无机复合抗菌纸包装材料的研发与产业化应用

地区:上海市 宝山区

关键词:广东壮丽彩印股份有限公司

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000001610

成果描述:

课题来源及背景:1.课题来源:该项目由广东壮丽彩印股份有限公司自主研发,为自主立项项目。2.项目背景:中国包装印刷行业具有万亿市场规模,包装装潢印刷品年产值呈现逐年增长趋势,然而商品在仓储过程中由于集中存放、空气流通不畅和天气潮湿等原因,易导致包装感染微生物,从而引起商品安全卫生问题。随着人们健康意识的不断增强,全球抗菌包装市场规模也逐渐扩大。据统计,2015年全球抗菌塑料应用市场规模达21亿美元,每年日本的抗菌塑料的用量超过150万吨,而国内对抗菌塑料的需求量仅为15万吨/年,与国际市场相比,国内抗菌包装市场前景广阔。此外,国内外抗菌包装的应用多集中在抗菌塑料的研发与应用上,对于纸质抗菌包装材料的研发和应用,特别是采用印刷工艺实现纸质抗菌包装的技术,国内外尚未见报道。研究目的与意义:1.研究目的:制备可以添加到油墨、光油、冲淡剂等多种印刷材料中的无机复合高效抗菌剂,对其抗菌性能进行研究,确定抗菌剂的最优添加量,并对抗菌材料的印刷适性进行研究,以达到在不改变现有印刷工艺的基础上,实现低成本制备抗菌纸质包装材料的目的。2.研究意义:拓展抗菌包装的应用范围,赋予纸质包装新功能,提高商品及周边环境的安全质量;尽早形成具有自主知识产权的成果,提升产品竞争力,推动包装印刷行业的转型升级发展。主要论点与论据:以金属离子及纳米金属氧化物等材料作为抗菌功能成分,将该抗菌功能成分附着于纳米无机多孔载体制成无机复合抗菌剂,再将抗菌剂按一定比例稳定分散于油墨、冲淡剂、光油等介质中,制成系列无机复合抗菌纸包装材料,并利用印刷或涂布的方式,使包装基材与抗菌材料有效结合,应用于包装印刷品的生产。该项目利用金属离子能与致病菌的蛋白酶活性中心高强度结合,从而起到抑制病菌繁殖和生长原理,使制备的包装印刷品具有明显的抗菌效果,经广东省微生物分析检测中心检测,应用该项目成果的产品对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的抗菌率均达到99%以上(报告编号:2014FM0605-1;2014FM0506-2;2013FM4059;2013FM4182-1)。创见与创新:该项目开创了应用印刷工艺使纸质包装具备抗菌性能的工艺技术,拓展了抗菌包装的应用范围,具有以下创新性:优选无机金属离子及纳米金属氧化物作为抗菌功能成分,首次在包装材料中应用该功能成分作为抗菌剂,抗菌性能达99%以上,抗菌效果持久长效,显著延长包装产品货架期。选用纳米级多孔矿物质作为抗菌载体,通过分散工艺的研究实现抗菌剂在油墨、光油、冲淡剂中的分散,获得稳定的抗菌包装材料,赋予其优异的抗菌效果。此外,抗菌载体也作为功能辅助成分进入油墨、光油等,提高油墨印刷适性。针对不同印刷机组制备了不同的印刷材料,可满足胶印机组、柔印机组、凹印机组的印刷工艺要求,实现了抗菌功能材料在包装印刷领域里的应用。生产工艺简单,无需改变现有生产工艺流程,除需增加制备抗菌包装材料的设备外,无需另外增加专用设备,生产成本增加量不超过原成本的1%。社会经济效益:1.经济效益:该项目于2014年正式投产,投产后第一年达产系数为32.8%,累计销售1419万个,销售额约965万元,税后利润约为193万元;2015年达产系数约为70.0%,累计销售2937万个,销售额约2056万元,税后利润约为374万元。2016年该项目产品达产系数预计为85%,并在今后三年内基本趋于稳定,预计年均销售额将达2500万元,具有良好的经济效益,对增强公司综合竞争力,扩大公司规模有积极的促进作用。2.社会意义:提高产品包装卫生安全性。以无机抗菌剂为抗菌活性成分制成油墨、光油、冲淡剂等包装材料,可广泛应用于食品、药品、化妆品等产品包装的印制,具有持久高效抗菌功能,能明显抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等致病菌,降低了有害菌种对包装内容物和消费者的侵害,延长产品货架期,提高产品安全性,保持产品的高品质。拓展抗菌包装的应用范围。该项目开发之前,行业中只有抗菌包装塑料的应用,无纸质抗菌包装材料的产业化与应用先例;纸张是比塑料应用更为广泛的包装材料,因此,该项目开发的纸质抗菌包装材料,拓展了抗菌包装的应用范围,对抗菌包装行业的发展有明显的促进作用。节能减耗绿色引导效益。该项目以水性油墨、UV冲淡剂等环保材料为介质,利用该包装材料所生产的包装产品几乎无挥发性有机物质,可改善车间生产环境,保障生态环境及人类安全,在具有抗菌性能的同时且兼具环保特性,对包装行业乃至其他关联行业起到引导作用。
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