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高质高效绿色包装新产品——吸塑纸板开发技术交流

类别:国内新闻 发表于:2019-3-5 14:02:01   共被阅读过 952

 

中华纸业传媒       

改革开放40年以来,人们的物质生活水平不断提高,但是随着工业化的发展,与之伴随的就是环保的压力不断加大。北方的雾霾、南方的水污染等都在困扰着我们。如何实现绿色包装,一直是我们公司致力研发和追求的目标。

包装的四大主要材料有纸板、塑料、玻璃和金属。塑料的性价比很高,但是塑料造成的白色污染也一直困扰大家,过去大家都知道一些塑料垃圾无法降解,但是随着研究的深入,发现塑料不只是处理困难,而且已经对我们的身体健康造成了实实在在的危害。《纽约时报》一篇文章显示,研究人员在来自8个国家的志愿者的粪便中,都发现了微塑料颗粒;全球83%的水龙头样本中被检测出微塑料;目前世界上超过90%的食盐品牌,都已被微塑料污染,其中,海盐被污染的比例最高。为此,20181024日,欧洲议会通过“限塑令”:到2021年禁止使用有替代品的一次性塑料产品:今年528日,欧盟委员会提出“限塑令”,拟禁止销售有现成替代品且经济上可承受的一次性塑料用品,包括吸管、刀叉勺、盘子、棉签棒、饮料搅拌棒和气球棒等。此外,“限塑令”还规定,欧盟国家必须减少塑料食品容器和饮料杯的使用。

塑料的问题就是我们造纸业的机遇,这也是绿色包装的方向。包装用纸也面临一些新的挑战,比如全球一体化(保护、文化、竞争);大型、超大型超市的普及,包装如何去匹配不同的需求;90后、00后(追求个性)逐渐成为消费的主力等,这就对包装的功能提了5个要求,分别是保护与盛载;储运与促销;成组化与防盗功能;标识品牌、提升体验、引发传播;卫生与环保。这也是我们为什么要开发吸塑包装的原因。

1、什么是吸塑包装?

吸塑包装是一种新型的包装形式,一般是将不规则物体(如玩具、文具、工具、日用品等)通过使用PVCPET泡壳对其加以密封防护,再将泡壳与纸卡黏合在一起,形成完整规则透明的包装形式。有以下4个优点:外形整齐,储运方便;一目了然,便于销售;阻隔保护,不被污染;****程度地减少塑料的应用。

经测算,吸塑包装可以节省1/3的塑料包装用量,甚至更多,因此它将是取代塑料包装的一种形式。

吸塑包装是把两种材料结合在一起,在工艺上有些难点。吸塑热合封装工艺是将泡壳与涂有吸塑油的纸卡压合,同时使用电热或高周波方式将泡壳与纸卡加热,软化后的泡壳与熔化后的吸塑油进行牢固的黏合,冷却后,泡壳、吸塑油、纸卡形成一体,完成吸塑封装过程。

在这个工艺中,最关键的部分是吸塑油,有三个重要作用:黏合作用,光泽、耐磨作用和满足部分渗透作用。通常上吸塑油的量大于上光油,大部分留在纸板表面,小部分渗透至纸内。

2、我国吸卡包装纸分市场应用量

吸塑包装的市场是非常有前景的,涉及到我们生活的方方面面。如图2,是吸塑卡纸在不同行业中的应用。表12017年,国内吸塑卡纸市场的需求量,而且不考虑未来增长。目前占主导的还是灰底白纸板,约20万吨,白卡纸有2万吨。这主要是因为技术原因。灰底白的吸塑效果好,白卡纸还比较困难。

1 吸塑包装市场需求量

类别

&白底白板  (吨/年)

白卡  (吨/年)

合计  (吨/年)

个人护理用品

30500

3400

33900

家庭用品

45700

3700

49400

文教办公用品

40400

2100

42500

玩具

20200

1100

21300

厨房用品

3400

380

3780

电子电器

6500

2780

9280

五金机电

28700

3200

31900

工艺饰品

2200

950

3150

体育休闲

650

160

810

汽车用品

2860

320

3180

其他

22700

1200

23900

合计

203810

19290

223100

数据来源:CNKIAPP IRT;国家统计局;各类产品协会。

热合吸塑包装应用有两大特点:一是大多应用在对商品展示有较高要求的小商品上。二是前6大终端应用占比较高,其余应用大多分散、量少,小作坊即可进行包装。目前前6大主要应用在吸塑市场上的产品份额占到了总用量的58%,见表2

2  6大主要应用在吸塑市场上的产品份额

产品

电池

牙刷

铅笔

筷子

玩具

自粘贴

合计

产量

350亿粒

87亿支

267亿支

20亿双

-

-

-

吸塑卡普及率(%

95

70

70

80

-

50

58

耗纸量(吨/年)

35310

28270

32725

3400

21230

8800

129745

灰底&白底

31790

25410

29480

3080

20130

6160

116050

白卡

3520

2860

3245

330

1100

2640

13695

从吸塑卡的应用等级划分来看,分为高中低三档。如图3。像中高档的化妆品包装,原来都是用进口包装,现在已经逐渐使用我们的产品。

3、吸塑卡的制作

整个吸塑的难点在于流程多,包括印刷、包装、上吸塑油等,这几个流程中,都看不出包装的效果,直到把最终产品放进去,才能知道这个包装到底能不能用。一旦吸塑效果不好,会污染到包装盒里的产品。美国CLEARWATER公司的吸塑纸板是********家也是当时唯一一家承诺100%吸塑的产品,我们宁波中华纸业吸塑卡也要做到承诺100%吸塑。

1)制作流程

了解吸塑包装的制作,首先看一下吸塑包装的结构,共有5层组成。吸塑包装加工流程也比较复杂,需要纸厂、印刷厂和终端用户共同协作完成。

2)吸塑泡壳材料及常用热封方法

吸塑包装除了对纸板有特殊要求外,对泡壳和热封的选择也是不一样的。具体来说,泡壳分为五种。热封的方法有3种。

3)吸塑包装成功与否的判断

依实际包装的结果,泡壳与纸板分离的情形,大概可归纳为六种情形。仅一种为成功的吸塑包装,其余5种情形皆为失败的包装。好的吸塑包装要求塑料必须吸到原纸层,而且最好在芯层。

4、影响吸塑效果的因素

影响吸塑效果的因素有很多,如纸板、印刷工艺、吸塑油等。我们是造纸企业,有时候我们不能要求印刷企业去使用更好的印刷技术、更好的吸塑油来符合我们的纸板需求,我们要通过技术改进,怎样提高我们纸板的适应性,来满足不同客户的需求。符合条件的吸塑纸板应能满足实地印刷、水性光油、低温短时吸塑的工艺。纸板的关键因素包括:

1)吸塑纸板涂料配方研究

吸塑油的作用,一部分要把泡壳去掉,一部分要渗透到纸板中。纸板的涂料配方就显得非常重要。纸板里孔隙的分布要非常均匀,而且孔隙的直径要足够大,要适合吸塑油的渗透。

2)吸塑纸板强度结构分布

解决了渗透只是解决了第一步,能让吸塑油发挥应有的作用,但不表示能够完全控制吸塑油的破坏位置。我们必须保证吸塑油正好破坏在原纸层,尤其是芯纸层,这就对纸板的强度提出了要求。简单来说,就是哪里薄弱,就破坏在哪里。这就要求对纸板做强度梯度的设计。

这样的设计看起来简单,但是需要大量的实践去摸索。利润,把芯层做到最弱不难,用一些差的废纸,加一些化学品就可以。但是我们还要保证印刷的效果,不能起泡,做的太弱,不能印刷就进入不了吸塑的过程。

3)各种加工参数对吸塑效果的影响

虽然只生产纸板,但是我们也给客户承诺了终端的吸塑效果,所以我们也对整个流程做了大量的调研和实验,找到一些规律。

这些研究帮助我们与客户沟通时,可以为他们提供很多合理的建议。

5、吸塑的品控管理

吸塑有一个难点就是预测,我们的产品要大规模地生产,要保证每个月每一批产品都要满足客户的需求,质量难免有波动,但是不能等到客户使用出问题了才去找原因,我们必须要找到规律,制定一套内部产品质量管控标准。

我们在内部会进行打样实践,虽然这个产品没有国家标准,但是我们内部会根据实践经验设定评估的标准。因为客户的工艺不一样,用的泡壳、吸塑油也不一样,我们就会把客户用的油拿过来,在我们内部做实践,给客户看最终的效果和评价,这样可以****程度上保证我们的产品质量和可靠性。

6、结论

1)吸塑包装具备绿色、可视化等优点,未来增长趋势良好。其中:随着消费升级,白卡吸塑将逐步取代灰底/白底白吸塑。

2)吸塑包装的吸塑效果影响因素:纸板的可吸塑性、泡壳选择、吸塑油选择、吸塑工艺(吸塑方式、吸塑温度、时间、压力等)、印刷工艺(印刷油墨的选择、油墨密度等)。

3)纸板的可吸塑性的关键在于纸板的开放性设计和纸板的强度结构分布。

4)宁波厂通过自主开发,获得了吸塑纸板的相关“技术诀窍”,并于2016年在市场上正式推出了国内目前唯一一家承诺100%吸塑效果的“吸塑王”吸塑白卡、铜卡纸。

   

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