چسب های لمینیشن مورد مصرف در صنعت بسته بندی

فرایند لایه گذاری که ترجمه شده عبارت لمینیشن است، کاربرد بسیار فراوانی در تولید اجزای بسته بندی مانند انواع لفاف و پوشش دارد. این فرایند به صورت کلی برای چسباندن لایه های نامتجانس از پیش تولید شده یا در حال تولید استفاده می شود. چسب های لمینیشن جزء اصلی این فرایند هستند. در بخش قبلی با چسب های بین لایه ای آشنا شدیم. تمامی چسب های بین لایه ای در فرایند اکستروژن مذاب و در حین تولید لایه های مختلف استفاده می شوند. اما چسب های لایه گذاری در فرایند لمینیشن و می توانند پس از تولید لایه ها استفاده شوند.

فارغ از چسب های طبیعی مانند انواع نشاسته، پروتئین، وکس ها و …، که عموما در گذشته استفاده می شدند و اکنون کاربرد صنعتی ندارند، عموم چسب های لمینیشن بر پایه پلی یورتان هستند. هر چند در سال های اخیر چسب های اکریلیکی، PVDF (Polyvinylidene Chloride) و چسب های UV Cure نیز توسعه داده شده اند.

چسب های پلی یورتان از سه بخش اصلی پلی ال، ایزوسیانات و سایر افزودنی های احتمالی لازم برای پخت تشکیل می شوند. مقاومت خوب در برابر رطوبت (هیدرولیز)، ممانعت از فعالیت های میکروبی و انعطافپذیری بالا در دمای پایین از جمله مهمترین ویژگی های این چسب ها است. این چسب ها به دلیل ماهیت شیمیایی قطبی، چسبندگی خوبی با فلزات دارند. انتخاب دو جزء اصلی، یعنی پلی ال و ایزوسیانات بایستی باتوجه به الزامات بسته بندی مواد غذایی و همچنین خواص چسبندگی و مکانیکی مورد نیاز صورت گیرد. چسب های پلی یورتانی می توانند دو جزئی یا تک جزئی و در حالت های محلولی (حلال هایی به غیر از آب)، 100% جامد یا پلی یورتان های پخش شده در آب (پایه آب – Polyurethane Dispersion (PUD)) استفاده شوند.

انواع محلولی با سابقه ترین و پر مصرف ترین گروه هستند و می توانند به طیف گسترده ای از لایه های مختلف بچسبند. هر چند این گروه به دلیل استفاده از حلال مخاطرات سلامتی و آلودگی های زیست محیطی دارند. از طرف دیگر در برخی کاربردهای لمینیشن چند لایه محدودیت استفاده دارند.

اما گروه چسب های پلی یورتان جامد هر چند از نظر سرعت و تجهیزات اعمال به صرفه هستند، اما پمپ های انتقال مخصوص می خواهند و میزان چسبندگی اولیه آن ها معمولا پایین است و نیاز به حرارت دهی اولیه دارند.

نهایتا نسل آب پایه ها (PUD) کاملا با محیط زیست سازگار هستند و گونه سبز چسب هستند. این گروه قدرت چسبندگی مناسبی دارند اما گاها تمایل به ایجاد ساختار فومی دارند و به دلیل پیچیدگی فنی تولید، قیمت تمام شده بالاتری دارند.

همانطور که اشاره شد گونه های اکریلیکی چسب های لمینیشن نیز تجاری سازی شده اند. هر چند این چسب ها به دلیل قدرت چسبندگی پایین در کنار مقاومت حرارتی و شیمیایی ضعیف تر، نتوانسته اند به خوبی با پلی یورتان ها رقابت کنند. یکی از مهترین ویژگی های این گروه خاصیت سد گری آن ها در برابر عطر و بو است و این نکته در برخی بسته بندی ها به عنوان یک الزام مهم به شمار می آید. چسب های PVDC نیز به صورت محدود در صنایع بسته بندی استفاده شده اند. اما این گروه نیز به دلیل حضور اتم کلر مخاطرات زیست محیطی دارند و از طرفی باعث بروز خوردگی در فلزات می شوند. آخرین گروه چسب های لمینیشن گروه UV Cure هستند. این خانواده به دلیل نگرانی هایی در ارتباط با استفاده از اشعه UV برای فرایند اعمال چسب در بسته بندی های غذایی استفاده نشده اند. اما این چسب های طیف گسترده ای از پلی یورتان، پلی استر، سیلیکون و … را در بر می گیرند. سرعت اعمال بالا و چسبندگی فوق العاده مهمترین مزیت این گروه است. هر چند نیاز به تجهیزات اعمال گران قیمت و اثر مخرب اشعه UV بر ساختار بسته بندی از جمله ایرادات وارد بر این گروه است.

در مجموع می توان گفت چسب های پلی یورتانی همچنان یکه تاز چسب های مورد مصرف در لمینیشن هستند و در این گروه چسب های پایه حلالی بیشترین مصرف را دارند.

درباره نویسنده

علی ابراهیمی

علی ابراهیمی فارغ‌التحصیل مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی امیرکبیر در رشته مهندسی پلیمر است. وی از سال ۱۳۹۳ در گروه تحقیق و توسعه شرکت پلیمر پیشرفته دانا در حوزه توسعه محصول فعالیت می کند.
تولید محتوا در حوزه فناوری های مرتبط با دانش پلیمر و بررسی سیر توسعه کمپانی های کلیدی در این زمینه از علایق اوست.

See author's posts