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环保水性丙烯酸复合胶水在软包装上的运用
时间:2013-10-07   来源: 包装前沿   阅读:9768次

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当今软包装行业发展已有二十多个年头了,加上国家及民众对环保意识的加强,对食品卫生的重视强度不断提高,软包装从最初的有苯化到现在的无苯化,进行了质的革命与飞跃。目前,有些软包装企业已在水性环保材料的使用上,有了新的收获,从有苯油墨——无苯油墨——水性油墨,传统型溶剂型胶——醇溶性胶——脂溶性胶——水性复合胶——无溶剂复合胶,由此翻开了从无苯到水性环保材料的进程。
软包装目前已形成了以脂溶胶、无溶剂胶、水性胶为主体的产品复合胶市场。笔者所接触的企业或现在工作的企业,大多数在环保意识上非常强烈并将环保的材料运用到自身的企业当中,得到了软包装客户及市场的一致好评。
一、水性复合胶水的优势
水性胶黏剂由于可以在现有的干式复合机上直接使用,因此受到国内软包装厂家的欢迎,目前在国外已经取得了大跨步的发展。水性复合胶主要是以丙烯酸类聚合物为主体,具有以下优点:
1、复合强度高。水性胶黏剂的分子量大,是聚氨酯胶黏剂的几十倍,它的黏结力主要是靠范德华力,属于物理吸附,所以很小的上胶量就可以达到相当高的复合强度。与传统的溶剂型胶水相比,水性胶水的上胶量远远小于溶剂型的胶水,如复合BOPP1.9U/vmpet1.2u 的轻包装产品,所选用的网线辊一般为150线,上胶量在2.5g/m2,但水性胶水的话只需要用1.8 g/m2上胶量就可以满足产品要求,用的网线辊比溶剂型胶水要高,多为200线,待完全交联干燥,剥离强度也能达到2N,符合产品的复合强度要求。
2、经水胶复合后的产品相对溶剂胶水比较柔软、更适合镀铝膜的复合。单组分水性胶黏剂比双组分聚氨酯胶黏剂柔软,当它们完全固化后,聚氨酯胶黏剂非常刚硬,而水性胶黏剂则非常柔软。所以水性胶黏剂的柔软特性和弹性更适合镀铝膜的复合,不容易导致镀铝膜转移。
3、不需要进行熟化,下机后就可以分切。这个在现实的生产当中,要达到不需要熟化的质量表观,主要和企业的设备能力有关。目前国产的设备,用水性胶水大多数下机时会有不同程度的白点。这个同设备的干燥能力、运行速度有关。所以大多数企业如果用水胶的话,下机时白点较密集的时候,要熟化3~4小时,温度40~45℃即可,可以有效地保证复合膜的表观效果。现在市场上所用的水性胶,复合镀铝结构的产品多是单组份体系的,没有固化剂的加入,水胶完全是靠其本身极高的剪切力,加上优良的胶水流平性,随着时间及温度的变化而不断提高其复合强度。刚下机的产品复合初粘力比较低,放置4~5小时之后,其强度有明显的上升变化。这些优良的产品性能优势可以让后序的分切、制袋环节不出现镀铝膜分层、隧道等质量问题。
4、胶层薄,透明度好。水性胶水的初始粘度在42%左右,打开胶桶直接可以使用,操作简单。因胶水的粘度偏高,上胶时的浓度比溶剂型的胶水要高很多,所以需要复合设备的极力配合,如烘箱的长度及风力、温度的参数等,要符合水性胶水的复合要求。因为是水性胶水,主要干燥的对象是水,当水性胶中的水完全干燥后,其膜卷的透明度非常高。
5、环保,对操作工人身体无害。操作简单方便。水性胶黏剂干燥后没有溶剂残余,传统型溶剂型胶黏剂出现残留溶剂超标时会有异味,所用的溶剂对人身体刺激比较大,尤其是在夏天,溶剂的挥发,造成车间环境污染及成本上的增加。所以使用水性胶黏剂生产安全,对操作人员的健康也没有损害。
6、综合考虑水性胶黏剂的各项优势性能,水性胶黏剂不仅具备成本优势,还能给企业带来更多附加收益。因为水性胶水下机后可以不用熟化,即可做分切、制袋用,可以有效降低熟化能源的支出,可以有效提高产品的交货期,极大地缩短了产品的交货周期。可以有效降低镀铝膜转移问题,下机的初粘度效果显著,可以有效减少复合操作因工艺难度造成的复合损失。综合以上因素,相对溶剂型胶黏剂,水性胶黏剂能节约20%的使用成本。
二、水性胶水的复合强度与传统型胶水的差异。
1传统型的复合胶水是以主剂与固化剂相互交联产生化学反应,通过熟化温度加快其固化后,将膜层之间稳定地嵌合在一起,组成复合强度。水胶主要是经复合后,以分子的整齐排列方式干燥成膜,没有实际上的固化反应。
2、软包装厂一般关注的复合强度主要体现于产品的剥离强度,其实还有另一个强度被大家所忽略:剪切强度。

剪切强度示意图
下机的初黏强度直接体现为剪切强度,而且后处理的各项工艺对包装强度的要求很多情况下也是体现为剪切强度足够高,而水性胶黏剂在这一参数指标上有着绝对优势。但包装厂家恰恰忽视了这一参数的重要性。
  三、使用水性胶黏剂的注意事项
  我们使用水性胶黏剂的主要目的是为了减少镀铝膜的转移、缩短供货周期。通过长时间的使用,我们总结出了一些经验供大家参考:与溶剂型胶黏剂相比,水性胶黏剂的操作虽然比较简单,但也要注意控制一些环节。
1、由于水性胶黏剂的上胶量很小,上胶辊就要选择网线密而浅的激光雕刻辊,通常是200线/35U,激光辊的网眼形状开口比较大,这样可保证水性胶黏剂能更好地转移到薄膜上。
2、使用水性胶黏剂前一定要把水性胶黏剂在桶中缓慢搅拌5~10min,保证水性胶黏剂中的多种助剂混合均匀。最好用专用的水胶循环泵。
3、在上胶前要检测薄膜的表面张力,检测工具最好用达因液,而不是达因笔,薄膜的表面张力至少要超过3.8×10-2N/m,对油墨的表面也要检测。(油墨的表面张力不能大于胶水的表面张力。我们在复合透明油墨时,就遇到此问题。)
4、尽可能使用反向转动的匀胶辊。反向展平辊对表观的影响很大,通过调节速度,可以使表观达到最佳效果。
5、烘箱温度设置为80℃、85℃或95℃(温度到设定温度后才可开机)。因为风量对于水性胶黏剂的干燥很重要,所以烘箱的进风和排风要放到最大。复合热鼓温度设置为75~85℃,复合热鼓压力尽量设到最大。(注:对于温度的设定,在考虑薄膜和工艺的承受能力情况下要尽量按以上的条件操作。)
6、上胶槽和水性胶黏剂桶之间必须使用空气隔膜泵,使用前将泵清理干净,不可与溶剂混和。最好用过滤网。
7、为了防止堵版,在停机时必须将刮刀松开,并使上胶辊浸润在水性胶黏剂中保持转动。
8、为了防止机速过高会产生气泡,可以放一根匀墨棒在胶槽中。
9、使用结束后,先用水擦去上胶辊上的水性胶黏剂,再用乙酯做彻底清洗。如果产生堵版,就需要用丁酮清洗。
10、水性胶黏剂的储存温度不能低于5℃,也不能在太阳下暴晒,不能被脏物和溶剂等污染。余下的胶水尽可能在24h内用完,要注意密封好。
11、表观如果出现划痕现象,一般有两点原因:一是刮刀不干净,造成的刮绺现象,这时要清理刮刀;二是堵版,这时要及时清理版辊。
由于水性胶黏剂是通过成膜原理将两层薄膜黏合在一起,因此它的复合效果非常稳定,生产出来的产品马上可以分切。如果因为工艺或基材的原因导致了复合质量不好,也可以在下机第一时间内看出来,不会在大批量生产后才发现问题。
四、水性胶的发展:更多功能性水性胶黏剂将面世
现在市场上多数企业使用的,是单组分水性胶黏剂,主要针对轻包装的镀铝结构,为了扩大水性胶黏剂的使用范围,一些技术领先的跨国公司近几年着重开发了双组分水性胶黏剂,即通过一定的交联,让胶的耐热和耐化学性能都大幅度增加,大大提高了复合的剥离强度和热封强度。如美国罗门哈斯现用的范围较广的L-80D、L-260A、L-95D(可以用来复合透明结构类的胶水)。近年在国内有很多优秀的胶水企业,利用外资或用自身的技术科研实力,也生产出了一些品质优良的水性胶水。
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