首頁 技術資訊 包裝論壇 正文
軟包裝復合無溶劑粘合劑的發展現狀和未來
時間:2013-05-08   來源: 包裝前沿   閱讀:11885次

投稿箱:

如果您有包裝新產品、新材料或者包裝行業、企業相關新聞稿件發表,或進行資訊合作,歡迎聯系本網編輯部,郵箱:[email protected](期待您的郵件!)。

??? 當前,國際軟包裝最重要的三大環保技術為:無溶劑復合技術、柔性版印刷和共擠出復合,而其中以無溶劑復合技術最為環保。目前無溶劑復合技術在歐美市場已占據相當重要的地位,占新增復合機設備的80%~90%。在我國,無溶劑復合技術始于20世紀90年代中后期,現有安裝數量約70臺。可喜的是,在諸多視環保和可持續發展為己任的軟包裝原料廠商的推動下,近幾年開始飛速增長。
??? 依托八十多年在粘合劑領域的精深研究,漢高的專家們在世界各地的研發中心,和機械設備、膜材及印刷油墨供應商保持著密切聯系,不僅在軟包裝復合粘合劑技術方面保持領先,對于整個軟包裝企業無溶劑粘合的發展也非常熟悉。
??? 一、無溶劑粘合劑
??? 漢高在全球主要市場設立了專門的Liofol實驗室,保證并提升產品性能,不斷完善復合和涂層技術。Liofol實驗室在反應性聚氨酯上的重大技術突破,催生了無溶劑粘合劑。
??? 無溶劑粘合劑是真正意義上的環保型粘合劑,其卓越的特性為:
??? (1) 不含有、不使用溶劑
??? 由于無溶劑粘合劑是100%的有效成分含量,使用不同的涂布系統涂布,不使用溶劑,所以在整個復合過程中不存在溶劑揮發,復合制品中無復合段溶劑殘留,更符合食品安全要求,而且無排放,符合減排、環保要求。
??? (2) 不屬于易燃易爆危險品
??? 安全性好,沒有火災、爆炸的危險,不需要溶劑的防爆措施;無溶劑粘合劑不屬于易燃易爆,高腐蝕等危險品,在運輸和儲存方面不需要做防爆考慮,同時無溶劑粘合劑是100%的固含量,占有的倉儲空間少。而溶劑型粘合劑,由于含有溶劑,必須考慮易燃易爆的問題。
??? (3) 涂布量少
??? 由于無溶劑更好的冷流特點,無溶劑粘合劑的涂布量一般在0.8~2.5 g/m2之間,對于紙張等特別的材料,涂布量可以達到 4 g/m2。溶劑性粘合劑的涂布量一般在2.0 ~ 4.5 g/m2。可見無溶劑粘合劑的成本優勢。
??? (4) 分子量相對小
??? 無溶劑粘合劑相對于同等級別溶劑型粘合劑的分子量小很多,使得粘合劑在一定合適的溫度下,不需要溶劑參與的狀態下,對基材表面浸潤、擴散和滲透成為可能。
??? 二.無溶劑聚氨酯粘合劑的類型和發展歷程
??? 無溶劑復合工藝、設備和粘合劑是上世紀70年代發展起來的,由開始的第一代產品已發展到第三代產品。
??? 第一代無溶劑粘合劑為單組份濕固化型粘合劑。單組份潮氣固化型聚氨酯無溶劑粘合劑的化學結構是含有鏈長相對較短的異氰酸根端基的聚酯或聚醚,異氰酸根(-NCO)與基材或環境中的潮氣發生化學反應,釋放出CO2進行固化。
??? 為了克服單組份粘合劑的缺點,開發了雙組份聚氨酯無溶劑粘合劑,雙組份聚氨酯無溶劑粘合劑根據初粘力及耐蒸煮性能,又可分為第二代和第三代雙組份聚氨酯無溶劑粘合劑。
??? 第二代無溶劑粘合劑于1980年初次應用于復合包裝材料
??? 第三代無溶劑粘合劑克服了第二代無溶劑粘合劑的缺點,它具有初粘力高、粘度低,操作溫度低,對復合基材無限制的優點,能夠解決第二代粘合劑對EVA和Nylon熱封不良的問題,同時阻隔性強的薄膜容易起皺褶或容易剝離的問題也得到了解決,可適用于各種塑料膜及箔的復合,降低了游離二異氰酸酯的含量,耐內容物性能優良,粘合劑的粘接強度和耐熱性能也得到了提高,鋁塑復合膜制品有可能具有耐高溫蒸煮的性能。
??? 目前第三代產品的主要特征有:
??? (1)采用反催化體系。
??? (2)降低了粘合劑的粘度,改善了粘合劑對膜的潤濕性,提高了粘合劑在膜表面的涂布分散性能。因此既提高無溶劑粘合劑復合制品的質量,也可提高機速,增加生產效率。
??? 無溶劑型聚氨酯粘合劑發展至今已經有將近30年的歷史,其產品的性能也逐漸趨向成熟,在綠色環保、低碳經濟的大環境下,無溶劑粘合劑以其優越的經濟性、安全性及對環境保護的優勢,以及復合工藝及設備的不斷發展,在德國、美國、日本及全世界都受到青睞。在歐美等發達國家,無溶劑聚氨酯粘合劑的使用量從20年前的10%,迅速增加到現在的一半以上。在日本自1977年開始引進第一臺無溶劑干復合機以來,經過不到20年時間,現已發展到目前擁有近100多臺的無溶劑復合設備。
??? 雙組分是指以異氰酸根封端的預聚物為甲組分和以羥基封端的含羥基的乙組分預聚物,產生氨酯化反應,生成氨基甲酸酯,可看成反應的第一步;過量的分子量較高鏈上的異氰酸根和濕氣反應,生成脲,到反應的結束可看為第二步。整個粘合劑的加聚反應非常復雜,一般可以簡單的看成是上面的兩步反應,從而能夠幫助和指導復合生產。反應機理如下:

???
??? 雙組分無溶劑反應機理
??? 漢高作為聚氨酯無溶劑粘合劑的市場先行者,不但在當今第三代通用型無溶劑粘合劑產品上精益求精,達到并超越市場所要求的高速、成本節省、低能耗、無排放等特性;更不斷推陳出新,開發出符合FDA等國際食品安全法律規定的智能快固化無溶劑粘合劑、可高達每分鐘500米運行速度的混合型無溶劑粘合劑、低粘度室溫應用的簡易型無溶劑粘合劑等一系列革新解決方案,滿足日新月異的無溶劑粘合劑市場需求。
??? 由于復膜機的不斷提速致使通用粘合劑的固化速度難以適應,得益于漢高的研究成果和豐富經驗,第四代紫外線固化型無溶劑粘合劑應運而生。目前應用的陽離子固化類產品,主要是酸催化的環氧體系,在紫外線的照射下,粘合劑的光引發劑分解,引發環氧嵌段聚合,得到環氧樹脂的三維交聯結構。在選擇適當紫外線發生器前提下,此粘合劑能夠快速復合聚酯薄膜,并可在幾分鐘到一小時內達到相當高的粘接強度,使后加工過程順利進行。
??? 三.無溶劑復合設備的特點
??? 溶劑型和無溶劑型的復合設備有所不同,一個方面是無溶劑復合設備的涂布系統和供膠系統不同,另一個方面是無溶劑復合設備沒有烘干道,結構緊湊,能耗小,噪音低,占地空間小。
??? 無溶劑復合設備的結構原理圖:

?????
??? 與溶劑型的復合設備相比,無溶劑復合設備有以下優點:
??? (1) 無烘干道,能耗低
??? 溶劑型復合機烘干道一般裝機容量在150~250KW,一年平均耗電量可達50~70萬人民幣,即使用蒸汽烘干,能耗也不在小數。無溶劑的整機功率較低,沒有烘道,據意大利諾德美克提供的信息,無溶劑耗能幾乎是溶劑型的二十分之一。
??? (2) 復合速度快
??? 無溶劑復合不需要烘干,沒有殘留溶劑制約,致使生產效率高,平均復合速度250m/min。最高可達600m/min,一臺復合機能滿足兩臺印刷機生產。
??? (3) 自動化程度高
??? 無溶劑復合機采用專有設備自動進膠,自動控制甲乙兩個組分的比例,自動控制溫度,可在線調整涂布量,設備緊湊,節約人力。
??? Liofol實驗室擁有工業化規模的無溶劑復合機,可進行真實環境下的材料和無溶劑粘合劑系統檢測,以開發出針對各個應用領域的最優配比組合和客戶定制化解決方案。
??? 四、無溶劑復合的工藝要點
??? 目前,無溶劑復合常用基材主要有BOPP、PET、OPA、VMCPP、VMPET、CPP、PE、鋁箔等。復合時一般將剛性大、涂布性能好的材料(PET、BOPP、OPA、VMPET等)放在主放卷工位;將易拉伸的材料(PE、CPP、VMCPP等)放在副放卷工位。但也不是一成不變的,可以根據實際生產情況靈活選擇,如印刷膜與鍍鋁材料復合時,為了保證復合質量和生產效率,可以把鍍鋁材料放到主放卷工位。
??? 無溶劑粘合劑主要有單組分潮氣固化型粘合劑、雙組分冷涂無溶劑型粘合劑、雙組分反向熱涂型粘合劑、UV固化型粘合劑等幾種。選擇粘合劑時需要考慮的因素也很多,首先是包裝內容物的種類及所用薄膜材料的種類;其次,如果印刷油墨與粘合劑接觸,還要考慮兩者的相容性;再次,剝離強度要求以及熱封條件等對粘合劑的選擇也有很大影響。
??? 另外,還需要注意兩個問題:一是MDI類型的異氰酸化合物會透過內層薄膜逐漸向內層表面遷移,并與水汽發生反應形成聚脲抗熱封層,影響包裝袋的熱封質量,當聚乙烯薄膜質量較差或粘合劑選擇不當時容易發生此問題,尤其是使用雙組分粘合劑時更要注意。二是復合爽滑劑含量較高的薄膜時,由于爽滑劑遷移進粘合劑層,可能會出現剝離強度差、熱封不良、摩擦系數增大等問題,影響其在包裝生產線上的操作性。因此,在復合此類薄膜時一定要注意選擇合適的粘合劑。
??? 五、無溶劑粘合劑的前景和展望
??? 經過數十年的開發與應用,無溶劑和無溶劑復合技術已經十分成熟。使用無溶劑粘合劑復合薄膜,可以降低能耗、提高生產效率、改善產品質量、降低綜合生產成本。由于不含溶劑,有利于保護環境和清潔生產,并保證了復合對包裝食品、藥品的無污染。
??? 相信隨著我國復合產品質量和食品衛生安全意識的增強,節能、環保意識的增強,無溶劑復合必將越來越受到復合包裝行業人士的重視。國內已有的無溶劑復合設備的良好運行,所起到的示范作用,必將加速軟包裝行業從溶劑型復合向無溶劑復合轉換。在復合膜行業企業愿意了解無溶劑復合、研究無溶劑復合、使用無溶劑復合的情況下,在食品、藥品企業和國家節能、減排政策的推動下,無溶劑復合必將迎來蓬勃發展的新局面,成為我國復合膜行業的主要復合方式。
??? 漢高是一個視革新和可持續發展為生命的粘合劑系統供應商。作為無溶劑聚氨酯粘合劑的旗手,漢高致力于向社會提供滿足經濟利益(Economical)、環境保護(Ecological)和社會責任(Social)共存的優質粘合劑產品,幫助包裝商符合法規規定,更為廣大的家庭帶來安全和便利的軟包裝。
??? 歡迎您參觀漢高橡塑展展位:5.2號館J31展位

本文系包裝前沿網(pack168.com)獨家供稿,禁止轉載、拷貝,違反者包裝前沿網將追究其人和單位的法律責任。有疑問請致電020-85626447。 包裝前沿網
最新双色球基本走势图表图