趙芳 漢高(中國)投資有限公司
熱熔膠因其綠色環保性,廣泛應用于一次性衛生用品行業,本文系統介紹了漢高創新技術Ultra Cool低溫熱熔膠的應用案例,從節能環保、提升用戶生產效率、降低氣味問題等方面闡述了低溫熱熔膠的優勢及解決方案,為衛生用品新材料和新產品的創新開發提供了新的解決思路。
熱熔膠是一類以熱塑性聚合物(橡膠、樹脂等)為基本原料的固體膠粘劑,在常溫下是固態,加熱超過熔點會成為液態,與基材粘接。近年來,我國對環保、節碳的重視力度加大,能夠適用于自動化生產且安全環保的熱熔膠在一次性衛生用品行業得到了廣泛應用,無溶劑環保型的熱熔膠已然成為世界膠粘劑發展的一個方向。可持續發展已然成為全球的主要議題,從大數據的搜索我們可以得到下列關鍵詞:循環經濟,可持續設計,低碳排放,健康安全,廢物管理,法律法規等。漢高Ultra Cool系列解決方案旨在優化用戶體驗和節能減排,助力低碳環保與消費升級。
低溫熱熔膠較傳統型熱熔膠的使用溫度更低,傳統熱熔膠(常溫膠)操作溫度在150℃~160℃,低溫熱熔膠的操作溫度為120℃~140℃,使用溫度最大可降低30℃,在較低的操作溫度下也具備適用于涂布的粘度值,可以滿足各種刮涂工藝的要求,并且在相同的老化時間下,外觀更不易變黃,碳化和滴膠現象減少。

圖1 低溫熱熔膠與常溫熱熔膠老化對比
通過在實驗涂布機加裝電表進行電量測算,測試條件:低溫膠,操作溫度120℃;常溫膠,操作溫度 160℃;啟動膠機后,記錄8h內電表讀數;等待溫度穩定后分批加入膠塊。
實驗結果見圖2,低溫膠總計耗電減少3.45kW?h,相對常溫膠節省32.2%。其中0–45min為升溫過程,升溫過程節省用電20.7%,45min–8h為保溫/加膠過程,該過程省電35.1%。節電來源于以下幾個方面:熱熔膠機升溫過程12.8%;熱熔膠融化過程5.8%,喉管和膠槍的保溫過程43.2%,膠機的保溫過程38.2%。

圖2 實驗室模擬加膠過程的節電曲線
節能是Ultra Cool系列熱熔膠的一大特征。根據實際試機數據顯示,漢高Ultra Cool系列熱熔膠平均消耗電4410kW?h,預計可為原料加工節省30%用電量,每條生產線每天預計可省電446 kW?h。實際生產中,影響節電的因素有:環境溫度、膠機保溫性能、膠機容量、喉管根數及長度、用膠量等。
低溫操作有效縮短了融膠時間,增加了有效生產時間,長期使用可減少膠機碳化,降低設備的維護成本和維修頻率。某客戶的拉拉褲生產線的Ultra Cool應用案例,所使用的是Ultra Cool橡筋膠產品。穩定生產后與其他品牌的常溫膠相比,每天每條線節省電量16%,減少停機次數4次/天,主要由于低溫橡筋膠更不容易燙斷橡筋,有效減少了停機時間。由于停機次數減少,停機廢料大約減少2萬片/天,見下圖3。

圖3 純棉非織造布/PE膜復合粘結工位干濕強測試
針對衛材市場出現的一些難粘材料,例:純棉、蠶絲、低克重透氣PE膜和非織造布,因其對熱熔膠的需求不同,例如純棉基材具有吸濕性,使用時對工位要求一定的濕強;蠶絲類材料含有極性基團,普通熱熔膠會出現親和性較差粘結不良,而對低克重的非織造布/膜材料來說Ultra Cool可以避免材料復合時被燙壞發皺。純棉/PE膜的復合案例見圖3:使用Ultra Cool熱熔膠在同等膠量(2g/m2)下可獲得相對更高的干濕強。
圖4為純棉三片式工位的案例,客戶的剝離力的標準要求為1N,Ultra Cool結構膠在滿足剝離力的前提下可以做到相對更低的涂布量,而在同等涂布量的基礎上,其剝離力為其他結構膠的2~4倍。

圖4 純棉/純棉非織造布粘合工位 不同結構膠剝離力對比圖
Ultra Cool產品的低氣味,不僅體現在熱熔膠的生產過程和使用過程中,也與消費者的體驗緊密聯系在一起,對低溫膠的氣味采用了GC-MS的測試,對比普通熱熔膠來說Ultra Cool所含的揮發性有機物的種類更少,含量也更低。
在另一個實際應用案例中,比較使用Ultra Cool的衛生巾芯體產品跟普通熱熔膠的產品,采用內部專業的人聞小組打分見表1,其中分數越低代表整體氣味也越低,結果顯示Ultra Cool的產品氣味值更低。在實際生產過程中,氣味來源不僅僅與膠相關,低溫操作也可以避免基材在碰到熱熔膠的時候產生更多的揮發性物質。

表1 主觀人聞氣味評價
綜合以上實際應用案例,低溫熱熔膠的幾大優勢體現在:1)操作溫度較低有助于節能省電,降低整體的碳排放,更環保高效;2)對基材適應性更廣,更好的貼合衛品領域發展趨勢和對薄透產品的粘接需求;3)提升客戶生產效率,減少膠機碳化和維護成本;4)有效降低揮發物,改善衛生用品氣味問題。
未來熱熔膠的粘結創新將密切結合一次性衛生用品的新原料、新結構,不斷賦予更多產品的新功能和優化產品質量,在低碳、可持續發展、消費者體驗、智能化等領域尋求更加長遠的發展,幫助廠商生產出低成本、高質量的產品。