據(jù)Grand view research市場(chǎng)報(bào)告，2023年全球塑料包裝市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)3692.1億美元。
長(zhǎng)久以來(lái)，硬包裝在塑料包裝市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位，現(xiàn)今可持續(xù)發(fā)展呼聲高漲，可回收、回收再生使用、輕量化硬包裝解決方案愈發(fā)受到行業(yè)關(guān)注。
軟包裝方面，因單一材質(zhì)具有良好的回收價(jià)值，被業(yè)界稱為軟包裝行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的“助推器”。單一材料無(wú)疑成為塑料包裝行業(yè)“風(fēng)口”。然而，設(shè)計(jì)、配方、工藝、生產(chǎn)線效率、后端場(chǎng)景應(yīng)用、成本、回收等諸多難點(diǎn)一一擺在單一材質(zhì)軟包裝面前，有待突破！
南方包裝集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“南方包裝”）首席運(yùn)營(yíng)官李勇華在今年“第四屆CHINAPLAS x CPRJ 塑料回收再生與循環(huán)經(jīng)濟(jì)論壇暨展示會(huì)”上從設(shè)計(jì)原則、常見(jiàn)問(wèn)題、解決方案等多維度分享公司在單一材質(zhì)軟包裝以及硬包裝再生塑料應(yīng)用的可持續(xù)之路。
“安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)是設(shè)計(jì)單一材質(zhì)軟包的首要原則”，李勇華在演講時(shí)表示。尤其在食品、藥品行業(yè)，塑料包裝常被用于運(yùn)輸和保存內(nèi)容物，若這些包裝不符合標(biāo)準(zhǔn)，釋放出有毒有害物質(zhì)，將會(huì)污染食品和藥品。
對(duì)于單一材質(zhì)軟包設(shè)計(jì)安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，他認(rèn)為主要從三方面進(jìn)行考量。首先在單一材質(zhì)軟包裝開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，包裝制造商可能會(huì)在不同應(yīng)用領(lǐng)域上使用一些新材料，這些新材料須滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，且需要在制造工藝和包裝設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行某些改進(jìn)。其次是改性劑或添加劑的使用。一些非有意添加物，包括生產(chǎn)或儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程產(chǎn)生的化學(xué)、物理、生物等異物同樣對(duì)內(nèi)容物安全性產(chǎn)生影響。
值得注意的是，相較于常見(jiàn)的多種材料復(fù)合的軟包裝，單一材質(zhì)軟包裝在功能性方面有更多的限制條件。因此，包裝制造商在設(shè)計(jì)單一材質(zhì)軟包時(shí)評(píng)估功能風(fēng)險(xiǎn)同樣非常重要。這也是南方包裝在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證產(chǎn)品過(guò)程中花費(fèi)時(shí)間最多的環(huán)節(jié)。
三大常見(jiàn)替代場(chǎng)景：外袋、內(nèi)包、透明高阻隔包裝
近幾年，不少包裝制造商紛紛推出單一材質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)替代解決方案，并在部分應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種不同材質(zhì)復(fù)合的替代。南方包裝提出常用材料的單一材質(zhì)結(jié)構(gòu)替代方案，并在食品、家庭和個(gè)人護(hù)理等領(lǐng)域得到應(yīng)用。
從食品應(yīng)用的外袋、內(nèi)包及透明高阻隔包裝，南方包裝均有全聚烯烴結(jié)構(gòu)替代方案。
外袋
從傳統(tǒng)PET/PE結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成BOPP（ALOxBOPP）/PE全聚烯烴結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)避免了BOPP/CPP的脆性破裂，可實(shí)現(xiàn)高阻隔（ALOxBOPP可實(shí)現(xiàn)雙0.5的高阻隔）。
內(nèi)包
大多數(shù)傳統(tǒng)的內(nèi)包以PER/AL/PE和PET/MPET/PE復(fù)合結(jié)構(gòu)為主，南方包裝提出多種全聚烯烴新結(jié)構(gòu)解決方案，便于包裝消費(fèi)后回收再利用，包括：
OPP/VMOPP
OPP/VMPE
OPP/VMOPP/CPP
OPP/VMOPP/OPP
OPP/VMOPP/PE
透明高阻隔包裝
此外，高透明度、高阻隔性也是食品包裝兩個(gè)重要的性能指標(biāo)。李勇華表示，目前常見(jiàn)的多種材料復(fù)合結(jié)構(gòu)是K涂透明結(jié)構(gòu)和ALOx—PET/PE結(jié)構(gòu)，南方包裝對(duì)此進(jìn)行結(jié)構(gòu)和配方的優(yōu)化升級(jí)，采用OPP/CPP替代PET/PE結(jié)構(gòu)。
瓶頸：阻隔性、耐熱性不足
（圖片來(lái)源：南方包裝集團(tuán)官網(wǎng)）
阻隔性
傳統(tǒng)的軟包裝多采用2-5層不等的結(jié)構(gòu)組合的復(fù)合袋/膜，為了實(shí)現(xiàn)阻隔性、蔽光性、保鮮性、強(qiáng)度等特性，中間層通常使用鋁箔、鍍鋁膜、聚酯、尼龍等。
在進(jìn)行單一材質(zhì)結(jié)構(gòu)替代過(guò)程中，部分制造商會(huì)在阻隔層上使用VMBOPP、VMCPP、VMCPE環(huán)保材質(zhì)，但相比起鋁箔阻隔性通常在雙0.1以下，VMBOPP可達(dá)到雙0.2，但是仍然難以直接替代鋁箔。
耐熱性
除了阻隔性能限制之外，熱封過(guò)程耐熱性不足也是單一材質(zhì)包裝制造過(guò)程的難點(diǎn)之一。BOPP在120攝氏度附近開(kāi)始收縮變形，超過(guò)170攝氏度發(fā)生熔爛，在高速包裝機(jī)中容易出現(xiàn)熱封不良或熔斷。
BOPE、MDOPE熔點(diǎn)同樣低，不足130攝氏度過(guò)烘箱變形、熱封燙皺或熱封不良。此外，力學(xué)性能不足、表面能低、PP類耐寒性差也是單一材質(zhì)結(jié)構(gòu)包裝面臨的痛點(diǎn)。
生產(chǎn)工藝調(diào)整
李勇華表示，目前軟包裝行業(yè)常使用多寬幅高速包裝機(jī)制造多種材料復(fù)合結(jié)構(gòu)的包裝，單一材質(zhì)結(jié)構(gòu)需要在生產(chǎn)工藝調(diào)整，這是較大的挑戰(zhàn)，熱封溫度、壓力及包裝速度都需要做出對(duì)應(yīng)的參數(shù)調(diào)整。
再生料硬包工藝探索：從單層到三層模頭
除了在有回收價(jià)值的單一材質(zhì)軟包裝技術(shù)鉆研外，南方包裝還積極開(kāi)展硬包裝使用消費(fèi)后回收再生料的技術(shù)工作，利用一步法注拉吹成型工藝，通過(guò)材料研究、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、設(shè)備升級(jí)和工藝優(yōu)化，開(kāi)發(fā)出使用100%PET和PE再生料的包裝。
李勇華對(duì)硬包裝再生料成型工藝優(yōu)劣勢(shì)進(jìn)行分析：
“從顏色、雜質(zhì)、氣味、性能及遷移測(cè)試方面來(lái)看，采用單層模頭對(duì)純PCR材料或PCR與新料共混進(jìn)行生產(chǎn)可能與新料存在差距，但設(shè)備較簡(jiǎn)單，投資成本也較低。若采用三層模頭，內(nèi)層及外層采用新料，中間層是PCR，性能方面會(huì)更接近新料，但設(shè)備成本較高。”
去年8月，佛山市南方包裝有限公司聯(lián)合金發(fā)科技股份有限公司、廣州海關(guān)技術(shù)中心、暨南大學(xué)成立可持續(xù)塑料包裝聯(lián)合創(chuàng)新中心，此舉將加快南方包裝研發(fā)可持續(xù)塑料包裝創(chuàng)新技術(shù)的步伐，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
