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塑料软包装发展的新趋势二

2021-08-18 来源:开封机械信息网

塑料软包装发展的新趋势(二)

2.复合加工工艺过程的绿色化。

(1)开发应用高固体含量、低粘度的复合粘合剂

国内粘合剂生产企业已走向成熟,技术开发实力大大增强,出现了像浙江新东方、北京化研院、北京高盟等代表性企业,这些企业具备了较强的研发能力,其产品正在向高固含、低粘度及功能化方向发展。

目前使用高固含低粘度的粘合剂已成为干式复合粘合剂的一个重要发展方向。以前的双组分聚氨酯粘合剂,其主剂的固体含量是35%或50 %,现在已提高到75%或80%。75%固含量的双组分聚氨酯粘合剂占据60%的市场份额,50%固含量的双组分聚氨酯粘合剂的市场正在缩小到不足30%的市场份额。由于高固含低粘度的特点使得采用较高的工作固含量进行高速复合加工成为可能。

在相同的涂布量下使用高固含粘合剂,就可以有效减少溶剂的使用量,并有以下优点:

①减少溶剂消耗。

②减轻干燥负荷提高生产效率,降低能耗。

③降低残留溶剂。

但提高固含量(工作浓度)也同时带来一些问题:

①由于溶剂蒸发时粘度的急剧变化,粘合剂的均一涂布较为困难。

②由于活化期短,容易引起堵版,难以保证均一的涂布量。而且也容易引起外观不良。

③由于粘合剂的分子量较小(粘度较低),凝聚力较小,容易引起隧道效应等加工故障。目前国内一些粘合剂生产企业通过分子量和分子结构的调整,已生产出具有较高初粘力的高固体含量、低粘度产品。

(2)开发应用水溶性粘合剂

水溶性粘合剂的优点是以水代替有机溶剂,不存在燃烧爆炸的潜在危险,没有对环境的污染和对操作人员的毒害,而且成本较低。但是,这种粘合剂的涂布性能较差,对复合基材的润湿性不佳(因为水的表面张力为72mN/m,而基材的表面张力大多只有38mN/m左右),导致附着力不高。另外水的热容量大,对油墨的干燥就要消耗更多的能量,这不但限制了生产速度,还提高了生产的成本,同时水蒸汽对设备还造成一定的腐蚀等。这些因素在一定程度上限制了水性粘合剂的广泛使用。

(3)发展无溶剂复合工艺

无溶剂粘合剂基本上也是由双组分的聚氨酯粘合剂构成,其主剂和固化剂在室温下的粘度较高,但仍具有流动性,是半固态物质。当要进行复合时,主剂和固化剂按比例混合,放到具有加热保温功能的粘合剂盘里去,通过加温到使粘度降低到适宜的程度,然后通过具有加热保温功能的网纹辊涂到基材上去。涂布后不必再经加热干燥就可以直接跟另一种基材进行复合。无溶剂复合工艺不存在废气排放的问题,不需要庞大复杂的加热鼓风、废气排风装置,设备简单,能耗减少。无溶剂复合工艺流程简单,设备占地面积小、宜于降低成本,节省资源,保护环境,因此它将是未来复合工艺发展的主要方向。近年来,随着我国产品质量和环保意识的加强,无溶剂复合越来越受到我国复合膜包装业内人士的青睐,国内已有多台无溶剂复合机开始运行。目前大部分中低档的塑料软包装材料都可以用无溶剂粘合剂进行生产,但由于复合质量等因素制约,还不能完全取代干式复合工艺。

虽然粘合剂的发展终究要走向无溶剂化,但由于无溶剂型粘合剂需要专用的无溶剂复合机,设备投资较大,大范围推广还需要一个较长的时间。因此目前溶剂型聚氨酯粘合剂依然是市场上的主流产品。

(4)开发应用醇溶型聚氨酯粘合剂

在塑料软包装领域,目前开发出的非有机溶剂型粘合剂(包括无溶剂型和水性聚氨酯粘合剂等)还未完全达到溶剂型粘合剂的水平,因而溶剂型聚氨酯粘合剂仍将在较长时间内存在。醇溶性聚氨脂粘合剂由于其符合绿色环保要求,同时又具有双组分、溶剂型聚氨脂粘合剂的基本优点,将逐步占据一定的市场份额。

聚氨酯粘合剂大部分用醋酸乙酯作稀释剂,而醇溶型聚氨酯粘合剂能够用乙醇来作稀释剂,乙醇与醋酸乙酯相比具有更低的毒性,并且在通常的情况下溶剂残留较少,同时乙醇价格便宜,可有效降低复合成本。另外,醇溶型聚氨酯粘合剂与醇溶剂油墨相配合,对醇溶型油墨有着良好的相容性和粘接性能,同时因其可以常温熟化而省去熟化费用。

三、绿色包装薄膜的新进展

1.可食性薄膜

可食性包装膜是以天然可食性物质(如多糖、蛋白质等)为原料,通过不同分子间相互作用而形成的具有多孔网络结构的薄膜。如壳聚糖可食性包装膜、玉米蛋白质包装膜、改性纤维素可食性包装膜及复合型可食包装膜等,可食性薄膜可应用于各种即食性食品的内包装,在食品行业应具有巨大的市场。

2.可降解包装薄膜

主要解决废弃、不易降解的包装材料回收难度大,埋入地下会破坏土壤结构,焚烧处理又会产生有毒气体造成空气污染的矛盾。

可降解塑料包装薄膜既具有传统塑料的功能和特性,又可在完成使用寿命以后,通过土壤和水的微生物作用或通过阳光中的紫外线的作用,在自然环境中分裂降解,最终以还原形式重新进入生态环境中,回归大自然。可降解塑料一般分为生物降解塑料、光降解塑料和生物/光降解塑料等。国内研发的品种已涵盖光降解、光生物降解、光氧生物降解、高淀粉含量型生物降解、高淀粉含量型生物降解、高碳酸钙填充型光氧降解、全生物降解等大类;解塑料制品在包装方面的应用,已遍及于普通包装薄膜、收缩薄膜、购物袋、垃圾袋等等,对于改善环境质量发挥了积极的作用。

3.水溶性塑料包装薄膜

水溶性塑料包装薄膜作为一种新颖的绿色包装材料,在欧美、日本等国被广泛用于各种产品的包装,例如农药、化肥、颜料、染料、清洁剂、水处理剂、矿物添加剂、洗涤剂、混凝土添加剂、摄影用化学试剂及园艺护理的化学试剂等。

水溶性薄膜由于具有降解彻底、使用安全方便等环保特性,因此已受到世界发达国家广泛重视。目前,国外主要有日本、美国、法国等生产销售此类产品,国内也已有企业投入生产,其产品正在走向市场。

4.加强回收与再利用,实现包装废弃物的生态化循环

绿色包装在其整个生命周期过程中,遵循循环经济“减量化、再利用、资源化”的经济活动行为原则,使包装对环境的影响降到最低限度。近年来在塑料废弃物资源化和再利用等方面都不断取得进展,并逐步解决了二次污染问题。

包装废弃物法规因地而异,但有一个共同的原则:鼓励少用原材料。在包装设计上应尽量使用同一材料、可分离可共存的材料并趋向于使用结构简单、容易循环再生的材料。

在满足包装功能的前提下,尽量减少垃圾的产生量,从而呈现包装薄膜轻量化发展趋势,其关键技术是采用具有超韧性、能加工较薄且较易加工的新型原料如双峰位高分子HDPE、茂金属催化剂的聚烯烃以及优秀的阻隔性包材等。

国内塑料软包装业在减少废弃物污染方面已取得了许多进步,随着国内有关环保法规的逐步落实今后仍将取得更大的进步。例如使用可热封拉伸薄膜加罩光油则显著减少材料的用量,在冷饮冰淇淋包装方面得到了大量的应用;通过采用高强度的茂金属聚烯烃而成功地减少了整个包装薄膜的厚度,过度化包装也正在逐步减少;共挤出复合技术和设备应用也越来越普及,解决了精确控制各层膜厚度的问题,价贵的阻隔层厚度可以控制得很薄,保鲜性能却成倍甚至几十倍的提高。

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