包裝用粘合劑
福州眾印網(wǎng) 2007/3/16 8:56:00 來(lái)源:福州眾印網(wǎng)
作為商品的外衣,包裝已成為影響商品競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素,人們對(duì)它的要求亦越來(lái)越高,既要求包裝美觀大方、刺激和吸引消費(fèi)者,又要求工藝簡(jiǎn)單,成本低廉,經(jīng)久耐用,甚至還要求包裝具有防偽、防盜等特殊功能。隨著中國(guó)加入WTO,我國(guó)更多的商品將走向世界,因而傳統(tǒng)的相對(duì)落后的包裝工業(yè)將面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn),包裝也將是改變國(guó)貨在國(guó)際市場(chǎng)上物美價(jià)次的突破口之一。這勢(shì)必在一定程度上刺激國(guó)內(nèi)包裝工業(yè)的更快速發(fā)展
包裝和粘合材料的關(guān)系是十分密切的。粘合技術(shù)的發(fā)展使得很多新材料和技術(shù)在包裝工業(yè)中得以應(yīng)用,給包裝創(chuàng)造了條件?梢哉f(shuō)沒(méi)有粘合劑,就沒(méi)有五光十色的現(xiàn)代商品包裝。包裝也是粘合材料重要的消費(fèi)部門(mén)。據(jù)統(tǒng)計(jì)1989年,世界粘合材料的總產(chǎn)值約130億美元,其中包裝消費(fèi)即占35億美元,發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)1990年包裝用粘合材料占消費(fèi)總額的20%以上,估計(jì)其銷(xiāo)售增長(zhǎng)率將保持在9%左右,超過(guò)了其在建筑與汽車(chē)行業(yè)的增長(zhǎng)速度。
粘合劑在包裝工業(yè)中的主要用途包括:瓦楞紙、紙箱和紙盒的制備、成型和封合;芯軸、紙罐、紙筒的卷管粘合和封蓋,瓶、罐、桶的貼標(biāo)和密封,紙與紙板,聚合物膜,金屬箔的復(fù)合;軟包裝塑料袋的層合和封口,可剝離保護(hù)膜;壓敏包裝和商品捆扎帶等。即使是為了同種用途的粘合劑,其種類(lèi)也是繁多的,在實(shí)際生產(chǎn)中選擇哪一類(lèi)粘合劑,要根據(jù)生產(chǎn)條件、生產(chǎn)成本、使用基材和最終用途來(lái)決定。鑒于篇幅的限制,本文根據(jù)用途分成紙質(zhì)包裝、塑料軟包裝、標(biāo)簽銘牌膠等三部分給予簡(jiǎn)單介紹:
一、 紙質(zhì)包裝
紙質(zhì)包裝分兩類(lèi),一類(lèi)是純紙類(lèi)包裝,如瓦楞紙箱、紙桶、紙盒、紙袋,它是目前使用性最大,應(yīng)用最廣泛的包裝方式。另一類(lèi)是以紙為基材的復(fù)合材料包裝,如紙/塑復(fù)合箱(袋),紙/鋁箔復(fù)合盒(袋),紙/木復(fù)合材料盒(箱)。
第一類(lèi)純紙類(lèi)包裝使用的粘合劑,以天然淀粉膠為主。淀粉粘合劑作為通用型粘合劑,無(wú)論在原料來(lái)源,制造工藝、成本、環(huán)境衛(wèi)生以及使用方面都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。同泡花堿( 又名水玻璃)相比,淀粉膠具有粘合強(qiáng)度高、重量輕、無(wú)腐蝕、無(wú)污染、挺力大、韌性好等特點(diǎn)。國(guó)外在50年代初期即以淀粉膠代替了泡花堿,用于紙箱和紙板的制造,我國(guó)也明令禁止用水玻璃制備紙箱紙盒。但淀粉膠又有一缺點(diǎn):其制成的淀粉膠含水量高達(dá)70%以上,干燥慢。同時(shí)粘合劑中的水份在干燥過(guò)程中向紙內(nèi)滲透,使初粘力下降,延長(zhǎng)了生產(chǎn)周期,若不能及時(shí)干燥,就會(huì)引起跑邊、蹋楞、分切連刀等現(xiàn)象,這些現(xiàn)象都使其應(yīng)用受到限制。
淀粉膠的生產(chǎn)方法可分為三類(lèi):Stein-Hall法、氧化法和生物發(fā)酵法。Stein-Hall法是一種熱糊化法,在粘接部位加熱,讓淀粉糊化形成粘接,粘接速度快,便能耗高,需在專(zhuān)用設(shè)備上使用。氧化法分熱氧化和化學(xué)氧化法,它通過(guò)氧化劑或加熱使淀粉分子斷裂成碎片,然后用燒堿糊化,再經(jīng)硼砂絡(luò)合而成,該法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,成本低,現(xiàn)使用比較普遍。生物發(fā)酵法是利用酶對(duì)淀粉的酶解作用,制造PH為中性的高固含量淀粉膠,使得淀粉膠在初粘力、持粘力、干燥速度、貯存期上都得到了明顯改善。這一技術(shù)也是淀粉膠的檔次得到了提升。
除了淀粉膠外,合成高分子乳液也在瓦楞紙、裱瓦和對(duì)裱工藝中獲得了很多的應(yīng)用,因合成高分子乳液的綜合性能更為理想,特別是其而候性、耐水性、耐寒性、韌性、初粘力都是淀粉膠不可比擬的,盡管合成高分子乳液成本較高,其使用量仍然顯示了令人鼓舞的趨勢(shì)。用于這類(lèi)的合成高分子乳液主要有聚醋酸乙烯乳液(PVAC)及其改性制品。
第二類(lèi)以紙為基材的復(fù)合包裝是在第一類(lèi)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的比較高檔的包裝形式,與純紙類(lèi)包裝相比,復(fù)合包裝不僅外表豪華氣派、富麗堂煌,而且又賦予了包裝新的功能,如防潮抗污,撕裂強(qiáng)度和抗擠壓強(qiáng)度都得到了大幅度提高。正因?yàn)槿绱,這種包裝的應(yīng)用范圍和使用量正以驚人的速度發(fā)展著。復(fù)合膠是復(fù)合包裝工藝的關(guān)鍵材料。傳統(tǒng)的復(fù)合膠是溶劑型的,它是將SBS、松香、萜烯等高分子物質(zhì)和助劑溶解在甲苯等有機(jī)有毒溶劑中,制成40%左右的溶液,使用前先用溶劑稀釋成低固含量,涂布在雙軸拉伸聚丙烯(BOPP)上經(jīng)烘道烘干,然后再經(jīng)熱壓輥把膜和紙壓貼在一起。這一工藝向空氣中排放了大量的毒性易燃易爆溶劑,嚴(yán)重污染了環(huán)境,損害了操作工人的身體健康,還有嚴(yán)重的火災(zāi)隱患。此外大量的松香等助劑的使用,復(fù)合膠耐老化性能也很差,復(fù)合品易黃變,壽命短,能耗也大,成本也高,盡管這種工藝在市場(chǎng)上還占有主導(dǎo)地位,但它被環(huán)保型復(fù)合膠所取代的趨勢(shì)已被廣為接受和推崇。
現(xiàn)國(guó)內(nèi)環(huán)保型復(fù)合膠已進(jìn)入技術(shù)成熟期,處于推廣應(yīng)用階段。市場(chǎng)上主要的環(huán)保型復(fù)合膠品種分二類(lèi),一類(lèi)是以乙烯-醋酸乙烯類(lèi)乳液(VAE乳液)為基本材料改性而成的復(fù)合膠。這類(lèi)產(chǎn)品具有蓋粉能力好,工藝性好等優(yōu)點(diǎn),但也有復(fù)合強(qiáng)度小、冬季使用困難、耗膠量大、成本高等缺點(diǎn),因而正逐步退出復(fù)合膠市場(chǎng)。第二類(lèi)是丙烯酸酯類(lèi)乳液改性復(fù)合膠,這類(lèi)產(chǎn)品只要分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,可在具有VAE乳液改性膠優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)克服它所有的缺點(diǎn)。其中四川遠(yuǎn)見(jiàn)實(shí)業(yè)有限公司法賽特系列膠具有代表性。該乳液具有與VAE乳液相似的流動(dòng)性和固含量,因而蓋粉能力和工藝適應(yīng)性十分優(yōu)秀,不僅耐候性,溫度適應(yīng)性,剝離牢度都十分優(yōu)秀,成本還大幅度降低。不僅可復(fù)合紙/BOPP,還可復(fù)合紙/PET,紙/PVC、紙/鋁箔、紙/紙,并且已形成大規(guī)模地生產(chǎn)銷(xiāo)售?梢灶A(yù)見(jiàn),經(jīng)過(guò)業(yè)內(nèi)人士的共同努力,環(huán)保型復(fù)合膠全面取代溶劑膠已是指日可待的事。
二、 塑料軟包裝用粘合劑
自70年代初期塑料作為新材料進(jìn)入食品包裝領(lǐng)域以來(lái),就顯示了它的一些突出性能。如①具有廣泛適應(yīng)的物理化學(xué)性能;②適用于全自動(dòng)包裝生產(chǎn)線(xiàn);③有可靠的原材料來(lái)源;④透氣性小,隔氧性好,適應(yīng)于保鮮和貯存;⑤安全衛(wèi)生無(wú)毒;⑥質(zhì)量輕,透氣性好;⑦能耗小,成本低;⑧包裝遺棄物便于處理,環(huán)境污染少;⑨適應(yīng)凹版印刷和絲網(wǎng)印刷,包裝物更精美漂亮。
特別是不同的聚合物經(jīng)過(guò)復(fù)合制成包裝袋,相互克服不足,并把各自的優(yōu)異性能組合在一起,不僅強(qiáng)度高,透氧率低,而且還耐冷凍貯存或耐120℃以上高溫蒸煮殺菌消毒,因此發(fā)展很快。
塑料包裝的歷史非常悠久,最早真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的復(fù)合材料只有低密度聚乙烯(LDPE),直到1957年開(kāi)始用鋁箔與聚酯膜(PET)制造復(fù)合包裝袋。當(dāng)時(shí)使用的粘合劑主要是一些天然的粘合劑和熱塑性樹(shù)脂或橡膠溶液,由于耐熱差,只能包裝干食品和快餐,應(yīng)用受到限制。為了滿(mǎn)足較高溫度的使用要求,需要能夠交聯(lián)的粘合劑,因此環(huán)氧樹(shù)脂和聚氨酯被用于復(fù)合膜包裝工業(yè)。此后交聯(lián)的丙烯酸酯粘合劑又研究成功,并應(yīng)用于復(fù)合膜制造,它具有更好的使用性,粘接牢度和耐候性。這使得包裝材料的選擇范圍和用途得到進(jìn)一步拓展。
在食品包裝用復(fù)合膜用交生粘合劑發(fā)展的同時(shí),熱塑性樹(shù)脂膠粘劑也有了較大發(fā)展,現(xiàn)已有了很多品種,同聚氨脂雙組份膠相比,熱塑性粘合劑具有成本低、單組份,使用前后只需稀釋?zhuān)挥梅Q(chēng)量,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn),復(fù)合后不經(jīng)固化,層間剝離強(qiáng)度可達(dá)3.2∽5.9N/25mm,能充分滿(mǎn)足復(fù)合工藝的要求。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,生活水平的提高,人們對(duì)包裝的要求越來(lái)越高,用于食品軟包裝的粘合劑新品種也越來(lái)越多,老品種不斷被淘汰或改進(jìn)。溶劑型粘合劑中,溶劑在重量上占絕大部分(>70%),在使用過(guò)程中都以蒸汽的形式進(jìn)入空氣,因?yàn)槿軇┮话愣加卸荆忠字,污染環(huán)境,所以使用范圍上逐漸減小。針對(duì)這一趨勢(shì),水性粘合劑和無(wú)溶劑型粘合劑的研制和應(yīng)用正受到了廣泛的關(guān)注,已有一些品種問(wèn)世。
熱熔性復(fù)合粘合劑是目前使用較為先進(jìn)的品種之一,它成本低,可粘接多種材料,衛(wèi)生無(wú)毒,安全可靠,制成的復(fù)合材料有一定的粘接強(qiáng)度。現(xiàn)使用的品種主要有聚乙烯一醋酸乙烯(EVA)類(lèi),像膠類(lèi)等。
無(wú)溶劑膠在復(fù)合過(guò)程中,不用干燥設(shè)備,無(wú)任何有機(jī)有害物排除,能耗低、無(wú)污染、使用方便。這類(lèi)膠由高聚物預(yù)聚物組成,百分之百有效成份,低粘度,涂布貼合后,在一定條件下固化。
一般來(lái)講,作為食品軟包裝用復(fù)合膠應(yīng)滿(mǎn)足下列條件:
、贌o(wú)異味,無(wú)毒害;②包裝油性食物時(shí)無(wú)有害物萃取出;③適應(yīng)貯存要求;④耐候性好,不發(fā)黃,不起泡,不粉化脫層;⑤耐植物油,香精,醋和酒精;⑥不侵蝕破壞油墨,并對(duì)油墨有良好潤(rùn)濕能力;⑦滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求。
三、 標(biāo)簽?zāi)z
產(chǎn)品的性能介紹,使用說(shuō)明和商標(biāo)除了直接印刷在包裝上外,很多是以標(biāo)簽形式粘貼在包裝上的。直接印刷法之所以有限,是因?yàn)槌思埶艿溶洶b材料在制造過(guò)程中易于印刷外,其它包裝形式,諸如木箱,玻璃,金屬等異形包裝則因工藝和成本問(wèn)題較少采用。一經(jīng)采用,回收利用也會(huì)遇到困難。標(biāo)貼在這方面則有不可替代的優(yōu)越性。
最初的標(biāo)貼是以手工完成的,因而對(duì)粘合劑的要求并不高,一般是以天然膠,動(dòng)物膠及其改性品種為主,例如淀粉膠、酪素膠、天然膠、魚(yú)膠、骨膠等。其缺點(diǎn)是干燥慢,初粘力差,耐水性低,運(yùn)輸和貯存過(guò)程標(biāo)簽易脫落。隨著科學(xué)的發(fā)展,很多產(chǎn)品的包裝是在自動(dòng)線(xiàn)上完成的,標(biāo)簽粘貼也是自動(dòng)化的一部分:因而對(duì)標(biāo)簽?zāi)z提出了更高的要求。這些要求包括:
、 初粘力好,標(biāo)簽瞬間施壓后不脫落,不滑移,不翹曲。
、 干燥速度快。適合高速自動(dòng)化標(biāo)貼。
③ 固化后牢度大,韌性好,膠層不發(fā)脆,不脫落。
、 無(wú)毒,無(wú)污染。
⑤ 有利于包裝的回收。
目前,從市場(chǎng)上出現(xiàn)的品種來(lái)分,用于標(biāo)簽粘貼的粘合劑可分為壓敏膠,水溶膠和水再濕性膠三類(lèi)。
一般壓敏膠都具有初粘力高,持粘力,對(duì)絕大多數(shù)包裝材料都有良好的粘接性能等特點(diǎn),使用起來(lái)也方便,因此在標(biāo)簽?zāi)z中,其用量是最大的,用作標(biāo)簽?zāi)z的壓敏膠一般有丙烯酸酯乳液,橡膠乳液改性品等。
水性標(biāo)簽?zāi)z以水為溶劑,使用時(shí)以現(xiàn)涂現(xiàn)粘為主,比較適應(yīng)高速自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)標(biāo)貼。這種用途的膠主要有聚乙烯醇改性膠,干酪素改性膠,一些高分子的乳液如:乙烯-醋酸乙烯(VAE乳液)等。
水再性標(biāo)簽?zāi)z主要用于郵票,信封封口等小型包裝的標(biāo)貼或粘合上,某些聚合物溶液涂布在基材上干燥后沒(méi)有粘性,但遇水時(shí)又重新具有粘性,這種膠即為水再濕性粘合劑。這種用途的粘合劑主要有聚乙烯吡咯烷酮類(lèi)、聚乙烯醇類(lèi)、淀粉類(lèi)。
由于包裝是一個(gè)極其龐大的領(lǐng)域,它所涉及到的粘合劑種類(lèi)也極其繁多,本文所涉及到的粘合劑只是其中的一小部分,而且隨著包裝技術(shù)的發(fā)展,還將誕生更多的粘合劑的品種,相信包裝工業(yè)會(huì)為粘合劑的發(fā)展注入新的動(dòng)力,粘合劑技術(shù)的發(fā)展也會(huì)給包裝技術(shù)贏得更大的空間。
本文標(biāo)題:包裝用粘合劑
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