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有關(guān)PET瓶全面知識解讀

2018-05-14 人閱讀

誰(shuí)為未來(lái)埋單    


  2004年中國飲料市場(chǎng)規模達到2449萬(wàn)t,尤其是茶、果汁、功能性飲料的高速增長(cháng)繼續為熱灌裝PET瓶帶來(lái)機遇,若以60%的PET包裝采用率和1000ml的PET瓶標準測算,至少會(huì )有上百億只以上的PET瓶需求。    


  而啤酒,則是一個(gè)技術(shù)攻關(guān)和消費心理學(xué)的問(wèn)題。除了保鮮、殺菌等問(wèn)題,消費者能否接受塑料瓶裝的啤酒也是一個(gè)尚待驗證的問(wèn)題。人們期望著(zhù)在2005年能有3.5%的PET瓶裝啤酒。顯然,相對于2002年的0.1%而言,這是一個(gè)值得冒險的嘗試。    


  PET的吹瓶技術(shù)    


  “就業(yè)內有關(guān)人士中華包裝瓶網(wǎng)認為中國的包裝機械與pet瓶子生產(chǎn),遠遠趕不上飲料的發(fā)展”。在吹瓶領(lǐng)域,中國目前發(fā)展的主要是兩步法,因為兩步法的效率相對比較高一些。從吹瓶來(lái)看,國外已經(jīng)達到每小時(shí)50000多瓶,甚至70000多瓶,我國剛剛才25000瓶。    


  西得樂(lè )(Sidel)的亞太總裁張忠先生認為,全世界的一步法市場(chǎng)正在下降,二步法正在成長(cháng),主要原因有兩個(gè):第一是,現在的瓶胚隨處可以買(mǎi)到,瓶胚的商業(yè)化非常普遍;一步法的成長(cháng)當時(shí)是有一個(gè)因素,就是客戶(hù)在很多地方?jīng)]有方法找到合適的瓶胚,而現在由于瓶胚的大量生產(chǎn),客戶(hù)可以很方便地獲得瓶胚而無(wú)需自己生產(chǎn)。第二是,二步法在成本和質(zhì)量上都比一步法有優(yōu)勢。在吹瓶市場(chǎng)中,包裝瓶的成本具有極其敏感的特性,兩個(gè)至關(guān)重要的因素決定了投資回報率:機器的生產(chǎn)能力和每個(gè)吹瓶工位的產(chǎn)量。西得樂(lè )推出的“雙模腔”概念(在同一模具上開(kāi)出雙模腔),在同一工位上同時(shí)吹制2個(gè)瓶子,非常適合單人裝小型容器的規?;a(chǎn)。西得樂(lè )的SB020二代雙模腔設備產(chǎn)率可以達到60000瓶/h。    


  SIGCorpoplast公司的董事總經(jīng)理OlafWeiland先生認為,“未來(lái)每一個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)商都會(huì )在自己的工廠(chǎng)里生產(chǎn)自己所需要的容器”。顯然從經(jīng)濟效益講,運輸空瓶到灌裝廠(chǎng)會(huì )增加成本?,F在飲料行業(yè)的生產(chǎn)是從吹瓶、灌裝到包裝一條龍,提高整線(xiàn)效率。兩步法具有重量輕、操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)靈活等特點(diǎn),可以直接使用瓶胚而不必考慮PET原料等諸多問(wèn)題,將精力集中在成品灌裝等環(huán)節。中國區總監陳俊添先生介紹了SIGCorpoplast的吹瓶機,其更換模具時(shí)間短,每個(gè)模腔每小時(shí)產(chǎn)量可以達到1630瓶,速度是很快的。    


  Krones公司的ContiformH40拉伸吹塑制模機,可以進(jìn)行熱成形瓶子和標準瓶子的生產(chǎn),500ml的瓶子的產(chǎn)量為44000瓶/h,適合于熱灌裝PET瓶吹瓶。    


  綠葉對根的情意    


  瓶蓋是一個(gè)經(jīng)常被消費者忽視的細節,但對于廠(chǎng)商,這卻是個(gè)大問(wèn)題。意大利捷飛特的李克平先生對瓶蓋和瓶蓋模具有著(zhù)多年的研究,“生產(chǎn)塑料瓶蓋看上去很簡(jiǎn)單,但是,塑料瓶蓋模具的制造蘊藏著(zhù)很高的專(zhuān)業(yè)技術(shù)”。捷飛特公司以設計和制造多腔位、高精度、熱流道的注塑模具著(zhù)稱(chēng)。2000年捷飛特公司研制出64腔快速成型瓶蓋模具,并在Nestal快速注塑機上實(shí)現3s一個(gè)開(kāi)合,創(chuàng )造了64腔等級的瓶蓋模具開(kāi)合周期的世界紀錄。    


  “歐洲許多塑料瓶蓋生產(chǎn)廠(chǎng)家追求的是在確保瓶蓋物理功能的情況下,盡量減輕瓶蓋克重、提高生產(chǎn)率,以便降低成本增加市場(chǎng)份額?!苯蒿w特公司順應市場(chǎng)需求,開(kāi)發(fā)出MIVA系列瓶蓋。以MIWAL3P為例,28mm,僅有1.5~1.6g,比傳統的PET瓶塑料瓶蓋輕1g,這種瓶蓋只要旋轉90°就可以打開(kāi),開(kāi)啟扭矩低,老少適宜。目前,已有7套捷飛特公司提供的這種64腔瓶蓋模具在娃哈哈集團使用。捷飛特公司還發(fā)明了非旋轉雙料注塑模具的專(zhuān)利技術(shù),用于一次性生產(chǎn)帶襯墊瓶蓋。這一發(fā)明大大節省了帶墊瓶蓋對生產(chǎn)設備的投資。帶墊瓶蓋的傳統生產(chǎn)是由注塑瓶蓋設備、注塑或滴塑襯墊設備以及組裝設備來(lái)實(shí)現,用捷飛特公司的雙料注塑模具,可在原有的注機上增加一個(gè)注塑單元即可輕而易舉的實(shí)現帶墊瓶蓋的生產(chǎn)。    


  薩克米SACMI的壓制瓶蓋是另外一種技術(shù),它與傳統的注塑瓶蓋不同,是第一個(gè)將壓塑制蓋設備推向市場(chǎng)的機械制造商。薩克米旋轉式液壓機使得模具簡(jiǎn)單化,因此壓縮成型所需要的投資成本遠少于注射成形的成本。由于薩克米同時(shí)完全自行設計和制造塑膠蓋模具,使其具有較大的整體優(yōu)勢。根據薩克米的介紹,這種壓制瓶蓋非常適合圓形瓶蓋的生產(chǎn)。薩克米在7月份ProPak展出了600個(gè)/min打蓋機,但他們最快的產(chǎn)品達到了1200個(gè)/min,目前已經(jīng)有7臺這種產(chǎn)品售出。    


   注塑和壓制瓶蓋代表了兩種不同的工藝,前者可以買(mǎi)各種模具,進(jìn)行靈活的式樣設計,可以設計相對復雜的蓋子,但模具成本較高;而壓制瓶蓋則相對成本較低。    


  百利蓋Bericap是專(zhuān)業(yè)提供瓶蓋的德國家族企業(yè),下屬18家企業(yè),2003年銷(xiāo)售額達到3.1億歐元。在中國的昆山公司成立于1998年,在中國主要提供30/25和PCO28瓶嘴的瓶蓋,38mm、48mm和五加侖的TamperEvident瓶蓋。以及功能性瓶蓋(如瓶裝水的防盜蓋)。其為中國的“非碳酸水飲料”行業(yè)生產(chǎn)了大約9億只30mm瓶蓋。目前推出的“百利蓋服務(wù)包”是與用戶(hù)一起研究的新的包裝形式,已經(jīng)遠遠超出了標準瓶蓋的設計。如在38mm熱灌裝領(lǐng)域,SK38/16DoubleSeal熱灌裝瓶蓋成為大型設備進(jìn)行高效灌裝的理想解決方案。    


  臺灣欣全屬于康師傅集團下屬的公司,也是食品飲料包裝用瓶蓋、瓶胚的專(zhuān)家,其創(chuàng )新的KingCan瓶蓋可以為各種可重復灌裝或不可回收日用包裝如玻璃瓶、塑料瓶、紙盒和金屬容器提供瓶蓋,也可以提供多種帶墊片或無(wú)墊片的瓶蓋;顏色可以多種多樣,提供單色到4色的頂部印刷或浮雕,以利于品牌宣傳;同時(shí)為PET瓶口提供專(zhuān)利的內塞式密封蓋的設計與制造。    


  挑戰無(wú)處不在的空氣    


  PET瓶具有透明性好、化學(xué)性質(zhì)穩定、阻隔性能較好、質(zhì)輕價(jià)廉和可回收利用等優(yōu)點(diǎn),但有3種PET瓶包裝需要阻隔性:一是對O2敏感的果汁和乳制品以及小瓶的碳酸飲料;二是含CO2的產(chǎn)品;三是既對O2敏感又含CO2的產(chǎn)品,如啤酒。作為啤酒瓶,PET瓶的阻隔性受到了嚴峻的考驗,啤酒包裝是所有飲料中要求最高的。這就是2002年全球2500億個(gè)啤酒容器中只有不足0.1%使用PET瓶的原因。    


  首先是耐壓強度,能夠阻止高壓下CO2的滲出和外界O2的滲入;其次是耐熱強度,要能耐得住巴氏滅菌的高溫;第三是耐沖擊度。提高PET瓶的阻隔性功能成為各大公司的主攻方向,這涉及到原料、設備、加工工藝以及PET的改性等。    


  目前,阻隔技術(shù)主要體現在幾個(gè)方面:第一是表面涂層法,如西得樂(lè )公司的Actis技術(shù),采用無(wú)定形碳涂層,比普通PET瓶的隔氧效果提高30倍,成本僅是玻璃瓶的78%、金屬罐的65%,在回收利用上具有明顯的優(yōu)勢。其Actis20型等離子涂層機,每小時(shí)可以處理10000個(gè)0.6L的PET瓶。西得樂(lè )在2001年曾在中國大舉推廣了Actis涂層技術(shù),但當時(shí)中國甚至全世界的PET瓶在啤酒市場(chǎng)的普及顯然被高估了。但今天已經(jīng)不同了,20世紀70年代后期出生的年輕人幾乎是含著(zhù)、抱著(zhù)、提著(zhù)PET瓶長(cháng)大的,認可度已經(jīng)大為提高;而Actis涂層的PET瓶在非常挑剔的德國啤酒市場(chǎng)已經(jīng)獲得了客戶(hù)和消費品的高度接受率。西得樂(lè )集團執行副總裁PaulHolderith先生認為,在中國推廣的機會(huì )已經(jīng)來(lái)臨,但西得樂(lè )將會(huì )尋找合作伙伴一起來(lái)推廣,中國的飲料行業(yè)有許多勇于創(chuàng )新的先鋒企業(yè),因此雙贏(yíng)的空間非常大。SIGCorpoplast公司的Plasmax涂層設備經(jīng)理ArneAndersen先生告訴記者,Plasmax涂層設備采用“等離子激發(fā)化學(xué)制品氣化、沉降”(PIVCD)技術(shù)生產(chǎn)PET灌裝瓶身。這種等離子技術(shù)采用兩種氣體混合,點(diǎn)燃氣體產(chǎn)生化學(xué)反應在PET瓶?jì)缺谕砍梢粚覵iO2。這種涂層完全透明,不會(huì )改變原來(lái)PET瓶的顏色;涂層可以用化學(xué)劑清洗,完全回收;由于涂層是無(wú)機物,不會(huì )與產(chǎn)品發(fā)生反應,因而保證了安全性。根據Andersen的數據,涂層PET瓶比未涂層的成本大約每1000個(gè)瓶子增加100元左右;但如果選擇涂層,就可以減薄PET瓶壁的厚度,減輕瓶重,從而降低制瓶成本。Plasmax12D涂層瓶子及系統,各種尺寸(0.4~1L)的PET瓶的涂層速度為10000瓶/h。    


  采用真空等離子增強化學(xué)氣象沉積法的技術(shù)得到了來(lái)自日本公司的強有力支持。這種鉆石型碳處理工藝DLC,主要是由日本日精愛(ài)思比ASB、日本麒麟啤酒、三菱商事等公司合作開(kāi)發(fā)的。這種鍍膜的DLC膜的PET瓶對O2阻隔性能比普通PET瓶提高了20多倍,對CO2提高了7倍。透明度非常高,涂層柔軟,不易龜裂,耐酸堿度強。目前正在開(kāi)發(fā)相應的生產(chǎn)設備,并向中國市場(chǎng)推進(jìn)。    


  而阻隔性硅膠涂層則由可口可樂(lè )公司與德國克朗斯KRONES等公司合作開(kāi)發(fā)了“提高阻隔性的硅處理PET瓶”,其工藝費用比采用PEN瓶或多層涂層瓶更為經(jīng)濟。但這種涂層可能使得PET瓶外層充滿(mǎn)針狀小孔;瑞士利樂(lè )TetraPak公司也開(kāi)發(fā)了在PET瓶?jì)鹊入x子涂覆SiO2技術(shù),在瓶?jì)缺谛纬珊穸葹?.1~0.2mm的玻璃狀阻隔涂層,用這種瓶子罐裝啤酒,貨架期可延長(cháng)到4~12個(gè)月。每小時(shí)可以處理18000個(gè)0.2~2L的啤酒瓶。    


  其他涂層技術(shù)如意大利的西帕SIPA公司采用美國PPG公司的環(huán)氧-胺阻隔涂料,生產(chǎn)了環(huán)氧-胺外涂層的PET瓶,形成光亮的耐劃傷阻隔層;利樂(lè )采用陶氏DOW化學(xué)公司的熱塑性環(huán)樹(shù)脂,用兩層的瓶來(lái)調整阻隔層的厚度;美國杜邦DuPont公司也在開(kāi)發(fā)兩段涂覆技術(shù),對O2和CO2的阻隔性可以提高到30倍以上。    


  除了噴涂阻隔層技術(shù)外,混合材料改性法配以多層共擠成型技術(shù),市場(chǎng)發(fā)展也很快。在PET瓶中加入其他物質(zhì),如PEN、LCP、MAX6等,形成新的塑料包裝材料。這種方法有材料共混改性、共聚改性、多層復合改性以及納米級PET塑料(NPET)等。敢于創(chuàng )新的珠海中富工業(yè)集團是國內PET瓶產(chǎn)量領(lǐng)先的公司,是最早獲得可樂(lè )認可的PET瓶生產(chǎn)廠(chǎng)家。他們采用多層的復合改性,采用Kortec公司提供的多層共注工藝制成的PET瓶,可以經(jīng)受67℃高溫,啤酒保質(zhì)期可以達到6個(gè)月;加拿大的HUSKY公司提供的用于生產(chǎn)阻隔性瓶子多層瓶胚的方法,氣體的阻隔層是通過(guò)共擠出吹塑和最終型胚分開(kāi)的方法制成。    


  克朗斯的BestPET等阻隔型涂層可以以2萬(wàn)瓶/h的能力處理單層結構的PET瓶,在啤酒、果汁、茶飲料、汽水和香水容器上獲得工業(yè)化的應用。    


  灌裝比拼    


  2001年的市場(chǎng)革命以統一“鮮橙多”的熱灌裝PET瓶果汁飲料拉開(kāi)了帷幕;而匯源為了奪回在果汁飲料市場(chǎng)的領(lǐng)導地位,引進(jìn)PET無(wú)菌冷灌裝線(xiàn),年加工能力超過(guò)100萬(wàn)t,一舉扭轉頹勢,其中“他+她”借助于出色的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo),4個(gè)月的銷(xiāo)售量就殺入前列。    


   PET瓶無(wú)菌冷灌裝技術(shù),可以通過(guò)降低PET瓶的克重而降低成本,但無(wú)菌PET設備的投資成本非常高,一條線(xiàn)的成本在1000多萬(wàn)歐元左右,而且對于廠(chǎng)房的環(huán)境衛生要求很高。國內灌裝加工機械大約200家,具有整機、成套生產(chǎn)能力的不足30家。灌裝國內最高才只有36000瓶/h,而國外已經(jīng)達到70000多瓶/h。國內基本上以熱灌裝線(xiàn)為主,只有樂(lè )惠等有限廠(chǎng)家才能提供冷灌裝線(xiàn)技術(shù)。當PET粒子的價(jià)格平緩時(shí),加上耐熱PET瓶的模具設計及設備技術(shù)的提升,可以進(jìn)一步降低克重時(shí),無(wú)菌灌裝空瓶成本的優(yōu)勢就逐步消失。西得樂(lè )公司的梅軍先生告訴記者,真正的考驗是來(lái)自含奶的茶飲料(如奶茶、咖啡奶等),這些生產(chǎn)線(xiàn)必須采用無(wú)菌PET瓶灌裝線(xiàn)。    


  成熟的啤酒市場(chǎng)日益下滑,走出低谷關(guān)鍵是要提倡產(chǎn)品質(zhì)量以及突破性的包裝手段。SIG-Simonazzi開(kāi)發(fā)全新的啤酒殺菌工藝實(shí)現了長(cháng)期保存PET瓶裝啤酒的穩定質(zhì)量,即增強型的壓力冷殺菌EPT,就是在高速狀態(tài)下(根據壓力梯度)對已經(jīng)灌裝好的塑料瓶裝啤酒采用高壓水處理和半絕熱的快速熱處理相結合的方式進(jìn)行殺菌。這種EPT工藝的特點(diǎn)是對已經(jīng)灌裝好的啤酒產(chǎn)品,直接應用于產(chǎn)品和包裝材料(瓶子和蓋子)上,從而杜絕了灌裝過(guò)程中的二次污染。    


  廣州樂(lè )惠公司的遲宗波先生認為,可以充分借鑒國外冷灌裝的優(yōu)點(diǎn),開(kāi)發(fā)適合中國國情的無(wú)菌冷灌裝線(xiàn)。如消毒機采用克朗斯Krones模式,我國空氣質(zhì)量較差,在瓶子的吹塑、輸送過(guò)程中容易產(chǎn)生二次污染,克朗斯模式可以有效對瓶子內外壁進(jìn)行消毒殺菌;沖瓶機應采用KHS公司的三通道模式,使得調節方便,若消毒劑殺菌不徹底可以在沖瓶機中再加一道消毒劑殺菌;在灌裝閥的結構選擇PROCOMAC模式,因為國內目前在橡膠密封材料差距較大,克朗斯和KHS公司的電磁膜片閥對于膜片密封件要求很高,而Procomac選用成熟無(wú)菌罐裝的無(wú)菌閥組,結構簡(jiǎn)單,而且采用非插入式、非密封灌裝以減少運動(dòng)部件,有效地降低了運行和維護費用;潔凈室采用Procomac公司的設計,通過(guò)隔離服對設備操作,操作環(huán)境要求低。樂(lè )惠的無(wú)菌冷灌裝線(xiàn)在北京匯源已經(jīng)運行,可適合350~2500ml的PET瓶裝高酸、低酸及中性的果蔬汁、茶及各種飲料,保持了飲料的口感,保鮮度好,減少包裝材料成本達1/2~1/3。由于瓶子無(wú)需承受高溫,可以自由設計瓶型而無(wú)需擔心瓶子受熱變形(而這對于市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)上的考慮非常重要)。    


  但冷或熱灌裝線(xiàn)并不是決定市場(chǎng)的關(guān)鍵因素,如隸屬頂新集團的味全果汁,盡管采用熱灌裝工藝,但其采用冷鏈進(jìn)行儲存、運輸等,其口感依然很好,在華東市場(chǎng)銷(xiāo)售一直不錯。因此,內容物其實(shí)是贏(yíng)得消費者最為關(guān)鍵的因素。    


  貼標技術(shù)    


  在灌裝線(xiàn)中,貼標機的技術(shù)含量比較高,國內市場(chǎng)仍然處于國外品牌壟斷的地位,目前國內只有廣東平杭機械廠(chǎng)能夠跟得上市場(chǎng)的發(fā)展。從市場(chǎng)的角度而言,SIGAlfa阿爾法公司中國區經(jīng)理梁彤先生認為,貼標機一方面要在運行速度和灌裝機的速度持平的前提下靈活適應客戶(hù)的需求,另一方面就是降低成本的要求。從技術(shù)而言,在國內處于領(lǐng)先位置的克朗斯貼標技術(shù)部Robert先生認為貼標機方向就是組件式貼標機,同一臺機器滿(mǎn)足幾種不同的貼標方式。其中國部經(jīng)理馮建欣女士提到了克朗斯去年新推出的直接套管SleevematicDS和SleevematicDSInline內嵌直接套管兩種貼標機,可以無(wú)需真空裝置,減少清潔工作。    


  薩克米貼標機Opera性能十分卓越,其滾動(dòng)貼標機可以連續有效地以60000瓶/h工作,可以為空瓶和實(shí)瓶貼標簽,甚至可以為不足13g的輕瓶子進(jìn)行貼標;同時(shí)他們也適合最新的標簽材料(18mm的OPP或PET),在使用上與其他材料上沒(méi)有差異。以前的貼標機的最大問(wèn)題是在于裝瓶流水線(xiàn)的效率問(wèn)題,用戶(hù)往往會(huì )安排2或3臺貼標機并行工作,特別是在滾動(dòng)貼標過(guò)程中,往往有兩三臺機器。當線(xiàn)性布置的機器在同一條流水線(xiàn)上工作,這顯然是浪費資金。而滾動(dòng)貼標機在效率上和速度上都有著(zhù)較好的保證,同時(shí)適合收縮標簽。目前,薩克米正在攻克在非直壁的瓶身上貼標以及不干膠標簽實(shí)現高速化技術(shù)。    


  回收技術(shù)    


  PET瓶回收處理方法中,除了物理方法之外,化學(xué)回收日益受到重視,其中澳大利亞的Petrecyclepty公司的penew專(zhuān)利技術(shù)正在應用中,該裝置可以處理100kt的PET瓶。該工藝是將處理著(zhù)色或有涂層的PET瓶廢棄物,其過(guò)程是將PET瓶經(jīng)乙二醇蒸汽蒸1h,使之脆化,然后將其磨碎至1mm大小的顆粒,除去雜質(zhì),醇解為低聚體,包括部分對苯二甲酸單體;再經(jīng)特殊過(guò)濾工序除去顏料添加劑或涂層雜物,最后產(chǎn)品在現有裝置與新鮮單體混合、酯化即可制得無(wú)色的PET瓶。    


  期待輝煌    


  近幾年塑料包裝市場(chǎng)迅速增長(cháng),產(chǎn)量平均年遞增11%以上,PET瓶功不可沒(méi)。正如SIG飲料機械公司總裁陳志俊先生認為,盡管PET包裝成本問(wèn)題仍未解決,但由于形狀豐富,改進(jìn)工藝可以增加保鮮期,易運輸、保存和回收,在中國前途。

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