Mọi người bắt gặp công nghệ màng mỏng hàng ngày, đặc biệt là trong ngành bao bì. Màng bao bì bao gồm màng căng bao bọc thực phẩm dễ hư hỏng; tuy nhiên, công nghệ đang mở rộng để cung cấp nhiều hơn một vỏ bọc đơn giản. Ngày nay, màng mỏng cũng bao gồm các công nghệ mở rộng sang các ứng dụng y tế, dược phẩm, điện tử và năng lượng mặt trời. Nhiều lĩnh vực khác nhau sử dụng lớp phủ phim để cải thiện độ bền của bề mặt, tăng cường độ dẫn điện và thay đổi tính chất quang học, làm cho màng mỏng trở thành không thể thiếu trong công nghệ hiện đại. Tổng quan dưới đây phác thảo những điều cơ bản về màng mỏng và cách công nghệ ngày càng tiên tiến của chúng ảnh hưởng đến ngành bao bì.
1. Phim mỏng là gì?
- Màng mỏng là một lớp phủ linh hoạt trên vật liệu nền có độ dày vài micromet. Các phương pháp lắng đọng màng hiện đại như epitaxy chùm phân tử và lắng đọng lớp nguyên tử tạo ra các lớp phủ có độ dày một lớp nguyên tử.
- Màng mỏng vô cơ có từ 5000 năm trước khi người Ai Cập cổ đại tạo ra các lớp vàng được phủ một cách cơ học bằng hóa trị liệu để tô điểm cho các đồ tạo tác và tượng tôn giáo. [1] Việc nghiên cứu công nghệ màng mỏng ảnh hưởng đến hóa học và nghiên cứu vật lý trạng thái rắn một cách trực tiếp và gián tiếp do tính độc đáo của cấu trúc, hình học và độ mỏng của màng. [2]
- Kể từ sự tiến bộ của công nghệ hiện đại, màng mỏng đã trở thành khía cạnh quan trọng của các ứng dụng khác nhau, bao gồm đóng gói, khoa học vũ trụ và điện tử.
2. Làm thế nào phim mỏng được tạo ra
- Tạo màng mỏng bao gồm hai quá trình chính: lắng đọng hơi vật lý (PVD) và lắng đọng hơi hóa học (CVD). Trong quá trình CVD, khí mang trơ sẽ pha loãng các hợp chất của pha khí và phản ứng với bề mặt chất nền để tạo màng. CVD rất hữu ích khi sử dụng nhiệt độ thấp để lắng các hợp chất và nguyên tố lên vật liệu. [3]
- PVD sử dụng áp suất khí quyển thấp để áp dụng các vật liệu bốc hơi trên bề mặt. Những bộ phim này cực kỳ bền và có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, ngay cả ở nhiệt độ khắc nghiệt. Các phương pháp lắng đọng màng mỏng tiêu chuẩn bao gồm:
- Bốc hơi nhiệt
- Magnetron phún xạ
- Lắng đọng laser xung
- Bốc hơi chùm tia điện tử
- Công nghệ màng mỏng được áp dụng cho ngành bao bì
- Việc tiêu thụ quá nhiều nhựa truyền thống và các tác động xấu đến môi trường của chúng đã thúc đẩy sự đổi mới góp phần tạo nên công nghệ màng mỏng và màng bao bì bền vững. Loại màng bao bì mà mọi người quen thuộc nhất là màng co trên sản phẩm và thịt. Tuy nhiên, công nghệ này còn vượt xa bao bì thực phẩm.
- Bao bì cứng thông thường đang mất dần ưu thế đối với màng bao bì mỏng linh hoạt. Những màng mỏng tiên tiến này bao gồm các polyme bền nhưng nhẹ với độ bền vượt trội mặc dù chúng rất mỏng. Vật liệu tiết kiệm chi phí là trong suốt và là một rào cản đáng tin cậy đối với sự ăn mòn, độ ẩm, oxy và vi sinh vật.
- Công nghệ màng mỏng cũng ảnh hưởng đến khía cạnh sản xuất của ngành bao bì. Máy móc đóng gói chịu trách nhiệm bao gói, vận chuyển, lấp đầy, niêm phong và cắt vật liệu trải nghiệm những cải tiến về chức năng với lớp phủ màng mỏng trên các thành phần kim loại.
- Màng dày từ hai đến năm micrômet cung cấp độ cứng và khả năng chống ma sát vượt trội, nâng cao hiệu quả của sản xuất bao bì. Dưới đây là các ví dụ bổ sung về công nghệ màng mỏng hiện đại.
2. Bao bì màng mỏng có thể phân hủy
- Những màng bao bì này là những lựa chọn thay thế thân thiện với môi trường cho bao bì màng làm từ dầu mỏ. Vật liệu thứ hai là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nhựa hàng đầu. Bao bì màng có thể phân hủy bao gồm các phân tử có nguồn gốc sinh học từ các vật liệu tái tạo, như tảo.
- Màng mỏng có thể phân hủy bao gồm các khả năng tích hợp cho các ứng dụng thông minh. Ví dụ, nó có thể thay đổi màu sắc do giả mạo hoặc tiếp xúc với các vật liệu không mong muốn.
- Bao bì màng mỏng thông minh cho vắc xin và chất y tế
- Công nghệ mới từ Jurata Thin Film cho phép đóng gói, lưu trữ và vận chuyển sinh phẩm và vắc xin ở nhiệt độ phòng. Chúng có thể bảo vệ tới 500 liều vắc-xin với một màng 5-g 8,5 "x 11".
- Màng mỏng giúp loại bỏ nhu cầu về các thùng chứa và thiết bị làm lạnh chuyên dụng để duy trì nhiệt độ khoảng -80 ° C. Độ ổn định của màng vẫn nhất quán ngay cả ở nhiệt độ khắc nghiệt.
3. Bọc nhựa mỏng tráng phim
- Ngành công nghiệp đóng gói thực phẩm dựa vào các vật liệu đóng gói ổn định với lớp chống ẩm hiệu quả để bảo vệ thực phẩm chống lại carbon dioxide, oxy và ô nhiễm vi sinh vật. Ôxít silic trong vật liệu đóng gói thực phẩm, chẳng hạn như màng co, cải thiện tính chất ngăn khí của màng. [4]
- Cảm biến màng mỏng được áp dụng cho bao bì
- Nhà sản xuất bao bì Bemis Co. và Thinfilm đang hợp tác để tạo ra Nhãn thông minh hoặc các giải pháp đóng gói thông minh. Các nhãn bao gồm các thành phần quan trọng, bao gồm cảm biến, nguồn, bộ nhớ và màn hình hiển thị. Các ứng dụng Nhãn thông minh bao gồm thực phẩm dễ hỏng, vắc xin, hàng hóa chăm sóc cá nhân và các mặt hàng nhạy cảm với nhiệt độ khác.
- Lớp phủ nano và màng siêu mỏng cho các ứng dụng đóng gói
Lớp phủ nano là một trong những tiến bộ gần đây nhất trong công nghệ màng mỏng để đóng gói. Các ứng dụng liên quan đến việc phủ bề mặt bằng vật liệu nanocompozit để cải thiện tính chất cơ học của chúng. Kết quả của ứng dụng bao gồm các hiệu ứng chức năng, như độ dẫn nhiệt thấp, khả năng chống oxy hóa, độ bền, độ cứng và khả năng chống mài mòn.
5. Lời kết
- Sự tiến bộ không ngừng của công nghệ màng mỏng sẽ tác động đến nhiều thị trường trong dài hạn, bao gồm cả ngành công nghiệp bao bì. Với các phương pháp lắng đọng khác nhau, lớp phủ linh hoạt trên bề mặt sẽ dẫn đến tăng hiệu suất dựa trên nhu cầu của ngành.
Sau hơn 20 năm trong ngành công nghệ màng mỏng, Korvus Technology tiếp tục là nhà lãnh đạo đáng tin cậy với Dòng hệ thống lắng đọng màng mỏng HEX dành cho các ứng dụng nghiên cứu, đào tạo, tiếp điểm điện và lắng đọng phún xạ. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về màng bao bì mỏng, hãy nhớ duyệt qua blog Korvus Technology.
