Kleefstoffen gebruikt in flexibele verpakkingen: soorten, toepassingen en selectiegids

Flexibele verpakkingen spelen een cruciale rol in de huidige voedingsmiddelen-, dranken-, cosmetica- en industriële markten. Het is doorgaans samengesteld uit meerdere lagen films, metaalfolies of papier die aan elkaar zijn gelamineerd om barrière-eigenschappen, structurele sterkte en visuele aantrekkingskracht te bieden. Daarom zijn de lijmen die bij het lamineerproces worden gebruikt van cruciaal belang om de algehele integriteit, prestaties en naleving van de regelgeving van de verpakking te garanderen.

Het begrijpen en selecteren van de juiste lijm kan de risico's effectief beperken en tegelijkertijd de productie-efficiëntie verbeteren.

Milieu- en regelgevingsdruk

Toenemende vraag van verschillende merken en lamineermachines naar lijmsystemen met een laag-VOC-gehalte, oplosmiddel-vrij of water-.

Zorgen over voedselmigratie

Regelgevend toezicht op chemische migratie van lijmen naar verpakt voedsel, vooral voor PU-kleefstoffen waarvoor migratietests en simulatie vereist zijn.

Snelheids- en kostenvereisten‌

Laminatoren hebben sneller uithardende lijmen nodig om hogere productiesnelheden te ondersteunen en tegelijkertijd de prestaties te behouden.

Aanpassingsbehoeften‌

Fabrikanten van lijmen bieden op maat gemaakte chemische systemen voor specifieke barrière-/filmcombinaties of speciale toepassingen zoals magnetronsterilisatie, hoge- druksterilisatie of invriezen.

Belangrijkste lijmsoorten die worden gebruikt in flexibele verpakkingen

Lijmen in flexibele verpakkingvariëren niet alleen qua dragertype (oplosmiddel-gebaseerd, oplosmiddel-vrij, op waterbasis) maar ook qua harschemie (bijvoorbeeld polyurethaan, acryl), wat resulteert in een duidelijke hechtingssterkte, hittebestendigheid en barrière-eigenschappen. Het begrijpen van de kenmerken, voordelen en beperkingen van verschillende lijmen is van cruciaal belang voor het ontwerpen van hoogwaardige-verpakkingsstructuren, het voldoen aan wettelijke vereisten en het bereiken van duurzaamheidsdoelstellingen. Hieronder worden de belangrijkste soorten lijm geïntroduceerd die vaak worden gebruikt in flexibele verpakkingen:

Oplosmiddel-kleefstoffen‌

Definitie‌: Op oplosmiddel-gebaseerde lamineerkleefstoffen gebruiken organische oplosmiddelen als dragers voor lijmharssystemen. Deze producten hebben een lange geschiedenis van toepassing en worden nog steeds veel gebruikt in de-veelgevraagde verpakkingssectoren.

Voordelen‌

Hoge initiële hechtsterkte‌: Snelle vorming van sterke verbindingen, geschikt voor productie op hoge- snelheid.

Snelle uithardingssnelheid‌: Verkort productiecycli en verbetert de efficiëntie.

Sterke hechting op verschillende films en metaalfolies‌: Uitstekende hechting op meerdere films (bijv. PET, PE) en metaalfolies (bijv. aluminiumfolie).

Superieure hitte-, olie- en duurzaamheidsbestendigheid‌: Geschikt voor sterilisatie bij hoge- temperaturen, heet afvullen en olieachtige voedselverpakkingen.

Nadelen‌

Hoge VOS-emissies‌: potentiële risico's voor het milieu en de gezondheid van de operator.

Strenge wettelijke beperkingen‌: Moet voldoen aan strenge milieuvoorschriften.

Hoge apparatuurvereisten‌: Vereist droogapparatuur, waardoor de initiële investering toeneemt.

Hoge operationele veiligheidsvereisten‌: Vereist goede ventilatie om ophoping van oplosmiddelen te voorkomen.

Typische toepassingen‌

Composietverpakkingen met hoge{0}} barrière: zoals PET/AL/PE-structuurfilms voor voedsel- en farmaceutische verpakkingen.

Hoge-sterilisatiezakken‌: geschikt voor voedselverpakkingen die sterilisatie op hoge- temperatuur vereisen.

Heetvulverpakking‌: voor dranken, sauzen en andere warm-gevulde producten.

Vette voedselverpakkingen: zoals chips en noten, waardoor het binnendringen van olie wordt voorkomen.

Samenvatting‌: Kleefstoffen op basis van oplosmiddelen- zijn onvervangbaar in hoge- hittebestendige,- verpakkingstoepassingen met een hoge barrière, maar vereisen een evenwicht tussen de druk op het milieu en de regelgeving.

Oplosmiddel-vrije (100% vaste stoffen) lijmen‌

Definitie‌: Oplosmiddel-vrije lijmen zijn bijna 100% actieve harscomponenten, zonder water of organische oplosmiddelen als dragers. Dit systeem vermindert niet alleen de uitstoot, maar bespaart ook kosten bij het drogen en energieverbruik.

Voordelen

Uitstekende milieuprestaties (VOS-emissies zijn extreem laag)

Hoge- prestatieprestaties‌, vooral in reactieve polyurethaan (PU)-systemen

Energiebesparing en verbruiksreductie

‌

Nadelen

Coatingapparatuur moet zich aanpassen aan systemen met een hogere viscositeit

Uitharding kan een langere tijd of specifieke omstandigheden vergen

Relatief lagere initiële hechtsterkte‌

Typische toepassingen‌

Wordt gebruikt in hoogwaardige- flexibele verpakkingen, composietfilms- die in contact komen met voedsel en structuren die hoge barrière-eigenschappen en lage emissies vereisen.

Kleefstoffen op water-basis:‌

Definitie‌: Kleefstoffen op water-basis gebruiken water als dispergeermedium in plaats van organische oplosmiddelen, wat aansluit bij de trend van duurzame ontwikkeling.

Voordelen‌

Extreem lage VOC-emissies‌

Veiliger voor operators‌

Gemakkelijker reinigen van apparatuur‌

Nadelen‌

Langere droog- en uithardingstijden‌

Hogere vereisten voor de omstandigheden van het substraatoppervlak

Iets mindere prestaties in sterilisatieverpakkingen met een hoge-barrière, olieachtige of hoge- temperatuur in vergelijking met reactieve PU-systemen‌

Typische toepassingen‌

Gebruikt in composietverpakkingen voor structuren met een gemiddelde tot lage barrière, vooral op het gebied van voedselverpakkingen, waarbij de nadruk wordt gelegd op ecologische duurzaamheid en naleving van de regelgeving.

Reactieve smeltlijm

Reactieve smeltlijm bestaat voornamelijk uit vocht-uitgehard polyurethaan (PUR). Het kruist de verbindingen volledig- door reactie met vocht in de lucht en vormt na uitharding een hitte-bestendige, hoog-moleculaire netwerkstructuur.
Samenstelling: Inclusief vocht-uitgehard polyurethaan (PUR).

Kenmerken
Uithardingsmechanisme‌: Volledig verknoopt-verbonden door reactie met vocht, resulterend in hittebestendigheid na uitharding.
Voordelen‌: Hoge duurzaamheid, weerstand tegen kokend water en klimaat, maar hogere kosten.

Voordelen van smeltlijmen‌:

Milieuvriendelijkheid‌
Oplosmiddel-vrij, extreem lage VOS-emissies, passend bij milieutrends.
Vervangt lijmen op water-- en oplosmiddelbasis-, waardoor de druk op het milieu wordt verminderd.

Productie-efficiëntie‌
Snelle uitharding‌: stolt onmiddellijk na afkoeling, waardoor droogstappen worden geëlimineerd en de productiesnelheid wordt verbeterd.
Hoge-productiesnelheid‌: De lijnsnelheid kan hoger zijn dan 300 meter/minuut, waardoor de productiecycli worden verkort.

Kosten-Effectiviteit‌
Laag energieverbruik‌: Geen droogapparatuur nodig, waardoor de energiekosten dalen.
Lage kosten‌: bij niet-veeleisende- toepassingen zijn de kosten lager dan bij lijmen op water-basis.
Beperkingen van smeltlijmen‌:

Apparatuurvereisten‌
Vereist gespecialiseerde smelt- en coatingapparatuur, met hogere initiële investeringen.
Bij het wisselen van lijmsoorten moet het gehele systeem grondig worden gereinigd.

Prestatiebeperkingen‌
Reactieve systemen‌: hogere kosten, waarvoor een evenwicht tussen prestaties en budget vereist is.

Typische toepassingen‌

Composietverpakkingen met hoge{0}} barrière: zoals PET/AL/PE-structuurfilms voor voedsel- en farmaceutische verpakkingen.
Heetvulverpakking‌: Gebruikt voor dranken, sauzen en andere warm-gevulde producten.
Vette voedselverpakkingen: zoals chips en noten, waardoor het binnendringen van olie wordt voorkomen.

Houtverwerking en meubelproductie
Vlak lamineren en verlijmen: PUR-lijm kan worden gebruikt voor vlak lamineren en verlijmen van hout, metaal en kunststof, waardoor de stabiliteit en sterkte van meubels wordt verbeterd.
Randafwerking: Vanwege de waterdichte en afdichtende eigenschappen heeft PUR-lijm de voorkeur voor de randafwerking van meubels, waardoor effectief wordt voorkomen dat vocht en waterdamp de panelen binnendringen via de lijmverbinding, vooral geschikt voor vochtige omgevingen.

Textielindustrie:
Stofbinding‌: De waterbestendigheid en flexibiliteit van de PUR-lijm maken het ideaal voor stof-tot-stofbinding, waardoor de duurzaamheid en het comfort van textiel worden gegarandeerd.

Toepassingsscenario's voor verpakkingen en lijmafstemming

Conclusie

‌

Bij flexibele verpakkingen betekent het selecteren van de juiste lijm het bereiken van een evenwicht tussen substraat, prestaties, proces, kosten en duurzaamheid.

Hoewel op oplosmiddel-gebaseerde systemen nog steeds de boventoon voeren op hoogwaardige-verpakkingen, winnen oplosmiddel-vrije en water-lijmen snel aan populariteit vanwege hun voordelen voor het milieu. Met de groeiende trend naar duurzame verpakkingen innoveert de lijmtechnologie voortdurend, waardoor de verpakkingsindustrie veiliger, efficiënter en milieuvriendelijker oplossingen krijgt.