Wie viel wissen Sie über den De-Plastifizierungs-/Kunststoff--Ersatzprozess?

Einige Materialhersteller begannen 2020 in Guangdong mit der Erforschung dieses Verfahrens und waren die ersten, die es 2023/24 kommerzialisierten. Dieses Verfahren kann direkt vorhandene herkömmliche Laminiermaschinen und Kleber nutzen, es müssen lediglich Folienwickelvorrichtungen hinzugefügt werden, und es wurde bereits in der südchinesischen Druckbranche gefördert.



Verfahrensprinzip: Die Druckoberfläche wird mit einer speziellen Wärmeübertragungsfolie laminiert. Der Backend-Prozess wird heiß-gepresst und die BOPP/PET-Trägerfolie wird vollständig abgezogen. Auf der Papieroberfläche verbleibt lediglich eine hauchdünne funktionelle Schutzschicht. Der Druckbogen besteht aus reinem Papiersubstrat, die durch Abziehen entstandene Trägerfolie wird separat recycelt und entsorgt.



PPWR-Recyclingfähigkeitsbewertung: ⭐⭐⭐⭐



Nachteile: Produziert immer noch Plastikfolienabfall



Dieses Verfahren ist in den letzten Jahren eine aufstrebende Technologie im Druck- und Verpackungsbereich, für die es an ausgereiften ausländischen Quellen mangelt. Es handelt sich um einen neuen Prozess, der unabhängig vom inländischen Verpackungsumweltschutzsektor übernommen wurde.



2. PLA



PLA steht für Polylactic-Acid und seine Rohstoffe werden aus Biomasse-Stärkequellen wie Mais, Maniok und Zuckerrohr fermentiert. Es handelt sich um ein ausgereiftes, bio-basiertes, biologisch abbaubares Folienmaterial, das im Druck- und Verpackungssektor als Ersatz für Kunststoffe eingesetzt wird. PLA-Partikel sind lediglich Rohstoffe; Filmfabriken verarbeiten sie physisch durch Schmelzen, um fertige Filme herzustellen, die Druckereien kaufen können. Der Prozess beinhaltet keine chemischen Reaktionen und ist eine Form der physikalischen Formgebung. Laminiermaschinen erfordern keine Modifikation, erfordern jedoch speziellen Kleber.



Seit 2021 wird es von der Branche sukzessive gefördert.



PLA-Folie, die beim Drucken und Verpacken verwendet wird, ist in mehrere gängige Verfahren unterteilt: 1. BOPLA biaxial gestreckte Polymilchsäurefolie: Vergleichbar mit BOPP-Folie, hochtransparent, geeignet für Farbdruck und Fensterfolien; 2. PLA+PBAT-Mischgussfolie: Verbessert die Flexibilität und Kältebeständigkeit, wird hauptsächlich für die Beutelherstellung und flexible Verbundverpackungen verwendet; 3. PLA-laminiertes Papier: Papier + PLA-Verbundwerkstoff, der PE-laminierte Pappbecher und Kartons ersetzt und eine plastikreduzierende Lösung anstelle einer völlig plastikfreien Lösung darstellt.



PPWR klassifiziert es als eine Papier--Biokunststoff-Verbundstruktur, die als recycelbar eingestuft ist ⭐⭐



Nachteile: 1. Schlechte Hitzebeständigkeit, mit einer langfristigen Maximaltemperatur von etwa 55 Grad; 2. Hohe Sprödigkeit bei niedrigen Temperaturen, anfällig für Filmrisse an gefalteten Stellen; 3. Eine falsche Auswahl des Klebers kann zum Ablösen der Folie führen. 4. Barrierendefekte: Die Wasserdampfbarriere ist schwächer als bei PP- und PE-Folien; 5. Erhebliche Schwankungen der Rohstoffpreise; 6. Nur in industriellen Kompostierungsumgebungen abbaubar, nicht in natürlichen Haushaltsumgebungen und gelten nicht als recycelbare Verpackung aus reinem Papier.



3. Zellulosebeschichtung



Auch bekannt als Nanozellulose, regenerierte Zellulose oder kunststoffsubstituierte Zellulosebeschichtungen.



Die Zellulosebeschichtung ist derzeit eine der gängigsten plastikfreien Barrierelösungen für Verpackungen auf Papier- und ersetzt PE-Beschichtungen, BOPP-Laminierungen und fluorhaltige -ölbeständige-Beschichtungen.



Zwischen 2016 und 2019 veröffentlichten Universitäten wie die South China University of Technology, die Jiangnan University und die Nanjing Forestry University zahlreiche Artikel zu Nanozellulose-Barrierebeschichtungen, und einige neue Materialunternehmen in Guangdong begannen mit der Initiierung von Projekten zur Entwicklung modifizierter Zellulose-Verbundkunststoff-Ersatzbeschichtungen. Zu diesem Zeitpunkt gab es nur sehr wenige Fälle, in denen Druck- und Verpackungsfabriken in diesem Bereich landeten. Bei den meisten handelte es sich lediglich um Musterexemplare ohne Großbestellungen.



Nach 2020, mit der Umsetzung inländischer Kunststoffbeschränkungsverordnungen, wurden die Schwierigkeiten beim Recycling von PE-Beschichtungen und BOPP-Laminierungen deutlich; Auf Wasser basierende Kunststoffersatzbeschichtungen aus modifiziertem Zellulosekomposit-sind erstmals in kleinen Mengen in den Bereichen Druck, Pappbecher und Lebensmittelverpackungen erhältlich. Einige Druckereien im Perlflussdelta begannen mit der Probebestellung von zellulose{3}beschichteten, kunststoff-freien Papierprodukten und belieferten hauptsächlich Exportkunden im Außenhandel.



Die neuen EU-Verordnungen zu PPWR und PFAS, die ab 2026 Fluor verbieten, werden dazu führen, dass Exportpapierverpackungen aus einem einzigen Material-recycelbar sein müssen, und Zellulose-Barrierebeschichtungen werden schnell angenommen und werden zu einer der gängigen Alternativen für Druck und Verpackung.



Rückblickend begleitet Zellulose die Druckindustrie seit über einem Jahrhundert als Rohstoff für die Papierherstellung, doch der Kunststoffersatz durch funktionale Barrierebeschichtungen ist ein relativ junger technologischer Weg. Modifizierte Zellulose-Rohstoffe wie Carboxymethylzellulose und Hydroxypropylmethylzellulose wurden bereits im letzten Jahrhundert industriell hergestellt und lange Zeit nur als Zusatzstoffe in Beschichtungen zur Papierherstellung zur Verbesserung der Papierdruckleistung verwendet, ohne dass sie als wasserdichte oder ölbeständige Barriereschicht entwickelt wurden. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts haben Durchbrüche in der wissenschaftlichen Forschung zu Nano--Zellulosematerialien gezeigt, dass die Industrie auf Beschichtungen auf Pflanzenbasis hofft, um erdölbasierte Kunststoffe zu ersetzen.



Verfahrensprinzip: Verwendung von Zellulose, die aus Holzzellstoff und Pflanzenfasern (modifizierte Zellulose, Nanozellulose) gewonnen wird, als Kernrohstoffe, gemischt mit Beschichtungen auf Wasserbasis-, die auf die Oberflächen von Papier und Pappe aufgetragen werden, um einen dichten funktionellen Film zu bilden, wodurch das Papier mit wasserdichten, öl-beständigen, sauerstoffblockierenden-blockierenden, hitze-versiegelnden und anderen schützenden Eigenschaften ähnlich wie bei Kunststoffen ausgestattet wird. Die Beschichtung selbst enthält keine erdölbasierten Kunststoffe.



PPWR-Recyclingfähigkeitsbewertung: ⭐⭐⭐⭐⭐ Höchste



Nachteile: 1. Hohe Materialkosten; 2. Schwache Wasserdampfbarriere in Umgebungen mit hoher -Luftfeuchtigkeit: Zellulose enthält eine große Menge an Hydroxylgruppen und ihre Wasserdampfbarriereleistung in feuchten Umgebungen ist weitaus schlechter als die einer PE-Kunststoffbeschichtung; In Szenarien mit hoher -Luftfeuchtigkeit sind im Allgemeinen hydrophobe Modifikationen oder doppelschichtige Verbundbeschichtungen erforderlich; 3. Begrenzte Langzeitbeständigkeit gegen Eintauchen in Wasser.



4. Kunststoff-Ersatzöl



Auch bekannt als Oberflächen-Kunststoff-Ersatzöl, Harz-Ersatzöl, wasserbasiertes Kunststoff-Ersatzöl, wasserbasiertes Kunststoff-Ersatz-Glanzöl, kratzfestes Öl usw.

Ab 2022 förderte die Branche dies schrittweise.



Verfahrensprinzip: Hierbei handelt es sich um eine umweltfreundliche Beschichtung, die hauptsächlich aus wasserbasiertem Polyurethanharz besteht und auf Verpackungsoberflächen auf Papierbasis aufgetragen wird. Es bietet ähnliche Schutzfunktionen wie Kunststofffolien (wasserdicht, öl-beständig, verschleiß-beständig usw.) und behält gleichzeitig die Recyclingfähigkeit und Abbaubarkeit des Substrats bei.



Kernharzsysteme: 1. Wässrige Polyurethandispersionen (PUD) - – am weitesten verbreitet; 2. Acrylharze auf Wasserbasis; 3. Polyurethan-Acryl-Hybrid-/Mischsysteme.



Technische Spezifikationen: Alle Parameter sind keine verbindlichen nationalen Standards und dienen nur als Referenz



Filmbildungsmethode: Feuchtigkeitsverdunstung + Harzpartikelverschmelzung + selbst-vernetzende Aushärtung, klassifiziert als „chemische Filmbildung“; Filmbildungsdicke: üblicherweise 3–8 μm; Feststoffgehalt: 28–40 %; pH-Wert: 7–9; Nassbeschichtungsmenge: 4–12 g/㎡; Oberflächentrocknungszeit: ca. 50 Sekunden; Glanz (60 Grad): glänzender Typ 75–85 Grad, mattierter Typ 1–15 Grad; Viskosität (4 Tassen) 40–90 s / 25 Grad; Abriebfestigkeit: über 800 Zyklen bei 4 Pfund; Faltenbeständigkeit: kein Pulververlust oder Delaminierung nach mehr als 10 Zyklen bei 360 Grad; Kratzfestigkeit: Hält 30–40 Wischvorgängen mit Alkohol stand; Anti-Klebrigkeit: Keine; Cobb-Wert: Keiner; Kit-Level: Keine; WVTR-Wert: Keiner; OTR-Wert: Keiner.



PPWR-Recyclingfähigkeitsbewertung: ⭐⭐⭐⭐⭐ Höchste



Nachteile: 1. Hohe Kosten: Der Stückpreis ist höher als beim herkömmlichen Laminieren. Die Produktion erfordert eine Anpassung der Parameter der Druckausrüstung (z. B. Trocknungstemperatur und -geschwindigkeit), was möglicherweise den Energieverbrauch und die Fehlerbehebungszeit erhöht. 2. Leistungseinschränkungen: kein absolutes Hindernis; Seine Wasserdichtigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit sind eher „wasserdicht“ als „wasserdicht“ und können nicht die vollständige, langfristige, hoch{3}feste Barrierewirkung einer Kunststofflaminierung erreichen. Nicht geeignet für Produkte, die längeres Einweichen, extrem hohe Luftfeuchtigkeit oder eine extrem lange Haltbarkeit erfordern; Kein Kantenschutz; Wie bei allen Oberflächenbeschichtungen liegen die Schnittkanten des Papiers frei und Flüssigkeit kann durch die Kanten eindringen. 3. Höhere Verarbeitungs- und Anwendungsschwelle: Präzisere Prozessanforderungen mit bestimmten Anforderungen an die Festigkeit der Papieroberfläche und die Wasseraufnahme; Beschichtungsmenge und Trocknungsgrad müssen präzise gesteuert werden, um eine Beeinträchtigung der Ergebnisse zu vermeiden; Druckereien müssen lernen und sich anpassen, um den besten Prozess zu beherrschen; Druckereien müssen das entsprechende Modell auf der Grundlage des spezifischen Verpackungsinhalts (auf Wasser--Basis, auf Öl---Basis, pH-Wert) auswählen, da eine falsche Auswahl leicht zu Funktionsausfällen führen kann; 4. Markt- und Bekanntheitsherausforderungen: Unzureichendes Bewusstsein der Endverbraucher: Das Erscheinungsbild des Produkts ist möglicherweise nicht so „hell“ wie eine laminierte Folie, und Verbraucher denken möglicherweise fälschlicherweise, dass es „niedrig“ ist, oder sie sind sich seines Umweltwerts nicht bewusst. Missverständnisse hinsichtlich der Leistung: Bei Missbrauch als vollständig wasserdichtes Material kann die Verpackung versagen und Kundenbeschwerden auslösen.



Kurz gesagt kann man es sich so vorstellen, als würde man Papier mit einer unsichtbaren Schicht aus „flüssiger Kunststofffolie“ „bepinseln“, wodurch das Papier sowohl schützende Eigenschaften ähnlich einer Laminierung als auch direkte Recyclingfähigkeit erhält, ohne die Kunststofffolie zu entfernen. Sein Hauptmerkmal ist die Verwendung von Wasser als Dispersionsmedium mit einem extrem niedrigen VOC-Gehalt (flüchtige organische Verbindungen), was es zu einer Alternative zu herkömmlichen, nicht abbaubaren Kunststofflaminierverfahren macht.



Anwendungsszenarien:



1. Lebensmittelverpackungssektor (größter Anwendungsmarkt)



Lunchboxen/-becher/-schalen aus Papier: wie Lunchboxen zum Mitnehmen, Instant-Nudelschüsseln, Pappbecher (Becher für Kalt-/Heißgetränke), Pappteller usw. mit Beschichtungen, die effektiv Öl, Wasser und Auslaufen widerstehen und die Sicherheitsstandards für den Kontakt mit Lebensmitteln erfüllen.

Fast-Food-Verpackungen: Burgerpapier, Pommes-Frites-Beutel, Gebäckschachteln usw., die kurz-öl- und wasserbeständig sind.

Lebensmittelpapiertüten: wie Brottüten, Snacktüten usw.



2. Verpackung von täglichen chemischen Produkten



Kosmetische Farbboxen: Ersetzen Sie herkömmliche laminierte Kunststoffverpackungen und verbessern Sie das Umweltimage bei gleichzeitiger Beibehaltung der Ästhetik und milden Wasserfestigkeit.

Tissue-/Feuchttuchverpackungen: Verbessert die Feuchtigkeitsbeständigkeit der Verpackung.

Waschmitteletiketten: werden für Flaschenetiketten verwendet, wasser--- und abrieb-beständig.



3. Verpackungen für elektronische Produkte und hochwertige Geschenke



3C-Produkte (z. B. Mobiltelefone und Kopfhörerverpackungen): bieten eine angenehme Haptik und Verschleißfestigkeit und stehen im Einklang mit der Umweltschutzphilosophie der Marke.

Geschenkboxen/Luxusverpackungen: Kunststofflaminierung ersetzen, matte/glänzende visuelle Effekte erzielen und recycelbar sein.



4. Oberflächenschutz von Papierprodukten



Buchumschläge/Alben: wasserfest und schmutzabweisend{0}für längere Lebensdauer.

Etiketten/Poster: Zum Beispiel Weinetiketten und Außenplakate, die feuchtigkeitsbeständigen Umgebungen standhalten müssen.

Karton-/Tragepapiertüten: Verbessert die Festigkeit und Wasserbeständigkeit.



5. Industrie- und Spezialpapier

Feuchtigkeitsbeständiges Papier für Baumaterialien: vorübergehender wasserfester Schutz.

Landwirtschaftliches Setzlingspapier: biologisch abbaubar und wasserbeständig.

Spezielles Etikettenpapier: z. B. Ölfassetiketten, öl-- und chemikalienbeständig-.



6. Paket mit biologisch abbaubarem Geschirr



Kombiniert mit abbaubaren Materialien wie PLA (Polymilchsäure), die in umweltfreundlichen Mahlzeiten verwendet werden.



Insgesamt entwickelt sich der Deplastifizierungs-/Plastik--Ersetzungsprozess entlang des Weges „Plastikreduzierung → Plastikersatz → Plastik-frei.“ Wärmeübertragungs-Abziehfolien und PLA gehören zu den Lösungen der Phase „Kunststoffreduzierung“, während Zellulosebeschichtungen und Kunststoff-{3}}ersetzende Öle in die ultimative Richtung „Kunststoff-frei und recycelbar“ weisen.



Unternehmen sollten Produkte umfassend auf der Grundlage ihres Zielmarkts (z. B. Export in die EU), der Produktfunktionsanforderungen (Wasserdichtigkeit, Anforderungen an die Haltbarkeit), den Bedingungen der Produktionslinie und dem Kostenbudget auswählen.