知识点21 软包装无溶剂复合工艺.

无溶剂复合上胶原理概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文旨在对无溶剂复合的胶原理进行概述及解释说明。

无溶剂复合技术是一种特殊的复合方法，通过在无需溶剂介质的情况下将不同材料进行结合，以实现特定功能或性能的提升。

1.2 文章结构文章首先介绍了本文的大纲和目录，随后详细阐述了无溶剂复合的胶原理、其优势和挑战、关键步骤和操作方法，并举例分析了实际应用案例。

最后，总结研究内容和发现结果，并展望无溶剂复合技术的未来发展方向。

1.3 目的我们撰写这篇长文的目的是为了深入探讨无溶剂复合技术，揭示其工作原理、优势和挑战，以及关键步骤和操作方法。

通过对该技术的系统介绍和分析，我们希望能够提供给读者一个全面而清晰的理解，同时为相关领域中研究人员提供参考和启示。

此外，文章还致力于展望无溶剂复合技术未来可能取得的突破和应用领域，以期激发更多创新和研究的热情。

2. 无溶剂复合的胶原理：2.1 胶原理概述：无溶剂复合是一种制备复合材料的技术方法，其原理是通过将两种或更多不同类型的材料混合在一起，形成具有新的性能和特性的复合材料。

在无溶剂复合过程中，没有使用溶剂来促使材料之间的粘结，并且通常需要一定的压力或温度条件来实现有效地结合。

2.2 无溶剂复合技术介绍：无溶剂复合技术是采用物理、化学或机械方法将材料混合在一起，形成均匀分散并结实粘附的复合材料。

这通常涉及将两个或多个组分（如固体颗粒、纤维、填充物等）以适当比例混合，并通过加热、压缩、挤出等工艺步骤施加特定条件来完成粘结和固化过程。

无溶剂复合技术可以应用于不同领域，例如塑料制品、纤维增强复合材料、金属-陶瓷复合材料等。

2.3 无溶剂复合应用领域：无溶剂复合技术在各个领域都有广泛的应用。

在塑料制品方面，无溶剂复合可用于制造高性能工程塑料和塑料复合材料，提供优异的力学性能和特殊功能。

在纤维增强复合材料中，无溶剂复合可用于制备轻质、高强度和刚度的纤维增强复合材料，如碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。

常见先进技术及其适用性说明①无溶剂复合工艺：指使用聚氨酯胶粘剂通过反应固化将不同基材粘结在一起而获得新的功能性材料的一种工艺技术。

聚氨酯胶粘剂通常有双组分和单组分胶粘剂两类。

在软包装领域，复合基材通常是各种塑料薄膜、镀铝膜、薄纸和铝箔等，常采用双组分胶粘剂：而在纸塑复合领域，则多使用单组分胶粘剂。

无溶剂复合生产中，除在胶辊、混胶部件清洗时使用少量乙酸乙酯外，不使用其他含VOCs的原辅材料。

1台无溶剂复合机在满负荷生产时一年使用乙酸乙酯约2.5吨。

与传统溶剂型干复工艺相比，VOCs 可减排99%以上。

②挤出涂布复合工艺：采用二台或二台以上挤出机，将不同品种的树脂从一个模头中一次挤出复合膜的工艺。

挤出复合技术可不使用胶粘剂，生产中几乎不产生VOCs的排放。

挤出涂布复合技术胶粘剂的涂布量少，仅为干式复合法的1/10。

③零醇润版胶印技术：指通过平版胶印机的计量辊、串水辊、靠版水辊及水斗辊组成的水辊系统进行改造，从而实现由普通的自来水替代传统的润湿液来达到润版功能。

零醇润版胶印技术可避免在润版过程中VOCs使用及排放，改善印刷质量问题及飞墨问题，提高生产效率。

可100%减少润版工序的VOCs排放：油墨使用量节省10%～15%；印刷用水节省80～90%。

适用于报纸、书刊、烟包等的平版胶印工艺。

④无水胶印技术：印刷时不使用水或传统润湿液，而是采用不亲墨的硅橡胶表面的印版、特殊油墨和一套控温系统。

无水胶印技术对环境的温湿度要求高，温度范围23～25℃，相对湿度范围55%～60%。

需购买专门的制版机和版材，使用专用的无水印刷油墨，相对传统平版印刷，成本较高。

可100%减少润版工序的VOCs排放，可100%减少润版工序用水及排水。

适用于书刊、标签等的平版胶印工艺。

⑤自动清洗橡皮布技术：通过为印刷机加装自动橡皮布清洗装置，根据生产需要由控制装置启动清洗程序，通过无纺布或毛刷辊与橡皮滚筒表面接触并高速摩擦，达到清洗的目的。

无溶剂复合工艺试验及质量控制无溶剂复合主要工艺流程（1）放卷：在一定张力控制下，将待复合基材（料卷）平稳地展开，以便进行涂胶和复合等操作。

两层复合基材中，被涂胶的基材称为主基材，另一基材则称为副基材，相应的放卷操作分别称为主放卷和副放卷。

（2）上胶：一定温度下，将双组分胶黏剂按照一定比例（通常为重量比）进行均匀混合，再输送到无溶剂复合机的储胶部位，或将单组分胶黏剂直接输送到无溶剂复合机的储胶部位。

（3）涂布：按照复合结构和具体使用要求，将混合好的无溶剂胶黏剂适量地涂覆在基材上。

（4）复合：在适当均匀的压力下，将已涂胶的基材与另一基材进行黏合。

（5）收卷：将黏合的复合膜在适当的张力和收卷压力下进行卷取。

（6）固化：将复合卷材放置在一定温度的环境中，使无溶剂胶黏剂充分反应，从而得到期望的复合强度。

固化是无溶剂复合的一个重要工序，该过程通常需要在特定的温度和持续较长时间的条件下才能基本完成。

通常情况下，双组分胶黏剂常见的固化温度为35〜45C,常见的固化时间为24〜48小时，视胶黏剂类型、复合结构和使用场合不同而异，通常后加工工序为分切或再次复合时，固化时间可以较短，而后加工工序为制袋时则固化时间较长。

无溶剂复合工艺试验当初次使用无溶剂复合工艺时，或无溶剂复合生产过程中所使用的复合基材、油墨、胶黏剂及包装成品使用条件等任一因素发生变更时，都应进行无溶剂复合工艺试验。

1.目的和内容无溶剂复合工艺试验的目的是检验无溶剂复合工艺的适用性，确认复合基材、油墨和胶黏剂等因素的符合性，确定复合产品的外观质量和使用性能，并探讨最佳的无溶剂复合工艺方案或标准。

简单地说，无溶剂复合工艺试验要解决3 个问题，即能否复合？复合后产品能否合格？如何确定批量生产的工艺条件？无溶剂复合工艺试验通常包含以下几方面内容：印刷油墨与无溶剂胶黏剂的相容性检测；复合产品外观质量检测；复合产品表面摩擦系数检测；镀铝转移检测；其他使用性能检测；涂胶量、混配比、设备参数、固化温度、固化时间等生产工艺参数的确定。

软包装用无溶剂复合技术和胶粘剂当前，国际软包装最重要的三大环保技术为：无溶剂复合技术、柔性版印刷和共挤出复合，而其中以无溶剂复合技术最为环保。

目前无溶剂复合技术在欧美市场已占据相当重要的地位，占新增复合机设备的80%～90%。

在我国，无溶剂复合技术始于20世纪90年代中后期，近年发展稍快，现存安装数量不超过40台(占复合机总量不超过2%)，远远低于发达国家[1-7]。

在这种形势下，如何能让国内软包装企业和从事软包装工作的技术人员对无溶剂复合技术及其制品有正确的认识，进而扩大无溶剂复合技术在国内市场的占有率已成为目前国内软包行业的重点探讨问题。

无溶剂复合(solventfreelamination)是相对干式溶剂型复合而言的，是应用于软包装工业中的另一种复合工艺。

无溶剂软性复合是采用无溶剂类胶粘剂及专用复合设备使薄膜状基材(塑料薄膜或纸张、Al箔等)相互贴合，然后经过胶粘剂的化学熟化反应熟化处理后，使各层基材粘接一起的复合方式。

无溶剂复合与溶剂型干法复合都采用胶粘剂制取复合薄膜。

两类工艺的不同之处在于无溶剂复合的胶粘剂中不含有任何溶剂，因此两层基材在贴合前不需要像溶剂干法复合工艺那样于烘道中排除溶剂。

无溶剂复合与干法复合是塑料薄膜复合生产中相互竞争、互为补充的实用的工业化生产方法。

无溶剂复合工艺于1974年由德国Herberts公司首次开发成功。

由于其工艺的经济性、安全性以及在环境保护方面的优势，逐渐成为塑料复合薄膜的一种重要的加工方法。

在环保与节能意识较强的欧美工业发达国家，采用无溶剂复合工艺生产的复合薄膜数量已经明显超过干法复合工艺;进入21世纪以来，欧洲新增的无溶剂复合设备数量已经占到新增复合设备总和的90%以上;日本自1977年引进无溶剂复合工艺至今，至21世纪初已建成60多条生产线，在复合膜生产中占据主导地位;美国1977年无溶剂胶粘剂用量占10%，而1980年已达到50%，20世纪90年代上升到90%以上。

软包装复合技术软包装复合技术是软包装材料的生产和加工工艺之一、在本技术中，两种或多种不同性能的材料通过复合的方式结合在一起，从而形成一个新的材料。

这种新材料拥有原材料的优点，并可以满足各种功能性要求，比如防潮、防氧、防光、抗压等。

1.预处理：预处理是将不同类型的基材或膜做适当的处理，以便能与粘合剂或涂层材料良好的结合。

一般会通过表面处理方式，例如冠状放电处理、等离子处理等，提高膜表面的自由能，从而提高其与涂层材料的粘接性能。

2.涂层或涂胶：涂层或涂胶是在基材或膜表面覆盖一层功能性的薄膜，以提高其性能或增加新的功能。

涂层或涂胶可以是单层也可以是多层，可以是连续的也可以是不连续的。

涂层或涂胶的材料可以是各种功能性材料，例如聚氨酯、聚醚、聚乙烯、聚酯、聚烯烃等。

3.复合：复合是将涂层或涂胶的材料与基材或膜紧密结合起来的过程。

复合可以通过热压、冷压、超声波、光固化等方法进行。

复合后的材料可以有更强的物理性能，更高的化学稳定性和更优的功能性能。

4.固化：固化是使复合的材料永久性的结合在一起的过程。

固化可以通过热、光、电、化学等方法进行。

在固化过程中，涂层或涂胶的材料会发生物理或化学变化，从而使之与基材或膜形成一个完整、坚固的结构。

5.切割：切割是将复合后的材料切割成所需的尺寸和形状的过程。

切割可以通过各种机械或激光设备进行。

软包装复合技术的优点有：设计灵活，可以通过调整复合的类型和数量来获得各种复杂的复合材料；节省资源，因为复合的材料一般来说都是较薄的，所以可以大大减少材料的用量；提高性能，复合后的材料一般都有着比原材料更强的物理性能和化学稳定性；增加功能，复合的材料可以根据需要添加各种功能性材料，从而使产品能满足更多的使用需求。

软包装复合技术在实际应用中主要有以下几种形式：一是基材与基材之间的复合，如纸与纸，塑料与塑料，金属与金属等的复合；二是基材与涂层之间的复合，如纸与塑料，塑料与金属，金属与瓷砖等的复合；三是基材、涂层与添加剂之间的复合，如纸、塑料、金属和燃料、润滑剂、抗静电剂等的复合。

无溶剂复合工艺三大技术风险，有什么控制要点无溶剂复合工艺显著的优势有降低成本、高效节能、生产安全稳定、提升产品质量等，是一种值得大力倡导、极具实用价值的生产工艺。

然而，当前无溶剂复合工艺还没有达到成熟阶段，软包装企业在应用过程中仍然存在一些容易被忽视的技术风险，从而导致质量问题的出现。

为此，我总结了3个较为常见的无溶剂复合技术风险控制要点，并对其原因进行了分析，与行业人士分享。

要点一，无溶剂复合中增加A胶量的技术风险无溶剂复合双组分（A胶和B胶）胶黏剂混配比例一般是指A胶和B胶的重量比，而不是二者的体积比。

双组分胶黏剂的混配比例一般由胶黏剂生产厂家来确定，因为不同品牌、不同用途胶黏剂的配比一般也不同。

虽然目前国内无溶剂胶黏剂生产厂家有很多，但A胶和B胶重量比的选项并不多，比较常见的A∶B有100∶80、100∶75、100∶50、100∶45等。

但在软包装企业实际的无溶剂复合生产中，双组分胶黏剂的配比会出现失调的情况，这就会对软包装产品无溶剂复合质量产生影响。

案例：复合结构为OPP/VMPET/PE的软包装袋，经过印刷、无溶剂复合工序后都没有出现质量问题，但在分切制袋后，其封边却出现了卷边现象。

该结构复合软包装袋采用的是某品牌低黏度无溶剂胶黏剂，实际复合生产中A、B胶的配比为100∶67（注意：根据上文所述，与之比较接近的正常配比为100∶75）。

在分析故障原因时，发现袋子卷边的同时还伴随内层胶黏剂不干的现象。

原本以为是复合膜熟化程度不完全所致，后延长熟化时间再进行分切制袋，袋子卷边问题依然存在，且开口性也严重变差。

在干式复合工艺中存在“提高固化剂（-NCO组分）可以提高复合强度”的说法，行业人士很容易将这种思路也“复制”到无溶剂复合工艺中，从而导致了较严重的质量事故。

事实上，在无溶剂复合工艺中，无论是-OH过量还是-NCO过量，都可能导致无溶剂胶黏剂不干的现象，只是-OH过量造成的是永久性不干，而-NCO过量造成的是短暂性不干，其还可以与空气中的水分子发生反应而继续固化。

无溶剂复合工艺--控制要点无溶剂复合工艺始于20世纪70年代，目前在欧美市场已占据相当重要的地位，与溶剂复合工艺相比，具有以下优点。

(1) 生产中不使用溶剂，避免了环境污染。

(2) 将火灾和爆炸隐患降至最低。

(3) 复合后的制品无溶剂残留，更适用于对气味非常敏感的商品包装。

(4) 无溶剂复合设备没有干燥箱，减少了能源消耗。

(5) 无溶剂复合设备装备有在线电晕处理单元，对电晕消退、爽滑剂含量高的薄膜有很好的复合性能。

(6) 复合速度快，生产效率高。

(7) 综合成本较低。

但是，实际生产中，由于无溶剂胶黏剂的初始黏度很低，操作控制难度加大，容易出现各种质量问题。

在此，笔者就无溶剂复合工艺控制要点及常见问题与大家进行探讨。

工艺控制要点1.复合基材目前，无溶剂复合常用基材主要有BOPP、PET、OPA、VMCPP、VMPET、CPP、PE、铝箔等。

复合时一般将刚性大、涂布性能好的材料（PET、BOPP、OPA、VMPET等）放在主放卷工位；将易拉伸的材料（PE、CPP、VMCPP等）放在副放卷工位。

但也不是一成不变的，可以根据实际生产情况灵活选择，如印刷膜与镀铝材料复合时，为了保证复合质量和生产效率，可以把镀铝材料放到主放卷工位。

2.胶黏剂的选择无溶剂胶黏剂主要有单组分潮气固化型胶黏剂、双组分冷涂无溶剂型胶黏剂、双组分反向热涂型胶黏剂、UV固化型胶黏剂等几种。

选择胶黏剂时需要考虑的因素也很多，首先是包装内容物的种类及所用薄膜材料的种类；其次，如果印刷油墨与胶黏剂接触，还要考虑两者的相容性；再次，剥离强度要求以及热封条件等对胶黏剂的选择也有很大影响。

另外，还需要注意两个问题：一是MDI类型的异氰酸化合物会透过内层薄膜逐渐向内层表面迁移，并与水汽发生反应形成聚脲抗热封层，影响包装袋的热封质量，当聚乙烯薄膜质量较差或胶黏剂选择不当时容易发生此问题，尤其是使用双组分胶黏剂时更要注意。

二是复合爽滑剂含量较高的薄膜时，由于爽滑剂迁移进胶黏剂层，可能会出现剥离强度差、热封不良、摩擦系数增大等问题，影响其在包装生产线上的操作性。

无溶剂复合技术的特点无溶剂复合技术是在溶剂复合的基础上由于20世纪70年代的石油危机造成的有机溶剂成本上升和全球日益高涨的环保要求而发展起来的。

尤其是随着各国对有机溶剂排放的限制越来越严格，软包装生产厂家在扩大复合生产能力时，普遍都采用无溶剂复合来替代传统的溶剂复合技术。

例如：在北美地区，1992年时，仅有26台无溶剂复合机。

在过去的八年里，这个数字已经翻了几倍。

近十多年来，无溶剂复合技术以欧洲为领导在全球得以迅速发展。

其主要特点是：1．100％的粘结剂，无溶剂残余，减少了对包装内容品尤其是食物、药品等污染。

2．更高的运行速度。

目前，设备的速度可高达480m／m in。

3．更少的粘结剂消耗量。

通过有关的计算表明。

用进口无溶剂双组份胶与国产溶剂型胶比较，无溶剂粘结剂的消耗成本可降低29％。

4．设备运行更低的能耗。

5．更好的投资回报。

无溶剂复合机的投资效率成倍地高于溶剂型复合机。

6．减少了有机溶剂运输存放时的危险。

软塑包装由于其美观、使用便捷、成本低廉等特性，受到了广大消费者的亲睐，被广泛应用于食品、药品等日常消费品领域。

但是由于各种单层材料本身性能的局限性，通常需要将多种材料进行复合，从而满足各种包装产品的需求。

目前国内大部分生产厂家采用的复合工艺是干法复合，干法复合工艺是早期从日本以及欧洲引进的生产技术，其特点是技术成熟、质量稳定、适用范围广泛。

但是干法复合也有其固有的缺陷，由于在生产过程中需要使用大量的有机溶剂，因此会对操作工人的健康造成危害。

另外，包装膜所残留的有机溶剂与食品、药品等内容物产生接触后会产生迁移，最终对消费者的健康产生影响。

目前，国家对于食品、药品的安全监管日益重视。

同样，对于包装材料的安全性能、环保问题也提出了更高的要求。

因此，对于软塑包装来讲，干法复合工艺由于其固有的缺陷，将最终面临淘汰。

寻求一种健康、安全、环保的复合工艺已经成为软塑包装行业的一个重要课题。

在20世纪70年代，德国发明了一种新型的绿色复合技术—无溶剂复合。

无溶剂复合工艺关键控制点一、无溶剂复合工艺的概述无溶剂复合工艺是指在制备复合材料时不使用任何有机溶剂，通过物理或化学方法将两种或多种材料组合成一种新的材料。

该工艺具有环保、高效、节能等优点，越来越受到人们的关注和重视。

二、无溶剂复合工艺的步骤1.原材料准备首先需要准备好所需的原材料，包括基础材料和添加剂等。

基础材料可以是纤维素类、聚酰胺类、聚碳酸酯类等不同类型的高分子材料；添加剂可以是增强剂、填充剂、稳定剂等。

2.预处理预处理包括去除原材料表面污染、调整原材料粒度大小等步骤。

这个步骤可以通过机械研磨或化学清洗等方式进行。

3.混合将预处理好的原材料按比例混合均匀，确保每个组成部分在混合过程中都得到充分地分散和悬浮。

4.挤出将混合好的物质通过挤出机进行挤出，形成所需的形状和尺寸。

这个过程中需要控制挤出速度和温度，确保物质能够均匀地流动。

5.固化将挤出的物质放置在恰当的温度下进行固化。

这个过程中需要控制温度和时间，确保物质可以充分反应并且达到所需的强度和硬度。

6.加工将固化后的复合材料进行后续加工，如切割、打孔、磨削等，以满足不同应用场景下的要求。

三、无溶剂复合工艺的关键控制点1.原材料选择选择适合自己产品要求的原材料非常重要。

不同类型的高分子材料具有不同的特性，需要根据实际情况进行选择。

同时，在选择添加剂时也需要考虑其对基础材料性能影响。

2.混合均匀度混合是影响复合材料性能的重要因素之一。

如果混合不均匀，会导致复合材料强度低、韧性差等问题。

因此，在混合过程中需要掌握好比例，并采用适当的混合方式。

3.挤出速度和温度挤出过程中需要控制挤出速度和温度，以确保物质能够均匀地流动，并且不会产生气泡、缺陷等问题。

4.固化温度和时间固化过程中需要控制温度和时间，以确保物质可以充分反应并且达到所需的强度和硬度。

如果固化不足或者过度，都会影响复合材料的性能。

5.后续加工后续加工是为了满足不同应用场景下的要求。

在进行后续加工时需要注意刀具选择、切割方式等因素，以避免对复合材料造成损伤。

无溶剂复合工艺简介【内容提要】无溶剂复合工艺始于20世纪70年代，目前在欧美市场已占据相当重要的地位，与溶剂复合工艺相比，具有以下优点（1）生产中不使用溶剂，避免了环境污染。

（2）将火灾和爆炸隐患降至最低。

（3）复合后的制品无溶剂残留，更适用于对气味非常敏感的商品包装。

无溶剂复合工艺始于20世纪70年代，目前在欧美市场已占据相当重要的地位，与溶剂复合工艺相比，具有以下优点。

（1）生产中不使用溶剂，避免了环境污染。

（2）将火灾和爆炸隐患降至最低。

（3）复合后的制品无溶剂残留，更适用于对气味非常敏感的商品包装。

（4）无溶剂复合设备没有干燥箱，减少了能源消耗。

（5）无溶剂复合设备装备有在线电晕处理单元，对电晕消退、爽滑剂含量高的薄膜有很好的复合性能。

（6）复合速度快，生产效率高。

（7）综合成本较低。

但是，实际生产中，由于无溶剂胶黏剂的初始黏度很低，操作控制难度加大，容易出现各种质量问题。

在此，笔者就无溶剂复合工艺控制要点及常见问题与大家进行探讨。

工艺控制要点1.复合基材目前，无溶剂复合常用基材主要有BOPP、PET、OPA、VMCPP、VMPET、CPP、PE、铝箔等。

复合时一般将刚性大、涂布性能好的材料（PET、BOPP、OPA、VMPET等）放在主放卷工位；将易拉伸的材料（PE、CPP、VMCPP等）放在副放卷工位。

但也不是一成不变的，可以根据实际生产情况灵活选择，如印刷膜与镀铝材料复合时，为了保证复合质量和生产效率，可以把镀铝材料放到主放卷工位。

2.胶黏剂的选择无溶剂胶黏剂主要有单组分潮气固化型胶黏剂、双组分冷涂无溶剂型胶黏剂、双组分反向热涂型胶黏剂、UV固化型胶黏剂等几种。

选择胶黏剂时需要考虑的因素也很多，首先是包装内容物的种类及所用薄膜材料的种类；其次，如果印刷油墨与胶黏剂接触，还要考虑两者的相容性；再次，剥离强度要求以及热封条件等对胶黏剂的选择也有很大影响。

另外，还需要注意两个问题：一是MDI类型的异氰酸化合物会透过内层薄膜逐渐向内层表面迁移，并与水汽发生反应形成聚脲抗热封层，影响包装袋的热封质量，当聚乙烯薄膜质量较差或胶黏剂选择不当时容易发生此问题，尤其是使用双组分胶黏剂时更要注意。