وضعیت توسعه و آینده چسب های بدون حلال برای بسته بندی انعطاف پذیر

I. چسب های بدون حلال

HanGao آزمایشگاه های اختصاصی Liofol را در بازارهای بزرگ جهانی ایجاد کرده است تا عملکرد محصول را تضمین و بهبود بخشد و به طور مداوم فناوری های کامپوزیت و پوشش را بهبود بخشد. پیشرفت های تکنولوژیکی قابل توجه در پلی اورتان واکنش پذیر در آزمایشگاه های Liofol منجر به توسعه چسب های بدون حلال شده است.

چسب های بدون حلال، چسب های واقعا سازگار با محیط زیست با ویژگی های برجسته هستند: (1) هیچ حلالی استفاده نمی شود. چسب های بدون حلال، با 100% محتوای مواد مؤثر، با استفاده از سیستم های پوششی مختلف بدون حلال اعمال می شوند. بنابراین، هیچ تبخیر حلال در طول کل فرآیند کامپوزیت، هیچ باقیمانده حلال در محصولات کامپوزیت، رعایت الزامات ایمنی مواد غذایی، بدون انتشار، و مطابق با استانداردهای کاهش انتشار و حفاظت از محیط زیست وجود ندارد. (2) به عنوان کالاهای خطرناک قابل اشتعال یا مواد منفجره طبقه بندی نشده اند. آنها ایمن هستند، بدون خطر آتش سوزی یا انفجار، نیاز به اقدامات پیشگیری از انفجار برای حلال ها را از بین می برند. چسب های بدون حلال کالاهای خطرناک قابل اشتعال یا انفجاری نیستند و در حمل و نقل و ذخیره سازی نیازی به ملاحظات انفجار ندارند. علاوه بر این، چسب‌های بدون حلال دارای 100% محتوای جامد هستند و در مقایسه با چسب‌های مبتنی بر حلال، به فضای ذخیره‌سازی کمتری نیاز دارند، که باید به دلیل محتوای حلال، قابلیت اشتعال و انفجار را در نظر گرفت. (3) مقدار پوشش کمتر به دلیل ویژگی های جریان سرد بهتر چسب های بدون حلال، مقدار پوشش معمولاً بین 0.8 تا 2.5 گرم بر متر مربع است. برای مواد خاص مانند کاغذ، مقدار پوشش می تواند به 4 گرم در متر مربع برسد. در مقابل، چسب های مبتنی بر حلال معمولاً دارای مقدار پوشش 2.0 تا 4.5 گرم بر متر مربع هستند. این مزیت هزینه چسب های بدون حلال را برجسته می کند. (4) چسب های بدون حلال با وزن مولکولی نسبتا کم وزن مولکولی بسیار کمتری در مقایسه با چسب های مبتنی بر حلال در همان سطح دارند. این امر به چسب اجازه می دهد تا بدون نیاز به دخالت حلال در دماهای مناسب خاص، به سطح بستر نفوذ، انتشار و نفوذ کند.

II. انواع و تاریخچه توسعه چسب های پلی اورتان بدون حلال

تکنولوژی، تجهیزات و چسب های کامپوزیت بدون حلال در دهه 1970 توسعه یافتند و از نسل اول تا نسل سوم تکامل یافتند.

چسب بدون حلال نسل اول یک چسب مرطوب کننده تک جزئی است. ساختار شیمیایی چسب بدون حلال پلی یورتان مرطوب کننده تک جزئی حاوی گروه های انتهایی ایزوسیانات با زنجیره کوتاه پلی استر یا پلی اتر است. گروه ایزوسیانات (-NCO) با رطوبت موجود در محیط واکنش می دهد و CO2 را برای پخت آزاد می کند.

برای غلبه بر معایب چسب های تک جزئی، چسب های دو جزئی پلی یورتان بدون حلال ساخته شدند. بسته به چسبندگی اولیه و مقاومت بخار، چسب های پلی اورتان دو جزئی بدون حلال را می توان به نسل های دوم و سوم طبقه بندی کرد.

نسل دوم چسب بدون حلال برای اولین بار در اوایل دهه 1980 روی مواد بسته بندی کامپوزیت اعمال شد.

چسب بدون حلال نسل سوم بر معایب نسل دوم غلبه کرد. دارای چسبندگی اولیه بالا، ویسکوزیته کم، دمای عملیاتی پایین و بدون محدودیت در بسترهای کامپوزیت است. مشکلات چسبندگی چسب نسل دوم به آب بندی حرارتی EVA و نایلون را حل می کند. مسائلی مانند چین و چروک یا لایه برداری آسان فیلم های بسیار مانع حل شده است. برای کامپوزیت فیلم ها و فویل های پلاستیکی مختلف مناسب است و محتوای دی ایزوسیانات های آزاد را کاهش می دهد. عملکرد فیلم کامپوزیت عالی است و مقاومت چسبندگی و مقاومت حرارتی چسب نیز بهبود یافته است. محصولات کامپوزیت آلومینیوم-پلاستیک ممکن است عملکرد پخت و پز در دمای بالا را داشته باشند.

ویژگی های اصلی محصولات نسل سوم به شرح زیر است: (1) اتخاذ یک سیستم ضد کاتالیزوری. (2) کاهش ویسکوزیته چسب، بهبود خواص مرطوب کنندگی چسب بر روی سطح فیلم و افزایش عملکرد پراکندگی پوشش. این نه تنها کیفیت محصولات کامپوزیت چسب بدون حلال را بهبود می بخشد بلکه سرعت و کارایی تولید را نیز افزایش می دهد.

توسعه چسب پلی اورتان بدون حلال سابقه ای نزدیک به 30 سال دارد. محصولات آن به تدریج بالغ شده اند و در چارچوب اقتصاد سبز و کم کربن، چسب های بدون حلال در آلمان، ایالات متحده، ژاپن و در سراسر جهان مورد علاقه قرار می گیرند. در کشورهای توسعه یافته مانند اروپا و ایالات متحده، استفاده از چسب های پلی یورتان بدون حلال از 10 درصد در 20 سال پیش به بیش از نیمی از امروز افزایش یافته است. از زمان معرفی اولین دستگاه کامپوزیت خشک بدون حلال در ژاپن در سال 1977، در کمتر از 20 سال، نزدیک به 100 دستگاه کامپوزیت بدون حلال را توسعه داد.

دو جزئی به استفاده از پیش پلیمرهای پایان یافته با گروه های ایزوسیانات به عنوان جزء A و پیش پلیمرهای حاوی گروه های هیدروکسیل پایان یافته با گروه های هیدروکسیل به عنوان جزء B اشاره دارد. گروه های ایزوسیانات با وزن مولکولی زیاد روی زنجیره با رطوبت واکنش می دهند و اوره تولید می کنند که می توان آن را مرحله دوم واکنش در نظر گرفت. کل واکنش پلیمریزاسیون چسب بسیار پیچیده است، به طور کلی به عنوان دو واکنش ذکر شده در بالا در نظر گرفته می شود. این می تواند به تولید کامپوزیت کمک و هدایت کند. مکانیسم واکنش به شرح زیر است:

مکانیسم واکنش بدون حلال دو جزئی HanGao به عنوان یک پیشگام در بازار چسب های پلی یورتان بدون حلال، نه تنها در نسل سوم محصولات چسب جهانی بدون حلال امروزی برتر است، بلکه نیازهای بازار را برای سرعت بالا، صرفه جویی در هزینه و پایین برآورده می کند و از آن فراتر می رود. مصرف انرژی و آلایندگی صفر؛ اما همچنین به طور مداوم نوآوری می کند و چسب های بدون حلال سریع پخت هوشمند را توسعه می دهد که با مقررات بین المللی ایمنی مواد غذایی مانند FDA، چسب های هیبریدی بدون حلال با سرعت کار تا 500 متر در دقیقه، و چسب های ساده بدون حلال برای مواد کم مصرف مطابقت دارد. ویسکوزیته کاربردهای دمای اتاق این نوآوری ها راه حل هایی را برای بازار همیشه در حال تغییر چسب های بدون حلال ارائه می دهند.

با توجه به افزایش مداوم سرعت ماشین‌های لمینیت، و سازگاری چسب‌های همه‌منظوره با سرعت پخت را دشوار می‌کند، به لطف نتایج تحقیقات HanGao و تجربه غنی، چهارمین نسل از چسب‌های بدون حلال عمل آوری اشعه ماوراء بنفش پدید آمده است. محصولات پخت کاتیونی مورد استفاده در حال حاضر عمدتاً سیستم های اپوکسی کاتالیز شده با اسید هستند. تحت تابش اشعه ماوراء بنفش، آغازگر نوری چسب تجزیه می شود و پلیمریزاسیون بخش اپوکسی را آغاز می کند تا یک ساختار سه بعدی از رزین اپوکسی تشکیل شود. با مولد اشعه ماوراء بنفش مناسب، این چسب می تواند به سرعت فیلم های پلی استر را لمینیت کند و در عرض چند دقیقه تا یک ساعت به استحکام پیوند بالایی دست یابد و پردازش بعدی را تسهیل کند.

III. ویژگی های تجهیزات کامپوزیتی بدون حلال

تجهیزات کامپوزیت مبتنی بر حلال و بدون حلال از چندین جنبه متفاوت هستند. از یک طرف، سیستم های پوشش و سیستم های تامین چسب تجهیزات کامپوزیت بدون حلال متفاوت است. از سوی دیگر، تجهیزات کامپوزیت بدون حلال مسیر خشک کردن ندارند، ساختار فشرده، مصرف انرژی پایین، صدای کم و ردپای کمی دارند.

ساختار و نمودار شماتیک تجهیزات کامپوزیت بدون حلال: در مقایسه با تجهیزات کامپوزیت مبتنی بر حلال، تجهیزات کامپوزیت بدون حلال دارای مزایای زیر است: (1) بدون مسیر خشک کردن، مصرف انرژی کم. ماشین‌های کامپوزیت مبتنی بر حلال معمولاً ظرفیت مسیر خشک کردن نصب شده 150 تا 250 کیلو وات با میانگین مصرف برق سالانه 500،{8}} تا 700،{10}} RMB دارند. حتی با خشک کردن با بخار، مصرف انرژی قابل چشم پوشی نیست. مصرف برق کلی ماشین های بدون حلال کمتر است، بدون مسیر خشک کردن. طبق اطلاعات ارائه شده توسط Nordmeccanica در ایتالیا، مصرف انرژی ماشین‌های بدون حلال تقریباً یک بیستم انرژی ماشین‌های مبتنی بر حلال است. (2) سرعت لمینیت سریع. لمینیت بدون حلال نیازی به خشک کردن ندارد، محدودیت‌های حلال باقیمانده را حذف می‌کند و در نتیجه راندمان تولید بالا با سرعت متوسط ورقه‌کاری 250 متر در دقیقه است. حداکثر می تواند به 600 متر در دقیقه برسد و یک دستگاه لمینت می تواند تولید دو دستگاه چاپ را برآورده کند. (3) درجه بالایی از اتوماسیون. دستگاه های لمینیت بدون حلال از تجهیزات اختصاصی برای تغذیه خودکار چسب، کنترل خودکار نسبت اجزای A و B و کنترل خودکار دما استفاده می کنند. مقدار پوشش را می توان به صورت آنلاین تنظیم کرد و تجهیزات جمع و جور است و باعث صرفه جویی در کار می شود. آزمایشگاه‌های لیوفول دارای ماشین‌های لمینیت بدون حلال در مقیاس صنعتی برای آزمایش واقعی مواد و سیستم‌های چسب بدون حلال، توسعه فرمول‌بندی‌های بهینه و راه‌حل‌های سفارشی برای حوزه‌های کاربردی مختلف هستند.

IV. نکات کلیدی فرآیند کامپوزیت بدون حلال

در حال حاضر، بسترهای رایج مورد استفاده برای لمینیت بدون حلال عبارتند از BOPP، PET، OPA، VMCPP، VMPET، CPP، PE، فویل آلومینیوم و غیره. و غیره) در موقعیت باز شدن اصلی قرار می گیرند، در حالی که مواد قابل کشش (PE، CPP، VMCPP و غیره) در موقعیت باز شدن ثانویه قرار می گیرند. با این حال، این ثابت نیست و می توان بر اساس شرایط واقعی تولید به صورت انعطاف پذیر انتخاب شود. به عنوان مثال، هنگامی که فیلم چاپ با مواد آلومینیومی روکش شده لمینت می شود، برای اطمینان از کیفیت و راندمان تولید لمینیت، می توان مواد روکش آلومینیوم را در موقعیت باز شدن اصلی قرار داد.

چسب های بدون حلال عمدتاً شامل چسب های مرطوب کننده تک جزئی، چسب های بدون حلال با پوشش سرد دو جزئی، چسب های بدون حلال با پوشش حرارتی معکوس دو جزیی و چسب های کیورینگ UV می باشند. هنگام انتخاب چسب باید عوامل مختلفی را در نظر گرفت، مانند نوع محتویات بسته بندی و نوع مواد فیلم استفاده شده. اگر جوهر چاپ با چسب تماس پیدا کرد، باید سازگاری بین این دو را نیز در نظر گرفت. علاوه بر این، عواملی مانند الزامات استحکام لایه برداری و شرایط آب بندی حرارتی تأثیر قابل توجهی در انتخاب چسب دارند.

همچنین در نظر گرفتن دو موضوع ضروری است: اولاً، ترکیبات ایزوسیانات نوع MDI به تدریج از طریق لایه داخلی مهاجرت می کنند و با رطوبت واکنش می دهند و یک لایه آب بندی حرارتی پلی اوره تشکیل می دهند که بر کیفیت آب بندی حرارتی کیسه های بسته بندی تأثیر می گذارد. این موضوع در هنگام استفاده از چسب های دو جزئی بیشتر رخ می دهد، به خصوص اگر کیفیت فیلم پلی اتیلن ضعیف باشد یا انتخاب چسب نامناسب باشد. ثانیاً، هنگامی که از فیلم‌هایی با سطوح بالایی از عوامل لغزش استفاده می‌شود، مهاجرت عوامل لغزش به لایه چسب ممکن است منجر به مشکلاتی مانند استحکام پوستی ضعیف، آب‌بندی ضعیف حرارتی و افزایش ضریب اصطکاک شود که بر عملکرد خط تولید بسته‌بندی تأثیر می‌گذارد. بنابراین، هنگام لمینیت چنین فیلم هایی، انتخاب یک چسب مناسب ضروری است.

V. چشم انداز و چشم انداز چسب های بدون حلال

پس از دهه‌ها توسعه و کاربرد، فناوری‌های کامپوزیت بدون حلال و بدون حلال بالغ شده‌اند. استفاده از چسب های بدون حلال برای لمینیت فیلم ها می تواند مصرف انرژی را کاهش دهد، راندمان تولید را افزایش دهد، کیفیت محصول را بهبود بخشد و هزینه های کلی تولید را کاهش دهد. به دلیل عدم وجود حلال، ورقه ورقه های بدون حلال به حفاظت از محیط زیست و تولید تمیز کمک می کند و تضمین می کند که لمینت بسته بندی مواد غذایی و دارویی بدون آلودگی است.

با تاکید روزافزون بر کیفیت محصولات کامپوزیت، آگاهی از ایمنی و بهداشت مواد غذایی و تقویت صرفه جویی در مصرف انرژی و حفاظت از محیط زیست، انتظار می رود لمینیت بدون حلال بیشتر مورد توجه متخصصان صنعت بسته بندی کامپوزیت قرار گیرد. بهره برداری موفقیت آمیز از تجهیزات کامپوزیت بدون حلال موجود در کشور که به عنوان نمونه عمل می کند، تبدیل صنعت بسته بندی انعطاف پذیر از لمینیت مبتنی بر حلال به لمینیت بدون حلال را تسریع خواهد کرد. با تمایل شرکت‌های صنعت فیلم به درک، تحقیق و استفاده از لمینیت بدون حلال، همراه با ارتقای سیاست‌های صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش انتشار در صنایع غذایی و دارویی، انتظار می‌رود لمینیت بدون حلال توسعه‌ی شدیدی را تجربه کند. ، تبدیل شدن به روش اصلی لمینیت در صنعت فیلم در چین.