无溶剂复合工艺在蒸煮包装应用领域的突破

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近年来，无溶剂复合工艺以其环保、卫生、安全、节能、高效及可明显降低成本的优势，在国内软包装行业得到了快速发展和应用，无溶剂复合生产线以每年近百条的速度快速增长。同时，软包装用无溶剂胶黏剂也呈现出了百花齐放的态势，许多大大小小的胶黏剂生产厂家都开始了无溶剂胶黏剂的开发与应用，但是不同厂家的技术水平、生产规模及其产品的性能稳定性、应用范围等参差不齐，如耐蒸煮无溶剂胶黏剂目前只有少数技术力量雄厚的胶黏剂生产厂家能进行专门的、具有针对性的研究，并提供系统的解决方案。

无溶剂复合工艺应用于蒸煮包装（即耐蒸煮无溶剂复合工艺），是指采用耐蒸煮无溶剂胶黏剂将PET、PA、RCPP及铝箔等薄膜材料进行复合、制袋，并用于需高温蒸汽杀菌的包装物（如食品、医药等）。本文中，笔者将对耐蒸煮无溶剂复合工艺进行深入探讨，希望能对耐蒸煮无溶剂复合工艺的发展起到抛砖引玉的作用。

工艺要求

根据国家标准GB/T 10004-2008《包装用塑料复合膜、袋干法复合、挤出复合》，软包装产品按温度划分，可分为普通级、水煮级、半高温蒸煮级和高温蒸煮级。其中，普通级是指使用温度在80℃以下（含80℃），水煮级是指使用温度在80～100℃（含100℃），半高温蒸煮级是指使用温度在100～121℃（含121℃），高温蒸煮级是指使用温度在121～145℃（含145℃）。根据这个划分方法，无溶剂复合工艺目前主要应用于半高温蒸煮级产品。

目前市场上常见的耐蒸煮无溶剂胶黏剂（如我公司的WD8158A/B耐蒸煮无溶剂胶黏剂）对操作工艺的要求要比通用型无溶剂胶黏剂更加严苛，主要体现在：①使用前一般需要预热，操作温度在50℃左右；②上胶量控制更加严格，一般控制在1.8g/m2以上，上胶量太小，会影响耐蒸煮性能，上胶量太大，容易出现收卷不齐等问题；③熟化温度和时间要求相对比较苛刻，一般控制在45～50℃条件下48～72小时。

耐蒸煮无溶剂复合工艺之所以有如此苛刻的工艺要求，主要是由于耐蒸煮无溶剂胶黏剂存在一些技术壁垒，如一般的耐蒸煮无溶剂胶黏剂的原料在常温下黏度较大；在较高温度（50℃）下要保证足够的操作时间，否则会影响后期的熟化温度和时间，以及对后期的固化条件提出更严格的要求等。

针对耐蒸煮无溶剂胶黏剂在操作工艺上的不足，我公司凭借多年胶黏剂研发经验，突破了耐蒸煮无溶剂胶黏剂原有的一系列技术壁垒，于近期开发出了具有更好操作性的WD8156A/B耐蒸煮无溶剂胶黏剂，该产品能够在常温（25～35℃）下使用，省去了软包装企业在使用前必须进行预热的程序，使耐蒸煮无溶剂复合工艺更加方便、节能和高效。

性能要求

目前，市场上常见的耐蒸煮无溶剂胶黏剂除了操作工艺相对复杂、苛刻之外，在性能方面也存在一些不足之处。虽然使用其复合而成的半高温蒸煮级复合膜的性能指标完全能够达到国家标准GB/T 10004-2008的要求（详见表1），但其存在与部分耐蒸煮油墨的相容性较差，以及不能够耐更高温度蒸煮等方面的不足，也给客户的使用带来了潜在风险。

对于耐高温蒸煮性能的测试，要求在包装袋内分别装入4%乙酸、1%硫化钠、5%氯化钠水溶液以及精制植物油，经排气封口后在带有反压冷却装置的高压灭菌锅中经121℃、40min高温加压处理，并在压力保持不变的情况下冷却至室温之后再取出，开袋后逐个检验外观，试验袋每组至少5个，测其平均拉断力、伸长率、剥离强度和热合强度。

对于耐一般高温（121℃）蒸煮的产品，我公司研发的WD8158A/B耐蒸煮无溶剂胶黏剂完全能够满足上述性能指标要求。此外，我公司新开发的WD8156A/B耐蒸煮无溶剂胶黏剂，不仅与耐蒸煮油墨具有更好的相容性，而且能够耐更高温度（128℃）的蒸煮，最重要的是，成本也较WD8158A/B耐蒸煮无溶剂胶黏剂有了一定程度的下降。表2为WD8156A/ B耐蒸煮无溶剂胶黏剂的一些性能指标，表3则为使用WD8156A/B耐蒸煮无溶剂胶黏剂复合加工的复合膜的性能指标。

卫生安全性要求

耐蒸煮复合膜不仅要保护内容物的卫生安全，更不能因自身原因而污染食品、医药等内容物，因此必须严格控制食品、医药复合膜的卫生安全性，不仅要控制薄膜材料的卫生安全性，还要控制复合膜用胶黏剂的卫生安全性。

美国食品和药物管理局（FDA）和美国农业局（USDA）制定的美国食品包装容器的有关法规CFR 21§177？1390和§177？1395，对耐121℃或135℃高温蒸煮胶黏剂的原辅材料做出了一定限制，而且还要求对复合包装袋进行检测。

我国国家标准GB/T 10004-2008对耐蒸煮复合膜的剥离强度、热合强度、拉断力、断裂标称应变等力学性能以及蒸汽和氧气透过率等都有明确的要求，这些性能虽然不是专门针对胶黏剂的，但与无溶剂胶黏剂密切相关。另外，国家标准GB 9685《食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准》对软包装用胶黏剂所使用原料的添加剂也做出了具体的限制，在此就不做详细介绍了。

控制要点

1.环境的控制

无溶剂复合工艺对生产环境要求很高，生产车间必须干净、整洁，无灰尘、蚊虫，与印刷、干式复合车间隔开。同时，生产前应确保无溶剂复合机上所有胶辊、钢辊以及设备其他部件表面干净、无污渍。

此外，环境湿度应控制在合理范围内，一般控制在相对湿度30%～70%（或根据各胶黏剂生产厂家的技术指导书设定）。因为环境湿度控制不好会对耐蒸煮无溶剂复合工艺产生致命的影响（耐蒸煮薄膜材料大多使用PA薄膜，而PA薄膜极易吸潮），同时对复合产品的外观、剥离强度甚至最终的耐蒸煮性能都会产生负面的影响。

2.生产前的小试

在正式生产前，须通过小试来检验油墨、复合基材与无溶剂胶黏剂的匹配性。因为复合膜的性能不仅与所用胶黏剂有关，还与所用复合基材、油墨密切相关。特别是耐蒸煮薄膜材料的复合，小试确认显得尤为重要。

在小试前，应确保小试的试验条件与正式生产条件一致。小试产品不能只做装水121℃蒸煮，必须装入需实际包装的内容物进行蒸煮杀菌试验，因为不同包装内容物对薄膜材料的渗透性、对胶黏剂黏结性能的影响不同，而且装水128℃蒸煮没问题，并不代表装入包装内容物后121℃蒸煮杀菌肯定没问题。因此，在小试时，只有装入包装内容物后按照实际蒸煮杀菌温度进行试验没问题后，才能正式生产。对此，软包装企业应格外重视。

3.上胶量的控制

应根据印刷墨层的厚度、包装内容物的要求、复合基材的种类和现场的复合外观来调整上胶量，上胶量控制不好，不仅会影响产品的外观，还会影响其最终的剥离强度和耐蒸煮性能。耐蒸煮无溶剂复合工艺的上胶量一般控制在1.8～2.2g/ m2，对于印刷油墨面积较小的产品，上胶量可以少一些，对于印刷油墨面积较大或者包装内容物为辛辣、麻辣及油腻的产品，应适当增加上胶量。在小试时，可以试验2～3个不同的上胶量，以选出最优的工艺。

4.熟化条件的控制

应在胶黏剂生产厂家提供的熟化温度和时间范围内进行熟化，熟化温度和时间不够，会严重影响产品最终的耐蒸煮性能，而且熟化过程通常要求一次性完成，避免没有完全熟化就进行测试，如果发现没有熟化完全再重新放回熟化室进行二次熟化，则会影响产品最终的耐蒸煮性能。通常情况下，熟化条件应控制在45～50℃条件下48～72小时，具体需根据胶黏剂生产厂家的技术指导书来控制。

方便化、工程化、功能化、专用化和国际标准化的食品将成为21世纪食品工业发展的大趋势，许多食品将在半熟状态下装入复合包装袋内，经抽真空和封口后于高温下蒸煮杀菌40～60分钟，在不使用任何添加剂的情况下，最大程度地保持食品的色、香、味和营养价值。因此，耐蒸煮无溶剂胶黏剂具有广阔的市场空间，无溶剂复合工艺也将逐渐成为我国软包装材料复合的主要工艺之一。