Zusammenfassung: Für die zuverlässige Durchführung lösungsmittelfreier Verbundprozesse ist die richtige Wahl des Verbundklebstoffs entscheidend. Dieser Artikel beschreibt, wie der am besten geeignete lösungsmittelfreie Verbundklebstoff für Verbundsubstrate und -strukturen ausgewählt wird.
Mit der zunehmenden Reife und Verbreitung lösungsmittelfreier Verbundtechnologie können immer mehr Dünnschichtsubstrate für diese Technologie eingesetzt werden. Für den stabilen Einsatz lösungsmittelfreier Verbundtechnologie ist die Wahl des richtigen Klebstoffs entscheidend. Im Folgenden wird anhand der Erfahrung des Autors erläutert, wie ein geeigneter lösungsmittelfreier Klebstoff ausgewählt werden kann.
Derzeit existieren Trockenlaminierung und lösungsmittelfreie Laminierung parallel. Um die Anwendung der lösungsmittelfreien Laminiertechnologie zu etablieren, ist es daher zunächst wichtig, die Produktstruktur des Verpackungsherstellers genau zu verstehen, sie detailliert zu klassifizieren und die für die lösungsmittelfreie Laminierung geeigneten Produktstrukturen zu identifizieren. Anschließend kann der passende lösungsmittelfreie Klebstoff ausgewählt werden. Wie wählt man also effektiv lösungsmittelfreie Klebstoffe aus? Betrachten wir die folgenden Aspekte.
- Haftfestigkeit
Aufgrund der Komplexität und Vielfalt von Verpackungsmaterialien variiert auch die Oberflächenbehandlung der Substrate stark. Gängige flexible Verpackungsmaterialien weisen ebenfalls unterschiedliche Eigenschaften auf, beispielsweise PE, BOPP, PET, PA, CPP, VMPET, VMCPP usw. Daneben gibt es einige Materialien, die in flexiblen Verpackungen weniger häufig verwendet werden, wie PS, PVC, EVA, PT, PC, Papier usw. Daher sollte der von Unternehmen gewählte lösungsmittelfreie Klebstoff eine gute Haftung auf den meisten flexiblen Verpackungsmaterialien gewährleisten.
- Temperaturbeständigkeit
Die Temperaturbeständigkeit umfasst zwei Aspekte. Der eine ist die Hochtemperaturbeständigkeit. Viele Lebensmittel müssen heutzutage einer Hochtemperatursterilisation unterzogen werden, einige werden bei 80–100 °C sterilisiert.° C, während andere bei 100-135 sterilisiert werden.° C. Die Sterilisationszeit variiert; manche Produkte benötigen 10–20 Minuten, andere 40 Minuten. Einige werden weiterhin mit Ethylenoxid sterilisiert. Unterschiedliche Materialien erfordern unterschiedliche Sterilisationsmethoden. Der gewählte lösungsmittelfreie Klebstoff muss jedoch diese hohen Temperaturanforderungen erfüllen. Der Beutel darf sich nach der Einwirkung hoher Temperaturen weder ablösen noch verformen. Darüber hinaus muss das mit lösungsmittelfreiem Klebstoff ausgehärtete Material Temperaturen von 200 °C standhalten können.° C oder sogar 350° C sofort. Wenn dies nicht erreicht werden kann, neigt die Heißsiegelung der Beutel zur Delamination.
Das zweite Kriterium ist die Kältebeständigkeit, auch Frostbeständigkeit genannt. Viele weiche Verpackungsmaterialien enthalten Tiefkühlkost, die lösungsmittelfreie Klebstoffe erfordert, um niedrigen Temperaturen standzuhalten. Bei niedrigen Temperaturen neigen die durch die Klebstoffe selbst verfestigten Materialien zu Aushärtung, Versprödung, Delamination und Bruch. Treten diese Phänomene auf, ist der gewählte Klebstoff nicht kältebeständig.
Daher ist bei der Auswahl lösungsmittelfreier Klebstoffe ein detailliertes Verständnis und die Prüfung der Temperaturbeständigkeit erforderlich.
3. Gesundheit und Sicherheit
Die in Lebensmittel- und Arzneimittelverpackungen verwendeten lösungsmittelfreien Klebstoffe müssen hohe Hygiene- und Sicherheitsstandards erfüllen. Weltweit gelten in verschiedenen Ländern strenge Vorschriften. Die US-amerikanische Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde (FDA) stuft Klebstoffe für Verbundverpackungen von Lebensmitteln und Arzneimitteln als Zusatzstoffe ein. Sie beschränkt die zur Herstellung der Klebstoffe verwendeten Rohstoffe und verbietet die Verwendung von Substanzen, die nicht auf der Liste der zugelassenen Rohstoffe stehen. Die mit diesem Klebstoff hergestellten Verbundmaterialien werden klassifiziert und hinsichtlich ihres Anwendungstemperaturbereichs eingeschränkt. Dieser umfasst die Verwendung bei Raumtemperatur, Desinfektion durch Kochen, Dampfsterilisation bei 122 °C oder Hochtemperatur-Dampfsterilisation bei 135 °C und darüber. Gleichzeitig wurden Prüfkriterien, Testmethoden und technische Indikatoren für Verpackungsmaterialien festgelegt. Auch die chinesische Norm GB9685 enthält entsprechende Bestimmungen und Einschränkungen. Daher müssen lösungsmittelfreie Klebstoffe für Exportprodukte den lokalen Vorschriften entsprechen.
4. Erfüllung der Anforderungen spezieller Anwendungen
Die weitverbreitete Verwendung lösungsmittelfreier Verbundwerkstoffe im Bereich flexibler Verpackungen hat deren Anwendung in verwandten Bereichen gefördert. Aktuell gibt es folgende Spezialgebiete, in denen sie eingesetzt werden:
4.1 Lösungsmittelfreie PET-Verbundfolienverpackung
PET-Folien bestehen hauptsächlich aus PET-Materialien mit einer Dicke von mindestens 0,4 mm. Aufgrund der Dicke und Steifigkeit dieses Materials ist für die Verarbeitung ein lösungsmittelfreier Klebstoff mit hoher Anfangshaftung und Viskosität erforderlich. Das fertige Produkt aus diesem Verbundwerkstoff muss üblicherweise in verschiedene Formen gebracht werden, teilweise durch Stanzen, weshalb die Anforderungen an die Schälfestigkeit relativ hoch sind. WD8966 von Kangda New Materials zeichnet sich durch hohe Anfangshaftung und Stanzbeständigkeit aus und wurde bereits erfolgreich in PET-Folienverbundwerkstoffen eingesetzt.
4.2 Lösungsmittelfreie Verbundvliesverpackungen
Vliesstoffe sind weit verbreitet und in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Ihre Anwendung in lösungsmittelfreien Umgebungen hängt maßgeblich von der Dicke des Vliesstoffs und der Faserdichte ab. Grundsätzlich gilt: Je dichter der Vliesstoff, desto besser die Eigenschaften des lösungsmittelfreien Verbundmaterials. Aktuell wird für lösungsmittelfreie Verbundvliesstoffe meist einkomponentiger Polyurethan-Schmelzklebstoff verwendet.
Veröffentlichungsdatum: 12. Dezember 2023