 В течение последних лет происходит снижение стоимости упаковки. Скорость ламинирования, особенно с клеями без растворителей, увеличилась с примерно 150 до 300 м/мин. за последние 10 лет; субстраты стали тоньше; были разработаны структуры с меньшим количеством слоев, обеспечивающие ту же защиту продуктов. Ламинирование без растворителя было разработано изначально из соображений защиты окружающей среды, но оказалось также более экономным по сравнению с традиционным ламинированием на основе растворителей и экструзионным ламинированием. Тенденция к сокращению сроков доставки требует очень короткого времени полимеризации. Более жесткими становятся требования и к качеству пищевой упаковки. В этой статье мы рассмотрим преимущества «умных» клеев для ламинирования перед стандартными. «Умные» клеи, уже представленные на российском упаковочном рынке, имеют малое время полимеризации и делают ламинат безопасным для упаковки.
Так называемый «Датский пищевой скандал» в 2001 г. поднял много вопросов об ароматических аминах из не полностью полимеризовавшихся полиуретановых клеев для ламинирования. Сегодня во многих государствах (во всех европейские странах, США, Канаде, Японии и др.) приняты законы, согласно которым все упаковочные материалы должны удовлетворять основному требованию: в условиях, в которых потребляется продукт, никакой компонент упаковки, угрожающий здоровью человека, не должен переходить в пищу. Европейская директива по пластику 2002/72/EC и поправка 2004/19/EC определили пределы перехода для всех типов низкомолекулярных компонентов, включая алифатические и ароматические изоцианаты, использующиеся в составе полиуретановых ламинирующих клеев. Свободный изоцианатный мономер не полностью заполимеризовавшегося ламинирующего клея при непрямом контакте с пищей является поводом для беспокойства из-за потенциально возможной реакции ароматического амина с влагой из пищи. Практичный и надежный немецкий фотометрический метод может с легкостью определять ароматические амины вплоть до предела обнаружения в 2 ppb. Это широко применяемый метод для определения соответствия 2002/72/EC, если фактор малого отклика настоящих ароматических аминов в сравнении с анилиновым стандартом принят во внимание. В США Управление по контролю над пищевыми продуктами и лекарствами (FDA) установило нормы при непрямом контакте клеев с пищей в параграфе 21 CFR FDA 175.105. Ответственность поставщика клея заключается в использовании компонентов из списка разрешенных материалов, но соблюдение требований по функциональному барьеру между клеем и продуктом возлагается на производителя упаковки. В случае клеев для ламинирования на основе ароматических изоцианатов неопределяемые ароматические амины в имитаторах пищи означают функциональность барьера или то, что все изоцианатные группы вступили в реакцию. Чтобы понять значение полиуретанового клея для упаковки продуктов, необходимо рассмотреть химию процесса. Стандартные одно- и двухкомпонентные клеи на основе растворителя и без него полимеризуются в ламинате и свободны от мигрирующих аминов к концу процесса полимеризации, когда все изоцианаты вступили в реакцию. Механическая прочность ламинатов, особенно для стандартных и средних эксплуатационных параметров, достигается быстро, позволяя упаковке противостоять нагрузкам упаковочной линии, но свободные изоцианаты могут все еще присутствовать в клеевом слое и потенциально способны мигрировать во влажную среду. Для разработки «умных» систем нужно полностью понять факторы, влияющие на время полимеризации полиуретанового клея до тех пор, пока ламинат не будет безопасным для непрямого контакта с пищей. Кажется очевидным, что важной является концентрация мономеров изоцианата в NCO-компоненте как источнике ароматических аминов. Однако рассматривать только мономеры для того, чтобы решить, какой клей использовать, было бы ошибкой, поскольку механизм полимеризации имеет большее значение, чем, собственно, концентрация мономера. Другие факторы, влияющие на время полимеризации для соответствия правилам производства пищевой упаковки, относятся к субстратам, процессу ламинирования и условиям хранения рулонов с ламинатом. Около 15 лет назад Henkel представил двухкомпонентные клеи третьего поколения для ламинирования на основе растворителя и без него с «умным» механизмом полимеризации, обеспечивающим значительно более короткое время реакции до того момента, пока клеи не станут свободны от мигрирующих мономеров.
В последние пять лет новые системы с дополнительными преимуществами были добавлены к диапазону клеев Henkel третьего поколения.
Результатом модифицирования технологии клеев третьего поколения стали клеи четвертого поколения на основе полиуретанов, комбинирующие «умный» механизм полимеризации с очень низким уровнем мономеров изоционатов (<1 %), что приводит к очень короткому времени полимеризации при комнатной температуре для критичных субстратов.
Клеи без растворителя третьего и четвертого поколений применяются при 70—80 єC, что делает обращение с ними более трудоемким, если сравнивать с обычными клеями второго поколения, жидкими при комнатной температуре и применяемых при 40 єC.
Если посмотреть на потребности мирового рынка в области клеев без растворителя для производства гибкой упаковки, производители в основном заинтересованы в системах общего назначения, сочетающих легкость обращения с хорошей совместимостью с машинами и быстрой полимеризацией, особенно по отношению к физическим характеристикам и безопасности в пищевой области. Постоянные усилия Henkel в области исследования и разработки (R & D) привели около пяти лет назад к очень успешному выводу на рынок универсальных клеев без растворителя, которые сочетают легкость использования клеев второго поколения без растворителя с более коротким временем полимеризации, чтобы быть безопасными при непрямом контакте с пищей. Между тем, на рынке были установлены стандарты, применяемые во всем мире.
Тема миграции первичных ароматических мономеров обсуждалась в основном в отношении клеев без растворителей. Упаковочные материалы, ламинированные клеями на основе растворителей, быстрее становятся безопасными для непрямого контакта с пищей, чем соответствующие клеи без растворителей, оставляя механизм полимеризации тем же. Клеевая система, содержащая растворитель, которая затвердевает в соответствии со стандартным механизмом, обычно требует больше времени, чтобы быть безопасной для непрямого контакта с пищей, чем система без растворителя, которая следует «умному» механизму полимеризации!
По этой причине Henkel расширил свой ассортимент новыми продуктами на основе растворителя. Новые продукты, так называемые клеи на основе растворителя четвертого поколения, обладают некоторыми дополнительными преимуществами, а ламинаты, изготовленные их помощью, быстрее приходят в соответствие с правилами для гибкой пищевой упаковки. Первым преимуществом является высокое содержание сухого остатка в этих системах, что позволяет нашим клиентам ламинировать на высоких скоростях при тех же, или даже меньших расходах энергии. Другое преимущество — очень хорошее смачивание материала, даже на белых красках и меньшее содержание остатков растворителя. Liofol UR 3966-21/6055 — многофункциональная клеевая система, которая имеет широкий диапазон применения. Liofol UR 3966-21/6055 рекомендуется для производства ламинатов с повышенной химической устойчивостью.
Выводы
Двухкомпонентные полиуретановые клеевые системы для ламинирования марки Liofol компании Henkel на основе растворителя и без него с «умным» механизмом полимеризации имеют отличные характеристики для каждого сегмента рынка, совмещенные с коротким временем полимеризации, которые удовлетворяют требования безопасной пищевой упаковки. Эти последние поколения клеев для ламинирования становятся все более значимыми в восточноевропейском регионе, особенно в России, которая становится одним из лидеров в производстве ламината.
Источник: Henkel
Подробнее с ситуацией на российском рынке гибкой печатной упаковки можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок многослойных ламинированных упаковочных материалов в России». |
