Hiểu năng lượng bề mặt của hộp nhựa và cách nó ảnh hưởng đến việc dán nhãn của bạn

Vì vậy, làm thế nào để bạn xác định xem hộp đựng của bạn có gây ra vấn đề về độ bám dính của nhãn hay không và làm cách nào bạn có thể thay đổi năng lượng bề mặt của hộp nhựa?

Năng lượng bề mặt chất liệu là gì?

Năng lượng bề mặt chất liệu là phép đo mức độ phá vỡ liên kết giữa các phân tử. Năng lượng này càng cao thì các phân tử trong nhựa càng hút nhau. Lực hút này giúp các phân tử này liên kết với các chất khác, bao gồm cả chất kết dính.

Phép đo năng lượng (làm ướt) dựa trên sự lan truyền của nước, được gọi là phép đo góc tiếp xúc. Năng lượng càng cao, một giọt nước lan ra trên bề mặt càng nhiều. Chất kết dính hoạt động tương tự như nước trên các bề mặt này. Năng lượng này được đo bằng Dynes trên centimet. Vật liệu được chia thành mức năng lượng bề mặt thấp (LSE) và cao (HSE). Đường phân chia giữa LSE và HSE là khoảng 40 Dyne/cm.

Thủy tinh nằm trong khoảng từ 200 đến 300 Dyne/cm, trong khi nhôm có năng lượng 840 Dyne/cm. Polytetrafluoroethylene (PTFE), lớp phủ được sử dụng trên chảo chống dính, có định mức năng lượng chỉ 18 Dyne/cm. Nhựa được sử dụng trong bao bì có nồng độ từ 29 đến 50 Dyne/cm, điều này làm cho việc dán nhãn hộp nhựa trở nên khó khăn hơn so với các loại hộp đựng khác.

Một cách khác để nghĩ về năng lượng là theo mức độ tiếp xúc. Một bề mặt làm ướt hoàn hảo có nhãn tiếp xúc không độ. Khi chất kết dính được áp dụng, nó sẽ lan rộng ra, tạo thành một lớp đồng đều trên toàn bộ bề mặt. Bề mặt không thấm ướt có góc tiếp xúc 180 độ. Chất kết dính bị đẩy lùi, tạo thành một quả cầu giúp giảm thiểu tiếp xúc bề mặt. Vật liệu năng lượng bề mặt cao (HSE) có hơn 90 độ tiếp xúc. Chất kết dính nằm phẳng trên bề mặt nhưng vẫn có một số sức căng bề mặt, giống như một giọt nước trên đĩa.

Năng lượng trên bề mặt nhựa có thể được tăng lên bằng một số phương pháp xử lý bề mặt. Áp dụng nhiệt, oxy hóa, hóa chất, xử lý corona hoặc xử lý plasma cho chất nền nhựa làm thay đổi cấu trúc hóa học của bề mặt.

Sự mài mòn làm tăng diện tích tiếp xúc và mặc dù độ bám dính của chất kết dính vẫn có thể yếu, nhưng vẫn có nhiều diện tích hơn để nó bám vào trên bề mặt. Sơn lót sử dụng các phân tử có một đầu liên kết với nhựa và một đầu khác liên kết với chất kết dính. Điều này làm cho bề mặt có thể thấm ướt mà không ảnh hưởng đến cấu trúc hóa học của vật chứa. Chất kích thích bám dính phục vụ cùng một chức năng. Những hóa chất này có thể được pha trộn vào chất kết dính của nhãn.

Loại nhựa nào gây ra nhiều vấn đề nhất với độ bám dính của nhãn?

Mặc dù nhựa có năng lượng bề mặt thấp hơn so với các chất liệu đóng gói thông thường khác, nhưng phạm vi độ ẩm ảnh hưởng mạnh đến liên kết dính.

Nhựa năng lượng bề mặt thấp

Nói chung, nhựa năng lượng bề mặt thấp (LSE) có xu hướng mềm. Chúng có mật độ phân tử thấp và nhiệt độ nóng chảy thấp.

Polypropylen (PP)

Polypropylene (PP) là một loại nhựa cứng hơn, có khả năng kháng hóa chất cao và không có vấn đề gì với các sản phẩm được làm đầy nóng. Chai, lọ nhựa PP là loại phổ biến nhưng loại nhựa này chủ yếu dùng làm nắp chai. Polypropylene cũng là thực phẩm an toàn và hoạt động tốt cho các thiết bị và hộp đựng y tế, bao gồm cả ống nghiệm. Thật không may, chỉ ở mức 29 Dyme/cm, nó cũng có năng lượng bề mặt thấp nhất so với bất kỳ loại nhựa làm hộp đựng thường được sử dụng nào.

Polyetylen và Polyetylen mật độ thấp

Nhựa Polyetylen (PE) và Polyetylen tỷ trọng thấp (LDPE) mềm dẻo và chống va đập nhưng không mờ. Khả năng kháng hóa chất cao khiến loại nhựa này trở thành lựa chọn ưa thích cho các loại hóa chất gia dụng. Chúng có năng lượng bề mặt cao hơn một chút so với PP.

Polystyren

Mặc dù Polystyrene (PS) chủ yếu được biết đến với dạng xốp (Styrofoam), nhưng nó cũng được sử dụng trong bao bì. Loại nhựa này trong, cứng và có khả năng chống va đập thấp. Nó chủ yếu được sử dụng cho mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân. Với 36 Dyme/cm, chất kết dính hoạt động với loại nhựa này dễ dàng hơn so với PE hoặc PP.

Polyetylen và Polyetylen Terephthalate Glycol

Trong khi chủ yếu được sử dụng để làm chai trong suốt, polyetylen (PET) và polyetylen terephthalate glycol (PETG) có thể mờ đục. Polyetylen và polyetylen terephthalate glycol thường được sử dụng cho chai nước, nước trái cây, bơ đậu phộng và nước xốt salad. PETG có thêm một phân tử glycol và linh hoạt hơn PET, và cả hai loại nhựa này đều có cùng năng lượng như PS.

Polyetylen mật độ cao

Polyetylen mật độ cao (HDPE) được sử dụng cho bình đựng sữa. Loại nhựa này có khả năng kháng hóa chất và va đập, vì vậy nó cũng được sử dụng cho hóa chất gia dụng và các sản phẩm chăm sóc cá nhân. Nó có cùng năng lượng với PS và PET.

Polyvinyl clorua

Những lo ngại về môi trường đối với việc sản xuất polyvinyl clorua (PVC) đã thúc đẩy việc chuyển sang sử dụng vật chứa PET. Tuy nhiên, khả năng kháng hóa chất cao và sẵn có ở dạng mờ khiến nó trở nên phổ biến đối với hóa chất công nghiệp và các sản phẩm ô tô. Với tốc độ 39 Dyme/cm, nó nằm giữa các loại LSE và HSE.

Nhựa năng lượng bề mặt cao

Nhựa có năng lượng bề mặt cao hơn (HSE) chắc chắn và dễ đúc thành các hình dạng phức tạp.

Polycarbonate

Mặc dù hiếm khi được sử dụng cho các hộp đựng dùng một lần, nhưng loại nhựa chắc chắn này thường được dùng cho các hộp đựng và thiết bị phòng thí nghiệm có thể tái sử dụng, bao gồm cả ống nghiệm. Polycarbonate có định mức năng lượng là 42 Dyme/cm.

Polyolefin nhiệt dẻo (TPO)

Polyolefin nhiệt dẻo (TPO) chủ yếu được sử dụng cho các thùng chứa công nghiệp. Nó cũng là một lựa chọn phổ biến cho cổ phiếu nhãn. Vì nó không thấm nước và chịu được nhiệt độ, loại nhựa này rất lý tưởng cho các sản phẩm đông lạnh và làm lạnh. Năng lượng bề mặt thay đổi tùy thuộc vào cách nó được hình thành.

HDPE, PE và LDPE đã qua xử lý

Nhựa HDPE, PE và LDPE đã qua xử lý thường được xử lý bằng ngọn lửa hoặc xử lý bằng plasma. Chỉ năm phút tiếp xúc với plasma đã tăng gần gấp đôi năng lượng của LDPE, trong khi các phương pháp xử lý ngọn lửa ngắn hơn thậm chí còn làm tăng đáng kể năng lượng bề mặt của các loại nhựa này. Độ ẩm khác nhau tùy thuộc vào quy trình xử lý và lượng thời gian được sử dụng để xử lý nhựa.