màng PET là chất nền nhựa định hướng hai trục được làm từ nhựa polyethylene terephthalate, một loại polyester nhiệt dẻo được hình thành thông qua phản ứng polycondensation. Trong quá trình sản xuất, nhựa nóng chảy được ép đùn thành tấm phẳng, sau đó được kéo căng theo cả chiều máy và chiều ngang. Quá trình kéo dài này, được gọi là định hướng hai trục, sắp xếp lại các chuỗi polymer và tạo ra một màng có sự kết hợp cân bằng giữa độ bền cơ học, độ ổn định kích thước và độ rõ quang học mà ít chất nền nhựa khác có thể sánh được.
Vậy màng polyester trong thực tế là gì? Về cơ bản, nó cùng loại vật liệu với sợi PET được sử dụng trong dệt may, nhưng được xử lý thành dạng tấm mỏng, phẳng thích hợp cho việc đóng gói, in ấn, cách nhiệt và cán màng công nghiệp. Bởi vì nhựa gốc có tính trơ về mặt hóa học và có khả năng chống ẩm, màng polyester đã trở thành lớp mang mặc định cho bao bì kim loại, thiết bị điện tử linh hoạt và các tấm cán mỏng có rào cản cao.
Không giống như màng polyolefin như polyetylen hoặc polypropylen, màng PET không phụ thuộc vào chất phụ gia để tạo độ cứng. Chỉ riêng cấu trúc tinh thể của nó đã cung cấp tỷ lệ độ cứng trên độ dày cho phép bộ chuyển đổi chạy các máy đo mỏng hơn mà không làm mất khả năng gia công trên dây chuyền in và cán tốc độ cao. Đây là một lý do khiến các tấm màng PET thường được chỉ định trong các ứng dụng yêu cầu đồng thời cả độ bền và bề mặt mịn có thể in được.
Trước khi chọn loại phim, bộ chuyển đổi thường xem xét một bộ đặc tính vật lý tiêu chuẩn. Bảng dưới đây tóm tắt các đặc tính được tham chiếu phổ biến nhất khi so sánh các lô màng polyester hoặc xác định nguồn hàng của nhà cung cấp mới.
| Tài sản | Phạm vi điển hình | Tham khảo thử nghiệm |
| Mật độ | 1,38 - 1,40 g/cm3 | ASTM D1505 |
| Độ bền kéo (MD/TD) | 180 - 250 MPa | ASTM D882 |
| Độ giãn dài khi đứt | 70 - 150 phần trăm | ASTM D882 |
| Khói mù (Lớp rõ ràng) | 1,0 - 3,5 phần trăm | ASTM D1003 |
| Nhiệt độ dịch vụ | -60C đến 150C | Kiểm tra nhiệt bên trong |
| Truyền hơi nước | 10 - 20 g/m2/ngày | ASTM F1249 |
Các giá trị này thay đổi tùy theo loại nhựa, tỷ lệ giãn nở và quá trình xử lý sau, nhưng chúng tạo thành đường cơ sở mà hầu hết các bảng dữ liệu kỹ thuật đều xây dựng xung quanh. Đặc biệt độ trong và độ bền kéo có xu hướng thay đổi cùng với độ dày, đó là lý do tại sao việc lựa chọn thước đo xứng đáng được thảo luận riêng.
Độ dày màng PET thường được biểu thị bằng micron và dao động từ mỏng tới 9 micron đối với màng điện môi cấp tụ điện đến 350 micron trở lên đối với tấm cứng được sử dụng trong khay định hình nhiệt. Lựa chọn độ dày hiếm khi tùy ý; nó được thúc đẩy bởi các nhu cầu cơ học của quy trình tiếp theo và môi trường sử dụng cuối.
Các thước đo mỏng khoảng 12 đến 23 micron thường gặp trong các tấm cán mỏng linh hoạt trong đó màng đóng vai trò như một rào cản hoặc lớp mang kim loại hóa và để giảm thiểu các vấn đề về khối lượng tấm cán tổng thể để giảm chi phí và tính linh hoạt. Các thước đo tầm trung từ 36 đến 50 micron được ưa chuộng cho các nhãn in và cấu trúc túi cần chịu được lực căng khi xử lý và in mà không bị giãn ra ngoài dự đoán. Các thiết bị đo nặng hơn trên 75 micron được sử dụng trong các ứng dụng cứng hoặc bán cứng, bao gồm lớp phủ bảo vệ và vật liệu cách nhiệt công nghiệp, trong đó khả năng chống đâm thủng trở thành ưu tiên hàng đầu so với tính linh hoạt.
Độ trong quang học của màng polyester là một trong những thuộc tính có giá trị nhất của nó, đặc biệt đối với các tấm màng PET trong suốt được sử dụng trong cửa sổ đóng gói nhìn thấy được và lớp phủ quang học. Giá trị khói mù ở các loại trong suốt cao cấp duy trì ở mức dưới 3%, cho phép độ trong suốt gần như thủy tinh mà không gây trọng lượng hoặc độ giòn của chất nền thủy tinh. Khi độ dày tăng lên, sương mù có xu hướng tăng nhẹ vì có nhiều khối lượng vật liệu hơn để ánh sáng phân tán qua, mặc dù mức tăng này diễn ra từ từ chứ không phải tuyến tính ở hầu hết các phạm vi sản xuất.
Hiệu suất của rào cản minh bạch là một vấn đề cần xem xét riêng biệt nhưng có liên quan. Màng PET không tráng phủ cung cấp khả năng chống oxy và độ ẩm vừa phải, nhưng đặc tính rào cản của nó được cải thiện đáng kể sau khi được kim loại hóa hoặc phủ một lớp oxit vô cơ mà không làm mất đi độ trong suốt mà các ứng dụng màng trong suốt yêu cầu. Sự kết hợp giữa độ rõ nét trực quan và rào cản nâng cao này là lý do tại sao màng chắn trong suốt được chế tạo trên nền PET được sử dụng rộng rãi trong bao bì thực phẩm và dược phẩm, nơi khả năng hiển thị của sản phẩm quan trọng như thời hạn sử dụng.
PET chịu nhiệt là một trong những ưu điểm nổi bật của nó so với màng polyolefin thông thường. Khi polyetylen bắt đầu mềm ở gần 100C và có thể biến dạng khi tiếp xúc với nhiệt độ vừa phải, màng PET định hướng duy trì độ ổn định kích thước lên đến khoảng 150C khi tiếp xúc trong thời gian ngắn, khiến nó phù hợp với cấu trúc túi vặn lại, đóng gói nóng và các quy trình cán màng có liên quan đến chất kết dính kích hoạt nhiệt hoặc lớp phủ ép đùn.
Độ bền kéo của màng polyester cũng tốt hơn hầu hết các chất nền đóng gói linh hoạt trên cơ sở điều chỉnh độ dày. Bởi vì các chuỗi polymer được kéo căng và căn chỉnh trong quá trình định hướng hai trục, nên màng chống rách và giãn ra dưới lực căng do máy in và thiết bị rạch tốc độ cao tác dụng. Độ ổn định cơ học này làm giảm các đứt gãy và lỗi đăng ký trong quá trình chuyển đổi, đó là lý do chính khiến PET được chọn làm lớp mang ngay cả khi cấu trúc cuối cùng phụ thuộc vào các vật liệu khác để bịt kín hoặc làm mềm.
Màng PET thô có năng lượng bề mặt tương đối thấp, khiến mực, chất kết dính và lớp phủ khó liên kết an toàn mà không cần xử lý thêm. Phim PET được xử lý hóa học giải quyết vấn đề này bằng cách áp dụng một lớp sơn lót mỏng hoặc lớp bề mặt được biến đổi hào quang trong quá trình sản xuất, giúp tăng năng lượng bề mặt và cải thiện khả năng thấm ướt trước khi màng đạt tới máy in hoặc máy cán màng.
Trình tự sản xuất thường tuân theo một loạt các giai đoạn nhất quán, chuyển từ nhựa thô sang định hướng và cuối cùng là sửa đổi bề mặt và xác minh chất lượng.
Giai đoạn xử lý hóa học thường chỉ được áp dụng cho một mặt hoặc cả hai mặt tùy thuộc vào cấu trúc cán màng dự kiến. Vật liệu được xử lý một mặt thường dùng cho các ứng dụng in và cán mỏng, trong khi màng được xử lý hai mặt hỗ trợ các cấu trúc yêu cầu độ bám dính trên cả hai bề mặt, chẳng hạn như các tấm chắn được phủ hai mặt.
Bảng dữ liệu kỹ thuật màng PET là tài liệu tham khảo chính mà các nhà chuyển đổi sử dụng để xác nhận cuộn đáp ứng các yêu cầu xử lý và sử dụng cuối trước khi đưa vào sản xuất. Một TDS được chuẩn bị tốt sẽ báo cáo các giá trị cơ học riêng biệt cho hướng máy và hướng ngang, vì màng định hướng không đẳng hướng và hoạt động khác nhau dọc theo mỗi trục.
Ngoài các giá trị cơ học, TDS màng PET hoàn chỉnh phải bao gồm chỉ số về độ mù và độ bóng, độ co nhiệt ở nhiệt độ xác định, hệ số ma sát và mức độ xử lý bề mặt được biểu thị bằng đơn vị dyne. Bộ chuyển đổi so sánh nhiều cuộn phải luôn yêu cầu các điều kiện kiểm tra cùng với số liệu thô, vì các giá trị được đo trong các điều kiện nhiệt độ hoặc độ ẩm khác nhau không thể so sánh trực tiếp được.
Việc chọn các tấm màng PET phù hợp phụ thuộc vào thước đo, cách xử lý và cấp độ quang học phù hợp với nhu cầu cơ học và hình ảnh của thành phẩm. Bảng bên dưới phác thảo các tình huống lựa chọn phổ biến và các thuộc tính thường được ưu tiên trong từng trường hợp.
| ứng dụng | Thuộc tính ưu tiên | Lớp điển hình |
| Retort Túi Laminate | Khả năng chịu nhiệt | Đã xử lý, 12-16 um |
| Phim rào cản kim loại hóa | rào cản performance | Lõi chưa được xử lý, 12 um |
| Nhãn in sẵn | Độ ổn định kéo | Đã xử lý, 36-50 um |
| Xóa cửa sổ đóng gói | Độ rõ quang học | Rõ ràng chưa được xử lý, 25-50 um |
| Tấm phủ bảo vệ | Chống đâm thủng | 75-125 ừm |
Đối với các cửa sổ bao bì có thể nhìn thấy được, độ mờ thấp và độ bóng cao được ưu tiên vì bất kỳ sự biến dạng nào cũng có thể được nhận thấy ngay lập tức đối với người tiêu dùng cuối cùng. Đối với các tấm cán mỏng có cấu trúc hoặc tập trung vào rào cản, độ ổn định cơ học và mức độ xử lý quan trọng hơn độ trong suốt tuyệt đối. Việc xem xét TDS mẫu dựa trên những ưu tiên này trước khi bắt tay vào sản xuất sẽ giúp tránh việc lựa chọn nguyên liệu không khớp sau này trong quy trình.
Nó chủ yếu được sử dụng làm lớp rào chắn hoặc lớp cấu trúc trong tấm cán mỏng, làm mặt in cho nhãn và làm vật liệu cửa sổ trong suốt trong bao bì linh hoạt nơi cần có khả năng hiển thị của sản phẩm.
Bản thân màng không bị phân hủy nhanh chóng trong điều kiện bảo quản thông thường, nhưng thời hạn sử dụng của lớp màng thành phẩm phụ thuộc vào chất kết dính, lớp keo và môi trường bảo quản chứ không phải chỉ riêng chất nền PET.
Độ cứng tăng theo độ dày theo tỷ lệ gần đúng đối với loại nhựa nhất định, đó là lý do tại sao máy đo dày hơn được chọn khi độ cứng của cấu trúc quan trọng hơn tính linh hoạt.
Không phải lúc nào cũng vậy. Màng chưa được xử lý hoạt động tốt trong các cấu trúc được liên kết thông qua quá trình ép đùn, nhưng việc xử lý bề mặt thường được yêu cầu khi sử dụng chất kết dính gốc dung môi hoặc mực gốc nước.
Tối thiểu nó phải báo cáo độ bền kéo, độ giãn dài, độ mờ, độ co nhiệt và mức độ xử lý bề mặt, mỗi mức được chỉ định bằng phương pháp thử và điều kiện được sử dụng.