چسب بین لایهای در صنعت بسته بندی ( Tielayer adhesive )
این روزها عبارت بسته بندی های چند لایه به کرات به گوش ما می خورد. شاید جالب باشد بدانید که یک بسته بندی چند لایه از ترکیب ۳ تا ۱۱ و این روزها تا ۱۵ لایه ی چند میکرونی تشکیل می شوند. هر یک از این لایه ها یک وظیفه به خصوص بر عهده دارند و بر اساس الزامات محصول درون بسته بندی انتخاب می شوند. با توجه به امکان تنظیم عبور دهی بسته بندی در برابر انواع گازها و امکان تنظیم ترکیب گاز درون بسته بندی، اولین بار بسته بندی های چند لایه در بسته بندی مواد غذایی فرآوری شده به کار گرفته شدند و امکان افزایش زمان ماندگاری این محصولات به کمک بسته بندی ها مهیا شد. اما باید گفت نقطه عطف گسترش بسته بندی های چند لایه در سال ۱۹۸۵ میلادی و با ابداع چسب های بین لایه ای رخ داد. در حقیقت بسته بندی های چند لایه حاوی لایه های پلیمری، سلولزی و آلومینیومی هستند که به خودی خود این لایه ها با یکدیگر نامتجانس و ناسازگار هستند و به کمک چسب های Tie layer اتصال آن ها به یکدیگر و ایجاد یک ساختار یکپارچه مهیا می شود. این نوشتار و بخش های بعدی آن انواع چسب های بین لایه ای را توضیح خواهند داد.
در بسته بندی های چند لایه، لایه های مختلفی از جنس پلی اتیلن (PE)، پلی پروپیلن (PP)، پلی استر (PET)، اتیلن وینیل الکل (EVOH)، پلی آمید (PA)، پلی استایرن (PS)، پلی وینیل کلراید (PVC) و پلی وینیلدین کلراید (PVDC)، آلومینیوم، کاغذ و … به کمک چسب های بین لایه ای در کنار یکدیگر قرار می گیرند. هدف از ترکیب این لایه های مختلف، دستیابی به خواص هم افزای آن ها است. برای مثال تنظیم میزان عبور دهی گازهای مختلف بسته بندی مانند بخار آب و اکسیژن، افزایش خواص مکانیکی بسته بندی مانند استحکام مکانیکی، انعطاف، مقاومت در برابر سوراخ شدن و پاره شدن، کاهش هزینه و خواصی از این دست، از جمله مهمترین اهداف تولید بسته بندی های چند لایه است.
مهمترین مشخصه چسب های بین لایه ای قابلیت اتصال لایه های قطبی و غیر قطبی توسط آن ها در ساختار بسته بندی و همچنین امکان شکل دهی آن ها در فرایندهای شکل دهی فیلم و ورق های بسته بندی مانند دمش فیلم (Film Blowing)، ریخته گری فیلم (Casting)، اکستروژن ورق (Sheet Extrusion)، اکستروژن تیوب و بطری (Tube and Bottle Extrusion) است.
در حقیقت چسب های بین لایه ای پلیمرهای غیر قطبی حاوی گروه های قطبی هستند. امروزه گونه های مختلف چسب های بین لایه ای با ساختارهای شیمیایی مختلف توسعه داده شده اند. انتخاب نوع صحیح چسب و گرید مناسب آن با توجه به لایه های موجود در بسته بندی و الزامات فرایند شکل دهی صورت می گیرد. در بخش بعدی این نوشتار با انواع چسب های بین لایه ای و راهنمای انتخاب این چسب ها بیشتر آشنا خواهیم شد.
چسب بین لایه ای در صنعت بسته بندی ( Tielayer Adhesive )
حفظ ارزش غذایی و بهداشت یک محصول غذایی مستقیما در گرو بسته بندی و حمل و نقل اصولی و بهینه آن است. پلیمرها نیز با داشتن خواص مکانیکی و عبور پذیری قابل تنظیم، در این مسیر آزادی عمل بالایی برای طراحان ایجاد کرده اند. در حالت کلی پلیمرهای مورد استفاده در تولید انواع بسته بندی های صنایع غذایی در گروه های زیر قرار می گیرند:
- پلیمرهای توده بسته بندی (Bulk Layer) برای کنترل قیمت تمام شده بسته بندی، مانند انواع پلی اتیلن و پلی پروپیلن
- پلیمرهای سدگر (Barrier Layer) مانند انواع پلی آمید و EVOH
- پلیمرهای دوخت پذیر (Sealant Layer) مانند انواع پلی اتیلن و پلی پروپیلن های خاص
در بسیاری از کاربری های مهندسی سه گروه بالا در کنار یکدیگر قرار گرفته و ساختارهای چند لایه مهندسی را (Multilayer Packaging) ایجاد می کنند. به دلیل عدم سازگاری این گروه ها (قطبی / غیر قطبی)، از چسب های بین لایه (Tielayer Adhesive) برای قرار دادن لایه ها روی یکدیگر استفاده می شود. Tielayer ها سهم کوچکی در ساختار بسته بندی دارند، اما تضمین کننده عملکرد بسته بندی نهایی هستند و انتخاب آن ها با دقت انجام می گیرد.
الزامات فرایند تولید، نوع پلیمرهای استفاده شده در لایه های مختلف و خواص فیزیکی – مکانیکی مورد نظر برای بسته بندی تعیین کننده نوع Tielayer مناسب برای ساختار مورد نظر است. پلیمرهای پایه برای تولید Tielayer ها خانواده PE, PP, EVA و در موارد محدود کوپلیمر Acrylate/ Acid هستند. برای ایجاد خاصیت چسبندگی انواع گروه های مالئیک، اکریلیک، اسید و … در ساختار پلیمر پایه قرار می گیرد. به دلیل فرایندپذیری خوب و تولید مقرون به صرفه Tielayerهای پایه PE کاربرد گسترده ای در صنایع بسته بندی پیدا کرده اند.
