軟包裝用無(wú)溶劑復(fù)合技能和膠粘劑
發(fā)布時(shí)間：[2015-10-28] 查看次數(shù)：1872
泡棉膠帶訊：軟包裝用無(wú)溶劑復(fù)合技能和膠粘劑
當(dāng)前，國(guó)際軟包裝最重要的三大環(huán)保技能為：無(wú)溶劑復(fù)合技能、柔性版印刷和共擠出復(fù)合，而其間以無(wú)溶劑復(fù)合技能最為環(huán)�！，F(xiàn)在無(wú)溶劑復(fù)合技能在歐美市場(chǎng)已占據(jù)相當(dāng)重要的地位，占新增復(fù)合機(jī)設(shè)備的80%～90%。 在中國(guó)，無(wú)溶劑復(fù)合技能始于20世紀(jì)90年代中后期，近年開(kāi)展稍快，現(xiàn)存安裝數(shù)量不超越40臺(tái)(占復(fù)合機(jī)總量不超越2%)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家[1-7]。在這種形勢(shì)下，如何能讓國(guó)內(nèi)軟包裝企業(yè)和從事軟包裝工作的技能人員對(duì)無(wú)溶劑復(fù)合技能及其制品有正確的知道，進(jìn)而擴(kuò)大無(wú)溶劑復(fù)合技能在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的占有率已成為現(xiàn)在國(guó)內(nèi)軟包行業(yè)的重點(diǎn)探討問(wèn)題。無(wú)溶劑復(fù)合(solventfreelamination)是相對(duì)干式溶劑型復(fù)合而言的，是應(yīng)用于軟包裝工業(yè)中的另一種復(fù)合技術(shù)。無(wú)溶劑軟性復(fù)合是采用無(wú)溶劑類(lèi)膠粘劑及專(zhuān)用復(fù)合設(shè)備使薄膜狀基材(塑料薄膜或紙張、Al箔等)相互貼合，然后經(jīng)過(guò)膠粘劑的化學(xué)熟化反應(yīng)熟化處理后，使各層基材粘接一起的復(fù)合辦法。無(wú)溶劑復(fù)合與溶劑型干法復(fù)合都采用膠粘劑制取復(fù)合薄膜。兩類(lèi)技術(shù)的不同之處在于無(wú)溶劑復(fù)合的膠粘劑中不含有任何溶劑，因此兩層基材在貼合前不需要像溶劑干法復(fù)合技術(shù)那樣于烘道中排除溶劑。無(wú)溶劑復(fù)合與干法復(fù)合是塑料薄膜復(fù)合出產(chǎn)中相互競(jìng)爭(zhēng)、互為補(bǔ)充的實(shí)用的工業(yè)化出產(chǎn)辦法。 無(wú)溶劑復(fù)合技術(shù)于1974年由德國(guó)Herberts公司首次開(kāi)發(fā)成功。由于其技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性、安全性以及在環(huán)境保護(hù)方面的優(yōu)勢(shì)，逐漸成為塑料復(fù)合薄膜的一種重要的加工辦法。在環(huán)保與節(jié)能知道較強(qiáng)的歐美工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，采用無(wú)溶劑復(fù)合技術(shù)出產(chǎn)的復(fù)合薄膜數(shù)量現(xiàn)已顯著超越干法復(fù)合技術(shù);進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，歐洲新增的無(wú)溶劑復(fù)合設(shè)備數(shù)量現(xiàn)已占到新增復(fù)合設(shè)備總和的90%以上;日本自1977年引入無(wú)溶劑復(fù)合技術(shù)至今，至21世紀(jì)初已建成60多條出產(chǎn)線(xiàn)，在復(fù)合膜出產(chǎn)中占據(jù)主導(dǎo)地位;美國(guó)1977年無(wú)溶劑膠粘劑用量占10%，而1980年已達(dá)到50%，20世紀(jì)90年代上升到90%以上。中國(guó)因無(wú)溶劑復(fù)合設(shè)備未能普及，其應(yīng)用較少。泡棉膠帶 1、國(guó)內(nèi)無(wú)溶劑復(fù)合設(shè)備，現(xiàn)在世界上出產(chǎn)無(wú)溶劑復(fù)合設(shè)備的廠(chǎng)家主要有：德國(guó)的W&H、意大利的Nordmecanica、Schiavi、Bielloni、法國(guó)的DCM以及西班牙的Comexi等。中國(guó)很多復(fù)合設(shè)備出產(chǎn)廠(chǎng)家也紛紛投入了這種設(shè)備的開(kāi)發(fā)和研究，并已取得一定進(jìn)展。1985年北京市化工研究院引入第一臺(tái)由DCM公司制造的無(wú)溶劑涂布復(fù)合試驗(yàn)機(jī)，從事科研與出產(chǎn);隨后1996年天津頂正印刷包裝公司從意大利Schiavi公司引入無(wú)溶劑設(shè)備，并于同年8月份調(diào)試成功投入出產(chǎn)。隨后，廣州金威龍公司、大連盛道包裝、上�；⑴啤⑷龣�、湖北鹽業(yè)等廠(chǎng)家先后從意大利、法國(guó)、德國(guó)等國(guó)家引入了無(wú)溶劑復(fù)合設(shè)備共十幾臺(tái)。隨著國(guó)內(nèi)復(fù)合包裝企業(yè)對(duì)無(wú)溶劑復(fù)合新技能的知道和掌握，這種新型復(fù)合技術(shù)有顯著加速開(kāi)展的趨勢(shì)。 2、無(wú)溶劑設(shè)備特點(diǎn)，無(wú)溶劑復(fù)合機(jī)的典型構(gòu)造包括：兩個(gè)放卷裝置、一個(gè)收卷裝置和無(wú)溶劑膠粘劑涂布復(fù)合裝置。其最大的特點(diǎn)是經(jīng)過(guò)一個(gè)特殊的涂布裝置后直接進(jìn)入復(fù)合，不需要枯燥烘道。無(wú)溶劑復(fù)合設(shè)備要適應(yīng)無(wú)溶劑膠粘劑涂布的需要，因此它與溶劑干法復(fù)合設(shè)備有一些顯著的差異。主要表現(xiàn)在涂布裝置有升溫、控溫體系，依托調(diào)節(jié)溫度來(lái)調(diào)節(jié)膠粘劑的黏度，以利于涂布施工。卷取裝置設(shè)有閉環(huán)張力控制器以嚴(yán)格控制收卷張力，避免復(fù)合薄膜出產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生“地道”效應(yīng)等弊端。 供料裝置中有高精度混料噴頭(適應(yīng)雙組分膠粘劑供料的需要)及增濕器(保證單組分膠粘劑充分固化的需要)等。 涂布體系不一樣，沒(méi)有混膠泵;沒(méi)有烘干道，不需要烘干;張立控制體系比溶劑型體系準(zhǔn)確的多，無(wú)溶劑復(fù)合與干法復(fù)合相對(duì)比，在設(shè)備上有以下主要區(qū)別： (1)去除了揮發(fā)膠粘劑中溶劑使用的較長(zhǎng)的枯燥烘箱，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)備部件易于清洗和維護(hù); (2)資料在設(shè)備上穿膜距離縮短，從而使資料張力控制更為精確。由于設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，所有控制鍵集中在總控制盤(pán)上，便于操作人員監(jiān)控; （3)涂膠單元是無(wú)溶劑復(fù)合機(jī)的中心部分，膠粘劑在此混合、加熱、計(jì)量和涂布； (4)涂膠頭通常為四輥或五輥設(shè)計(jì)，分別為存膠輥、計(jì)量輥、(浮動(dòng)輥)、傳膠輥與涂膠輥。在輥與輥之間有準(zhǔn)確計(jì)算的角度，以確保上膠量的精確和穩(wěn)定。 3、無(wú)溶劑復(fù)合特點(diǎn)，與傳統(tǒng)干法復(fù)合對(duì)比，無(wú)溶劑復(fù)合在下降本錢(qián)、進(jìn)步商品質(zhì)量、環(huán)境保護(hù)、出產(chǎn)安全與穩(wěn)定等方面有諸多優(yōu)勢(shì)，是一種值得倡導(dǎo)、極具實(shí)用價(jià)值的出產(chǎn)辦法。表1列出了無(wú)溶劑復(fù)合與干法復(fù)合的功能對(duì)比 3.1下降出產(chǎn)本錢(qián)無(wú)溶劑復(fù)合設(shè)備無(wú)須枯燥烘道，因而結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少，設(shè)備造價(jià)低，可顯著地下降復(fù)合薄膜出產(chǎn)的本錢(qián)。 3.2上膠料少，膠料耗用本錢(qián)低無(wú)溶劑復(fù)合單位面積膠粘劑涂布量約為干法復(fù)合的40%，盡管無(wú)溶劑復(fù)合膠粘劑相對(duì)本錢(qián)較高，其綜合本錢(qián)反而下降30%，其單位面積復(fù)合制品出產(chǎn)本錢(qián)低。泡棉膠帶 3.3設(shè)備消耗能源低，無(wú)溶劑設(shè)備沒(méi)有枯燥烘道，不需要經(jīng)過(guò)烘道排除膠粘劑中的溶劑，減少了能源消耗。同時(shí)，消除了揮發(fā)膠粘劑中溶劑用的較長(zhǎng)的枯燥烘箱，從而消除了資料卷曲問(wèn)題。資料在設(shè)備上走程短，減少?gòu)U料生成。 3.4出產(chǎn)線(xiàn)速度高，無(wú)溶劑復(fù)合的最高線(xiàn)速度高達(dá)480re/rain左右，通常也在300m/rain左右，復(fù)合速度快，設(shè)備出產(chǎn)功率高。 3.5商品質(zhì)量得到保證，功率得到進(jìn)步，無(wú)溶劑復(fù)合所用膠粘劑不含溶劑，因而對(duì)包裝物沒(méi)有污染，更適用于食品包裝;同時(shí)，由于復(fù)合后基材不會(huì)變形，使復(fù)合膜結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性良好;另外，無(wú)溶劑復(fù)合設(shè)備有在線(xiàn)電暈處理單元，對(duì)表面張力下降、潤(rùn)滑劑含量高的薄膜有極好的復(fù)合功能。 3.6下降人工以及安全防護(hù)本錢(qián)，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，操作人員少，下降了人工費(fèi)用。無(wú)溶劑復(fù)合過(guò)程中沒(méi)有溶劑揮發(fā)，幾乎沒(méi)有三廢物質(zhì)產(chǎn)生，避免污染環(huán)境，有利于清潔化出產(chǎn)。 3.7安全性好，無(wú)溶劑復(fù)合安全性好，可將火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)降至最低，工廠(chǎng)廠(chǎng)區(qū)及出產(chǎn)車(chē)間不需特殊的防火、防爆措施。綜上所述，無(wú)溶劑復(fù)合加工本錢(qián)較之干法復(fù)合顯著下降，同時(shí)出產(chǎn)功率得到進(jìn)步，對(duì)食品包裝無(wú)污染，這對(duì)于進(jìn)步企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力十分有利。 4無(wú)溶劑復(fù)合用膠粘劑的開(kāi)展，世界上許多國(guó)家都對(duì)無(wú)溶劑聚氨酯膠粘劑進(jìn)行了深入研究，開(kāi)發(fā)出多種實(shí)用商品，能夠滿(mǎn)意食品包裝復(fù)合膜資料的各種功能請(qǐng)求。 該系列膠粘劑的開(kāi)展可大致分為以下幾個(gè)階段：(1)第一代為單組分無(wú)溶劑聚氨酯膠粘劑，能夠分為聚醚聚氨酯聚異氰酸酯和聚酯聚氨酯聚異氰酸酯，它依托空氣中的水份和被涂敷薄膜附著的水與之反應(yīng)而固化，水份簡(jiǎn)單供給不足而造成固化不良，同時(shí)，固化時(shí)產(chǎn)生的CO2簡(jiǎn)單生成氣泡。(2)第二代為無(wú)溶劑雙組分聚氨酯膠粘劑，依托雙組分均勻混合后相互反應(yīng)形成大分子而達(dá)到交聯(lián)固化，在用途方面，除EVA、Nylon以外的薄膜以及鋁箔都能使用。(3)第三代無(wú)溶劑性膠粘劑是在第二代基礎(chǔ)上改進(jìn)的雙組分體系(采用芳香族的多元醇進(jìn)步了耐高溫功能)，在含有鋁箔結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜中，能夠耐高溫蒸煮，它具有初粘力高、粘度低，操作溫度低，對(duì)復(fù)合基材無(wú)限制的優(yōu)點(diǎn)，能夠處理第二代膠粘劑對(duì)E和Nylon熱封不良的問(wèn)題，同時(shí)阻隔性強(qiáng)的薄膜簡(jiǎn)單起皺褶或簡(jiǎn)單剝離的問(wèn)題也得到了處理。 （4)第四代紫外線(xiàn)固化型無(wú)溶劑膠粘劑，由于復(fù)膜機(jī)的不斷提速致使通用膠粘劑的固化速度難以適應(yīng)，因此紫外線(xiàn)固化膠粘劑應(yīng)運(yùn)而生�，F(xiàn)在應(yīng)用的陽(yáng)離子固化類(lèi)商品，主要是酸催化的環(huán)氧體系，在紫外線(xiàn)的照射下，膠粘劑的光引發(fā)劑分解，引發(fā)環(huán)氧嵌段聚合，得到環(huán)氧樹(shù)脂的三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)。在選擇適當(dāng)紫外線(xiàn)發(fā)生器前提下，此膠粘劑能夠快速?gòu)?fù)合聚酯薄膜，并可在幾分鐘到一小時(shí)內(nèi)達(dá)到相當(dāng)高的粘接強(qiáng)度，使后加工過(guò)程順利進(jìn)行。 4.2無(wú)溶劑聚氨脂膠粘劑的特點(diǎn)，單組分無(wú)溶劑膠粘劑通常為NCO封端的聚異氰酸酯預(yù)聚體，依托水份完成其固化過(guò)程見(jiàn)圖3，交聯(lián)固化后的單組分膠粘劑有彈性，耐老化，并能使復(fù)合具有較好的粘接強(qiáng)度和機(jī)械功能。但是由于其分子量較低，耐熱性較差(<100℃);這類(lèi)膠粘劑固化速度相對(duì)較慢，同時(shí)受水分影響很大，簡(jiǎn)單生成CO：氣泡，涂布量較大或水分供給不足時(shí)固化不良。單組分無(wú)溶劑膠粘劑主要應(yīng)用于紙/塑料復(fù)合。雙組分無(wú)溶劑型聚氨酯膠粘劑由主劑和固化劑構(gòu)成。當(dāng)進(jìn)行復(fù)合時(shí)，主劑和固化劑按份額混合，經(jīng)過(guò)加熱控制粘度在合適范圍，然后經(jīng)過(guò)多輥涂布體系涂布到基材上。主要組分為聚醚多元醇以及經(jīng)過(guò)異氰酸酯或許聚酯多元醇改性的聚醚多元醇預(yù)聚物。具有與溶劑型膠粘劑相似的反應(yīng)機(jī)理見(jiàn)圖4。低分子量聚醚多元醇通常為聚丙二醇、聚氧化丙烯三醇、四氫呋喃一氧化丙烯共聚醚三醇、聚四氫呋喃等及其混合物。異氰酸酯通常選用液態(tài)直鏈六亞甲基二異氰酸酯(HDI)或異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)，也可選用錫類(lèi)催化劑。低分子量聚酯多元醇可認(rèn)為脂肪族多元醇、環(huán)烴多元醇和芳香族多元醇�，F(xiàn)在，無(wú)溶劑膠粘劑通常多采用聚酯聚醚混合使用。純聚酯型通常粘度較難控制，特別是耐高溫蒸煮的無(wú)溶劑膠粘劑，而聚醚類(lèi)型在粘接功能、耐高溫等功能方面受到限制�，F(xiàn)在開(kāi)發(fā)的第三代雙組份聚氨酯無(wú)溶劑膠粘劑，其意圖是接近溶劑型膠粘劑的使用功能。以漢高Liofol為代表的第三代無(wú)溶劑聚氨酯膠粘劑商品，現(xiàn)已具有以下功能特點(diǎn)： (1)通常室溫條件下的高初粘力/相對(duì)于2代商品; (2)基本無(wú)抗封效應(yīng)(anti-sealeffect); (3)對(duì)復(fù)合基材無(wú)限制(高爽滑劑相容性、EVA，白PE等); (4)異氰酸根游離單體含量低; (5)耐水煮、高溫蒸煮。 無(wú)溶劑聚氨酯膠粘劑由于沒(méi)有溶劑小分子存在，分子間作用力大，并形成氫鍵，常溫下粘度很高。經(jīng)過(guò)升溫能夠有效下降粘度。但是過(guò)高的溫度簡(jiǎn)單導(dǎo)致凝膠化，生成高分子量樹(shù)脂，造成涂布困難或許涂布不均勻。因此在施工時(shí)控制膠粘劑涂布的溫度十分重要。通常單組分無(wú)溶劑膠粘劑溫度控制在70℃～100℃;雙組份膠粘劑涂布溫度控制在40℃～80℃4.3無(wú)溶劑聚氨酯膠粘劑供應(yīng)商，世界上出產(chǎn)無(wú)溶劑聚氨酯膠粘劑的主要廠(chǎng)家有德國(guó)Henkel(漢高)集團(tuán)、德國(guó)Herberts公司，美國(guó)Morton公司、日本東瀛油墨制造股份有限公司和法國(guó)的AtoFindley公司等。國(guó)內(nèi)方面，北京市化工研究院經(jīng)過(guò)商品引入，也開(kāi)發(fā)了一些無(wú)溶劑膠粘劑。5無(wú)溶劑復(fù)合開(kāi)展趨勢(shì)與展望，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，無(wú)溶劑復(fù)合技能現(xiàn)已十分成熟。使用無(wú)溶劑膠粘劑復(fù)合薄膜，能夠下降能耗、進(jìn)步出產(chǎn)功率、改善商品質(zhì)量、下降綜合出產(chǎn)本錢(qián)。由于不含溶劑，有利于保護(hù)環(huán)境和清潔出產(chǎn)，并保證了復(fù)合對(duì)包裝食品&藥品的無(wú)污染。近年來(lái)，隨著中國(guó)商品質(zhì)量和食品衛(wèi)生安全知道的增強(qiáng)，無(wú)溶劑復(fù)合越來(lái)越受到復(fù)合膜包裝行業(yè)人士的重視，國(guó)內(nèi)已有多臺(tái)無(wú)溶劑復(fù)合設(shè)備開(kāi)始運(yùn)行，現(xiàn)在大部分軟包裝資料都能夠用無(wú)溶劑膠粘劑進(jìn)行出產(chǎn)。隨著國(guó)內(nèi)對(duì)食品等包裝資料的請(qǐng)求日益進(jìn)步和出產(chǎn)設(shè)備的不斷改進(jìn)，無(wú)溶劑復(fù)合將呈現(xiàn)蓬勃開(kāi)展的局面。
