lớp
2.1.

Định nghĩa và mục đích
Bao bì màng nhiều lớp là loại bao bì được cấu tạo từ nhiều lớp vât liệu khác

nhau như: giấy, nhôm, nhựa,… mỗi lớp vật liệu có một đặc tính và chức năng khác
nhau. Tùy vào mục đích sử dụng của bao bì và sản phẩm được chứa đựng mà có thể
ghép từng loại với nhau để giảm thiểu nhược điểm và làm tăng ưu điểm của những lớp
vật liệu đơn.
Các nhà sản xuất đã sử dụng cùng lúc (ghép) các loại vật liệu khác nhau để có
được loại vật liệu ghép có tính năng được cải thiện nhằm đáp ứng các yêu cầu của bao
bì. Khi đó chỉ một tấm vật liệu vẫn có thể cung cấp đầy đủ tất cả các tính chất như:
tính cản khí, hơi ẩm, độ cứng, tính chất tốt, tính năng chế tạo dễ dàng, tính hàn tốt…
như yêu cầu đã đăt ra.
Tính chất cuối cùng của một loại vật liệu bao bì nhiều lớp phụ thuộc vào những
tất chất của các thành phần riêng lẻ.
Màng ghép thường được sử dụng rộng rãi làm nguyên liệu cho bao bì thực
phẩm, dược phẩm…Sự hình thành màng ghép là việc kết hợp có chọn lựa giữa màng
nguyên liệu ban đầu, mực in, keo dán, nguyên liệu phủ… sử dụng các phương pháp
gia công có nhiều công đoạn, đa dạng…

Hình 1.2. Ứng dụng trong dược phẩm và thực phẩm

Bao bì ghép nhiều lớp

7


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

Về lợi ích kinh tế và tính phổ biến trong thực tế bao bì màng nhiều lớp đạt được
các yêu cầu kĩ thuật, tính kinh tế, tính tiện dụng thích hợp cho từng loại bao bì, giữ gìn
chất lượng sản phẩm bên trong bao bì, giá thành rẻ…
2.2.

Cấu trúc và phân loại

2.2.1. Cấu trúc
Các polymer khác nhau được sử dụng tùy thuộc vào vai trò của chúng như là
lớp cấu trúc, lớp liên kết, lớp cản, lớp hàn.
 Lớp cấu trúc: đảm bảo các tính chất cơ học cần thiết, tính chất in dễ dàng
và thường có cả tính chống ẩm. Thông thường đó là những loại vật liệu rẻ tiền. Vật
liệu thường dùng là LDPE, HDPE, EVA, LLDPE, PP (đối với những cấu trúc mềm
dẻo) và HDPS hay PD ( đối với cấu trúc cứng).
 Các lớp liên kết: là những lớp keo nhiệt dẻo (ở dạng đùn) được sử dụng
để kết hợp các loại vật liệu có bản chất khác nhau
 Các lớp cản: được sử dụng để có những yêu cầu đặc biệt về khả năng cản
khí và giữ mùi. Vật liệu được sử dụng thường là PET (trong việc ghép màng), nylon,
EVOH và PVDC
 Các vật liệu hàn: thường dugf là LDPE và hỗn hợp LLDPE, EVA,
inomer…
2.2.2. Phân loại

Phân loại theo vật liệu
 Bao bì ghép nhiều lớp nhựa với nhau
Vd: các bao bì mì ăn liền, túi ngoài bánh, kẹo, trà, cà phê, thường được ghép từ
BOPP/PE; PET/PE... Các loại túi snack thường được ghép từ PET/PE, OPP/PE,
PET/NPET, PET/CPP, OPP/CPP…

Bao bì ghép nhiều lớp

8


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

 Bao bì nhựa và các vật liệu khác
-

Bao bì ghép nhựa và kim loại: Gồm các màng nhựa và màng kim loại (thường

là nhôm) ghép với nhau. Vd: PET/PE/Al/PE, BOPP(PET)/Al/PE,… thường gặp ở túi
trà, cafe hòa tan, café bột, thức ăn nhanh.

-

Bao bì nhựa và giấy: Giấy/PE/nhôm/LDPE dùng cho thực phẩm khô cần màng

ngăn hơi nước, khi và ánh sáng. Lớp ngoài cùng là PE chống

ẩm. Lớp mực in

(cellopane) dễ in. Lớp giấy: tăng độ cứng cho bao bì.

 Bao bì giấy và nhôm

Bao bì ghép nhiều lớp

9


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

Vd: thường gặp ở kẹo Sing Gum, kẹo Socola,… Vì nhôm được dát mỏng nên
dễ rách, do đó ghép giấy để tăng độ bền của nhôm.

III.

Phương pháp chế tạo màng nhiều lớp

Có 2 phương pháp chính: trực tiếp và gián tiếp
3.1. Trực tiếp
3.1.1 Phương pháp đùn cán trực tiếp :
- Nguyên tắc: được thực hiện rất đơn giản. Từ các vật liệu ban đầu là polymer
người ta cho vào những đường dẫn khác nhau trên thiết bị đùn cán sau đó được dẫn
vào một đường ống chung và đùn cán trực tiếp ra các màng ghép.
- Ưu điểm: tiết kiệm thời gian và hạn chế hiện tượng tách lớp giữa các lớp
màng ghép.
- Nhược điểm: do trực tiếp đùn cán từ nhiều loại vật liệu nên sự đồng đều bề

mặt không cao. Phải dựa vào độ nóng chảy của từng loại nhựa trước khi đùn ép cũng
như các vật liệu đùn cán phải có cấu trúc tương tự nhau.
3.1.2 Phương pháp đùn thổi

Bao bì ghép nhiều lớp

10


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

Nhựa nóng chảy được đẩy qua một khe tạo hình vành khuyên, thường bố trí
thẳng đứng, để tạo thành một ống thành mỏng. không khí được đưa vào thông qua một
lỗ hổng ở giữa khuôn thổi vào bên trong để thổi phồng ống. Phía trên khuôn người ta
bố trí một vòng không khí tốc độ cao để làm nguội màng phim nóng. Ống màng sau đó
tiếp tục đi lên, tiếp tục được làm lạnh đến khi nó đi qua con lăn để làm dẹp lại tạo
thành màng đôi. Màng đôi này sau đó được đưa ra khỏi tháp đùn thông qua một hệ
thống các con lăn.
Thông thường, khoảng tỉ lệ giữa khuôn và ống màng thổi từ 1,5 - 4 lần so với
đường kính khuôn. Mức độ kéo căng của màng khi chuyển từ trạng thái nóng chảy
sang nguội cả theo chiều bán kính lẫn chiều dọc ống có thể dễ dàng điều khiển bằng
cách thay đổi thể tích không khí ở bên trong ống và thay đổi tốc độ kéo. Điều này giúp
cho màng thổi ổn định hơn về tính chất so với màng đúc hay đùn truyền thống chỉ có
kéo căng dọc theo chiều đùn.

Hình 3.1. Phương pháp đùn thổi
3.2. Phương pháp gián tiếp:
Đối với phương pháp này trước tiên người ta phải sản xuất ra các loại màng đơn

khác nhau sau đó ghép chúng lại với nhau theo phương pháp ép nhiệt có hoặc không

Bao bì ghép nhiều lớp

11


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

có lớp kết dính. Trong phương pháp ghép này đòi hòi các màng ghép phải có sự tương
thích về cấu trúc và bề mặt của từng lớp màng.
- Nguyên tắc: cũng được thực hiện trên cùng một thiết bị nhưng phương pháp
tiến hành khác nhau. Trên cùng một đường dẫn các vật liệu không được đùn ra cùng
lúc mà các lớp được đùn ra theo trình tự nhất định. Khi lớp màng thứ nhất được đùn
ra, lớp nhựa đầu tiên khô lại hay đã đóng rắn thì lớp nhựa thứ hai được trãi lên lớp
nhựa thứ nhất và trình tự cứ như vậy thì màng ghép sẽ được tạo ra.
- Ưu điểm: các vật liệu cho vào thiết bị đùn cán có thể khác nhau và đảm bảo
được độ đồng đều bề mặt sau khi đùn cán.
- Nhược điểm: phương pháp này mất khá nhiều thời gian so với phương pháp
đùn cán trực tiếp.
 Yêu cầu của quá trình:
- Trong quá trình đùn cán nguyên liệu plastic phải không được lẫn nước do
nước sẽ làm cho cấu trúc hạt trở nên không đồng đều và làm giảm liên kết giữa các hạt
plastic khi đùn cán.
- Đồng thời phải chú ý đến nhiệt trong quá trình đùn cán nếu quá cao có thể gây
hư hỏng cấu trúc của plastic.
- Lớp màng phải có khả năng hàn dán nhiệt tốt và có tính trơ đối với sản
phẩm tính chống thấm tốt.

Hình 3.2. Bộ phận đùn cán

Bao bì ghép nhiều lớp

12


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

IV. Các phương pháp ghép màng
4.1. Phương pháp ghép ướt :
Ở phương pháp ghép ướt là phương pháp ghép bằng keo, tại thời điểm ghép hai
lớp vật liệu với nhau chất kết dính (keo) ở trạng thái lỏng. Đây là phương pháp ghép
được sử dụng khá rộng rãi đặc biệt ứng dụng nhiều nhất khi ghép màng nhôm với
giấy.
Keo sử dụng trong phương pháp ghép này là dạng keo polymer nhân tạo gốc
nước.Trong quá trình ghép keo ở trạng thái lỏng chúng sẽ thẩm thấu qua một lớp vật
liệu và bay hơi sau đó.

A. Cuộn xả 1

E. Bộ phận ghép dán

B. Bộ phận tráng keo

F. Các lô ép và căng màng

C. Bộ phận sấy

G. Cuộn thu

D. Cuộn xả 2
Hình 4.1. Phương pháp ghép ướt
Keo được tráng lên lớp vật liệu 1 ít có tính thấm nước hơn, sau đó ngay lập tức
được ghép với lớp vật liệu thứ 2. Bộ phận ghép gồm cặp lô trong đó có một lô được
mạ Crom và một lô cao su. Sau khi ghép nước chứa trong keo sẽ bay hơn tại đơn vị
sấy, keo khô tạo kết dính giữa hai lớp vật liệu.

Bao bì ghép nhiều lớp

13


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

4.2 Ghép khô không dung môi:
Là phương pháp ghép bằng keo, như tên công nghệ đã chỉ ra, kỹ thuật ghép
màng không dung môi không sử dụng tới các loại keo có gốc dung môi mà sử dụng
loại keo 100% rắn. Nhờ đó ta có thể giảm một cách đáng kể việc tiêu thụ năng lượng
tiêu tốn cho các công đoạn sấy khô dung môi trong keo hoặc cho việc thổi và thông
gió.
Keo được sử dụng là loại keo 1 hoặc 2 thành phần, loại keo một thành phần
được dùng chủ yếu để ghép với giấy.
Để ghép bằng keo không dung môi, đòi hỏi phải có bộ phận tráng keo đặc biệt,
bằng cách dùng trục tráng keo phẳng thay vì trục khắc, gồm các trục được gia nhiệt và

các trục cao su.
Sức căng bề mặt của màng phải được chú ý đặc biệt, để xử lý độ bám dính, vì
độ bám dính ban đầu của keo rất yếu khi chưa khô. Lớp keo được tráng vào khoảng từ:
0.8-1.5g/m2.
Các ưu điểm của công nghệ ghép màng không dung môi như sau:


Giảm được tiếng ồn do bởi không có hệ thống thông gió



Không còn sót dung môi trong lớp màng đã ghép, do đó rất thích hợp cho

việc dùng làm bao bì thực phẩm, dược phẩm.


Không gây ô nhiễm không khí



Chi phí đầu tư thấp



Không cần sấy qua nhiệt



Không cần bảo vệ sự nổ gây ra dung môi



Yêu cầu về mặt bằng ít



Chi phí sản xuất thấp



Tốc độ sản xuất cao

Công nghệ ghép màng không dung môi là công nghệ ghép màng tiên tiến nhất
hiện nay trong lĩnh vực ghép màng, các nhà sản xuất và biến đổi bao bì trên thế giới
đang chuyển sang phương pháp ghép màng không dung môi này.

Bao bì ghép nhiều lớp

14


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

4.3 Ghép đùn:
Phương pháp: sử dụng nhiệt độ để làm tan chảy bề mặt tiếp xúc giữa các lớp vật
liệu. Sau đó dùng áp lực để ghép các lớp vật liệu với nhau

Hình 4.2. Ghép đùn

V. Ưu nhược điểm bao bì màng nhiều lớp
5.1 Ưu điểm :
+ Phát huy các ưu điểm và khắc phục được về cơ bản các nhược điểm của các
loại bao bì bằng vật liệu truyền thống
+ Khối lượng bao bì nhỏ
+ Chống ẩm, chống thấm khí tốt
+ Có thể sản xuất hàng loạt trên dây chuyền công nghệ bao bì hiện đại với năng
suất lớn, mức độ tiêu chuẩn hóa cao
5.2 Nhược điểm :
+ Không có khả năng chịu nhiệt độ cao nên không thể làm bao bì cho các sản
phẩm thực phẩm cần thanh trùng ở nhiệt đọ cao
+ Bao bì màng nhiều lớp phần lớn chỉ áp dụng trên dây chuyền đóng gói vô
khuẩn

Bao bì ghép nhiều lớp

15


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

VI. Giới thiệu bao bì tetrapak
6.1. Lịch sử hình thành bao bì tetrapak
Cách đây hơn 60 năm, Ruben Rausing đã có một phát minh kỳ diệu và được coi
là một cuộc cách mạng đối với ngành giấy cũng như ngành thực phẩm. Lần đầu tiên
trên thế giới đã xuất hiện những hộp giấy carton Tetra Pak có thể đựng được sữa, nước
uống và thực phẩm.

Hì nh 6.1: Ruben Rausing
Ruben Rausing tên thật là Rau Anders. Ông sinh năm 1895 tại làng Raus, nằm
ở phía Nam Thuỵ Điển và sau này lấy tên họ của mình theo tên quê ông.
Tại Mỹ, Ruben Rausing nhận thấy rằng ở đó người ta sử dụng hộp carton rất
nhiều. Trong các trung tâm thương mại, siêu thị, đa số hàng hoá tiêu dùng, kể cả gạo
mỳ, khoai tây và rau đều được đựng trong những hộp carton. Ngay cả nhiều đồ uống
như sữa, nước ngọt, tuy được đóng chai thuỷ tinh hay chai nhôm nhưng cũng để trong
hộp giấy cho dễ xếp và dễ vận chuyển.
Sự nhạy cảm tuyệt vời của Ruben Rausing cùng với việc nghĩ ngay đến
công nghiệp giấy đang rất phát triển ở Thuỵ Điển đã thôi thúc ông hành động. Sau một
thời gian tìm tòi, nghiên cứu các nhà máy bao bì carton tại Mỹ, Ruben Rausing quyết
định quay về Thuỵ Điển để lập nghiệp. Năm 1929, cùng với một người bạn, Rausing
đã lập ra một nhà máy sản xuất bao bì carton đầu tiên. Các sản phẩm của ông vẫn chỉ
là những hộp giấy thông thường để đựng các đồ khô.

Bao bì ghép nhiều lớp

16


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

Với các mặt hàng thực phẩm và nhất là sữa, pho mát lỏng và nước uống thì bao
bì carton vẫn không đáp ứng đươ ̣c yêu cầ u. Ruben Rausing đã bỏ ra nhiều công sức để
cải tiến bao bì của mình. Nhưng ông vẫn chưa nghĩ được gì hơn. Cho đến một ngày,
một ý tưởng diệu kỳ đã bất ngờ xuất hiện tại phòng bếp của nhà ông bà Ruben
Rausing. Khi đó bà Ruben Rausing đang tự làm xúc xích. Nhìn vợ nhồi thịt vào chiếc
vỏ ruột lợn mỏng tang không thấm nước, trong đầu Ruben Rausing đã loé lên ý nghĩ

làm bao bì carton có màng không thấm nước.
Đầu tiên Ruben Rausing thành công với việc sản xuất giấy cuộn có tráng nilon
mỏng để chống thấm nước. Sau này ông còn cải tiến bằng cách thêm một lớp giấy
nhôm vào giữa lớp nilon và lớp giấy carton. Nhờ đó ánh sáng và nhiệt độ khó tác động
hơn, các sản phẩm sữa có thể bảo quản được tốt hơn, lâu hơn.
Năm 1951, chiếc hộp Tetra Pak lần đầu tiên ra đời và có kích thước nhỏ để chuyên
đựng sữa và váng sữa.
6.2. Khái niệm bao bì Tetrapak (Tetrabrik)
Bao bì Tetrapak được đóng gói thực phẩm vào theo phương pháp Tetrapak là
loại bao bì màng ghép rất nhẹ nhằm mục đích vô trùng, đảm bảo chất lượng tươi
nguyên ban đầu cho sản phẩm giàu dinh dưỡng và vitamin từ nguồn nguyên liệu. Bao
bì nhẹ, có tính bảo vệ môi trường, tiện ích cho sử dụng, chuyên chở, phân phối và bảo
quản sản phẩm ở nhiệt độ thường với thời gian dài.

Thành phần của bao bì Tetra Pak
-

Những lớp giấy bìa và nhựa (75%)

-

Polyethylene (20%)

Bao bì ghép nhiều lớp

17


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

-

Lớp lá nhôm siêu mỏng (5%)

-

Các loại vật liệu này được ép một cách khéo léo để tạo thành một cấu trúc

bền vững.
6.3.

Cấu trúc bao bì Tetra pak

Hình 6.2: Cấu tạo bao bì tetra-pak
- Lớp 1: màng HDPE chống thấm nước, bảo vệ lớp in bên trong bằng giấy và tránh
bị trầy xước.
 HDPE
Cấu trúc:

Hình 6.3. Cấu trúc HDPE
HDPE (Hight Density Polyethylene) được cấu tạo bởi đa số các chuỗi polyethylene
thẳng được sắp xếp song song, mạch thẳng của monomer có nhánh rất ngắn và số
nhánh không nhiều.
Tính chất:

Bao bì ghép nhiều lớp

18

GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

- HDPE có tính vững cao, trong suốt nhưng có mức độ mờ đục cao hơn LDPE, độ
bóng bề mặt không cao, có thể chế tạo thành màng đục do có phụ gia TiO 2 khả năng
bền nhiệt cao hơn LDPE, nhiệt độ hóa mềm dẻo là t nc = 121 0C, nên có thể làm bao bì
thực phẩm áp dụng chế độ thanh trùng Pasteur, hoặc làm bao bì đông lạnh như thủy
sản: tmin = -46 0C, t hàn = 140 ÷ 180 0 C.
- Ngoài tính cứng vững cao HDPE có độ bền cơ học cao, sức bền kéo, sức bền va
chạm, bền xé đều cao hơn LDPE và LLDPE, nhưng vẫn bị kéo dãn, gây phá vỡ cấu
trúc polyme dưới tác dụng của lực hoặc tải trọng cao.
+ Tính chống thấm nước, hơi nước tốt.
+ Tính chống thấm chất béo (tốt hơn LDPE và LLDPE).
+ Tính chống thấm khí, hương (tốt hơn LDPE và LLDPE).
+ Khả năng in ấn tốt (tốt hơn so với LDPE và tương đương LLDPE).
- Công dụng của HDPE:
+ HDPE có độ cứng vững cao, tính chống thấm khí, hơi khá tốt, tính bền cơ học cao
nên dùng làm vật chứa đựng như các thùng (can chứa đựng) có thể tích 1-20 lít với độ
dày khác nhau để đảm bảo độ cứng vững của bao bì theo khối lượng chứa đựng.
+ Túi xách để chúa các loại vật, vật phẩm, lớp bao bọc ngoài để vận chuyển vật
phẩm đi.
+ Nắp của một số chai lọ thủy tinh hoặc plastic.
+ HDPE thường không làm bao bì dạnh túi để bao gói thực phẩm chống oxy hóa,
làm chai lọ chống oxy hóa cho sản phẩm, thực phẩm hoặc dược phaamrkhi có độ dày
≥ 0,5mm…
+ MDPE có tính năng trung gian giữa LDPE và HDPE.
- Lớp 2: giấy in ấn: trang trí và in nhãn.

 Giấy bìa
+ Giấy bìa là loại sản phẩm giấy đặc biệt dày và được dùng trong sản xuất các loại bao
bì khác nhau. Giấy bìa thì thường có độ dày nhỏ nhất bằng 0,254mm, chế tạo nó thì
cứng cáp nhiều hơn so với báo và giấy in máy tính. Đây là loại giấy mỏng hơn so với
giấy cactong làm thùng.
+ Giấy bìa thì có mặt khắp nơi trong xã hội ngày nay và được dùng để đóng gói các
mặt hàng thông dụng, hầu hết là các sản phẩm thực phẩm bơi vì nó dễ dàng cắt và tạo

Bao bì ghép nhiều lớp

19


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

hình, có trọng lượng nhẹ, chắc chắn và phổ biến trong một số công nghiệp như là bao
bì.

Hình 6.4. Giấy bìa
Ưu điểm:
Giấy và sản phẩm bằng giấy dựa tạo thành một nguyên liệu đóng gói tuyệt vời
sữa và các sản phẩm sữa. Giấy chứng mỡ, rau giấy da giấy, giấy glassine, giấy tráng
sáp, giấy tráng nhựa, tấm giấy, ván sợi rắn, ván lót, bảng hộp, .…Các giấy tờ được sử
dụng ở dạng hộp, túi, giấy gói, hộp, cốc,….Lợi thế của việc sử dụng giấy là nó có
trọng lượng, khả năng in ấn trên bề mặt và sử dụng dễ dàng, dễ tạo hình.
Nhược điểm: dễ thấm nước, rách, chi phí cao.
- Lớp 3: giấy cacton: tạo hình dáng hộp, cứng, dai, chịu đựng được những va chạm
cơ học.

- Lớp 4: màng PE: lớp keo kết dính giữa lớp giấy cacton và màng nhôm.
Lớp kết dính giữa nhôm và giấy cacton được cấu tạo bởi PE đồng trùng hợp – là lớp
chống thấm phụ trợ cho lớp PE trong cùng và lớp màng nhôm mỏng; màng nhôm
chống thấm khí, hơi và hơi nước tốt.
 Chất kết dính copolymer PE
Các loại PE đồng trùng hợp (EVA, EVOH, EAA, EBA, EMA, EMAA…)

Bao bì ghép nhiều lớp

20


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

Plastic đòng trùng hợp là sự kết hợp đồng nhất của ethylene và các monomer
khác, được phát triển và có nhiều ứng dụng trong nhiều năm qua. Trong các sản phẩm
này thì tỉ lệ PE thường cao và là thành phần phối liệu chính.
Điều kiện để tạo nên loại plastic PE đồng trùng hợp: các monomer khác phải có
sự tương đồng hóa học với ethylene, phản ứng trùng hợp được diễn ra ở điều kiện
thích hợp về chấ xúc tác, nhiệt độ, thời gian, áp suất.
PE được đồng trùng hợp để kết dính các loại vật liệu lại với nhau. Tổng lượng
chất kết dính của các lớp rất nhỏ khoảng 15-20% khối lượng màng chính, chiều dày
khoảng 3

. Chất kết dính thường có ghép là nhôm để ngăn cản ánh sáng thấy được

hoặc tia tử ngoại.
Lớp PE được ghép trong cùng để tạo khả năng hàn dán nhiệt tốt, dễ dàng, có

khả năng chịu nhiệt, chịu lạnh.
 EVA

Hình 6.5. Cấu tạo hóa học của EVA
EVA là copolyme đồng trùng hợp của ethylen và vinyl acetat. Theo lý thuyết
thì tỉ lệ của vinyl acetattrong copolyme có thể trong khoảng 1-99%, nhưng trong thực
tế sản phẩm thương mại thường có tỉ lệ vinyl aceta (VA) trong khoảng thấp hơn 50%.
Loại EVA có tỉ lệ 21-50% VA thì dùng như chất phụ gia làm nền và chất kết dính….
Tỉ lệ phối trộn VA thay đổi có ảnh hưởng đến tính chất của EVA.

Bao bì ghép nhiều lớp

21


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

Màng EVA có thể được sản xuất theo phương pháp thổi hoặc đúc theo độ dày
yêu cầu. Loại màng EVA có tỉ lệ VA khoảng 7-8%thì có tính chất giống như LDPE,
những màng có có tỉ lệ EVA khoảng 15-20% thì có tính chất khá giống với PVC
nhưng dẻo dai hơn được dùng làm màng co.

Tính chất của màng EVA thay đổi theo tỉ lệ của VA trong phân tử nhưng nhìn
chung nếu so sánh với LDPE :
o Nhiệt độ hàn ghép mí thấp hơn.
o Độ bền cơ cao hơn.
o Tính chống thấm khí và hơi nước thấp hơn.
o Các đặc tính được ổn định ở nhiệt độ thường.

o Tính chất trượt của EVA thấp, tức hệ số ma sát cao.
o EVA có thể hàn bằng nhiệt nhưng đòi hỏi năng lượng cao hơn PVC.
o Khả năng in tốt.
o EVA dễ bị hư hỏng ở nhiệt độ cao.
Tóm lại, EVA có đặc điểm là tính mềm dẻo cao, có nhiệt độ hàn ghép mí thấp
hơn so với PE. Về phương tiện hàn dán thì chúng tốt hơn vài polyme khác. Khi EVA
bị hư hỏng cấu trúc thì không gây ô nhiễm môi trường. Một trong những hạn chế của
EVA là độ ma sát cao, vì thế cần tăng thêm chất phụ gia của tác nhân trượt để tạo độ
bóng loáng bề mặt.
 EVOH (Ethylene vinyl ancohol – EVAL)
- Có tính chống thấm oxy hóa, tăng theo sự tăng hàm lượng vinyl ancohol.
- Có tính thấm nước.
 EAA (Ethylene acid acryclic)
- Có khả năng bám dính cao nhờ nhóm acid acrylic, nhưng đồng thời cũng có tính ăn
mòn thiết bị.

Bao bì ghép nhiều lớp

22


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

- Loại EAA thường được chế tạo thành màng mỏng 6-8g/m2 , để làm tăng chất kết
dính giữa các loại plastic trong màng ghép.
 EBA (Ethylene butylacrylate)
- Có ứng dụng như EVA, nhưng có tính bền nhiệt cao.
 EMA (Ethylene methylacrylate)

- Chịu được nhiệt độ khá cao.
- Không hút ẩm.
- Có tính bám dính cao để làm lớp keo dán giữa các lớp plastic trong màng ghép
(OPP, PVDC…)
 EMAA (Ethylene methyl acid methacrylic – surlyn)
- Tnc EMAA < tnc LDPE.
- Chống thấm chất béo cao.
- Tính hàn dán tốt vì nhiệt độ hàn thấp hơn LDPE.
- Tính bền cơ cao.
EMAA là nguyên liệu sản xuất ionomer, khi đó nhóm acid được trung hòa bởi ion Na+
hoặc Zn2
- Lớp 5: màng nhôm: ngăn chặn ẩm, ánh sáng và khí trơ.
 Màng Al
+ Nhôm được dùng ở dạng lá nhôm ghép với plastic mục đích chống thoát hương,
chống tia cực tím. Nhôm được sử dụng làm bao bì thực phẩm có độ tinh khiết từ 9998%. Nhôm ở dạng lá có thể có độ dày như sau: 7, 9, 12, 15 và 18
+ Lá nhôm thường có những lỗ li ti: với độ dày 7
dày 9

.

, có thể có 800

/m2 lá, độ

sẽ có khoảng 200 lỗ/m2 . Tính trung bình tổng diện tích lỗ hổng trên bề mặt

lá nhôm có đến 2mm2/m2 lá nhôm.
+ Do có tính mềm dẻo, lá nhôm có thể áp sát bề mặt thực phẩm, ngăn cản sự tiếp
xúc với không khí, vi sinh vật, hơi nước. Do đó màng nhôm thích hợp để bảo quản các
thực phẩm giàu protein, giàu chất béo chống sự oxy hóa bởi O 2 và ngăn ngừa sự tăng

độ ẩm khiến vi sinh vật không thể phát triển.

Bao bì ghép nhiều lớp

23


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

Hình 6.6. Lá nhôm
Ưu điểm: dẫn điện và nhiệt tốt, độ nóng chảy cao và sáng bóng, kín, chống ánh sáng,
chống thoát hơi và sự xâm nhập hơi nước và các loại vi khuẩn, vật liệu chắc chắn và
bền vững, dễ tạo dáng, cán dát mỏng, quy trình sản xuất đơn giản.
Nhược điểm: nhiệt, không linh hoạt, rỉ sét, tác đọng bởi phản ứng hóa học, giá thành
cao, tốn năng lượng khi tái chế.
- Lớp 6: Ionome: lớp keo kết dính giữa màng nhôm và màng PE trong cùng.
 Chất kết dính ionomer
Cấu trúc:
 Ionomer là loại plastic mà trong phân tử polyme có chứa nguyên tố kim loại, tạo
mối liên kết ngang giữa các mạch polyme bằng liên kết cộng hóa trị hoặc liên kết ion.
Bên cạnh đó cũng tồn tại sự liên kết giữa các ion kim loại và một số nhóm chức của
chuỗi.
 Liên kết ion có năng lượng cao hơn cac liên kết khác trong chuỗi polyme nên chúng
sẽ bổ sung một số tính chất mới cho polyme.
 Surlyn A – tên thương mại – được chế tạo bởi công ty Du Pont – chế tạo dựa trên cơ
sở của ethylene, có những tính chất tương tự như polyethylene. Nhóm cacboxyl của
mạch polyme liên kết với ion kim loại như: Na+, K+, Mg2+ và Zn2+. Một inomer tiêu
biểu được tìm thấy chứa 2,8% Na có đương lượng: 17 nguyên tử Na/100 nguyên tử C.

Tính chất
 Kéo mềm dẻo
Bao bì ghép nhiều lớp

24


GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Nhóm 11

 Trong suốt, độ đục khoảng 1% đối với màng dày 0,03mm.
 Cứng, tính vững cao, vẫn giữ nguyên tính chất này ngay cả ở điều kiện nhiệt độ
thấp t0min = -990C.
Ionome cứng vững hơn PE 10 lần trong cùng điều kiện, do đó dễ gấp xếp, dùng bao
gói những sản phẩm có góc cạnh một cách dễ dàng hơn PE vì PE luôn luôn có trạng
thái mềm dẻo nên khi gấp xếp không giữ nếp gấp, các nhóm có cực có trong phân tử
ionomer sẽ tạo tính năng hấp thụ tia hồng ngoại và sẽ được đốt nóng bằng đèn hồng
ngoại.
 Chống mài mòn tốt, có thể so sánh với PC.
 Tính chống thấm dàu mỡ cao (nhưng tính năng này giảm dần theo sự tăng nhiệt độ).
 Ionomer không bị ăn mòn bởi môi trường kiềm đậm hoặc loãng, nhưng bị ăn mòn
bởi acid.
 Không bị hư hỏng bởi cetone ester và alcohol nhưng bị chảy mềm trong các loại
dung môi hydrocacbon.
 Tính chống thấm khí tương tự như PE, nhưng tính chống thấm hơi cao hơn PE.
 Có khả năng in ấn tốt hơn PE nhưng vẫn bị xử lý bề mặt này.
 Có thể hàn dán để ghép mí bằng nhiệt
- Lớp 7: LDPE cho phép bao bì dễ hàn và tạo lớp trơ tiếp xúc với sản phẩm bên
trong.

 LDPE

Hình 6.7. Cấu tạo của LDPE

Bao bì ghép nhiều lớp

25