تطوير وتطبيق المواد اللاصقة الخالية من المذيبات في مجال التعقيم والتطهير من البكتيريا

ملخص: تحلل هذه الورقة البحثية تطبيق واتجاه تطوير أكياس التعقيم الحراري المركبة الخالية من المذيبات، وتقدم النقاط الرئيسية للتحكم في العملية، بما في ذلك تحديد وتأكيد كمية الطلاء، ونطاق رطوبة البيئة، وإعداد معلمات تشغيل المعدات، ومتطلبات المواد الخام، وما إلى ذلك.

تُستخدم طريقة التبخير والتعقيم منذ سنوات عديدة. في الصين، ونظرًا لتأخر تطوير المواد اللاصقة الخالية من المذيبات، اقتصر استخدامها في الغالب على تغليف مواد الطهي المركبة ذات درجات الحرارة العالية. أما الآن، فقد شهدت المواد اللاصقة الخالية من المذيبات تطورًا ملحوظًا على مدى عشر سنوات في الصين، مع تحسينات كبيرة في المعدات والمواد الخام والكوادر والتقنيات. وفي ظل سياسات حماية البيئة الوطنية، سعت شركات الطباعة الملونة إلى توسيع نطاق استخدام المواد اللاصقة الخالية من المذيبات سعيًا وراء الربح والنمو، مدفوعةً بزيادة الطاقة الإنتاجية. ولذلك، يتسع نطاق استخدام هذه المواد بشكل متزايد، ويشمل ذلك التبخير والتعقيم والتغليف.

1. مفهوم التعقيم بالطهي وتطبيق المواد اللاصقة الخالية من المذيبات

التعقيم بالطهي هو عملية إحكام غلق الحاويات وقتل البكتيريا فيها عن طريق الضغط والتسخين. من حيث بنية التطبيق، تنقسم عبوات التعقيم بالبخار حاليًا إلى نوعين رئيسيين: العبوات البلاستيكية والعبوات المصنوعة من الألومنيوم والبلاستيك. وتنقسم ظروف الطهي إلى مستويين: الطهي بدرجة حرارة شبه عالية (أكثر من 100 درجة مئوية).° من ج إلى 121° ج) والطهي على درجة حرارة عالية (أعلى من 121° من ج إلى 145° ج). يمكن الآن استخدام المواد اللاصقة الخالية من المذيبات لتغطية تعقيم الطهي عند 121° ج وما دونها.

فيما يتعلق بالمنتجات القابلة للتطبيق، اسمحوا لي أن أقدم بإيجاز حالة استخدام العديد من منتجات كانغدا:

الهيكل البلاستيكي: تم تطبيق WD8116 على نطاق واسع وبشكل ناضج في NY/RCPP عند 121° C;

هيكل من الألومنيوم والبلاستيك: تطبيق WD8262 في AL/RCPP عند 121° C ناضجة تمامًا أيضًا.

في الوقت نفسه، في تطبيقات الطهي والتعقيم لهيكل الألومنيوم والبلاستيك، فإن أداء تحمل الوسط (إيثيل مالتول) لـ WD8262 جيد جدًا أيضًا.

2. اتجاهات التطوير المستقبلية للطهي بدرجة حرارة عالية

بالإضافة إلى الهياكل المألوفة ثلاثية ورباعية الطبقات، تشمل المواد الرئيسية المستخدمة البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) والألومنيوم والنيكل والبولي بروبيلين المقوى بالألياف (RCPP). مع ذلك، بدأت مواد أخرى تُستخدم في منتجات الطهي المتوفرة في السوق، مثل طلاء الألومنيوم الشفاف وأغشية البولي إيثيلين المقاومة للحرارة العالية، وغيرها. إلا أن استخدامها لم ينتشر على نطاق واسع أو بكميات كبيرة، ولا يزال أساس تطبيقها على نطاق واسع بحاجة إلى مزيد من الاختبارات على مدى فترة زمنية أطول وفي عمليات أكثر شمولاً. من حيث المبدأ، يمكن استخدام مواد لاصقة خالية من المذيبات، ونرحب بتحقق شركات الطباعة الملونة من فعاليتها واختبارها.

بالإضافة إلى ذلك، تُحسّن المواد اللاصقة الخالية من المذيبات أداءها من حيث درجة حرارة التعقيم. وقد أُحرز تقدم ملحوظ حاليًا في التحقق من أداء منتجات شركة كوندا للمواد الجديدة الخالية من المذيبات في ظل ظروف 125° ج و 128° ج، ويجري بذل الجهود للوصول إلى درجات حرارة طهي أعلى، مثل 135° الطهي على درجة مئوية وحتى 145° ج. الطبخ.

3. النقاط الرئيسية للتطبيق والتحكم في العملية

3.1ضبط وتأكيد كمية المادة اللاصقة

في الوقت الحاضر، تتزايد شعبية المعدات الخالية من المذيبات، وقد اكتسب العديد من المصنّعين خبرةً ومعرفةً أوسع في استخدامها. مع ذلك، لا تزال عملية تعقيم الطهي بدرجة حرارة عالية تتطلب كميةً معينةً من المادة اللاصقة بين الطبقات (أي سُمكًا معينًا)، وهذه الكمية في العمليات العادية لا تكفي لتلبية احتياجات تعقيم الطهي. لذا، عند استخدام مادة لاصقة خالية من المذيبات لتغليف مواد الطهي المركبة، ينبغي زيادة كمية المادة اللاصقة المستخدمة، ضمن نطاق مُوصى به يتراوح بين 1.8 و2.5 غ/م²²。

3.2 نطاق رطوبة البيئة

في الوقت الحاضر، بدأ العديد من المصنّعين يدركون أهمية تأثير العوامل البيئية على جودة المنتج. بعد الحصول على الشهادات اللازمة ودراسة العديد من الحالات العملية، يُنصح بالتحكم في رطوبة البيئة بين 40% و70%. في حال انخفاض الرطوبة، يجب زيادة نسبة الرطوبة، وفي حال ارتفاعها، يجب خفضها. يُشارك جزء من الماء الموجود في البيئة في تفاعل المادة اللاصقة الخالية من المذيبات، إلا أن زيادة نسبة الماء قد تُقلل من الوزن الجزيئي للمادة اللاصقة وتُسبب تفاعلات جانبية، مما يؤثر على مقاومتها لدرجات الحرارة العالية أثناء الطهي. لذلك، من الضروري تعديل تكوين مكونات A/B بشكل طفيف في البيئات ذات درجات الحرارة والرطوبة العالية.

3.3 إعدادات المعلمات لتشغيل الجهاز

تُضبط إعدادات المعلمات وفقًا لطرازات الأجهزة وتكويناتها المختلفة؛ ويُعدّ ضبط الشد ودقة نسبة التوزيع من تفاصيل التحكم والتأكيد. إنّ درجة الأتمتة العالية والدقة وسهولة التشغيل للمعدات الخالية من المذيبات تُشكّل مزاياها الخاصة، ولكنها تُبرز أيضًا أهمية الدقة والحرص الكامنين وراءها. لطالما أكّدنا على أنّ عمليات الإنتاج الخالية من المذيبات عملية دقيقة للغاية.

3.4 متطلبات المواد الخام

تعتبر درجة التسطيح الجيدة، وقابلية ترطيب السطح، ومعدل الانكماش، ومحتوى الرطوبة المتساوي للمواد الخام للأغشية الرقيقة شروطًا ضرورية لإتمام عملية طهي المواد المركبة.

1. مزايا المركبات الخالية من المذيبات

تعتمد منتجات الطهي والتعقيم ذات درجات الحرارة العالية في الصناعة حاليًا بشكل أساسي على المواد اللاصقة القائمة على المذيبات في عملية الخلط الجاف. وبالمقارنة مع المواد المركبة الجافة، فإن استخدام منتجات الطهي المركبة الخالية من المذيبات يوفر المزايا التالية:

4.1مزايا الكفاءة

تتمثل الميزة الرئيسية لاستخدام المواد اللاصقة الخالية من المذيبات في زيادة الطاقة الإنتاجية. وكما هو معروف، فإن استخدام تقنية المواد المركبة الجافة لمعالجة مواد الطهي والتعقيم ذات درجات الحرارة العالية يتميز بسرعة إنتاج منخفضة نسبيًا، تبلغ حوالي 100 متر/دقيقة. وفي بعض الحالات، مع توفر ظروف جيدة للمعدات وأنظمة التحكم في الإنتاج، يمكن الوصول إلى سرعة إنتاج تتراوح بين 120 و130 متر/دقيقة. أما في الحالات غير المثالية، فقد تصل السرعة إلى 80-90 متر/دقيقة أو أقل. وتتفوق الطاقة الإنتاجية الأساسية للمواد اللاصقة الخالية من المذيبات ومعدات المواد المركبة على تلك الخاصة بالمواد المركبة الجافة، حيث يمكن أن تصل سرعة إنتاج المواد المركبة إلى 200 متر/دقيقة.

4.2ميزة التكلفة

تكون كمية الغراء المستخدمة في غراء الطهي عالي الحرارة القائم على المذيبات كبيرة، ويتم التحكم فيها بشكل أساسي عند 4.0 جم/م²² يمينًا ويسارًا، الحد الأقصى لا يقل عن 3.5 جم/م²؛حتى لو كانت كمية الغراء المستخدمة في غراء الطبخ الخالي من المذيبات 2.5 جم/م² بالمقارنة مع الطرق القائمة على المذيبات، فإنها تتمتع أيضًا بميزة كبيرة من حيث التكلفة نظرًا لمحتواها العالي من المواد اللاصقة.

4.3مزايا في مجال السلامة وحماية البيئة

أثناء استخدام غراء الطهي عالي الحرارة القائم على المذيبات، يلزم إضافة كمية كبيرة من أسيتات الإيثيل للتخفيف، مما يضر بالبيئة وسلامة ورش العمل. كما أنه عرضة لمشكلة تراكم كميات كبيرة من المذيبات. أما المواد اللاصقة الخالية من المذيبات فلا تُسبب أيًا من هذه المشاكل.

4.4مزايا توفير الطاقة

نسبة تصلب منتجات المواد اللاصقة المركبة القائمة على المذيبات عالية نسبيًا، وتبلغ أساسًا 50° درجة الحرارة C أو أعلى؛ يجب أن تكون مدة النضج 72 ساعة أو أكثر. سرعة تفاعل غراء الطبخ الخالي من المذيبات سريعة نسبيًا، وبالتالي تكون متطلبات درجة حرارة المعالجة ومدة المعالجة أقل. عادةً، تكون درجة حرارة المعالجة 35 درجة مئوية.° C~48° ج، ووقت المعالجة يتراوح بين 24 و48 ساعة، مما يمكن أن يساعد العملاء بشكل فعال على تقصير الدورة.

5. الخاتمة

باختصار، بفضل خصائصها الفريدة، تعاونت شركات الطباعة الملونة، وشركات تصنيع المواد اللاصقة، وشركات إنتاج معدات المواد المركبة الخالية من المذيبات، ودعمت بعضها بعضًا لسنوات عديدة، موفرةً بذلك خبرات ومعارف قيّمة في مجالاتها. ونحن على ثقة بأن المواد اللاصقة الخالية من المذيبات ستشهد تطبيقات أوسع في المستقبل. وتتمثل فلسفة شركة كانغدا للمواد الجديدة في "العمل الجاد لخلق قيمة مضافة لعملائنا وتحفيزهم". ونأمل أن تُسهم منتجاتنا المقاومة للحرارة العالية في مساعدة المزيد من شركات الطباعة الملونة على استكشاف مجالات جديدة لتطبيقات المواد المركبة الخالية من المذيبات.