Nitrocellulose (NC), một dẫn xuất cellulose đa năng được tổng hợp thông qua quá trình nitrat hóa sợi cellulose bằng hỗn hợp axit nitric và axit sulfuric, chiếm vị trí độc đáo và quan trọng trong hai ngành công nghiệp toàn cầu tưởng chừng như khác biệt: sản xuất quốc phòng và in ấn thương mại. Trong các ứng dụng quân sự, NC là thành phần cơ bản trong sản xuất thuốc phóng không khói, thuốc nổ và thuốc phóng đạn pháo, được đánh giá cao nhờ mật độ năng lượng cao và đặc tính cháy có thể kiểm soát được. Ngược lại, trong lĩnh vực công nghiệp, NC đóng vai trò là chất kết dính không thể thiếu trong công thức mực và lớp phủ gốc dung môi, đặc biệt là đối với các quy trình in flexo và in ống đồng. Khả năng vượt trội của nó trong việc thúc đẩy sự bay hơi nhanh chóng của dung môi đảm bảo thời gian khô nhanh, độ rõ nét in tuyệt vời, độ bám dính chất nền mạnh và lớp hoàn thiện bóng cao, khiến nó trở thành vật liệu được lựa chọn cho sản xuất tốc độ cao bao bì mềm, nhãn và các loại hàng hóa nhiều lớp khác nhau.

Bước ngoặt địa chính trị: Nhu cầu quân sự leo thang và tình trạng thiếu hụt công nghiệp

Bối cảnh địa chính trị hiện tại, đặc trưng bởi các cuộc xung đột kéo dài như chiến tranh ở Ukraine và sự gia tăng cường độ an ninh giữa các quốc gia thành viên NATO và EU, đã dẫn đến sự gia tăng đáng kể và bền vững chi tiêu quốc phòng toàn cầu. Điều này, đến lượt nó, đã gây ra sự gia tăng mạnh mẽ nhu cầu về nitrocellulose cấp quân sự. Để đáp ứng, các nhà sản xuất NC đang phân bổ lại một cách chiến lược năng lực sản xuất và chuỗi cung ứng của họ để ưu tiên các đơn đặt hàng về đạn dược và vật liệu nổ. Sự chuyển dịch chiến lược này được thể hiện qua các động thái quan trọng của các tập đoàn trong chuỗi cung ứng, bao gồm việc các nhà thầu quốc phòng mua lại các nhà sản xuất NC chuyên biệt.

Hậu quả trực tiếp của việc chuyển hướng nguồn cung này là thị trường NC cấp công nghiệp đang ngày càng khan hiếm, dẫn đến những thách thức nghiêm trọng trong việc thu mua và lạm phát chi phí chưa từng có đối với người dùng cuối trong lĩnh vực in ấn và bao bì. Phân tích thị trường cho thấy giá NC đã tăng hơn 50% ở các khu vực trọng điểm kể từ giữa năm 2024. Áp lực chi phí gay gắt này đã buộc các nhà sản xuất mực in quốc tế lớn – bao gồm Sun Chemical, Flint Group và hubergroup – phải thực hiện các đợt tăng giá liên tiếp trên toàn bộ danh mục sản phẩm có chứa NC. Tình hình càng trở nên phức tạp hơn do những khó khăn về hậu cần và các hạn chế về quy định liên quan đến vận chuyển và lưu trữ NC, tạo ra một cơn bão hoàn hảo gây gián đoạn chuỗi cung ứng cho các ngành công nghiệp dân dụng.

Vai trò không thể thay thế của NC trong ngành in ấn hiện đại

Ngành công nghiệp in ấn phụ thuộc sâu sắc vào nitrocellulose (NC) nhờ vào hiệu suất vượt trội của nó. Là chất tạo màng chính trong mực in gốc dung môi, NC cho phép đạt được hiệu quả hoạt động quan trọng. Khả năng giải phóng dung môi nhanh chóng là yếu tố tối quan trọng để đạt được tốc độ in cao trong in flexo và in ống đồng, những công nghệ chủ đạo để sản xuất bao bì thực phẩm, nhãn sản phẩm tiêu dùng và vật liệu quảng cáo. Hơn nữa, mực in gốc NC cung cấp độ bám dính vượt trội trên nhiều loại chất nền—bao gồm màng polyolefin đã qua xử lý, polyester và bề mặt mạ kim loại—đồng thời mang lại độ sống động màu sắc nhất quán và bề mặt bền, bóng cao mà các thương hiệu và người tiêu dùng mong đợi. Sự kết hợp các đặc tính chức năng này đã khiến các công thức gốc NC trở thành nền tảng của ngành in bao bì trong nhiều thập kỷ. Tuy nhiên, chính bản chất "lưỡng dụng" của NC, từng là minh chứng cho tính linh hoạt của nó, giờ đây lại trở thành một điểm yếu đáng kể, ràng buộc sự ổn định nguồn cung của ngành in thương mại với nhịp điệu không ổn định của việc mua sắm quốc phòng toàn cầu.

Đổi mới trong bối cảnh áp lực: Sự trỗi dậy của các giải pháp thay thế hiệu suất cao không chứa NC

Trước tình trạng nguồn cung không ổn định và chi phí tăng cao, các nhà sản xuất mực in và các công ty hóa chất đang đẩy mạnh nghiên cứu, phát triển và thương mại hóa nhằm tìm ra các giải pháp thay thế không chứa NC khả thi. Mục tiêu là tạo ra các hệ thống mực in thế hệ mới đáp ứng hoặc vượt trội hơn các tiêu chuẩn hiệu suất do các sản phẩm truyền thống dựa trên NC đặt ra, đồng thời loại bỏ sự phụ thuộc vào nguyên liệu thô đang gây tranh cãi này. Các giải pháp thay thế tiên tiến và thành công nhất về mặt thương mại dựa trên hóa học nhựa polyurethane (PU) tiên tiến. Các công ty như INX International, Flint Group và Siegwerk đã cho ra mắt các dòng mực in flexo và gravure dựa trên PU toàn diện—chẳng hạn như dòng Innova Plus NCF của INX và nền tảng Vertix® của Flint—đã thành công trong việc tái tạo các đặc tính về khả năng khô nhanh, độ bám dính và hiệu suất sử dụng cuối cùng của các sản phẩm tiền nhiệm dựa trên NC.

Không chỉ đơn thuần là thay thế nguyên liệu thô, sự chuyển đổi này đang được tận dụng để thúc đẩy các mục tiêu bền vững rộng hơn trong chuỗi giá trị bao bì. Các hệ thống mực không chứa NC hiện đại thường được thiết kế với mục tiêu tăng cường khả năng tái chế, đặc biệt là hỗ trợ tái chế cơ học màng nhựa bằng cách cải thiện đặc tính dễ giặt của vật liệu in. Điều này phù hợp về mặt chiến lược với các khung pháp lý nghiêm ngặt như Quy định về Bao bì và Chất thải Bao bì của Liên minh Châu Âu (PPWR), quy định việc tăng cường sử dụng vật liệu tái chế và thúc đẩy thiết kế hướng đến khả năng tái chế. Do đó, việc chuyển sang các công thức không chứa NC ngày càng được xem không chỉ là một kế hoạch dự phòng trong chuỗi cung ứng, mà còn là một bước tiến hướng tới tính tuần hoàn và tuân thủ môi trường cao hơn.