硝化纤维素(Nitrocellulose,简称NC)长期以来一直是柔版印刷溶剂型油墨的重要成分。然而,随着对其与机械回收制程相容性担忧的加剧,替代油墨产品的推出正变得日益紧迫和可能。现在,时机似乎恰到好处。在全球许多地区军事技术投资可能大幅增加的背景下,印刷企业摆脱对硝化纤维素的依赖,正成为一个刻不容缓的议题。这种高度易燃的化合物,由硝酸和硫酸混合而成,历史上曾被广泛用作枪支和其他爆炸物的推进剂,其别名“硝化棉”并非偶然。
然而,本文并非要探讨重新武装或世界局势,而是聚焦于包装材料的回收。因为硝化纤维素的另一个重要用途,就是制造部分溶剂型柔版印刷油墨。它在这类油墨中充当高效的黏合剂,并赋予其优异的耐热封性等特性,使其成为软包装印刷的理想选择。据业界巨头太阳化学公司透露,目前市场上约有70%的油墨配方仍在使用硝化纤维素。 回收困境与法规驱动:硝化纤维素的环保原罪 然而,正是这种广泛应用的硝化纤维素,如今被认定为有效回收的「拦路虎」。它与机械回收制程的兼容性有限,导致在回收过程中难以完全脱墨。硝化纤维素本身热稳定性不佳,可能导致回收物产生异味、变色,并降低材料的机械强度,严重阻碍了包装材料的回收进程。
面对这项挑战,欧盟的《包装和包装废弃物条例》(PPWR)等立法即将强制实施。该条例明确规定,所有包装必须在2030年前实现完全可回收,并设定了具体的回收材料目标。为此,油墨制造供应链正积极响应,越来越多地为柔版印刷机市场提供不含硝化纤维素(NC-free)的替代方案。
富林特集团技术与产品管理副总裁保罗·温斯坦利表示:“要实现PPWR设定的目标,回收基础设施必须能够高效运作。虽然基于硝基苯的印刷油墨理论上是可回收的,但事实证明,不含硝基苯的解决方案能够与机械回收工艺实现更好的兼容性。”
此外,根据PPWR的要求,生产商(包括包装印刷商)将需要遵守生产者延伸责任(EPR)计画。该计划会根据其包装材料的回收难度来收取相应的费用。因此,油墨产业正积极投身于新解决方案的研发,以期显著提高包装材料的整体回收能力,进而帮助客户降低EPR成本。
hubergroup Print Solutions软包装业务发展经理拉尔斯·汉克博士补充道:「包括RecyClass和Ceflex在内的多项科学研究均已表明,当硝化纤维素在较高浓度下使用时,确实会给机械回收带来挑战。例如,RecyClass的指导方针明确规定,聚乙烯基包装中干硝化纤维素黏合剂的最大百分比也预计在202%(Ce2%)的收入阈值。
值得注意的是,德国的「最低标准」已经明确宣布,硝化纤维素与聚乙烯复合材料的回收是不相容的。其他正在制定中的立法标准也无一例外地指向同一个方向。 「我们预计未来将对硝化纤维素基油墨进行严格限制,很可能以最高浓度阈值的形式,」汉克博士预测。 「无硝基」时代来临:聚氨酯体系崭露头角 为了积极应对这一行业趋势和法规要求,许多油墨供应商正在加速转向与机械回收相容性更好的聚氨酯(PU)系统。因此,不含硝化纤维素的油墨产品开始在市场上占据越来越重要的地位,标志着一个「无硝基」时代的来临。
例如,盛威科于2025年2月高调宣布推出首款不含硝化纤维素的表面油墨体系,旨在显著提高聚烯烃基包装的可回收性。在此之前,该公司刚刚发布了“软包装无硝化纤维素工具箱”,该工具箱涵盖了该公司用于凹版印刷和柔版印刷的复合和表面应用的全系列彩色、白色和叠印光油。所有这些产品都完全符合现行的回收指南,并且可以以即用型油墨或色母粒系统的形式提供,为客户提供了灵活的选择。
盛威科欧洲、中东和非洲地区软包装技术主管比约恩·埃维格表示:“凭藉我们最新的解决方案,我们现已成功开发出专门用于表印的不含硝基油墨替代品。这些新产品在技术和机械性能方面与同类硝基油墨保持一致,但额外增加了环保可回收的显著优势。”
太阳化学公司也积极投入无硝基解决方案的研发,在其现有产品组合中不断推出新的改良产品。该公司表示,这是一项具有里程碑意义的重大举措,并充分依托其在聚氨酯树脂配方方面的深厚专业知识,而其在2022年对Sapici的收购,则进一步加强了这一领域的研发实力。
该公司欧洲、中东和非洲地区软包装产品总监罗曼·克莱雷详细介绍道:太阳化学的实验室已经开发出用于复合的新型油墨,这些油墨可用于凹版印刷或柔版印刷。这些油墨的印刷适性水平与基于硝化纤维素的油墨相似,但却能提供更高的复合粘合强度和更低的溶剂残留量。
太阳化学表示,这些不含硝化纤维素的油墨因其卓越的机械强度、出色的滑爽性和优异的耐湿/耐寒性,尤其适用于从烘焙食品到冷冻食品的自动装袋市场。它们既有即用型,也支援分配系统模式,以保持高效的油墨管理,为客户提供了极大的便利性。 无缝过渡:印刷企业迎接新挑战 富林特集团也推出了以聚氨酯为基础的VertixCode无硝基柔版印刷油墨,以及用于凹版印刷的MatrixCode产品。该公司强调,这些解决方案专为高温回收制程的稳定性而设计,有效解决了传统硝基油墨常见的问题,并显著提高了回收物的回收率。 VertixCode和MatrixCode旨在优化油墨的着色强度和白色油墨的高不透明度。富林特表示,这不仅能确保在高速印刷下保持一致的质量,还能充分符合不断变化的监管环境要求。
富林特软包装研发与技术高级总监艾迪·阿博加斯特表示:「我们设计的方法旨在促进向无硝基解决方案的无缝过渡,使印刷企业能够以最小的干扰进行适应,并迅速成为专注于循环经济的行业领导者。我们的团队致力于开发高性能聚氨酯印刷油墨,这些产品不仅能满足新兴的回收标准,还能保持现有硝基解决方案的可靠性。
Hubergroup的Gecko Platinum PU油墨也加入了无硝基油墨的行列。该公司的汉克博士表示,这种油墨适用于软包装应用,能够提供“高性能”,同时完全没有硝基油墨的缺点。他补充道,如果采用更简约的方法,让印刷企业在不完全转向无硝基油墨解决方案的情况下也能达到硝基油墨的门槛,那么Hubergroup的员工将获得一个硝基油墨计算器,使他们能够提供精确的信息,解答有关产品是否符合监管阈值的问题,从而为客户提供精准的指导。
汉克博士将无硝基油墨的推出置于更广阔的背景下,即透过一系列综合措施来提高印刷包装的可回收性。这些措施还包括积极采用单一材料结构和先进的脱墨技术,以及用纸盒取代薄膜和阻隔解决方案,推动包装产业的全面绿色升级。
「对于溶剂型油墨而言,硝化纤维素凭藉其优异的性能,几十年来一直是备受青睐的黏合剂,」汉克博士说道,「然而,像Gecko Platinum这样的聚氨酯基系统,其设计目的就是在各种柔印和凹印工艺中取代传统的硝化纤维素油墨。
太阳化学公司的罗曼·克莱雷则简要概述了柔版印刷企业开始考虑无硝基溶剂油墨替代品的许多优势。他表示:「随着监管压力日益增大,例如PPWR要求大幅提高塑料回收率,这些不含硝化纤维素的解决方案为企业提供了领先于立法变化的机会。通过积极采用这些新型油墨,加工商和品牌所有者不仅可以显著提高其包装的可回收性,还能有效规避未来潜在的税收,并降低与硝化纤维素相关的经济需求上涨。 |