國內外塑料包裝材料的發展簡況
一、國外塑料包裝材料發展概況及趨勢
1.生產發展趨勢
進入21世紀以來,盡管塑料包裝材料一直受到環境問題的挑戰,但隨著塑料材料科技的進步,以及市場對產品整個生命周期評價(LCA)體系的實施,對塑料包裝材料的功能和環保問題有了正確評價后,塑料包裝材料在塑料應用領域中仍居首位,在包裝領域中,其需求率及增長率,特別是軟包裝及食品容器的需求率和增長率仍超過其它傳統包裝材料。
據文獻報告,2000年世界多數國家包裝用塑料在塑料總消費量中約占1/3,如法國38%,英國、西班牙、日本、馬來西亞等均為35%,加拿大、比利時34%;也有高達45%以上的,如意大利45%、巴西47%、玻利維亞50%、南非51%。美國、德國、意大利每年用于食品包裝的塑料分別為4500kt、2000kt和1900kt。
據美國Freedcnia Croup lnc分析和預測,2003年美國各種軟包裝材料在總需求量中:塑料73.5%,紙22.9%,鋁箔3.6%;各種食品容器在總銷售金額中:紙38.75%,塑料27%,金屬26.9%,玻璃7.45%。1998~2003年五年間,各種包裝軟包裝材料需求年均增長率為2.1%,其中:塑料2.7%,紙0.4%,鋁箔0.8%;各種食品容器銷售額年均增長率為3.3%,其中:塑料5.5%,紙板3.2%,金屬2.5%,玻璃-0.5%
又據美國Freedonia集團咨詢公司專題研究報告,2006年美國包裝市場中,塑料包裝材料將在各個分市場中超過紙,其消費量將達4900kt,2001~2009年均增長率1.6%。由于塑料薄膜在灌裝包裝、桶狀硬質容器在運輸包裝方面顯示出優異的技術特性和方便性,產品易成型加工,生產線速度快等特點,增加了其市場競爭力。另塑料硬質容器適宜包裝干食品、谷子、大米;立式塑料袋、鍍金屬薄膜和高阻透性復合膜適用于糖果、熟肉類等包裝,應用也將不斷擴大;隨著耐熱聚酯瓶的迅速發展,飲料市場也將愈來愈多地采用塑料瓶;塑料餐飲具在快餐業的需求、超市的購物袋也顯示強勁的增長率,市場前景看好。
據日本2001Plastics Age Encyclopedia報導,1999年包裝材料容器總銷售量22474.4kt,其中紙、紙板制品占58.7%,塑料制品15.4%,金屬制品11.8%,玻璃制品8.5%,木制品4.8%,棉布制品0.6%,其它制品0.2%。
2.新材料、新技術發展現狀及趨勢
21世紀是環保世紀,環境問題日趨重要,資源能源更趨緊張,構筑循環經濟社會,走可持續發展道路已成為全球關注焦點和迫切任務,并成為各行各業發展及人類活動的準則。為適應新時代的要求,塑料包裝材料除要求能滿足市場對包裝質量和數量等日益提高的要求外,其發展必須以節省資源,節約能源,用后易回收利用,易處置或被易環境消納或降解為技術開發的出發點。塑料包裝新材料、新工藝、新技術、新產品不斷涌現,并正向高性能、多功能,積極采用新原料、新技術、拓寬應用領域以及塑料包裝與環保諧調發展等方向發展。
·高阻滲性塑料包裝材料,因可賦予保質、保鮮、保風味以及延長貨架壽命功能而獲迅速發展和廣泛應用,除目前廣泛應用的聚偏氯乙烯(PVDC)、乙烯、乙烯醇共聚物(EVOH)外,近年來,開發環保適性材料,促使聚乙烯醇(PVA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PEN)、共聚酰胺(MXD6)、硅或鋁氧化物蒸薄膜(軟玻璃)、納米無機材料等的發展將更引人注目。
·茂金屬聚烯(MHDPE、MLLDPE、MPP)的采用,可進一步提高軟包裝許多性能如強度、韌性、透明性、阻滲性、耐熱性及加工性等。將受極大關注和備受企業歡迎。
·功能性包裝材料,如功能性保鮮薄膜,片材,微孔透氣保鮮薄膜,選擇透過性包裝薄膜,多功能熱收縮包裝薄膜以及具特殊功能、方便性(易開封、易再封)的包裝材料和制品等將獲得更大的發展。
·無菌包裝材料和技術最大優點是在無菌條件下,不加防腐劑、無需冷藏、能最大限度地保留食品原有的營養成分和風味,可大大延長貨架壽命,方便貯存和運輸,市場發展十分迅速,用途不斷擴大,除已在奶制品、果汗飲料中占較大的份額外,將進一步拓展到醫藥品、化妝品及調味品領域。
·納米復合包裝材料將隨納米技術的迅速發展而迅速產業化,由于其耐磨性、硬度、強度、阻透性、可塑性均有明顯增強和提高,除用于食品包裝外,還可用于特種包裝如防靜電、防電磁、防殉爆及隱形、危險品包裝等,預計它將促使傳統塑料包裝材料產生巨大的變革。
·環境友好(環保適性)塑料包裝材料(或綠色塑料包裝材料),隨著環境管理標準IS 14000系列的實施成為全球關注的熱點,其中易回收再利用的塑料包裝材料如PET、PEN,易環境降解塑料(EDP)中的生物降解塑料,更成為熱點中的熱點,其它如零污染泡沫塑料、薄壁瓶及袋狀包裝容器也備受關注。
·熱罐裝塑料瓶在果汁和茶飲料的包裝方面,與傳統的無菌紙包裝、三片金屬罐、玻璃瓶包裝比較具有成本較低、材質透明、重量輕、不易破損,環保適應性好等優點,因此已獲得越來越廣泛的應用,其用量占整個熱罐裝市的一半以上。熱罐裝塑料瓶除PET外,近年來BOPP瓶受到較大關注。BOPP瓶具有以下優點:耐熱性的提高是通過PP拉伸工藝、罐裝溫度可提高到100攝氏度、瓶口不需要特殊設備處理,并使阻氧性能大為提高;BOPP瓶不吸潮,貯存期較長,易回收;產品成本比PET瓶便宜20%以上。
二、國內塑料包裝材料發展現狀及趨勢
1.生產、需求概況及發展趨勢
近十年來,我國塑料包裝行業處在高成長時期,據有關部門不完全統計,2002年我國塑料包裝產量達3000kt,如加上一些行業如食品、飲料、日化、煙草、服裝等部分企業自我配套的塑料包裝材料和制品,以及個體小型企業的產品,估計總產量可望突破4200kt,在塑料制品總產量中約占24%。
據有關部門調研,我國2000年塑料包裝材料(制品)隨著我國食品、飲料以及工農業的快速發展,需求量達3500~4000kt。其中食品包裝需求量可達1500~2000kt。
2.產品發展特點
近年來,我國塑料包裝材料產品結構有了較大變化,門類比較齊全,基本能適應不斷發展的市場需求。其中雙向拉伸薄膜,軟包裝復合薄膜等市場需求大,發展十分迅速;飲料塑料包裝容器、包裝袋等商機無限。
·雙向拉伸薄膜(片)迅速發展
雙向拉伸薄膜由于其具有優等的性能和可節省原料,作為需求量大的復合薄膜的主要基材,近十多年來,已成為國內外發展的熱點。發展十分迅速。當前我國已工業化生產的雙向性拉伸薄膜(片)有雙向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)、雙向拉伸聚酯薄膜(BOPET)、雙向拉伸尼龍(BOPA)薄膜、雙向性拉伸聚苯乙烯片材(BOPS)等。
·食品工業是我國塑料包裝材料最大用戶
食品工業是我國塑料包裝的最大用戶。2001年僅食品包裝薄膜的消費量達1500kt,占塑料包裝材料消費量的50%。據有關部門調研預測,2002年我國軟包裝在食品工業的銷售額將超過食品加工業銷售額的一半。主要是用于易腐爛和易干燥的肉食、農產品、冰凍食品,這些食品主要采用抽真空塑料薄膜袋包裝,因此塑料軟包裝材料需求量增長很快,據報告2002年袋裝熟肉食品每年以20%速度增長,糖果包裝以5%速度增長,鮮肉包裝中將有30%以上使用袋式包裝。近年來軟包裝的用途迅速擴大,除食品外,已迅速進入醫藥品、保健品、日用化妝品、玩具、音響等領域。其中保健品每年以6%速度增長。預計藥品包裝、輸液袋等將可能成為軟包裝的第二經濟增長點。
·中空容器生機無限
隨著我國市場經濟的發展,中空容器的產品結構發生了很大變化,小型中空容器向多品種、多樣化、專業化方向發展。特別聚酯(PET)瓶飲料包裝快速持續增長,質量不斷增高,使飲料包裝市場十分活躍,除碳酸飲料、果汁和果汁飲料、蔬菜汁和蔬菜汁飲料、礦泉水、純凈水外,近年來又開拓了茶飲料和啤酒包裝市場。據調查,全國引進PET瓶包裝生產線50多條,加上國產設備共200多條,總生產能力超過600kt/a(200億個),除PET瓶外,近年來PP透明包裝瓶將成為一個新的開發熱點。藥用特別是中國醫藥的丸劑、膠囊片劑用HDPE塑料包裝瓶,淘汰了落后的臘封玻璃瓶,取得了較大進展,用量已超過10億個。塑料包裝輸液用量目前達到了1.5億瓶/袋,占市場總量的5%。500~2000L或以上的大型塑料中空容器在各種化學液體、石油產品、涂料等方面有著廣闊的市場,發展也十分迅速。如上海、與德國Bayer公司合資興建每年50kt的聚碳酸酯(PC)裝置正在進行建設中。
·大型塑料托盤的開發日益受重視
托盤是現代化企業倉儲、運輸廣泛應用的重要工具,是國際上規定的用于食品、水產品、醫藥、化學品等理想的包裝運輸器材。當前我國海運年均需求量8000萬個,其中港口用(出口)約2000萬個。托盤目前90%以上是木制的,不僅需耗費大量木材,而更主要是近年來我國出口貨物采用的木質托盤發現有天牛蟲。歐美國家規定必須經蒸煮或高溫處理,否則拒絕入境。為此塑料托盤,特別是填充木粉的塑料托盤獲得了迅速發展,它不僅具有較好的耐水、耐曬性能、壽命比木托盤長5—7倍,比鋼鐵托盤長2—3倍,而且質輕、可節約運輸能耗,又可加入塑料再生料和木粉,節約成本,還可大量節約木材,有利于環保。
·無菌包裝材料備受關注
塑料在無菌包裝中的應用,給無菌包裝技術的發展提供了廣闊的天地。無菌包裝是將經過超高溫瞬間殺菌或微波殺菌的食品(如飲料、奶制品等),在無菌環境中包裝在經過殺菌的袋或容器中。該包裝的特點是包裝物不加防腐劑、無需冷條件,具有較好的保質、保風味和較長的貨架壽命。因此獲迅速發展。目前國內主要開發了無菌包裝袋、杯、瓶和箱中袋,后者為容器5~200L、最大可達1000L的PET/鋁箔復合膜包裝袋,外加木箱、紙箱或鋼桶包裝,主要用于西紅柿、果汁濃漿等包裝,具有較大的發展空間,已備受關注。無菌PET瓶罐裝飲料技術已被國家列入“十五”科技攻關項目。
3.大型專業集團公司成為行業發展的龍頭企業
近年來,我國塑料包裝材料行業涌現了不少規模大、技術裝備先進、產品質量過得硬、經濟效益好的集團公司,成為整個行業的龍頭企業。
·佛山市塑料集團股份有限公司
該公司是雙向拉伸薄膜生產規模最大、產量最高、品種最多、產品出口創匯最多的BOPP龍頭企業。BOPP薄膜的生產經營已達到80kt以上,市場占有率16.25%;BOPET薄膜國內市場占有率11%;BOPA薄膜為國內獨家生產,市場占有率60%。
·佛山杜邦鴻基薄膜有限公司
該公司是國內當前生產規模最大和具有世界一流技術水平的BOPET生產企業共有4條生產線,能力32kt/a,占國內總能力的29.6%;產量20kt,國內市場占有率25.0%。
·南京中達制膜(集團)股份有限公司
該公司是我國專業從事軟塑新材料,集研發生產與銷售于一體的高科技集團,也是中國煙草物資公司確定的“卷煙配套材料生產基地一定點企業”,主要生產經營BOPP煙用包裝薄膜,目前其銷售量已居全國首位,成為該行業的領頭羊。
·江陰申達包裝材料有限公司
該公司2000年被中國包裝協會批準成立中國軟塑料包裝材料生產基地。主要生產軟塑包裝材料BOPP薄膜;BOPET薄膜、CPP薄膜等,能力110kt/a;彩印復合包裝薄膜能力15kt/a,激光制版能力2萬支。該公司最新引進的BOPP生產線,技術水平較高,幅寬8.3m,線速度600m/min,產能25kt/a。
·珠海中富集團有限公司攝氏度
該公司是我國PET瓶最大的廠商。PET瓶年產能力200kt,占國內PET瓶總產量30%;最近該公司在國內首先推出了可70攝氏度巴氏殺菌的PET啤酒瓶。PET采用二步法生產,多層共擠瓶胚是從美國顧問公司進口,吹瓶工序在國內進行。已試驗生產了350ml、500ml的PET啤酒瓶,并正在開發1.5L和2L的啤酒瓶,啤酒貨架存放保質期100天,計劃提供珠海啤酒廠使用。
·北京匯源果汁飲料食品有限公司
該公司是中國最大的果汁飲料生產企業,市場占有率23%,生產四大類產品:果汁及果汁飲料、蔬菜汁及蔬菜汁飲料、茶及茶飲料、奶及奶飲料共200多個規格的系列產品,年產量500kt,為了搞好自我配套包裝,最近率先在國內耗資5億元巨資從意大利引進三條PET無菌冷罐裝生產線,第一條生產線已在北京匯源投產,每小時產量高達36000瓶,引領這一領域的發展潮流。
·上海紫江集團有限公司
該公司擁有亞洲最大規模瓶胚PET生產中心,是中國可口可樂和百事可樂在中國的主要供應商。公司生產的PET瓶以熱罐裝產品為主,在國內率先引進了一項最新結晶工藝和設備,確保熱罐裝瓶的罐裝溫度可達92~93攝氏度。并形成了從350ml到2L的系列產品,順應了當今茶飲料和果汁飲料高速發展的需要,近年來公司還開發了啤酒用PET瓶,可提供330~640ml的啤酒瓶,阻氧性已通過國內多家啤酒廠商的測試。
·無錫市巨龍塑化股份有限公司
該公司擁有先進的80g至20000g注塑機群,塑料制品加工能力7kt,年生產銷售100萬支/2kt、8個系列、100多個品種規格塑料周轉箱系列大型塑料托盤以及配套生產其它部門專用箱、汽車、家電配件等。
·天津丹海股份有限公司
該公司研發的變性淀粉及淀粉基生物降解母料是天津20項重大科技成果產業化項目之一,1999年被國家計委確定為國家科技成果產業化示范工程。該技術屬國內自主開發、具獨創性和具有我國自己特色的生產超細覆羥淀粉降解母料萬噸級產業化工藝。目前已建成淀粉基生物降解母料(專用料)和相關制品生產能力各30kt/a,是當前國內已至亞洲最大的降解塑料生產基地。產品已供應國內10多個省市并部分進入國際市場。
4.當前存在的主要問題和國內外主要差距
上世紀80、90年代,我國塑料包裝行業投入了較大的科技研究及引進了不少國外先進的裝備和生產線,使我國塑料包裝行業無論在工藝技術、產品品種、質量及環保適用性方面都有了較大的進展。但從總體而言,仍存在不少問題和面臨許多困難和矛盾,與世界先進水平比較也存在較大差距。
(1)主要問題
·產品結構不合理
塑料包裝材料以薄膜為主,但包裝薄膜中、單層薄膜多,含高阻透層的復合包裝薄膜,高功能性薄膜、高機能性薄膜少。
·技術裝備總體水平落后,經營規模小,中低檔產品偏多
近20年來我國雖從國外引進不少先進的塑料包裝加工設備,加上三資企業的技術裝備也都較好,但其中一部分已過折舊期而正進入淘汰期。國產設備相當一部分在精度、質量效率還存在一定差距,因此,從總體水平而言,技術裝備比較落后,中低檔產品偏多。
·發展不平衡,東南沿海與西部地區差距大
據統計資料,我國塑料包裝材料的生產,主要集中在東南沿海一帶,其中廣東、浙江、山東、江蘇、上海等五省市占全國總產量一半以上。而雙向拉伸薄膜僅廣東省就占60%以上。其中BOPP華南地區和華東地區占70%多,中西部地區不到14%。
·塑料包裝廢氣物與環境的矛盾日趨嚴重
當前塑料包裝,特別是一次性塑料包裝廢氣物的產生量日益增長,給環境帶來的負面影響日趨嚴重。如何有效治理,尚有待加強宏觀引導,加強科技和資金投入,政府、企業,消費者等通力合作,加強回收利用和開發降解塑料,以及減量化措施等防與治綜合治理。
(2)國內外差距
我國塑料包裝材料無論在產量、質量、品種、花色、裝備水平,檢測水平等方面都存在不同程度的差距。
·在原材料方面,國外品種規格多,可選性大。
·在產品結構方面,國外主要根據市場需求,更加細分及專業化,國內產品雷同多。
·國外多層復合薄膜、功能性薄膜占80%以上,多層復合膜5~7層,最多可達11層,國內當前仍以單層薄膜為主,多層復合膜一般3~5層,最多7層。
·國外中空容器向薄型發展,壁厚均勻、而我國仍較厚、壁厚均勻性差,如25L的塑料桶的重量,德國1.1kg、日本1.7kg,而我國則為1.95kg,最薄處1.2mm,厚處5~6mm,浪費原料。國外已生產2000L以上的大型中空容器,我國尚屬空白。
·國外BOPET薄膜品種多,而我國有些品種如高透明薄膜、高霧度薄膜,低光澤度壓光膜,以及超厚(250um)的電機嵌線槽絕緣膜等還處在開發中階段。
·國外已工業化生產PEN啤酒瓶、PET多層復合啤酒瓶、PET表面涂層啤酒瓶,而我國PET涂層啤酒瓶和PET多層復合啤酒瓶尚在研發中。
·國外塑料包裝材料加工裝備精度高,效率大,能耗低這方面國內差距較大。
·國外已生產復合薄膜所需無溶劑型及水性環保粘合劑,國內尚在開發中。
·國外發泡塑料包裝材料中,已成功采用二氧化碳發泡劑,達到了零污染,國內尚在開發中。