কীভাবে মাল্টি-লেয়ার ফিল্ম ব্লোয়িং প্রযুক্তি প্যাকেজিং ফিল্মের কার্যকারিতা উন্নত করে

বাধা কার্যকারিতা অপ্টিমাইজেশন কৌশলগত লেয়ার ডিজাইনের মাধ্যমে

৫-বনাম ৭-লেয়ার কনফিগারেশনে অক্সিজেন ও আর্দ্রতা বাধা উন্নতি

প্যাকেজিং উপকরণে স্তরগুলি কীভাবে সাজানো হয় তা অবাঞ্ছিত উপাদানগুলির প্রবেশ রোধ করার ক্ষমতাকে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করে। গত বছর 'প্যাকেজিং ডাইজেস্ট' পত্রিকায় প্রকাশিত সাম্প্রতিক শিল্প গবেষণা অনুসারে, সাত-স্তরীয় ফিল্মগুলি পাঁচ-স্তরীয় ফিল্মগুলির তুলনায় অক্সিজেনের প্রবেশ প্রায় ৪০ থেকে ৬০ শতাংশ কমিয়ে দেয়। এছাড়াও এগুলি আর্দ্রতার প্রবেশ প্রায় ২৫ থেকে ৩৫ শতাংশ ভালোভাবে রোধ করে। এটা কীভাবে সম্ভব? বিশেষ ব্যারিয়ার স্তরগুলি সমতুল্য টাই স্তরের মধ্যে স্যান্ডউইচ করে এই জটিল পাকানো পথগুলি গঠন করে, যা প্রবেশকারী উপাদানগুলির গতি ধীর করে দেয়। এই গঠনের উপর অতিরিক্ত নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে উৎপাদনকারীরা সেই বিশেষ পলিমারগুলিকে ঠিক যেখানে প্রয়োজন সেখানে স্থাপন করতে পারেন। যেমন— অক্সিজেন রোধ করতে EVOH ব্যবহার করা হয় অথবা প্যাকেজের অভ্যন্তরীণ বায়ুমণ্ডল পরিবর্তনকারী প্যাকেজগুলিতে কার্বন ডাইঅক্সাইডের মাত্রা নিয়ন্ত্রণের জন্য PA (পলিঅ্যামাইড) ব্যবহার করা হয়। যখন কোনো কোম্পানি চায় যে তাদের পণ্যগুলি দীর্ঘ সময় ধরে তাজা থাকবে, তখন এই ধরনের নির্ভুল প্রকৌশল খুবই গুরুত্বপূর্ণ।

EVOH এবং পলিঅ্যামাইড কার্যকরী স্তর: লক্ষ্যযুক্ত দূষণকারী উপাদান বহির্ভূতির ব্যবস্থা

বাধা বৈশিষ্ট্যের ক্ষেত্রে, ইথিলিন ভিনাইল অ্যালকোহল (EVOH) এবং পলিঅ্যামাইড (PA) একসাথে খুব ভালোভাবে কাজ করে। EVOH-এর একটি অত্যন্ত ঘন ইথিলিন-সমৃদ্ধ গঠন রয়েছে যা অক্সিজেনের মতো ছোট অ-মেরু অণুগুলিকে (যার আকার প্রায় ৩.৮৬ অ্যাংস্ট্রম) বাধা দেয়। ফলে এর অক্সিজেন সঞ্চালন হার (OTR) প্রতি বর্গমিটার প্রতি দিনে ১ সিসি-এর চেয়ে অনেক কম থাকে। অন্যদিকে, পলিঅ্যামাইড একটি ভিন্ন কিন্তু সমানভাবে গুরুত্বপূর্ণ কাজ করে। এর স্ফটিক গঠন এটিকে জলীয় বাষ্পের বিরুদ্ধে প্রতিরোধ করতে সক্ষম করে, যদিও এটি নির্বাচিত কিছু গ্যাসকে নির্দিষ্টভাবে অতিক্রম করতে দেয়। এর আর্দ্রতা বাষ্প সঞ্চালন হার (MVTR) প্রতি বর্গমিটার প্রতি দিনে ১ গ্রামের নিচে থাকে। এই দুটি উপাদান একত্রিত হয়ে ওষুধ ও খাদ্যদ্রব্যের মতো দীর্ঘমেয়াদী সংরক্ষণ প্রয়োজনীয় পণ্যগুলির জন্য কঠোর মানদণ্ডগুলি পূরণ করে। উৎপাদনকারীরা এই স্তরগুলির মধ্যে সঠিকভাবে আঠালো হওয়া নিশ্চিত করতে সহ-উত্তোলন (coextrusion) প্রযুক্তি ব্যবহার করেন। তারা এদের মধ্যে বিশেষ সংযোগ স্তর (tie layers) নকশা করেন যাতে পণ্য উৎপাদনের সময় বা পরবর্তীতে ব্যবহারের সময় উপাদানগুলি পৃথক হওয়ার কোনো ঝুঁকি না থাকে।

যান্ত্রিক দৃঢ়তা: কীভাবে সহ-এক্সট্রুশন এবং দ্বি-অক্ষীয় অরিয়েন্টেশন উন্নয়ন করে শক্তি

বাবল ইনফ্লেশন গতিবিদ্যা এবং টেনসাইল ও পাঞ্চার প্রতিরোধের উপর দ্বি-অক্ষীয় অরিয়েন্টেশনের প্রভাব

যখন নির্মাতারা বহুস্তরীয় ফিল্ম ব্লোয়িং প্রক্রিয়ার সময় বুদবুদগুলির ফুলে ওঠার পদ্ধতি নিয়ন্ত্রণ করেন, তখন তারা যা তৈরি করেন তাকে বলা হয় দ্বিঅক্ষীয় অভিমুখীকরণ। মূলত, এটি বোঝায় যে পলিমার শৃঙ্খলগুলি একসাথে দুটি দিকে—ফিল্মের পরিধি বরাবর এবং ফিল্মের দৈর্ঘ্য বরাবর—সমান্তরালভাবে সজ্জিত হয়। ফলাফল কী? সমগ্র পারফরম্যান্স বৈশিষ্ট্যে উল্লেখযোগ্য উন্নতি। প্রসারণ প্রক্রিয়াটি আসলে যা ঘটায় তা হল বিকৃতি-প্ররোচিত স্ফটিকায়ন, যা এই ফিল্মগুলিকে টানের অধীনে অনেক বেশি শক্তিশালী করে তোলে। আমরা সাধারণ ফিল্মের তুলনায় প্রায় ৫৬% উন্নতি পেয়েছি টেনসাইল শক্তির ক্ষেত্রে, এবং ছিদ্র প্রতিরোধের ক্ষেত্রে চমকপ্রদ ৩০০% বৃদ্ধি পেয়েছি। এখানে সঠিক প্রসারণ অনুপাত নির্ধারণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। অধিকাংশ বিশেষজ্ঞই পরিধি বরাবর অনুপাতটি প্রায় ২:১ এবং অক্ষীয় দিকে প্রায় ১.৮:১ রাখার পরামর্শ দেন। এই অনুপাতগুলি উপাদানের উপর চাপ সমভাবে বণ্টন করে গঠনগত অখণ্ডতা বজায় রাখতে সাহায্য করে। যদি সঠিক ভারসাম্য না বজায় রাখা হয়, তবে প্যাকেজগুলি সীলগুলিতে ব্যর্থ হতে পারে অথবা দ্রুতগতির উৎপাদন লাইনগুলির মধ্য দিয়ে চলার সময় সম্পূর্ণরূপে ছিঁড়ে যেতে পারে।

LLDPE কোর + টাই-লেয়ার আর্কিটেকচার: এলমেন্ডর্ফ টিয়ার স্ট্রেন্থে ৩২% বৃদ্ধি যাচাই করা হয়েছে

একটি সহযোগিতামূলক লেয়ার আর্কিটেকচার যান্ত্রিক স্থিতিস্থাপকতা বৃদ্ধি করে:

• রৈখিক নিম্ন-ঘনত্ব পলিইথিলিন (LLDPE) কোরগুলি নিয়ন্ত্রিত ক্রিস্টালিনিটির মাধ্যমে আঘাত শক্তি শোষণ করে
• প্রতিক্রিয়াশীল টাই-লেয়ার—সাধারণত ম্যালিক অ্যানহাইড্রাইড-গ্রাফটেড পলিওলিফিন—রাসায়নিকভাবে অসদৃশ পলিমারগুলিকে আবদ্ধ করে, ডিলামিনেশন প্রতিরোধ করে
• এক্সট্রুশন পরীক্ষাগুলি এলমেন্ডর্ফ টিয়ার স্ট্রেন্থে ৩২% উন্নতি যাচাই করে, যা দৃঢ়তা হ্রাস না করেই পাতলা করার সুযোগ প্রদান করে

এই সহ-এক্সট্রুডেড ডিজাইনটি বাস্তব পরিচালনা পরিস্থিতিতে গতিশীল চাপকে ইন্টারফেসগুলির মধ্যে পুনর্বণ্টন করে, ফাটল সৃষ্টি ও প্রসারণকে বাধা দেয়।

কার্যকরী বহুমুখিতা: সিলযোগ্যতা, নমনীয়তা এবং তাপীয় স্থিতিশীলতার ভারসাম্য বজায় রাখা

LDPE/LLDPE সিল্যান্ট লেয়ারগুলি বিস্তৃত তাপমাত্রা পরিসরে বিশ্বস্ত তাপ সিলিং সক্ষম করে

LDPE এবং LLDPE সিল্যান্ট লেয়ারগুলি অতুলনীয় তাপীয় অভিযোজনযোগ্যতা প্রদান করে— –৫০°সে থেকে ১২০°সে পর্যন্ত বিশ্বস্ত তাপ সিলিং বজায় রাখে এই তাপমাত্রা পরিসরটি হিমায়িত খাদ্য সংরক্ষণ, মাইক্রোওয়েভে পুনরায় উত্তপ্ত করা এবং চিকিৎসা যন্ত্রপাতির চূড়ান্ত বিসংক্রমণ প্রক্রিয়াকে সমর্থন করে। এদের শাখাযুক্ত আণবিক গঠন নিম্নলিখিতগুলি প্রদান করে:

• নিম্ন সীলিং শুরু তাপমাত্রা (যত কম ৯০°সেলসিয়াস পর্যন্ত)
• উচ্চ উত্তপ্ত-ট্যাক শক্তি, যা পূরণ চাপ সহ্য করতে পারে
• শূন্য ডিগ্রির নিচের তাপমাত্রায় ভঙ্গুর ভাঙনের প্রতি অসাধারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা

LDPE/LLDPE মিশ্রণগুলি এই তাপমাত্রা পরিসরে সীল শক্তিতে ১৫% এর কম পরিবর্তন দেখায়—যা তাপীয় স্থিতিশীলতা পরীক্ষায় সমজাতীয় পলিমারগুলির তুলনায় ৪০% উৎকৃষ্ট। এই স্থিতিশীলতা নমনীয় পাউচগুলিকে শীতল-আকৃতি গ্রহণের ক্ষমতা বজায় রাখতে এবং কঠিন ট্রেগুলিকে অটোক্লেভ চক্র সহ্য করতে সক্ষম করে—সীল অখণ্ডতা বা উৎপাদন দক্ষতা কোনোটিই ক্ষুণ্ণ হয় না।

প্রক্রিয়া-উপাদান সমন্বয়: বহুস্তর ফিল্ম ব্লোয়িং প্রযুক্তিতে সামঞ্জস্য এবং অখণ্ডতা নিশ্চিত করা

পলিমার জোড়া নিয়ম—কেন EVOH কে ডিলামিনেশন প্রতিরোধের জন্য PA বা টাই স্তরের প্রয়োজন হয়

ইভোহ (EVOH) শিল্পের অগ্রণী অক্সিজেন বাধা কার্যকারিতা প্রদান করে—কিন্তু এটি জল-আকর্ষক প্রকৃতির এবং পলিওলিফিন (যেমন PE বা PP)-এর সঙ্গে দুর্বল আসক্তির কারণে সরাসরি বন্ধন অস্থিতিশীল হয়ে ওঠে। যদি এই সমস্যার কোনো সমাধান না করা হয়, তবে তাপীয় চক্র বা যান্ত্রিক পীড়নের অধীনে EVOH/PE ইন্টারফেসগুলি বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়, যা বাধা কার্যকারিতা ক্ষুণ্ণ করে এমন মাইক্রোচ্যানেল সৃষ্টি করে। শীর্ষস্থানীয় ডিজাইনগুলি এই সমস্যা সমাধানের জন্য দুটি প্রমাণিত কৌশল অবলম্বন করে:

• টাই-লেয়ার মধ্যস্থতা : ম্যালিক অ্যানহাইড্রাইড-গ্রাফটেড পলিওলিফিনগুলি EVOH-এর হাইড্রক্সিল গ্রুপগুলির সঙ্গে সহযোজী বন্ধন গঠন করে, যা পিল স্ট্রেংথকে ৩০০–৪০০% পর্যন্ত বৃদ্ধি করে
• PA স্যান্ডউইচিং : EVOH-এর সন্নিকটে নাইলন স্তরগুলি আর্দ্রতা প্রতিরোধে উন্নতি আনে এবং ইন্টারফেশিয়াল সংযোজনকে স্থিতিশীল করে

তাপীয় চক্র পরীক্ষায় দেখা গেছে যে, অপরিবর্তিত EVOH গঠনগুলি ১৫টি চক্রের পরেই ৮০% বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়। উপযুক্ত জোড়া তৈরি করলে EVOH-কে একটি ঝুঁকিপূর্ণ উপাদান থেকে একটি টেকসই, উচ্চ-কার্যকর বাধা উপাদানে রূপান্তরিত করা যায়—যা এক্সট্রুশন, কনভার্টিং এবং চূড়ান্ত ব্যবহারের সময় গঠনগত ও কার্যকরী অখণ্ডতা নিশ্চিত করে।

FAQ

৭-স্তরের ফিল্ম কনফিগারেশনের ৫-স্তরের কনফিগারেশনের তুলনায় কী সুবিধা রয়েছে?

৭-স্তরের ফিল্ম কনফিগারেশন ৫-স্তরের কনফিগারেশনের তুলনায় অক্সিজেন পারমিয়াবিলিটি ৪০-৬০% এবং আর্দ্রতা সঞ্চালন ২৫-৩৫% উল্লেখযোগ্যভাবে কমায়, যার ফলে পণ্যের তাজগী আরও ভালোভাবে সংরক্ষণ করা যায়।

প্যাকেজিংয়ে ইভোহ (EVOH) এবং পলিঅ্যামাইড ব্যারিয়ার বৈশিষ্ট্যে কীভাবে অবদান রাখে?

ইভোহ (EVOH)-এর ইথিলিন-সমৃদ্ধ গঠনের কারণে এটি অক্সিজেন বাধা হিসেবে অত্যন্ত কার্যকর, অন্যদিকে পলিঅ্যামাইড আর্দ্রতা প্রতিরোধ প্রদান করে এবং নির্বাচিত গ্যাস পারমিয়াবিলিটি সক্ষম করে। একত্রে এরা দীর্ঘ শেল্ফ লাইফ সম্পন্ন পণ্যগুলির জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ মানের মানদণ্ড পূরণ করে।

বায়াক্সিয়াল ওরিয়েন্টেশন কী এবং কীভাবে এটি ফিল্মের শক্তি বৃদ্ধি করে?

বায়াক্সিয়াল ওরিয়েন্টেশন হলো ফিল্ম ব্লোয়িং প্রক্রিয়ার সময় পলিমার শৃঙ্খলগুলিকে দুটি দিকে সাজানো, যা পীড়ন-প্ররোচিত ক্রিস্টালাইজেশনের মাধ্যমে টেনসাইল শক্তি এবং ছিদ্র প্রতিরোধ উন্নত করে।

এলডিপিই (LDPE)/এলএলডিপিই (LLDPE) সিল্যান্ট স্তরগুলি প্যাকেজিংয়ে কীভাবে সহায়তা করে?

LDPE/LLDPE সিল্যান্ট স্তরগুলি বিস্তৃত তাপমাত্রা পরিসরে নির্ভরযোগ্য তাপ সিলিং সক্ষম করে, যা হিমায়িত সংরক্ষণ এবং টার্মিনাল স্টেরিলাইজেশনের মতো বিভিন্ন প্রক্রিয়াকে সমর্থন করে। এদের শাখাযুক্ত আণবিক গঠন নিম্ন সিলিং তাপমাত্রায় সিলিং করার অনুমতি দেয় এবং ভঙ্গুর ভাঙনের বিরুদ্ধে প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে।

EVOH-এর সাথে টাই লেয়ার ব্যবহার করা কেন গুরুত্বপূর্ণ?

টাই লেয়ারগুলি, যা সাধারণত মেলেইক অ্যানহাইড্রাইড-গ্রাফটেড পলিওলিফিন দিয়ে তৈরি, EVOH-এর সাথে ব্যবহারের জন্য অপরিহার্য, কারণ EVOH একটি জলাকর্ষী উপাদান এবং পলিওলিফিনের সাথে এর আস্তিক আবদ্ধতা খুবই দুর্বল। এগুলি পিল শক্তি বৃদ্ধি করে এবং ডিলামিনেশন রোধ করে, যার ফলে প্যাকেজিংটি টেকসই ও কার্যকর হয়ে ওঠে।