據行業協會不完全統計,目前在我國,僅以塑料薄膜為基礎材料來生產軟性復合包裝材料的企業,已超過2500家。這么多的復合材料制造企業,都面臨著如何選擇原輔材料才能達到自身產品質優價廉的問題。要制造復合軟包裝材料,其中一個必不可少的原材料是膠粘劑。目前復合包裝材料的主要用途是食品、藥品包裝,本文圍繞食品藥品包裝這個主題來談如何選擇膠粘劑這個問題。
一、復合軟包裝用膠粘劑應具備的基本性能
1、應用的廣泛性。復合軟包裝材料一定是用各種塑料薄膜,如PE、PP、PET、OPA、PT,或紙或鋁箔等,用膠粘劑將它們粘接成統一整體的一種功能性材料。不同的基材具有不同的特性,要把不同性能的基材牢牢地粘接起來,不是隨便用什么膠都能達到要求的。當然,膠粘劑的品種很多,但能同時將各種不同性能的塑料、金屬、紙張都牢固地粘接起來的卻不多,再加上其它條件(主要是衛生安全條件)的限制,目前世界上允許使用又能達到這一目的的膠粘劑只有二大類:一類是用馬來酸酐改性的聚丙烯或用丙烯酸或其酯與乙烯共聚的共聚體,它屬于塑料類。另一類是聚氨酯膠粘劑,它屬于樹脂類,而其它眾多的膠粘劑都沒有被許可。這在美國FDA規范和我國的GB9683《復合食品包裝袋衛生標準》和GB9685《食品容器、包裝材料用助劑使用衛生標準》中都有明確的規定。目前世界上幾乎100%采用聚氨酯膠粘劑作為干式復合用膠粘劑來制造食品、藥品包裝材料。
2、柔軟性復合軟包裝材料的優點是輕、軟、強度高、攜帶方便。因此,如果膠膜硬而脆,不可彎曲,不可折疊,那就不行,膠膜必須柔軟。所以像環氧樹脂那樣硬而脆的膠,在軟包裝上就無用武之地。
3、耐溫性是指耐高溫性和耐低溫性都要好。因為作為食品包裝材料,當它包裝了內容物后,有的要經過巴氏殺菌或100℃煮沸殺菌,甚至更高要求的高溫(121℃)蒸煮或超高溫(145℃)蒸煮,這就要求膠粘劑本身要有抗高溫的性能,不能在高溫下熔化或軟化而產生離層脫膠的現象。另外,有些卻要在18℃低溫冷凍或0~5℃下冷藏,甚至在更低的40℃溫度下深度冷凍。同樣,膠粘劑不能只耐高溫而不耐低溫,若在低溫下要發硬、發脆(如丙烯酸類、橡膠類),包裝袋就要破裂,包裝就失敗,這也是不允許的。所以,軟性復合包裝材料用的膠粘劑,就要同時具備耐高溫和耐低溫的優良性能。聚氨酯膠粘劑的耐溫幅度是最大的,低溫可到190℃,高溫可到150℃。
4、功能性是指粘接性以外的特殊性能。因為食品、藥品或化妝品、日用品是多種多樣的,成分復雜,酸、堿、辣、咸、油、酒、表面活性劑和芳香類物質都會碰到,近年發展起來的農藥包裝、化學品包裝,就更有腐蝕性很強的有機溶劑(甲苯、二甲苯、DMF、環已酮、丙酮、乙醇、異丙醇、甲醇,甚至冰醋酸、丙酸或氫氟酸)。塑料薄膜,特別是PE、PP,其抗介質侵腐能力是很強的,面對強酸強堿或強極性有機溶劑,都不受破壞。但若膠粘劑不能低抗這些介質的侵蝕,就會造成裝入這些內容物后,包裝材料出現離層脫膠,包裝也就失敗。因此,真正優秀的膠粘劑,除了1、2、3點性能外,還需具有抗各種介質侵蝕的功能性。
5、操作性膠粘劑要通過配膠、涂膠、干燥、復合、熟化這幾個操作程序,才能完成制造復合材料的工藝過程。在這里有一個操作性的綜合表現問題,具體講就是配膠容易、膠液穩定性好、粘度穩定、浸潤性能好、涂膠均勻、轉移性好、上膠量易干控制、快干、溶劑釋放能力高、殘留溶劑少,初粘力大而不易產生皺紋隧道。當然,在外觀質量上膠液要均勻一致
、顏色要淺、膠液抗凍,在低溫下流動性好,無機械雜質。
6、粘力持久性復合物在相當長的時期內,粘接牢度(即剝離力)都要保持在較高的水平上,不能在一周內很高,二周后降低,二、三個月后變成不合格。5年以前,絕大部分國產膠都存在著剝離力要隨時間的推移而逐步衰退的現象,隨著功能性膠粘劑的出現和使用,已在理論和實踐上解決了這一難題,目前,只要選用功能性膠,就不會再有這個后顧之憂了。
7、衛生安全性。這是十分重要卻恰恰不被重視的問題。食品是維持生命、延續生存不可缺少的東西,我們一日三餐,天天如此,年年如此,而藥品是醫治疾病、恢復健康的必需品。在現代社會里,人們把健康看成第一重要,只有健康,生命才是健全的、生活才是快樂的。所以,如果因為包裝材料中的膠粘劑不夠衛生安全,含對人體健康有害的成分,滲透到被包裝的內容物中去,污染了食品或藥品,就要危害人體健康,這樣的包裝材料就會與維持生命和醫治疾病的目的背道而弛。包裝材料的衛生安全問題、世界上所有國家都有嚴格的規定和大力的監控,衛生部、衛生監督檢驗所、預防醫學研究院、海關、工商等部門,都有專門的人員從事這一工作。
我國加入WTO后,各行各業都說要與國際接軌,要按照國際通行的游戲規則辦事。人家可以打進來,我們也可以打出去,大家機會均等,同一條起跑線上競爭。但是,要真正做到與國際接軌,不是那么簡單!據外貿部和衛生部透露,今年上半年,我國出口的蔬菜、水果、水產海產品和加工食品,已有近60%因為衛生安全性不合格而被查處,不準上岸入關,經濟損失之大不言而喻,更不可估量的是對中國產品質量、衛生安全的信譽打擊太大。據說,這些衛生問題是由于農藥殘留、化肥污染、飼料中的激素、食品添加劑和包裝材料中的有害成分對內容物的污染造成的,因此,農業部、外貿部正在采取緊急措施,狠抓食品衛生,提倡綠色農業和安全食品,我們搞包裝材料的單位,也應積極配合,做好工作,提高包裝材料的衛生安全性能,為出口產品保駕護航。
二、國內生產膠粘劑和使用膠粘劑的情況
我國自1984年自力更生建造第一套生產食品包裝用聚氨酯膠粘劑以來,特別是自90年代后,生產膠粘劑的廠家如雨后春筍,發展迅速,至今,據專業委員會的不完全統計,數量在300家左右,包括單組份壓敏膠在內的總的生產能力每年近10萬噸。在如此眾多的生產廠家中,真正引進技術的只有北京化工研究院一家,而另外幾個號稱引進技術、合姿生產都是出于廣告目的。所有這些廠家中,真正擁有自主知識產權、具備開發研究能力的很少,數量不會超過10家,而98%以上的廠家都是用特殊的方式得到特定的技術后,依葫蘆畫瓢進行生產。
因此,他們的產品往往會出現品種單一、質量不穩定的問題,特別是由于基礎知識不夠扎實,在他們所寫的文章里、產品說明書中或交流發言時,常常會鬧出一些在內行人看來是低級錯誤的東西來,而在他們向復合包裝材料制造廠推銷產品時,卻說“我們的質量跟某某公司的完全一樣”或“我們的技術跟某某公司的完全一樣”,這從一個側面反映出了這些單位的技術水平!同樣,我國自80年代初發展現代復合軟包裝材料工業以來,彩印復合材料的制造廠也迅猛發展,至今為止,已超過2500家,每年要使用3~4萬噸的膠粘劑去制造復合包裝材料。在要用的數量這么多的膠粘劑中,90%左右由國內生產供應,另外10%左右的特殊規格品才由國外廠商提供。從上述的生產能力與消耗能力對比來看,國內膠粘劑已形成了供遠遠大于求的格局,造成了膠粘劑生產廠家開工不足、產品庫存積壓,進而采用壓價銷售、搶占市場的惡性循環現象,也不可避免地出現一些不惜降低產品質量水平、以次充好的負面問題。
三、怎樣選擇膠粘劑
由于出現了供已遠遠大于求的實際情況,使彩印復合包裝材料制造廠眼花繚亂,面對眾多供應商的上門推銷,不知如何是好。不少素質較高的復合材料制造廠說:面對那么多自我壓價的推銷,既看不懂,又不敢相信,進而產生懷疑,是否還有一分價錢一分貨的準則呢?作為彩印復合包裝材料制造廠,不管選擇什么原輔材料,最簡單的原則是價廉物美,要用最少的支出換回最多最好的物品。
目前,膠粘劑已供大于求,已由十年前的賣方市場變為今天的買方市場,早就出現價廉現象,相同性能、相同型號的產品,幾年前的銷售價格是240萬元/T,而現在已降到2萬元/T。面對這種情況,就要看物美的內涵。因此,在價廉的情況下,如何挑選物美的膠粘劑呢?從開發、研究、生產和銷售膠粘劑的專業角度出發,提出以下幾點意見供大家參考:
1、首先要考慮膠粘劑生產供應商對食品、藥品包裝用膠粘劑掌握了多少專業的基礎知識?
有多強的研究、開發能力?他擁有多少自主的知識產權?萬基洋參的廣告詞中有"懂得越多、做得越好"這句話,寓意非常深刻。前一段時間,我國學術界、科研界、產業界都存在著不同程度的浮躁、浮夸和弄虛作假現象,商場上更加嚴重。這股不正之風,已引起有識之士的憂慮,他們呼吁要誠信、要科學、要打假!因此,我們選擇膠粘劑不能只聽介紹,而要注意它的實質。
2、從上面所講的膠粘劑應具備的基本性能來看,有些是嚴格的、主要的,有些則是可松可緊的,在選擇膠粘劑時就要抓住關鍵的東西。當然,七個性能都很好的膠是最好的膠。所謂嚴格的、主要的,是指粘接性和衛生安全性,所謂可松可緊的,是指其它幾項指標。從使用的角度來看,最直觀、最容易覺察到的就是能不能將各種不同性能的基材都粘起來。粘好后,它的剝離力又有多大,它的耐久性又如何。如果這個最基本的性能都沒有,或粘接牢度不高,那這種膠粘劑就不是好的膠粘劑。一種好的膠粘劑,不僅能同時粘接各種材料,粘接牢度高,而且持續粘接牢度也很好、抗性也很好。
有些膠在持續粘接牢度上會有缺點,復合物的剝離力會隨時間長短不斷下降,但往往不易為使用者覺察到。這就需要用膠單位對膠粘劑進行跟蹤,建立技術檔案,將各種膠進行比較和分類。對于衛生安全性這個問題,過去還沒有引起大家的充分重視,也有一些人還不知道有這回事,另外一些是基于得過且過或隨大流的想法。膠粘劑的生產商供應商,在推銷產品時,都能提供衛生檢測的資料或衛生許可證,但有一些存在著資質不夠格或數據不夠全的問題,例如,有些只能提供某地基層衛生防疫站或食品衛生監督檢驗所的檢測資料或衛生許可批件,而不是按規定提供省市級有關部門出具的資料、批件,還有一些只提供做了LD50后說該膠屬實際無毒級物質、同意正式生產的批件,卻沒有寫明LD50的具體數字。另外,僅憑LD5只能表明它的急性毒性狀況,而不能表明更深層次(慢性、隱性、遺傳)的毒性狀況。所以,選用膠粘劑時,最好多個心眼,要挑選由省市級單位做過系統的、全面的毒理學安全性評價又被批準正式生產銷售的膠粘劑。
3、目前我國膠粘劑的現狀。全國生產膠粘劑的廠有三百家左右,總體上看,世界上常用品種,我國都能生產,特別是幾家歷史比較悠久、技術力量比較雄厚、開發研究能力較強的單位,既可提供普通型的,也可提供專用型的和功能性的,還可提供特殊型的,基本上可滿足各個檔次的要求。但是,也還有少數的產品存在這樣或那樣的問題,在此列舉出來,供選擇膠粘劑時注意:
①外觀質量較差,膠液顏色很深。這對透明包裝來說多少有些影響。正常的膠液,應當幾乎是無色或只有一點淡淡的淺黃色,絕對不應該深黃、咖啡、醬油顏色。造成顏色深的原因有二個:一個是原材料不合格,另一個是工藝設備不過關。顏色太深了,說明膠液中的雜質太多,總體質量就可能有問題。
②固體含量偏低。有時是主劑的固體含量不合格,標明75%的,實測只有70%,標明50%的,實測只有42%~45%;有時是固體劑的固體含量不合格,應該是75%,實測只有71%~72%。固化劑不合格比主劑不合格的不良影響更大,因為它會造成配比失調、膠膜不固化、始終發粘,因此,剝離力低,耐熱性差,抗生不好。固體含量是應該有標準的,但有±2%的許可范圍,只控制下限,永遠負公差,就有故意之嫌了!說到膠液的固體含量,有一個檢測方法不同而得到結果也不同的問題。在一次全國性的技術交流大會上,有家公司介紹說,他的產品固體含量檢測方法是,先取一塊小面積的膜去稱重(設為W1),然后取少量膠液樣品載在其上面,拿去第二次稱重(設為W2),所取樣品的重量為W2-W1,稱完后再放入到70~75℃的烘箱中去烘干30min,再拿出來第三次稱重(設為W3),烘干后的樣品干基重量為W3-W1,按NV%=W3-W1/W2-W1×100就可計算出該膠的固體含量(NV%)。我認為這是不妥的。
因為首先,對固體含量(又稱不揮發物含量)的測定,國家有一個標準的檢測方法,那就是GB/T27931995,任何人都必須采用這個統一的檢測方法,才會有公平、公正、合理、準確可言,否則就要亂套。第二,按他這種方法檢驗,會因各人操作速度的快慢、熟練程度的不同,造成結果值與實際值有很大的偏差,檢驗結果值為50%的,實際上遠低于50%,同樣,檢驗結果值為75%的,實際上也遠低于75%。這是因為:
①在取樣稱出了樣品重量那一刻的樣品固體含量已高于原裝桶內膠液的固體含量。原因是在取樣的同時,就不可避免地會有溶劑在連續揮發,氣溫高、操作速度慢,就揮發得多。由于稱取的樣品少,計算固體含量時的分母(W2-W1)小,稍微一點偏差都會對結果值影響較大,所以,這種開放式取樣稱樣的方法是不準確的,其檢測的結果值一定會比真正的實際值高。
②在70℃--75℃下烘干30min的干燥條件,遠不能將膠液中的溶劑徹底烘干,因為膠液中的溶劑是醋酸乙酯,其沸點是77.1℃,當膠液層較厚時,在70℃-75℃下烘30min根本無法把醋酸乙酯全部趕光,結果在第三次稱重時,還殘留不少溶劑被誤計在干基膠的重量上,造成固體含量的虛高。如果用這種方法檢測,真正的固體含量要偏高5%以上,無形中就會損害使用該膠者的實際利益。驅使一些單位做成固體含量偏低的根本原因是為了降低成本,增加利潤。據估算,因固體含量偏低3%~4%,每噸成本就可低一千多元,但對用戶來說就多付出一千多元。
③溶劑不純。這是為降低成本采用了回收的醋酸乙酯或故意用甲苯代替部分醋酸乙酯造成的。因為供過于求,為了銷售出去,便在原材料成本上動腦筋,用便宜的回收乙酯或用一部分價格便宜的甲苯代替價格高的醋酸乙酯。經核算可知:僅在溶劑上采用這種辦法,每噸膠可便宜700~800元,但對使用者、對消費者就會帶來不良影響,會在殘留溶劑、異味和衛生安全性上有潛在危害。
④包裝重量不達標。一般情況下,主劑是20kG/桶,50桶為1T。但有些生產膠的單位利用購買者只點桶數不去校秤的心理和做法,在灌裝膠粘劑時短斤缺兩。曾經有個使用膠粘劑的單位做過一次對比,把二個供應商提供的膠,在固體含量和包裝凈重上全部檢查,結果發現其中一個供應商的產品,不僅在固體含量上偏低4%~5%,而且包裝凈重量也偏低,每桶只有19kG,1T就要缺少50kG,兩個項目造成的損失超過2000。所以,提醒各用膠單位,在進貨時,若不全面校秤,也應抽樣檢查,看看是否貨真價實。
⑤質量不穩定。據了解,不少新近投產推銷膠粘劑的單位,在向用戶提供樣品時,質量還不錯,可以得到認可。但由于技術力量薄弱,又要低價銷售,就往往會在原料采購上多考慮價格便宜的產品,結果造成膠粘劑質量的多變性,再加上工藝控制不合理,生產工人的經驗不足,訣竅還不過關,就會產生每批產品在外觀色澤上、膠液粘度上,特別是內在質量上有較大差異,會造成用膠單位每進一批貨后都提心吊膽,怕用下去后要出問題,做好的復合袋出去了也怕用戶投訴索賠,思想負擔和壓力很大。另外還有個別廠家把自己生產的普通膠與進口的高檔膠摻和混合,然后宣稱是自己生產的高檔產品,用低價去占領市場,這是很可悲的!因此,用膠單位要通過調查去選用質量長期穩定可靠的膠粘劑。
⑥宣傳誤導。現在有些生產膠粘劑的單位,在其產品介紹上,在其宣傳資料上,往往用虛假的成分去誤導用戶。二年前,拜讀過一偏文章,說他的膠粘劑可以制造耐180℃高溫蒸煮的蒸煮袋!最近,又看到一些資料,把壓敏膠所具有的性能引入到雙組份聚氨酯膠粘劑里來,所以,這種膠表現出很強的單組份壓敏膠的特性,復合時基材的表面張力要求不是很嚴格,稍低一點也能粘牢,對真空鍍鋁膜的復合也有較好的效果,一般不會產生鋁層轉移,且剝離力還較高。但膠膜始終不交聯固化,始終表現出粘性,像壓敏膠一樣,二三個月后剝離力降低,耐性很差。還有部分資料在宣傳無苯油墨和醇溶性膠粘劑時,不適當地把醋酸乙酯也列入有害有毒物質的范疇,過分夸大醇溶性膠的優點,這是值得大家探討的。最近有資料報導說,乙醇被人體吸收后會在酶的作用下氧化成乙醛,而乙醛和甲醛一樣是一種致癌物質。所以,并非醇溶就絕對安全。
⑦衛生安全性檢測項目欠全前面已經講過,衛生安全性問題很重要,但又還沒有引起大家的足夠重視。一方面是用膠單位還沒有把它看成與價格、粘接牢度、耐性那么同等重要,認為可有可無,沒有人來查、沒有出亂子,能過得去就行。另一方面是膠粘劑的生產商和供應商也沒有把它當作主要技術指標來抓,認為反正大家都在生產,都在銷售,我當然也可以。
我國不少膠粘劑生產銷售商和代理進口膠的供應商,只做過LD50的單項檢測,而沒有再進行更全面、更嚴格的"毒理學安全性評價"檢測。嚴格地講,僅做LD50一個項目是不夠的,因為它只是急性毒性的表面現象,不知道潛在的、隱性的和累積性的危害程度如何,只知道在多少劑量時會有50%的受試動物要發生死亡,然后按LD50的數字參照急性毒性劑量分級去確定毒性的程度。我國對物質的毒性程度一共分為六級:若要更全面、更嚴格,若要知道它有沒有潛在的危害,則要做第二階段的毒理學安全性試驗,要從遺傳學、變異學、生化學、組織學、血液學、器臟檢驗、食物吸入量、食物轉化率、生長曲線等項目上檢查,全部都沒有問題時才可更放心使用,才稱得上是安全膠、放心膠!在上面提到的七個問題中,固體含量偏低和包裝重量不達標,僅僅會造成使用膠粘劑的成本提高,而假如衛生安全性不合格,就會傷害廣大消費者的身體健康,這是十分嚴重的問題。
食品廠、藥品廠在選用包裝材料時,一定要嚴格審查制造包裝材料的原輔材料(也就是您的供應商提供的材料)是否符合安全衛生要求,這才是對人民、對社會負責的態度。
四、建議
1、建議所有生產、銷售膠粘劑的單位,以對消費者負責的態度,嚴格遵守有關包裝材料衛生安全的規定,在原料選購、產品配方、工藝控制上全面嚴格把關,以便做到生產放心膠、銷售放心膠,讓大家使用放心膠。
2、生產和銷售膠粘劑的單位要把精力放在提高產品質量、開發新的品種、適應新的要求上來,不要搞抄襲、重復,不要在以次充好、以假亂真上動腦筋,不要在降價銷售上搞競爭,而應該在優質、服務和技術支持上下功夫,使行業水平得到整體提高。
3、所有用膠單位,要建立原料進庫的檢測手段,對購進的膠粘劑按其產品說明書的內容指標進行分析檢驗,合格的才進庫,才允許使用,不要等到出了問題后再去檢驗,以免造成不必要的損失。
4、要對癥下藥,根據所用的基材、最終要包裝的物品、包裝后要經過的加工工序條件來確定挑選哪個牌子、哪種型號、具有哪些特性的膠。普通塑/塑復合的就選用價格便宜的普通膠,鋁/塑或鍍鋁膜復合的就選用鋁箔專用膠,抗酸辣介質的就選用功能性膠,耐121℃以上高溫的就選用蒸煮膠,農藥包裝的就要用農藥膠。在采購時不要一味追求便宜,還是要堅持一分價錢一分貨的準則。當然,高檔膠完全可以用在中、低檔產品上,但有大材小用和成本太高的問題,而低檔膠雖然成本較低,但不能用在中、高檔產品上。因此,必須以性價比為原則,選擇使用、對癥下藥。