机械-包装用胶粘剂现状及发展

前　言 胶粘剂在包装工业中的使用已有近百年的历史。随着包装行业的发展,胶粘剂的消费量保持着较高的水平,全球包装工业年用胶量约占胶粘剂总用量的35%,据此推测包装行业多是胶粘剂最大的消费市场。 包装行业使用胶粘剂主要集中在以下3个方面: 1)包装材料的制造为了满足使用方便、价格低廉的实际需要,大量的包装材料是用合成材料制成的。这些材料的合成进程中,胶粘剂被广泛地采取。这些材料主要包括6大类:(1)镀锡钢板、无锡钢和铝材; (2)金属箔,主要是铝箔; (3)镀金属膜,主要是镀铝的聚丙烯和聚酯; (4)各种高分子材料,如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯酸酯离子交换聚合物、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酯、聚酰胺; (5)纸张、纸板; (6)玻璃 2)包装物的成型 包装物成型进程主要有:包装板的成型,包装板的拼接,包装容器的成型及密封。现代化的产品生产线可以使包装容器成型、装入产品、容器密封连续完成,其工作效率明显高于单独完成各工序的工艺。包装物为软复合材料(如纸袋)和硬塑料时,可以实现连续操作。而用于包装物为纸箱的胶粘剂,在这项操作中需具有特殊的性能。 3)标签的胶接、印制,封口胶带的制造等方面胶粘剂在包装工业中的利用主要为前两个方面,但最后1个方面也是1个不容忽视的领域。 1　胶粘剂的分类及组成 1.1胶粘剂的分类 天然胶粘剂和合成胶粘剂都可在包装行业中使用。表1列出了包装用胶粘剂的种类及它们的市场占有率。 　 　同性能优越的合成胶粘剂相比,天然胶粘剂凭着其价格低廉、易于清除及符合环保要求的优势,仍然发挥侧重要作用。天然胶粘剂主要在纸张和纸板工业中使用。胶粘剂以水溶液、浆糊或乳液的情势存在,使用胶辊、刮板、喷嘴等涂胶工具施胶。这些工具表面的多孔结构可以使胶粘剂的初粘性迅速增加。以聚醋酸乙烯及其共聚物为主体合成的分散液,性能明显地提高门面房屋拆迁补偿标准,成为新的纸张和纸板用胶粘剂。这类胶粘剂的特点是可以用于1些使用天然胶粘剂没法粘接的材料,如聚乙烯、聚丙烯和亮光板。 包装行业生产中,产品的制造速度是制约本钱的重要因素。为了降落生产本钱,层合纸的生产速度可以到达每分钟几百米,而包装物每分钟可以成型几百个。在这类生产线上,溶剂型胶粘剂由于溶剂挥发速度的影响,正被乙烯-醋酸乙烯共聚型(ＥＶＡ)热熔胶所代替。热熔胶采取喷涂的方法施胶,喷胶的胶接结构冷却后,即可到达满意的胶接强度。热熔胶的优点是可以把纸张和纸板与1些表面难粘的材料粘接在1起,如铝箔、聚合物薄膜、亮光板。 胶粘剂在实际利用中以不同情势存在: (1)以有机物溶液的情势存在这类情势大约占总数的19%。主要利用在软复合材料的层合和部分标签的制作上,通常这些标签均为表面难粘的材料。 (2)以水溶液、乳液或水分散液的情势存在这类情势为46%,主要利用于纸张和纸板工业中。 (3)无溶剂型胶粘剂 主要类型有热熔胶、胶粉、胶带、胶膜和反应型胶粘剂。热熔胶带主要用于包装物快速成型和压敏胶带的制造,而反应型胶粘剂主要用于复合材料的制造。环保意识和安全使用观念的不断加强,促使包装行业使用无溶剂型胶粘剂。最初制造软复合材料,主要使用有机物为溶剂的胶粘剂。目前,无溶剂型胶粘剂及双组分或3组分聚氨酯胶粘剂的使用迅速增加。聚氨酯胶粘剂在涂胶辊上使用可以现用现配,固化时依托吸收空气中的水分加快固化速度。 1.2胶粘剂的组成 胶粘剂常常由多个成分构成。首先其核心是粘料,然后构成胶粘剂的成分要考虑到胶粘剂的性能公道、操作方便和溶剂挥发时间、粘性、粘接性能稳定等多种要求。通常,1种胶粘剂配方中最少包括以下内容的两项。 (1)粘料-聚合物; (2)溶剂-水,有机物; (3)增塑剂-降落玻璃化温度; (4)增粘剂-通常为天然树脂,可以提高胶粘剂成膜后的内聚强度; (5)增稠剂和填料-控制粘度,增加固含量; (6)表面活性剂-增加胶粘剂对胶接表面的浸润程度; (7)杀虫剂和杀菌剂-在天然胶粘剂、纸张和纸板用胶粘剂中使用; (8)乳化剂; (9)蜡-改进胶粘剂熔融后的活动性; (10)抗氧剂。 2　胶粘剂在包装体系中的实际利用 2.1包装材料选择的根据 根据实际需求,选择或设计1种包装物时必须考虑多种因素。 (1)本钱;(2)消费者的需求;(3)能够标明被包装的物品,主要指标签的设计;(4)能够与装填工具匹配;(5)性能,如机械强度,隔离能力(可以隔绝有机溶剂、微生物、潮气、氧气和2氧化碳)、耐温性(可以承受煮沸、高温消毒、冰冻等条件)、与被包装物不产生化学反应。 选择包装体系时,本钱通常是1个重要的因素。为了降落本钱,可以通过层合技术构成1种复合结构。设计复合结构时,通过不同材料优化组合来满足性能的需要。复合材料需求最大的1个领域是用于制造有隔离层的食品、饮料包装容器。金属罐或玻璃瓶是良好的隔离型容器;另外1方面,将纸、隔离型聚合物、金属箔复合而成的复合材料也具有相当大的市场需求。在这些材料的层合进程中,胶粘剂的使用提高了复合材料的性价比。 2.2　胶粘剂在复合材料合成中的利用 2.2家里被强拆怎么投诉.1　软复合材料2.2.1.1　食品包装膜 食品包装用的薄膜通常为可印刷的定向拉伸聚丙烯(ＰＯＰＰ)。为了便于密封,这类ＰＯＰＰ膜的内侧是用聚氨酯类胶粘剂粘接的1层热熔材料。 2.2.1.2　隔离型纸盒 这类纸盒是用纸板和铝箔复合而成的,结构以下图所示: │热熔材料│可印刷的纸‖纸板‖铝箔│热熔材料│ 　胶粘剂胶粘剂 在这类结构中,纸板提供必须的机械强度,铝箔可以充分地隔绝氧气。纸盒的内外表面是分别在纸和铝箔表面用热熔涂布法涂的聚烯烃类热熔材料,在纸板两侧通常使用淀粉—ＰＶＡ(聚醋酸乙烯酯胶浆胶接成复合结构。2.2.2　隔离型层合材料 铝箔和镀有金属的薄膜均是性能良好的隔绝材料,低透气率的聚合物成为1种新型的隔离材料,作为传统隔离材料的更新换代产品,在市场中占有着1定的位置。表2、表3分别列出了包装材料常常使用聚合物的氧气和湿润空气透过率。 从表2、表3中可以看出,气体隔绝效果最好的聚合物为聚偏2氯乙烯(ＰＶＤＣ),乙烯-乙烯醇共聚物(ＥＶＯＨ),由于这两种材料价格昂贵,因此作为包装材料没法大范围使用。聚烯烃类膜可以很好地隔绝湿润空气,其价格便宜,同时具有1定的机械强度,成为1种实用的隔离材料。聚烯烃类膜用热熔涂布法在材料表面成膜,作为隔离层在液体饮料包装盒的制造中使用。据报道,1种本钱较低的⑵氧化硅涂布的ＰＥＴ薄膜已研制成功,这类超微米涂层是使用有机硅/氧气/氦气混合物通过等离子分解构成的,隔离效果好过或相当于ＥＶＯＨ和ＰＶＤＣ层合结构。 2221　胶接层合的隔离型复合材料 封口膜的制造是隔离型软层合结构实际利用的例子,其典型结构以下: │强度层│印刷层‖隔离层‖强度层‖热密封层 　胶粘剂　胶粘剂　胶粘剂 1般使用的胶粘剂是聚氨酯类胶粘剂,这类胶粘剂可以满足产品灭菌时所需的耐压、耐温要求。强度层为聚酯,隔离层是金属箔、镀金属膜、ＰＶＤＣ、ＥＶＯＨ等。热密封层材料要求具有耐热老化性,密封后具有可剥离性。 2222　层压层合的隔离型复合材料 硬质和软质隔离型包装都可以用不同薄膜或板通过层压法或吹塑法成型。艳服果酱的塑料瓶就是采取层压-吹塑法制成的,其隔离型层压结构以下: │强度层│胶粘剂│隔离层│胶粘剂│ 强度层强度层 使用聚乙烯(ＰＥ)或聚丙烯(ＰＰ),隔离层为ＰＶＤＣ或ＥＶＯＨ。胶粘剂为热塑性,主要是用羰基化合物(酸、丙烯酸酯、酸酐)改性的ＥＶＡ或聚乙烯,这类胶粘剂对纸张、金属、和高分子材料均有较好的粘接作用。ＰＥ、ＰＰ类胶粘剂的耐热性优于ＥＶＡ类胶粘剂,可用在需要进行高温处理和食品包装上。压合层合法可以降落生产本钱,使生产连续进行,满足生产高速化的要求。 223　金属复合材料 2231　金属表面的保护 19世纪初,食品工业开始采取薄镀锡钢板制造食品包装容器。为了增加容器对某些内容物的惰性,需要在容器内表面使用涂层进行保护。内涂层材料通常是环氧类聚合物,通过溶剂法刮涂或喷涂在金属表面。现在,已开始使用水基涂料,逐步减少涂层中挥发性有机化合物(ＶＯＣ)的含量。目前,镀锡钢板、无锡钢板(ＴＦＳ)或铝都已成为金属容器的原料。涂层法仍然是活性金属表面与内容物隔离开的主要方法。作为更先进的隔离方法,把聚合物膜复合在金属表面的材料已出现。这类结构是在钢板两面用聚酯、聚丙烯或尼龙-聚丙烯复合膜复合而成的。这类膜是在钢板卷筒成型的进程中使用粘接材料热压复合而成的,由于使用粘接材料,膜和基材的胶接力得到提高。聚丙烯膜既可以是丙烯均聚物,也能够是乙烯-丙烯的共聚物,粘接用的树脂是1种用酸或酸酐改性的聚丙烯。聚酯类薄膜是用双向拉伸ＰＥＴ膜与低熔点聚酯层合而成,其中低熔点聚酯在热压层合进程中可以到达较高的粘接强度。尼龙-聚丙烯膜的结构为4层,这类结构是用胶粘剂把尼龙与聚丙烯粘在1起,再把聚丙烯与钢板粘在1起。最外层的尼