绿色包装材料的印刷技巧
www.bjsdbz.cn 2009-05-06 不详

21世纪是环保的世纪,在今后的市场竞争中,有利于环境的包装就能生存和发展,有害于环境的包装就会受到抵制以至被淘汰。
   1、 绿色包装材料的种类
  1.1 重复再用和再生的包装材料
   包装的重复再用如推行啤酒、饮料、酱油、醋等包装采用玻璃瓶,反复使用。瑞典等国家实行聚酯PET饮料瓶和PC奶瓶的重复再用达20次以上,荷兰Wellman公司与美国Hohnson公司对PET容器进行100%的回收。
   再生利用例如聚酯瓶在回收之后,可用两种方法再生,物理方法是指直接彻底净化粉碎,无任何污染物残留,经处理后的塑料再直接用于再生包装容器;化学方法是指将回收的PET粉碎洗涤之后,用解聚剂甲醇水,乙二醇或二甘醇等在碱性催化剂作用下使PET全部解聚成单体或部分解聚成低聚物,纯化后再将单体或低聚物重新聚合成再生PET树脂包装材料。
   包装材料的重复利用和再生,仅仅延长了塑料等高分子材料作为包装材料的使用寿命,当达到其使用寿命后,仍要面临对废弃物的处理和环境污染问题。
   1. 2可食性包装材料
   1.2.1可食性包装膜
   几十年来,大家熟知的糖果包装上使用的糯米纸及包装冰激淋的玉米烘烤包装杯都是典型的可食性包装。
   人工合成可食性包装膜中比较成熟的是70年代已工业化的普鲁兰树脂,它是无味、无臭、非结晶、无定形的白色粉末。是一种非离子性,非还原性的稳定多糖,由于它是由α—葡萄糖甙构成的多聚葡萄糖,因而在水中容易溶解,可作粘性、中性、非离性的不胶化水溶液。其5%—10%的水溶液,经干燥或热压能制成厚度为0.01mm的薄膜,这种薄膜透明、无色、无臭、无毒,具有韧性、高抗油性,能食用,可做食品包装。其光泽、强度、耐折性能都比高链淀粉制得的薄膜好。
   最近,武汉市的科研人员研制成一新型的内包装材料可食性包装膜。
   该产品是由苕干、土豆、碎米等原料经发酵转化成多糖,然后将多糖流延成薄膜。该膜是由葡萄糖连接而成的高分子物质,具可食性、可降解性、无色透明、隔氧性好。作为食品包装膜,其直角撕裂强度、机械强度、透光性等均可达到塑料包装优等膜标准。该膜制成袋后,装奶粉和色拉油不漏粉不漏油,可以与奶粉共溶于水一起食用。
   1.2.2可食用保鲜膜
   我国早在12—13世纪就已用蜡来涂复桔子、柠檬来延缓它们的脱水失重,延长果蔬货物架寿命。
   现在一般采用的可食性保鲜膜,已发展成具有多种功能性质的,由多种生物大分子(蛋白质与多糖)和脂类制成的多组分食用膜。此种复合膜主要是通过不同分子间相互作用,形成的一种稳定的乳状液,然后干燥使溶剂挥发而形成的多孔、透明或半透明的三维网络结构的薄膜,这种多孔的网络结构使薄膜具明显的防水性及一定的可选择透气性,因而在食品工业,尤其在果蔬保鲜方面,具有广阔的应用前景。
   可食用膜的制造方法很多,可采用玉米醇溶蛋白,小麦面蘸蛋白,大豆分离蛋白,也可用海藻酸钠、琼脂等。例如:成膜剂3%—4.2%,海藻酸钠,增塑剂5%—10%甘油或乙二醇,交联剂3%—10%氯化钙,溶剂可选用75%的乙醇,其制备工艺如下:
   成膜溶液的调配→成形模具成型→钙剂交联处理→乙醇挥发处理→干燥→成品。

  该膜适合加工人造肠衣。

  国内外已上市的还有大豆蛋白包装膜,用壳聚糖与月桂酸结合包装水果、蔬菜的包装膜,用豆渣为原料包装快餐面,调味料的包装等。

  1. 3可降解材料
  可降解材料是指在特定时间内造成性能损失的特定环境下,其化学结构发生变化的一种塑料。可降解塑料包装材料既具有传统塑料的功能和特性,又可以在完成使用寿命之后,通过阳光中紫外光的作用或土壤和水中的微生物作用,在自然环境中分裂降解和还原,最终以无毒形式重新进入生态环境中,回归大自然。
   可降解塑料主要分为合成光降解塑料、添加光敏剂的光降解塑料和生物降解塑料,以及多种降解塑料复合在一起的多功能降解塑料。也有按降解塑料的环境条件分为光降解塑料、生物降解塑料(完全生物降解塑料、部分生物降解塑料)、化学降解塑料(氧化降解塑料、水降解塑料),以及上述三种降解塑料组合成的复合降解材料。
   在合成光降解塑料中,以聚羟基丁酸酯(PHB)及聚羟基戊酸酯(PHV)研究最多,英国Zeneca公司年产量已达1000t,它们的性能与聚乙烯和聚丙烯相似,价格为聚乙烯的10倍左右,其降解原理是聚合物吸收紫外光发生光引发作用,使键能减弱,长链分裂成较低分子量的碎气,物理性能下降。较低分子量的碎气在空气中进一步发生氧化作用,产生自由基断链,进一步降解为二氧化碳和水。
   在塑料加工过程中加入少量的光敏剂可使一般塑料变为光降解塑料。由于光敏剂的光引发作用及光化学反应而产生自由基引发源,因此可加快聚合物的光降解过程。这一方法比共聚合成方法简单,成本也较低。光降解塑料在国外主要用作饮料瓶、购物袋、垃圾袋、地膜等,国内主要研究开发用于地膜,近年来开发用于一次性新型快餐盒

。由于光降解塑料只有在太阳光辐照条件下才能降解,受地理环境、气候制约性很大,要达到准确的时控性难度较大,埋地部分不能降解,因此大面积推广应用受到一定的限制。
   以石油为基本原料合成的聚合物,它们在自然条件下,很难被普通的微生物所分解。而含有易发生水解的基因所合成的聚合物和天然聚合物都具有较高的生物降解性能。我国研究较多的是以淀粉与聚烯烃塑料相混的不完全生物降解型。这类塑料的降解机理是淀粉颗粒先被真菌和细菌侵袭、消耗,从而削弱了塑料的强度,同时经过塑料与土壤中存在的某些盐类接触,自氧化作用而形成过氧化物,促使塑料中聚合物的分子链断裂,它们互相促进,相辅相成,细菌消耗淀粉,使塑料表面积增大而有利于自氧化降解。周而复始,高分子链逐渐断裂、缩短,使塑料强度降低,直至聚合物的分子量降低到能被微生物代谢的程度。
   完全型生物降解型主要采用天然高分子材料如淀粉、废蜜糖和具有生物降解性的合成高分子材料或水溶性高分子材料为主要原料。目前国外已有几种商品问世,如英国的“Biopol”,美国的“Noven”,意大利的“Metar Bi”,日本的“Benolle”等,我国尚处研究阶段。
   1. 4低材料

 

  废纸的原料主要是天然植物纤维,在自然界会很快腐烂,不会造成污染环境,也可回收重新造纸,还有纸浆注型制件,复合材料、建筑材料等多种用途。
   纸浆模塑制品除具有质轻、价廉、防震等优点外,它还具有透气性好,有利于生鲜物品的保鲜,在国际商品流通上,被广泛用于蛋品、水果、玻璃制品等易碎、易破、怕挤压物品的周转包装上。
   将无杂物的废纸浆通过真空造型、液压造型、空气压缩造型等方法,将其快速均匀地沉积到网状模型上,再压缩烘干即制得纸质碗、盒、盘、杯等多种包装容器,经过一定添加剂的纸浆模塑包装容器,具有良好的防震、防冲击、防静电等性能。例如利用生产豆腐的下脚料豆腐渣,把豆腐渣、纸和氢氧化铵以100:10:5比例进行混合,在水溶中50℃—80℃加热2h,然后过滤,模压后在干燥炉中干燥,该产品具有重量轻、强度高、不透水的特点,制品埋入地下三个月后即可分解完全。
   2、 绿色包装印刷材料

  当今社会已发展到凡商品均需包装,凡包装均需印刷的程度。自然在讨论绿色包装材料的同时,也必须重视“绿色”印刷材料的应用。   在印刷业,油墨对环境的影响是非常大的,而且,在用于食品包装印刷时,油墨中对人体有害的成份还会直接危害食用者的身体健康。
   与印刷油墨有关的环境问题主要有:①印刷油墨中对人体有害的成份;②油墨中的溶剂挥发造成的大气污染和臭气问题;③排放清洗水性油墨的水造成的水质污染;④排放胶印润版液造成的水质污染;⑤印刷品以及油墨容器等产业废弃物的处理。
   印刷油墨是由颜料、连结剂、溶剂、辅助剂组成。其中有机溶剂和重金属元素对人体损害严重。   油墨中的颜料有两种,即无机颜料和有机颜料。其性质不溶于水和其它介质,并具有鲜明的色泽和稳定性。有些无机颜料中,含有铅、铬、镉、汞等重金属元素,均具有一定毒性,不能用于印刷食品包装和儿童玩具,有机颜料中有的含有合联苯胺,其中含有致癌成份,应严禁使用。
   有机溶剂可溶解许多天然树脂和合成树脂,是各种油墨的重要组成部分。有机溶剂会损害人体及皮下脂肪。长期接触某些溶剂会使皮肤干裂、粗糙;如果渗入皮肤或渗入血管,则会随血液循环危及人的血球及造血机能;溶剂气体被吸进气管、支气管、肺部或经血管、淋巴管传到其它器官,甚至可能引起肌体慢性中毒。
   油墨中溶剂挥发造成的大气污染等问题,以凹印墨最为严重,因为凹印墨中使用了较多的挥发性有机物(VOC)作为溶剂。长期处于高浓度的VOC中,将会对人体、特别是神经系统造成极大的损害;VOC还会与空气中的氮氧化物发生光化学反应,产生臭氧及烟雾,从而造成大气污染。为减少VOC,有回收和燃烧排放溶剂两种解决方法,但现在未配置这类装置的凹印机很多。

  为了从根本上改善油墨对环境的影响,我们应从改变油墨的组成方面着手,即尽量采用环保型材料来配制新型的环保油墨。各国科研人员正加紧这方面的开发研制,目前,这类油墨主要有两大类,即UV油墨和水性油墨。
   2、UV油墨
   UV油墨是在一定波长的紫外光照射下,能够从液态变成固态的光固化型油墨。
   紫外光固化油墨的主要成份包括光聚合性预聚物、感光性单体、光聚合引发剂、有机颜料及添加剂等,油墨中光引发剂是一种易受光激发的化合物,在吸收光子后激发成为自由基能量转移给感光性光子或光交联剂使UV墨发生光固化反应。
   UV油墨只有在UV光照射下才会干燥,即使在墨斗中长期存放,性能也能保持稳定,干燥速度快(可达500米/分)且彻底,无溶剂排放,无需防止印品间沾污而采取喷粉措施,印刷机和车间环境清洁,无粉尘污染,印后的纸可回收再生。
   水性UV油墨是目前UV墨领域的一个新的研究方向。普通UV墨

中的预聚物粘度一般都很大,需加入活性稀释剂进行稀释。而目前使用的活性稀释剂丙烯酸酯类化合物具有不同程度的皮肤刺激性和毒性,为此,在研制低粘度的预聚物和低毒性的活性稀释剂的同时,另一方面是发展水性UV墨。
   在使用UV墨时,应去除紫外线产生的臭氧,注意防护紫外线对人眼的伤害。
   2.2水性油墨

 

   水性油墨与溶剂型油墨的最大区别,就在于水性油墨中使用的溶剂是水而不是有机溶剂。由于溶剂型油墨大多采用挥发性干燥为主的方式,溶剂的沸点越低,就越易挥发,而挥发时有毒气放出,污染四周环境,对工人身体有害,印刷完成后其表面也有残留的有害物质,不适合用来印制食品包装、药品包装、儿童玩具等包装。据有关资料报道,目前美国塑料印刷中有40%采用水性油墨,其它经济发达国家,如:日本、德国、法国等在塑料薄膜印刷中使用水性油墨的用量也越来越多。今年6月英国就立法禁止溶剂型油墨印刷食品薄膜。

商品分类