浅析不同品种胶水复配对烟用包装材料 性能的影响

摘   要：目前烟用包装材料种类繁多，质量要求各有不同，生产过程中单一品种的胶水有时无法满足产品质量需求，本实验通过利用各种胶水的性能特点, 将不同胶水进行物理共混后测试使用效果，结果表明通过胶水的复配，可以让不同胶水的特性起互补、协调作用，产生效果相加的效果。

关键词：烟用包装材料；胶水复配；耐爆裂性；附着牢度

1   引言

我司是专业从事烟标、烟用接装纸、电化铝、烟用封签纸研发、生产和销售的印刷包装类高新技术企业。其中纸品部主要生产的是烟标用转移卡纸、烟用接装纸用水松原纸和烫金用电化铝。这些产品在生产过程中使用的胶水种类繁多，单一品种的胶水有时无法满足产品质量需求，这时就需要考虑通过胶水的复配，让各组分的特性起互补、协调作用，产生效果相加的效果。本研究通过利用各种胶水的性能特点, 将不同胶水进行物理共混，通过合理的配比形成一种杂合性的产品, 提高其性能，以满足我司烟用包装材料的高质量要求。

2   胶水简介

水性聚氨酯材料是一种新型环保材料，具有无溶剂残留、无毒、不易燃、易加工、环境友好、安全可靠等优点，在涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂等领域得到广泛的应用[1]。聚氨酯涂料成膜之后，因在大分子结构中含有相当数量的氨酯键和脲键等，故而决定了该涂料具有优良的耐磨性和较高的硬度。由于在涂膜分子结构中含有氨酯键，致使高聚物分子之间具有形成氢键的必要条件，与其他类型涂料相比，在相同的硬度条件下，由于氢键的作用以及脲键的存在，聚氡酯涂膜的扯断伸长率最高，耐磨耗最佳[2]。水性聚氨酯胶黏剂不污染环境且性能优良, 但目前仍存在一些因素制约其发展, 主要有产品的固含量低、初始黏度低、耐水性差、成本较高。针对这些问题, 目前各国正在致力于相关的研究。为了满足现代涂料的需求．进一步提高聚氨酯的性能、拓展其用途，与其他高分子材料复合改性是其改性的方法之一。

羧基丁苯胶是由丁二烯、苯乙烯、不饱和羧酸等通过乳液聚合生成的三元共聚物，具有丁苯胶乳的性能，由于引入了极性基团-羧基(粘结性能提高)，具有较高的的结膜强度和粘结力，抗水可印刷性与耐磨性强，且耐热性能较好，价格低廉．能够弥补水性聚氨酯胶的不足，使其用途更加广泛。李轩等[3]用水性聚氨酯乳液外加交联剂氯吡啶与羧基丁苯橡胶乳液复合，制备了聚氨酯／羧基丁苯橡胶，其具有优异的表面施胶性能，提高了其表面强度和耐折度。

电化铝用热熔胶（英文名：Hot Glue）是一种可塑性的粘合剂，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。

2   实验

2.1 实验原料

甲组（转移卡纸）：① 聚氨酯胶：奥德美（山东）高分子材料有限公司（型号：WPU-1，固含量：40%，粘度（sec）：30-60秒）；② 羧基丁苯胶: 汕头市鑫源化工科技有限公司（型号：XSBRL-1，固含量：50%，粘度（sec）：20±5）；③ SBS白芯白卡：淄博金朗贸易有限公司（定量：225g/m2）；④ 镭射转移膜：集友公司自制（产品性能符合公司内控质量标准）。

乙组（转移水松纸）：① 羧基丁苯胶: 汕头市鑫源化工科技有限公司（型号：XSBRL-1，固含量：50%，粘度（sec）：20±5）；② 羧基丁苯胶: 上海开盈化工有限公司（型号：XSBRL-2，固含量：50%，粘度（sec）：15±5）；③ 水松原纸：浙江仙鹤新材料销售有限公司（定量：35g/m2）；④ 水松纸转移膜：集友公司自制（产品性能符合公司内控质量标准）。

丙组（电化铝）：① 溶剂型热熔胶: 佛山市聚能包装材料有限公司（型号：HG-1，固含量：50%，粘度（sec）：20±5）；② 溶剂型热熔胶: 东莞市宸元新型材料有限公司（型号：HG-2，固含量：30%，粘度（sec）：100±30cps(BROOKFIELD，NO:2，12rpm)）；③ 未上胶半成品电化铝膜：集友公司自制（产品性能符合公司内控质量标准）。   

2.2 实验步骤

2.2.1 胶水共混物的制备

甲组（转移卡纸）：本实验制备不同比例水性聚氨酯/羧基丁苯胶共混物A、B、C、D、E、F、G共7组，每组共混物50kg。各组比例分别为A组：XSBRL-1；B组：WPU-1：XSBRL-1=1:4；C组：WPU-1：XSBRL-1=2:3；D组：WPU-1：XSBRL-1=1:1；E组：WPU-1：XSBRL-1=3:2；F组：WPU-1：XSBRL-1=4:1；G组：WPU-1。按照上述不同比例在料桶中投入对应重量的胶水后用分散机低速分散20min后备用。

乙组（转移水松纸）：本实验制备不同比例羧基丁苯胶共混物A、B、C、D、E、F、G共7组，每组共混物50kg。各组比例分别为A组：XSBRL-2；B组：XSBRL-1：XSBRL-2=1:4；C组：XSBRL-1：XSBRL-2=2:3；D组：XSBRL-1：XSBRL-2=1:1；E组：XSBRL-1：XSBRL-2=3:2；F组：XSBRL-1：XSBRL-2=4:1；G组：XSBRL-1。按照上述不同比例在料桶中投入对应重量的胶水后用分散机低速分散20min后备用。

丙组（电化铝）：本实验制备不同比例溶剂型热熔胶共混物A、B、C、D、E、F、G共7组，每组共混物50kg。各组比例分别为A组：HG-2；B组：HG-1：HG-2=1:4；C组：HG-1：HG-2=2:3；D组：HG-1：HG-2=1:1；E组：HG-1：HG-2=3:2；F组：HG-1：HG-2=4:1；G组：HG-1。按照上述不同比例在料桶中投入对应重量的胶水后用分散机低速分散20min后备用。

2.2.2 样品的制备

甲、乙组：将准备好的纸张和转移膜分别使用上述7组不同比例的胶水按相同复合工艺在FTB1100M型远东复合机上进行湿式复合，复合后熟化24h再在剥离机上剥离基膜得到对应的转移纸样品。

丙组：将准备好的未上胶半成品电化铝分别使用上述7组不同比例的胶水按相同涂布工艺在THG1350型涂布机上进行胶层涂布后制得对应的电化铝样品。

2.3 样品测试

2.3.1 耐爆裂性测试（甲组转移卡纸）

将制得的转移卡纸样品裁取50mm*100mm规格纸片，180度折叠6次后观察折痕处涂层表面爆裂情况。

2.3.2 附着牢度测试（甲组转移卡纸、乙组转移水松纸）

    用3M胶带贴合在纸张表面压实两次后以180°，1m/min速度匀速反拉，观察纸面涂层和铝层脱落情况。

2.3.3 耐水性测试（乙组转移水松纸）

沿转移水松纸纵向裁剪长度为10mm，宽4mm的纸条；然后将裁切后的转移水松纸条仿卷烟卷制方法用人工卷紧包裹烟支滤嘴端或滤棒上，将人工卷接好的水松纸放在清水中浸泡15秒钟；15秒钟后开始试验，手指沿滤嘴端向外轻搓粘水后的转移水松纸，6次后观察转移水松纸铝层脱落情况。

2.3.4 烫印牢度（电化铝）

用3M胶带贴合在烫印后的电化铝样品纸张表面压实两次后以180°，1m/min速度匀速反拉，观察掉金情况。

2.3.5 烫印清晰度（电化铝）

目测烫印后的电化铝样品纸，观察烫印图案有无残缺和浮金。

2.3.6 测试结果判定标准

以上测试结果分别由差到优按1、2、3、4、5分5级进行打分，各项性能均测试5次取平均值。

3   结果与讨论

3.1 不同比例胶水复配对卡纸性能的影响

图1是不同比例胶水复配后卡纸性能的测试情况，由图1可以看出，随着WPU-1胶在复配胶水中比例的增加，成品卡纸的耐爆性能也在逐渐提高，附着牢度则有所下降，综合考虑，两种胶水比例为WPU-1：XSBRL-1=1:1时，成品卡纸综合性能较高。

3.2 不同比例胶水复配对水松纸性能的影响

图2是不同比例胶水复配后水松纸性能的测试情况，由图2可以看出，随着XSBRL-1胶在复配胶水中比例的增加，成品水松纸的附着牢度也在逐渐提高，耐水性能则有所下降，综合考虑，两种胶水比例为XSBRL-1：XSBRL-2=2:3时，成品水松纸综合性能较高。

3.3 不同比例胶水复配对电化铝烫印性能的影响

图3是不同比例胶水复配后电化铝烫印性能的测试情况，由图3可以看出，随着HG-1胶在复配胶水中比例的增加，成品水松纸的烫印牢度在逐渐降低，相反烫印清晰度则有所提高，综合考虑，两种胶水比例为HG-1：HG-2=1:1时，成品电化铝综合性能较高。

4   结论

通过胶水的复配，可以让不同胶水的特性起互补、协调作用，产生效果相加的效果。由于不同产品的烟用包装材料对各自的质量要求侧重点不同，我们可以利用各种胶水的性能特点，选用合适的比例配制胶水，以解决单一品种的胶水无法满足产品质量需求的问题，降低胶水选择的局限性。

参考文献：

[1] 林强，罗珍，张良良，黄毅萍，鲍俊杰，许戈文．水性聚氨酯／羧基丁苯橡胶复合材料的制备及性能研究[J]．涂料工业，2016，46(1)：44-45．

[2] 鲁钢，徐翠香，宋艳. 涂料化学与涂装技术基础 [M] .北京：化学工业出版社．2012

[3] 李轩，沈一丁，李小瑞，等．聚氨酯／羧基丁苯胶胶乳的表面施胶及其交联对纸张表面强度及耐折度的影响[J]．功能材料，2011，42(11)：2096-2099．