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无溶剂胶黏剂 前景可期

时间:2018-04-11 16:29:46来源:科印网作者:陈宝昆

  近两年,国内环保压力的不断增加,VOCs排放管控的日益严苛,推动了无溶剂复合技术的应用,无溶剂复合设备的国产化进程也不断加快,无溶剂胶黏剂的研发和应用为无溶剂复合技术的推广提供了必要的技术支持。2010年之前,国内无溶剂胶黏剂主要依靠进口,而且绝大部分来自欧美市场,如德国汉高、德国Herberts公司、美国Moron公司、法国AtoFindley公司等。为了改变这一状况,国内无溶剂胶黏剂的开发和研究也越来越得到重视和发展,目前国内有正式稳定的产品并在市场上进行销售及批量使用的厂家主要有上海康达、浙江新东方、北京高盟、欧美化学、北京万华、中山新辉、江苏力合、武汉方成等。

  无溶剂胶黏剂的优势及不足

  无溶剂胶黏剂不含溶剂,使得无溶剂复合更加环保,对环境不会造成因溶剂排放所产生的污染。无溶剂复合设备结构紧凑,相较干式复合设备减少了干燥箱,所需空间和能耗大大降低,减少放热,对环境控制要求降低,从而进一步节约能耗,可节约60%以上。除此之外,无溶剂复合设备噪声小,一般为70~75Db,干式复合设备噪声一般为85~100Db。

  相应地,无溶剂复合成本低廉,主要体现在设备投资少,设备紧凑,占地小,配套设施少;没有干燥箱,能耗低,操作简单,人员成本低。无溶剂复合上胶量一般只需要干式复合上胶量的三分之二;无溶剂复合效率高,由于没有干燥需求,其复合速度一般可以达到350m/min,更有新型设备可以实现500m/min;从安全卫生方面来讲,无溶剂复合避免了溶剂残留的风险,没有残留溶剂对内容物的污染,降低了包装材料产生异味的几率,更符合产品安全方面的需求。无溶剂复合不需要添加溶剂,降低了火灾和爆炸的风险;相比干式复合不需要加热烘干,薄膜受热影响小,变形小,产生应力小,减少因应力造成的不良后果;更适合于纸铝、纸塑等纸张结构的复合,解决干式复合在这种情况下的残留问题。

  无溶剂胶黏剂具有诸多优势,但也存在一些不足。无溶剂胶黏剂黏度高,需要使用加热的方法来降低黏度,整个涂布系统需要加热来保证胶黏剂使用过程中的黏度稳定。双组分胶黏剂混合后在加热环境下适用时间短;对耐介质要求高和高温杀菌产品很难达到要求;涂布精度要求高,对操作人员水平要求高。此外,无溶剂胶黏剂与印刷油墨的匹配性及其对复合膜爽滑性的影响有待进一步研究。

  无溶剂胶黏剂在使用中存在的问题

  1.飞胶现象

  在无溶剂复合设备的上胶单元会发现排风口周围有絮状物聚集,这是由无溶剂胶黏剂使用过程中的飞胶造成的。无溶剂胶黏剂黏度高,在高速生产过程中,胶黏剂拉丝漂浮到空气中,排风时附着在设备表面。通过增加排风量,可降低飞胶在设备表面的附着,同时增加清理排风口频次,保持排风稳定。

  2.对爽滑剂内层摩擦系数的影响

  采用无溶剂胶黏剂复合会影响含爽滑剂内层的摩擦系数,内层越薄,影响越明显,熟化温度越高、时间越长,影响越显著,可以从熟化工艺和内层配方两方面解决。适当降低上胶量或者选择对爽滑剂影响小的无溶剂胶黏剂也是有效的。

  3.溶墨现象

  在无溶剂复合过程中,时而会出现胶黏剂溶解油墨的现象。在批量生产前需做好验证工作,稳定工艺,避免随意更换油墨和无溶剂胶黏剂。另外,通过调整无溶剂复合工艺,无溶剂复合常温下先熟化两小时,再放进熟化室熟化可以缓解溶墨问题。

  4.胶黏剂无法彻底固化或不干

  无溶剂胶黏剂使用过程中无法彻底固化,胶黏剂不干的问题时有发生。双组分无溶剂胶黏剂主剂和固化剂按照一定比例混合使用,混合不匀会出现间断性不干问题;配比错误,则会出现胶水不干、发黏现象。杜绝混合不匀,除了控制人工配胶的不稳定因素,使用混胶器打胶时,还要定时检查设备状态。

  5.气泡故障

  气泡问题在无溶剂复合中也是常见问题。所谓起泡是指两层膜未完全贴合,复合成品胶膜和基材间有气体存在,镀铝膜复合时,就会产生小白点,实质是涂布的胶水不足以填平复合膜油墨层的空隙和材料表面的凹坑。气泡不一定是鼓起的,也可以是其他形式,只要两层之间未完全贴合,透明度有差异,就会呈现气泡现象;上胶量不足,涂布不均引起的气泡,可适当增加上胶量来解决。环境湿度高引起的气泡则是胶黏剂中的NCO与空气中的水反应生成了CO2,没有及时排出而形成,这种问题需要适当控制复合环境湿度,一般相对湿度70%以下为宜。熟化不当,胶黏剂二次流平不当也可以造成气泡,适当提高熟化温度,便可以解决。

  6.隧道故障

  无溶剂胶黏剂的初黏力低,很容易产生隧道问题。复合张力不匹配,两层材料收卷后出现相对滑移会产生隧道。解决方法除了提高胶黏剂初黏力,调整复合各段张力是有效的改善方法。

  无溶剂胶黏剂的发展方向

  无溶剂胶黏剂使用过程中积累了越来越多的经验,使得无溶剂胶黏剂在软包装领域的使用范围越来越广,未来无溶剂胶黏剂将会朝着完全替代溶剂型胶黏剂的方向发展。

  1.无溶剂胶黏剂一体化发展方向

  无溶剂胶黏剂发展到现在,各供应商开发了多种无溶剂胶黏剂产品,同时暴露出了无溶剂胶黏剂的局限性。

  通用型无溶剂胶黏剂是无溶剂复合工艺中应用最广泛的胶黏剂类型之一,对无溶剂复合技术的推广和使用具有重要意义,不但可以解决软包装企业在生产不同复合结构的材料时,频繁清洗混胶机及无溶剂复合设备的问题,还节约了时间,提高了生产效率,更重要的是节省了清洗设备的人力、财力,并且进一步减少了清洗设备的溶剂使用量,更有利于VOCs的减排。

  2.耐介质耐高温蒸煮型无溶剂胶黏剂

  通用型无溶剂胶黏剂满足一般复合软包装的应用,对高于100℃或者蒸煮的应用则不能胜任。通常我们会把胶黏剂划分为3个等级,一般应用适用于轻量的简单结构的干内容包装,中等性能的胶黏剂一般应用于承重或内装液体的多层结构复合产品,而耐蒸煮和具有一定耐性的应用则是高等级别的胶黏剂应用。目前,无溶剂胶黏剂在高温蒸煮和高耐性方面的适用很少,但无溶剂复合要完全替代干式复合,开发高温蒸煮和高耐性无溶剂胶黏剂是必然趋势。

  3.双头涂布无溶剂胶黏剂的应用

  双头涂布无溶剂胶黏剂是2016年最新推出的一款双组分无溶剂胶黏剂产品。所谓双头涂布,即主剂、固化剂分开涂布,在复合时双组分胶才相遇,并快速产生固化反应,达到相应的力学强度。整个复合过程无需UV灯,是一种新型的软包装复合技术。其在软包装领域取得了广泛关注,主要因为其能双头分开涂布、快速固化、常温固化、操作简单。显然双头涂布无溶剂胶黏剂将会是未来无溶剂胶黏剂研究的一个方向。

  我们可以看出,无溶剂胶黏剂的应用具有独特的优势,随着国家法规的发展和政策的引导,无溶剂胶黏剂的应用会使无溶剂复合逐步取代干式复合,并发展成为高中低端应用的全面多类型胶黏剂。


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