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食品包装溶剂墨发展现状

食品包装溶剂墨发展现状. 北京工商大学食品学院. 辛秀兰. 交流内容. 一 . 食品包装溶剂基油墨环保化背景 二 . 醇溶油墨配方设计原理 三 . 酯溶油墨配方设计原理 四 . 醇溶和酯溶油墨发展趋势. 一、溶剂基油墨环保化背景. 塑料包装确实给人们的生活带来好多的方便，但是也给环境造成了无法弥补的损害。. 解决途径之一： 绿色化. 绿色包装 趋势. 环境的恶化 面对绿色壁垒 可持续发展的需要 环保法规的规定. - 印刷  凹印 油墨 复合  粘合剂 分切 制袋. VOC 破坏臭氧层. 环 保. 健 康.

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食品包装溶剂墨发展现状

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Presentation Transcript

  1. 食品包装溶剂墨发展现状 北京工商大学食品学院 辛秀兰

  2. 交流内容 • 一. 食品包装溶剂基油墨环保化背景 • 二. 醇溶油墨配方设计原理 • 三. 酯溶油墨配方设计原理 • 四. 醇溶和酯溶油墨发展趋势

  3. 一、溶剂基油墨环保化背景 塑料包装确实给人们的生活带来好多的方便，但是也给环境造成了无法弥补的损害。 解决途径之一：绿色化

  4. 绿色包装趋势 • 环境的恶化 • 面对绿色壁垒 • 可持续发展的需要 • 环保法规的规定 - 印刷凹印油墨 • 复合粘合剂 • 分切 • 制袋

  5. VOC 破坏臭氧层 环 保 健 康 安 全 恶劣工作环境有害生产工人健康 包装制品中残留溶剂对食品安全构成隐患 传统溶剂基油墨的三大问题 …印刷油墨引发三大问题！ 破坏臭氧层 油墨树脂－－氯化聚丙烯 苯类等溶剂 残留引发食品安全事故 树脂用苯类等溶剂溶解 苯类等溶剂污染环境 有害生产工人健康

  6. 溶剂对食品的影响 BOPP 油 墨 复合胶 PE 食 物 残留溶剂通过食品包装向食物迁移 引发食品安全问题

  7. 国内食品包装安全相关法规及标准 甘肃定西薯片包装袋苯超标事件 兰州毒奶粉袋事件 各地烧饼包装袋油墨污染事件 源于我国食品包装材料方面的安全监管较为薄弱！！！ 缺乏强制性！！！

  8. 1、溶剂油墨的污染是什么？ 2、如何使溶剂油墨绿色化 溶剂油墨绿色化

  9. ？ 技术上探讨绿色溶剂油墨的制备 如何制备绿色溶剂油墨呢？ 树脂和溶剂 连接料的绿色化 助剂的绿色化 颜料的绿色化

  10. 颜料绿色化 1)不用含有限制的一些有毒金属的颜料:大部分是无机颜料 2)对于有机颜料,如果油墨用于和食品及人接触的印刷品 ,不应使用含有偶氮基的颜料. 颜料黄3 • 颜料黄12

  11. 重金属与有机颜料 • 几种存在重金属的颜料 • 金属络合有机颜料 • 有机偶氮颜料色淀沉淀剂(钡盐，锶盐，锰盐) • 含镉，汞，铅，铬无机颜料着色剂 助剂绿色化 • 增塑剂: 邻苯二甲酸二丁酯

  12. 连接料 • 油墨的主要组成成分, “是油墨的心脏” • 活性连接体: 颜料和承印物的连接料 • 给油墨以理想的机械物理性能 包括: 强度, 硬度, 柔韧性, 光泽度, 耐溶剂, 耐老化, 耐磨 • 给颜料以湿润, 分散和稳定作用 • 给油墨印刷适性:粘度, 粘性, 屈服值, 流变性, 油墨转移性能

  13. 溶剂型连接料 聚酰胺 氯化聚丙烯 聚酯、聚氨酯 多元丙烯酸共聚及醇水性聚氨酯 树脂,有机溶剂 烃类 酮类 醇类 酯类 醚类 • 要符合环保要求，首先应改变油墨成分，即采用环保型材料配制新型油墨。 • 目前，环保油墨主要有水性油墨、紫外光固化 (UV)油墨、水性UV油墨 • 和醇溶性油墨。

  14. 助剂 1 – 10 % 颜料 5 – 15 % 油墨树脂 溶剂 20 – 40 % 20 – 70 % 何种溶剂 传统溶剂基油墨组成 油墨与油墨树脂 何种树脂

  15. 醇型油墨与苯型油墨的特性对比

  16. 国际食品包装安全（油墨）相关法规及标准 国内食品包装安全相关法规及标准 • 欧洲：禁用苯类油墨 • 亚洲：日本韩国和东南亚已经取消甲苯类油墨 • 北美：禁用苯类油墨

  17. 软包装油墨的发展历程和变革 从上表中我们可以看到，环保型油墨从2005年开始生产，发展迅速，并历经了从无苯含酮→无苯无酮→醇水的技术提升过程。

  18. 我国溶剂基环保油墨发展历程 无苯无酮油墨 醇溶和酯溶油墨 无苯含酮油墨 醇水油墨 水性和水性UV油墨

  19. 我国溶剂基油墨发展历程 无苯含酮油墨 丙酮易挥发，易燃易爆 无苯无酮油墨 是将乙酸乙酯，乙醇和水作为主溶剂的油墨 。 乙酸乙酯易燃，具刺激性和致敏性 1. 乙醇价廉，但不符低碳经济要求 （石油裂解的乙烯，用水化法制备） 醇溶油墨 水性丙烯酸树脂 2. 印刷性能和质量都达不到溶剂型凹版油墨的标 准，存在光泽度差、不抗碱、乙醇和水，在PE， PET和OPP等塑料基材上附着力差等弊病 酯溶油墨 印刷 油墨各项性能决定因素主要是油墨连结料的性质。要改善水性油墨的性能就要从连结料入手。水性聚氨酯树脂具有附着力强、耐溶剂性、耐蒸煮和高光泽度等优点成为环保水墨必选连结料 代表真正的环保水性油墨时代的到来

  20. 我国溶剂基油墨发展历程 1. 乙醇价廉，但不符低碳经济要求 （石油裂解的乙烯，用水化法制备） 醇水油墨 水性丙烯酸树脂 2. 印刷性能和质量都达不到溶剂型凹版油墨的标 准，存在光泽度差、不抗碱、乙醇和水，在PE， PET和OPP等塑料基材上附着力差等弊病 水性和水性UV 油墨 印刷 油墨各项性能决定因素主要是油墨连结料的性质。要改善水性油墨的性能就要从连结料入手。水性聚氨酯树脂具有附着力强、耐溶剂性、耐蒸煮和高光泽度等优点成为环保水墨必选连结料

  21. 我国溶剂基油墨现状 • 塑料表印油墨：SICPA：NC+PU，DIC：PA+PU • 纸张表印：COAT`S：NC+PU MG：NC+PU • PET类聚氨酯高温油墨 • 普通OPP用的氯化聚丙烯油墨 • PVB类无甲苯里印油墨

  22. 溶剂墨现状 无苯酯溶氯化聚丙烯油墨由于树脂本身含有大量卤素，已经在逐渐退出市场 环保油墨的应用得到迅速发展，其中表印油墨以醇溶性聚酰胺和醇酯溶的聚氨酯为代表，占塑料表印油墨70%以上的份额。 无苯无酮油墨 醇溶油墨和酯溶油墨

  23. 食品包装用印刷方式 Source：EUROPEAN ROTOGRAVURE ASSOCIATION 我国凹版印刷应用的最大领域：食品软包装印刷领域 并在该领域占据主导性地位

  24. 油墨性能 树 脂 印刷质量 包装安全 一系列更加严格的法规标准出台 环保与健康 我国凹版印刷主要 用于食品包装领域 现状：苯溶性油墨 仍然大量使用 食品包装 安全问题 性能优异、价位适中的通用型油墨树脂 趋势：选用环保型 凹印油墨

  25. 性能 安全 树脂 健康 环保 归根结底… …油墨树脂是最终影响因素！！！

  26. 凹版油墨树脂应用现状 聚酰胺类树脂 表印油墨树脂 丙烯酸酯系树脂 氯化聚丙烯树脂 里印油墨树脂 聚氨酯树脂 丙烯酸酯系树脂

  27. PU（聚氨脂）油墨的特性 • 耐高温 • 树脂的透明度好 • 物理性能及化学耐性好 • 可印刷的材料：PET，NY、PE、玻璃、共挤OPP • 价格相对较高

  28. 氯化聚丙烯油墨特性 • 树脂的透明度好 • 印刷适性最佳 • 物理及化学性能稍差，不耐高温 • 价格便宜 • 适用的材料：OPP、BOPP

  29. PVB类油墨的特性 • 树脂的透明度好 • 能印刷的材料较多:OPP、PET、NY、RFOPP、共挤OPP • 树脂较软，刮刀适性相对较差 • 不可水煮 • 环保、不用甲苯作溶剂 • 目前价格还比较高

  30. NC+PU类塑料（纸张）表印油墨 • 光泽度好 • 耐刮、耐磨擦性好 • 耐高温，经加入改性PU后可150~170度，最高220度 • 环保

  31. 各种薄膜的性能参数

  32. 二、醇溶油墨配方设计 醇溶油墨配方

  33. 醇溶油墨配方

  34. 1.树脂选择方法 • ①软化点较高，一般在140℃以上，溶剂释放性越快。但塑料墨树脂不受此限 • ②能形成坚硬而不脆，柔韧而光亮皮膜。 • ③能在选定溶剂中形成高溶解度、低粘度的体系。 • ④有良好的溶剂释放性，以利干燥，并可被相应无限溶解 • ⑤与颜料有良好的亲和力，可保证或增强光泽和墨性。 • ⑥色浅，无气味，透明，并在干后可复溶。

  35. 二、醇溶油墨配方设计 醇溶油墨树脂 聚酰胺类树脂 聚氨酯树脂 醇溶性 丙烯酸酯系树脂

  36. 醇溶树脂：

  37. 聚氨酯油墨树脂只有专用性，价格局限了其通用性。聚氨酯油墨树脂只有专用性，价格局限了其通用性。 醇溶油墨树脂 主要油墨树脂： 存在的问题: 聚氨酯树脂: 酮类溶剂是聚氨酯树脂的真溶剂，溶剂体系少； 优点: 原料异氰酸酯的毒性大； 附着力强、光泽度高、耐热性好； 适用基材为PET、NY，在BOPP 上不理想。 复合性能好，剥离强度高。 双组份：耐蒸煮。 生产成本与综合成本都较高，价格不具有优势。

  38. 醇溶油墨树脂发展趋势 聚氨酯改性 丙烯酸酯树脂 丙烯酸酯系树脂 聚氨酯树脂 通用性 Text 聚氨酯改性 丙烯酸酯树脂 通用性 聚氨酯改性 丙烯酸酯树脂 性能优势 价格优势 性能优势 性能优异、价位适中、通用型

  39. 醇溶油墨树脂发展趋势 三种主要油墨树脂的比较：

  40. 单一 溶剂 适用 基材广 表印、里 印、蒸煮 于一体 价位 理想适中 醇溶油墨树脂发展趋势 市场需求 通用型 油墨树脂

  41. 2、颜料选择 • (1)着色力强，吸油量低，质地柔软(否则易损伤印版滚筒)。 • (2)比重小颜料(因这类油墨的粘度小而稀薄)。 • (3)颜料应不发生升华现象，印刷后不会在印刷品表面折出。 • (4)颜料在油墨中含量不必太高。 • (5)在溶剂墨中，颜料的耐溶剂程度，是制墨成败关键。 以有机颜料为主，也有部分无机颜料，可增加油墨遮盖力。

  42. 3.溶剂的选择 • (1)沸点10-150℃并价廉。 • (2)对选定的树脂能充分溶解。 • (3)能将残留在版面上的干燥膜溶解 • (4)不腐蚀辊筒和刮刀等。 • (5)尽量无毒或微毒，无异常刺激味，不因过量使用而引起白化现象 • (6)有适当的挥发速度

  43. 三、酯溶油墨研究进展 • 基本配方

  44. 四、食品包装油墨发展趋势 • 1.醇水油墨 • 2.水性油墨 • 3.水性UV油墨

  45. 水性油墨环保性 • 1．不污染大气环境 • 2．减少印刷品表面残留毒物． • 3．减少资源消耗和降低环保成本。 • 4．提高了作业环境的安全性，

  46. 溶剂油墨发展趋势 • 而每年全世界由油墨带来的有机溶剂的用量高达100万吨以上，每年由油墨引起的有机挥发物污染排放量已达到几十万吨。我国每年约哟个30-40万吨的苯类溶剂。这些有机挥发物（VOC）和油墨中的重金属元素可以形成比二氧化碳更严重的温室效应，而且在阳光照射下形成氧化物质和光化学烟雾，严重污染大气，影响人体的健康。 • 作为以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，低碳经济是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。对于印刷企业还是印刷及原辅材料、设备制造企业，重视低碳经济并不是简单的意味着生存成本的增加，我们应该看到低碳经济对于制造和加工业是不可回避的发展趋势。

  47. 水性油墨基本配方 • 水溶性丙烯酸树脂25％～35％ • 　　水15％～25％ • 　　乙醇5％～15％ • 　　三乙胺5％～10％ • 　　颜料10％～30％ • 　　助剂1％～3％

  48. 一般水性连结料特点 我国现在高档水墨基本上都用水性丙烯酸改性树脂作连结料（包括醇酸树脂改性、苯乙烯、醋酸乙烯改性和醛酮树脂改性等），其光泽度、耐候性和耐水性等方面均具有显著优势，在塑料软包装上附着力有所提高，但是光泽度不高、耐化学品性差、热粘冷脆，不适合用于需要高温蒸煮杀菌的食品包装。 原因：（甲基）丙烯酸类单体合成的丙烯酸树脂，一般为线型聚合物，具有一般线型高聚物的共性：分子间缺乏横键交联，随温度的变化出现线性高分子明显的三态，即玻璃态、高弹态和黏流态。环境温度低于其玻璃化温度时，就出现涂层发脆、裂浆的现象；若环境的温度高于该聚合物的黏流温度，分子则开始相对滑动，产生黏性流动，树脂变软、发粘。因此丙烯酸树脂表现出“热粘冷脆”、耐候性差和不耐有机溶剂的缺点。

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