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        涂布膜用水性膠黏劑的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

        2014-04-02 15:22:16黎壇洪景利
        卷宗 2014年12期
        關(guān)鍵詞:環(huán)保綠色

        黎壇 洪景利

        摘 要:本文介紹了涂布膜用膠黏劑的常用類(lèi)型及優(yōu)缺點(diǎn),并總結(jié)了水性膠黏劑的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀,同時(shí)介紹了我公司開(kāi)發(fā)的水性膠黏劑的成膜機(jī)理、涂覆工藝,最后結(jié)合應(yīng)用后的性能對(duì)比得出結(jié)論,使用該產(chǎn)品涂布后沒(méi)有任何溶劑殘留,固化時(shí)間少,粘結(jié)效果穩(wěn)定,節(jié)約了能耗,也縮短了供貨周期。

        關(guān)鍵詞:涂布膜;水性膠黏劑;綠色;環(huán)保

        軟包裝行業(yè)中,涂布膜在食品包裝領(lǐng)域的應(yīng)用極為廣泛,涂布膜用膠黏劑作為基材膜與功能型乳膠層連接必不可少的“中間力量”(底膠),其安全環(huán)保性能也尤為重要。涂布膜用膠黏劑主要有溶劑型膠黏劑、無(wú)溶劑型膠黏劑和水性膠黏劑。目前,溶劑型膠黏劑因溶劑揮發(fā)而容易引起著火、爆炸、中毒,或終端產(chǎn)品可能帶有殘留等問(wèn)題,受到世界各國(guó)的嚴(yán)格限制。如歐洲對(duì)膠黏劑的VOC限量即將規(guī)定到35g/L,美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)、歐盟的EU901/128以及德國(guó)BgVV都明確提出用于食品藥品包裝的膠黏劑,只要含非規(guī)定的化學(xué)品一律禁止使用,這使得溶劑型膠黏劑的市場(chǎng)量急劇縮減。無(wú)溶劑膠黏劑雖然可彌補(bǔ)前者在安全環(huán)保問(wèn)題上的不足,但需要復(fù)雜的涂布系統(tǒng)及加熱裝置,且膠液粘度高、固化時(shí)間長(zhǎng),涂布后的粘結(jié)質(zhì)量也達(dá)不到溶劑膠黏劑的水平。而水性膠黏劑具備了無(wú)溶劑膠黏劑所沒(méi)有的諸多優(yōu)異性能,且環(huán)保性能毋容置疑,此外,生產(chǎn)等量的涂布產(chǎn)品還能節(jié)約20%的使用成本。

        1 國(guó)內(nèi)、外水性膠黏劑的發(fā)展現(xiàn)狀

        世界各國(guó)基于市場(chǎng)需求和安全環(huán)保立場(chǎng)為出發(fā)點(diǎn),紛紛加大了對(duì)水性膠黏劑的研發(fā)力度。Bayer、Fuller、漢高等大公司已相繼成功開(kāi)發(fā)出具有較好性能的水性膠黏劑,其產(chǎn)品及涂布技術(shù)基本壟斷全球。我國(guó)水性膠黏劑的研究起步較晚,絕大部分依賴(lài)進(jìn)口或外資、臺(tái)資產(chǎn)品,因此,高昂的運(yùn)輸和市場(chǎng)售價(jià)成本使得水性膠黏劑在我國(guó)始終未得到突破,仍有95%的涂布廠(chǎng)家還在使用溶劑型膠黏劑。

        海南賽諾實(shí)業(yè)有限公司一直走在國(guó)內(nèi)涂布技術(shù)的前沿,憑借十幾年經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢(shì),在水性膠黏劑領(lǐng)域獲得了重大突破,有望打破國(guó)外壟斷格局,從技術(shù)上縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距,從而解決水性膠黏劑外購(gòu)存在的成本和時(shí)間問(wèn)題,提高國(guó)內(nèi)環(huán)保涂布膜的生產(chǎn)水平。

        2 水性膠黏劑的成膜機(jī)理

        水性膠黏劑的分子量是聚氨酯膠黏劑的幾十倍,其粘結(jié)力主要是粘接基材和乳膠層之間的分子作用力,即范德華力和氫鍵力,屬于物理吸附。水性粘膠劑首先借助于布朗運(yùn)動(dòng)向被粘物表面擴(kuò)散,使基材和乳膠兩界面的極性基團(tuán)或鏈節(jié)相互靠近,當(dāng)靠近到一定程度時(shí),極性基團(tuán)之間產(chǎn)生吸附力,進(jìn)一步使得基材和乳膠界面分子的距離縮短到最穩(wěn)定狀態(tài)。因此,在涂覆水性膠黏劑過(guò)程中,升高溫度、適當(dāng)增大輥輪與接觸面的壓力或降低膠黏劑粘度等都有利于布朗運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng),同時(shí)僅需要很小的上膠量就可以達(dá)到相當(dāng)高的粘結(jié)強(qiáng)度,結(jié)晶成膜后涂層不易脫落,不影響產(chǎn)品的后序加工(如印刷、復(fù)合等)。另外,水性膠黏劑上膠時(shí)的濃度高于溶劑型膠黏劑,需要烘干的水分也遠(yuǎn)少于溶劑型膠黏劑,又因膠層較薄,涂布后的透明度比溶劑型膠黏劑明顯較好。

        3 水性膠黏劑的涂覆工藝

        1)涂布膜對(duì)膠黏劑的要求

        首先要求涂覆后的水性膠黏劑在通過(guò)烘箱后不發(fā)粘,否則涂覆乳膠層時(shí)會(huì)使膠輥帶膠,影響產(chǎn)品質(zhì)量;其次,要保證成膜后透明,無(wú)氣泡或斑點(diǎn);再次,膠黏劑的初粘強(qiáng)度(尤其是剪切強(qiáng)度)要足夠高,使得基材和乳膠層緊密粘結(jié)。

        2)膠輥的選擇

        賽諾自立研制的水性膠黏劑涂布技術(shù),水性膠黏劑上膠量為0.1-0.2g/㎡,比起溶劑型膠黏劑(0.3g/㎡)要小。且只要是網(wǎng)線(xiàn)密而淺的輥輪(200線(xiàn)/35U)都可以使用。網(wǎng)眼形狀開(kāi)口比較大,可保證水性膠黏劑能更好地轉(zhuǎn)移到薄膜上,膠層薄,透明性好,并具有優(yōu)越的附著力,使得涂布膜黏結(jié)質(zhì)量穩(wěn)定。

        3)水性膠黏劑涂布膜的生產(chǎn)工藝

        水性膠黏劑涂布膜的生產(chǎn)工藝與溶劑型、無(wú)溶劑型膠黏劑相同,可在現(xiàn)有的涂布機(jī)上使用,上膠均勻,平流性好,生產(chǎn)設(shè)備易清洗。

        生產(chǎn)工藝流程為:

        放卷→電暈處理→涂覆水性膠黏劑→烘干冷卻→涂覆乳膠層→烘干冷卻→收卷

        4 水性膠黏劑和溶劑型膠黏劑的性能對(duì)比

        賽諾所采用的水性膠黏劑涂布技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的溶劑型,在性能上有所提高,見(jiàn)表1。且涂布收卷后沒(méi)有任何溶劑殘留,固化時(shí)間少于溶劑型膠黏劑所用的48小時(shí),但粘結(jié)效果非常緊密和穩(wěn)定,節(jié)約了能耗,也縮短了供貨周期。

        5 結(jié)論

        賽諾開(kāi)發(fā)的水性膠黏劑技術(shù),不僅提高了安全環(huán)保性能,還降低了使用成本,并且在不需要改變涂布系統(tǒng)及工藝的前提下,實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保涂布膜的生產(chǎn),有望打破進(jìn)口水性膠黏劑產(chǎn)品的壟斷格局,從而引導(dǎo)和推動(dòng)綠色環(huán)保的水性膠黏劑涂布膜在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的應(yīng)用,進(jìn)一步提高我國(guó)涂布行業(yè)與國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

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