纳米技术在包装中的应用

纳米技术在包装中的应用第1页，共36页，2023年，2月20日，星期二应用背景包装产业的重点是包装材料与包装技术。在包装领域更多的是应用纳米技术，开发纳米包装与纳米包装材料。就目前的情况而言，纳米技术在包装中的研究及应用基本上还刚刚起步，然而，纳米技术必将成为世界包装领域的“制高点”。过去我们包装工业的一些先进设备、先进材料、先进技术，大多是依靠进口。第2页，共36页，2023年，2月20日，星期二纳米材料对包装的意义纳米材料广泛应用于纸张方面，可实现纸张的某些特殊性能。如实现和聚合物基体及无机填料在纳米尺度上的复合，使复合材料具有优异的力学性能和耐热性、阻隔性、耐候性等。纳米材料可达到分子水平相容，且尺度小于光波长，透明性好；可得超导、光致变色、电致变色材料，这在防伪用纸和包装用纸的制造上有重要意义。第3页，共36页，2023年，2月20日，星期二介绍内容瓦楞纸箱原辅材料应用的纳米技术纳米技术对瓦楞纸箱印刷的影响纳米技术提升瓦楞纸箱的功能纳米包装技术对无花果的保鲜功能第4页，共36页，2023年，2月20日，星期二纸箱原辅材料应用的纳米技术（一）纳米纸张与纸板（二）纳米油墨与UV纳米光油的应用（三）纳米粘合剂的应用（四）其他方面的应用

第5页，共36页，2023年，2月20日，星期二瓦楞纸箱原辅材料应用的纳米技术（一）纳米纸张与纸板

纳米纸张最大的特点是在纸成型之时就已经具备了相应的纳米功能，它是在瓦楞纸箱包装技术中效果最好、成本最低的一种技术，其应用前景非常广阔。第6页，共36页，2023年，2月20日，星期二1.利用超疏水纳米结构，涂层技术，提高了纸张疏水性和表面强度，工艺简单。这种纳米纸除纸张原有的书写、复印等功能外，还具有普通纸所不具备的超级疏水和防潮性和提高印刷表面强度、降低伸缩率的特殊性能，倒上水会象在荷叶上一样自由滚动。且其增加的成本仅为普通纸成本的10%左右。第7页，共36页，2023年，2月20日，星期二2.二元协同纳米界面材料是力求将二元协同推广到纳米界面。基本原理是在特定的表面上建造纳米尺寸几何形状互补的界面结构，使油或水无法与材料的表面直接接触，从而使材料的表面呈现超常的双疏性。在包装材料领域，纸张制品、纸箱、薄膜等也都获得奇异的超疏水、超疏油效果。第8页，共36页，2023年，2月20日，星期二3.聚酰胺水溶性高分子，它和日本住友sumj-rca636、美国的Nopchel1616是同类产品。该产品可广泛应用于各种涂布纸的涂料配方中，能有效地改善成纸的湿粘附强度、湿耐磨强度及油墨接受性；并可改善防起泡性能及提供优良的光泽和遮盖性能；印刷表面强度明显提高。第9页，共36页，2023年，2月20日，星期二（二）纳米油墨与UV纳米光油的应用由于SiO2、TiO2在纳米尺度时表现出很强的抗紫外光和催化性能，按一定方式加入，可使油墨耐晒性提高2~3个等级，耐热性和附着牢度均有明显提高。纳米微粒还可以替代化学颜料来制作印刷油墨。这套生产系统采用了颗粒均匀的纳米微粒印刷油墨。制得的油墨色彩鲜艳，色相纯正，无毒无味。第10页，共36页，2023年，2月20日，星期二纳米UV上光油：纸包装制品，表面光泽处理的技术正逐步向紫外线固化UV上光方向发展，纳米级UV上光油使彩色瓦楞纸箱具耐磨擦、耐指划、防潮、高光泽度等性能。第11页，共36页，2023年，2月20日，星期二（三）纳米粘合剂的应用1.纳米粘和剂由于在树脂中加入了50~70nm的橡胶微粒，不仅提高了封合强度、剪切强度和耐热老化等物理化学指标，而且极大地拓展了它的应用领域，号称21世纪“万用粘合剂”。第12页，共36页，2023年，2月20日，星期二（四）其他方面的应用1.纳米微粒对紫外线有吸收能力。塑料包装制品在紫外线照射下很容易老化变脆，如果在塑料包装材料表面涂上一层含有纳米微粒的透明涂层，这种涂层在300~400nm范围有很强的紫外线吸收性能，这样就可以防止塑料包装的老化，从而大大增加塑料包装的用途（如外包装、大型设备的裹包及瓦楞纸箱打包薄膜等）和寿命。第13页，共36页，2023年，2月20日，星期二2.日本利用油墨开发可生物降解塑料。这种聚乳酸塑料片材能以可控速率生物降解。其可降解塑料薄膜可以应用在彩色纸箱、纸盒表纸印刷的复膜，提高外观效果，又适于环保。第14页，共36页，2023年，2月20日，星期二纳米技术对瓦楞纸箱印刷的影响（一）将金属纳米粒子掺杂到化纤制品或纸张中，可以大大降低静电作用。将金属纳米微粒涂覆在包装与印刷材料的表面，以消除在高速全自动包装机或印刷机上输送包装与印刷材料时所产生的静电，从而大大提高包装与印刷速度；另外，静电消除，包装与印刷材料表面不再吸引灰尘，材料表面不再因灰尘增加摩擦而导致擦伤，提高印刷效果。第15页，共36页，2023年，2月20日，星期二（二）纳米技术的应用催生了新材料印版。当进行某种特殊的表面加工处理后，在介质上能形成交错混合的两种性质不同的二维表面，而每个相面的表面积，以及两相构造的“界面”是纳米尺寸。当一块材料亲水性和亲油性两相同以纳米尺寸存在时，就会具有超亲水性和超亲油性界面。可以想象，今后的纸箱印刷的分辨率将会更高。麦德美公司最近推出的感光树脂版，经过短紫外的去粘曝光，版材表面比一般固体版光滑。非常适用于瓦楞纸箱印刷。经过纳米技术处理的版材，其耐磨力、伸张力、耐印力、韧性及版材储存寿命都有大幅度提高。第16页，共36页，2023年，2月20日，星期二纳米技术提升瓦楞纸箱的功能（一）瓦楞纸箱保鲜技术。（二）纸箱包装中的纳米技术第17页，共36页，2023年，2月20日，星期二纳米技术提升瓦楞纸箱的功能（一）瓦楞纸箱保鲜技术。现有保鲜技术和工艺十分复杂，且保鲜包装效果不佳，在包装操作和贮运过程中相对成本较高。采用纳米技术后，这些问题将迎刃而解。

1.AegisNC适用于涂覆包装果类冰冻食品用的硬纸箱。第18页，共36页，2023年，2月20日，星期二2.日本一家造纸公司生产了一种水果保鲜包装箱。它是在瓦纸箱的瓦楞纸衬纸上，加一层聚乙烯膜，然后再涂上一层含有微量水果消毒剂的防水蜡涂层，以防止水果水分蒸发并抑制呼吸达到保鲜目的。这种包装箱可使水果在一个月内保持新鲜。第19页，共36页，2023年，2月20日，星期二3.美国一家公司发明了一种在包装箱里减少氧含量、增加氮含量，以使果蔬保鲜的新方法。该方法在运输中使用具有气调性能的新型包装箱，这种包装有一层特制的薄膜，能够吸收氧分子，而让氮气通过。这样在空气通过薄膜进入包装箱后，箱内的氮气含量可高达98%以上，从而使果蔬的呼吸作用减慢，达到较长时间保鲜目的。第20页，共36页，2023年，2月20日，星期二保鲜瓦楞纸板保持水果、蔬菜新鲜的方法是减少失水、抑制生物呼吸和细菌生长，同时除去促使它们老化、熟化的乙烯气体，保鲜瓦楞纸板正是从这些方面入手进行加工。复合型——将镀铝保鲜膜层合在瓦楞纸板的内表面，这种复合膜具有吸收乙烯气体功能，镀铝膜（1μ）既可防止水分蒸发，又有反射辐射线，防止箱内温度上升，起到保鲜作用；第21页，共36页，2023年，2月20日，星期二保鲜瓦楞纸箱抗菌保鲜瓦楞纸板与纸箱。抗菌保鲜瓦楞纸板是在纸板里衬纸的表面敷有一层纳米抗菌防腐剂，这种防腐对食品卫生没有影响。二氧化硅混合衬纸瓦楞纸板与纸箱。保鲜性能良好，纸板的加工制作与普通的瓦楞纸板完全一样，无需在衬纸与瓦楞之间夹加任何材料。它的保鲜作用是由于纸板的里衬中含有能够吸收乙烯气体的纳米粉剂。第22页，共36页，2023年，2月20日，星期二（二）纸箱包装中的纳米技术1.纳米材料用于纸箱的防伪包装。一般金属微粒呈黑色，具有吸收红外线等特点，而且表面积大，表面活性高，对周围环境敏感（温、热、光、湿度等）。把具有这些特性的纳米微粒加入包装材料中，或制成涂料或上光剂涂布于材料表面，用于产品包装箱，人们在选择商品时便可通过热度、光线或温度加以鉴别，从而达到防伪目的。也就是说利用纳米技术可实现色彩防伪、理化效应防伪等目的，从而提高防伪技术水平。第23页，共36页，2023年，2月20日，星期二2.传感器是纳米技术应用的一个重要领域。将微型传感器装在包装箱内，可通过全球定位系统，对贵重物品的运输过程实施跟踪监督；在食品工业领域，这种微型传感器可用来监测食物是否变质，比如把它安装在酒瓶盖上就可判断酒的状况等。第24页，共36页，2023年，2月20日，星期二

一种用于无花果保鲜的纳米包装袋纳米包装技术的保鲜功能第25页，共36页，2023年，2月20日，星期二无花果的特性·

果皮薄、果实顶端有开口·

保鲜期极短，易软化、

褐变、腐烂等·含糖高、含水量高·果皮保护功能不完善、果皮极易损坏和被微

生物侵染第26页，共36页，2023年，2月20日，星期二无花果保鲜纳米包装袋组成成分：

纳米包装袋由聚乙烯塑料粒子与纳米母粒（质量比23:2）混匀后吹膜制得厚度为80μm的纳米薄膜。聚乙烯塑料粒子纳米母粒第27页，共36页，2023年，2月20日，星期二无花果保鲜纳米包装袋纳米母粒组成成分及百分比纳米粉体载体聚乙烯塑料偶联剂KH-570分散剂聚乙烯蜡抗氧化剂16825%65%5%4%1%其中纳米银抗菌材料40%、纳米二氧化钛20%、纳米氧化锌10%和高岭土20%其中LDPE70%和LLDPE30%其中偶联剂KH-570100%其中分散剂聚乙烯蜡100%其中抗氧化剂168100%纳米母粒的组成成分：第28页，共36页，2023年，2月20日，星期二纳米母粒中各成分作用纳米粉体(纳米银抗菌材料40%、纳米二氧化钛20%、纳米氧化锌10%、高岭土20%）：抑制微物和杀菌、紫外线遮蔽。第29页，共36页，2023年，2月20日，星期二纳米母粒中各成分作用载体聚乙烯塑料（LDPE70%和LLDPE30%）：纳米包装袋的主体成分。偶联剂KH-570：提高复合材料机械性能、透光性能，特别是能大幅度提高复合材料的湿态性能。分散剂聚乙烯蜡：增加产品机械性能、光泽和加工性能。抗氧化剂168：分解聚合材料热加工过程中产生的氢过氧化物。第30页，共36页，2023年，2月20日，星期二纳米包装袋性能

性能：

明显降低果实腐烂率和失重率，抑制果实硬度的降低，抑制无花果外观品质颜色变化，抑制可溶性蛋白、可滴定酸、可溶性固形物含量的变化，提高过氧化氢酶活性，降低丙二醛含量的生成，明显延长无花果贮藏期。第31页，共36页，2023年，2月20日，星期二实验对比检测制袋：

将冷却后的纳米薄膜制成不同规格的纳米包装袋。

比如：40cmx80cm实验：

将无花果果实称重后装入垫有两层吸水纸的塑料筐后