編者按：4月17日下午，由廣東省包協(xié)情報(bào)委及我刊共同主辦的包裝前沿6個(gè)QQ群同時(shí)就“水性膠水應(yīng)用”進(jìn)行了在線交流(總?cè)?21451012;I群：64311965;II群：37848282;III群：119411638;IV群：116162302;V群：256925591)，6個(gè)群約1200人左右在線參加。我們非常榮幸地請(qǐng)到了陶氏朱建梁經(jīng)理就水膠的特點(diǎn)、目前使用的范圍及工藝控制和注意事項(xiàng)進(jìn)行了闡述，同時(shí)就水膠使用等實(shí)例進(jìn)行了分析。
有數(shù)據(jù)顯示，至2015年，亞洲軟包裝用粘合劑將達(dá)26萬(wàn)噸，其中溶劑型粘合劑占67%，水膠20%，無(wú)溶劑13%。水膠將會(huì)在我們軟包裝行業(yè)獲得更大的使用空間。
一、 陶氏朱建梁經(jīng)理主講·水膠應(yīng)用
在軟包裝彩印復(fù)合行業(yè)中，水性粘合劑和無(wú)溶劑粘合劑將是未來(lái)發(fā)展的方向。
在中國(guó)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和對(duì)食品包裝安全的重視，對(duì)彩印包裝行業(yè)提出越來(lái)越多的課題。多年來(lái)，軟包裝復(fù)合粘合劑不斷地經(jīng)歷技術(shù)改良與創(chuàng)新，經(jīng)歷了一條從最初的酯溶型粘合劑到醇溶型粘合劑再到無(wú)溶劑粘合劑，最終到水性粘合劑的發(fā)展歷程。陶氏化學(xué)在上世紀(jì)九十年代就致力于水性粘合劑的研發(fā)和推廣使用，2003年在中國(guó)實(shí)現(xiàn)真正的商業(yè)化銷售，從此拉開水性粘合劑在中國(guó)迅速發(fā)展的序幕。
水性粘合劑在中國(guó)經(jīng)過(guò)十年的發(fā)展，已經(jīng)成為中國(guó)軟包裝復(fù)合用粘合劑的重要組成部分。人們?cè)诔浞终莆账哉澈蟿┎僮骷寄艿耐瑫r(shí)，發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多的水性粘合劑的獨(dú)特性能。
為滿足客戶不同用途產(chǎn)品的需要，陶氏化學(xué)的水性粘合劑經(jīng)歷了由第一代單組分水性粘合劑到第二代雙組分水性粘合劑以及第三代水性粘合劑的發(fā)展歷程，可以滿足大部分不同功能要求和不同復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用要求。
1、水膠優(yōu)點(diǎn)
在微利時(shí)代的今天，水性粘合劑為使用者創(chuàng)造了巨大的價(jià)值，這些價(jià)值主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：
(1)優(yōu)異的產(chǎn)品衛(wèi)生性能
水性粘合劑本身是沒(méi)有毒性的，它既不像溶劑型粘合劑有溶劑殘留的問(wèn)題，也沒(méi)有無(wú)溶劑粘合劑PAA殘留的問(wèn)題，且干燥后絕無(wú)異味，因此它具有很高的食品安全性能。
(2)高效的生產(chǎn)效率
高固含的操作條件以及低上膠量的要求，以及水和丙烯酸的不親和性，造成需干燥的水分很容易被烘干，因此它的生產(chǎn)效率可以比溶劑膠提高20%以上。高分子量的粘合劑設(shè)計(jì)，大大縮短了需要熟化的時(shí)間，使快速出貨成為可能。
(3)良好的鍍鋁親和性
丙烯酸樹脂的特性，決定了粘合劑和鍍鋁層間有著良好的復(fù)合強(qiáng)度，水性粘合劑高的分子預(yù)聚合度和柔性分子鏈設(shè)計(jì)，進(jìn)一步避免鍍鋁層發(fā)生轉(zhuǎn)移而導(dǎo)致復(fù)合強(qiáng)度不合格的問(wèn)題。
(4)改善工作環(huán)境，減少污染，降低工作強(qiáng)度，避免火災(zāi)的危險(xiǎn)
由于水性粘合劑不需要稀釋而可以直接上機(jī)生產(chǎn)，減少了操作工人調(diào)配粘合劑的勞動(dòng)，同時(shí)也避免了工作現(xiàn)場(chǎng)空氣中溶劑的濃度，這對(duì)操作工人是相當(dāng)有利的，同時(shí)也避免了溶劑的排放，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染。當(dāng)然，沒(méi)有溶劑的存在，也就避免了火災(zāi)的隱患。
(5)有效減少質(zhì)量事故的發(fā)生
用水性膠復(fù)合產(chǎn)品，可以很直觀地看到產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，只要仔細(xì)檢查下線時(shí)產(chǎn)品的外觀和復(fù)合強(qiáng)度是良好的，就不會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生不良的變化，尤其是復(fù)合強(qiáng)度和外觀，放置一段時(shí)間后隨著粘合劑分子間的交融，復(fù)合強(qiáng)度會(huì)升高，外觀也會(huì)變得更好。
2、水膠應(yīng)用的成功案例
根據(jù)不同的復(fù)合結(jié)構(gòu)以及最終的包裝用途，選擇合適的水性粘合劑，是成功使用水性粘合劑的重要一步。
早期的水性粘合劑主要被應(yīng)用在以下方面：
(1)BOPP/ink/MCPP結(jié)構(gòu)
通常適合該結(jié)構(gòu)復(fù)合的水性粘合劑為單組分普通型水性粘合劑，該結(jié)構(gòu)產(chǎn)品被廣泛使用在方便面、餅干、蛋黃派以及其他干點(diǎn)食品的包裝上。主要表現(xiàn)的特點(diǎn)是復(fù)合強(qiáng)度高，外觀美觀，無(wú)鍍鋁轉(zhuǎn)移問(wèn)題的發(fā)生，對(duì)于蛋黃派等充氣包裝，可有效減少包裝漏氣率的發(fā)生。
(2)KOPP(BOPP)/ink/CPP結(jié)構(gòu)
由于單組分水性粘合劑對(duì)透明結(jié)構(gòu)的復(fù)合強(qiáng)度較差，因此該結(jié)構(gòu)一般需要雙組分的水性粘合劑，該結(jié)構(gòu)產(chǎn)品主要被應(yīng)用于面包、蛋糕、米餅等食品的包裝上。主要的特點(diǎn)是有效減少充氣包裝漏氣率的發(fā)生，減少殘留溶劑的污染以及異味問(wèn)題的發(fā)生。
初期的單組分水性粘合劑由于其性能的局限性，在使用上存在較大的局限性。隨著越來(lái)越多高性能水性粘合劑的研發(fā)成功，水性粘合劑在軟包裝粘合劑市場(chǎng)份額也隨之增大，各種成功的新應(yīng)用也隨之出現(xiàn)：
(1) PET/ink/MCPP結(jié)構(gòu)
該結(jié)構(gòu)產(chǎn)品主要被應(yīng)用在糖果、背封式米糕包裝上。早期該類產(chǎn)品使用溶劑膠復(fù)合，提高耐溫性就容易出現(xiàn)鍍鋁轉(zhuǎn)移的問(wèn)題，但控制好鍍鋁轉(zhuǎn)移的問(wèn)題后，容易出現(xiàn)耐溫性不良的問(wèn)題，使用高性能水性粘合劑的特點(diǎn)是耐熱性好，適合高速包裝，無(wú)鍍鋁轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)。
(2)PET(BOPP)/ink/MPET/PE以及(BOPP/ink/PE/MPET)/PE結(jié)構(gòu)
該結(jié)構(gòu)兩層復(fù)合均可使用水性粘合劑，主要被應(yīng)用于膨化食品、食品外袋、干果、顆?；蚍蹌┧幤钒b上。在外層復(fù)合應(yīng)用時(shí)，具有復(fù)合強(qiáng)度高、有效減少鍍鋁轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)，在內(nèi)層復(fù)合應(yīng)用時(shí)，具有復(fù)合強(qiáng)度高(尤其是復(fù)合PE厚度較薄的產(chǎn)品)，且可避免對(duì)摩擦系數(shù)影響的問(wèn)題，無(wú)氣味影響，可滿足快速交貨的要求。
??????????? 
(3)薯片包裝的兩種復(fù)合結(jié)構(gòu)
BOPP19/MPET12/PE45：兩層干式復(fù)合，可采用L168/CR3A=100:2;
(BOPP19/PE15/MPET12)/PE(CPP)25：第一層采用擠出復(fù)合，第二層干式復(fù)合，可采用L188/CR3A=100：2。
雙組分水性粘合劑應(yīng)用于薯片包裝的優(yōu)勢(shì)：
更高的復(fù)合強(qiáng)度，滿足包裝的需要。
更低的溶劑殘留，保證食品的安全。
無(wú)粘合劑氣味影響，保證產(chǎn)品風(fēng)味。
對(duì)PE膜低的爽滑性影響，保證生產(chǎn)的順暢，對(duì)復(fù)合現(xiàn)場(chǎng)無(wú)火災(zāi)隱患，減少溶劑對(duì)員工的影響。
(4)冷凍食品包裝
冷凍食品包裝的主要結(jié)構(gòu)有PA/PE、BOPP/CPP、BOPP/PE，主要的特點(diǎn)是利用水性粘合劑良好耐低溫特性，有效減少冷凍狀況下包裝材料的脆裂，提高低溫條件下的熱封強(qiáng)度。
????????? 
(5)紙張類產(chǎn)品的復(fù)合
由于水性粘合劑對(duì)紙張具有良好的滲透性，因此水性粘合劑在紙張類產(chǎn)品復(fù)合具有很好的復(fù)合效果，任何薄膜和鋁箔均可采用水性粘合劑和紙張復(fù)合，一般該應(yīng)用是采用雙組分高功能水性粘合劑，可根據(jù)耐熱性要求調(diào)節(jié)固化劑加入的量。主要特點(diǎn)是無(wú)溶劑殘留，復(fù)合強(qiáng)度高，成本最低。
??????? 
未來(lái)水性粘合劑的發(fā)展，主要考慮使用的便利性和產(chǎn)品的功能性。從便利性來(lái)說(shuō)，單組分的水性粘合劑是一個(gè)發(fā)展方向，因此可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)單組分的水性粘合劑將適合越來(lái)越多復(fù)合結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，其復(fù)合性能也將明顯提高。從功能性來(lái)說(shuō)，雙組分的水性粘合劑的性能將越來(lái)越強(qiáng)，逐漸將覆蓋耐高熱剪切、耐高溫以及耐化學(xué)性能的高功能要求，逐步替代溶劑型粘合劑的使用范圍。
二、企業(yè)提交的實(shí)際案例分析討論
1、南光無(wú)溶劑機(jī)械徐換生：雙組分水膠經(jīng)常堵版怎樣解決?
陶氏化學(xué)朱建梁：堵版的產(chǎn)生主要有兩個(gè)原因：一是粘合劑本身的問(wèn)題，設(shè)計(jì)不合理的粘合劑會(huì)隨著生產(chǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)堵版越嚴(yán)重，這種堵版就要更換粘合劑供應(yīng)商或粘合劑種類解決。另外合理的網(wǎng)版也可以減少此類問(wèn)題的發(fā)生。通常開口大的網(wǎng)版可以減緩堵版的產(chǎn)生。另外一種是操作控制不良，主要原因是生產(chǎn)停止后未及時(shí)潤(rùn)版。此種堵版在生產(chǎn)中可以發(fā)現(xiàn)。
北京-李工：使用雙組分水膠時(shí)容易堵版，單組分會(huì)好很多。
軟包咨詢唐永強(qiáng)：關(guān)于堵版這個(gè)問(wèn)題,還得在網(wǎng)線輥或生產(chǎn)操作、工藝管理上下功夫。我們使用的水性膠,堵版的情況非常少見(jiàn)。
南光無(wú)溶劑機(jī)械徐換生：一般是多少線的輥?zhàn)?160?200?
陶氏化學(xué)朱建梁：一般建議采用200線32um深的版子。
2、南光無(wú)溶劑機(jī)械徐換生：水膠復(fù)合后(雙組分)，制完袋后，放一段時(shí)間后在袋子的熱封處容易起皺，原因是什么?
陶氏化學(xué)朱建梁：如果是在袋子熱封處出現(xiàn)起皺，那是粘合劑耐溫性不良所致。通常是熱封后復(fù)合膜的收縮率不一致，粘合劑沒(méi)有很好的粘合，出現(xiàn)分層皺紋。
北京-李工：水性丙烯酸膠放置較長(zhǎng)時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度衰減問(wèn)題。
陶氏化學(xué)朱建梁：沒(méi)有衰減的問(wèn)題，水膠的特性是放置越久，復(fù)合強(qiáng)度越好。我這里還有放置十年以上的樣品，復(fù)合強(qiáng)度依然很好。
軟包服務(wù)賈軍亮：“沒(méi)有衰減的問(wèn)題，水膠的特性是放置越久”，這個(gè)是針對(duì)不同的材質(zhì)結(jié)構(gòu)才會(huì)有相對(duì)的復(fù)合強(qiáng)度吧?
南光無(wú)溶劑機(jī)械徐換生：我們的是NY復(fù)PE。
陶氏化學(xué)朱建梁：NY/PE需要使用我們的中功能水膠。
3、東方樹脂陳生：目前有哪些比較好的水膠品牌?體系是什么?主要應(yīng)用在哪些方面?
陶氏化學(xué)朱建梁：目前水膠主要的體系為丙烯酸體系，少量也有一些水性聚氨酯體系。
軟包服務(wù)賈軍亮：今后發(fā)展的方向應(yīng)該是水性聚氨酯。
陶氏化學(xué)朱建梁：水性聚氨酯的體系性能會(huì)比丙烯酸高一些，但水性聚氨酯體系成本會(huì)比較高。主要的問(wèn)題是在于聚氨酯的親水基團(tuán)接枝和固化劑的應(yīng)用。事實(shí)上我們也有水性聚氨酯體系的粘合劑，開發(fā)的歷程還早于水性丙烯酸體系，在國(guó)外有售。
東方樹脂陳生：我認(rèn)為聚氨酯水膠最大的問(wèn)題是容易水解，剛生產(chǎn)的膠水好，但存放一段時(shí)間水解后就麻煩，丙烯酸酯體系就不存在這個(gè)問(wèn)題。
4、潮安彩?。喝绾伪苊庥捎谒謿埩舳鴮?dǎo)致鍍鋁氧化的產(chǎn)品質(zhì)量事故呢?
陶氏化學(xué)朱建梁：這是個(gè)老問(wèn)題，之前經(jīng)常發(fā)生，現(xiàn)在幾乎沒(méi)有了。造成水分殘留，主要有以下幾個(gè)因素：
(1)上膠量太大，造成不易烘干。建議控制上膠量在1.8~2.2gsm。
(2)刮刀不良造成上膠不均勻。
小陳：刮刀不良造成不均，是否均膠輥可以讓其均勻?
陶氏化學(xué)朱建梁：這個(gè)問(wèn)題發(fā)生時(shí)很容易可以看到，由于水膠是白色的，生產(chǎn)前可以觀察網(wǎng)線輥上白色的均勻度，不均勻時(shí)必須調(diào)整刮刀。不可以使用勻膠輥解決。
(3)烘箱烘干不良或復(fù)合車速過(guò)快。
總之，適當(dāng)?shù)臋z查可以完全避免此問(wèn)題的發(fā)生。記住幾點(diǎn)：開機(jī)前檢查網(wǎng)線輥均勻度，開機(jī)時(shí)檢查膜從烘箱出來(lái)的干燥狀況，開機(jī)后檢查初粘力。
5、某軟包：水膠復(fù)合后的保質(zhì)期是多長(zhǎng)?有企業(yè)出現(xiàn)過(guò)水膠復(fù)合后三個(gè)月之后脫層是什么原因?
陶氏化學(xué)朱建梁：水膠復(fù)合后保質(zhì)期是很長(zhǎng)的，具體多長(zhǎng)沒(méi)有具體數(shù)據(jù)，放置2~3年絕不會(huì)出現(xiàn)復(fù)合強(qiáng)度下降的問(wèn)題。如果復(fù)合后放置3個(gè)月后出現(xiàn)分層，一定存在其他的問(wèn)題。目前我公司水膠沒(méi)有遇見(jiàn)過(guò)此問(wèn)題。
6、某軟包：如何正確地清洗水膠使用過(guò)后的網(wǎng)線輥?
陶氏化學(xué)朱建梁：
第一步，用澆花的塑料水桶準(zhǔn)備好2kg的水。
第二步，抬起刮刀，保持潤(rùn)版。
第三步，取出剩余的膠水。
第四步，壓下刮刀，同時(shí)用水桶緩慢沖洗網(wǎng)輥，直至流下的水變透明。
第五步，抬起刮刀，用清潔的抹布抹干網(wǎng)輥。
清潔結(jié)束。下次開機(jī)前用醋酸乙酯搽洗一次網(wǎng)輥即可。
7、李工：據(jù)說(shuō)水性丙烯酸體系的做制袋產(chǎn)品，熱封時(shí)是不是還是有風(fēng)險(xiǎn)的?如果控制?
陶氏化學(xué)朱建梁：實(shí)際上水膠對(duì)三面封和背封是沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)的，我有客戶為了趕貨，用水膠復(fù)合后直接制袋，都沒(méi)有問(wèn)題。水膠完全可以滿足制袋的要求。要注意的是拉鏈袋，水膠是不適合的。主要是在拉鏈的兩端由于高溫高壓，導(dǎo)致分層。當(dāng)然還要注意產(chǎn)品的用途，高溫蒸煮和重包裝水膠是不適合的。液體立袋也不建議用水膠。
8、濟(jì)南-包裝：?jiǎn)谓M分水膠生產(chǎn)時(shí)，初粘力需要達(dá)到多少?
陶氏化學(xué)朱建梁：初粘力要看結(jié)構(gòu)，單組分BOPP/MCPP，通常初粘力大概在0.4-0.6N，在沒(méi)有油墨轉(zhuǎn)移的狀況下，最終復(fù)合強(qiáng)度約在1.5N左右。
9、彩印包裝：請(qǐng)問(wèn)水膠對(duì)車間的濕度有無(wú)要求?固化的原理是什么?
陶氏化學(xué)朱建梁：對(duì)車間濕度沒(méi)有要求，但濕度對(duì)干燥的速度會(huì)有影響，一般氣候條件越干燥，復(fù)合速度越快。通常狀況下，復(fù)合輕包裝，水膠復(fù)合可以比溶劑膠復(fù)合速度快20%。在天氣干燥的狀況下最高可以快50%。
固化的原理是：水膠不是靠交聯(lián)反應(yīng)的，它是靠預(yù)聚合的高分子量自交聯(lián)(纏繞)成膜的。水膠不能存放原因，只有發(fā)生降解，才會(huì)發(fā)生問(wèn)題。單組分也是一樣的。單組分是沒(méi)有后期化學(xué)反應(yīng)的，這也是為什么水膠不會(huì)像溶劑膠一樣，水膠沒(méi)有復(fù)合強(qiáng)度衰減的問(wèn)題。
10、廣東鐳印刷小卓：請(qǐng)問(wèn)膠水和鍍鋁層分離，附著力不好有那些原因呀?
陶氏化學(xué)朱建梁：附著力不好原因很多：鍍鋁表面達(dá)因不足;鍍鋁層表面被粘有其他添加劑;上膠量太小，造成附著力不良;復(fù)合溫度或復(fù)合壓力不足;下機(jī)時(shí)間過(guò)短或熟化時(shí)間不足;粘合劑選擇不當(dāng)。一般水膠和鍍鋁層強(qiáng)度不良，就是這些問(wèn)題。
廣東鐳印刷小卓：熟化時(shí)間多長(zhǎng)較好?
陶氏化學(xué)朱建梁：通常在40~45℃下單組分6h以上，雙組分12h以上，具體要看用途。
11、彩印包裝：水膠做出的產(chǎn)品是否都存在發(fā)粘的情況?剝離強(qiáng)度能達(dá)到多少?您所講的水膠，默認(rèn)應(yīng)該都是單組分的丙烯酸體系吧?
陶氏化學(xué)朱建梁：水膠有粘性，這是它的特性，不影響耐溫性，如果溶劑膠有這樣的粘性，一定熱封分層。
彩印包裝：不影響耐溫性，但會(huì)影響剝離強(qiáng)度。
東方樹脂陳生：水膠需要靠粘性來(lái)附著基材，不然都粘不了，這與溶劑型的機(jī)理不一樣。
軟包咨詢唐永強(qiáng)：水膠多多少少有發(fā)粘的現(xiàn)象,但經(jīng)過(guò)時(shí)間周期會(huì)明顯改善。初始剝離(下機(jī))0.6~0.8N。自然環(huán)境下1h后達(dá)到1.05N。
陶氏化學(xué)朱建梁：強(qiáng)度的話很難說(shuō)，要看結(jié)構(gòu)和材料：BOPP(PET)/MCPP(CPP),一般在1.5N左右，BOPP(PET)/MPET,一般在1.5-2.5N左右，(PET/MPET)/PE,一般在3.0-4.5N左右。水膠現(xiàn)在一般是丙烯酸的。
軟包咨詢唐永強(qiáng)：熟化5~6h后可以達(dá)到1.3~1.4N(單組分)復(fù)合鍍鋁結(jié)構(gòu)。
12、彩印包裝：水膠的成本能達(dá)到多少?與醇溶、酯溶、無(wú)溶劑相比能節(jié)省多少?
陶氏化學(xué)朱建梁：水膠的成本一般在0.06~0.08元/m2,溶劑膠一般在0.1~0.12元/ m2,無(wú)溶劑一般在0.04-0.05元/ m2。無(wú)溶劑的成本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)比較明顯。但綜合來(lái)看，三種膠各有優(yōu)勢(shì)，比如，安全方面水膠更好。
彩印包裝：水膠不用擔(dān)心溶劑殘留和工人的健康安全，車間的安全，無(wú)異味。
陶氏化學(xué)朱建梁： 水膠沒(méi)有危害物質(zhì)，沒(méi)有工藝風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)品好壞更加直觀。
13、廣東鐳印刷小卓：復(fù)合壓力和上膠量是反比關(guān)系嗎?
陶氏化學(xué)朱建梁：復(fù)合壓力和上膠量是沒(méi)有關(guān)系的。通常復(fù)合壓力的大小和復(fù)合外觀有關(guān)系。當(dāng)然上膠量和外觀也有關(guān)系。上膠量的控制主要和操作濃度、網(wǎng)線輥深度有關(guān)，和上膠壓輥的硬度、刮刀角度以及基材表面張力以及復(fù)合速度也有一定的關(guān)系。
三、結(jié)語(yǔ)
水膠的應(yīng)用在中國(guó)已經(jīng)有十幾年的歷史，從最初的質(zhì)疑，到現(xiàn)在水性丙烯酸體系獲得廣泛應(yīng)用，再到水性聚氨酯體系的研發(fā)成功，水膠的生產(chǎn)和使用技術(shù)都在不斷成熟?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，隨著大家對(duì)水膠更深入的了解，這一環(huán)保產(chǎn)品必將得到更廣泛而全面的使用。
“包裝BBS”是一個(gè)供大家交流思想、暢所欲言的平臺(tái)，歡迎大家來(lái)到這個(gè)平臺(tái)參與討論，各抒己見(jiàn)，在彼此坦誠(chéng)的交流中共同推動(dòng)這個(gè)行業(yè)的發(fā)展。歡迎大家繼續(xù)就此話題來(lái)我們“包裝BBS”暢所欲言，同時(shí)，也歡迎大家提供熱點(diǎn)話題。
聯(lián)系方式：總編范軍紅：020-85626447-12 13609084976 郵箱：fanjunhong@126.com
編輯沈曉蕓：020-85626447-15 郵箱：ss8996@126.com
