“全PE”、“全PP”等单一材料正成为近年来软包装的新宠。根据咨询公司Smithers发布的研究报告,全球单一材料软包装的市场需求量将从2020年的2151万吨增长到2025年的2603万吨,年复合增长率超过3.8%。
Smithers分析指出,未来5年,生鲜食材包装将成为单一材料应用增长最快的领域,零食包装的增长则相对缓慢,其他单一材料的重点应用领域包括冷藏食品、速冻食品、药品以及医疗产品等。
无论哪种应用场景,单一材料的目标很明确——在实现包装功能性的同时,且易于回收。这几乎满足了品牌商们实现“2025年或2030年塑料包装可循环、可回收”的要求,也难怪它成为塑料包装的新宠。
材料结构多变一,打破固有的材料及功能模式
那么,什么样的材料才能算单一材料?根据软包装循环经济组织CEFLEX提出的软包装回收目标要求,单一材质主要是指单一的聚烯烃材质,一般指结构中单一PP或者单一PE的材料比例超过90%。目前这一目标得到全球大部分软包装产业链相关企业的认同。
意味着,对多层复合结构的软包装来说,需要将阻隔层、油墨层、胶水等非主体材质的比例控制在总体材料的5%左右。
然而这不仅仅是材料种类的更换那么简单,“包装材料结构从‘多变一’,需要打破对材料选择及功能要求的固有模式,通过材料及工艺的配合让单一材料实现包装对印刷性、阻隔性和热封性的需求。”陶氏公司包装与特种塑料亚太区技术总监吴昶在接受雅式橡塑网(AdsaleCPRJ.com)采访时说。
陶氏公司包装与特种塑料亚太区技术总监吴昶
催化剂解决双向拉伸难点,低温热封助力高效生产
以陶氏与立白集团2021年最新推出的全聚乙烯结构洗碗块包装为例,原来的软包装并非单一材料,而是PET//PE结构。现在该包装袋采用陶氏INNATE™ TF树脂,使用双向拉伸加工工艺,改善了产品的挺度以及透明度满足加工需求;同时和陶氏其他聚乙烯产品组合,满足包装速度及热封需求。这样的一个产品设计虽然是单一材料,但是包含多层具有不同性能特点的聚乙烯材料,从而实现了对包装性能和效率的需求。
“值得注意的是,双向拉伸设备本来并不适用于传统聚乙烯材料的加工。借助陶氏专有的催化剂技术,我们通过产品结构和分子的设计,让聚乙烯在双拉设备上能够实现较好的拉伸性能,同时还能保证平整度要求。”吴昶解释道,平整度对制袋工艺来说至关重要,若平整度不达标,则容易给后续的复合加工带来问题。
BOPE制成薄膜之后,在制袋机及自动包装线上进行加工时,由于聚乙烯的耐温性和PET及尼龙相比,熔点较低,这就要求聚乙烯的热封性能能有所调整。“陶氏化学有非常广的聚乙烯的选择,有低温热封材料,即可在比较低的温度下就能达到热封效果,去弥补整个材料结构耐温性的要求。” 吴昶补充道。
他强调,使用陶氏双向拉伸聚乙烯技术生产的可回收软包装,不仅能应对电商物流运输的严苛要求,同时在货架上具有卓越的外观和柔软触感。
采用陶氏全PE材料制成的包装。
除了和国内外品牌商通力协作加速单一材料在软包装领域的应用以外,陶氏最近还和国际知名牙膏包装生厂商一起推出全塑牙膏管解决方案。通过创新的材料结构设计,实现无铝配方,满足阻隔性能要求的同时提高可回收性。
包装大师加速可回收包装开发,陶氏助力行业共同探索中国特色的可持续发展之路
吴昶表示,单一材料不仅是材料的创新,更需要全产业链的合作。它需要产业链上各个环节都加入研发中来。“大家协同合作,将各自的优势发挥出来,一起解决单一材料的应用痛难点,最后才能让单一材料的成本降下来,让产品具有市场竞争力。”
陶氏包装大师创新平台为这种全产业链的合作模式提供了契机,从前端来看,包装大师是一个沟通交流的平台,但后端却是陶氏与产业链不同企业合作的平台——打破线性沟通模式,让产业链的各方可以更快速高效沟通,从而得以在短时间内制作并改进包装原型,降低包装开发的时间及经济成本。
“目前国内对单一材料需求不断增长,陶氏在品牌商、包装加工商、认证机构和行业协会紧密合作,参与起草完善有关单一材料的标准、法规及认证,希望能探索一条有中国特色的道路,让更多的包装用户企业和终端消费者认识单一材料,用得上单一材料,一起为双碳目标努力。”吴昶总结道。