Oldószermentes ragasztók fejlesztési állapota és jövője rugalmas csomagoláshoz
I. Oldószermentes ragasztók
A HanGao külön Liofol laboratóriumokat hozott létre a főbb globális piacokon, hogy biztosítsa és javítsa a termék teljesítményét, folyamatosan fejlesztve a kompozit- és bevonattechnológiákat. A Liofol laboratóriumaiban a reaktív poliuretánnal kapcsolatos jelentős technológiai áttörések az oldószermentes ragasztók kifejlesztéséhez vezettek.
Az oldószermentes ragasztók valóban környezetbarát ragasztók kiemelkedő tulajdonságokkal: (1) Nem használnak oldószert. Az oldószermentes, 100%-os hatásos összetevő tartalmú ragasztókat különféle bevonatrendszerekkel, oldószerek nélkül hordják fel. Emiatt a teljes kompozit eljárás során nincs oldószer párolgás, a kompozit termékekben nincs oldószer maradék, megfelelnek az élelmiszerbiztonsági követelményeknek, károsanyag-kibocsátásmentesek, megfelelnek a kibocsátáscsökkentési és környezetvédelmi előírásoknak. (2) Nem minősül gyúlékony vagy robbanásveszélyes veszélyes árunak. Biztonságosak, nincs tűz- vagy robbanásveszély, így nincs szükség az oldószerekre vonatkozó robbanás-megelőzési intézkedésekre. Az oldószermentes ragasztók nem gyúlékony vagy robbanásveszélyes veszélyes áruk, és nem igényelnek robbanásveszélyt a szállítás és tárolás során. Ezenkívül az oldószermentes ragasztók 100%-os szilárdanyag-tartalommal rendelkeznek, így kevesebb tárolási helyet igényelnek az oldószer alapú ragasztókhoz képest, amelyeknek figyelembe kell venniük a gyúlékonyságot és a robbanásveszélyt az oldószertartalom miatt. (3) Alacsonyabb bevonatmennyiség Az oldószermentes ragasztók jobb hidegfolyási jellemzői miatt a bevonat mennyisége általában 0,8 és 2,5 g/m2 között van. Speciális anyagok, például papír esetén a bevonat mennyisége elérheti a 4 g/m2-t. Ezzel szemben az oldószer alapú ragasztók jellemzően 2,0-4,5 g/m2 bevonattal rendelkeznek. Ez kiemeli az oldószermentes ragasztók költségelőnyét. (4) Viszonylag alacsony molekulatömegű Az oldószermentes ragasztók molekulatömege sokkal kisebb az azonos szintű oldószer alapú ragasztókhoz képest. Ez lehetővé teszi, hogy a ragasztó beszivárogjon, diffundáljon és behatoljon az aljzat felületébe anélkül, hogy oldószer bevonása lenne szükséges bizonyos megfelelő hőmérsékleteken.
II. Oldószermentes poliuretán ragasztók típusai és fejlődéstörténete
Az oldószermentes kompozit technológiát, berendezéseket és ragasztókat az 1970-es években fejlesztették ki, és az első generációtól a harmadik generációig fejlődtek.
Az első generációs oldószermentes ragasztó egy egykomponensű, nedvességre keményedő ragasztó. Az egykomponensű, nedvességre keményedő poliuretán oldószermentes ragasztó kémiai szerkezete rövid láncú poliészter vagy poliéter izocianát végcsoportokat tartalmaz. Az izocianát csoport (-NCO) reakcióba lép a környezet nedvességével, és CO2 szabadul fel a térhálósodáshoz.
Az egykomponensű ragasztók hátrányainak kiküszöbölésére kétkomponensű poliuretán oldószermentes ragasztókat fejlesztettek ki. A kezdeti tapadástól és gőzállóságtól függően a kétkomponensű poliuretán oldószermentes ragasztók a második és harmadik generációba sorolhatók.
A második generációs oldószermentes ragasztót először az 1980-as évek elején alkalmazták kompozit csomagolóanyagokra.
A harmadik generációs oldószermentes ragasztó legyőzte a második generáció hátrányait. Kiváló kezdeti tapadást, alacsony viszkozitást, alacsony üzemi hőmérsékletet és a kompozit aljzatokra vonatkozó korlátozások nélküli tulajdonságokat kínál. Megoldja a második generációs ragasztó tapadását az EVA és a Nylon hőszigeteléshez. Megoldódtak az olyan problémák, mint a ráncok vagy az erősen védőrétegek könnyű lehámlása. Alkalmas különféle műanyag fóliák és fóliák összeállítására, csökkentve a szabad diizocianátok tartalmát. A kompozit fólia teljesítménye kiváló, emellett a ragasztó tapadási szilárdsága és hőállósága is javult. Az alumínium-műanyag kompozit fóliatermékek kibírhatják a magas hőmérsékletű főzést.
A harmadik generációs termékek főbb jellemzői a következők: (1) Ellenkatalitikus rendszer alkalmazása. (2) A ragasztó viszkozitásának csökkentése, a ragasztó nedvesítési tulajdonságainak javítása a film felületén és a bevonat diszperziós teljesítményének javítása. Ez nemcsak az oldószermentes ragasztó kompozit termékek minőségét javítja, hanem növeli a gyártás sebességét és hatékonyságát is.
Az oldószermentes poliuretán ragasztók fejlesztése közel 30 éves múltra tekint vissza. Termékei fokozatosan érettek, és a zöld és alacsony szén-dioxid-kibocsátású gazdaság összefüggésében Németországban, az Egyesült Államokban, Japánban és világszerte az oldószermentes ragasztókat kedvelik. A fejlett országokban, például Európában és az Egyesült Államokban az oldószermentes poliuretán ragasztók használata a 20 évvel ezelőtti 10%-ról napjainkra több mint felére emelkedett. Az első oldószermentes száraz kompozit gép 1977-es Japánban történő bemutatása óta, kevesebb, mint 20 év alatt, közel 100 oldószermentes kompozit készülékre fejlődött.
A kétkomponensű az izocianátcsoportokkal végződő prepolimerek A komponensként való felhasználását, a hidroxilcsoportokkal végződő hidroxilcsoportokat tartalmazó prepolimerek B komponensként való felhasználását jelenti. Ezek uretánképződési reakciókon mennek keresztül, uretán-metakrilát keletkezik, amely a reakció első lépésének tekinthető. A láncon túl nagy molekulatömegű izocianátcsoportok nedvességgel reagálva karbamidot termelnek, ami a reakció második lépésének tekinthető. Az egész adhezív polimerizációs reakció nagyon összetett, általában a fent említett két reakciónak tekintik. Ez segítheti és irányíthatja a kompozit gyártást. A reakció mechanizmusa a következő:
Kétkomponensű oldószermentes reakciómechanizmus Az oldószermentes poliuretán ragasztók piacának úttörőjeként a HanGao nemcsak a mai harmadik generációs univerzális oldószermentes ragasztótermékek terén jeleskedik, teljesíti és felülmúlja a nagy sebesség, a költségmegtakarítás és az alacsony ragasztók piaci követelményeit. energiafogyasztás és nulla kibocsátás; hanem folyamatosan újít, intelligens, gyorsan kötő oldószermentes ragasztókat fejleszt, amelyek megfelelnek a nemzetközi élelmiszer-biztonsági előírásoknak, például az FDA-nak, hibrid oldószermentes ragasztókat akár 500 méter/perc futási sebességgel, valamint egyszerű oldószermentes ragasztókat az alacsony viszkozitás szobahőmérsékletű alkalmazások. Ezek az innovációk megoldásokat kínálnak a folyamatosan változó oldószermentes ragasztópiac számára.
A laminálógépek sebességének folyamatos növekedése miatt, ami megnehezíti az általános célú ragasztók alkalmazkodását a kötési sebességhez, a HanGao kutatási eredményeinek és gazdag tapasztalatainak köszönhetően megjelent az ultraibolya sugárzásra kikeményedő oldószermentes ragasztók negyedik generációja. A jelenleg használt kationos térhálósító termékek főként savkatalizált epoxi rendszerek. Ultraibolya besugárzás hatására a ragasztó fotoiniciátora lebomlik, megindítva az epoxi szegmens polimerizációját, és háromdimenziós térhálós epoxigyanta szerkezet jön létre. A megfelelő ultraibolya generátorral ez a ragasztó gyorsan laminálhat poliészter fóliákat, és percek és egy óra alatt nagy kötési szilárdságot érhet el, megkönnyítve a későbbi feldolgozást.
III. Oldószermentes kompozit berendezések jellemzői
Az oldószer alapú és az oldószermentes kompozit berendezések több szempontból is különböznek egymástól. Egyrészt eltérőek az oldószermentes kompozit berendezések bevonatrendszerei és ragasztóellátó rendszerei. Másrészt az oldószermentes kompozit berendezések nem rendelkeznek szárítási úttal, kompakt szerkezetűek, alacsony energiafogyasztásúak, alacsony zajszinttel és kis helyigénnyel rendelkeznek.
Oldószermentes kompozit berendezések felépítése és sematikus diagramja: Az oldószer alapú kompozit berendezésekhez képest az oldószermentes kompozit berendezések a következő előnyökkel rendelkeznek: (1) Nincs szárítási út, alacsony energiafogyasztás. Az oldószeralapú kompozit gépek beépített szárítóút-kapacitása általában 150–250 kW, átlagos éves energiafogyasztásuk pedig 500–700 RMB. Gőzszárításnál sem elhanyagolható az energiafogyasztás. Az oldószermentes gépek teljes energiafogyasztása alacsonyabb, szárítási út nélkül. Az olaszországi Nordmeccanica információi szerint az oldószermentes gépek energiafogyasztása csaknem a huszadrésze az oldószer alapú gépeké. (2) Gyors laminálási sebesség. Az oldószermentes laminálás nem igényel szárítást, kiküszöböli a maradék oldószer korlátokat, ami nagy gyártási hatékonyságot eredményez, átlagosan 250 m/perc laminálási sebességgel. Maximum 600 m/perc sebességet érhet el, egy laminálógép pedig két nyomdagép gyártását is kielégíti. (3) Magas fokú automatizálás. Az oldószermentes laminálógépek speciális berendezést használnak az automatikus ragasztóadagoláshoz, az A és B komponensek arányának automatikus szabályozásához, valamint az automatikus hőmérsékletszabályozáshoz. A bevonat mennyisége online állítható, a berendezés kompakt, így munkaerőt takarít meg. A Liofol laboratóriumai ipari méretű oldószermentes laminálógépekkel rendelkeznek az anyagok és oldószermentes ragasztórendszerek valós tesztelésére, optimális formulák és testreszabott megoldások kidolgozására a különböző alkalmazási területekre.
IV. Az oldószermentes kompozit eljárás kulcspontjai
Jelenleg az oldószermentes lamináláshoz általánosan használt szubsztrátumok közé tartozik a BOPP, PET, OPA, VMCPP, VMPET, CPP, PE, alumínium fólia stb. Általában a merev és jól bevonó anyagok (PET, BOPP, OPA, VMPET, stb.) fő letekercselési helyzetbe, míg a nyújtható anyagok (PE, CPP, VMCPP stb.) másodlagos letekercselési helyzetbe kerülnek. Ez azonban nem rögzített, és rugalmasan választható a tényleges gyártási feltételek alapján. Például, ha a nyomdafóliát alumínium bevonatú anyagokkal laminálják, a laminálás minőségének és gyártási hatékonyságának biztosítása érdekében az alumínium bevonatú anyagokat a fő letekercselési helyzetbe lehet helyezni.
Az oldószermentes ragasztók közé elsősorban az egykomponensű nedvességre keményedő ragasztók, a kétkomponensű hidegbevonatú oldószermentes ragasztók, a kétkomponensű fordított hőbevonatú oldószermentes ragasztók és az UV-sugárzásra keményedő ragasztók tartoznak. A ragasztó kiválasztásakor több tényezőt is figyelembe kell venni, például a csomagolás tartalmának típusát és a felhasznált filmanyag típusát. Ha a nyomdafesték érintkezik a ragasztóval, akkor a kettő kompatibilitását is figyelembe kell venni. Ezen túlmenően, olyan tényezők, mint a lehúzási szilárdság követelményei és a hőhegesztés feltételei, jelentős hatással vannak a ragasztó kiválasztására.
Két szempontot is figyelembe kell venni: először is, az MDI-típusú izocianát vegyületek fokozatosan átvándorolnak a belső filmen, és a nedvességgel reagálva egy polikarbamid hőszigetelő réteget képeznek, ami befolyásolja a csomagolótasakok hőzárási minőségét. Ez a probléma nagyobb valószínűséggel fordul elő kétkomponensű ragasztók használatakor, különösen, ha a polietilén fólia minősége rossz, vagy ha a ragasztó kiválasztása nem megfelelő. Másodszor, ha nagy mennyiségű csúsztatószert tartalmazó fóliát használnak, a csúszóanyagoknak a ragasztórétegbe való vándorlása olyan problémákhoz vezethet, mint például a gyenge leválási szilárdság, a rossz hőzárás és a megnövekedett súrlódási együttható, ami befolyásolja a csomagolási gyártósor működőképességét. Ezért az ilyen fóliák laminálásakor elengedhetetlen a megfelelő ragasztó kiválasztása.
V. Az oldószermentes ragasztók kilátásai és kilátásai
Több évtizedes fejlesztés és alkalmazás után az oldószer- és oldószermentes kompozit technológiák kiforrottak. Oldószermentes ragasztók használata laminált fóliákhoz csökkentheti az energiafogyasztást, növelheti a termelés hatékonyságát, javíthatja a termék minőségét és csökkentheti az általános gyártási költségeket. Az oldószermentes laminátumok az oldószerek hiánya miatt hozzájárulnak a környezetvédelemhez és a tiszta termeléshez, biztosítva, hogy az élelmiszer- és gyógyszercsomagolások laminálása szennyeződésmentes legyen.
A kompozit termékek minőségére, az élelmiszer-biztonsági és -higiéniai tudatosságra, valamint az energiatakarékosság és a környezetvédelem erősödésével egyre nagyobb hangsúlyt fektetve az oldószermentes laminálás várhatóan nagyobb figyelmet kap a kompozit csomagolóipar szakemberei részéről. Az országban meglévő oldószermentes kompozit berendezések demonstrációként működő sikeres működése felgyorsítja a rugalmas csomagolóipar átalakulását az oldószer alapúról az oldószermentes laminálásra. Mivel a filmiparban dolgozó vállalatok hajlandóak megérteni, kutatni és használni az oldószermentes laminálást, valamint az élelmiszer- és gyógyszeripar energiatakarékossági és károsanyag-kibocsátás-csökkentési politikáinak előmozdítását, az oldószermentes laminálás várhatóan erőteljes fejlődésen megy keresztül. , amely a kínai filmipar fő laminálási módszerévé vált.