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复合软包装用胶粘剂应具备的基本性能
2012-06-09 19:37:54   作者:   来源:   评论:0 点击:

  据行业协会不完全统计,目前在我国,仅以塑料薄膜为基础材料来生产软性复合包装材料的企业,已超过2500家。这么多的复合材料制造企业,都面临着如何选择原辅材料才能达到自身产品质优价廉的问题。要制造复合软包装材料,其中一个必不可少的原材料是胶粘剂。目前复合包装材料的主要用途是食品、药品包装,本文围绕食品药品包装这个主题来谈如何选择胶粘剂这个问题。

  一、复合软包装用胶粘剂应具备的基本性能

  1、应用的广泛性。复合软包装材料一定是用各种塑料薄膜,如PE、PP、PET、OPA、PT,或纸或铝箔等,用胶粘剂将它们粘接成统一整体的一种功能性材料。不同的基材具有不同的特性,要把不同性能的基材牢牢地粘接起来,不是随便用什么胶都能达到要求的。当然,胶粘剂的品种很多,但能同时将各种不同性能的塑料、金属、纸张都牢固地粘接起来的却不多,再加上其它条件(主要是卫生安全条件)的限制,目前世界上允许使用又能达到这一目的的胶粘剂只有二大类:一类是用马来酸酐改性的聚丙烯或用丙烯酸或其酯与乙烯共聚的共聚体,它属于塑料类。另一类是聚氨酯胶粘剂,它属于树脂类,而其它众多的胶粘剂都没有被许可。这在美国FDA规范和我国的GB9683《复合食品包装袋卫生标准》和GB9685《食品容器、包装材料用助剂使用卫生标准》中都有明确的规定。目前世界上几乎100%采用聚氨酯胶粘剂作为干式复合用胶粘剂来制造食品、药品包装材料。

  2、柔软性复合软包装材料的优点是轻、软、强度高、携带方便。因此,如果胶膜硬而脆,不可弯曲,不可折叠,那就不行,胶膜必须柔软。所以像环氧树脂那样硬而脆的胶,在软包装上就无用武之地。

  3、耐温性是指耐高温性和耐低温性都要好。因为作为食品包装材料,当它包装了内容物后,有的要经过巴氏杀菌或100℃煮沸杀菌,甚至更高要求的高温(121℃)蒸煮或超高温(145℃)蒸煮,这就要求胶粘剂本身要有抗高温的性能,不能在高温下熔化或软化而产生离层脱胶的现象。另外,有些却要在18℃低温冷冻或0~5℃下冷藏,甚至在更低的40℃温度下深度冷冻。同样,胶粘剂不能只耐高温而不耐低温,若在低温下要发硬、发脆(如丙烯酸类、橡胶类),包装袋就要破裂,包装就失败,这也是不允许的。所以,软性复合包装材料用的胶粘剂,就要同时具备耐高温和耐低温的优良性能。聚氨酯胶粘剂的耐温幅度是最大的,低温可到190℃,高温可到150℃。

  4、功能性是指粘接性以外的特殊性能。因为食品、药品或化妆品、日用品是多种多样的,成分复杂,酸、碱、辣、咸、油、酒、表面活性剂和芳香类物质都会碰到,近年发展起来的农药包装、化学品包装,就更有腐蚀性很强的有机溶剂(甲苯、二甲苯、DMF、环已酮、丙酮、乙醇、异丙醇、甲醇,甚至冰醋酸、丙酸或氢氟酸)。塑料薄膜,特别是PE、PP,其抗介质侵腐能力是很强的,面对强酸强碱或强极性有机溶剂,都不受破坏。但若胶粘剂不能低抗这些介质的侵蚀,就会造成装入这些内容物后,包装材料出现离层脱胶,包装也就失败。因此,真正优秀的胶粘剂,除了1、2、3点性能外,还需具有抗各种介质侵蚀的功能性。

  5、操作性胶粘剂要通过配胶、涂胶、干燥、复合、熟化这几个操作程序,才能完成制造复合材料的工艺过程。在这里有一个操作性的综合表现问题,具体讲就是配胶容易、胶液稳定性好、粘度稳定、浸润性能好、涂胶均匀、转移性好、上胶量易干控制、快干、溶剂释放能力高、残留溶剂少,初粘力大而不易产生皱纹隧道。当然,在外观质量上胶液要均匀一致

  、颜色要浅、胶液抗冻,在低温下流动性好,无机械杂质。

  6、粘力持久性复合物在相当长的时期内,粘接牢度(即剥离力)都要保持在较高的水平上,不能在一周内很高,二周后降低,二、三个月后变成不合格。5年以前,绝大部分国产胶都存在着剥离力要随时间的推移而逐步衰退的现象,随着功能性胶粘剂的出现和使用,已在理论和实践上解决了这一难题,目前,只要选用功能性胶,就不会再有这个后顾之忧了。

  7、卫生安全性。这是十分重要却恰恰不被重视的问题。食品是维持生命、延续生存不可缺少的东西,我们一日三餐,天天如此,年年如此,而药品是医治疾病、恢复健康的必需品。在现代社会里,人们把健康看成第一重要,只有健康,生命才是健全的、生活才是快乐的。所以,如果因为包装材料中的胶粘剂不够卫生安全,含对人体健康有害的成分,渗透到被包装的内容物中去,污染了食品或药品,就要危害人体健康,这样的包装材料就会与维持生命和医治疾病的目的背道而弛。包装材料的卫生安全问题、世界上所有国家都有严格的规定和大力的监控,卫生部、卫生监督检验所、预防医学研究院、海关、工商等部门,都有专门的人员从事这一工作。

  我国加入WTO后,各行各业都说要与国际接轨,要按照国际通行的游戏规则办事。人家可以打进来,我们也可以打出去,大家机会均等,同一条起跑线上竞争。但是,要真正做到与国际接轨,不是那么简单!据外贸部和卫生部透露,今年上半年,我国出口的蔬菜、水果、水产海产品和加工食品,已有近60%因为卫生安全性不合格而被查处,不准上岸入关,经济损失之大不言而喻,更不可估量的是对中国产品质量、卫生安全的信誉打击太大。据说,这些卫生问题是由于农药残留、化肥污染、饲料中的激素、食品添加剂和包装材料中的有害成分对内容物的污染造成的,因此,农业部、外贸部正在采取紧急措施,狠抓食品卫生,提倡绿色农业和安全食品,我们搞包装材料的单位,也应积极配合,做好工作,提高包装材料的卫生安全性能,为出口产品保驾护航。

  二、国内生产胶粘剂和使用胶粘剂的情况

  我国自1984年自力更生建造第一套生产食品包装用聚氨酯胶粘剂以来,特别是自90年代后,生产胶粘剂的厂家如雨后春笋,发展迅速,至今,据专业委员会的不完全统计,数量在300家左右,包括单组份压敏胶在内的总的生产能力每年近10万吨。在如此众多的生产厂家中,真正引进技术的只有北京化工研究院一家,而另外几个号称引进技术、合姿生产都是出于广告目的。所有这些厂家中,真正拥有自主知识产权、具备开发研究能力的很少,数量不会超过10家,而98%以上的厂家都是用特殊的方式得到特定的技术后,依葫芦画瓢进行生产。

  因此,他们的产品往往会出现品种单一、质量不稳定的问题,特别是由于基础知识不够扎实,在他们所写的文章里、产品说明书中或交流发言时,常常会闹出一些在内行人看来是低级错误的东西来,而在他们向复合包装材料制造厂推销产品时,却说“我们的质量跟某某公司的完全一样”或“我们的技术跟某某公司的完全一样”,这从一个侧面反映出了这些单位的技术水平!同样,我国自80年代初发展现代复合软包装材料工业以来,彩印复合材料的制造厂也迅猛发展,至今为止,已超过2500家,每年要使用3~4万吨的胶粘剂去制造复合包装材料。在要用的数量这么多的胶粘剂中,90%左右由国内生产供应,另外10%左右的特殊规格品才由国外厂商提供。从上述的生产能力与消耗能力对比来看,国内胶粘剂已形成了供远远大于求的格局,造成了胶粘剂生产厂家开工不足、产品库存积压,进而采用压价销售、抢占市场的恶性循环现象,也不可避免地出现一些不惜降低产品质量水平、以次充好的负面问题。

  三、怎样选择胶粘剂

  由于出现了供已远远大于求的实际情况,使彩印复合包装材料制造厂眼花缭乱,面对众多供应商的上门推销,不知如何是好。不少素质较高的复合材料制造厂说:面对那么多自我压价的推销,既看不懂,又不敢相信,进而产生怀疑,是否还有一分价钱一分货的准则呢?作为彩印复合包装材料制造厂,不管选择什么原辅材料,最简单的原则是价廉物美,要用最少的支出换回最多最好的物品。

  目前,胶粘剂已供大于求,已由十年前的卖方市场变为今天的买方市场,早就出现价廉现象,相同性能、相同型号的产品,几年前的销售价格是240万元/T,而现在已降到2万元/T。面对这种情况,就要看物美的内涵。因此,在价廉的情况下,如何挑选物美的胶粘剂呢?从开发、研究、生产和销售胶粘剂的专业角度出发,提出以下几点意见供大家参考:

  1、首先要考虑胶粘剂生产供应商对食品、药品包装用胶粘剂掌握了多少专业的基础知识?

  有多强的研究、开发能力?他拥有多少自主的知识产权?万基洋参的广告词中有"懂得越多、做得越好"这句话,寓意非常深刻。前一段时间,我国学术界、科研界、产业界都存在着不同程度的浮躁、浮夸和弄虚作假现象,商场上更加严重。这股不正之风,已引起有识之士的忧虑,他们呼吁要诚信、要科学、要打假!因此,我们选择胶粘剂不能只听介绍,而要注意它的实质。

  2、从上面所讲的胶粘剂应具备的基本性能来看,有些是严格的、主要的,有些则是可松可紧的,在选择胶粘剂时就要抓住关键的东西。当然,七个性能都很好的胶是最好的胶。所谓严格的、主要的,是指粘接性和卫生安全性,所谓可松可紧的,是指其它几项指标。从使用的角度来看,最直观、最容易觉察到的就是能不能将各种不同性能的基材都粘起来。粘好后,它的剥离力又有多大,它的耐久性又如何。如果这个最基本的性能都没有,或粘接牢度不高,那这种胶粘剂就不是好的胶粘剂。一种好的胶粘剂,不仅能同时粘接各种材料,粘接牢度高,而且持续粘接牢度也很好、抗性也很好。

  有些胶在持续粘接牢度上会有缺点,复合物的剥离力会随时间长短不断下降,但往往不易为使用者觉察到。这就需要用胶单位对胶粘剂进行跟踪,建立技术档案,将各种胶进行比较和分类。对于卫生安全性这个问题,过去还没有引起大家的充分重视,也有一些人还不知道有这回事,另外一些是基于得过且过或随大流的想法。胶粘剂的生产商供应商,在推销产品时,都能提供卫生检测的资料或卫生许可证,但有一些存在着资质不够格或数据不够全的问题,例如,有些只能提供某地基层卫生防疫站或食品卫生监督检验所的检测资料或卫生许可批件,而不是按规定提供省市级有关部门出具的资料、批件,还有一些只提供做了LD50后说该胶属实际无毒级物质、同意正式生产的批件,却没有写明LD50的具体数字。另外,仅凭LD5只能表明它的急性毒性状况,而不能表明更深层次(慢性、隐性、遗传)的毒性状况。所以,选用胶粘剂时,最好多个心眼,要挑选由省市级单位做过系统的、全面的毒理学安全性评价又被批准正式生产销售的胶粘剂。

  3、目前我国胶粘剂的现状。全国生产胶粘剂的厂有三百家左右,总体上看,世界上常用品种,我国都能生产,特别是几家历史比较悠久、技术力量比较雄厚、开发研究能力较强的单位,既可提供普通型的,也可提供专用型的和功能性的,还可提供特殊型的,基本上可满足各个档次的要求。但是,也还有少数的产品存在这样或那样的问题,在此列举出来,供选择胶粘剂时注意:

  ①外观质量较差,胶液颜色很深。这对透明包装来说多少有些影响。正常的胶液,应当几乎是无色或只有一点淡淡的浅黄色,绝对不应该深黄、咖啡、酱油颜色。造成颜色深的原因有二个:一个是原材料不合格,另一个是工艺设备不过关。颜色太深了,说明胶液中的杂质太多,总体质量就可能有问题。

  ②固体含量偏低。有时是主剂的固体含量不合格,标明75%的,实测只有70%,标明50%的,实测只有42%~45%;有时是固体剂的固体含量不合格,应该是75%,实测只有71%~72%。固化剂不合格比主剂不合格的不良影响更大,因为它会造成配比失调、胶膜不固化、始终发粘,因此,剥离力低,耐热性差,抗生不好。固体含量是应该有标准的,但有±2%的许可范围,只控制下限,永远负公差,就有故意之嫌了!说到胶液的固体含量,有一个检测方法不同而得到结果也不同的问题。在一次全国性的技术交流大会上,有家公司介绍说,他的产品固体含量检测方法是,先取一块小面积的膜去称重(设为W1),然后取少量胶液样品载在其上面,拿去第二次称重(设为W2),所取样品的重量为W2-W1,称完后再放入到70~75℃的烘箱中去烘干30min,再拿出来第三次称重(设为W3),烘干后的样品干基重量为W3-W1,按NV%=W3-W1/W2-W1×100就可计算出该胶的固体含量(NV%)。我认为这是不妥的。

  因为首先,对固体含量(又称不挥发物含量)的测定,国家有一个标准的检测方法,那就是GB/T27931995,任何人都必须采用这个统一的检测方法,才会有公平、公正、合理、准确可言,否则就要乱套。第二,按他这种方法检验,会因各人操作速度的快慢、熟练程度的不同,造成结果值与实际值有很大的偏差,检验结果值为50%的,实际上远低于50%,同样,检验结果值为75%的,实际上也远低于75%。这是因为:

  ①在取样称出了样品重量那一刻的样品固体含量已高于原装桶内胶液的固体含量。原因是在取样的同时,就不可避免地会有溶剂在连续挥发,气温高、操作速度慢,就挥发得多。由于称取的样品少,计算固体含量时的分母(W2-W1)小,稍微一点偏差都会对结果值影响较大,所以,这种开放式取样称样的方法是不准确的,其检测的结果值一定会比真正的实际值高。

  ②在70℃--75℃下烘干30min的干燥条件,远不能将胶液中的溶剂彻底烘干,因为胶液中的溶剂是醋酸乙酯,其沸点是77.1℃,当胶液层较厚时,在70℃-75℃下烘30min根本无法把醋酸乙酯全部赶光,结果在第三次称重时,还残留不少溶剂被误计在干基胶的重量上,造成固体含量的虚高。如果用这种方法检测,真正的固体含量要偏高5%以上,无形中就会损害使用该胶者的实际利益。驱使一些单位做成固体含量偏低的根本原因是为了降低成本,增加利润。据估算,因固体含量偏低3%~4%,每吨成本就可低一千多元,但对用户来说就多付出一千多元。

  ③溶剂不纯。这是为降低成本采用了回收的醋酸乙酯或故意用甲苯代替部分醋酸乙酯造成的。因为供过于求,为了销售出去,便在原材料成本上动脑筋,用便宜的回收乙酯或用一部分价格便宜的甲苯代替价格高的醋酸乙酯。经核算可知:仅在溶剂上采用这种办法,每吨胶可便宜700~800元,但对使用者、对消费者就会带来不良影响,会在残留溶剂、异味和卫生安全性上有潜在危害。

  ④包装重量不达标。一般情况下,主剂是20kG/桶,50桶为1T。但有些生产胶的单位利用购买者只点桶数不去校秤的心理和做法,在灌装胶粘剂时短斤缺两。曾经有个使用胶粘剂的单位做过一次对比,把二个供应商提供的胶,在固体含量和包装净重上全部检查,结果发现其中一个供应商的产品,不仅在固体含量上偏低4%~5%,而且包装净重量也偏低,每桶只有19kG,1T就要缺少50kG,两个项目造成的损失超过2000。所以,提醒各用胶单位,在进货时,若不全面校秤,也应抽样检查,看看是否货真价实。

  ⑤质量不稳定。据了解,不少新近投产推销胶粘剂的单位,在向用户提供样品时,质量还不错,可以得到认可。但由于技术力量薄弱,又要低价销售,就往往会在原料采购上多考虑价格便宜的产品,结果造成胶粘剂质量的多变性,再加上工艺控制不合理,生产工人的经验不足,诀窍还不过关,就会产生每批产品在外观色泽上、胶液粘度上,特别是内在质量上有较大差异,会造成用胶单位每进一批货后都提心吊胆,怕用下去后要出问题,做好的复合袋出去了也怕用户投诉索赔,思想负担和压力很大。另外还有个别厂家把自己生产的普通胶与进口的高档胶掺和混合,然后宣称是自己生产的高档产品,用低价去占领市场,这是很可悲的!因此,用胶单位要通过调查去选用质量长期稳定可靠的胶粘剂。

  ⑥宣传误导。现在有些生产胶粘剂的单位,在其产品介绍上,在其宣传资料上,往往用虚假的成分去误导用户。二年前,拜读过一偏文章,说他的胶粘剂可以制造耐180℃高温蒸煮的蒸煮袋!最近,又看到一些资料,把压敏胶所具有的性能引入到双组份聚氨酯胶粘剂里来,所以,这种胶表现出很强的单组份压敏胶的特性,复合时基材的表面张力要求不是很严格,稍低一点也能粘牢,对真空镀铝膜的复合也有较好的效果,一般不会产生铝层转移,且剥离力还较高。但胶膜始终不交联固化,始终表现出粘性,像压敏胶一样,二三个月后剥离力降低,耐性很差。还有部分资料在宣传无苯油墨和醇溶性胶粘剂时,不适当地把醋酸乙酯也列入有害有毒物质的范畴,过分夸大醇溶性胶的优点,这是值得大家探讨的。最近有资料报导说,乙醇被人体吸收后会在酶的作用下氧化成乙醛,而乙醛和甲醛一样是一种致癌物质。所以,并非醇溶就绝对安全。

  ⑦卫生安全性检测项目欠全前面已经讲过,卫生安全性问题很重要,但又还没有引起大家的足够重视。一方面是用胶单位还没有把它看成与价格、粘接牢度、耐性那么同等重要,认为可有可无,没有人来查、没有出乱子,能过得去就行。另一方面是胶粘剂的生产商和供应商也没有把它当作主要技术指标来抓,认为反正大家都在生产,都在销售,我当然也可以。

  我国不少胶粘剂生产销售商和代理进口胶的供应商,只做过LD50的单项检测,而没有再进行更全面、更严格的"毒理学安全性评价"检测。严格地讲,仅做LD50一个项目是不够的,因为它只是急性毒性的表面现象,不知道潜在的、隐性的和累积性的危害程度如何,只知道在多少剂量时会有50%的受试动物要发生死亡,然后按LD50的数字参照急性毒性剂量分级去确定毒性的程度。我国对物质的毒性程度一共分为六级:若要更全面、更严格,若要知道它有没有潜在的危害,则要做第二阶段的毒理学安全性试验,要从遗传学、变异学、生化学、组织学、血液学、器脏检验、食物吸入量、食物转化率、生长曲线等项目上检查,全部都没有问题时才可更放心使用,才称得上是安全胶、放心胶!在上面提到的七个问题中,固体含量偏低和包装重量不达标,仅仅会造成使用胶粘剂的成本提高,而假如卫生安全性不合格,就会伤害广大消费者的身体健康,这是十分严重的问题。

  食品厂、药品厂在选用包装材料时,一定要严格审查制造包装材料的原辅材料(也就是您的供应商提供的材料)是否符合安全卫生要求,这才是对人民、对社会负责的态度。

  四、建议

  1、建议所有生产、销售胶粘剂的单位,以对消费者负责的态度,严格遵守有关包装材料卫生安全的规定,在原料选购、产品配方、工艺控制上全面严格把关,以便做到生产放心胶、销售放心胶,让大家使用放心胶。

  2、生产和销售胶粘剂的单位要把精力放在提高产品质量、开发新的品种、适应新的要求上来,不要搞抄袭、重复,不要在以次充好、以假乱真上动脑筋,不要在降价销售上搞竞争,而应该在优质、服务和技术支持上下功夫,使行业水平得到整体提高。

  3、所有用胶单位,要建立原料进库的检测手段,对购进的胶粘剂按其产品说明书的内容指标进行分析检验,合格的才进库,才允许使用,不要等到出了问题后再去检验,以免造成不必要的损失。

  4、要对症下药,根据所用的基材、最终要包装的物品、包装后要经过的加工工序条件来确定挑选哪个牌子、哪种型号、具有哪些特性的胶。普通塑/塑复合的就选用价格便宜的普通胶,铝/塑或镀铝膜复合的就选用铝箔专用胶,抗酸辣介质的就选用功能性胶,耐121℃以上高温的就选用蒸煮胶,农药包装的就要用农药胶。在采购时不要一味追求便宜,还是要坚持一分价钱一分货的准则。当然,高档胶完全可以用在中、低档产品上,但有大材小用和成本太高的问题,而低档胶虽然成本较低,但不能用在中、高档产品上。因此,必须以性价比为原则,选择使用、对症下药。

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