高分子包裝(塑料包裝),在1996年美國已有287億美元的市場占有額,估計到2003年則會增長到440億美元左右,每年增長率為5-6%左右,而造成如此大幅度增長的原因包括有:適應上班族或職業婦女需要用塑料袋包裝帶回家的餐點、碳酸飲料及果汁;適合新型藥物或醫療器材的包裝;非處方藥的大幅增長;重復可再使用的包裝;代尚未脂性食物高阻隔包裝。一般而言,食品包裝占有一半以上的包裝市場,其次是醫療器材及藥物包裝。未來高分子包裝材料的發展趨勢如下:由容口袋包裝轉為軟性包裝,以減少廢棄物和成本。未來的高分子材料須提高耐穿刺性,熱封性及阻隔性;低成本之聚酯將取代PS、紙和鋁材;高透明性的透明阻隔材料及其涂布技術;可分解性的塑料等。 高分子包裝材料之發展趨勢 高分子包裝材料主要是以金烯觸媒所合成,金烯觸媒是一種高效率,高選擇的單活性點解媒。因此,所合成的高分子大都具有窄分子量分布及低微觸媒含量之兩大優點,極適合用于食品及醫藥包裝。以下是其最新的發展趨勢:
1、新一代聚乙烯(mPE) 進入市場已有數年的歷史,應用于包裝主要取其低熱封強度,高初始熱封強度低暈度,主要用于熱封層上。
2、新一代聚丙烯(mPP) 是一種與現行PP等級不相同的新材料。一般而言,他的熔點較低(低于160°)。現行一般常用于高潔靜的電子包裝容器。
3、新一代聚苯乙烯(sPS) 新一代聚苯乙烯又名對位聚苯乙烯,其有較高的透明性(當被制成薄膜時),亦具有較高的熔點及高阻氣性,因此,亦會被考慮用于阻隔薄膜使用。
4、新一代聚乙烯與聚苯乙烯聚合物(ESI) 新一代聚乙烯與聚苯乙烯聚合物(ESI)成功地控制了主鏈上的乙烯與苯乙烯的結構與架構,突破以往二種單體不易共聚的缺點。
5、新一代環狀烯烴共聚物(mCOC) 環狀烯烴共聚合物改變了以往聚烯烴一定會結晶而不夠透明的印象,結合了結晶性與非晶性聚合物共同的優點,如高透明性、高耐熱性、光學特性與電氣特性佳、吸水性與透水性低、生物相容性、溶出物少等各種特性,提供給應用開發者絕佳的想像空間。含有環狀烯烴單體之高分子早在數十年前即為人們所熟悉,但由于合成時不易控制聚合物之均勻性與分子量,往往生成的不純物比例過高,產量無法提高,很少有真正商業化應用產品上市。而metallocene觸媒的出現,大幅增加了共聚合分子結構的控制能力,開創了一個全新的機會--柔軟的線性烯烴與堅硬的環狀烯烴單體共聚合而成為可自由調整其比例,就可同時擁有非結晶性與結晶性聚合物的共同優點,如下表所示。
新一代環狀烯烴共聚物具有高耐熱性、高透明性、低色像差、耐溶劑性、血液相容性、低溶出物性與可用一般各種方式殺菌,利于回收
消毒再利用的特點。另外,環狀烯烴共聚物可耐一般藥檢,故在醫療器材與零件(針筒、醫療與藥檢用盤、藥劑用盤)的應用市場十分看好
。
氣體阻隔的原理大致有二個系列:一為被動陰隔(亦即運用原料之低氣體穿透率來達到目的,另一則為主動式阻隔(亦即添加可吸氣
之材質)。前者的代表性材料有①前述的COC等單層材質②千層派結構之材質--微米級的plyolefine/PET,Nylon,EVOH之Sealer及納米級的
Nylon-Cley系列,③共押出的含Nylon,PET,EVOH之多層膜,④蒸鍍級的SiOx膜。現行國內以②、③、④種膜應用較多,第一種膜則尚未開
始使用。這些薄膜或是進口或是自制,使用量較少。而歐美則有大幅增長之趨。試舉在美國田納西州包裝三明治的例子,說明阻氣軟式包裝
的卓越效果。此一新裝是以Nylon與EVOH二者所組合而成,號稱保質期限可提高至30天,有些甚至高達60天。其產品(食品)損耗率由20%大
幅降至5~6%,該公司因此減少了70萬美元的損失。
PET的新興應用
PET對包裝業是一耳熟能說的樹脂,加上臺灣是PET最大的生產基地,若能善用PET的優良行性,必能大幅提高經濟效益。如三折式蛋
包裝就采用了PET做為包材。
1、三折式蛋包裝
一打裝的三折式PET蛋包裝,主要取PET的高透明,環保及易印刷性,另外亦不必應用膠粘合的特性,可使蛋損失率5%降至PS Foam無法
達到的1%(PS Foam在2~3%)。雖然PET包裝盒價錢高達18美分/個,而PS Foam與紙裝分別為6美分/個及7.5美分/個,但對于每盒12個,標
價僅1.89~2.99美元的產品,應尚屬可選擇的包裝材料。
包裝業新合作模式
包裝業是所有制造業中最后一環,但卻是最先面對客戶的一環。為此,包裝往往是最先被要求提高品質(不加價)或是降價(不犧牲品
質)的角色,因此,包裝之經營困難可見一斑。隨著FDA環保法規的頒布,新型高分子的優異性,終將被大量使用在包裝上。在此情況下,
上游、中游、下游業間漸有了人共識-共存共榮,共同出資研究,共享利潤的模式,而減少了傳統以大壓小的模式。
結語
包裝是產品行銷的幕后英雄之一,但也是最容易被忽視的一方,所以,常有針對高分子材料之應用設計及包裝設計進行評比、競賽,給
予優秀作品獎勵,這也是對從業人員的一種鼓勵。未來如何提高產品的品質,就需要全社會的配合。