包装从硬到软的“绿色”蜕变,无溶剂聚氨酯胶大有可为

一个好的包装,对于一件商品的价值不言而喻。早期,黄油纸搭配方红纸,再系一根纸绳,便是最好的包装。对于消费者而言,其诉求不只是功能性,好看的外观也相当重要。随着材料技术的发展,货架上的包装正发生着从“硬”到“软”的变化。软包装凭借丰富的功能、多样的外观,成为了当下主要的包装形态之一。复合软包装,则是用两种及以上不同性质的材料复合形成的柔性包材,组成充分发挥各组分材料优点的新型高性能包装。


包装从硬到软的“绿色”蜕变,无溶剂聚氨酯胶大有可为


胶粘剂是复合软包装的重要组成部分,除了要满足对不同包材良好的粘接力,层出不穷的应用场景也对包装用胶粘剂提出了新的要求。无论从性能还是环保角度,聚氨酯胶粘剂都符合未来的发展趋势。食品包装领域涉及的高温蒸煮后的剥离强度,以及异氰酸酯单体的析出问题,仍是聚氨酯胶粘剂研发需要努力的方向。


软包装用聚氨酯胶粘剂的种类、优点和应用前景

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软包装用胶粘剂在我国经历了两个阶段的发展历程:


第一阶段是七十年代末至八十年代初期,这期间国内经济发展还刚处于初期阶段,技术力量不强,普通包装的复合是以单组份醋酸乙烯酯、乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯、橡胶型胶粘剂为主,高档包装产品以进口的双组份聚氨酯胶粘剂为辅。


第二阶段是八十年代到现在以双组份聚氨酯胶粘剂为主导,挤出复合胶粘剂为辅。


01、单组份胶粘剂


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02、双组份聚氨酯胶粘剂


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03、醇溶型聚氨酯胶粘剂


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04、水性聚氨酯胶粘剂

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无溶剂聚氨酯胶黏剂:将成为首选

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随着全世界对环保意识的不断提高,无溶剂聚氨酯胶粘剂应用到薄膜复合的比例也越来越大。环保型的无溶剂聚氨酯胶粘剂在软包装复合行业中迅速发展。


国内,1985年北京化工研究院从法国DCM公司引进了第一台无溶剂涂布复合机,主要用于无溶剂聚氨酯胶粘剂的薄膜复合技术的研发,而真正应用到生产上的无溶剂复合机设备是1996年由天津顶正印刷包装公司从意大利Schiavi公司引进。2008年之前我国的无溶剂聚氨酯胶粘剂的复合工艺并未得到普及应用。2008年后无溶剂复合工艺得到迅速发展,我国多家包装厂先后从德国、法国等引进无溶剂聚氨酯胶粘剂的复合设备,但在复合机总量中的占比极低,远不及欧美等发达国家。


无溶剂聚氨酯胶粘剂复合的优点

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在复合软包装领域,无溶剂聚氨酯胶粘剂不仅在环境保护、安全生产、产品质量的提高、生产高效等表现出明显的优势,而且在降低生产成本、提高经济效益方面效果十分显著。


当然,任何一种工艺都不可能十全十美,无溶剂聚氨酯胶粘剂也有其本身的缺点,主要有:由于没有溶剂稀释,为了涂布方便,无溶剂聚氨酯胶粘剂的相对分子质量通常较溶剂型聚氨酯胶粘剂( 通常在十几万到几十万) 要低得多,基本都在1万以下,造成其初粘力较低,复合张力要求较高,而且对于PET/Al、PET/VMPET 等复合难度较大的材料,需要选用初粘较好的胶粘剂和精确的张力控制;其次由于没有溶剂的清洗作用,对基材的表面张力要求更严格。


无溶剂聚氨酯胶粘剂的类型

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在复合软包装领域,无溶剂聚氨酯胶粘剂不仅在环境保护、安全生产、产品质量的提高、生产高效等表现出明显的优势,而且在降低生产成本、提高经济效益方面效果十分显著。


当然,任何一种工艺都不可能十全十美,无溶剂聚氨酯胶粘剂也有其本身的缺点,主要有:由于没有溶剂稀释,为了涂布方便,无溶剂聚氨酯胶粘剂的相对分子质量通常较溶剂型聚氨酯胶粘剂( 通常在十几万到几十万) 要低得多,基本都在1 万以下,造成其初粘力较低,复合张力要求较高,而且对于PET/Al、PET/VMPET 等复合难度较大的材料,需要选用初粘较好的胶粘剂和精确的张力控制;其次由于没有溶剂的清洗作用,对基材的表面张力要求更严格。


最后

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目前,国内软包装复合领域,仍以溶剂型聚氨酯胶为主,但由于其存在有毒溶剂,在食品、药品以及出口包装等方面受到限制。国家发改委《增强制造业核心竞争力三年行动计划(2018-2020年)》中提到,要重点发展食品包装用聚氨酯胶粘剂。随着环保意识的不断增强和相关环保规定的不断完善,溶剂型复膜胶必将受到环保型胶粘剂的替代,其中包括了水性聚氨酯复膜胶和无溶剂型聚氨酯复膜胶。


水性聚氨酯复膜胶是以水代替了醋酸乙酯或乙醇作为介质,优点在于:由于是乳液体系,其粘度不随聚合物分子量改变而有明显差异,可以使聚合物高分子量化、高固含量化以提高其内聚强度,不易燃,环保且易于清理。但水性聚氨酯复膜胶中添加了添加了封端剂、乳化剂、稳定剂、PH调节剂和抗寒防冻剂等,这些助剂也会带来弊端,因此也不能说其是完全环保的。同时,水性胶粘剂存在一些不足,如水的挥发较慢,烘干需要提高烘道温度,加长烘道,耗能较大;初粘性较差;价格相对较高;对塑料薄膜的润湿性查;长期接触水蒸气会使铁制设备部件锈蚀。


因此,无溶剂聚氨酯复膜胶是软包装行业当前首选的解决方案。未来,研发符合食品安全的、更高剥离强度、耐高温蒸煮等高性能无溶剂聚氨酯复膜胶,将成为企业争夺市场的关键。食品等软包装作为民生用品,其使用基量大,对于胶粘剂行业而言,是仅次于制鞋行业的第二大市场,前景可期。中国的软包装行业,使用无溶剂聚氨酯胶的比例还很小,这意味着有很大的替代空间。


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