在總量方面,包裝材料的消費量在1991年達到高峰以來,正經歷著一場持續的衰退。這種趨勢反映出包裝效率的持續提高,假設那時包裝的產品現在仍然由包裝材料保護著。人們給予了更輕系統的偏愛,而不管處理系統對金屬和玻璃等較重材料的征稅比大多數的軟性包裝材料要低。然而不管怎么說,軟性系統的成本仍一般是更佳的。
消費者也偏愛輕質便宜的系統,而一直不把在使用它們時對可重復利用包裝的限額放在心上。在消費者必須為再循環計劃付出小筆稅時,軟性包裝已經占據了三分之二的應用份額。沒有已經出現的技術發展,就將不可能有這種趨勢。
較少材料的產品保護
當玻璃或金屬等固體材料將被塑料取代時,所遇到的第一件事情是一個重要的技術缺陷。聚合物的物理結構意味著聚合物的阻隔作用相對于同環境的物質交換有所抑制。對于最重要的物質-水汽和氧氣,基本聚合物的性能顯示出與敏感性產品的要求極其不相配。這里的糾正方法是利用具有幾種衍生物的阻隔材料來開發出結合材料(復合物)。
聚合型阻隔層材料
聚合物開發和加工的典型形式被給予了第一的偏愛。多層材料-特別是共擠出生產出的材料通過合適的聚合物成分的選擇,已經有很長一段時間在經歷著優化。在市場中它們被廣泛利用,主要是在大量的軟性包裝應用中,也有用于多層容器的,例如許多公司目前正在試驗塑料啤酒瓶。
深入的發展包括新型阻隔聚合物的開發和合適混合物的生產。例子是PET飲料瓶外阻隔層聚合物的開發,或者是高溫殺菌用PA混合物的開發。
在加工技術方面能取得進一步的發展。通過更多的高度有序的分子結構,雙向拉伸法產生出更佳的阻隔性能。
然而,由于基本聚合物的性能一直有限,這種技術的可能性被限定了。但是我們仍將能見證持續和深入的發展。
真空技術制造阻隔薄膜
改善聚合型材料阻隔性能的一個聰明方法是用無機薄層覆蓋在聚合型材料上。這一般能使薄膜的阻隔作用提高100倍,而所用的阻隔層的厚度比基膜厚度的0.5%還小。因為PET薄膜的鋁金屬處理獲得廣泛認可,在BOPP上的結果也不錯,所以透明層正開始效仿鋁金屬處理。
盡管沉積氧化物在工業范圍獲得認可已經用了長得驚人的一段時間,但這個工藝正將經歷明顯和迅速的市場擴展。
在薄膜生產和被覆技術領域的深入發展一方面更廣的功能(改進的阻隔性能),另一方面有可能提供明顯更薄的復合材料。例子包括:
◆ 被覆工藝的優化,以提供更好的透明度,提高附著力(特別是承受高溫殺菌的復合料);
◆ 產生新型層壓粘接劑,并通過應用可密封覆蓋層來取代層壓工藝;
◆ 開發有機/無機混合型聚合物,其與無機阻隔層結合能提高阻隔性能達幾倍;
◆ 為后續真空包裝所開發的多層薄膜。
掌握整個生產鏈,將形成多層薄膜領域深入發展的決定性因素。就外層用聚合物種類來說,基膜將被優化,它們的表面質量將被優化以用于被覆。將開發預處理工藝來進一步使薄膜表面光滑,為所用層面的粘合提供更多的固定點。被覆工藝本身和進一步的加工方法將更為平緩。
生產鏈的末端是填充過程,目前代表著現今包裝材料的最薄弱環節。袋填充工廠的操作人員將會看到,有了不斷精制的軟性包裝材料,機械應力和密封接縫口緊密度的影響將產生功能性限制。在如真空被覆BOPP這樣具有中等阻隔性能的包裝材料中,填充測試的結果顯示出完成品包裝的滲透性大大提高。
因為要補救這一點需要一筆對多數填充工廠來說是很大的投資,所以這里的趨勢也將是傾向于引入明顯改善的材料。
塑料容器的阻隔薄層
目前市場中有三種被覆PET瓶的不同工藝。兩種用在內部,一種用在外部。
所有工藝的一個普遍問題是從總體效果來看,阻隔薄層對較厚基材的影響很小,所以從成本角度來說就不是很有效。將12μm厚雙向聚酯薄膜的阻隔性能提高200倍的無機薄層,只能將400μm厚PET瓶壁提高6倍。而且,經常作為復合薄膜的附加阻隔層的層壓或者上漆在被覆容器中就失去效果了。
對具有明顯提高阻隔性能的塑料容器的開發仍是一個重要的技術挑戰,經濟上的成功比薄膜材料的要難于預測的。
所有工藝的一個普遍問題是從總體效果來看,阻隔薄層對較厚基材的影響很小,所以從成本角度來說就不是很有效。將12μm厚雙向聚酯薄膜的阻隔性能提高200倍的無機薄層,只能將400μm厚PET瓶壁提高6倍。而且,經常作為復合薄膜的附加阻隔層的層壓或者上漆在被覆容器中就失去效果了。
對具有明顯提高阻隔性能的塑料容器的開發仍是一個重要的技術挑戰,經濟上的成功比薄膜材料的要難于預測的。
在生產商和零售商間的補充調查揭示出更加進退兩難的局面:生產商拒絕新功能,如開口劑或者再封能力,即使附加成本低也是這樣,"因為零售貿易不會接受它們"。而零售貿易拒絕這些功能是因為顧客不準備為它們花錢。當在超級市場門口或者門前詢問消費者時,他們宣稱如果提供給他們好的解決文案,他們愿意為明顯額外的價格來付錢。無法說找到一個解決方案有多快人們不
喜歡冒險,而這是我們社會創新的一個重要障礙。許多顧客對所補提供的包敷衍不滿意將會隨著人口的平均年齡的加大而繼續增加。
便利產品
向顧客提供真正的新產品,將會獲得明顯的成功,因為這對于獲得大量便利產品是決定性因素。
現做現食餐能在烤箱或微波爐中簡單地加熱,預切肉和新鮮色拉僅是成功應用產品的幾個例子,要達到市場成熟仍有很長一段路要走。這些產品需要綜合了大量技術特色的包裝,我們離熟練掌握這些技術還很遙遠。
結論
聚合物在所有描述的發展中扮演著一個決定性的角色,既作為基本材料、又可作為有特殊阻隔功能的成分。
因為材料結合的數量在增多,我們在市場上將發現單分子材料更加少。處理技術也將適應于這種情況,以至于有效的再循環策略對于復合材料將是可用的。
在所涉及的總量方面,基本聚合物將繼續占統治性地位。通過獨創性的精制技術,使用專用聚合物及附加的被覆步驟,使基本聚合物適應于專用的功能。