食品包装干式复合的应用与胶粘剂的发展

食品包装干式复合的应用与胶粘剂的发展

　　一、用于食品包装的干式复合材料的现状

　　我国包装材料的现代化，初始于1955年，引进了美国开发的挤出复合技术，开发了玻璃纸与聚乙烯的复合薄膜。其缺点是有聚乙烯氧化的臭味、粘接性差、耐热性差等。其后，随着各种薄膜的开发，在1965年，引进了德国的干式复合技术，解决了挤出复合所存在的缺点。其粘合剂初期阶段使用了醋酸乙烯酯、乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯、橡胶系粘合剂等，后来，由于聚氨酯粘合剂具有加工性能好、粘合强度高（各种塑料薄膜及铝箔都能粘合）、能耐油、耐药、耐食品性、耐寒、耐热、柔软性能优秀等特点，在塑料复合中几乎都改用聚氨酯系粘合剂了。

　　复合薄膜本身，当初也是以玻璃纸与聚乙烯薄膜、聚丙烯的复合，多半用于点心等干燥食品的包装，是使用聚氨酯系的单液粘合剂加工的。后来，随着文化品位的提高以及食品的开发（烹调食品等）、流通机构的变化（超级市场、大量零售商店、冷冻品联销店等）、塑料薄膜的大量且廉价的供应，使被包装的食品也开始多样化和高级化，灭菌方法也从普通蒸煮法发展为高温蒸气灭菌法。随之要求粘合剂的性能、加工性进一步提高，于是发展为现在使用的聚氨酯系的双液溶剂型粘合剂，并以此为主流。

    　二、干式复合的特点

　　1、适用于各种薄膜，只要选好粘合剂和涂布量就能贴合出具有耐热性、耐油性、不透气性、耐药品性、透明性良好的复合膜。

　　2、复合聚乙烯薄膜时，没有氧化臭味、热合性能方面比挤出复合好，可在比挤出复合更低的温度下薄膜化。

　　3、进行多品种少量生产时可灵活使用，基材、粘合剂更换方便。

　　4、比挤出复合剥离强度好，复合膜的透明性好，薄膜结实、适用于自动填充。

    　三、复合基材的用途

　　玻璃纸（PT）具有耐药品性、不透气性、结实、耐油，缺点是易吸湿、透湿。应用于肥皂、卫生球的包装、糖果饼干等的扭曲包装。

　　聚丙烯薄膜（OPP）耐油性、防湿性好，但不透气性差。适用于紫菜、点心、快速面、冷冻食品包装。

    　聚酯薄膜（PET）耐寒、耐热性好，但抗穿刺性能差。适用于高温蒸煮杀菌的食品包装。

　　尼龙薄膜（NY）耐穿刺、耐寒耐热、耐冲击、不透气性好，易吸湿。适用于液状、有棱角的食品及高温杀菌包装。

　　铝箔（AL）可防紫外线、防湿、防透气性强，但容易皱折。适用于高温蒸煮杀菌包装。

　　各种镀铝膜（VMCPP、VMPET、VMOPP）防湿性、防透气性较好，耐水性较差。应用于点心、茶叶等休闲食品的包装。

    　四、干式复合用各种薄膜的注意事项

　　1、聚烯烃薄膜（PE、PP）系无极性的高聚物，所以须经电晕处理，使其表面具有活性，这种薄膜放置时间较长时，须对其表面进行检查。同时这种薄膜内含有添加剂成分，应防止其析出，影响复合牢度。

　　2、要检查是否有油、杂物等混入，不仅影响外观，同时也引起粘合不良。

　　3、如薄膜有松弛、皱纹、厚度不匀，则不要使用，否则易引起卷曲、气泡等外观不良。

　　4、吸湿性薄膜（如PT、NY等）逐渐地吸收空气中的水分，影响表面处理度，且水分能与聚氨酯粘合剂中的固化剂起不良反应。

　　五、干式复合印刷薄膜的注意事项

　　1、油墨的皮膜须是耐溶剂性的，否则油墨在干式复合时易流失。

　　2、油墨与基材的粘合性必须良好，否则在复合后得不到较好的粘合力。

　　3、油墨与粘合剂的润湿性必须良好，否则粘合性、外观都会发生问题。

　　4、残留在印刷薄膜的溶剂较多时，复合干燥后会发生臭味。

　　5、油墨的皮膜必须可耐复合加工后的加工条件（耐水、耐热、耐药品）。

    　六、发展方向

　　软包装用胶粘剂在我国经历了二个阶段 ：第一阶段是70年代末至80年代初，国内经济发展还刚处于初期阶段，技术力量不强，普通包装的复合是以单组份橡胶型胶粘剂为主，高档包装产品以进口的双组份聚氨酯胶粘剂为辅。第二阶段是80年代到现在，以双组份聚氨酯胶粘剂为主导，挤出复合胶粘剂为辅。下面具体分析各类胶粘剂的优缺点及发展前景。

　　1、单组份胶粘剂

　　由于大部分单组份胶粘剂是以醋酸乙烯酯、乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯、橡胶型为体系，甲苯为主溶剂，（仅一小部份是聚氨酯类型但技术上不够成熟）且剥离强度不高，复合产品气味较重，复合产品单调，仅以纸塑复合及塑塑复合为主，该包装只能在非食品包装上使用，目前已经逐步被淘汰，无法形成主流。唯一能吸引人的是价格比较便宜，所以现在部分厂家在非食品包装且要求不高的产品上仍加以使用，随着国内环保意识的增强，该类胶粘剂将彻底被淘汰。

　　2、双组份聚氨酯胶粘剂

　　我国的双组份聚氨酯胶粘剂发展于80年代中后期，当时国内有浙江新东方、北京北化院、上海烈银、江苏等几家胶粘剂厂及研究院在研制和开发。随着技术进步，国内生产的双组份聚氨酯胶粘剂质量稳步上升且价格较低，逐渐赢得了大部分国内市场。双组份聚氨酯胶粘剂具有以下优点：

　　a、有良好的粘接效果，剥离强度高，适用基材广泛，可使用于纸张、PET、OPP、NY、PE、CPP及铝箔材料的复合，复合产品质量好，强度高。
　　b、抗介质性能突出、能耐酸、碱、油、辣及各种氧化物及化学品的腐蚀。
　　c、耐寒性及耐热性好，许多食品包装要求低温冷冻保存或经过高温121～135℃杀菌，而所使用的聚氨酯胶粘剂在上述条件下仍能保持良好的剥离强度。

　　双组份聚氨酯胶粘剂分为聚酯型聚氨酯胶粘剂和聚氨酯型聚氨酯胶粘剂，目前大部分聚酯型、聚氨酯型胶粘剂主剂都是以己二酸及乙二醇为主要原料经缩聚而成，固化剂以TDI和三羟甲基丙烷为主要原料聚合而成。由于甲苯二异氰酸酯（TDI）经高温水解后，会变成甲苯二胺（TDA），而甲苯二胺是一种致癌物质，聚氨酯胶粘剂经复合反应后含有的异氰酸酯残留单体已经微乎其微了，但是当包装物在经过高温蒸煮后，这些残留单体会透过塑料薄膜迁移到食品当中，水解生成芳香胺（TDA），因而具有致癌的潜在因素，故美国食品药品药物管理局（FDA）明确要求不得将含有芳香族聚氨酯胶粘剂用于蒸煮包装上，如果有人用这种胶做的包装袋包装蒸煮食品放到市场上出售，必将受到严厉的惩罚。国内及欧洲、日本虽然没有美国这样严格，对TDA含量都有明确限制。我国国内要求TDA含量不得超过0.004mg/L。故以TDI为原料制成的胶粘剂在蒸煮包装上的应用受到了一定的限制。

　　双组份聚氨酯胶粘剂以乙酸乙酯为溶剂，这是由于产品的特性和使用工艺要求决定的，由于乙酸乙酯易燃且从环境和生态的影响来考虑，乙酸乙酯溶剂型聚氨酯胶粘剂应当在限制之列。从这一点来看，酯溶型聚氨酯胶粘剂的发展方向是高固含量低粘度。从国内生产及经济发展来看，在未来的十年，酯溶型聚氨酯胶粘剂仍将占据70%左右的份额。

　　3、醇溶型聚氨酯胶粘剂

　　该产品是近几年内发展起来的以乙醇为溶剂的聚氨酯胶粘剂，从严格意义上讲，该产品并非是环保型胶粘剂，因为乙醇也是有机溶剂。但是醇溶型聚氨酯有其优点：

　　a、不含游离的异氰酸酯单体，改善了操作环境。
　　b、对水气不敏感，提高了胶粘剂的稳定性和适应性。
　　c、以工业酒精为溶剂，生产成本降低。
　　d、与醇溶型的聚氨酯印刷油墨配合使用有优良的复合适性。
　　e、复合膜制品残留溶剂低。

　　目前醇溶型聚氨酯胶粘剂仅应用于普通干燥食品的复合包装，从技术及醇溶的性质来看，要想达到酯溶型聚氨酯的剥离强度及蒸煮性能要求，目前还不可能做到，而且国内外除对用于蒸煮产品的包装用胶粘剂TDA含量有规定外，对用于普通产品的包装并没有进行限制，故不可能取代酯溶聚氨酯胶粘剂，所以发展前景并不乐观。

　　4、水性聚氨酯胶粘剂

　　水性聚氨酯胶粘剂是将聚氨酯树脂分散于水中。形成乳液，或将聚氨酯树脂拼接上亲水基团溶解于水溶液中。水性聚氨酯胶粘剂具有对环境无污染，不可燃、无毒，适应性广等优点。但是水性胶粘剂复合强度及耐候性仍不及酯溶性聚氨酯胶粘剂，在蒸煮方面的技术开发目前也还是一个难题。同时干燥慢，能耗高，且成本较高，在目前能源日益紧张的情况下，也无法进一步发展。因此虽然会有所发展，但由于成本及能耗原因，在未来的十年内仍无法取代酯溶型聚氨酯胶粘剂。

　　5、无溶剂聚氨酯胶粘剂

　　从真正意义上讲无溶剂聚氨酯胶粘剂才是环保型胶粘剂，目前国外已经大量使用了无溶剂胶粘剂。其优点：
　　a、 用无溶剂胶粘剂，没有了溶剂的污染，成本相对下降。
　　b、 需要溶剂挥发干燥工艺，减少了能源的消耗。
　　c、 复合制品没有残留溶剂的困扰，在生产环节上减少了“水灾”等风险。
　　d、 无溶剂聚氨酯胶粘剂

　　适用于各种类型的塑料复合包装，对铝箔也有良好的粘合效果，耐内容物性及耐高温蒸煮性能也可与酯溶型聚氨酯相同，剥离强度高。

　　未来十年内醇溶型聚氨酯胶粘剂将不可能得到发展，水性聚氨酯胶粘剂也仍无法与酯溶聚氨酯所抗衡，而且也不是发展主流。未来十年后，酯溶型聚氨酯胶粘剂将逐步减少，无溶剂聚氨酯胶粘剂将会在国内逐步得到推广，同时水性胶粘剂也会有一定的发展空间。