納米技術(shù):未來(lái)包裝行業(yè)的領(lǐng)頭羊

時(shí)間:2010-01-25

來(lái)源:中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)

導(dǎo)語(yǔ):一部分造紙工業(yè)化學(xué)家和的工程師們已經(jīng)研究前沿納米技術(shù)。現(xiàn)在已經(jīng)能在納米尺度上觀察到孔隙結(jié)構(gòu)的變化,這將可能為光學(xué)和印刷業(yè)帶來(lái)重大變化。

      納米技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越成為當(dāng)今科學(xué)的熱門話題,它的應(yīng)用范圍不僅限于化妝品成份,還直接涉及到產(chǎn)品包裝領(lǐng)域。許多全球重要運(yùn)營(yíng)商都已經(jīng)開(kāi)始研究納米技術(shù),究竟納米技術(shù)是什么呢?據(jù)估計(jì),目前每年全球市場(chǎng)對(duì)納米技術(shù)產(chǎn)品的需求已經(jīng)達(dá)到幾千億美元。到2015年,納米技術(shù)商品和服務(wù)據(jù)測(cè)甚至有可能高達(dá)1萬(wàn)億美元。

      “納米技術(shù)”一詞一般是指控制原子,分子和超分子結(jié)構(gòu),使之能創(chuàng)造出與原分子屬性相同,但結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的技術(shù)。1納米(nm)等于一百萬(wàn)分之一毫米或十億分之一米。當(dāng)人們談到小于100納米的結(jié)構(gòu)時(shí)(如原子結(jié)構(gòu)或原子聚合結(jié)構(gòu)),或當(dāng)談到使用某種大型結(jié)構(gòu)不能達(dá)到化學(xué)或物理效果的時(shí)候,人們常常會(huì)涉及到納米技術(shù)。工程師可以利用納米技術(shù)制備精細(xì)的納米級(jí)結(jié)構(gòu),并且利用這些結(jié)構(gòu)產(chǎn)生某種效應(yīng)。當(dāng)我們以納米級(jí)別觀察一些材料時(shí)會(huì)看到一些平常難以被觀察到的行為。納米粒子通常具有較大的比表面積,其內(nèi)部的每顆原子間具有很強(qiáng)的排它性。這些納米粒子可以在金屬外部形成一層防刮性硬層,使金屬外觀看上去“透明”,并且能夠抵抗低溫,還會(huì)在高溫下變得像塑料一樣柔軟。經(jīng)納米技術(shù)處理的材料表面可以具備防水或防灰塵的功能,當(dāng)和大量的其他材料聚合在一起甚至可能成為“爆炸性”材料。因此,可以說(shuō)納米科技可以無(wú)限小地滲透到世界上任何物質(zhì)中。

      全世界大約有35個(gè)國(guó)家已經(jīng)加入了“納米”創(chuàng)新競(jìng)賽中。每年用于納米科學(xué)和納米技術(shù)的公共或私人研究項(xiàng)目預(yù)算能達(dá)到90億美元。

      伊諾國(guó)際公司馬丁.科本尼克強(qiáng)調(diào)指出,紙張是一種易彎曲、用途廣泛、由多種材料復(fù)合而成的物質(zhì)。對(duì)于納米技術(shù)進(jìn)步,紙張無(wú)疑是一個(gè)理想的選擇,但奇怪的是,造紙行業(yè)(紙,紙板和專門用途紙)很少涉及納米方程。

      然而,使用納米技術(shù)的紙張卻有相當(dāng)多的好處

  涂層更薄、更流暢、更堅(jiān)韌、且無(wú)毒;
  紙張表面更加平滑,這樣印刷效果更好,還可以選擇采用納米油墨印刷;
  紙張表面的白度和亮度更高;
  如果紙張含有豐富的礦物質(zhì),可以增強(qiáng)礦物質(zhì)的屬性,并降低纖維的使用量;
  紙張和紙板的等級(jí)更高,質(zhì)量更輕;
  “智能”文件(rfid)技術(shù);
  降低紙張產(chǎn)品對(duì)原料的需求,同時(shí),紙張可生物降解、更容易回收;
  納米過(guò)濾技術(shù)幫助清潔生產(chǎn)廢水。

 

      不過(guò),一部分造紙工業(yè)化學(xué)家和的工程師們已經(jīng)研究前沿納米技術(shù)。現(xiàn)在已經(jīng)能在納米尺度上觀察到孔隙結(jié)構(gòu)的變化,這將可能為光學(xué)和印刷業(yè)帶來(lái)重大變化。此外,納米技術(shù)也已經(jīng)在像鋁這樣的輕金屬表面處理領(lǐng)域顯示了它的優(yōu)越性。例如,用“溶膠-凝膠”納米技術(shù)為輕金屬表面電鍍鉻層可以消除這種物質(zhì)中含有的有毒物質(zhì)。事實(shí)上,含有的納米粒子的金屬和金屬氧化物在干燥的過(guò)程中已經(jīng)開(kāi)始形成凝膠狀(液態(tài)形式是漆狀)。該材料被加熱至160℃左右,會(huì)蒸發(fā)一層漆溶劑,而后將納米粒子綁定在一個(gè)穩(wěn)定的聚合物網(wǎng)絡(luò)上。

      克萊爾·卡尼爾在她的文章《納米科技的煉金術(shù)》中指出,這個(gè)由丹尼斯和蓋爾納萊克在2005年成立的quertechingenierie公司,運(yùn)用納米技術(shù)使得“鋁比剛硬”,因此獲得了國(guó)際社會(huì)認(rèn)可的專利。另一個(gè)體現(xiàn)納米技術(shù)的影響的例子來(lái)自玻璃工業(yè),加拿大安全玻璃生產(chǎn)商prelco提出了一種保護(hù)性疏水涂料。我們知道,水能夠附著在玻璃表面是因?yàn)樗^的分子“表面張力”。而使用這項(xiàng)專利的保護(hù)層被稱為“納米融合”,水分子不再直接與玻璃接觸。鍍膜的物理性能能將水滴珠從玻璃表面剝離出來(lái)。這項(xiàng)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于:防水和防油,良好的抗劃傷性能,可防止灰塵和污漬,防止手紋印,抗菌,有效增加玻璃表面的光澤度(提高20%),和使玻璃表面更加平滑(平滑度提高30%)。

  在塑料領(lǐng)域,最新的一個(gè)例子是納米壓印親水性薄膜的發(fā)明。研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)納米結(jié)構(gòu)模具用以在一片普通疏水塑料薄膜上壓印,利用納米結(jié)構(gòu)增加其親水性。只要輕輕一彈,就能將水滴從薄膜表面上趕走。成型技術(shù)也可以改造材料的表面性能,不論這種材料是親水或是疏水的。

  一些包裝廠商也在積極籌備,于2011年推出納米技術(shù)產(chǎn)品。而這些“納米包裝”僅僅是參與到生產(chǎn)工藝中呢(包括原材料,組件等的生產(chǎn)),還是徹頭徹尾將包裝產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米包裝?納米技術(shù)實(shí)際上涉及的領(lǐng)域非常寬泛,我們現(xiàn)在處于試驗(yàn)階段,實(shí)際上是在“捕捉風(fēng)險(xiǎn)”。而這個(gè)話題背后有一個(gè)問(wèn)題---包裝制造商想為他們最為重視的兩個(gè)群體(客戶和消費(fèi)者)帶來(lái)些什么?然而,當(dāng)我們看到納米技術(shù)邁向大規(guī)模生產(chǎn)的過(guò)程,可能從長(zhǎng)期利益上能降低生產(chǎn)成本,但也會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)商利益之爭(zhēng),要知道這并不是研究納米技術(shù)的主要目的。

  最終的問(wèn)題是:“納米技術(shù)是新的領(lǐng)先技術(shù)還是大規(guī)模生產(chǎn)的未來(lái)?”

  alcan包裝美容公司的索恩說(shuō)他們公司一直關(guān)注并追隨納米技術(shù)的進(jìn)展,因?yàn)閷⒓{米技術(shù)融入聚合物,油漆,甚至膠水的生產(chǎn)中可以有效改善諸如硬度,強(qiáng)度等基本的材料屬性……事實(shí)上,項(xiàng)目研究的后續(xù)效果非常良好,我們參與了歐洲計(jì)劃的“納米雜化”項(xiàng)目,一同加入的還有很多,例如菲亞特,法國(guó)cea,倍耐力和許多其他的公司。項(xiàng)目研究的目的是獲取更多的防刮聚烯烴或阻隔性能改良的聚烯烴。至今還有一些其他項(xiàng)目在延續(xù)這個(gè)研究。經(jīng)過(guò)多年研究,雖然最初我們所希望的得到一切仍然還在前方,但是現(xiàn)在納米技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為可能,我們正在將我們的資產(chǎn)轉(zhuǎn)移到具體的應(yīng)用領(lǐng)域。

  pfeiffer公司雅尼.布魯內(nèi)特說(shuō):“提到較熱門的話題---納米成分的表述,目前出現(xiàn)了兩種相反的情形。第一種,一些生產(chǎn)商在生產(chǎn)過(guò)程中使用納米技術(shù)和納米成分,另外還有一些生產(chǎn)商正耐心等待到2013年納米成分的界定進(jìn)入歐洲條例規(guī)定,然后再引入納米技術(shù)?!?/p>

  賽德?tīng)柺紫瘓?zhí)行官安德烈說(shuō):“很顯然,這項(xiàng)新技術(shù)是今后幾年賽德?tīng)柕闹饕魬?zhàn)之一。我們正同這方面的??拼髮W(xué)保持密切合作。當(dāng)然我們的項(xiàng)目不僅涉及鋁材,還有很多其他材料。另外,納米技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也不僅局限于材料表面處理,同樣還涉及其他,舉例來(lái)說(shuō),環(huán)境問(wèn)題?!?/p>

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