Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
b. Phương pháp thực hiện

b. Phương pháp thực hiện

Tải bản đầy đủ - 0trang

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN

1.1.



Khả năng truyền nhiệt của bao bì nhựa



3.1.1. Kết quả

Bảng 3.14: Kết quả đo nhiệt độ

Đơn vị: oC

Phút



0



10



20



30



40



50



60



70



80



Nước



30



66



76



86



92



94



96



98



98



Ly thuỷ tinh



30



52



64



74



80



84



86



86



86



Ly nhơm



30



60



72



78



84



88



90



90



90



Túi nhựa có Al



30



62



74



82



89



90



94



94



94



Túi nhựa có màng mạ



30



58



72



80



88



90



94



94



94



Túi nhựa khơng có Al



30



58



74



82



87



90



94



96



94



100

90

80



Nhiệt độ

(oC)



70

60

50

40

30



0



10



20



30



40



50



Nước

Tui nhựa có Al

Tui nhựa không có

Al

Ly nhôm

Tui nhựa có màng

mạ

60 Ly thuỷ 70

80

tinh



Thời gian

(phút)



Hình 3.12: So sánh nhiệt độ truyền nhiệt từ mơi trường



90



3.1.2. Nhận xét và giải thích

Bảng 3.15: So sánh tốc độ tăng nhiệt độ

Phút



Phút



thứ 0



thứ 80



(oC)



(oC)



Nước



30



98



Ly thuỷ tinh



30



86



Ly nhơm



30



Túi nhựa có Al



∆trong-ngồi



∆0-80



(oC)



(oC)



Độ tăng

nhiệt độ

(oC/phút)



Độ dày

(mm)



68



0,85



12



56



0,70



1,00



90



8



60



0,75



1,00



30



94



4



64



0,80



0,09



Túi nhựa có màng mạ



30



94



4



64



0,80



0,09



Túi nhựa khơng có Al



30



94



4



64



0,80



0,10



Khi nước đạt 98oC, độ chênh lệch nhiệt độ trong vào ngoài thấp nhất là các túi

nhựa, cao nhất là ly thuỷ tinh. Độ tăng nhiệt trung bình trên 1 phút của các túi nhựa cao

nhất, ly thuỷ tinh là thấp nhất. Có thể suy ra rằng khả năng truyền nhiệt từ ngoài vào

của túi nhựa cao hơn ly thuỷ tinh hay ly nhơm.

Cơng thức tính nhiệt lượng:

- Trường hợp tính nhiệt lượng truyền qua vách phẳng nhiều lớp:

(3.1)

- Trường hợp tính nhiệt lượng truyền qua vách trụ nhiều lớp:

(3.2)

Trong đó:

: thời gian truyền nhiệt (s)



i: số thứ tự lớp, n: số lớp

: hiệu nhiệt độ bên trong và ngồi vách ( (K)

F: diện tích bề mặt truyền nhiệt (m2)

: độ dày vách phẳng và R: bán kính trong của vách trụ, L: chiều dài vách trụ (m)

: hệ số dẫn nhiệt của lớp (W/m.K)

Như vậy, ở cùng thời gian gia nhiệt, khả năng truyền nhiệt của vách phụ thuộc vào bề

dày vách và hệ số dẫn nhiệt của vách. Mặt khác ta có bảng hệ số dẫn nhiệt như sau:



Bảng 3.16: Hệ số dẫn nhiệt của một số vật liệu [ CITATION Bộm12 \l 1033 ]

Vật liệu



 (W/m.K)



Al



203,5



SiO2



0,698-0,814



PE



0,46-0,5



PP



0,12



PS



0,13



Đa sớ polymer có hệ sớ dẫn nhiệt thấp, thấp hơn kim loại và thủy tinh. Giả sử ở cùng

độ dày, màng nhựa có nhược điểm là hệ sớ dẫn nhiệt thấp, ưu điểm là kiểm sốt sự

truyền nhiệt dễ hơn thao tác với kim loại, giảm được năng lượng đun nấu, tránh được

sự quá nhiệt khi retort. Mặt khác, độ dày thí nghiệm như bảng sau:

Bảng 3.17:So sánh độ dày và hệ số dẫn nhiệt vật liệu thí nghiệm

Độ dày So sánh độ dày với túi nhựa



So sánh hệ số dẫn nhiệt



(mm)



(0,09mm)



với PE (0,5 W/m.K)



Nhôm



1



11,1 lần



407



Thủy tinh



3



33,3 lần



 1,6



Túi nhựa có Al



0,09



1 lần



1



Túi nhựa có màng mạ



0,09



1 lần



1



Túi nhựa khơng có Al



0,09



1 lần



1



Trên thực tế, độ dày của nhôm và thủy tinh lớn hơn nhiều so với màng phức hợp.

Từ cơng thức (3.1) và (3.2), ta có thể suy ra nhiệt lượng truyền qua vách phẳng giảm

khi hệ số tăng.



Xét 1 ly nhôm dày 1,00 mm, so với 1 túi PE dày 0,09mm: độ dày gấp 11,1 lần, hệ số

dẫn nhiệt gấp 407 lần, hệ số chênh lệch so với PE là 0,027 lần, kết quả nhiệt lượng

truyền qua màng PE gấp 37 lần so với ly nhôm, để đạt được cùng nhiệt độ và thời gian

truyền nhiệt.

Đây là ví dụ cho việc dù Al có hệ số dẫn nhiệt cao hơn PE hay hầu hết polymer nói

chung vì lợi thế của màng nhựa là mỏng hơn rất nhiều, dễ kiểm sốt nhiệt, đồng thời

khi nói đến tính kinh tế cũng rẻ hơn, tiết kiệm được chi phí vận chuyển và lưu trữ.

1.2.



Khảo sát khả năng bám dính mực PET và màng PET



1.2.1. Khảo sát khả năng bám dính của mực in và màng in

3.1.2.1. Kết quả



(a) Có xử lý corona



(b) Khơng có xử lý corona



Hình 3.13: Kết quả bám dính màng OPP và mực OPP (màu đỏ), mực PET (màu xanh)

(a) Có xử lý corona



(b) Khơng có xử lý corona



Hình 3.14: Kết quả bám dính màng PET và mực OPP (màu đỏ), mực PET (màu xanh)

Bảng 3.18: Kết quả thử độ bám dính

Màng



Mặt xử lý Corona



Mực PET



Mực OPP



PET



Khơng: 38 dyne/cm



Bám dính tớt



Tróc mực



Có: 42 dyne/cm



Bám dính tớt



Tróc mực



Khơng: < 36 dyne/cm



Tróc mực



Tróc mực



Có: 38 dyne/cm



Tróc mực



Bám dính tớt



BOPP



3.1.2.2. Nhận xét và giải thích

Màng PET cả 2 mặt đều phân cực, sức căng bề mặt trên 38dyn/cm, trên lý thuyết

không cần xử lý corona. Việc xử lý corona mặt in làm tăng độ phân cực bề mặt, ổn

định sự bám dính, giúp q trình in được đồng đều, có thể in ở tớc độ cao.

Trong mực BOPP có thành phần nhựa nền là CPP, khả năng bám dính mực OPP trên

màng BOPP có xử lý corona tớt, dù khơng có chất đóng rắn. BOPP dù có corona cũng

khơng bám dính mực PET. Lý giải điều này dựa trên sức căng bề mặt và độ phân cực.

Mực in có dung mơi – PET in trên màng có corona trên 38 dynes/cm, có hệ mực đạt

đến trên 50 dynes/cm. Mặt khác BOPP chưa xử lý là 29-31 dynes/cm, sau xử lý có thể

đạt 38- 42 dynes/cm. Khả năng in mực PET trên BOPP là hồn tồn khơng khả thi.



3.1.3. Kiểm tra khả năng chịu nhiệt của mực PET và mực OPP

3.1.3.1. Kết quả



(a)



(b)



Hình 3.15: Kết quả chịu nhiệt màng PET và màng OPP

(a) Sự co nhiệt của màng PET (trái) và OPP (phải)

(b) Sự chảy mực do nhiệt của mực PET (trái) và OPP (phải)

3.1.3.2. Nhận xét và giải thích

Đi từ cấu trúc phân tử, màng PET có vòng thơm, khả năng chịu nhiệt cao hơn màng

OPP - với cấu trúc mạch thẳng, nhiều nhánh và khơng có nhân thơm. Dưới tác động

cùng nhiệt độ, cùng thời gian ép và lực ép, màng OPP nhăn nhiều hơn.

Thành phần của mực in gồm: chất tạo màu (pigment màu), nhựa nền, phụ gia.

Mực OPP có nhựa nền là OPP nên khả năng bám dính cao trên màng OPP mà khơng

cần chất đóng rắn. Mặt khác, mực PET khơng trộn nhựa nền là nhựa PET dạng lỏng do

khó sản xuất mà thay vào đó, nhựa nền mực PET là PU, nghĩa là khi in phải thêm chất

đóng rắn thì mới đảm bảo khả năng bám dính của mực PET và màng PET. Có thể thấy

điều này ở phần giấy bên dưới 2 mẫu màng thí nghiệm, mực OPP bị chảy và dính



nhiều x́ng giấy, mực PET ánh xanh rất ít lên giấy.

3.2. Ghép đùn và ghép khô đối với túi đun sôi

3.2.1.1. Kết quả



Bảng 3.19: Kết quả đo độ bền hàn dán ghép đùn và ghép khơ

Cấu trúc



Ghép đùn



Ghép khơ



Vị trí



Túi mẫu



15 phút



30 phút



45 phút



60 phút



1



52,88



53,62



54,37



56,13



52,88



2



55,96



53,01



54,16



56,25



55,96



3



57,51



52,9



55,1



53,65



57,51



4



53,91



52,14



45,43



54,64



53,91



5



56,09



56,89



58,24



48,9



56,09



6



53,36



53,26



53,01



46,74



53,36



1



52,49



50,10



51,41



51,73



52,49



2



50,75



50,07



53,03



50,82



50,75



3



50,57



48,93



57,19



55,2



50,57



4



51,40



50,81



46,41



47,4



51,4



5



52,90



55,65



49,05



51,34



52,9



6



48,92



54,48



56,32



54,83



48,92



Bảng 3.20: So sánh đo độ bền hàn dán ghép đùn và ghép khô



Túi mẫu



15 phút



30 phút



45 phút



Sự giảm độ

bền sau 45

phút



Ghép đùn



54,95



53,64



53,39



52,72



4.06%



Ghép khô



51,17



51,67



52,24



51,89



-1.41%



60

Ghép đùn



54.95



55



53.64



53.39



51.17

50



51.67



52.24



N/15mm



45



0



5



10



15



20



25



30



Ghép khô



52.72

51.89



35



40



45



Thời gian

(phut)



Hình 3.16: So sánh đo độ bền hàn dán ghép đùn và ghép khô

3.2.1.2. Nhận xét và giải thích

Túi mẫu đã có sự chênh lệch độ bền hàn dán. Túi PA15/PE25/LL60 và Túi

PA15/PU5/LL60, tuy cùng có lớp hàn dán là LLDPE 60 mic, nhưng về phương pháp

ghép khác nhau. Việc ghép đùn lớp PE 25 mic, có sự nóng chảy và hồ chung nhựa PE

tại bề mặt lớp kết dính và lớp hàn dán. Như vậy, lớp hàn dán được tăng chiều dày lên là

85 mic, suy ra, độ bền hàn dán cũng tăng so với ghép khô.

So sánh kết quả đầu (chưa xử lý nhiệt) và ći thí nghiệm (sau xử lý 45 phút): túi ghép

đùn giảm độ bền hàn dán 4,06%, túi ghép khô hầu như không giảm.

Quan sát chiều lên xuống của đồ thị: trong khoảng nhiệt độ thí nghiệm, túi ghép đùn có

xu hướng giảm dần độ bền hàn dán theo chiều tăng của nhiệt độ, mặt khác, túi ghép



50



khô hầu như không đổi độ bền theo nhiệt độ. Sỡ dĩ có sự tăng giảm độ bền với số

chênh lệch không cao (dưới 1N/15mm) là do khi làm túi, dao hàn nhiệt dập các túi với

lực ép và nhiệt độ không như nhau.

Như vậy, ứng dụng làm túi chịu nhiệt ưu tiên công nghệ ghép khô hơn ghép đùn. Độ

bền hàn dán của túi khi ghép khô phụ thuộc độ dày lớp hàn dán và loại keo sử dụng để

ghép màng.

3.3. Khả năng cản ẩm

3.3.1. Kết quả

Bảng 3.21: Kết quả cản ẩm các túi sau xử lý nhiệt 15 phút

Chế độ



PA/PE/LLDP



PA/PU/LLDP



OPP//Al//L



OPP//CMPET//L



15p



E



E



L



L



Trước (g)



9,5068



9,6385



9,4537



9,5459



Sau (g)



9,7555



9,6571



9,4676



9,6284



∆ (g)



0,2487



0,0186



0,0139



0,0825



%



2,6160



0,1930



0,1470



0,8642



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

b. Phương pháp thực hiện

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×