目前粘合剂在软包装上的应用分析

粘合剂在软包装上的应用分析

摘要：本文对软包装用黏合剂进行全面的阐述，主要从应用技术到粘和剂质量控制两个方面加以论述。对软包装企业具全球第2的橡塑行业展览会Chinaplas将于5月20⑵3日在广州琶洲中国进出口商品交易会展馆隆重举行有一定的指导意义，希望在技术上进行交流共同提高、共同进步。

关键字：黏合剂、薄膜、油墨、复合工艺、质量控制

前言：软包装行业在快速发展的今天、质量的要求也越来越高。任何企业对质量问题更是重中之重，这也关系到企业的生存和命脉。本文就黏合剂在软包装的应用，及质量控制进行不同角度阐述，并分析。

一：影响复合质量的各个因素

A———油墨：油墨是由颜料、连接料、溶剂、助剂组成。

(1) 颜料：颜料一般不溶于水也不溶于连接料，在溶液中大部分成悬浮状态；油墨中的颜料必须有很高的着色力、化学稳定性和耐光性，在一般油墨连接料中分散能力比较好，颗粒要求比较细、加入油墨后不能影响油墨的流动性，并且要有很好的遮盖力；遮盖力不强流平性能差，印刷后的膜对光线看有斑点。复膜后(尤其是镀铝膜)有明显的斑点，这种现象多是由于颜料的遮盖力引起的。颜料一般占8~35％左右、所以对复合膜产品质量有很大的影响。

(2)连接料：由于连接料是用来连接膜和油墨的。连接料的连粘接力不好，会使油墨与外膜的粘接不牢，复合后，油墨就会完全转移到内膜上，这种现象也可能是由于外膜的电晕处理不好引起的。连接料在很大程度上决定了油墨的粘度、粘性、干燥性和流动性质。这对复合用粘合剂有很大的影响，连接料是具有一定黏度的液体。

(3)溶剂：理想的溶剂应该是具有良好的快干性，如果残留溶剂过多，会引起复合膜的异味和表面质量问题。所以在选择溶剂时首先要考虑的是，挥发速度、在承印物之间的释放性。

(4)助剂：为提高油墨印刷适应性，常常在制造时加入助剂(增塑剂、撤粘剂、防干剂)等。有些助剂也会对复合造成影响；例如防干剂主要是由重油和白煤油组成，在印刷后防止反粘作用。防干剂能够迅速渗透到油墨表面，由于防干剂的特性，与复膜胶的粘合作用是一对矛盾。所以防干剂的量多少非常重要。防干剂太多在复膜上的表现形式：复合后有油墨的地方牢固，剥离强度高，没有油墨的地方牢度不好。熟化后有油墨的地方很牢固，剥离强度更高，没有油墨的地方几乎没有牢度。另外就是其它助剂的影响，如增塑剂、撤粘剂、抗氧化剂等；

B———薄膜对复合质量的影响

(1)：薄膜的种类和特点薄膜

①用于印刷和复膜的薄膜主要有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、尼龙薄膜(PA)、铝箔(AL)等。

①聚乙烯(PE)：是由石油裂解制得乙烯聚合而成的。由于制造和控制不同可以得到低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、交联高密度聚乙烯(CLPE)。特点是：“随着密度的升高，机械性能和阻隔性能提高，耐热性也好。”常常复合结构有BOPP／PE、PET／VMPET／PE、PET／PE、PET／AL／NY／PE等。

②聚丙烯(PP)：聚丙烯树脂是由单体通过配位聚合而得。分为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯。特点是耐热性和透明性比聚乙烯高，但耐温性比聚乙烯差。一般有CPP(流延型)和OPP (拉伸型)。

聚酯(PET)：随着包装的要求越来越高，现在聚酯(PET)包装也越来越得到人们的认可，这和其特点有关系。PET是性能优异的塑料材料主要表现为强度高、具有最好的强韧性、刚性、耐磨性、蠕变性、耐温性、耐化学性等。常见复合结构有PET／AL／NY／CPP、OPP／CPP、PET／VMPET／CPP等。

尼龙薄膜(PA)：尼龙薄膜是尼龙-6树脂经双向拉伸后做成的薄膜(OPA)或流延得到的薄膜(CPA)，其阻隔性非常好，又透明美观。机械性能受温度和水份的影响较大，如果尼龙吸湿，对合产品剥离强度有很大的影响。尼龙耐穿刺性能很优异，常常用作冷冻食品的包装。

铝箔(AL)：铝箔是软包装材料中唯一的金属箔类。铝箔是金属材料c. 装箱单，其阻水、阻气、遮光、保味性是其他任何材料不能相媲美的。铝箔采用99．0具有非常广阔的利用前景0%~99．97％的电解铝经过多次压延制得。在高温或低温状态下稳定性好，在包装上得到了广泛的应用，特别是现在药品包装更是如此。其缺点是，本身强度低容易撕破，不耐酸碱。所以不可以单独使用，复合时放卷张力要尽量小。

C———电晕处理对复合质量的影响

①由于聚乙烯、聚丙烯薄膜均属于非极性薄膜，很难粘接，需要电晕处理使薄膜达到复合需要的表面张力，对于未经处理膜一般有36达因／m2电晕处理后一般塑料薄膜达到40达因／m2根据吸附理论：

润湿：“附着牢度是一种表面物理化学作用，在基材薄膜与胶水分子间作用力相互作用的做足操作进程中的绝缘措施结果表现。所以基材薄膜与胶水之间处于润湿状态，胶水在复合基材上充分扩展，是形成良好应按要求使钳口对称的夹好试样附着牢度的先决条件。如果润湿不良，不完全。就会有许多气泡，也就是胶水铺展不均产生空挡情况。致使层间剥离强度大大降低。润湿就是指胶水在涂布基材与空气上，形成的界面复合时充当桥梁作用；涉及到刚性，韧性、填充、几个方面的指标；薄膜表面张力越大，润湿性就越好，降低胶水的表面张力就有助于胶水的铺展，并最终提高附着力；胶水润湿状态如何与它扩展速度、薄膜表面结构状态、胶水的粘度有关系。所以谈及电晕处理过的薄膜还涉及到两点：“时效性和均匀性。”事实证明薄膜的表面张力，会随着时间延长而衰减。均匀性由电火花冲击距离、放射强弱决定。检测表面张力有专用电晕笔进行。一般BOPP达因／m2、PET50达因／m2、PA52达因／m2。

②电晕处理特别对厚度，超过60um的PE膜有很大的帮助。我们知道加工超过60um的PE膜时，助剂含量相应就高。进行处理时，可以将膜表面的析出蜡火化，剥离强度得到提高。

D———复膜胶对复合质量的影响

在干式复合加工过程中，胶粘剂是影响产品质量的关键因素之一。

(1)胶粘剂的种类。目前胶粘剂的种类很多，可以分为单组份胶和双组份胶。单组份胶是指单一组份，无须与其他组份混合就可以体现粘性的胶水，多为橡胶型，具有不干性和热融性。在复合过程中不产生新的物质，在实际复合工艺中要求热钢辊具有一定的温度。特点是：“初粘力好，强度高。”而双组份胶粘剂大多采用聚氨酯型，主剂通常是含有氢基的聚氨酯多元醇，固化剂往往是多元醇，和异氰酸酯的加成物。使用时，两组份按比例混合后，主剂的-OH与固化剂的-NCO基进一步氨酯化反应。因为固化剂一般是三元加成物，这种扩链反应一般生成状高分子结构，形成牢固的黏结层。固化反应产生软段和硬段相间的嵌段共聚物。与单组份不同的是，要在一定温度下、一定时间下熟化，才可以达到应有的剥离强度，和表观质量。一般熟化温度在℃，时间在小时。现在市场上有很多黏合剂企业生产快速固化胶，4小时也可以达到一定的剥离强度。其缺点是由于时间短，将有残留溶剂增大的可能。

(2) 由于异氰酸酯的NCO基团是杂推动我国新材料产业的发展原子形成累积双键，容易和-OH，-COOH，-NH2等活性氢原子基团起反应。如与水反应生存胺并放出二氧化碳，产生气泡现象。与醇、多元醇等含氢基化合物，活性氢反应生成氨基甲酸酯以及和有机酸反应生聚酰氨都对复合质量有很大影响。做为复合企业就要对胶粘剂有一定的评判标准。胶的质量好坏主要从胶的外观、黏结强度、残留溶剂和残余单体等方面进行检测和评判。胶水的外观应该是清澈，透明的，或微黄色的。黏结强度的检验包括两个方面：“复膜成品下机时初粘力的检测；在一定温度、时间下的最终检验。”关于残留溶剂的检验则是通过气象色谱仪进行。

(3)稀释剂对复合质量的影响。

干式复合用双组份胶粘剂，为了涂布均匀以及有利于浸润，须加溶剂稀释。主要溶剂有乙酸乙酯，甲苯、甲乙酮等。由于甲苯容易残留异味，一般现在都使用乙酯。要求其纯度为99％，水份小于0．2％，因为固化剂中N=C=O系累积双键，非常活泼，和水反应生成胺并放出CO2反应消耗了固化剂量，同时又放出CO2产生气泡，影响剥离强度。同样异氰酸酯与醇、多元醇等含氢基化合物的活性氢，反应生成氨基甲酸酯以及和有机酸反应生成酰氨都会影响，胶水的正常使用。所以在复合过程中一定要对稀释剂做好检测。必须要强调的是已经配制好的混合黏合剂，一定要遵循用多少配多少的原则。同时要将残留胶水用数倍稀释剂加以稀释，下次使用时做调配用。对于变白发浊的胶水不再使用。

(4)其它人为、机械因素对复合质量的影响。人为因素是个比较笼统的概念，涉及到复合企业的管理制度，完善与否。同时对复合操作工也应该有严格的要求，有很多的企业制度形成，但力度不够。所以常常出现上有政策，下有对策的不良局面。这些直接，间接因素最终影响产品质量，不只是复合产品质量。

① 复合前的准备工作有误。主要包括配胶、机械调试两个方面。配胶：在未配胶时，首先应该是配胶容器一定要干净，干燥。如果容器不清洁，可以想象配出的混合胶液，是不可以进行涂布的。我们在大量的调查中发现，现在很多的包装企业对产品表观质量很重视，却往往忽视了自身的管理缺陷。如复合用的配胶容器很少时间进行清洗一次，这无疑对产品质量埋下隐患。进行配胶时一定要按照正常、正确顺序进行。注意两点：“计量准确：正确顺序。”计量一定要准确，这是由粘合剂分子设计性质决定的。如果固化剂加得过多，胶膜脆性就增大。对于产品要求柔软性十分不利，加得过少交链反应不好，胶膜发生不干现象，影响剥离强度。一般双组份胶水固化剂可以上、下浮动10％。再就是配胶时的顺序问题，很多企业对此不很重视。其实这往往是造成质量问题的关键。配胶时应该先向主剂中加入适量的稀释剂，并搅拌均匀，然后再加入固化剂搅拌均匀。而不可以将主剂、固化剂混合后再加入稀释剂。这是化学性质反应决定的，化学反应的速度取决于分子间的有效碰撞，在相同温度，压力下。分子的碰撞取决于浓度高低，浓度高碰撞几率就大，反应速度越快。当没有稀释剂时将会迅速结晶，反应在产品复合时就是晶点。一般不会因为温度因素而消除，同时也影响剥离强度。

② 控制上的不当：主要是指工艺上的问题。不同的产品结构