Status Pembangunan dan Masa Depan Pelekat Tanpa Pelarut untuk Pembungkusan Fleksibel
I. Pelekat Tanpa Pelarut
HanGao telah menubuhkan makmal Liofol khusus di pasaran global utama untuk memastikan dan meningkatkan prestasi produk, terus menambah baik teknologi komposit dan salutan. Kejayaan teknologi yang ketara pada poliuretana reaktif di makmal Liofol telah membawa kepada pembangunan pelekat bebas pelarut.
Pelekat bebas pelarut adalah pelekat yang benar-benar mesra alam dengan ciri-ciri cemerlang: (1) Tiada pelarut digunakan. Pelekat bebas pelarut, dengan 100% kandungan bahan berkesan, digunakan menggunakan pelbagai sistem salutan tanpa pelarut. Oleh itu, tiada penyejatan pelarut semasa keseluruhan proses komposit, tiada sisa pelarut dalam produk komposit, memenuhi keperluan keselamatan makanan, bebas pelepasan, dan mematuhi pengurangan pelepasan dan piawaian perlindungan alam sekitar. (2) Tidak dikelaskan sebagai barang berbahaya mudah terbakar atau meletup. Ia selamat, tanpa risiko kebakaran atau letupan, menghapuskan keperluan untuk langkah pencegahan letupan untuk pelarut. Pelekat bebas pelarut bukanlah barang berbahaya yang mudah terbakar atau mudah meletup, dan ia tidak memerlukan pertimbangan letupan dalam pengangkutan dan penyimpanan. Selain itu, pelekat bebas pelarut mempunyai kandungan pepejal 100%, memerlukan ruang penyimpanan yang lebih sedikit berbanding dengan pelekat berasaskan pelarut, yang mesti mengambil kira kemudahbakaran dan letupan disebabkan kandungan pelarut. (3) Jumlah salutan yang lebih rendah Disebabkan oleh ciri-ciri aliran sejuk yang lebih baik bagi pelekat bebas pelarut, jumlah salutan biasanya antara 0.8 dan 2.5 g/m2. Untuk bahan khas seperti kertas, jumlah salutan boleh mencapai 4 g/m2. Sebaliknya, pelekat berasaskan pelarut biasanya mempunyai jumlah salutan 2.0 hingga 4.5 g/m2. Ini menyerlahkan kelebihan kos pelekat bebas pelarut. (4) Berat molekul yang agak rendah Pelekat bebas pelarut mempunyai berat molekul yang jauh lebih rendah berbanding dengan pelekat berasaskan pelarut pada tahap yang sama. Ini membolehkan pelekat menyusup, meresap dan menembusi permukaan substrat tanpa memerlukan penglibatan pelarut pada suhu tertentu yang sesuai.
II. Jenis dan Sejarah Perkembangan Pelekat Poliuretana Tanpa Pelarut
Teknologi komposit, peralatan dan pelekat bebas pelarut telah dibangunkan pada tahun 1970-an, berkembang daripada generasi pertama kepada generasi ketiga.
Pelekat bebas pelarut generasi pertama ialah pelekat pengawet lembapan satu komponen. Struktur kimia pelekat bebas pelarut poliuretana pengawetan lembapan komponen tunggal mengandungi kumpulan akhir isosianat rantai pendek poliester atau polieter. Kumpulan isosianat (-NCO) bertindak balas dengan kelembapan dalam persekitaran, membebaskan CO2 untuk pengawetan.
Untuk mengatasi kelemahan pelekat komponen tunggal, pelekat bebas pelarut poliuretana dua komponen telah dibangunkan. Bergantung pada lekatan awal dan rintangan wap, pelekat bebas pelarut poliuretana dua komponen boleh dikelaskan kepada generasi kedua dan ketiga.
Pelekat bebas pelarut generasi kedua pertama kali digunakan pada bahan pembungkus komposit pada awal 1980-an.
Pelekat bebas pelarut generasi ketiga mengatasi kelemahan generasi kedua. Ia mempunyai lekatan awal yang tinggi, kelikatan rendah, suhu operasi yang rendah, dan tiada sekatan pada substrat komposit. Ia menyelesaikan masalah lekatan pelekat generasi kedua kepada pengedap haba EVA dan Nylon. Isu seperti kedutan atau pengelupasan mudah filem penghalang tinggi telah diselesaikan. Ia sesuai untuk komposit pelbagai filem plastik dan kerajang, mengurangkan kandungan diisosianat percuma. Prestasi filem komposit sangat baik, dan kekuatan pelekat dan rintangan haba pelekat juga telah dipertingkatkan. Produk filem komposit aluminium-plastik mungkin mempunyai prestasi tahan memasak suhu tinggi.
Ciri-ciri utama produk generasi ketiga adalah seperti berikut: (1) Mengguna pakai sistem pemangkin balas. (2) Mengurangkan kelikatan pelekat, menambah baik sifat membasahkan pelekat pada permukaan filem, dan meningkatkan prestasi penyebaran salutan. Ini bukan sahaja meningkatkan kualiti produk komposit pelekat bebas pelarut tetapi juga meningkatkan kelajuan dan kecekapan pengeluaran.
Pembangunan pelekat poliuretana tanpa pelarut mempunyai sejarah hampir 30 tahun. Produknya secara beransur-ansur matang, dan dalam konteks ekonomi hijau dan rendah karbon, pelekat bebas pelarut digemari di Jerman, Amerika Syarikat, Jepun dan seluruh dunia. Di negara maju seperti Eropah dan Amerika Syarikat, penggunaan pelekat poliuretana bebas pelarut telah meningkat daripada 10% 20 tahun lalu kepada lebih separuh hari ini. Sejak pengenalan mesin komposit kering bebas pelarut pertama di Jepun pada tahun 1977, dalam masa kurang daripada 20 tahun, ia telah berkembang untuk mempunyai hampir 100 peranti komposit bebas pelarut.
Dua komponen merujuk kepada penggunaan prapolimer yang ditamatkan dengan kumpulan isosianat sebagai komponen A dan prapolimer yang mengandungi kumpulan hidroksil ditamatkan dengan kumpulan hidroksil sebagai komponen B. Mereka menjalani tindak balas pembentukan uretana, menghasilkan metakrilat uretana, yang boleh dilihat sebagai langkah pertama tindak balas. Kumpulan isosianat berat molekul tinggi yang berlebihan pada rantai bertindak balas dengan lembapan untuk menghasilkan urea, yang boleh dianggap sebagai langkah kedua tindak balas. Keseluruhan tindak balas pempolimeran pelekat adalah sangat kompleks, secara amnya dianggap sebagai dua tindak balas yang disebutkan di atas. Ini boleh membantu dan membimbing pengeluaran komposit. Mekanisme tindak balas adalah seperti berikut:
Mekanisme tindak balas bebas pelarut dua komponen Sebagai perintis dalam pasaran pelekat poliuretana bebas pelarut, HanGao bukan sahaja cemerlang dalam produk pelekat bebas pelarut universal generasi ketiga hari ini, memenuhi dan melepasi keperluan pasaran untuk kelajuan tinggi, penjimatan kos, rendah penggunaan tenaga, dan pelepasan sifar; tetapi juga terus berinovasi, membangunkan pelekat bebas pelarut pengawetan pantas pintar yang mematuhi peraturan keselamatan makanan antarabangsa seperti FDA, pelekat bebas pelarut hibrid dengan kelajuan larian sehingga 500 meter seminit, dan pelekat bebas pelarut ringkas untuk pelarut rendah. aplikasi suhu bilik kelikatan. Inovasi ini menyediakan penyelesaian untuk pasaran pelekat bebas pelarut yang sentiasa berubah.
Disebabkan peningkatan berterusan dalam kelajuan mesin laminating, menyukarkan pelekat tujuan umum untuk menyesuaikan diri dengan kelajuan pengawetan, terima kasih kepada hasil penyelidikan HanGao dan pengalaman yang kaya, generasi keempat pelekat bebas pelarut pengawetan ultraungu telah muncul. Produk pengawetan kationik yang digunakan pada masa ini kebanyakannya adalah sistem epoksi bermangkin asid. Di bawah penyinaran ultraungu, photoinitiator pelekat terurai, memulakan pempolimeran segmen epoksi untuk membentuk struktur berpaut silang tiga dimensi bagi resin epoksi. Dengan penjana ultraviolet yang sesuai, pelekat ini boleh melaminakan filem poliester dengan cepat dan mencapai kekuatan ikatan yang tinggi dalam beberapa minit hingga satu jam, memudahkan pemprosesan berikutnya.
III. Ciri-ciri Peralatan Komposit Tanpa Pelarut
Peralatan komposit berasaskan pelarut dan bebas pelarut berbeza dalam beberapa aspek. Di satu pihak, sistem salutan dan sistem bekalan gam peralatan komposit bebas pelarut adalah berbeza. Sebaliknya, peralatan komposit bebas pelarut tidak mempunyai laluan pengeringan, mempunyai struktur padat, penggunaan tenaga yang rendah, bunyi yang rendah dan jejak yang kecil.
Gambarajah struktur dan skematik peralatan komposit bebas pelarut: Berbanding dengan peralatan komposit berasaskan pelarut, peralatan komposit bebas pelarut mempunyai kelebihan berikut: (1) Tiada laluan pengeringan, penggunaan tenaga yang rendah. Mesin komposit berasaskan pelarut biasanya mempunyai kapasiti laluan pengeringan terpasang sebanyak 150 hingga 250 kW, dengan purata penggunaan kuasa tahunan sebanyak 500,000 hingga 700,000 RMB. Walaupun dengan pengeringan wap, penggunaan tenaga tidak boleh diabaikan. Penggunaan kuasa keseluruhan mesin bebas pelarut adalah lebih rendah, tanpa laluan pengeringan. Menurut maklumat yang diberikan oleh Nordmeccanica di Itali, penggunaan tenaga mesin bebas pelarut adalah hampir satu perdua puluh daripada penggunaan mesin berasaskan pelarut. (2) Kelajuan laminasi yang cepat. Laminasi bebas pelarut tidak memerlukan pengeringan, menghapuskan kekangan pelarut sisa, menghasilkan kecekapan pengeluaran yang tinggi, dengan kelajuan laminasi purata 250 m/min. Ia boleh mencapai maksimum 600 m/min, dan satu mesin laminasi boleh memenuhi pengeluaran dua mesin cetak. (3) Tahap automasi yang tinggi. Mesin lamina tanpa pelarut menggunakan peralatan khusus untuk penyusuan gam automatik, kawalan automatik nisbah komponen A dan B, dan kawalan suhu automatik. Jumlah salutan boleh diselaraskan dalam talian, dan peralatannya padat, menjimatkan tenaga kerja. Makmal Liofol mempunyai mesin pelapis bebas pelarut berskala industri untuk ujian dunia sebenar bahan dan sistem pelekat bebas pelarut, membangunkan formulasi optimum dan penyelesaian tersuai untuk pelbagai bidang aplikasi.
IV. Perkara Utama Proses Komposit Tanpa Pelarut
Pada masa ini, substrat yang biasa digunakan untuk laminasi bebas pelarut termasuk BOPP, PET, OPA, VMCPP, VMPET, CPP, PE, kerajang aluminium, dll. Secara amnya, bahan berprestasi tegar dan bersalut baik (PET, BOPP, OPA, VMPET, dsb.) diletakkan dalam kedudukan melonggarkan utama, manakala bahan boleh renggang (PE, CPP, VMCPP, dsb.) diletakkan dalam kedudukan melonggarkan sekunder. Walau bagaimanapun, ini tidak tetap dan boleh dipilih secara fleksibel berdasarkan keadaan pengeluaran sebenar. Sebagai contoh, apabila filem percetakan dilaminasi dengan bahan bersalut aluminium, untuk memastikan kualiti dan kecekapan pengeluaran salutan, bahan bersalut aluminium boleh diletakkan dalam kedudukan pelepasan utama.
Pelekat bebas pelarut terutamanya termasuk pelekat pengawetan lembapan komponen tunggal, pelekat bebas pelarut salutan sejuk dua komponen, pelekat bebas pelarut salutan haba terbalik dua komponen, dan pelekat pengawetan UV. Beberapa faktor perlu dipertimbangkan semasa memilih pelekat, seperti jenis kandungan pembungkusan dan jenis bahan filem yang digunakan. Jika dakwat cetakan bersentuhan dengan pelekat, keserasian antara kedua-duanya juga harus dipertimbangkan. Selain itu, faktor seperti keperluan kekuatan kulit dan keadaan pengedap haba mempunyai kesan yang ketara ke atas pemilihan pelekat.
Ia juga penting untuk mempertimbangkan dua isu: pertama, sebatian isosianat jenis MDI akan berhijrah secara beransur-ansur melalui filem dalam dan bertindak balas dengan lembapan untuk membentuk lapisan pengedap haba poliurea, yang menjejaskan kualiti pengedap haba beg pembungkusan. Isu ini lebih berkemungkinan berlaku apabila menggunakan pelekat dua komponen, terutamanya jika kualiti filem polietilena buruk atau jika pemilihan pelekat tidak betul. Kedua, apabila filem dengan tahap ejen gelincir yang tinggi digunakan, penghijrahan agen gelincir ke dalam lapisan pelekat boleh membawa kepada masalah seperti kekuatan kulit yang lemah, pengedap haba yang lemah, dan pekali geseran yang meningkat, yang menjejaskan kebolehkendalian pada barisan pengeluaran pembungkusan. Oleh itu, apabila melamina filem sedemikian, adalah penting untuk memilih pelekat yang sesuai.
V. Prospek dan Tinjauan untuk Pelekat Tanpa Pelarut
Selepas beberapa dekad pembangunan dan aplikasi, teknologi komposit bebas pelarut dan bebas pelarut telah menjadi matang. Menggunakan pelekat bebas pelarut untuk melaminakan filem boleh mengurangkan penggunaan tenaga, meningkatkan kecekapan pengeluaran, meningkatkan kualiti produk dan mengurangkan kos pengeluaran keseluruhan. Disebabkan ketiadaan pelarut, lamina bebas pelarut menyumbang kepada perlindungan alam sekitar dan pengeluaran bersih, memastikan pelapis makanan dan pembungkusan farmaseutikal adalah bebas pencemaran.
Dengan peningkatan penekanan terhadap kualiti produk komposit, kesedaran tentang keselamatan dan kebersihan makanan, dan pengukuhan penjimatan tenaga dan perlindungan alam sekitar, laminasi tanpa pelarut dijangka mendapat lebih perhatian daripada profesional dalam industri pembungkusan komposit. Kejayaan operasi peralatan komposit bebas pelarut sedia ada di negara ini, bertindak sebagai demonstrasi, akan mempercepatkan transformasi industri pembungkusan fleksibel daripada pelapis berasaskan pelarut kepada pelapis bebas pelarut. Dengan kesediaan syarikat dalam industri filem untuk memahami, menyelidik, dan menggunakan laminasi bebas pelarut, ditambah pula dengan promosi dasar penjimatan tenaga dan pengurangan pelepasan dalam industri makanan dan farmaseutikal, laminasi tanpa pelarut dijangka mengalami pembangunan yang pesat. , menjadi kaedah laminasi utama dalam industri filem di China.