??? 當(dāng)前,國際軟包裝最重要的三大環(huán)保技術(shù)為:無溶劑復(fù)合技術(shù)、柔性版印刷和共擠出復(fù)合,而其中以無溶劑復(fù)合技術(shù)最為環(huán)保。目前無溶劑復(fù)合技術(shù)在歐美市場已占據(jù)相當(dāng)重要的地位,占新增復(fù)合機設(shè)備的80%~90%。在我國,無溶劑復(fù)合技術(shù)始于20世紀(jì)90年代中后期,現(xiàn)有安裝數(shù)量約70臺。可喜的是,在諸多視環(huán)保和可持續(xù)發(fā)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(lǐng)域的精深研究,漢高的專家們在世界各地的研發(fā)中心,和機械設(shè)備、膜材及印刷油墨供應(yīng)商保持著密切聯(lián)系,不僅在軟包裝復(fù)合粘合劑技術(shù)方面保持領(lǐng)先,對于整個軟包裝企業(yè)無溶劑粘合的發(fā)展也非常熟悉。
??? 一、無溶劑粘合劑
??? 漢高在全球主要市場設(shè)立了專門的Liofol實驗室,保證并提升產(chǎn)品性能,不斷完善復(fù)合和涂層技術(shù)。Liofol實驗室在反應(yīng)性聚氨酯上的重大技術(shù)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(huán)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(tǒng)涂布,不使用溶劑,所以在整個復(fù)合過程中不存在溶劑揮發(fā),復(fù)合制品中無復(fù)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(huán)保要求。
??? (2) 不屬于易燃易爆危險品
??? 安全性好,沒有火災(zāi)、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??梢姛o溶劑粘合劑的成本優(yōu)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(tài)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(fā)展歷程
??? 無溶劑復(fù)合工藝、設(shè)備和粘合劑是上世紀(jì)70年代發(fā)展起來的,由開始的第一代產(chǎn)品已發(fā)展到第三代產(chǎn)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(xué)結(jié)構(gòu)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(huán)境中的潮氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),釋放出CO2進行固化。
??? 為了克服單組份粘合劑的缺點,開發(fā)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(jù)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(yīng)用于復(fù)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(fù)合基材無限制的優(yōu)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(fù)合,降低了游離二異氰酸酯的含量,耐內(nèi)容物性能優(yōu)良,粘合劑的粘接強度和耐熱性能也得到了提高,鋁塑復(fù)合膜制品有可能具有耐高溫蒸煮的性能。
??? 目前第三代產(chǎn)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(fù)合制品的質(zhì)量,也可提高機速,增加生產(chǎn)效率。
??? 無溶劑型聚氨酯粘合劑發(fā)展至今已經(jīng)有將近30年的歷史,其產(chǎn)品的性能也逐漸趨向成熟,在綠色環(huán)保、低碳經(jīng)濟的大環(huán)境下,無溶劑粘合劑以其優(yōu)越的經(jīng)濟性、安全性及對環(huán)境保護的優(yōu)勢,以及復(fù)合工藝及設(shè)備的不斷發(fā)展,在德國、美國、日本及全世界都受到青睞。在歐美等發(fā)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(xiàn)在的一半以上。在日本自1977年開始引進第一臺無溶劑干復(fù)合機以來,經(jīng)過不到20年時間,現(xiàn)已發(fā)展到目前擁有近100多臺的無溶劑復(fù)合設(shè)備。
??? 雙組分是指以異氰酸根封端的預(yù)聚物為甲組分和以羥基封端的含羥基的乙組分預(yù)聚物,產(chǎn)生氨酯化反應(yīng),生成氨基甲酸酯,可看成反應(yīng)的第一步;過量的分子量較高鏈上的異氰酸根和濕氣反應(yīng),生成脲,到反應(yīng)的結(jié)束可看為第二步。整個粘合劑的加聚反應(yīng)非常復(fù)雜,一般可以簡單的看成是上面的兩步反應(yīng),從而能夠幫助和指導(dǎo)復(fù)合生產(chǎn)。反應(yīng)機理如下:
???
??? 雙組分無溶劑反應(yīng)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(dāng)今第三代通用型無溶劑粘合劑產(chǎn)品上精益求精,達到并超越市場所要求的高速、成本節(jié)省、低能耗、無排放等特性;更不斷推陳出新,開發(fā)出符合FDA等國際食品安全法律規(guī)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(yīng)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(fù)膜機的不斷提速致使通用粘合劑的固化速度難以適應(yīng),得益于漢高的研究成果和豐富經(jīng)驗,第四代紫外線固化型無溶劑粘合劑應(yīng)運而生。目前應(yīng)用的陽離子固化類產(chǎn)品,主要是酸催化的環(huán)氧體系,在紫外線的照射下,粘合劑的光引發(fā)劑分解,引發(fā)環(huán)氧嵌段聚合,得到環(huán)氧樹脂的三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)。在選擇適當(dāng)紫外線發(fā)生器前提下,此粘合劑能夠快速復(fù)合聚酯薄膜,并可在幾分鐘到一小時內(nèi)達到相當(dāng)高的粘接強度,使后加工過程順利進行。
??? 三.無溶劑復(fù)合設(shè)備的特點
??? 溶劑型和無溶劑型的復(fù)合設(shè)備有所不同,一個方面是無溶劑復(fù)合設(shè)備的涂布系統(tǒng)和供膠系統(tǒng)不同,另一個方面是無溶劑復(fù)合設(shè)備沒有烘干道,結(jié)構(gòu)緊湊,能耗小,噪音低,占地空間小。
??? 無溶劑復(fù)合設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理圖:
?????
??? 與溶劑型的復(fù)合設(shè)備相比,無溶劑復(fù)合設(shè)備有以下優(yōu)點:
??? (1) 無烘干道,能耗低
??? 溶劑型復(fù)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(shù)。無溶劑的整機功率較低,沒有烘道,據(jù)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(fù)合速度快
??? 無溶劑復(fù)合不需要烘干,沒有殘留溶劑制約,致使生產(chǎn)效率高,平均復(fù)合速度250m/min。最高可達600m/min,一臺復(fù)合機能滿足兩臺印刷機生產(chǎn)。
??? (3) 自動化程度高
??? 無溶劑復(fù)合機采用專有設(shè)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(diào)整涂布量,設(shè)備緊湊,節(jié)約人力。
??? Liofol實驗室擁有工業(yè)化規(guī)模的無溶劑復(fù)合機,可進行真實環(huán)境下的材料和無溶劑粘合劑系統(tǒng)檢測,以開發(fā)出針對各個應(yīng)用領(lǐng)域的最優(yōu)配比組合和客戶定制化解決方案。
??? 四、無溶劑復(fù)合的工藝要點
??? 目前,無溶劑復(fù)合常用基材主要有BOPP、PET、OPA、VMCPP、VMPET、CPP、PE、鋁箔等。復(fù)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(jù)實際生產(chǎn)情況靈活選擇,如印刷膜與鍍鋁材料復(fù)合時,為了保證復(fù)合質(zhì)量和生產(chǎn)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(nèi)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(nèi)層薄膜逐漸向內(nèi)層表面遷移,并與水汽發(fā)生反應(yīng)形成聚脲抗熱封層,影響包裝袋的熱封質(zhì)量,當(dāng)聚乙烯薄膜質(zhì)量較差或粘合劑選擇不當(dāng)時容易發(fā)生此問題,尤其是使用雙組分粘合劑時更要注意。二是復(fù)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(xiàn)剝離強度差、熱封不良、摩擦系數(shù)增大等問題,影響其在包裝生產(chǎn)線上的操作性。因此,在復(fù)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(jīng)過數(shù)十年的開發(fā)與應(yīng)用,無溶劑和無溶劑復(fù)合技術(shù)已經(jīng)十分成熟。使用無溶劑粘合劑復(fù)合薄膜,可以降低能耗、提高生產(chǎn)效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、降低綜合生產(chǎn)成本。由于不含溶劑,有利于保護環(huán)境和清潔生產(chǎn),并保證了復(fù)合對包裝食品、藥品的無污染。
??? 相信隨著我國復(fù)合產(chǎn)品質(zhì)量和食品衛(wèi)生安全意識的增強,節(jié)能、環(huán)保意識的增強,無溶劑復(fù)合必將越來越受到復(fù)合包裝行業(yè)人士的重視。國內(nèi)已有的無溶劑復(fù)合設(shè)備的良好運行,所起到的示范作用,必將加速軟包裝行業(yè)從溶劑型復(fù)合向無溶劑復(fù)合轉(zhuǎn)換。在復(fù)合膜行業(yè)企業(yè)愿意了解無溶劑復(fù)合、研究無溶劑復(fù)合、使用無溶劑復(fù)合的情況下,在食品、藥品企業(yè)和國家節(jié)能、減排政策的推動下,無溶劑復(fù)合必將迎來蓬勃發(fā)展的新局面,成為我國復(fù)合膜行業(yè)的主要復(fù)合方式。
??? 漢高是一個視革新和可持續(xù)發(fā)展為生命的粘合劑系統(tǒng)供應(yīng)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(jīng)濟利益(Economical)、環(huán)境保護(Ecological)和社會責(zé)任(Social)共存的優(yōu)質(zhì)粘合劑產(chǎn)品,幫助包裝商符合法規(guī)規(guī)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