在軟包裝彩印復合行業中,水性粘合劑和無溶劑粘合劑將是未來發展的方向。多年來,軟包裝復合粘合劑不斷地經歷技術改良與創新,經歷了從最初的酯溶型粘合劑到醇溶型粘合劑再到無溶劑粘合劑,最終到水性粘合劑的發展歷程。陶氏化學在上世紀九十年代就致力于水性粘合劑的研發和推廣使用,2003年在中國實現真正的商業化銷售,從此拉開水性粘合劑在中國迅速發展的序幕。
一、軟包裝水性粘合劑在中國的發展歷程
水性粘合劑在中國十年的發展,已經成為中國軟包裝復合用粘合劑的重要組成部分。人們在充分掌握水性粘合劑操作技能的同時,發現越來越多的水性粘合劑的獨特性能。為滿足客戶不同用途產品的需要,陶氏化學的水性粘合劑經歷了由第一代單組分水性粘合劑到第二代雙組分水性粘合劑以及第三代水性粘合劑的發展歷程,可以滿足大部分不同功能要求和不同復合結構的應用要求。在微利時代的今天,水性粘合劑為使用者創造了巨大的價值,這些價值的體現主要在以下幾點:
1、優異的產品衛生性能
水性粘合劑本身是沒有毒性的,它既不像溶劑型粘合劑有溶劑殘留的問題,也沒有無溶劑粘合劑的PAA殘留的問題,且干燥后絕無異味,因此它具有很高的食品安全性能。
2、高效的生產效率
高固含的操作條件以及低上膠量的要求,以及水和丙烯酸的不親和性,造成需干燥的水分很容易被烘干,因此它的生產效率可以比溶劑膠提高20%以上。高分子量的粘合劑設計,大大縮短了需要熟化的時間,使快速出貨成為可能。
3、良好的鍍鋁親和性
丙烯酸樹脂的特性,決定了粘合劑和鍍鋁層間有著良好的復合強度,水性粘合劑高的分子預聚合度和柔性分子鏈設計,進一步避免了因鍍鋁層發生轉移而導致復合強度不合格的問題。
4、改善工作環境,減少污染,降低工作強度,避免火災的危險
由于水性粘合劑不需要稀釋而可以直接上機生產,減少了操作工人調配粘合劑的勞動,同時也避免了工作現場空氣中溶劑的濃度,這對操作工人是相當有利的,同時也避免了溶劑的排放,對環境沒有污染。當然,沒有溶劑的存在,也就避免了火災的隱患。
5、有效減少質量事故的發生
用水性復合產品,可以很直觀地看到產品質量的好壞,只要仔細檢查下線時產品的外觀和復合強度是良好的,就不會隨著時間的推移而發生不良的變化,尤其是復合強度和外觀,放置一段時間后隨著粘合劑分子間的交融復合強度會升高,外觀也會變得更好。
二、軟包裝水性粘合劑的市場應用
根據不同的復合結構以及最終的包裝用途,選擇合適的水性粘合劑,是成功使用水性粘合劑的重要一步,早期的水性粘合劑主要被應用在以下的成功案例。
1、BOPP/ink/MCPP結構
通常適合該結構復合的水性粘合劑為單組分普通型水性粘合劑,該結構產品被廣泛使用在方便面、餅干、蛋黃派以及其他干點食品的包裝上。主要表現的特點是復合強度高,外觀美觀,無鍍鋁轉移問題的發生,對于蛋黃派等充氣包裝,可有效減少包裝漏氣率的發生。
2、KOPP(BOPP)/ink/CPP結構
由于單組分水性粘合劑對透明結構的復合強度較差,因此該結構一般需要雙組分的水性粘合劑,該結構產品主要被應用于面包、蛋糕、米餅等食品的包裝上。主要的特點是有效減少充氣包裝漏氣率的發生,減少殘留溶劑的污染以及異味問題的發生。
3、軟包裝水性粘合劑新的市場應用
初期的單組分水性粘合劑由于其性能的局限性,在使用上存在較大的局限性,因此需要越來越多高性能的水性粘合劑被研發成功,市場上主流的牌號包括ROBOND? L-95D、ROBOND? L-150/CR3A以及ROBOND? L-168/CR3A等。各種成功的新應用也隨之出現,從而使水性粘合劑在軟包裝粘合劑市場份額穩步增長:
(1)PET/ink/MCPP結構
該結構產品主要被應用于糖果、背封式米糕包裝上。早期該類產品使用溶劑膠復合,提高耐溫性就容易出現鍍鋁轉移的問題,但控制好鍍鋁轉移的問題后容易出現耐溫性不良的問題,使用高性能水性粘合劑的特點是耐熱性好,適合高速包裝,無鍍鋁轉移的風險。
(2)PET(BOPP)/ink/MPET/PE以及(BOPP/ink/PE/MPET)/PE結構
該結構兩層復合均可使用水性粘合劑,主要被應用于膨化食品、食品外袋、干果、顆粒或粉劑藥品包裝上。在外層復合應用時,具有復合強度高、有效減少鍍鋁轉移的風險;在內層復合應用時,具有復合強度高(尤其是復合PE厚度較薄的產品),且可避免對摩擦系數影響的問題,無氣味影響,可滿足快速交貨的要求。
(3)冷凍食品包裝
冷凍食品包裝主要的結構有PA/PE、BOPP/CPP、BOPP/PE,主要的特點是利用水性粘合劑良好耐低溫特性,有效減少冷凍狀況下包裝材料的脆裂,提高低溫條件下的熱封強度。
(4)紙張類產品的復合
由于水性粘合劑對紙張具有良好的滲透性,因此水性粘合劑在紙張類產品復合時具有很好的復合效果,任何薄膜和鋁箔均可采用水性粘合劑和紙張復合,一般該應用是采用雙組分高功能水性粘合劑,可根據耐熱性要求調節固化劑加入的量。主要特點是無溶劑殘留,復合強度高,成本最低。
三、軟包裝水性粘合劑未來的發展
未來水性粘合劑的發展,主要考慮使用的便利性和產品的功能性。從便利性來說,單組分的水性粘合劑是一個發展方向,因此可以預見,未來單組分的水性粘合劑將適合越來越多復合結構的產品,其復合性能也將明顯提高。從功能性來說,雙組分的水性粘合劑的性能將越來越強,逐漸將覆蓋耐高熱剪切、耐高溫以及耐化學性能的高功能要求,逐步替代溶劑型粘合劑的使用范圍。