軟包裝無溶劑粘合劑的發展前景

無溶劑復合技術在當前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%。在中國，無溶劑復合技術始于20世紀90年代中後期，現存安裝數量不超過40臺。傳統軟包裝行業用膠多為溶劑膠。1996年，漢高創新性地在中國市場率先推廣無溶劑膠。與溶劑膠相比，無溶劑膠不僅具有環保低碳的優勢，更能節省用膠量、能適用更快的機器線、提高生產效率等，具有較高的性價比。
無溶劑粘合劑特點
1. 不含有不使用溶劑
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，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；無熔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，占有倉儲空間少。
3. 涂布量少
因為無熔劑具有更好的冷流特點，無溶劑粘合劑的涂布量一般在0.8-2.5g/m2 之間，對于紙張等特別材料，涂布量可達 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。 [next]
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。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和尼龍熱封不良的問題，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高耐蒸煮的性能。
目前第三代產品的主要特徵有：
(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。日本自1977年開始引進第一臺無溶劑亁復合機，如今已發展到擁有100多臺無溶劑復合設備。
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，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，使後加工過程順利進行。 [next]
無溶劑復合設備的特點
與溶劑型復合設備相比，無溶劑復合設備有以下優點：
1. 無烘亁道，能耗低
溶劑型復合機烘亁道一般裝機容量在150-250kw，一年平均耗電量可達50-70萬元人民幣，即使用蒸汽烘亁，能耗也不在小數。無溶劑的整機功率較低，沒有烘道，據italy nordmeccanica 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
無溶劑復合不需烘亁，沒有殘留溶劑制約，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。
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。
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；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。在復合此類薄膜時一定要注意粘合劑的選擇。 [next]
無溶劑粘合劑的前景
經過數十年的開發與應用，無溶劑粘合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。
我們相信，隨著中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。


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