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第三节

热熔型卷烟胶

热熔胶是热熔胶粘剂的简称,它在生产和应用时不使用任何溶剂,无毒无味,不污染环境,被誉为“绿色胶粘剂”,特别适宜在连续化的生产线上使用。

热熔胶的成分主要是树脂胶、增粘树脂、蜡等的混合体,胶越多,剥离强度越高,影响粘接效果;蜡多了,剥离强度会过低,粘接效果差,包装易开裂。

热熔胶是一种可塑性的黏合剂,常温呈固体状态,加热融化后能快速粘接。热熔胶比白乳胶更优越,更实用,性价比高,耐高温、耐低温,可以克服白乳胶缩水、发霉、干得慢等缺点;可以增加产品的硬度,不易变形打折,拥有强力黏性,折叠柔软,无气味。用后也不会因温度低出现脱胶现象,其特点是:

第一,粘接迅速。通常从涂胶到冷却粘牢,只需要几十秒,甚至几秒的时间;

第二,粘接范围广。对许多材料,甚至对公认的难粘材料(如聚烯烃、蜡纸、复写纸等)也可以进行粘接,特别是使用热熔胶粘接的接头,可经受 105~106 次以上的弯曲而不开裂;

第三,可反复加热,多次粘接。热熔胶使用时加热熔化,进行粘接;冷却后固化。再次粘接时,熔化后即可,热熔胶不会因为多次熔化而使性状发生改变,可以多次熔化和粘接;

第四,性能稳定,便于贮存运输。热熔胶在一定温度范围内其物理状态随温度改变而改变,而化学特性不变,其无毒无味,属环保型化学产品,运输和贮存条件不苛刻;

第五,成本低廉。热熔胶没有溶剂消耗,避免了因溶剂的存在而使被粘物变形、错位和收缩等弊端,不会产生VOC等有害气体,有助于降低成本、提高产品质量。

但是热熔胶也存在一些缺点:主要是耐热性和粘接强度较低,不适宜作为结构胶粘剂使用。由于热熔胶熔融体黏度一般较高,对被粘材料的浸润性较差,通常需要加压黏合,以此提高粘接强度;在高温条件下粘接后的材料会因热熔胶熔化而使粘接面开裂;另外,热熔胶在使用时需要专用设备对其进行熔化,如涂胶机、热熔枪等,因此在某种程度上限制了它的应用范围。

一、热熔型卷烟胶的主要成分

热熔型卷烟胶,多属于EVA类热熔胶,由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、树脂、增粘树脂、蜡、抗氧剂等组成。

(一)EVA热熔胶

EVA热熔胶是一种不需溶剂、不含水分的 100 %固体可熔性聚合物;它在常温下为固体,加热熔融到一定温度变为能流动且有一定黏性的液体。熔融后的EVA热熔胶,呈浅棕色或白色。EVA热熔胶由EVA基本树脂、增粘剂、黏度调节剂和抗氧剂等成分组成。

(二)EVA热熔胶的构成

热熔胶的基本树脂是乙烯和醋酸乙烯在高温高压下共聚而成的,即EVA树脂。这种树脂是制作热熔胶的主要成分,基本树脂的比例、质量决定了热熔胶的基本性能(如粘接能力、熔融温度及粘接强度),一般选择VA含量为 18 %~ 33%,熔融指数(MI)为 6~ 800,VA含量越低,结晶度越高,硬度越大,同等情况下VA含量大,结晶度低,弹性增大。EVA熔融指数(MI)的选择也很重要,熔融指数越小,流动性越差,强度越大,熔融温度越高,对被粘物润湿和渗透性也越差;相反熔融指数过大,则胶的熔融温度低,流动性较好,但粘接强度低。助剂的选择也很重要,应选择与乙烯-乙酸乙烯酯共聚物比例恰当的助剂。

1.增粘剂

增粘剂是EVA热熔胶的主要助剂之一。如果仅用基本树脂,熔融时在一定温度下具有一定的粘接力,当温度下降后,就难以对纸张进行润湿和渗透,失去其应有的粘接能力,无法达到应有的粘接效果;加入增粘剂就可以提高胶体的流动性和对被粘物的润湿性,改善粘接性能,达到所需要的粘接强度。一般增粘剂有松香、改性松香(138 或 145)、C5石油树脂、C 9 石油树脂、萜烯树脂等。

2.黏度调节剂

黏度调节剂也是热熔胶的主要助剂之一。其作用是增加胶体的流动性,调节凝固速度,以达到快速粘接牢固的目的,否则热熔胶黏度过大,无法或不易流动,难以渗透到被粘物中去,就不能将其粘接牢固。加入软化点低的黏度调节剂,就可以达到粘接时渗透好、粘得牢的目的。一般选择石蜡、微晶蜡、合成蜡(PE或PP)、佛托蜡等。

3.抗氧剂

加入适量的抗氧剂是为了防止EVA热熔胶的过早老化。因为胶体在熔融时温度偏高会氧化分解,加入抗氧剂可以保证在高温条件下,粘接性能不发生变化。

除以上几种原料外还可根据气温、地区的差别,配上一些适合寒带气温的抗寒剂或适合热带气温的抗热剂。

二、热熔型卷烟胶的使用范围

热熔型卷烟胶根据其用途不同,又可以分为滤棒成型胶和包装胶等。其中滤棒成型胶主要用于滤棒成型纸搭口的粘接;包装胶主要用于粘接水基胶不易粘接的卷烟包装盒商标纸、条盒纸、封签纸和烟箱等包装材料;另外,也有卷烟搭口胶和接嘴胶少量使用热熔胶的报道。

三、热熔型卷烟胶的性能特点

(一)胶的颜色

若被粘接物本身对颜色没有特殊要求,推荐使用黄色热熔胶,一般来说,黄色热熔胶比白色热熔胶粘接性能更好。

(二)作业时间

作业快速是热熔胶的一大特点。热熔胶的作业时间一般在 15 秒左右,随着现代生产方式+流水线的广泛应用,对热熔胶的作业时间要求越来越短,如书籍装订等对热熔胶的作业时间要求达到 5 秒左右。

(三)抗温

热熔胶对温度比较敏感。温度达到一定程度,热熔胶开始软化;低于一定温度,热熔胶会变脆。所以选择热熔胶必须充分考虑到产品所在环境的温度变化。

(四)黏性

热熔胶的黏性分早期黏性和后期黏性。只有早期黏性和后期黏性一致,才能使热熔胶与被粘物保持稳定粘接。在热熔胶的生产过程中,应保证其具有抗氧性、抗卤性、抗酸碱性和增塑性。被粘物材质不同,热熔胶所发挥的粘接性能也有所不同,因此,应根据不同的材质选择不同的热熔胶。

(五)被粘物表面处理

热熔胶对被粘物的表面处理没有其他黏合剂那么严格,但被粘物表面的灰尘、油污也应做适当的处理,才能使热熔胶更好地发挥黏合作用。

四、热熔型卷烟胶的技术标准及指标

由于热熔型卷烟胶的研究没有停歇,性能越来越优良的热熔型卷烟胶被不断研制出来,而我国关于卷烟热熔胶的国家标准、行业标准和企业标准也一直在随之进行调整。

现行的关于热熔型卷烟胶的产品质量标准是行业标准《HG/T 3698-2002 EVA热熔胶粘剂》和《YC/T187-2004 烟用热熔胶》。

化工行业标准《HG/T 3698-2002 EVA热熔胶粘剂》对于EVA热熔胶的外观、固体含量、软化点、熔融黏度和热稳定性等基本物理参数进行了规定,具体的技术指标规定见表 2-2。

表 2-2 EVA热熔胶产品性能指标

注:N 1 ,N 2 为熔融黏度标称值,推荐N 1 值为 2.7 Pa·s~ 5.5 Pa·s,N 2 值为 2.0 Pa·s~ 2.3 Pa·s

烟草行业标准《YC/T187-2004 烟用热熔胶》对热熔型卷烟胶的外观、固体含量、软化点、熔融黏度和热稳定性等基本物理参数进行了规定,烟用热熔胶外观为浅黄色或乳白色固体颗粒,无异味、无异物和炭化物。其他技术指标规定见表 2-3。

表 2-3 热熔胶技术指标

注:a、b为型式检验指标 KHXQaebttjLXwNAQdazmvtcOhGYOEaXMZHm4rbnqONdHlKSAMGTdZlTJKYV8dGt4

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